02 半导体二极管及常用二极管电路

1、1 第第2章章 半导体二极管及常用半导体二极管及常用 二极管电路二极管电路 中山大学中山大学 郭东亮郭东亮 2 2.1 PN结的形成结的形成 制造出P型和N型半导体，两个区域的交界面就形成了一个特殊 的薄层 - PN 结。 P P N N PNPN 结结 P P N N l交界面两侧多子和少子浓度悬殊， N区电子扩散至P区留下正离子，P区 空穴扩散至N区留下负离子 l扩散的电子和空穴相遇复合，交界 面形成正负离子组成的空间电荷区 l多子扩散导致空间电荷区加宽，内 电场阻碍多子扩散、利于少子漂移； l 漂移运动使空间电荷区变窄； l 多子扩散和少子漂移两种运动达 到动态平衡时空间电荷区的宽度和

2、内建电位稳定；PN结又称为耗尽区 （耗尽了载流子） PN结的单向导电性结的单向导电性 3 1. 1. 正向偏置正向偏置 v阻挡层内的总电场减弱， 空间电荷总量减少； v空间电荷区变窄； v势垒区的电位差减小。 扩散运动加强，打破了扩 散与漂移的动态平衡，正向偏 置情况下给PN结一个小电压可 得到较大电流。 外加正向电压时的外加正向电压时的PNPN结结 4 2. 反向偏置 v 阻挡层内的总电场增强， 空间电荷总量增加； v 空间电荷区变宽； v 势垒区的电位差增大。 反向偏置情况下，多子扩散运 动受阻碍，少子漂移运动加强，但 少子浓度很低，在很大的反向电压 范围内，反向电流几乎恒定且很小， 可以

3、认为PN结基本上不导电，表现 为一个很大的电阻。 外加反向电压时的外加反向电压时的PNPN结结 2.2 半导体二极管半导体二极管 5 半导体二极管是在PN结的外面装上管壳，再引出 两个电极而成的。二极管（Diode）的符号如下： 或或 二极管种类很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二锗二 极管极管（Ge管）和硅二极管硅二极管（Si管）。 根据其不同用途，可分为整流二极管、稳压二极管、开整流二极管、稳压二极管、开 关二极管、检波二极管、肖特基二极管、发光二极管、变关二极管、检波二极管、肖特基二极管、发光二极管、变 容二极管容二极管等。 按照管芯结构，又可分为点接触型点接触型二极管、面接触型面接触

4、型二 极管及平面型平面型二极管。 6 二极管的很多应用是基于其单向导电性，即只允 许电流由单一方向通过，反向时阻断（变容二极管则 用来当作电子式的可调电容器）。 然而，实际上二极管并不会表现出如此完美的开 与关的方向性，而是较为复杂的非线性电子特征 这是由特定类型的二极管的物理过程和技术决定的。 二极管的伏安特性二极管的伏安特性 7 二极管的伏安特性二极管的伏安特性i=f(v)i=f(v) 可用下式表示可用下式表示 0 D/V 0.2 0.4 0.6 0.8 10 20 30 40 5 10 15 20 10 20 30 40 iD/ A iD/mA 死区死区 Vth VBR 硅二极管硅二极管

5、2CP102CP10的伏安特性的伏安特性 正向正向 特性特性 反向反向 特性特性 反向击穿反向击穿 特性特性 开启电压：开启电压：0.5 V0.5 V 导通电压：导通电压：0.7 V0.7 V ) 1e( S T D mV v D Ii 一、伏安特性 I IS S ： ：反向饱和电流 m m：修正系数 V VT T ： ：温度的电压当量 在常温(300 K)下， V VT T 26 mV26 mV 1.1.正向特性正向特性 死区、门限电压、导通电压死区、门限电压、导通电压 2. 反向特性反向特性 8 在二极管上加反向电压时，反向电流的值很小，当反向电压超过零 点几伏后反向电流基本不变，称为反向

