第8章二极管及整流电路.ppt

1、 共价健共价健价电子价电子SiSiSiSiSiSiSiSi这一现象称为本征激发。这一现象称为本征激发。空穴空穴自由电子自由电子SiSiSiSi又产生一又产生一个新空个新空穴穴多多余余电电子子在常温下即可变在常温下即可变为自由电子为自由电子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子动画动画SiSiSiSiP+SiSiSiSiB硼原子硼原子空空穴穴动画动画扩散形成空间电荷区，且扩散形成空间电荷区，且使使空间电荷区变宽。空间电荷区变宽。多多子扩子扩散运动散运动内电场内电场少少子漂子漂移运动移运动载流子浓载流子浓度差度差+多多子扩子扩散运动散运动内电场内电场少子的漂移运动少子的漂移运动动画动画空间电

2、荷空间电荷区也区也称称 PN PN 结结+PN 结变窄结变窄 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场IF+P PN N内电内电场场PN 结消失结消失外电场外电场IF动画动画+P PN N内电内电场场由于少子数由于少子数量很少，形量很少，形成很小的反成很小的反向电流。向电流。IR动画动画+金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N N型型锗片锗片阴极引线阴极引线外壳外壳铝合金小球铝合金小球N N型型硅硅阳极引线阳极引线PNPN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P P型型硅硅N N型型硅硅阴极阴极阳极阳极D DPN+-阳极阳极阴极阴极反

3、向击穿反向击穿电压电压U(BR)反向特性反向特性UIPN+PN+定性分析：定性分析：判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态导通导通截止截止若若二极管是理想的，二极管是理想的，例例1：解解：D6V12V3k BAUAB+V sin18itu t 动画动画UZIZIZM UZ IZ_+UIOZZ ZIUrU0二、功能二、功能 把把交流电压变成稳定的大小合适交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压。的直流电压。u4uou3u2u1 将交流电压转变为脉动的直流电压。将交流电压转变为脉动的直流电压。半波半波、全波、全波、桥式、倍、桥式、倍压压整流和整流和三相整流等。三相整流等。正正向导通电阻为零，向导通

4、电阻为零，反向截止电阻反向截止电阻为无穷大。为无穷大。利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性+t uDOu 负半周，负半周，VauC时，时，D导通，导通，电源在给负载电源在给负载RL供电的同时也供电的同时也 给电容充电，给电容充电，uC 增加，增加，uo=uC。CC+Cici=uC 二极管承受的最高反向电二极管承受的最高反向电压为压为UU22DRM 动画动画uoU2U2u tO tO滤波滤波电路电路uo +D DubRLiout U2uo tU2输出电压的脉动程度输出电压的脉动程度与平均值与平均值Uo与放电时与放电时间常数间常数RLC有关。有关。iouo+CRLu1234ab+滤波滤波电

5、路电路25)(3 LTCR一般取近似估算取：近似估算取：Uo=1.2 U (桥式、全波）桥式、全波）Uo=1.0 U（半波）半波）U2为了得到比较平直的输出电压为了得到比较平直的输出电压滤波滤波电路电路例：例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻负载电阻 RL=200，要求直流输出电要求直流输出电 压压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。选择整流二极管及滤波电容器。V 352522DRM UUA 075.02003021 2121LOODRUII uRLuo+C25V1.230 2.1OUU可选用二极管可选用二极管2

6、CZ52B2CZ52B IOM OM=100mA =100mA UDRM DRM=50V=50V 滤波滤波电路电路取取 RLC=5 T/2S 05.025015L CR解：解：2.2.选择滤波电容器选择滤波电容器F250F102502000.05 0506L R.C可选用可选用C=250 F，耐压为耐压为50V的极性电容器。的极性电容器。例：例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻负载电阻 RL=200，要求直流输出电要求直流输出电 压压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。选择整流二极管及滤波电容器。uRLuo+C滤

