半导体二极管及其应用电路讲解

1、半导体(semiconduclor)器件是在20世纪50年代初发展起来 的器件，由于具有体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小、 功率转换效率高等优点，已广泛应用于家电、汽车、计算机及 工控技术等众多领域，被人们视为现代技术的基础。这一章的任务就是让学习者在了解半导体的特殊性能、PN 结(PN junction)的形成及其单向导电性的基础上，进一步认识 半导体二极管、半导体三极管这些半导体器件。通过对这些半导体器件的结构、工作原理、特性曲线及特 性参数等方面的剖析，掌握二极管、三极管等半导体器件的结 构特点和工作原理；在技术能力上掌握正确测试半导体器件的 好坏及极性的判别方法，并能看懂由这些半

2、导体器件作为核心 元件构成的简单电子线路图，初步掌握一些EWB电路仿真技能。半导体的导电性能力虽然介于导体和绝缘体之间，但是却 能够引起人们的极大兴趣,这与半导体材料本身存在的一些独 特性能是分不开的。¥体的鲁，超力曼，升因：1 .热敏柠性温度升高，大多数半导体的电阻率下降。 由于半导体的电阻率对温度特别灵敏，利用这种特性就可以做 成各种热敏元件。2先被传性许多半导体受到光照辐射，电阻率下降。 利用这种特性可制成各种光电元件.3”杂传性在纯净的半导体中掺入微量的某种杂质后, 它的导电能力就可增加几十万甚至几百万倍。利用这种特性就 可制成各种不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管

3、 晶闸管、场效应管等。2.L1本征半导体在半导体物质中，目前用得最多的材料是 硅和铸。在硅和铸的原子结构中，最外层电子 的数目都是4个，因此被成为四价元素，如图2.1所示.0S-<V-Z -二5二三天然的硅和错材料是不能制成 半导体器件的，必须经过高度提纯 工艺将它们提炼成纯净的单晶体。 单晶体的晶格结构是完全对称，原二 二一 - 一子排列得非常整齐，故常称为晶体, 就是我们所说的本征半导体其平面 示意图如图2.2所示.当温度上升或受光照时，共价键中的一些价电子以热运动的一 形式不断从外界获得一定的能量，少数价电子因获得的能量较大， 而挣脱共价键的束缚，成为自由电子，同时在原来的共价键的

4、相 应位置上留下一个空位，叫空穴。如图23所示。如图所示的A处为空穴， B处为自由电子，显然，自由 电子和空穴是成对出现的， 所以称它们为电子一空穴对。 把在光或热的作用下，本征 半导体中产生电子一空穴对 的现象，叫本征激发。在本征半导体中存在 两种载流子：带负电的自 由电子和带正电的空穴.2.1.2断及半导体1 .N型半导体在四价元素晶体中掺入微量的五价元素，由于这种杂质原子 能放出电子，因此称为“施主杂质”.显然掺入的杂质越多，杂 质半导体的导电性能越好，这种掺杂所产生的自由电子浓度远大 于本征激发所产生的电子一空穴对的浓度，所以杂质半导体的导 电性能远超过本征半导体.2 . P型半导体在

5、四价晶体中掺入微量的三价元素，三价原子在与四价原 子组成共价键时，因缺少一个电子而产生一个空穴.由于这种 杂质原子能吸收电子，因此称为“受主杂质”在这种杂质半 导体中，空穴浓度远大于自由电子浓度，空穴为多子，自由电 子为少子。因为这种半导体的导电主要依靠空穴，而空穴带正 电荷，所以称其为P型半导体(P-typc semiconductor)或空穴型 半导体。一般情况下，杂质半导体中的多数载流子的数量可达到少 数载流子数量的io。倍或更多，因此，杂质半导体的导电能力一 比本征半导体的导电能力将强上几十万倍桃戛指出的逸：不论是N型还是P型半导体，虽然都有一种截流子占多数， 但多出的裁流子数目与杂质

