第1章 二极管及其应用

1、电子技术基础与技能介绍v本书是中等职业教育课程改革国家规划新教材，本书力求符合中职学生的学习规律，把电子技术基础与技能课程的学习过程分为感知、体验、领悟、和应用四个阶段，培养和提高学生运用所学专业基础知识和技能进行分析问题、解决问题的能力，为学生的职业生涯的发展奠定基础。v主要特点有：v1、突出基础性和典型性v2、突出简约性和新颖性v3、突出逻辑性和层次性v4、突出实用性和趣味性教学课时安排表模块教学单元教学时数基础模块模拟电子技术与技能二极管及其应用1084三极管及放大电路基础10常用放大器20数字电子技术与技能数字电路基础10组合逻辑电路12触发器10时序逻辑电路12选学模块模拟电子技术与

2、技能三极管及放大电路基础442常用放大器4直流稳压电源10正弦波振荡电路8数字电子技术与技能数字电路基础2触发器2脉冲波形的产生与变换12本学期教学重点v二极管及其应用v三极管及放大电路基础v常用放大器本学期教学难点v二极管整流及滤波电路的分析v三极管及放大电路的分析v直流稳压电路的分析v正弦波振荡电路的分析教学措施v本班有19名学生，男生18人，女生1人，学习积极性不高，教学困难较大，因此，在教学中，了解学生，结合学生实际，采取因材施教，灵活多样的教学方法，调动学生学习的积极性，努力提高教学质量。目录目录1.1 二极管二极管1.2 二极管整流及滤波电二极管整流及滤波电路路技能实训技能实训 单

3、项整流、滤单项整流、滤波电路的测试波电路的测试本章小结本章小结习题讲解习题讲解 了解半导体的主要特性；了解半导体的主要特性； 了解二极管的结构、电路符号及引脚；了解二极管的结构、电路符号及引脚； 了解二极管的单向导电性、主要参数及伏安特性；了解二极管的单向导电性、主要参数及伏安特性； 了解其他类型二极管的外形特征、功能及应用；了解其他类型二极管的外形特征、功能及应用； 会用万用表检测二极管极性和质量优劣。会用万用表检测二极管极性和质量优劣。本章教学重点v二极管的结构与符号v二极管的单向导电性v二极管整流及滤波电路本章教学难点v二极管的伏安特性v二极管整流与滤波电路的分析计算本章教学时数 10课

4、时本章教学过程设计1.1.1 半导体的奇妙特性半导体的奇妙特性v单晶体晶体器件 v导体 半导体 、绝缘体新课教学过程：新课教学过程：1.1.1 1.1.1 半导体的奇妙特性半导体的奇妙特性一一、对温度反应灵敏对温度反应灵敏测试比较如图所示测试比较如图所示不加温测试加温测试不加温测试加温测试1.1.1 1.1.1 半导体的奇妙特性半导体的奇妙特性二二、对光照反应灵敏对光照反应灵敏测试比较如图所示测试比较如图所示遮光测试遮光测试 光照测试光照测试1.1.1 1.1.1 半导体的奇妙特性半导体的奇妙特性三、掺入杂质后会改善导电性三、掺入杂质后会改善导电性 在纯净的半导体中，掺入适量的杂质，会使半导体

5、的导电能力有成在纯净的半导体中，掺入适量的杂质，会使半导体的导电能力有成百万倍的增长，使半导体获得了强大的生命力。人们正是通过掺入某些百万倍的增长，使半导体获得了强大的生命力。人们正是通过掺入某些特定的杂质元素，人为地、精确地控制半导体的导电能力，将其制造成特定的杂质元素，人为地、精确地控制半导体的导电能力，将其制造成各种性质、用途的半导体器件。几乎所有的半导体器件（如二极管和三各种性质、用途的半导体器件。几乎所有的半导体器件（如二极管和三极管、场效晶体管、晶闸管以及集成电路等），都是采用掺有特定杂质极管、场效晶体管、晶闸管以及集成电路等），都是采用掺有特定杂质的半导体。的半导体。N型半导体v

