第四章--二极管与晶闸管

1、4-1二极管，4-2二极管整流电路，4-3晶闸管，4-1二极管，1了解半导体的导电特性，掌握二极管的单向导电性。了解常见二极管的伏安特性和主要参数。3将使用万用表粗略判断二极管的极性和质量。了解整流二极管、齐纳二极管、发光二极管、光敏二极管、开关二极管和变容二极管的特性和应用。1.半导体的导电特性半导体是一种在导体和绝缘体之间具有导电能力的物质。常见的半导体材料包括硅、锗和硒，但只有单晶硅和锗用于制造半导体器件。硅因其稳定的特性而被广泛使用。二极管、P型半导体和N型半导体的应用第二，二极管的结构和符号可以由一个PN结加上相应的电极引线和管壳组成。二极管的两个引出极，一个称为正极，另一个称为负极

2、。二极管的符号是伏特或伏特.3.二极管的单向导电性当直流电压施加到二极管上(二极管的阳极电位高于阴极电位)时，二极管导通，否则二极管截止。这种特性被称为二极管的单向导电性。二极管单边电导实验电路。二极管伏安特性曲线，二极管伏安特性曲线，1。正向特性(1)OA中的这段曲线是平坦的，施加的电压非常小，正向电流几乎为零，因此称为“死区”。对应于点a的电压是二极管开始导通的临界电压，称为导通电压(或mosfet)。硅二极管的导通电压一般约为0.5V，锗二极管的导通电压约为0.1V。(2)在(2)AB段，随着外加直流电压的增加，正向电流缓慢增加。(3)公元前3世纪的曲线急剧上升。直流电压增加不多，正向电

3、流急剧增加，电压和电流之间的关系近似为线性。这部分称为“正向传导区”(也称为线性区)。硅二极管的正向管压降一般约为0.7V，锗二极管的正向管压降约为0.3V.2反向特性(1)1)OD段施加的反向电压变化范围大，而反向电流小且基本恒定，称为二极管反向饱和电流(或反向漏电流)。(2)在D点之后，当反向电压增加到对应于D点的值时，反向电流突然急剧增加。这种现象称为反向击穿，相应的电压称为反向击穿电压。五、二极管1的主要参数最大整流电流是指允许通过二极管的最大正向工作电流的平均值，用字符表示。最大反向工作电压是指二极管能够承受的反向工作电压的峰值，通常是其反向击穿电压的1/31/2。3反向饱和电流是指

4、在规定的反向电压和环境温度下二极管的反向电流值，用字符表示。6.二极管的简单鉴别。如果不能从二极管的外观上直接区分正负电极，则可以利用二极管的单向导电性，即二极管的小正向电阻和大反向电阻的特性，用万用表的电障来粗略判断二极管的极性和质量。将万用表设置为R100或R1k电障，则指针式万用表表中的电池为1.5V，红色探头连接到表中电池的负极，黑色探头连接到表中电池的正极。万用表电阻等效电路，a)测量二极管正向电阻，b)测量二极管反向电阻，用万用表检测二极管，二极管测量，VII。常见的二极管有1型整流二极管、整流二极管物理图、整流电路波形图、2型齐纳二极管齐纳二极管是一种半导体器件，工作时具有二极管

5、反向击穿的特性。a)普通外观，b)电路图形符号，齐纳二极管，齐纳二极管的正向特性与普通硅二极管相似，但其反向击穿特性很陡。，稳压二极管的伏安特性曲线，最简单的串联稳压电路，3个发光二极管，a)内部结构图，b)普通发光二极管，c)贴片发光二极管，d)图形符号，发光二极管，发光二极管常用作照明或显示设备。除了一次性使用外，它们还可以制成七段或点阵显示器来显示数字或图形字符，甚至可以用数千个发光二极管点阵来制作大面积的户外电视屏幕。a)汽车尾灯b)交通灯c)点阵显示屏，LED灯应用示例，4光电二极管光电二极管也称为光电二极管，它是一种将光信号转换为电信号的半导体器件。a)形状b)内部结构c)图形符号

6、，光电二极管，远红外遥控电路，a)发射电路b)接收电路，光电二极管不仅可以构成光电传感器件，而且如果做成光接收面积大的光电二极管，还可以变成一种叫做光电池的能源。太阳能发光二极管路灯，五开关二极管开关二极管一般用来接通或断开电路，它利用PN结正向偏置导通和反向偏置截止的特性来完成工作。开关二极管变二极管变二极管是一种利用PN结电容效应的特殊二极管。a)形状，b)图形符号，c) C-u关系曲线，变容二极管，当电位计RP被调节时，施加到变容二极管的电压改变，并且其电容相应地改变，从而振荡电路的谐振频率也相应地改变。变容二极管应用电路，汽车光电点火信号发生器，汽车光电点火信号发生器原理图，4-2二极

7、管整流电路，1掌握单相半波整流电路和桥式整流电路的组成和工作原理。掌握三相整流电路的组成和工作原理。3了解硅整流电抗器设备的应用。4了解电容滤波和电感滤波的基本形式和工作原理。1.单相半波整流电路1。单相半波整流电路通常由降压变压器、整流二极管和负载组成。1)实验电路，2)半波整流波形，单相半波整流电路和单相半波整流电路，2)工作原理在电路中，变压器T的作用是将电网电压转换成所需的交流电压。在正半周，让端子A为正，端子B为负，二极管VD正导通，电流从端子A流出，并通过VD返回到端子B。忽略二极管正向压降和负载uLu2两端的电压。在负半周期内，b端为正，a端为负，二极管反向偏置关闭，没有电流通过

