二极管及其应用

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑二极管及其应用 二极管的符号 依据半导体的物理原理，可从理论上分析得到PN结的伏安特性的表达式，此式通常称为二极管方程，即： IS为反向饱和电流 UT为温度的电压当量，在常温（300K）下， UT=26mV。当U0时，且UUT,则电流I与U基本成指数关系。当U0时，且UUT,则电流I=-IS1. 最大整流电流IOM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2. 反向工作峰值电压URWM是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压UBR的一半。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。3. 反向峰值电流IRM指二极管加最高反

2、向工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，IRM受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。4 最高工作频率fM是二极管工作的上限频率。它主要由PN结的结电容大小打算。信号频率超过此值时，二极管的单向导电性将变差。应当指出，由于制造工艺的限制，即使是同一型号的器件，其参数的离散性也很大，因此，手册上经常给出参数的范围。另一方面，器件手册上给出的参数是在肯定测试条件下测得的，若条件转变，相应的参数值也会变化。影响工作频率的缘由 PN 结的电容效应 结论：1. 低频时，因结电容很小，对 PN 结影响很小。高频时，因容抗增大，使

3、结电容分流，导致单向导电性变差。2. 结面积小时结电容小，工作频率高。整流电路作用:把沟通电转换成脉动直流电。分类: 半波整流 全波整流 桥式整流 倍压整流1、单相半波整流电路单相半波整流电路如图(a)所示波形图如图（b)所示。 (a)电路图 (b)波形图 依据图可知，输出电压在一个工频周期内，只是正半周导电，在负载上得到的是半个正弦波。负载上输出平均电压为 流过负载和二极管的平均电流为 二极管所承受的最大反向电压 2、桥式整流电路 （1）组成：由四个二极管组成桥路 （2）工作原理： u2正半周时:D1 、D3导通， D2、D4截止 u2负半周时： D2、D4 导通， D1 、D3截止 （3）

4、主要参数：输出电压平均值:Uo=0.9u2输出电流平均值:Io=Uo/Ro=0.9u2 / RL流过二极管的平均电流:ID=Io/2二极管承受的最大反向电压: 电容滤波1.电路和工作原理 V 导通时给 C 充电，V 截止时 C 向 RL 放电；滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。 1. RL未接入时 2. RL接入（且RLC较大） 电容滤波电路的特点 (1) 输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。RLC 愈大-电容器放电愈慢-Uo(平均值)愈大。一般取(T:电源电压的周期)近似估算:Uo=（1.1-1.2）U2。(2) 流过二极管瞬时电流很大。RLC 越大-Uo越高。负载电流的平均

5、值越大-整流管导电时间越短-iD的峰值电流越大。(3) 输出特性(外特性) 输出波形随负载 电阻 RL 或 C 的变化而转变, Uo 也随之转变。如: RL 愈小( IL 越大), Uo下降多。 结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。元件选择(1) 电容选择: 滤波电容C的大小取决于放电回路的时间常数,RLC愈大, 输出电压脉动就愈小, 通常取RLC为脉动电压中最低次谐波周期的35倍, 即 (2) 整流二极管的选择。 正向平均电流为 例：单相桥式电容滤波整流，沟通电源频率 f = 50 Hz，负载电阻 RL = 40，要求直流输出电压 UO = 20 V，选择

6、整流二极管及滤波电容。 1. 选二极管 电流平均值： 承受最高反压： 选二极管应满意： 可选：2CZ55C(IF = 1 A，URM = 100 V)或 1 A、100 V 整流桥选用二极管的一般原则是： 2. 选滤波电容 可选：1000F，耐压 50 V 的电解电容。 倍压整流电路二倍压整流电路u2的正半周时：D1导通，D2截止，抱负状况下，电容C1的电压充到：u2的负半周时：D2导通，D1截止，抱负状况下，电容C2的电压充到： 负载上的电压： 特别二极管1. 稳压二极管的特性2. 发光二极管的特性3. 光电二极管的特性4. 变容二极管的特性稳压二极管伏安特性稳压管正常工作时加反向电压；稳压

7、管反向击穿后，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。 稳压二极管工作原理：ui保障其处于反向击穿状态；R：限流电阻，保证DZ中电流不超过最大稳定电流 IZM；RL：负载电阻 工作原理： 当输入电压ui变化时，如 当负载变化时，如： 主要参数 稳定电压UZ:稳压管正常工作(反向击穿)时管子两端的电压电压温度系数:环境温度每变化1度引起稳压值变化的百分数。低于6V的稳压管，电压温度系数为负；高于6V的稳压管，电压温度系数为 正；而6V左右的管子稳压值受温度变化影响的比较小。对于温度变化范围比较大，又要求稳压值的温度稳定性好，可选用具有温度补偿的稳压管。也可以将两个同型号稳压管反向串接起来使用，方可达到目的。动态电阻:稳压管电压的变化量与电流变化量的比值。rZ愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好稳定电流 IZ 、最大稳定电流 IZM；最大允许耗散功率 PZM = UZ*IZM光电二极管（光敏二极管）原理：与PN结二极管相像，但在它的PN结处，通过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照。光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