6、离子所带的电荷数目始终相平衡，即 整块杂质半导体既没有失去电子，也没有得到电子，整个晶体仍 然呈中性.为突出杂质半导体的主要特征，在iHP型或N型半导体时， 常常只画多子和离子成对出现，如图2-4所示.O QOoO0 Ooo°oo0 0 0G5 0oG)©.©*©O32.1 J PN结及其单向怅在子技术中.PN弟第一仞半善体4»件的去"冷技术餐如大1.PN结的心成半导体中有电子和空穴这两种载流子，当这些载流子作定向 运动时就形成电流.半导体中的载流子运动有漂移运动和扩散运 动两种方式，相应地也就有漂移电流和扩散电流这两种电流.在PN结

7、形成的过程中,多子的扩散和少子的漂移既相互联系、QQQO QQOG aaeo(3 Q®2. PN结的正向嬖遢-外电* L 24又相互矛盾.初始阶段，扩散运动占优势，随后扩散运动的减弱 显然伴随着漂移运动的不断加强.最后，当扩散运动和漂移运动 达到动态平衡时，将形成一个稳定的空间电荷区，这个相对稳定 的空间电荷区就叫做只结若在PN结两端接上外加电源，也就是PN结被偏置了.由于密 置电压的作用，动态平衡遭到破坏. PN结将显示出其单向导电的 性能，PN结的单向导电性，是构成半导体器件的主要工作机理正向偏置的意思是：P区加正、 N区加负电压.此时，外部电场的方 向是从P区指向N区，显然与内

8、电场的 方向相反，结果使空间电荷区变窄， 内电场被削弱。内电场的削弱使多数 载流子的扩散运动得以增强，形成较 大的扩散电流（有多子的定向移动形 成，即所谓常称的电流）。在一定范 围内，外电场越强，正向电流越大， P、结对正向电流呈低电阻状态，这种 情况就称为PN结正向导通。PN结的 正向导通作用原理图如图26所示。3. PN结的风向低止叶一. a eee aooo q。oe © e出 o ©O:Q 00。«2-7反向偏置的意思是：P区加负 区加正电压.此时，外部电场的方向 与内电场的方向一致，使空间电荷区 变宽，内电场继续增强，造成多数载 流子扩散运动难于进行，同

9、时加强了 少数载流子的漂移运动，形成由N区流 向P区的反向电流但由于常下少皴 载流子恒定且数量不多，故反向电流极小，而电流小说明PN结的反向电阻 很高，通常可以认为反向偏置的PN结 不导电，基本处于截止状态，这种情 况就称为PN结反向阻断.PN结的反向 阻断作用原理图如图27所示却使反向电压在允许的总BI内再於却再多,也无法使少子的敷置，加.这时反向电流趋于 *HL圻万 方内，说MPNMn«KaL因此反旅又再为反 向饱和电流.2.1.4 PNMT的反内6等PN结处于反向偏置时，在一定的电压范围内，流过PN结 的电流很小，但电压超过某一数值时，反向电流急剧增加，这 种现象称为PN结反向

10、击穿.反向电穿又分为热击穿加电击穿。热击穿由于电压很高、电流很大，消耗在PN结上的功率相 应很大，极易使PN结过热而烧毁，即热击穿过程不可逆。电击穿包括雪期击穿和齐纳击穿，对于硅材料的PN结来说, 击穿电压大于7V时为雪崩击穿，小于4V时为齐纳击穿.在4V余 7V之间，两种击穿都有雪崩击穿是一种碰撞的击穿，齐纳击穿是一种场效应击穿， 两者均属于电击穿.电击穿过程通常是可逆过程，当加在PN结两端的反向电压 降低后，PN结仍可恢复到原来的状态，而不会造成永久损坏.2J +体二粗221二极的结枸即共JQL将PN结加上相应的电极引线和管壳，就成为半导体二极 管.按结构分，二极管有点接触型和面接触型、平