7、波滤波电路电路 L uRLuo+C滤波滤波电路电路滤波效果比滤波效果比LCLC滤波器更好，滤波器更好，但但对对D D的冲击电流较大。的冲击电流较大。L uRLuo+C2+C1滤波滤波电路电路 比比LC 形形滤滤波器的体积小、成本低。波器的体积小、成本低。R uRLuo+C2+C1滤波滤波电路电路UO=UZ IR=IO+IZUIUZRL(IO)IR 设设UI一定，负载一定，负载RL变化变化UO 基本不变基本不变 IR(IRR)基本不变基本不变 UO(UZ)IZ+UIRL+CIOUO+uIRRDZIz限流调压限流调压稳压电路稳压电路 UZ=UO UI=(2 3)UO限流电阻满足限流电阻满足RIIU

8、U ominZMOIM OMZOImin IIUU minOOIMZM IRUUIOMOImin IRUUIZ 稳压管电流满足稳压管电流满足单片集成稳压电源，具有体积小单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高可靠性高,使使用灵活用灵活,价格低廉等优点。价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端引出端,故称之为三端集成稳压器。故称之为三端集成稳压器。1.1.分分类类为输出电压值为输出电压值三端三端稳压稳压器器输出固定电压输出固定电压输出正输出正电压：电压：78XX78XX 输出负输出负电压：电压：79XX79XX（1.251.25 37V

9、 37V 连续可调连续可调）78系列系列稳压器外形稳压器外形1-输输入端入端3-公公共端共端2-输输出端出端79系列系列稳压器外形稳压器外形1-公公共端共端3-输输入端入端2-输输出端出端1-AdjAdj3-输输入端入端2-输输出端出端317系列系列稳压器外形稳压器外形输出电流超过输出电流超过 1.5A1.5A（加散热器）（加散热器）不需要外接元件不需要外接元件内部有过热保护内部有过热保护内部有过流保护内部有过流保护调整管设有安全工作区保护调整管设有安全工作区保护输出电压容差输出电压容差为为4%4%5V5V、6V6V、8V8V、9V 9V、12V 12V、1515V V、18V18V、24V2

10、4V等等 。0 0 o 100oo TIIU%UUUS 00oo I%100 I T UUUS0.0050.02%0.11.0%反映反映当负载电流和环境温度不变时，当负载电流和环境温度不变时，电网电压电网电压波动波动对稳压电路的影响。对稳压电路的影响。反反映当输入电压和环境温度不变时，输出映当输入电压和环境温度不变时，输出电流电流变变化时输出电压保持稳定的能力，即稳压电化时输出电压保持稳定的能力，即稳压电路的路的带带负载能力。负载能力。输出为固定正电压时的接法如图所示。输出为固定正电压时的接法如图所示。COLM7805LM7805CiUi+_+_UO 0.11 F1 F2 23 3220V22

11、0V 24V24V+C 24V24V+C78087808Ci+8V+8V1 12 23 3Ci790879081 1COCO8V8V1 F1 F0.33 F0.33 F1000 F1000 F CO78XX78XXCiUI+_+_UO1 12 23 3UXXUZRDZ+_+_IO=I2+IC当当 IO较小时，较小时，UR较小，较小，T截止截止，IC=0。CO78XX78XXCiUI+_+_UO1 12 23 3RURICI2IOT+R可由可由T的的UBE和稳压器的和稳压器的IOM确定确定,即即R UBE/IOM。)V1(25.112ORRU流过流过调调整端整端(AdjAdj)的电的电流流 100 A，在要求不高的，在要求不高的场合它在场合它在R2上的压降上的压降可以忽略。可以忽略。COLM317LM317CiUi+_UO3 32 21 1 AdjAdjR1R2240 1F0.1F+_C)V1(25.112ORRUCOLM337LM337CiUiUO2 23 31 1 AdjAdjR1R2240 1F0.1FC