6、饱和电流反向饱和电流。反向电压继续增加， 超过反向击穿电压VBR后，反向电流急剧上升，发生PN结击穿现象。 齐纳击穿齐纳击穿 在高掺杂浓度的情况下，因势垒区宽度很小，反向电压较大时，破 坏了势垒区内共价键结构，使价电子脱离共价键束缚，产生电子-空 穴对，致使电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较 低，势垒区宽度较宽，不容易产生齐纳击穿。 雪崩击穿雪崩击穿 当反向电压增加到较大数值时，外加电场使电子漂移速度加快，从 而与共价键中的价电子相碰撞，把价电子撞出共价键，产生新的电子 -空穴对。新产生的电子-空穴被电场加速后又撞出其它价电子，载流 子雪崩式地增加，致使电流急剧增加，这种击穿称

7、为雪崩击穿。 无论哪种击穿，若对其电流不加限制，都可能造成无论哪种击穿，若对其电流不加限制，都可能造成PNPN结永久性损坏。结永久性损坏。 9 【例例2.2-22.2-2】S Si i二极管伏安特性曲线如图二极管伏安特性曲线如图 2.22.2 7 7（a a），接成图），接成图 2.22.2 7 7（b b）所示电路，求二极管上的电压降和通过二极管的电流。）所示电路，求二极管上的电压降和通过二极管的电流。 （a） （b） 解：由于二极管是非线性器件，用图解法相对简单。解：由于二极管是非线性器件，用图解法相对简单。 列出电路方程列出电路方程E=iDR+vD，在二极管的特性曲线上作出电路负载线，在

8、二极管的特性曲线上作出电路负载线， 此负载线与特性曲线的交点，即为电路的工作点此负载线与特性曲线的交点，即为电路的工作点Q，从图中可以查出，从图中可以查出， ID=7(mA), VD=0.8(V) 10 3.温度对二极管伏安特性的影响 在环境温度升高时，二极管的正向特性将在环境温度升高时，二极管的正向特性将左移左移，反，反 向特性将向特性将下移下移。 温度增加温度增加 6060 4040 2020 0.002 0.002 0.004 0.004 0 0 0.50.5 1.01.0 25255050 i i/ mA/ mA u u / V / V 正向特性正向特性 死区电压死区电压 击穿击穿 电

9、压电压 U U(BR) (BR) 反向特性反向特性 二极管的主要参数二极管的主要参数 11 (1) (1) 最大整流电流最大整流电流I IF F (2) (2) 反向击穿电压反向击穿电压V VBR BR和最高反向工作电压 和最高反向工作电压V VR R (3) (3) 反向电流反向电流I IR R (4) (4) 静态电阻静态电阻R RD D 二极管参数是特性的定量描述，也是实际应用中选择二极管的主要依据。 1. 1. 二极管的二极管的直流直流参数参数 (5) (5) 最高工作频率最高工作频率f fm m 12 二极管工作在正向特性的某一小二极管工作在正向特性的某一小 范围内时，其正向特性可以

10、等效成一范围内时，其正向特性可以等效成一 个个微变电阻微变电阻。 常温下（T=300K） 二极管的微变等效电路二极管的微变等效电路 1 1）微变电阻）微变电阻r rd d D D i v r d )mA( )mV(26 DQDQ d II V r T 2.二极管的微变参数二极管的微变参数 13 2 2）二极管的极间电容）二极管的极间电容 影响二极管的高频特性。极间电容是和二极管并联，影响二极管的高频特性。极间电容是和二极管并联， 形成高频旁路，频率高时，二极管失去单向导电性。形成高频旁路，频率高时，二极管失去单向导电性。 势垒电容：势垒电容： 势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起

11、势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起 积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容 CbCb。 扩散电容：扩散电容： 为了形成正向电流（扩散电流），注入为了形成正向电流（扩散电流），注入P P 区的少子（电子）在区的少子（电子）在P P 区有浓度差，越靠近区有浓度差，越靠近PNPN结浓度越大，即在结浓度越大，即在P P 区有电子的积累。同理，区有电子的积累。同理， 在在N N区有空穴的积累。正向电流大，积累的电荷多。这样所产生的区有空穴的积累。正向电流大，积累的电荷多。这样所产生的 电容就是扩散电容电容就是扩