11、面型等1点接触型二极健特点是PN结面积小，不能通过较大电流，但高频性能好2 .西接M型二极餐结面积较大，故可允许通过较大电流，但其工作频率低3 平面盟二极餐平面型二极管的质量最好.平面型二极管结面积较小的适合 作高频管或高速开关，结面积较大的则作大功率调整管.<c> + 45二板彳层号2.2.2 二极餐的伏安一性二极管最主要的特性就是单向导电性，可以用伏安特性曲 线来说明所谓伏安特性曲线就是电压与电流的关系曲线，如 图2-9所示.1 .正向臂性(forward characteristics)当二极管的正向电压很小时，几乎没有电流通过二极百 正向电压超过某数值后，才有正向电流流过二

12、极管，这一电压 值称为死区电压.二极管的正向电压大于死区电压后，有较大的正向电流通 过二极管，称为二极管导通.2 .反向柠性 (reversecharacteristics)当二极管加上反向电压时，只有极小的反向电流流过二极管.二极管的反向电流具有两个特点:第一个特点是它随温度上升 而增长很快，另一个特点是只要外加的反向电压在一定范围之内, 反向电流基本不随反向电压变化.3 .反向奋声(reversebreakdown)幡性当反向电压高到一定数值时，反向电流将突然增大，二极管 失去单向导电性，这种现象称为电击穿如果二极管的反向电压 超过这个数值，而没有适当的限流措施，会因电流大，电压高， 将使

13、管子过热而造成永久性的损坏，这就是热击穿4. X度对柠性的影明由于半导体的导电性能与 温度有关，所以二极管的特性 对温度很敏感，温度升高时二 极管正向特性曲线向左移动， 反向特性曲线向下移动，如图 210所示变化的规律：在室温附近, 温度每升高1C,正向电压减 小22.5mV,即温度系数约 为UmV/C；温度每升高 10C,反向电流约增大一倍 击穿电压也下降较多 2,4）最高工作频率九 主要由PN结结电容的大小决定.信号频率超过此值时，结 电容的容抗变得很小，使二极管反偏时的等效阻抗变得很小，反 向电流很大.于是，二极管的单向导电性变坏.5）二极管使用注意事项加在二极管上的电流、电压、功率以及

14、环境温度等都不应超过规范表 所允许的极限值整漉二极管不应直接串联或并联使用.如需串联，每个二极管应并联 一个均压电阻若需并联，每个二极管应串联均流电阻.二极管在容性负我线路中工作时，额定整流电流值应降低20%使用.二极管在三相线路中使用时，所加的交流电压须比相应的单相线路中 降低15%.在焊接二极管时量好用45W以下的电烙铁进行,并用镜子夹住引线根 部,以免费坏管芯二极管的引线弯曲处应大于外壳墙面5mm,以免引线折断或外壳破裂.对于功率较大，需要附加散热器时，应按要求加装散热器并使之良好接触 在安装时.二极管元件应尽量避免靠近发热元件3.二极管的立比电漫如交沆电DL1）直流电阻十指加在二极管上

15、的直流电压与流过管子的直流;Ud 电流之比，即° =%与Q点有关在工程计算中用处不大，但可用来说明二 极管的单向导电性的好坏，平时用万用表测出的就是直流电阻2）交流电阻（动态电阻AU 1指在工作点附近，电压变化量与电流之比% =丁二。与工作点Q有关，通常正向交流电阻为几欧至几十欧.注 意只能用来计算变化量.。的近似公式:=（当，=300 K时）224二极餐2力折才洽由二极管组成的电路是非线性电路，它的分析方法有：图 解分析法和模型分析法等.1理Q模型在电路中相当于一个理想开关，只要二极管外加正向电压 稍大于零，它就导通，相当于开关闭合；如图所示当反偏 时，二极管截止，相当于开关断开，

