半导体二极管及其应用研讨.ppt

本 章 小 结 1.半导体具有热敏特性、光敏特性和掺杂特性，本征半导体掺入微量三价元素可制成P型半导体，掺入微量五价元素可制成N型半导体。 2.半导体二极管是由PN结制成的，PN结是由P型半导体和N型半导体相结合而成，PN结具有单向导电性，即正向偏置导通，反向偏置截止。 3.二极管的伏安特性是非线性的，二极管为非线性器件。二极管的阈值(死区)电压硅管约为0.5V，锗管约为0.1V，正向导通电压硅管为0.6~0.8V，锗管为0.2~0.3V。 4.温度对二极管产生较大影响：温度每升高1℃，二极管正向压降将减小2.5mv左右；温度升高反向击穿电压下降；温度每升高10℃，反向电流约增加一倍。 本 章 小 结 5.整流二极管的主要参数为：最大整流电流IF,最高反向工作电压URM，反向电流IR，最高工作频率fM等。 6.利用PN结反向击穿时近似恒压的特性制成稳压管，稳压管正常工作时必须反偏，它的主要参数为： 稳定电压UZ，动态内阻rZ，稳定电流IZ，最大耗散功率PM和最大工作电流IZM等；变容二极管是利用PN结电容随外加电压而变化的特性制成的。 7.整流是利用二极管的单向导电性把交流电变成单向脉动电流，常见整流电路有单相半波、全波和桥式整流电路。在全波和桥式整流电路中二极管要装接正确，否则二极管会因短路过流烧毁。 8.整流输出电压含有交流谐波成分，用电容、电感、电阻等元件组成滤波电路，接在整流电路与负载之间，起平滑输出电压的作用。 9.常用整流、滤波电路比较见表1.1.1,表中U2为变压器二次电压有效值。 1.3.4 倍压整流电路 1．采用滤波电路的缘由及功用 整流电路输出的电压是脉动的，含有较大的脉动成分。这种电压只能用于对输出电压平滑程度要求不高的电子设备中，如电镀、蓄电池充电设备等。 滤波电路（Filter）的作用：保留整流后输出电压的直流成分，滤掉脉动成分，使输出电压趋于平滑，接近于理想的直流电压。 2．分类 常用的滤波电路有电容滤波电路（Capacitance filter）、电感滤波（Inductance filter）和RC-π型滤波电路等。 1.4 滤波电路 一、半波整流电容滤波电路 图1.4.1 半波整流滤波电路及波形图 1.4.1 电容滤波电路 在0～t1期间，uo的波形为0A段，近似按输入电压上升；t1～t2期间，uo波形自A向B缓慢下降；t1～t2期间，uo波形又开始按输入电压迅速上升，如此不断重复，使uo 趋于平滑。 半波整流电容滤波电路输出直流电压平均值为 UO（AV）=（1～1.1）U2 一般取UO（AV）=U2 流过二极管的平均电流为 ID（AV）≈U2/RL 二极管承受的最大反向电压为 二、单相桥式整流电容滤波电路 图1.4.2 单相桥式整流电容滤波电路图及波形图 其工作原理与半波整流滤波电路基本相同，不同的是输出电压是全波脉动直流电，无论u2是正半周还是负半周，电路中总有二极管导通。 在一个周期内，u2对电容充电二次，电容对负载放电的时间大大缩短，输出电压波形更加平滑，波形如图1.4.2（b）所示，图中虚线为不接滤波电容时的波形，实线为滤波后的波形，输出电压为 U O(AV)≈1.2U2 在电容滤波电路中，若负载电阻开路，UO=√2U2。 滤波电容按下式 选取 τ=RLC≥（3～5）T/2 式中，T是交流电的周期。 滤波电容数值一般在几十微到几千微法，视负载电流大小而定，其耐压值应大于输出电压值，一般取1.5倍左右，且通常采用有极性的电解电容。 在滤波电容装接过程中，切不可将电解电容极性接反，以免损坏电解电容或电容器发生爆炸。 电容滤波电路简单，输出电压Uo较高，脉动较小。但外特性差，适用于负载电压较高，负载变动不大的场合。 1.4.2 电感电容滤波电路 利用电感线圈中电流变化产生的自感电动势阻碍电流变化的 特性，可组成电感滤波器，电感滤波器的工