12、散电容CdCd。 U Q C 2.3 二极管二极管的常用模型的常用模型 14 14 二极管是非线性器件，引入线性电路模型使分析简单。 1. 1. 理想模型理想模型2. 2. 恒压源模型恒压源模型3. 3. 折线模型折线模型 正向导通压降和电 源电压相比不可忽略， 正向电阻和外接电阻 相比可忽略 二极管的正向 导通压降和正向 电阻均不可忽略 当二极管的正向导 通压降和正向电阻与 电源电压和外接电阻 相比均可忽略 交流小信号模型交流小信号模型 15 用于电路的交流分析； 非线性的线性化处理，便于进行线性电路分析 id VQ iD(mA) vD (v) IQ Q vd )( )(26 mAI mV

13、rrrr DQ sjsd 等效电路等效电路 2.3.2 电路分析方法电路分析方法 16 【例例2.3-12.3-1】如图如图 2.32.3 4 4，已知，已知E E和和v vi i ( (微小变化电压 微小变化电压) )，求流过二，求流过二 极管的电流极管的电流i iD D和二极管的电压和二极管的电压v vD D。( (说明：此电路不是实际电路说明：此电路不是实际电路) ) 解：电路既包含直流又包含交流。因此二 极管的工作状态在直流工作点Q附近有微小 的变化。分析这种交、直流共存的电路常 用的方法是分别进行讨论，然后综合。 17 1)1)分析电路直流量间的关系，分析电路直流量间的关系， 即确定

14、即确定Q Q点：点： 设设v vi i=0=0，此时，此时 电路为直流通路，如图电路为直流通路，如图(a)(a)。 我们采用恒压源模型，有我们采用恒压源模型，有 2)2)分析电路变化量间的关系：分析电路变化量间的关系： 设设E=0E=0，此时电路为交流通路，见图，此时电路为交流通路，见图 2.32.3 5(b)5(b)。采用低频情况下的小信号模型，有，。采用低频情况下的小信号模型，有， ， R VonE I DQ onDQ VV 图图 2.32.3 6 6 DQ sd I )mv(26 rr d i d rR v i Rivv did ， , , 3)3)叠加交，直流量：叠加交，直流量： dD

15、QD iIi dDQD vVv 2.4 稳压二极管稳压二极管 18 (a)(a)符号符号 (b)2CW17 (b)2CW17 伏安特性伏安特性 利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二 极管稳压时工作在反向电击穿状态，反向电压应大极管稳压时工作在反向电击穿状态，反向电压应大 于稳压电压。于稳压电压。 一、稳压管的伏安特性一、稳压管的伏安特性 19 (1) (1) 稳定电压稳定电压V VZ Z 在规定的稳压管反向工在规定的稳压管反向工 作电流作电流I IZ Z下，所对应的反向工下，所对应的反向工 作电压。作电压。 (2)(2)最大稳定工作电流最大稳定工作电流

16、I IZmax Zmax 和最小 和最小 稳定工作电流稳定工作电流 I IZmin Zmin 二、稳压管的主要参数二、稳压管的主要参数 (3) (3) 动态电阻动态电阻r rZ Z r rZ Z = = V VZ Z / / I IZ Z (4)(4)最大耗散功率最大耗散功率 P PZM ZM 二极管参数测试仿真实验二极管参数测试仿真实验 20 二极管正向特性测试二极管正向特性测试 Rw10%20%30%50%70%90% Vd/mV299496544583613660 Id/mA0.0040.2480.6841.5292.8607.286 rd=Vd/Id（欧姆）74750200079538

