汽车电工电子技术基础课件-直流稳压电源

汽车电工电子基础electricalandelectronicfundamentals直流稳压电源目录直流稳压电源晶体管特性5.1共发射极放大电路5.2集成运算放大器5.35.1二极管性质一、半导体概述1.导体分类2.本征半导体导体：电的良导体，如纯金属及其合金、酸碱盐水溶液等。

导电材料分类绝缘体：电的不良导体，如陶瓷、橡胶等。半导体：

导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，如硅、锗、砷化镓等。

纯净的（无杂质）晶体结构（稳定结构）的半导体。如硅、锗单晶体。Si28Ge28182.本征半导体纯净的（无杂质）晶体结构（稳定结构）的半导体。如硅、锗单晶体。+4+4+4+4自由电子空穴空穴本征半导体晶体共价键载流子：运载电荷的粒子，共价键：相邻原子共有价电子所形成的束缚。

本征激发（热激发）：受温度、光照等环境因素的影响，半导体共价键中的价电子获得足够的能量而挣脱共价键的束缚成为自由电子，同时在共价键上留下空位的现象，称之为本征激发。复合：自由电子和空穴在运动中相遇重新结合成对消失的过程。自由电子：由于热运动，具有足够能量的价电子挣脱共价键的束缚空穴：自由电子的产生使共价键中留有一个空位置，两种载流子

自由电子：在共价键以外运动空穴：在共价键以内相对运动5.1二极管性质本征半导体特点1.本征半导体中电子空穴成对出现,且数量少；

2.半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电；

3.本征半导体导电能力弱，并与温度、光照等外界条件有关。5.1二极管性质

3.N型半导体载流子数

电子数磷原子自由电子+5+4+4+4+4+4自由电子：多数载流子空穴：少数载流子在硅或锗的晶体中掺入五价元素磷。4.P型半导体+4+4+4+4+4+3硼原子空穴在硅或锗的晶体中掺入三价元素硼。自由电子：少数载流子空穴：多数载流子载流子数

电子数5.1二极管性质5.PN结形成扩散运动：由电子和空穴浓度差引起的载流子运动。扩散运动形成空间电荷区——PN结漂移运动：载流子在电场力作用下引起的运动。内电场有利于少子运动扩散运动与漂移运动达到动态平衡。耗尽层5.1二极管性质6.PN结单向导电性PN外加正向电压(正向偏置)PN外加反向电压(反向偏置)PN结的单向导电性：正偏导通，呈小电阻，电流较大;反偏截止，电阻很大，电流近似为零5.1二极管性质二、二极管结构与类型PN结+引线+管壳=二极管

构成P区的引出线称为阳极，N区的引出线称为阴极。符号箭头符号表示PN结正偏时电流的流向

分类：按材料分硅二极管锗二极管按结构分点接触型面接触型平面型+–5.1二极管性质三、二极管的伏安特性及主要参数iD

=0U

Uth0

U

Uth（死区电压）U（BR)

U

0iD<0.1

A(硅)几十

A

(锗)U<

（反向击穿电压）U（BR）反向电流急剧增大(反向击穿)OuD/ViD/mA正向特性Uth反向特性U(BR)Uth

0.1V(锗管)0.5V(硅管)iD急剧上升伏安特性反向击穿类型：电击穿热击穿—PN结未损坏，断电即恢复。—PN结烧毁。Uon导通电压Uon硅管约为0.6～0.8V;锗管约为0.1～0.3V;二极管最大特点：单向导电性5.1二极管性质二极管的主要参数2.

URM—

最高反向工作电压，为U(BR)/23.

IRM

—最大反向电流(二极管加最大反向电压时的电流，越小单向导电性越好)4.

fM—

最高工作频率(超过时单向导电性变差)iDuDU(BR)IFURMO1.

IF—

最大整流电流(最大正向平均电流)5.1二极管性质半导体二极管特性的测试用数字式万用表检测红表笔是(表内电源)正极，黑表笔是(表内电源)负极。2k20k200k2M20M200

在

挡进行测量，当PN结完好且正偏时，显示值为PN结两端的正向压降(V)。反偏时，显示•

。5.1二极管性质四、特殊二极管1.发光二极管工作条件：正向偏置符号发光类型：可见光：红、黄、绿不可见光：红外光5.1二极管性质2.光电二极管工作条件：反向偏置符号特性uiO暗电流E=200lxE=400lx3.稳压二极管符号工作条件：反向击穿

在反向击穿状态下，让流过管子的电流在一定的范围内变化，这时管子两端电压变化很小，利用这一点可以达到“稳压”的效果。5.1二极管性质谢谢观看Thankyou汽车电工电子基础electricalandelectronicfundamentals直流稳压电源目录直流稳压电源二极管性质5.1整流电路5.2滤波和稳压电路5.3集成稳压器5.45.2整流电路滤波整流稳压变压交流电源负载OtuOtuOtuOtuOtu220V单向脉动直流电压合适的交流电压滤波稳压直流稳压电源的组成框图ＶRL~220V+uｏ–u2iD+uD–

tO

23u2

tO

23

uO

tO

23

iD=iO

tO

23

uD一、单相整流电路1.半波整流5.2整流电路2.桥式整流V3RLV4V2V1u1u2+uo

ioRLV4V3V2V1+uo

u2u1输入正半周工作原理波形输入负半周

tO

tO

tO

tO

23

23Im

2233uOu2uDiD=iO+uo

5.2整流电路3.参数估算整流输出电压平均值二极管平均电流二极管最大反向压

to

to

to

to

23

23Im

2233uOu2uDiD=iO5.2整流电路整流电路原理、参数学习成果检验滤波和稳压电路原理5.2整流电路谢谢观看Thankyou汽车电工电子基础electricalandelectronicfundamentals直流稳压电源目录直流稳压电源二极管性质5.1整流电路5.2滤波和稳压电路5.3集成稳压器5.45.3滤波和稳压电路io

+

uo=uc

RLV1V4V3V2

+u

V导通时给C充电，V截止时C向RL

放电；1.电路和工作原理滤波后

uo

的波形变得平缓，平均值提高。电容充电电容放电C一、电容滤波电路O

tuO

2

RL=

2.波形及输出电压一、电容滤波电路当RL=

时：O

tuO

2

当RL

为有限值时：通常取

UO=1.2U2RC越大UO

越大RL=

为获得良好滤波效果，一般取：(T

为输入交流电压的周期)5.3滤波和稳压电路二、电感滤波电路RLL~+u2

整流后的输出电压：直流分量被电感L

短路交流分量主要降在L上L

C1RL~+u2

C2C1、C2

对交流容抗小L对交流感抗很大负载电流小时二、

型滤波5.3滤波和稳压电路RLCRIRIZDZ+UL

+UC

++u

IL+

UR稳压电路引起电压不稳定的原因交流电源电压的波动负载电流的变化1.电路结构一、稳压电路5.3滤波和稳压电路交流电源电压增加—整流输出电压UC增加—负载电压增加—稳压管的电流IZ显著增加—限流电阻R上的压降增加—负载电压保持基本不变。负载电阻RL不变，交流电源电压波动时稳压过程RLCRIRIZDZ+UL

+UC

++u

IL+

URu

UC

ULIZIRURUL

5.3滤波和稳压电路电源电压不变，负载电流变化时稳压过程RLCRIRIZDZ+UL

+UC

++u

IL+

U