6、在纯净的 半导体硅或锗中掺入适量的五价磷元素，可形成带负电的自由电子，故被称为电子型半导体，简称N型 （a）N型半导体P型半导体v在纯净的 半导体硅或锗中掺入适量的三价硼元素，可形成带正电的空穴参与导电，故被称为空穴型半导体，简称P型半导体（b）P型半导体1.1.2 1.1.2 二极管结构与电路图形符号二极管结构与电路图形符号一、二极管的结构一、二极管的结构 普通二极管是由一个普通二极管是由一个PN PN 结加上两条电极引线做成管芯，从结加上两条电极引线做成管芯，从P P区引出的区引出的电极作为正极，从电极作为正极，从N N 区引出的电极作为负极，并且用塑料、玻璃或金属等区引出的电极作为负极，

7、并且用塑料、玻璃或金属等材料作为管壳封装起来，就构成了二极管。二极管的体积较小时，在其中材料作为管壳封装起来，就构成了二极管。二极管的体积较小时，在其中的一端用一个色环来表示负极，无色环一端就是正极；体积较大时，常在的一端用一个色环来表示负极，无色环一端就是正极；体积较大时，常在壳体上印有标明正极和负极的符号。壳体上印有标明正极和负极的符号。 二极管的结构二极管的结构实物图实物图1.1.2 1.1.2 二极管结构与电路图形符号二极管结构与电路图形符号二、二极管的图形符号二、二极管的图形符号 二极管被广泛应用于各类电子产品中，其电路图形符号如图所示，文二极管被广泛应用于各类电子产品中，其电路图形

8、符号如图所示，文字符号用字母字符号用字母“VD”VD”表示。表示。 电路图形符号用箭头形象地表示了二极管正向电流流通的方向，箭头电路图形符号用箭头形象地表示了二极管正向电流流通的方向，箭头的一边代表正极，用的一边代表正极，用“”号表示，另一边代表负极，用号表示，另一边代表负极，用“”号表示。号表示。电路图形符号电路图形符号1.1.3 1.1.3 二极管的单向导电特性二极管的单向导电特性测试电路如图所示测试电路如图所示1.1.3 1.1.3 二极管的单向导电特性二极管的单向导电特性一、二极管具有单向导电特性一、二极管具有单向导电特性 （1 1）加正向电压二极管导通）加正向电压二极管导通 将二极管

9、的正极接电路中的高电位，负极将二极管的正极接电路中的高电位，负极接低电位，称为正向偏置（正偏）。此时二极管内部呈现较小的电阻，有较接低电位，称为正向偏置（正偏）。此时二极管内部呈现较小的电阻，有较大的电流通过，二极管的这种状态称为正向导通状态。大的电流通过，二极管的这种状态称为正向导通状态。 （2 2）加反向电压二极管截止）加反向电压二极管截止 将二极管的正极接电路中的低电位，负极将二极管的正极接电路中的低电位，负极接高电位，称为反向偏置（反偏）。此时二极管内部呈现很大的电阻，几乎接高电位，称为反向偏置（反偏）。此时二极管内部呈现很大的电阻，几乎没有电流通过，二极管的这种状态称为反向截止状态。

10、没有电流通过，二极管的这种状态称为反向截止状态。二、二极管的特性曲线二、二极管的特性曲线 当正向电压较小时，二极管呈现的电阻很大，当正向电压较小时，二极管呈现的电阻很大，基本上处于截止状态，这个区域常称为正向特性基本上处于截止状态，这个区域常称为正向特性的的“死区死区”，一般硅二极管的，一般硅二极管的“死区死区”电压约为电压约为0.5V0.5V，锗二极管约为，锗二极管约为0.2V0.2V。 当正向电压超过当正向电压超过“死区死区”电压后，二极管的电压后，二极管的电阻变得很小，二极管处于导通状态，二极管导电阻变得很小，二极管处于导通状态，二极管导通后两端电压降基本保持不变，硅二极管约为通后两端电