17、121490.58 表表1 1 二极管正向特性仿真测试数据二极管正向特性仿真测试数据 21 二极管反向特性测试二极管反向特性测试 表表2 2 二极管二极管反反向特性仿真测试数据向特性仿真测试数据 Rw10%30%50%80%90%100% Vd/mV100003000049993799828018080327 Id/mA00.0040.0070.04335197 rd=Vd/Id（欧姆）7.5E67.1E61.8E62290.9407.8 2.5 常用二极管电路常用二极管电路 22 2.5.1 2.5.1 限幅和箝位电路限幅和箝位电路 t t Von vi vo 串联下限幅串联下限幅 当当 v

18、 vi i V Von on时，二极管导通， 时，二极管导通，v vo o v vi i； ；( (v vo o = = v vi i - - v von on) ) 当当 v vi i V Von on时，二极管截止， 时，二极管截止，v vo o=0=0。 如果将图中的二极管反接，便可得到限幅电平为如果将图中的二极管反接，便可得到限幅电平为V Von on的上限幅器。 的上限幅器。 1 1限幅电路限幅电路 23 t t t vi vo vi Von Von 双向限幅双向限幅 上限幅器和下限幅器联 合应用的双向限幅器，以 限制掉输入信号中不需要 的上下部分。 24 分析：分析：（1）一个周期

19、内分段考虑；（2）没有电容， 较简单，关键是考察二极管的工作状态。 解：解：t0时刻，输入从0跳到10V；t=0至t1时，二极管 导通，输出vo0； tt1时刻，输入从10V跳到20V， t=t1至t2时， 二极管截止，输出vo20V； tt2时刻，输入再从20V跳到10V t=t2至t3时， 二极管导通，输出vo0。 【例例2.5.12.5.1】已知输入波形已知输入波形vivi，二极管采用理想开关模型，求，二极管采用理想开关模型，求v vo o 25 箝位：使信号电压直流平移箝位：使信号电压直流平移 二极管箝位电路二极管箝位电路 tVVVvvv imonimico sin)( 注意电容有无放

20、电回路！注意电容有无放电回路！ 0: ioc vvvKVL 若需改变箝位电平，可以在输若需改变箝位电平，可以在输 出支路中接入适当的直流偏压。出支路中接入适当的直流偏压。 2 2箝位电路箝位电路 假定电容在初始状态时没有充电。 输入正弦信号第一个T/4的时间，电容 C充电，当vi大于二极管的导通电压Von 时，二极管导通，电容两端的电压等 于输入电压与Von之差，即 。vi 到达 峰值Vim后开始下降,理想情况下电容 不放电，其电压保持在vc=Vim-Von处。 26 【例例2.5.22.5.2】已知输入波形已知输入波形vivi和电路，频率为和电路，频率为1kHz1kHz，确定输出波形，确定输

21、出波形 分析：分析：（1 1）注意电容极性；（注意电容极性；（2 2）电容充电快（）电容充电快（D D导导 通）、放电慢（通）、放电慢（D D断开）。断开）。 1 0tt CRrd)/( 21 ttt )(10 msRC 解：解：t0时刻，输入从0跳到10V，电容上保持0压降不变，则 vD=10V，二极管导通。于是，在 内，输出vo0；输 入给电容充电，充电时间常数 很小，电容很快充 电完毕，此时 Vc=10V，方向左正右负。 tt1时刻，输入从10V跳到20V，电容上保持10V压降不 变，则vD=-30V，二极管截止。于是，在 内，输出vo -30V；电容放电，时间常数 ，通常充放电过程大

22、约为3，而输入信号半周期仅0.5ms，因此这一过程中vC基本 保持10V不变。 tt2时刻，输入从20V跳到10V，电容上保持10V压降不 变，则vD=0V，二极管截止。于是，在时间 内，输出vo0。 同样可以分析出，在 内，输出vo30V。 43 ttt 27 2.5.2 整流和滤波电路整流和滤波电路 1 1整流电路整流电路 整流是二极管的一个重要应用，通过整流可以将交流转化成单一极性的直流。 小功率（200W以下）直流稳压电源常用到整流电路。其主要目的是利用二极管的单 向导电性，将市电电网的正弦电压（AC）转化成单方向的脉动电压（DC），然后经 滤波、稳压步骤得到直流电压。在这种整流电路中

