电子技术基础与技能助教课件第1章二极管及其应用.ppt

1、电子技术基础和技术第一章，第一章二极管和应用，知识目标1。了解二极管外形和零件符号2。了解二极管单向导电和主要参数，了解伏安特性3。了解硅调节器二极管、发光二极管、光敏二极管、变分二极管等特殊二极管外形特征、功能及实际应用。了解整流电路的功能和工作原理。了解滤波电路和输出电压估计。电子技术基础和技术第一章，技术目标1。使用万用表检查二极管好坏及歧视极性。2.使用万用表、示波器测量和观测整流滤波电路输出波形。3.参考半导体说明书，可以根据需要选择二极管。电子技术基础和技术第一章，理解1.1二极管，1.1.1二极管外形和结构1。常见的二极管外形，电子技术基础和技术第1章，2。二极管结构，1)点接触

2、型二极管结构，电子技术基础和技术第一章，2。二极管结构，电子技术基础和技术第一章，示范实验，二极管单向导电特性，电子技术基础和技术第一章，二极管分类，第一。根据二极管配置的半导体种类，可分为硅管和锗管。2.根据二极管耗散功率，可分为大功率管道和低功率管道。3.根据二极管工作频率，可分为高频管和低频管。4.根据二极管的用途，可分为普通管、整流管、变容管、稳定压力管、开关管、阻尼管等。电子技术基础和技术第一章、1.1.2二极管电压电流特性、二极管电压电流特性曲线(见图1-8)、图1-8二极管电压特性曲线、电子技术基础和技术第一章、1.1.3二极管主要参数、最大整流电流IFIF是用于二极管整流的最大

3、正向平均电流值最大反向工作电压URMURM是为了避免二极管渗透而可以添加的最大反向电压。反向电流(IR)反向电流IR是在室温下最大反向工作电压下的反向电流值。最大工作频率fH最大工作频率fH是保持二极管单向传导时通过交流信号的最大频率。电子技术基础和技术第一章，1.1.4进行二极管体检，并用万用表欧姆判别。判定依据是二极管单向传导性，其反向电阻比正向电阻大得多。a)正向电阻b)反向电阻测量，电子技术基础和技术第一章，硅管，锗管识别，万用表测量二极管正向压力降，硅二极管通用0.60.7V，锗管0.10.3V .电子技术基础和技术第一章，1.2二极管应用节目，1.2.1整流电路单相半波整流电路1)

4、电路结构，电子技术基础和技术1章，2)单相半波整流电路运行波形，电子技术基础和技术1章，3)单相半波整流电路功率计算过电流和二极管平均电流ID=UO/RL=0.45 U2/RL(1-) 电子技术基础和技术第1章，示例1-1图1-10a所示，纯电阻负载RL可以承受60、要求电压UO为12 V、变压器二次绕组的有效值U2和解决方案：UO=0.45U2二极管最大反向电压。 根据计算结果，请参阅电子设备文档选择二极管1N4002 (URM=100V，IDM=1A)。、电子技术基础和技术第1章、2。单相桥式整流电路1)电路结构图1-15单相桥式整流电路，电子技术基础和技术1章，2)工作原理图1-16 U

5、2是正半周期图1-17 U2是负半周期图。3)电力计算负荷中输出的平均电压UO是通过UO=0.9U2 (1-4)过载的平均电流IL是通过IL=UO/RL=0.9U2 /RL (1-5)的二极管平均电流ID是id=il/，等等找到变压器二次绕组电压并选择二极管的解决方案：(1)uo=ilrl=1.580=120v uo=0.9 U2 U2=uo/0.9=120/0.9=133v(2)基于计算结果，栅格电压波动2)工作原理三相桥式整流电路共六个二极管，其中VD1、VD3 VD4、VD6、VD2三个管的阳极连接在一起，称为共阳极组。 传导原则三相对称交流电源供应单元U、V、W的波形如图1-26a所示

6、。共音剧组的二极管中，哪个两极错位最高，哪个二极管优先权最高。共阳极组的二极管中，哪个阴极电位最低，哪个二极管优先。一次配置两个二极管传导，即总阴极组的正极电位最高的二极管和总阳极组的负极电位最低的二极管，只有剩下的四个二极管才能承受逆电压。在三相交流电压自然交换点回流通。电子技术基础和技术第1章，图1-25三相桥式整流电路电压波形，电子技术基础和技术第1章，3)电力计算负载电阻RL的平均电压为Uo=2.34U2 (1-8)表达式中U2是相位电压的有效值，通过负载的平均电流IL为IL=UO图1-27双向限制电路和操作波形、电子技术基础和技术第一章、1.2.4保护电路电路、用于保护额外组件免受高

7、电压影响的常用二极管、图1-28是具有继电器线圈负载的晶体三极管的保护电路。图1-28晶体电晶体继电器线圈负载的保护电路，电子技术基础和技术第一章，1.3滤波电路，消除输出电压波形组件保持直流组件的电路-滤波电路。1.3.1电容过滤器电路a) b)图1-29电容过滤器电路和波形a)电路b)波形、电子技术基础和技术第一章，电容过滤器电路工作原理利用电容充电放电效果来平滑负载两端的电压。郑伴奏U2正伴奏，U2的数值大于电容双端电压uC时，二极管VD1、VD3传导、VD2、VD4闭合，整流电流通过负载RL，另一条路通过电容C充电为能源充电。充电时间常数小，充电速度快，uC跟在后面。当U2开始根据正弦