8、负载，且uL=0。3负荷上的DC电压ULUL是一周内负荷上波动电压的平均值。在公式中，U2是变压器次级侧的均方根电压。UL=0.45U2，4整流二极管的选择(1)二极管最大正向电流的选择半波整流电路中流经二极管的平均电流是流经负载的平均电流，因此整流二极管的最大正向电流应大于负载电流，即IFIL。(2)当交流电压U2为1.5、3.5等时，二极管最大反向电压的选择。二极管承受最大反向电压。因此、2。单相桥式整流电路1通常由降压变压器、四个整流二极管和一个负载组成。a)实验电路，b)整流波形，单相桥式整流电路，桥式整流电路的三种常用绘制方法，2)工作原理，单相桥式整流电流路径，3)负载上的DC电压

9、UL是负载上一周内波动电压的平均值，相当于两个半波整流器作用于负载上，所以UL=0.45U2 0.45U2，即， UL=0.9U2。整流二极管的选择(1)二极管的最大正向电流桥式整流电路中流经二极管的平均电流是负载电流的一半，因此整流二极管的最大正向电流应大于负载电流的一半。 (2)二极管的最大反向电压，三相和三相桥式整流电路，三相桥式整流电路，三相桥式整流电路的工作波形，a)二次侧电压波形，b)输出波形，c)实测输出波形，4)硅整流堆将硅整流器件按一定的整流方式连接起来，然后封装成一个整体，制成硅整流堆，一般为kn硅整流堆中有多种器件。在内部结构中，低压和小电流硅堆的整流二极管以半桥或全桥模

10、式组合，通常称为桥堆。一)单相整流桥二)片装式单相整流桥三)三相整流桥四)高压硅整流堆，部分硅整流堆形状，二极管在汽车电路中的应用一)汽车发电机专用整流二极管汽车上的发电机实际上是一个三相交流发电机，整流二极管和调压器的组合。汽车发电机总成、汽车发电机常用整流二极管整流器和调压器总成、2个光电曲轴位置传感器汽车上一般有三种曲轴位置传感器，即霍尔式、电磁式和光电式。a)外观b)工作原理图光电曲轴位置传感器，3汽车日照传感器，汽车日照传感器的安装位置，5。滤波器电路1。电容滤波电路，桥式整流电容滤波电路，a)电路图b)波形图，电容滤波器的特点如下：(1)RLC越大，电容放电越慢，平均输出DC电压越

11、大，滤波效果越好；相反，输出电压低，滤波效果差。(2)当滤波电容较大时，电源接通时会有较大的充电电流，称为浪涌电流。(3)电容滤波适用于负载电流小、变化小的情况。RLC变化对电容滤波的影响，2。电感滤波电路，桥式整流器电感滤波电路，a)原理图，b)波形图，电感滤波器对整流二极管没有电流影响。3复合滤波电路(1)液晶滤波电路在电感滤波电路的基础上，并联一个电容形成液晶滤波电路。(2)LC-II滤波电路由一个电容与LC滤波电路的输入端并联而成。(3)RC- II型滤波电路当负载电流较小时，在LC- II型滤波电路中经常用电阻R代替电感L，形成RC型滤波电路。RC- II滤波电路，4-3个晶闸管，1

12、理解普通晶闸管的结构和图形符号。2掌握普通晶闸管的导电特性。了解晶闸管控制整流电路的组成和工作原理。了解三端双向可控硅开关的导电特性及其在调光电路中的应用。晶闸管，硅晶闸管的简称，是一种可控硅整流装置，也称为可控硅。一、普通晶闸管的外观、结构和电路符号晶闸管的形状包括塑封(低功率)、平板(中功率)和螺栓(中功率和高功率)。使用时平板晶闸管和螺栓晶闸管固定在散热器上。晶闸管形状，晶闸管图形符号，2。普通晶闸管的导电特性，a)正向阻断，b)触发导通，c)反向阻断，晶闸管特性实验，1。正向阻断给晶闸管提供直流电压，而控制极不增加直流电压，灯不亮。这种状态是正向阻塞。2触发晶闸管和直流电压，然后闭合开

13、关s，以便直流电压(触发电压)也加在控制电极和阴极之间。此时，灯亮，表示晶闸管已打开。3反向阻断晶闸管加反向电压。此时，无论控制电压是否被施加，无论直流电压或反向电压是否被施加到控制电极，灯都不亮并且晶闸管不导通。这种状态是反向阻塞。晶闸管1反向阻断电压的主要参数()反向阻断电压也称为反向重复峰值电压，是指当门极打开时，晶闸管阳极a和阴极k之间允许重复增加的最大反向峰值电压。2正向阻断峰值电压()正向阻断峰值电压也称为正向重复峰值电压，是指当门极打开时，晶闸管阳极A和阴极K之间允许重复施加的最大正向峰值电压。正向平均电流()正向平均电流是指在规定的环境温度和散热条件下，一段时间内允许通过的工频半波电流的最大平均值。4导通状态平均电压()导通状态平均电压指的是平均体积通常范围从几毫安到几十毫安。栅极触发电压(Gate trigger voltage)是指在规定的环境温度和一定的直流电压下，将晶闸管从阻塞状态转换到导通状态所需的最小控制电压。7.栅极触发电流(Gate trigger current)是指在规定的环境温度和一定的直流电压下，使晶闸管从闭锁状态导通所需的最小控制电流。晶闸管电极测量和鉴别。晶闸管，a)普通外观，b)电路符号c)等效电路，双向晶闸管，a)电流从