16、如图(b)所示.2 ,恒压*横亚该模型由理想二极管与电压源串联构成，它与理想模型的区 别，仅在于它的正向压降不再认为是零，而是接近实际工作的某 一定值，且不随电流而变.不过，这只有当流经二极管的电流近 似等于或大于1mA时才是正确的显然，这种模型较理想模型更 接近实际二极管.如图(c)所示.图217已知图247(.)所示电路中=6V , % = 0.2sin 3140/V ,R, = IkQ . 二极管为硅管,试流过二极管的电流切记：首先“Q =0令，利用二极管的恒压源模型，求出二极管的 直流工作电流，DU乂 - U r(6-O.7)VZn = L '二=5.3mAR§ Ik

17、Q二极管的动态电阻26 inV 26 mV4.9Qln 5 3mA(n)再令% =o , 流电流(利用二极管的微变模型，求出流过二极管的交心 0.2 sin 3140 /V=* 0.2 sin 3140 7mARd + rd (l + 4.9xiO-3)kH所以，QUZ4R餐的电流iD = /D + id = (5.3 + 0.2sin 3140 r)mA2.2.5柠二极事介务介：是指稳压管正常工作时的额定电压值1T*足.压，：于半导体生产的离散性，手册中的往往给出的 是一个电压范围值.取大板止电是稳压管的最大允许工作电流.在使用时，/ .实际工作电流不得超过该值，超过此值时，稳压 5一管将出

18、现热击穿而损坏.定电第G：是指工作电压等于4时的稳定工作电流值。是指反向电流通过稳压二极管的PN结时，一效功率P/ ：会产生一定的功率损耗使PN结的结温升高. “ 是稳压管正常工作时能够耗散的最大功率.是指稳定管端电压变化量与相应电流变化««HLrz：量之比.稳压管的动态电阻越小，则反向伏安 特性曲线越陡，稳压性能越好BB2-181.0装压二极付硅稳压管又简称稳压管是一 种用特殊工艺制造的面结合型硅 半导体二极管，与普通二极管不 同的是，稳压管的工作区域是反 向齐纳击穿去，故而也称为齐纳 二极管，图符号如图218(a)所示.稳压管的伏安特性与普通二极管相似，如图218(b)

19、所示， 由于稳压二极管的反向击穿可逆，因此工作时不会发生“热击 穿”，图示稳压管的反向击穿区比较陡直，说明其反向电压基本 不随反向电流变化而变化，这就是稳压二极管的稳压特性.拉出压性的主要敦为QC压值Uz粕大稳定电比公o2 .光电二极餐光电二极管也是一种PN结型半导体元件，可将光信号转正 成电信号，广泛应用于各种遥控系统、光电开关、光探测器，以 及以光电转换的各种自动控制仪器、触发器、光电耦合、编码器、 特性识别、过程控制、激光接收等方面.在机电一体化时代，光 电二极管已成为必不可少的电子元件.光电二极管的实物、符号 及伏安特性如图221所示.光电二极管是一种光接收器件.它的管壳上有一个玻璃窗

20、口 以便接受光照，当光线辐射于PN结时，提高了半导体的导电性.3 .发光二极莺发光二极管是一种光发射器件，能把电能直接转换成光能时 固体发光器件，发明于20世纪60年代,与普通二极管一样，发光 二极管的管芯也是由PN结组成，具有单向导电性,发光二极管 的实物、符号、伏安特性曲线如图22所示.色 双色()向(0 2-22发光二极管具有体积小、工作电压低(1.5-3V).工作电 流小(1030mA)、发光均匀稳定且亮度比较高、响应速度快、 寿命长以及价格低廉等优点，被广泛用作电子设备的通断指示灯 或快速光源、光电耦合器中的发光元件、光学仪器的光源和数字 电路的数码及图形显示的七段式或阵列式器件等领