11、压降基本保持不变，硅二极管约为0.7V0.7V，锗二极管约为，锗二极管约为0.3V0.3V。如图所示。如图所示。1. 1. 正向特性正向特性1.1.3 1.1.3 二极管的单向导电特性二极管的单向导电特性 （1 1）反向截止区）反向截止区 二极管加反向电压时，仍二极管加反向电压时，仍然会有反向电流流过二极管，称为漏电流。漏电然会有反向电流流过二极管，称为漏电流。漏电流基本不随反向电压的变化而变化，称为反向截流基本不随反向电压的变化而变化，称为反向截止区。止区。 （2 2）反向击穿区）反向击穿区 当加到二极管两端的反向当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时，反向电流突然急剧增电压超过某一规

12、定数值时，反向电流突然急剧增大，这种现象称为反向击穿现象。实际应用时，大，这种现象称为反向击穿现象。实际应用时，普通二极管应避免工作在击穿范围。如图所示。普通二极管应避免工作在击穿范围。如图所示。2. 2. 反向特性反向特性1.1.3 1.1.3 二极管的单向导电特性二极管的单向导电特性二、二极管特性曲线二、二极管特性曲线1.1.4 1.1.4 二极管的使用常识二极管的使用常识一、二极管的型号一、二极管的型号二、二极管的主要参数二、二极管的主要参数1.1.4 1.1.4 二极管的使用常识二极管的使用常识1.1.4 1.1.4 二极管的使用常识二极管的使用常识三、二极管的检测三、二极管的检测1

13、1用万用表检测二极管用万用表检测二极管1 1）用万用表判断二极管极性）用万用表判断二极管极性 示意图如图所示示意图如图所示 （1 1）先将万用表电阻挡旋钮置于）先将万用表电阻挡旋钮置于R R100100或或R R1k1k挡。挡。 （2 2）用万用表红、黑表笔任意测量二极管两引脚间的电阻值。）用万用表红、黑表笔任意测量二极管两引脚间的电阻值。 （3 3）交换万用表表笔再测量一次。如果二极管是好的话，两次测量结果必）交换万用表表笔再测量一次。如果二极管是好的话，两次测量结果必定一大一小。定一大一小。 （4 4）以阻值较小的一次测量为准，黑表笔所接的二极管一端为正极，红表）以阻值较小的一次测量为准，

14、黑表笔所接的二极管一端为正极，红表笔所接的二极管一端为负极。笔所接的二极管一端为负极。1.1.4 1.1.4 二极管的使用常识二极管的使用常识三、二极管的检测三、二极管的检测1 1用万用表检测二极管用万用表检测二极管2 2）用万用表检测普通二极管的好坏用万用表检测普通二极管的好坏 测试图如图所示 （1 1）万用表置于）万用表置于R R1k1k挡。测量正向电阻时，万用表的黑表笔接二极管的挡。测量正向电阻时，万用表的黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极。正极，红表笔接二极管的负极。 （2 2）万用表置于）万用表置于R R1k1k挡。测量反向电阻时，万用表的红表笔接二极管的挡。测量反向电阻时，

15、万用表的红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极。正极，黑表笔接二极管的负极。 （3 3）根据二极管正、反向电阻阻值变化判断二极管的质量好坏。）根据二极管正、反向电阻阻值变化判断二极管的质量好坏。1.1.5 1.1.5 其他类型的二极管其他类型的二极管一、稳压二极管一、稳压二极管1 1稳压二极管的图形符号稳压二极管的图形符号 稳压二极管又称为齐纳二极管，是一种用于稳压（或限压）、工作于稳压二极管又称为齐纳二极管，是一种用于稳压（或限压）、工作于反向击穿状态的二极管。其外形及图形符号如图所示反向击穿状态的二极管。其外形及图形符号如图所示。1.1.5 1.1.5 其他类型的二极管其他类型的二极管

