模拟电子技术基础__课件_04-2讲义(二极管).pptVIP

4.2 半导体二极管 一、二极管的分类 二、二极管的伏安特性 三、二极管的参数 四、二极管等效电路 五、二极管应用举例 工程应用 六、特殊二极管 1.2.1　单相半波整流电路 1．电路 如图(a)所示 　　V：整流二极管，把交流电变成脉动直流电； 　　T：电源变压器，把 v1 变成整流电路所需的电压值 v2。 2.　工作原理 设 v2 为正弦波，波形如前页图 (b) 所示。 　　(1)v2 正半周时，A 点电位高于 B 点电位，二极管 V 正偏导通，则 vL ? v2； 　　(2)v2 负半周时，A 点电位低于 B 点电位，二极管 V 反偏截止，则 vL ? 0。 　　由波形可见，v2 一周期内，负载只用单方向的半个波形，这种大小波动、方向不变的电压或电流称为脉动直流电。 　　上述过程说明，利用二极管单向导电性可把交流电 v2 变成脉动直流电 vL。由于电路仅利用 v2 的半个波形，故称为半波整流电路。 3．负载和整流二极管上的电压和电流 (1)负载电压 VL VL = 0.45 V2 (1.2.1) (2)负载电流 IL (1.2.2) (3)二极管正向电流 IV 和负载电流 IZ (1.2.3) (4)二极管反向峰值电压 VRM (1.2.4) 选管条件 　　(1)二极管允许的最大反向电压应大于承受的反向峰值电压； 　　(2)二极管允许的最大整流电流应大于流过二极管的实际工作电流。 电路缺点：电源利用率低，纹波成分大。 解决办法：全波整流。 1.2.2　单相桥式整流电路 1．电路如图 V1 ~ V4 为整流二极管，电路为桥式结构 　　(2)v2 负半周时，如图(b)所示，A 点电位低于 B 点电位，则 V2、V4 导通(V1、V3 截止)，i2 自上而下流过负载 RL。 桥式整流电路工作过程 2．工作原理 　　(1)v2 正半周时，如图(a)所示，A 点电位高于 B 点电位，则 V1、V3导通(V2、V4截止)，i1 自上而下流过负载 RL； * * ◆半导体二极管是由PN结加上引出线和管壳构成的。 1、按照所用的半导体材料：可分为锗管和硅管。 2、根据其不同用途：可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。 3、按照管芯结构：可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。 二极管的分类、型号和参数(细化) 1．分类 　　(1)按材料分：硅管、锗管 　　(2)按 PN 结面积：点接触型(电流小，高频应用)、面接触型(电流大，用于整流) 　　(3)按用途：如图所示。 二极管图形符号 　　① 整流二极管：利用单向导电性把交流电变成直流电的二极管。 　　② 稳压二极管：利用反向击穿特性进行稳压的二极管。 　　③ 发光二极管：利用磷化镓把电能转变成光能的二极管。 　　④ 光电二极管：将光信号转变为电信号的二极管。 　　⑤ 变容二极管：利用反向偏压改变 PN 结电容量的二极管 2．型号举例如下： 整流二极管——2CZ82B 稳压二极管——2CW50 变容二极管——2AC1 等等。 PN结面积大，用于 工频大电流整流电路。 PN结面积小，结电容小， 用于高频小电流电路。 往往用于集成电路制造工艺中。 结面积大，则用于大功率整流。 结面积小，则用于高频、脉冲 和开关电路中。 半导体二极管的伏安特性曲线如图所示。处于第一象限的是正向伏安特性曲线，处于第三象限的是反向伏安特性曲线。根据理论推导，二极管的伏安特性曲线可用下式表示 当V＞0即处于正向特性区域。正向区又分为两段： ①当0＜V＜VD(on)时，正向电流为零， VD(on)称为开启电压。 ②当V＞Von时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。 硅二极管的Von=0.5 V左右， 锗二极管的Von=0.1 V左右。 当V＜0即处于反向特性区域。反向区也分两个区域： ①当VBR＜V＜0时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称反向饱和电流IS 。 ②当V≤VBR时，反向电流急剧增加，VB