23、，加在电路两端的电压比二极管 导通电压大很多，因此，可以用二极管的理想模型来分析这类电路。 1 1）单相半波整流）单相半波整流 单相半波整流单相半波整流 半波整流就是利用二极管的单向 导电性，使经变压器出来的电压只有 半个周期可以到达负载，造成负载电 压vo是单方向的脉动直流电压。这种 电路的特点是：电路结构简单，输出 电压的平均值小，脉动大。 28 单相桥式全波整流单相桥式全波整流 2 2）单相桥式全波整流）单相桥式全波整流 半波整流电路的输出电压是只有半个周期的正弦电压，若能将另一半周期的电 压也引到负载，则可提高整流的效率。这种正负半周都有电流按同一方向流过负载 的整流方式称为全波整流。

24、 全波整流的方式之一是桥式整流。它将四个二极管接成电桥形式，使得变压器 副边电压的正负半周均有电流流过负载，在负载上形成单方向的全波脉动电压。 桥式电路优点是：输出桥式电路优点是：输出 电压高；波纹电压较小电压高；波纹电压较小 （即脉动小）；变压器在（即脉动小）；变压器在 正负半周都有电流供给负正负半周都有电流供给负 载，变压器得到充分利用，载，变压器得到充分利用， 效率高。效率高。 29 整流电路分析的四项参数：整流电路分析的四项参数： 整流电路的输出电压平均值（直流电压）Vo（AV） 整流电路的输出电压脉动系数S 整流二极管正向平均电流ID（AV） 整流管的反向峰值电压VRM 参数和表征了

25、整流电路的质量；参数和表征了整流电路的质量； 参数参数和体现了整流电路对二极管的要求，是选择整流管的依据。和体现了整流电路对二极管的要求，是选择整流管的依据。 30 滤波电路：降低整流电路输出电压的脉动成分 适用于负载电流小适用于负载电流小 ( (小功率电源) ) 适用于负载电流大适用于负载电流大 ( (大功率电源) ) 2 2滤波电路滤波电路 整流电路的输出电压含有较大的脉动成份。通常都需采取一定的措施来降低输出 电压中的脉动成份、保留直流成份，使输出电压接近于理想的直流电压。这样的措 施就是滤波。 电容、电感都是基本的滤波元件，利用它们在二极管导电时储存部分能量，然后 再逐渐释放出来，从而

26、得到比较平滑的波形。如果将它们合理地安排在电路中，可 以达到降低交流成份，保留直流成份的目的，体现出滤波的作用。 电感具有阻止电流变化的特点，在负载回路串联电 感将使流过二极管的电流波形较为平滑。电感滤波的 缺点是由于存在铁芯，所以笨重、体积大，且易引起 电路干扰。一般电感滤波只适用于低电压大电流场合。 2.5.3 多二极管电路多二极管电路 31 判断二极管在电路中的工作状态常用的方法是：首先假定二极管 断开，然后分别考虑二极管两端的电位，若这两端的电位差大于二极 管的导通电压，则二极管处于正向偏置，否则就处于反向偏置而截止。 如果电路中出现多个二极管，且承受不同的正向压降，则考虑承 受正向电

27、压较大者优先导通，然后再判断其它二极管的状态。 【例2.5.4】判断图中二极管是导通还是截止，并确定输出电压Vo，设 二极管Von=0.7V。 先导通的二极管限定结点电压！先导通的二极管限定结点电压！ 解：解：将D1、D2断开，对D1管，有VD1=Va- Vb1=15- 0=15V；对D2管，有VD2=Va- Vb2=15-(-10)=25V。 接入二极管后，由于D2管承受正向压降较D1管高， 所以D2管优先导通，将电位限制在Va=-10V+0.7V=- 9.3V 上，此时D1因承受反向压降而截止。所以， Vo=-9.3V。 32 【例2.5.5】求当VI=0V和4V时输出电压和二极管上的电流