16、一、稳压二极管一、稳压二极管2 2稳压二极管的伏安特性稳压二极管的伏安特性 当反向电压达到当反向电压达到VZVZ时，即使电压有一微小的时，即使电压有一微小的增加，反向电流也会增加很多（反向击穿曲线很增加，反向电流也会增加很多（反向击穿曲线很徒直），这时，二极管处于击穿状态，其两端电徒直），这时，二极管处于击穿状态，其两端电压基本保持不变（稳压区）。如果把击穿电流通压基本保持不变（稳压区）。如果把击穿电流通过电阻限制在一定的范围内，管子就可以长时间过电阻限制在一定的范围内，管子就可以长时间在反向击穿状态下稳定工作。而且，稳压二极管在反向击穿状态下稳定工作。而且，稳压二极管的反向击穿特性是可逆的，

17、去掉反向电压，稳压的反向击穿特性是可逆的，去掉反向电压，稳压二极管又恢复常态。如图所示二极管又恢复常态。如图所示 。1.1.5 1.1.5 其他类型的二极管其他类型的二极管一、稳压二极管一、稳压二极管3 3稳压二极管稳压二极管的检测的检测 （1 1）检测方法与普通二极管相同，但稳）检测方法与普通二极管相同，但稳压二极管的正向电阻比普通二极管的正向电压二极管的正向电阻比普通二极管的正向电阻要大一些。阻要大一些。 （2 2）若需要对稳压二极管稳定电压做）若需要对稳压二极管稳定电压做精确测量，则可用晶体管特性图示仪测量。精确测量，则可用晶体管特性图示仪测量。1.1.5 1.1.5 其他类型的二极管其

18、他类型的二极管二、发光二极管二、发光二极管1 1发光二极管的图形符号发光二极管的图形符号 发光二极管与普通二极管一样也是由发光二极管与普通二极管一样也是由PNPN结构成，同样具有单向导电性。结构成，同样具有单向导电性。实物及图形符号如图所示实物及图形符号如图所示。 发光二极管的实物发光二极管的实物图图 发光二极的管图形符号发光二极的管图形符号及文字符号及文字符号1.1.5 1.1.5 其他类型的二极管其他类型的二极管二、发光二极管二、发光二极管2 2发光二极管的基本特性发光二极管的基本特性 发光二极管是采用磷化鎵或磷砷化鎵等半导体材料制成的，可以直接将电发光二极管是采用磷化鎵或磷砷化鎵等半导体

19、材料制成的，可以直接将电能转换成光能的发光器件。发光二极管的发光颜色和它本身的颜色相同，但也能转换成光能的发光器件。发光二极管的发光颜色和它本身的颜色相同，但也有透明色的发光二极管，也能发出红色、黄色、绿色、白色等可见光。还有三有透明色的发光二极管，也能发出红色、黄色、绿色、白色等可见光。还有三色变色发光二极管和人眼看不见的红外线二极管，它们被广泛运用于电路的状色变色发光二极管和人眼看不见的红外线二极管，它们被广泛运用于电路的状态显示、信息显示、装饰工程、照明等领域。态显示、信息显示、装饰工程、照明等领域。 通常，发光二极管通过通常，发光二极管通过10mA10mA电流时，就可以发出强度令人满意

20、的光线，高电流时，就可以发出强度令人满意的光线，高强度的发光二极管只需强度的发光二极管只需5mA5mA左右电流就能正常发光。左右电流就能正常发光。1.1.51.1.5 其他类型的二极管其他类型的二极管二、发光二极管二、发光二极管3 3发光二极管发光二极管的检测的检测 1 1）极性判别）极性判别 方法方法1 1：由管子的引脚长短识别，电极长的引脚为正极，短的引脚：由管子的引脚长短识别，电极长的引脚为正极，短的引脚为负极。为负极。 方法方法2 2：用指针式万用表：用指针式万用表R R10k10k电阻挡测量，测得电阻小的（约几电阻挡测量，测得电阻小的（约几十千欧），其黑表笔接的引脚是正极，红表笔接的

