半导体二极管与整流滤波电路.pptVIP

考虑到变压器副绕组及二极管上的压降， 变压器副边电压一般应高出5％～10％，即 每只二极管截止时承受的最高反向电压为 为使整流电路工作安全， 在选择二极管时，二极管的最大整流电流IFM应大于二极管中流过的电流平均值IF，二极管的最高反向工作电压峰值URM应比二极管在电路中承受的最大反向电压UVM高出一倍左右。 因此可以选用场2CZ12D二极管，其最大整流电流为3A，反向工作电压峰值为300V。 变压器的变比为  变压器副绕组电流有效值为  I2＝1.11× ＝1.11×2 ＝ 2.22 A 变压器的容量为  S＝U2×I2 ＝122×2.22 ＝270.84V·A 7.6 滤波电路 为了减小整流后电压的脉动，常采用滤波电路把交流分量滤去，使负载两端得到脉动较小的直流电。  滤波电路一般由电容、电感、电阻等元件组成。滤波电路对直流和交流反映出不同的阻抗，电感L对直流阻抗为零（线圈电阻忽略不计），对于交流却呈现较大的阻抗（XL＝ωL）。若把电感L与负载RL串联，则整流后的直流分量几乎无衰减地传到负载，交流分量却大部分降落在电感上。负载上的交流分量很小，因此负载上的电压接近于直流。 电容器C对于直流相当于开路，对于交流却呈现较小的阻抗（XC＝ 1/ωC）。若将电容C与负载电阻并联，则整流后的整流分量全部流过负载，而交流分量则被电容器旁路，因此在负载上只有直流电压，其波形平滑。  常用的滤波电路有电容滤波、 电感滤波、 复式滤波等。  一、电容滤波电路 图 7 20 为单相桥式整流、电容滤波电路。在分析电容滤波电路时，要特别注意电容器两端电压UC对整流组件导电的影响，整流组件只有受正向电压作用时才导通，否则便截止。  图 7- 12 二极管的伏安特性 1. 正向特性 1） 起始段(OA) 当二极管为正向接法时，正向电压由0开始增大，由于外加电压较小，外电场还不足以克服PN结的内电场对载流子扩散运动的阻力，所以二极管呈现很大的正向电阻，正向电流很小，几乎等于0。当正向电压超过一定数值后，内电场大为削弱，电流迅速增长。这个一定数值的正向电压称为死区电压，其大小与管子的材料及环境温度有关。一般硅管的死区电压为0.5 V，锗管约为0.2 V。 2） 导通段(AB) 如图 7- 12 所示，在特性曲线B点以后，二极管在电路中相当于一个开关的导通状态。在正常使用条件下，二极管的正向电流在相当大的范围内变化，而二极管两端电压的变化却不大。小功率管的导通压降约为0.6~0.7V，锗管约为0.2~0.3V。  2. 反向特性 当二极管两端加反向电压时，反向电流很小，近乎于截止状态，且基本上不随外加电压而变化，如图7- 12的OC段所示。 对二极管来说，反向电流越小，表明反向特性越好，反向电流越大，表明反向特性越差。一般硅管的反向电流要比锗管小得多。 ? 3. 反向击穿特性 当反向电压增加到一定数值时（如图 7- 12 所示的反向电压由C继续增大到D点时），电流突然剧增，这种现象称为反向击穿。发生击穿所需的反向电压称为反向击穿电压。之所以产生击穿，是因为加在PN结中很强的外电场可以把价电子直接从共价键中拉出来成为载流子，这叫做齐纳击穿。此外,强电场使PN结中的少数载流子获得足够的动能，去撞击其它原子， 把更多的价电子从共价键中拉出来，这些撞击出来的载流子, 又去撞击更多的原子，如同雪崩一样，这叫做雪崩击穿。上述两种击穿效应能产生大量的电子-空穴对，从而使反向电流剧增。  无论是齐纳击穿还是雪崩击穿，如果去掉反向电压，二极管仍能恢复工作，这就属于电击穿。 如果去掉反向电压，二极管不能恢复工作，说明发生了热击穿，二极管已损坏。热击穿是应该避免的。 一般二极管正常工作时，是不允许反向击穿的。而有一些特殊的二极管，如后面要学到的稳压管却常常工作在反向击穿状态。  温度对二极管的特性影响较大。当温度升高时，正反向电流都随着增大， 特别是反向电流急剧增大；而反向击穿电压则要下降，二极管的导通压降则要降低。 三、二极管的主要参数 晶体二极管的参数规定了二极管的适用范围， 它是合理选用二极管的依据。晶体二极管的主要参数有最大整流电流、 高反向工作电压、反向电流。