21、域.随着近年来发光二极管发光效能逐步提升，充分发挥发光二 极管的照明潜力，将发光二极管作为发光光源的可能性也越来越 高，发光二极管无疑为近几年来最受重视的光源之一.一方面凭 借其轻、薄、短、小的特性，另一方面借助其封装类型的耐摔、 耐震及特殊的发光光形，发光二极管的确给了人们一个很不一样 的光源选择，但是在人们只考虑提升发光二极管发光效能的同时, 如何充分利用发光二极管的特性来解决将其应用在照明时可能会 遇到的困难，目前已经是各国照明厂家研制的目标.有资料显示，近年来科学家开发出用于照明的新型发光二 极管灯泡.这种灯泡具有效率高、寿命长的特点，可连续使用 10万小时，比普通白炽灯泡长100倍.

22、文客二极餐BB2-23普通二极管由于存在结电容所以有电容效应.二极管结电 容大小除了与本身工艺有关还与外加电压有关.当反偏电压增 加，结电容就减小，变容二极管是这种效应显著的二极管.图 223是它的符号和伏安特性曲线。由特性曲线可知，改变变 容二极管直流反偏电压就可以 达到改变电容量的目的.不同 型号的管子其电容量最大值可 能是5300pF最大电容与最 小电容之比约5:1 变容二极管 可用于高频电路，例如用作电 视接收调谐回路中的可变电容 器，用改变直流偏压的方法来 选择频道.5.方柠猛二极餐肖特基二极管是由金属和N型或P型半导体接触形成具商 单向导电性的的二极管.图224h是肖特基二极管电路

23、符号.肖 特基二极管具有反向恢复时间短（最低可小于10ns）和正向压 降低（可达0.4V）的特点在数字集成电路中，它与晶体三极 管做在一起，形成肖特基晶体管，可以提高开关速度.6快恢复二极餐快恢复二极管工作原理与普通二极管相似，但制造工艺与普 通二极管不同，在靠近PN结的掺杂浓度很小，可获得较高的开 关速度，正向压降亦较低，反向恢复时间约为200750ns,高速 的可达10ns,与肖特基二极管相比，其耐压高得多它主要用在 高速整流元件、开关电源和逆变电源作整源二极管，以降低关断 损耗，提高效率和减少噪声图224b是它的电路符号.咛N ,a)b)23二极管具有单向导电性，因此可以利用二极管的这一

24、特性组 成整流电路，将交流电压变为单向脉动电压.在小功率直流电源 中，经常采用单相半波、单相桥式电路.231阜和（渡路1. 路缰*及工作原M设：“2 = Ku 2 sin 0 /在心的正半周二极管VD因正向偏 置而导通，有电流流过二极管和负载.mo = u: = y2U2 sin o）Z（0 ""）在忆的负半周时，二极管反向偏置而 截止，因此二极管电流和负载电流均为零.此时，二极管两端承受一个反向电压 其值就是变压器二次侧电压，即it. n = ，= >J2U. sin co < cot <2tc) 1 J，w图226中画出了整流电路中各处 的波形图.这种

25、电路利用二极管的单 向导电性，使电源电压的半个周期有 电流通过负载，故称为半波整流电路 半波整流在负载上得到的是单向脉动 直流电压和电流2.女做上的址*压内流岭计算 直流电压是指一个周期内脉动电压的平均值，半波整流电路为o - uJ -JlU a> tdi ml) - ,负载的电流平均值为 2-263二极餐妁选拼流经二极管的电流/”与负载电流。相等，故选用二极管要 求其F * D = 'C由图226可见，二极管承受的最大反向电压就是变压器二次侧交流电压的最大值，即根据和计算值，查阅有关半导体器件手册，选用合适的二极 管型号使其定额接近或略大于计算值。2320讪以-f+ 全波整流电