28、。二极管的 Von=0.7V。 二极管通、断假设被推二极管通、断假设被推 翻后要重新算！翻后要重新算！ 解解:(1):(1)当VI=0V时： 将D1、D2断开,对D1管，有 VD1=V1- V2=0-(-5)= 5V；对D2管，有VD2=Vo- V2=5- (-5)=10V。接入二极管后，由于D2管承受正向压降 较D1管高，所以D2管优先导通，于是有 D2的导通将电位限制在V2=5-iR1R1-0.7=1.2(V) 上，此时D1因承受反向压降而截止。有 iD1=0， Vo=1.2+0.7=1.9(V)。 (2) (2) 当VI=4V时，对D1管，有VD1=9V；对D2管，有 VD2=10V。D

29、2的导通将电位限制在V2=1.2(V)上，因 此D1处于正偏也导通。所以，V2=4-0.7=3.3(V), Vo=3.3+0.7=4(V) mA KKRR V ii on DR 62. 0 105 )5(7 . 05)5(5 21 21 所以，iD1=iR2-iD2=0.63(mA) )(2 . 0 5 455 1 12 mA KR V ii o RD )(83. 0 10 )5(3 . 3)5( 2 2 2 mA KR V iR 33 2.5.4 二极管逻辑电路二极管逻辑电路 二极管二极管“与与”逻辑电路逻辑电路 利用二极管的开关特性可以组成二极管门电路，实现一定的逻辑关系。 当V1=V2=

30、0时，D1、D2正偏、导通，Vo=0.7V; 当V1=5V、V2=0时，D1反偏、D2导通，Vo=0.7V; 当V1=0、V2=5V时，D1导通、D2反偏，Vo=0.7V; 当V1=V2=5V时，D1、D2反偏、截止，Vo=5V; V1(V)V2(V)Vo(V)逻辑输出 000.70 500.70 050.70 5551 在正逻辑电路中，定义趋于0的电平对应逻辑0，趋于 5V的电平对应逻辑1。结果表明，该电路完成“与”逻辑 运算。 34 二极管二极管“或或”逻辑电路逻辑电路 当V1=V2=0时，电路没有激励，Vo=0; 当V1=5V、V2=0时，D1正偏，D2反偏、截止，Vo=4.3V; 当V

31、1=0、V2=5V时，D1反偏、截止、D2正偏，Vo=4.3V; 当V1=V2=5V时，D1、D2正偏、导通，Vo=4.3V; 这些结果列在表中。结果表明该电路完成“或”逻 辑运算。 V1(V)V2(V)Vo(V)逻辑输出 0000 504.31 054.31 554.31 2.5.5 发光二极管电路发光二极管电路 35 发光二极管发光二极管LEDLED（Light Emitting DiodeLight Emitting Diode） 正向偏压下，电子和空穴分别注入P区和N区，当非平衡少 子与多子复合时，就会以辐射光子的形式将多余能量转化为 光能。 电子和空穴复合的同时产生光子，电子和空穴之

32、间的能隙 越大，产生的光子能量就越高，光子的能量与光的颜色对应， 不同材料具有不同能隙，因而能发出不同颜色的光。 一般工作电流10mA，正向压降1.56V。 D1 D2 D3 图图 错 误 ！ 文 档 中 D4 D5 D6 D7 七段七段LEDLED 显示器显示器 符号符号 七段七段LEDLED显示器的显示器的 控制电路控制电路 右图为常用的阳极显示器。在这个电路中，所有 LED的阳极连接在5V的电源上，并且所有的输入都是 由逻辑门控制的。Vij为高电平时，则Dj截止、不发 光；Vij为低电平时，则Dj导通、发光。 2.6 稳压管电路稳压管电路 36 当RL不变，Vi变大引起Vo变大： 当Vi