21、引脚是负极，同时十千欧），其黑表笔接的引脚是正极，红表笔接的引脚是负极，同时可仔细观察到发光二极管发出的微弱光线。可仔细观察到发光二极管发出的微弱光线。v 2）质量的简易判别）质量的简易判别v 方法方法1：将指针式万用表置于：将指针式万用表置于R10k电阻电阻挡，测量其正向电阻应在几十千欧之内，反挡，测量其正向电阻应在几十千欧之内，反向电阻应大于几百千欧（通常为无穷大）为向电阻应大于几百千欧（通常为无穷大）为正常。正常。v 方法方法2：将发光二极管长引脚（正极）插：将发光二极管长引脚（正极）插入万用表的入万用表的NPN型型“c极极”插孔，短引脚插孔，短引脚（负极）插入（负极）插入“e极极”插孔

22、，则发光二极管正插孔，则发光二极管正常发光。常发光。v 3）正、反电压降测量）正、反电压降测量 将数字万用表置于二极管挡，将数字万用表置于二极管挡，红表笔接二极管正极，黑表笔接红表笔接二极管正极，黑表笔接负极，显示屏显示电压在负极，显示屏显示电压在1.8V左左右，调换表笔再测试，显示为右，调换表笔再测试，显示为1V，则表示被测管合格。则表示被测管合格。1.1.5 1.1.5 其他类型的二极管其他类型的二极管三、光电二极管三、光电二极管1 1图形符号及文字符号图形符号及文字符号实物与图形符号如图所示。实物与图形符号如图所示。 1.1.5 1.1.5 其他类型的二极管其他类型的二极管三、光电二极管

23、三、光电二极管2 2工作原理及特性工作原理及特性 光电二极管是在反向电压作用下工作的，它光电二极管是在反向电压作用下工作的，它的正极接较低的电平，负极接较高的电平。工作电的正极接较低的电平，负极接较高的电平。工作电路如图所示路如图所示。没有光照时，反向电流极其微弱，称没有光照时，反向电流极其微弱，称为暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微为暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为亮电流。光的强度越大，反向电流也越大。安，称为亮电流。光的强度越大，反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化，该电流流经负光的变化引起光电二极管电流变化，该电流流经负载，产生输出电压载，产生输出电压

24、U UO O，由此可以把光信号转换成电，由此可以把光信号转换成电信号，故将其称为光电传感器件。信号，故将其称为光电传感器件。光电二极管工作电路光电二极管工作电路 1.1.5 1.1.5 其他类型的二极管其他类型的二极管三、光电二极管三、光电二极管3 3光电二极管的简易检测光电二极管的简易检测 （1 1）极性判别）极性判别 首先应在无光照的条件下用指针式万用表首先应在无光照的条件下用指针式万用表R R100100或或R R1k1k挡检测光电二极管的正负极性，检测方法同普通二极管的检测。挡检测光电二极管的正负极性，检测方法同普通二极管的检测。 （2 2）性能检测）性能检测 使光电二极管处于反向工作

25、状态，即万用表黑表笔接光使光电二极管处于反向工作状态，即万用表黑表笔接光电二极管的负极，红表笔接其正极，在没有光照射时，其阻值应在数十电二极管的负极，红表笔接其正极，在没有光照射时，其阻值应在数十k k至至数百数百k k，该电阻值称为暗电阻。再将光电二极管移到光线明亮处，其阻值应，该电阻值称为暗电阻。再将光电二极管移到光线明亮处，其阻值应会大大降低，万用表指示值通常只有数会大大降低，万用表指示值通常只有数k k，该电阻值称为亮电阻。，该电阻值称为亮电阻。检测示意图如图所示检测示意图如图所示检测示意图检测示意图1.1.5 1.1.5 其他类型的二极管其他类型的二极管四、变容二极管四、变容二极管1

