第一章(半导体二极管及其应用电路).pptVIP

第一章 半导体二极管及其应用电路 1-1 半导体的性质 1-1-1 半导体中的电子 1-1-2 本征半导体 自由电子和空穴 电子空穴对 导电机制 复合：与本征激发相反的现象 本征半导体有以下基本特性： 1-1-3 杂质半导体 N 型半导体 P 型半导体 掺杂半导体示意图 1-1-4 P N 结 2.PN结的单向导电性 （1）PN结加正向电压 （2）PN结加反向电压 结论： 3.PN结的伏安特性曲线及表达式 4.PN结的电容效应 1-2 半导体二极管 2-1-1半导体二极管的结构特性 二极管按结构分三大类： 常见二极管的外型封装 半导体二极管的型号 二极管单向导电实验电路 1-2-2 二极管的伏安特性 二极管的模型及近似分析计算 1-2-3 二极管的主要参数 4. 二极管的选择原则 1-2-4 二极管的量测 1-2-5 特殊二极管 1-3 二极管应用电路 整流滤波电路 整流电路 单向半波整流电路 单向全波整流电路 单向桥式整流电路 滤波电路 电容滤波电路 电感滤波电路 复式滤波电路 稳压管及稳压电路 限幅电路 1-3-1 整流滤波电路 电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高,一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。直流电源就是完成把传送的交流电转换为可用直流电的设备，一般直流电源由如下部分组成: 1. 单向半波整流电路 输出电压在一个工频周期内，只是正半周导电，在负载上得到的是半个正弦波。负载上输出平均电压为：流过负载和二极管的平均电流为：二极管所承受的最大反向电压： 2. 单向全波整流电路 全波整流电路的输出电压与桥式整流电路的输出相同。输出平均电压为：流过负载的平均电流为： 二极管所承受的最大反向电压：  单相全波整流电路的脉动系数S与单相桥式整流电路相同 3. 单向桥式整流电路 将交流电路变成直流电路称为整流。 波形图： RL上的电压和电流平均值： 每个二极管上的电流平均值和最大反向电压： 4. 整流组合元件 几种常见的半桥堆的结构和外形 5. 滤波电路 整流电路的输出电压，虽然方向不变，但是脉动较大，含有较大的交流成分，不能适应大多数电子线路及设备的需要。 一般在整流以后，还需要利用滤波电流将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。 （1）电容滤波电路 在整流电路的输出端并联一个电容，利用电容充放电作用，使负载电压趋于平滑。 波形图： 波形图： 电容滤波外特性： （2）电感滤波电路 在大电流的负载情况下，利用电容滤波，使得整流二极管及滤波电容器的选择变得很困难。电感滤波就是在整流电流与负载带阻之间串联一个电感线圈L。 波形图： 当正半周时，D1、D3导电，电感中的电流将滞后。当负半周时，电感中的电流将更换经由D2、D4提供。因桥式电路的对称性和电感中电流的连续性，四个二极管D1、D3；D2、D4的导电角都是180°。 滤波原理： 电感滤波是基于电流变化时，电感线圈中所产生的自感电动势是阻止电流变化的。 当通过电感线圈的电流增加时，电感线圈产生的自感电动势方向与电流方向相反，阻止电流增加，同时将一部分动能转变为磁场能储存在电感中。 当通过电感线圈的电流减小时，电感线圈产生的自感电动势方向与电流方向相同，阻止电流减小，同时释放出储存的能量，以补偿电流的减小。 （3）复式滤波电路 1-3-2 稳压管及稳压电路 稳压管是一种特殊的半导体二极管，其结构与普通二极管没有什么不同，特殊之处在于它工作在反向击穿状态下，由于在制造工艺上采取了适当的措施，使得管子虽然工作在击穿状态下，但不会损坏。当稳压管工作在击穿状态时，端电压变化微小，能起到稳定电压的作用，故称其为稳压管。 稳压管的伏安特性： 稳压二极管及应用电路 稳压二极管的主要参数 稳压管电路 稳压电路（P11） 限幅电路（P12） 例题1-2-1（P12） 例题1-2-1（P12）解： 例题1-2-1（P12）解： 1-3-3 限幅电路 限幅电流的作用是将输出电压的幅度限制在一定范围内。也常称为削波电流或幅度选择器。 并联二极管限幅电路 串联二极管限幅电路 （1）并联二极管限幅电路 （2）串联二极管限幅电路 （3）双向限幅电路 当稳压二极管工作在反向击穿状态下,工作电流IZ在Izmax和Izmin之间变化时,其两端电压近似为常数。 稳定电压 稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管 正向同二极管 反偏电压≥UZ 反向击穿 ＋ UZ － 限流电阻 (1) 稳定电压UZ —— (2) 动态电阻rZ —— 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。 rZ =?U /?I rZ愈小，反映稳压