26、路利用具有中心抽头1的变压器与两个二极管配合，使VD|、如1 VD?在正半周和负半周内轮流导电，“ r凡中。而且二者流进的电流保持同一方向，I 一从而使正、负半周在负载上均有输出gI里升11L电压.当，的极性为上正下负时（设正半周）VD|导通，VDN截 止均流过储，在负载上得到的输出电压极性上正下负；当心的极性为上负下正时，（设负半周）VDI截止，VD?导 通，由图可见，八2流过分时产生的电压极性与正半周时相同， 因此在负载上可以得到一个单方向的脉动电压.全玻量st，*的就乃兄国2-28。（2） 4*上妁压如，比妁计芥波整流电路的两倍全波整流电路负载上得到的输出电压或电流的平均值是半流经二极管

27、的电流平均值/0为 负载电流。的一半，故对选择二极 管要求其-18 = 3 二二 L在正半周VD导通，V）截止，此 时变压器两个二次侧电压全部加在二 极管VD?的两端l因此二极管承受的反 向峰值电压是屈的两倍，即L =20U2单和桥太是波电*(1)为了克服单向半波整流电路的缺点，可采用单向桥式整流电 路，其由四个二极管接成电桥形式，因此而称为桥式整流电路， 图230所示为桥式整流电路的几种画法.(B2-302.单独梆式差沆电路四个二极管两两轮流导通9因此正、 负半周内都有电流流过此在小的正半周，VD、V导通 VD八VD截止；在/的负半周, VD?、VD4导通，VD、VDj截止.这样，在负载冬上

28、得到的是一个全波 整流电压.(2)4上缈*w压珀wur的计算桥式整流电路中，由于 每只二极管只导通半个周期, 故每只二极管的平均电流仅 为负载电流的一半，即U,/D = 0.45 品桥式整流电路的输出电 压为半波整流电路输出电压 的两倍，因此，桥式整流电 路的输出电压平均值为UL = 2U2 » 0.9(72在 2的正半周，VDr VDj导通，将它们看做短路，这样, VDn VD4就并联在两端，承受的最大反向峰值电压为X =&2(3) 基双二机妁 WJ*二极管的最大整流电流，F- 2，L二极管的最大反向电压，按其垓止时所承受的反向峰值电压有U3之五一将单向桥式整流电路中的4个

29、二极管集成在一起，就成为一 个整流桥，整流桥的外形如图242所示.在电路连接时，整流 桥的a、b两个端子与交流输入电压相连接，c、d两个端子与直 流输出电压相连接，其中c端为正极性，d端为负极性.|7 irTTC ： da c d b输出电压的平均值Uo = 0.45U、 负裁的电流平均值uo = o.w2负毂的电流平均值,Uc 一U,二极管的电流，F 2二 1O二极管承受的最大反向电压Uw之五u,二极管的电流/。/2二极管承受的最大反向电压Uw之2限2输出电压的平均值Uo = 0.9U?负毂的电流平均值u*u2/o =09八盘二极管的电流/,，2二极管承受的最大反向电压%之五九 、.实用电路

30、集粹一/JBM*傅H人仲3fl"也，6 r«d金佐的号窗M697页 泛读四里皆S21.10交直流无触点切换电路交流电网会因某种原因而突然停电，位不少设备，如某些 故花机底、定时控油系统陪不允许有瞬间的断电.这里介绍一种 简单实用的交直流无触点的切换电路，它已用于我K1研制的一 个自控系统中，较好地解决了这种矛盾.它工作和定可端，电 路卜分询单。一路如图1.10.1, 在正 常情况F由交 流电网供电, 通过变压整 流，A点电位 为28V,备用2.20路灯自动开关控制器一种简单易制的路灯开关自动控制器，可以自己动手制 作，花钱不多，效果挺好。K2.20.1自动开关控制器线路见黑