26、 1变容二极管的图形符号变容二极管的图形符号 变容二极管像稳压二极管一样，工作于反向偏置状态。变容二极管像稳压二极管一样，工作于反向偏置状态。实物及图形符号如图所示实物及图形符号如图所示 。1.1.5 1.1.5 其他类型的二极管其他类型的二极管四、变容二极管四、变容二极管2 2变容二极管的基本特性变容二极管的基本特性 当给变容二极管施加反向电压时，由于当给变容二极管施加反向电压时，由于PNPN结展宽而呈现电容特性，其结展宽而呈现电容特性，其两个电极之间的两个电极之间的PNPN结电容大小随加到变容二极管两端反向电压大小的改变结电容大小随加到变容二极管两端反向电压大小的改变而变化，其特性相当于一

27、个可以通过电压控制的自动微调电容。而变化，其特性相当于一个可以通过电压控制的自动微调电容。3 3变容二极管的检测变容二极管的检测 变容二极管的检测方法与检测普通二极管相同，通过测量二极管的正变容二极管的检测方法与检测普通二极管相同，通过测量二极管的正向电阻和反向电阻鉴别变容二极管的质量好坏。向电阻和反向电阻鉴别变容二极管的质量好坏。 了解整流电路的用途和元器件的主要作用；了解整流电路的用途和元器件的主要作用； 理解桥式整流电路的组成与工作原理；理解桥式整流电路的组成与工作原理； 会估算桥式整流电路的输出电压和输出电流；会估算桥式整流电路的输出电压和输出电流； 了解滤波电路的作用；了解滤波电路的

28、作用； 掌握电容滤波电路的构成，会估算电容滤波电路的输出电压；掌握电容滤波电路的构成，会估算电容滤波电路的输出电压； 熟悉电感滤波电路的构成，了解滤波原理与电路特点；熟悉电感滤波电路的构成，了解滤波原理与电路特点； 会根据实际电路选择滤波电路的类型。会根据实际电路选择滤波电路的类型。v整流电路是直流电源的核心部分，它的作用是利用二极管的单向导电性，将输入的交流电压转换为脉动的直流电压。脉动的直流电压还不能满足大多数电路的需要，因此在整流电路后面加一个滤波电路，滤波电路的作用是将脉动的直流电压转变为平滑的直流电压。v常用的直流电路有半波整流电路和桥式整流电路。1.2.1 1.2.1 半波整流电路

29、半波整流电路一、电路的组成一、电路的组成测试电路如图所示测试电路如图所示。 单向半波整流电路由电源变压器单向半波整流电路由电源变压器 、整流二极管、整流二极管 、和用电负载、和用电负载 构成。构成。 电源变压器将电网电压的交流电压电源变压器将电网电压的交流电压 降压为数值适当的交流压降压为数值适当的交流压 ，整流二极管在这里主要是利用它的单向导电性，即交流正半周时导通，负整流二极管在这里主要是利用它的单向导电性，即交流正半周时导通，负半周时截止。半周时截止。 是需要直流供电的负载电阻，是需要直流供电的负载电阻， 是脉动的直流输出电压。是脉动的直流输出电压。TVDLR1u2uLRLU1.2.1

30、1.2.1 半波整流电路半波整流电路二、整流原理二、整流原理 1. 1. 半波整流工作过程半波整流工作过程 电路及波形图如图所示电路及波形图如图所示 （1 1）当输入电压为正半周时，二）当输入电压为正半周时，二极管极管VDVD因正向偏置而导通，在负载电因正向偏置而导通，在负载电阻上得到一个极性为上正下负的电压。阻上得到一个极性为上正下负的电压。 （2 2）当输入电压为负半周时，）当输入电压为负半周时， 二极管二极管VDVD因反向偏置而截止，此期间因反向偏置而截止，此期间无电流通过，负载上的电压等于零。无电流通过，负载上的电压等于零。v由此可见，在交流电一个周期内，二极由此可见，在交流电一个周期