8、规律下降时，通过RL开始电容放电，uC也开始下降，但是放电时间常数更大，如图1-29b中的BC段所示。所有四个整流二极管均已中断，但是在由电容C和RL组成的放电电路中，电容C继续RL放电导致uC缓慢下降，如图1-29b中的CD段所示。负伴奏在U2的负伴奏下，如果U2的大小大于电容双端电压uC，则VD2、VD4传导、VD1、VD3牙齿结束时，电流通过负载RL，另一个进行电容充电。当U2到达最高点等于uC时，充电结束，U2开始下降，uC开始放电。U2的尺寸小于uC时，VD2、VD4关闭，uC放电继续。电子技术基础和技术第一章，电容滤波电路应用电容滤波电路，电容充电电路电阻很小，充电时间常数也小，充

9、电电流很大。另一方面，由于电容两端的电压不能突变，二极管传导时间缩短，短时间内产生较大的浪涌电流，在整流二极管上作用，可以燃烧整流二极管，因此电容滤波适用于电流较小的情况。电子技术基础和技术第1章，电容滤波电路电容选择电容C通常在CRL(35)T2(1-12)C(35)T(2RL)(1-13)表达式中，T必须满足AC U2的周期。在选择电容时，不仅要考虑容量，而且不能忽视内压。电容两端的最大电压通常为电容耐压UC=(1.52)U2。电子技术基础和技术第1章，电容滤波电路其他功率计算输出电压的平均值，通常对于CRL(35)T2，UO=1.2U2(桥)(1-14) UO=U2(半波，电子技术基础和

10、技术第1章，1.3 .)图1-35电感滤波电路、电子技术基础和技术第一章、电感滤波电路工作原理电感电抗组件、如果忽略内阻，则整流输出的直流组件都将通过电感L下降到负载RL，交流组件大部分将下降到电感L。如果在电感中通过交流电流，电感两端就会产生反电动势，阻止电流的变化，如果电流增加，反电动势就会阻碍电流的增加，并将部分能量储存为磁场能量。电流减少时，反电动势阻碍电流减少，电感释放储存的能量。这样可以大大减少输出电流的变化，软化输出电压，达到滤波器的目的。忽略l的直流电阻时，RL的直流电压UO等于未过滤时负载的电压(UO=0.9U2)。电子技术基础和技术第一章，1.4特殊二极管1.4.1调压二极

11、管调压二极管伏安特性曲线、图形符号和稳定管电路图1-40所示。正常情况下，稳定压力管在反向穿孔区域工作，由于曲线非常陡峭，反向电流在大范围内变化时，末端电压的变化较小，因此有调节电压的作用。(David aser，Northern Exposure(美国电视电视剧，稳定)图中的UB表示反向击穿电压，较大的电流增量仅导致较小的电压变化UZ。除非回流超过最大稳定电流，否则不会形成破坏性的热破坏。因此，具有适当阻力值的限制流电阻(电路)必须与稳定的压力管道相关联。电子技术基础和技术1章，a) b) c)图1-40稳定管的电压特性曲线、符号和电压曹征电路a)电压曹征特性曲线b)符号c)电压曹征电路、电

12、子技术基础和技术1章，电压曹征二极管主要参数1稳定电压Uz表示指定的测试电流、稳定管，如工艺制造但是，每个稳定压力管对特定工作电流只有一个结晶值，选择时必须基于实际测量结果。稳定电流Iz是稳定电压下稳定压力管的工作电流，位于IzminIzmax之间。3最大耗散功率PM表示管道工作时可以承受的最大功率，值为PM=IzmaxUz。电子技术基础及技术第一章，1.4.2光敏二极管感光二极管的基本原理是吸收光能，转换为传记能量。它有两种茄子运行状态。(1)光民二极管逆压，管道的逆电流随照明强度的变化而变化，照明强度越高，逆电流越大，大部分在牙齿状态下工作。(2)在感光二极管上不加电压，用PN结照明时，利

13、用产生正向电压的原理用于微光电池。这种工作状态一般用作光电探测器。图1-41光民二极管外形和传记符号，电子技术基础和技术第一章，1.4.3发光二极管光民二极管，与功能相比，有电转换为光能的特殊装置发光二极管(LED)。a)图1-42发光二极管a)几何b)传记图形符号、电子技术基础和技术第1章、LED工作原理发光二极管、常规二极管正向和反向特性、将正向偏置应用于管道时也会发生可见光和可见光(电致发光)。变色发光二极管，即通过二极管电流变化，发光颜色也随之变化。常用于发光二极管设备，如普通7段或矩阵设备。LED管道具有工作电压低、工作电流小、发光均匀、寿命长等特点。因此，在高能效社会提倡的背景下，它越来越受到关注。(威廉莎士比亚，温斯顿，能源，能源，能源，能源，能源，能源)，电子技术基础和技术第一章，1.4.4变异二极管变异二极管