31、 2.20.】所示.电源变压器B的 次级电压，经D1半波整流后， 经C流波，加在硅光电池D?上。 当有光照时，硅光电池的阻值 从几百千欧变成到只有几欧 甚至更小，故继电器J的线曲 有电流流过而吸动、常闭触点断开，电灯与电源断开，灯熄3.14自动启闭窗帘控制器该控制器能白动识别房同的亮度，使宙甯的开、闭控制在 自然光的墩佳壳、暗范围内.图3.14中，光俄电阻R。和时基电路5Gl555组成亮度 识别部分。光致电HIRd接收自然光后，其阻值发生变化，设 定为Rdi .这时Rdl<Rd°此时5Gl555的脚电位窝于4、c =应用二：自动感应节能灯电路自动感应节能灯电路241流流妁梅企整

32、流电路的输出电压是脉动的直流电压，含有较大的谐波成 分，不适合电子电路使用.为使其适用于电子电路，需要用低通 流波器将高频成分源除，使脉动直流电压变为平滑的直流电压.常用的低通滤波器一般由电容沌波器、电感滤波器和乃型 流波器等。利用储能元件电容两端的电压（或通过电感中的电流）不能突 变的特性,滴掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成 份，达到平滑输出电压波形的目的.脉动系数s为纹波因数丫为 负载上最低次谐波分量 的负投上交流分W的总仃 尤一宜流分员直流分出赚3系效SBI丁怆计算，而放址因效yl-«1置。2.4J桥火笠犹客流波* 在整流电路的输出端并联一个大电容即构成一个包含滤波

33、 环节的桥式整流电路滤波电路，如图233所示.B2-J3根据以上分析可知，采用电容滤波后，有如下几个特点：1 .负载电压中的脉动成分降低了许多.2 .负载电压的平均值有所提高在外一定时滤波电容越大越大.工估算时可按下丈比行 U° = 1.2U? |为使滤波效果毕好，二般取时间常数的值4一些,通常选取 1=R C .(3 5)7/2 1考虑电网电压的波动，电容C的耐压值可选为(1.5-2) U23 .在含有电容浊波的桥式整流电路中，由于滤波电容C充电时 的瞬时电流很大，形成了浪涌电流，浪涌电流极易损坏二极. 因此，在选择二极管时，必须留有足够电流裕量.一般可按2 3倍的输出电流来选择二

34、极管2.43箕w流址01 .桥大是流电息流波电路电感浊波的桥式整流电路一般适用于低电压、大电流的负 我电路，在整流电路与负载电路之间串接一个电感线图L,就构 成一个含有电感流波环节的桥式整流渔波电路，如图235所示.频率越高，电感的感抗值越大，对整流电路输出电压中的高 频成分压降就越大，而全部直流分量和少量低频成分降在负氧电 阻上，从而起到了源波作用。频率愈高电感愈大，滤波效果愈好.采用电感波波后，延长了整流管的导通角，因此避免了过大2 .江鲤桥文基渡流波电路上述电容浊波器和电感滤波器都属于一阶无源低通滤波器， 遮波效果一般若希望获得更好的波波效果，则应采用二阶无源 低通滤波器，如图236所示

35、.国 2-36图所示的是型LC滤波器的桥式整流滤波电路，由于电容 对交流的阻抗很小，电感对交流的阻抗很大，因此，负裁上谐波 电压很小；如果负载电流较小时，可采用如图(b)所示的型RC灌 波器的桥式整流滤波电路，但RC整流滤波电路由于其电阻要消 耗功率，所以电源的损耗功率较大，致使其效率较低。2.5 僭压玄比心倍压整流的目的是:不仅要将交流电转换成为直流电，而且 要求在一定的变压器二次侧电压之下，得到高出若干倍的直流电压.实现倍压较流的方法，是利用二极管的整流和导引作用，将 较低直流电压分别存在多个电容器上，然后将它们按照相同的极 性串接起来，从而得到较高的输出直流电压.所以倍压整流电路的主要元