31、内，二极管有半个周期导通，另半个周期截止，在负管有半个周期导通，另半个周期截止，在负载电阻载电阻RL上的脉动直流电压波形是输入交流上的脉动直流电压波形是输入交流电压的一半，故称单相半波整流。电压的一半，故称单相半波整流。 v输出电压的极性取决于二极管在电路中输出电压的极性取决于二极管在电路中的连接方式，如在图中二极管反接时，输出的连接方式，如在图中二极管反接时，输出电压的极性也将变反。电压的极性也将变反。 1.2.1 1.2.1 半波整流电路半波整流电路三、三、负载上的直流电压与直流电流的估算负载上的直流电压与直流电流的估算（1 1）负载上的直流电压）负载上的直流电压U UL L 负载上的半波

32、脉动直流电压平均值可用直流电负载上的半波脉动直流电压平均值可用直流电压表直接测得，也可按下式计算求出压表直接测得，也可按下式计算求出U UL L=0.45U=0.45U2 (2 (U2 为变压器二次电压有效值） （1-2-11-2-1） （2 2）负载上的直流电流）负载上的直流电流 流过负载的直流电流为流过负载的直流电流为 （1-2-21-2-2）2L45. 0UU L2LLL45. 0RURUI1.2.1 1.2.1 半波整流电流半波整流电流四、整流二极管的选择四、整流二极管的选择 整流二极管与负载是串联的整流二极管与负载是串联的, ,如图所示，所以流经二极管的电流如图所示，所以流经二极管的

33、电流 （平均值）与负载电流（平均值）与负载电流 相等，故选用二极管时要求其相等，故选用二极管时要求其 （1-2-31-2-3） 二极管承受的最大反向电压是发生在二极管承受的最大反向电压是发生在u u2 2达到最大值时，即达到最大值时，即 （1-2-41-2-4） 根据最大整流电流和最高反向工作根据最大整流电流和最高反向工作电压的计算值，查阅有关半导体器件手电压的计算值，查阅有关半导体器件手册，选用合适的二极管型号使其册，选用合适的二极管型号使其额额定值定值大于计算值。大于计算值。DF II2RMUUDILIv例题 有一直流负载，电阻为1.5K ，要求工作电流为10mA，如果采用半波整流电路，试

34、求电源变压器的二次电压，并选择适当的整流二极管。v解：（略）1.2.2 1.2.2 桥式整流电路桥式整流电路一、电路的组成一、电路的组成 单相桥式整流电路由电源变压器和四个同型号的二极管接成电桥形式组成，单相桥式整流电路由电源变压器和四个同型号的二极管接成电桥形式组成，桥路的一对角点接变压器的二次绕组，另一对角点接负载。电路原理及简化画桥路的一对角点接变压器的二次绕组，另一对角点接负载。电路原理及简化画法如图所示。法如图所示。 1.2.2 1.2.2 桥式整流电路桥式整流电路二、二、工作原理工作原理工作过程v（1）当电压u2为正半周时，即a端为正、b端为负，这时VD1、VD3导通，VD2、VD

35、4截止，电流IL由a端 VD1 RL VD3 b端，如图1.2.6（a）中虚线箭头所示。此电流流经负载RL时，在RL上形成了上正下负的输出电压。v(2) 当u2为负半周时，即a端为负、b端为正，这时VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，电流IL由b端 VD2 RL VD4 a端，如图1.2.6（b）所示。v结论：无论u2处于正半周还是负半周，都有电流分别流过两对二极管，并以相同方向流过负载RL，是单方向的全波脉动波形。1.2.2 1.2.2 桥式整流电路桥式整流电路三三、负载上的直流电压与直流电流的估算负载上的直流电压与直流电流的估算 2. 2. 负载上的直流电压与直流电流的估算负载上的直流