33、不变，RL变小引起Vo减小： 稳压电路的稳压原理： （1 1）电源电压波动（负载不变）电源电压波动（负载不变） （2 2）负载变化（电源不变）负载变化（电源不变） V VO O V VZ Z I IZ Z I IL L V VO O 电路稳压的实质是：稳压二极管利用调节自身的电流大小（端电路稳压的实质是：稳压二极管利用调节自身的电流大小（端 电压基本不变）来满足输出电流的改变，并和限流电阻电压基本不变）来满足输出电流的改变，并和限流电阻R R配合将电配合将电 流的变化转换成电压的变化以适应电网电压的波动和负载变化。流的变化转换成电压的变化以适应电网电压的波动和负载变化。 从稳压管的特性曲线可知

34、，它在一个很宽的反偏电流范围内，其击 穿电压基本不变。因此可以将稳压管用作稳压器或基准电压电路。 V VO OVVZ Z I IZ ZIIL L V VO O 稳压电路中限流电阻稳压电路中限流电阻R R 的选择的选择 37 要保证稳压管工作的电流范围！要保证稳压管工作的电流范围！ 当当V VI max和和I Io min，I Iz的值最大：的值最大： max 0 max min max max L OI O OI Z R V R VV I R VV I minmax maxmax max minmax max RR VIR VV II VV R L zzL zI oz OI 当当V VI mi

35、n和和I Io max，I Iz的值最小：的值最小： min min max min min L Z ZI O OI Z R V R VV I R VV I maxmin minmin min RR VIR VV R L zzL ZI 在输入电压和负载都可能变化的情况下，选择好限流电阻R是很重要的。如R太大， 则供应电流不足，当输出电流增加，稳压管电流降低到临界值以下，失去稳压作用；如 R太小，则负载很大或开路时，IR都流向稳压管，可能超过允许定额而造成损坏。为此， 要合理地选出R以避免出现上述不利情况。 限流电阻限流电阻R R的范围是：的范围是：R Rmin min R R R Rmaxma

36、x。 。 如果不能满足条件，则说明在给定条件如果不能满足条件，则说明在给定条件 下已超出稳压管的工作范围，需限制变下已超出稳压管的工作范围，需限制变 化范围或选用大容量的稳压管。化范围或选用大容量的稳压管。 38 稳压电路分析和设计稳压电路分析和设计 对于稳压管电路的分析，象其它二极管电路一样，首先确定稳压管 Dz的工作状态：假定稳压管断开，计算负载电压，若大于稳压管的Vz， 则处于稳压状态，否则处于截止状态，不起稳压作用。 稳压状态下，电压为Vz，电流Iz需根据电路约束条件计算； 稳压管消耗功率应小于其额定功率。 【例例2.6-12.6-1】对于图示稳压电路，假定对于图示稳压电路，假定V V

37、I I= =16V16V， R=R=1k1k ，R RL L= =1k1k ，V VZ Z= =10V10V，P PZ ZM M= =30mW30mW， 1 1）确定负载电压）确定负载电压V VL L、电阻电压、电阻电压V VR R、稳压管电流、稳压管电流 I Iz z和损耗功率和损耗功率P Pz z；2 2）将）将R RL L换成换成3k3k ，重新分析，重新分析 上述参量。上述参量。 解：解：1）将稳压管断开，得 由于V Vz=10V，稳压管处在截止状态。于是有， VL8（V）； VRVIVL8（V）； IZ=0（A）； PZIZVZ0（W）。 )(8 2 116 V k k RR RV V L LI 39 2 2）将）将R RL L换成换成3k3k ，稳压管断开时得，稳压管断开时得 此时此时V V V Vz z=10V=10V，稳压管处在稳压状态。于是有，稳压管处在稳压状态。于是有， V VL LV VZ Z 1010（V V）；）； V VR RV VI IV VL L161610106 6（V V）；）； P PZ ZI IZ ZV VZ Z2.672.67 10=26.710=26.7（mWmW） 30mW30