半导体器件稳压二极管.ppt

稳压二极管,大连理工大学 物理与光电工程学院 张贺秋,二极管分类,硅二极管和锗二极管,1、导通电压 2、导通后 3、反向漏电流 4、击穿电压 5、热稳定性,D,阳极,阴极,二极管分类,点接触二极管 小功率整流、高频检波等 面接触二极管 低频大功率整流,稳压二极管齐纳二极管 zener diodeDZ,工作原理,利用二极管反向击穿特性实现稳压。,二极管反向击穿机制,1、热不稳定性；,反向大电压,产生焦耳热,反向电流,器件温度升高,不可恢复的，器件完全损坏。,二极管反向击穿机制,2、齐纳击穿（隧穿击穿）,P,N,EC,EV,热平衡,EF,P,N,EC,EV,EF,_,+,V4Eg/q,二极管反向击穿机制,3、雪崩击穿,V6Eg/q,主要参数：,+,-,U/V,I/mA,稳定电压 UZ,稳定电流IZ,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。,最大稳定电流IZmax,最小稳定电流IZmin,最大耗散功率： PZmax = UZIZmax PZ = UZIZ PZ PZmax,动态电阻：Rr= UZ /IZ,电压温度系数：,检测方法：,1、判断极性 2、稳定电压简易测试,RS,DZ,应用：稳压电源,市电220V，50Hz,U2,RL,负载直流电压 U00.9U2,滤波电路,U2,RL,C,U01.2U2,IZ,稳压电源：,U,+,DZ,RL,Rs,I,IRL,IZ,电压增加,URL,UZ,IZ,I,US,电压减小,URL,UZ,I,US,电压不变,I US UZ IZ ,IIZ + IRL,思考题：,如何选取合适的限流电阻？,串联型稳压电路,R,RL,DZ,T,b,e,c,Ube,Ib,Ic,IC = Ib,Uce?,Ib,Ic,Uce,Uce = U0 - IcRL,U0,串联型稳压电路,R,DZ,T,b,e,c,U0,RL,URL,Ube,Ibe,Ic,Uce,Ube=Uz-URL,UZ=Ube+URL,可调稳压电路,Ui,U0电压幅度可调 输出不受DZ控制,1.5k,3.9k,1k,6.3V,0.7V,7V,3.9k,(1.5k+1k+3.9k) = 11.5V,7V,4.9k,(1.5k+1k+3.9k) = 9.14V,Ui,可调稳压电路,URL(UB),C,A,B,UP2,UDZ不变,Ube,T2,Ic,T2,Uc,T2(UA),UAB(Ube,T1),Ic,T1,Uc,T1,Ui =Uc,T1 + URL,不变, = 23,C,Uo,稳压是利用稳压二极管反向击穿特性实现的。条件是： 1.输入电压大于稳定电压; 2.稳压管电流要限制在额定范围内以免烧毁。 3.被稳定的电压索取电流不能超过稳压管调节电流范围。,限幅,电路爱好者,能按限定的范围削平信号电压波幅的电路，又称限幅器或削波器。 限幅电路常用于： 整形，如削去输出波形顶部或底部的干扰； 波形变换，如将输出信号中的正脉冲削去， 只留下其中的负脉冲； 过压保护，如强的输出信号或干扰有可能损坏某个部件时，可在这个部件前接入限幅电路。,上限限幅电路：,在上限限幅电路中，当输入信号电压低于某一事先设计好的上限电压时，输出电压将随输入电压而增减；但当输入电压达到或超过上限电压时，输出电压将保持为一个固定值,不再随输入电压而变,这样，信号幅度即在输出端受到限制。,Ui,Uo,E,U,UiE,Uo=Ui,UiE,Uo=E,下限限幅电路：,下限限幅电路在输入电压低于某一下限电平时产生限幅作用。,Ui,Uo,UiE,Uo=E,UiE,Uo=Ui,E,U,双向限幅电路,双向限幅电路则在输入电压过高或过低的两个方向上均产生限幅作用。,稳压二极管限幅：,UoUiUZ,UZ,U,稳压二极管限幅,Ui,Uo,UiUZ,Uo=Ui,UiUZ,Uo=UZ,UZ,U,UZ,U,浪涌保护电路,电视机中过压保护电路,选择二极管的基本原则,1.要求导通电压低时选（ ）；要求反向电流小时选（ ）。 2.要求导通电流大时选（ ）；要求工作频率高时选（ ）。 3.要求反向击穿电压高时选（ ）。 4.要求耐高温时选（ ）。,A、锗管 B、硅管 C、面结合型 D、点接触型,锗管,硅管,面结合型,点接触型,硅管,硅管,目的,1、在同一图中画出Ge二极管和Si二极管的特性曲线。 2、分析Ge管和Si管的不同。 3、掌握稳压二极管的工作原理及使用参数。 4、画出简单的稳压二极管稳压电源电路及限副电路，理解电路的工作过程。 5、掌握稳压二极管工作条件。,二极管分类,硅二极管和锗二极管,1、导通电压 2、导通后