36、件是二极管和电容器图237是一种二倍压整流电路.小的泰渡殿索勤时a端姑的， 硒稣a漏过击向ah岬n视t 此豳电3同顿保里修朝裁止使经汕翩ME半附蟀磁用动HI舞榔8藤最终砌a谶喇的h臂.溟犍的蝌觥先电后，G两端的电压(即输出电 畸为上负下正，其值为"zMoHMm+HcZZUx.2.6 应用J»介Ml 应用一：具才卦功施妁对讲机电给 图238是具有静音功能的对讲机原理图.当使用者对着扬声器讲话时，声音压强使扬声器的振膜前 后振动，扬声器的线Bl在扬声器磁钢中切割磁力线而产生感应 电动势，因此扬声器不但可以发出声音，也可以当话筒（传声器） 使用.从图2。8可以看出，SB1平时是置

37、于上方触点，也即主机一 方的扬声器被接到功率放大器的OUT端，而分机的扬声器被接 到功率放大器的IN输入端。因此在平时，主机处于“听”状态， 分机处于“讲”状态.当主机使用者按下SB|后，主、分机的扬声器相对于功率放 大器的IN、OUT端被切换，变成主机“讲”、分机“听”.由上述分析可知，主机可以随时听到分机旁边的一切声响， 这既造成了主机方的噪声，也不利于从机方的声音保密若在分机回路中串接两只并联二极管和一只按钮SB?就可以 解决上述矛盾对主机送来的电压辐度大的呼叫信号影响很小，所以分机能正常 听到主机的呼叫）应用二：二极在仪次析人回路中R保护仆用的给在工厂车间经常存在高强度的电火花造成的干

38、扰电压，石' 们与有用信号迭加在一起被送到某些检测控制仪表的放大器输 入端.其幅值有时达几十伏以上.如果不采取抗干扰措施，会 引起仪表的误动作.在图239中，两只二极管反向并联组成了简单而有效的钳位 电路，它们将干扰信号钳制在0.7V以内，使放大器免于被击穿， 在干扰消失后对于需要接收的有用信号，其幅值只有几个毫伏， 小于这两个二极管的死区电压，所以不影响放大器的正常工作.q输人信号OUT放人器1N4OO1X2B2-39应用三：二板用于电M性血改的0流当直流回路中的某些诸如继电器、电磁铁、直流电动机等电 感性负载突然被切断电源时，由于铁心中的磁通迅速减小，将在 线图中产生很高的感应电动

39、势，可能在开关S的两触点间产生很 大的火花或使半导体电子开关击穿，造成永久性损坏.由楞次定律可知，感应电流所产生的磁通是阻止主磁通变化的，所以感应 电流的方向与原来的电流方向一致，如图240所示.如图所示的接法，使二极 管VD在续流期间处于正向偏 置导通状态，而在S闭合时 VD处于反向偏置状态，无电 流流过VD,不影响电感性负 载的正常工作应用ea：欠压保护电给某些电路或器件不允许长期工作于电压过低的情况下利用 可稳压二极管避免这种现象的产生图2T1所示的输入电压超 过稳压管击穿电压时，VDZ击穿导通，继电器KA得电，触点 KA1闭合.电源通过KA1向负骤供电.当输入电压过低，达不 到稳压管击

40、穿电压，继电器失电.触点断开.这样保证负载上 得不到比还低的工作电压.应用五：限幅电路及输入、输出波形图如图242所示.串联限幅的一 输出电压波形是输入电压波形中高于稳压管击穿电压的部分， 可用来抑制干扰脉冲，也可用以鉴别输出电压的幅值.并联限 幅的输出电压是输入波形中低于击穿电压的部分，可整形和稳 定输出波形的幅值.图b输出梯形电压在单结晶体管的晶闸管触 发电路中作为同步电源.应用六：交沅想指示灯图243(a)中发光二极管VL在开关S闭合后发光，作为工作 指示灯，起限流作用如果没有VD,将引起VL反向击穿，二 极管VD须选用最高反向工作电压大于的管子流过VL的电流 为半波波形.也可将VD与VL并联如图(b)所示，此时VD两端的反向