36、电压与直流电流的估算 （1 1）负载上的直流电压）负载上的直流电压 （1-2-51-2-5） （2 2）负载上的直流电流）负载上的直流电流 （1-2-1-2-6 6）LLLLL9 . 0RURUI2L9 . 0 UU 1.2.2 1.2.2 桥式整流电流桥式整流电流四、四、整流二极管的选择整流二极管的选择 在桥式整流电路中，每只二极管都是在交流电的半周期内导通，每在桥式整流电路中，每只二极管都是在交流电的半周期内导通，每个个二极管的平均电流是输出电流的二分之一。所以二极管的平均电流是输出电流的二分之一。所以二极管二极管的最大电流为的最大电流为 （1-2-71-2-7） 二极管承受的最高反向电压

37、是交流电压二极管承受的最高反向电压是交流电压u u2 2的峰值，所以的峰值，所以二极管二极管的最高的最高反向电压为反向电压为 （1-2-81-2-8）2 OFII22RMUU 例题v【例1.2】有一直流负载需直流电压6V，直流电流0.4A，如果采用单相桥式整流电路，试求电源变压器的二次电压，并选择整流二极管的型号。v解： 可得变压器二次电压的有效值 为U2= V=6.7V ID= IL= 0.4A=200mA2L9 . 0 UU 9 . 069 . 0UL21211.2.1.2.3 3 滤波的基本概念滤波的基本概念一、什么是滤波一、什么是滤波 整流电路是利用二极管的单向导电性把交流电变为脉动的

38、直流整流电路是利用二极管的单向导电性把交流电变为脉动的直流电，其中含有很大的交流成分电，其中含有很大的交流成分。除一些特殊的场合可以作为供电电。除一些特殊的场合可以作为供电电源使用外，一般不能作为电子电路的供电电源。这样就必须采取一源使用外，一般不能作为电子电路的供电电源。这样就必须采取一定的措施，一方面尽量滤除输出电压中的交流成分，另一方面又要定的措施，一方面尽量滤除输出电压中的交流成分，另一方面又要尽量保留其中的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。滤尽量保留其中的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。滤除它的交流成分就称为滤波，完成这一任务的电路称为滤波电路，除它的交流成分就称为

39、滤波，完成这一任务的电路称为滤波电路，也称为滤波器。也称为滤波器。 二、二、滤波滤波电路电路的作用的作用 如果将一台用如果将一台用9V电池供电的收录机由交流电供电，则必须利用变压器将交电池供电的收录机由交流电供电，则必须利用变压器将交流流220V降低为交流降低为交流13V，然后由二极管桥式整流电路输出为然后由二极管桥式整流电路输出为9V左右的直流电。左右的直流电。如图所示。如图所示。 虽然整流虽然整流电路电路输出的输出的9V直流电可以用于收录机，但是收录机会产生令人烦直流电可以用于收录机，但是收录机会产生令人烦恼的交流噪声。交流噪声是由施恼的交流噪声。交流噪声是由施加到加到收录机的直流脉动电压

40、引起收录机的直流脉动电压引起的。要的。要使收录机无噪声地工作，使收录机无噪声地工作，就必就必须加装滤波器，以滤除直流须加装滤波器，以滤除直流脉动电压的交流成分。脉动电压的交流成分。1.2.1.2.3 3 滤波的基本概念滤波的基本概念 三、常用滤波电路常用滤波电路 滤波器直接接在整流电路后面，通常由电容、电感和电阻按一定的滤波器直接接在整流电路后面，通常由电容、电感和电阻按一定的方式组合成多种形式的滤波电路。方式组合成多种形式的滤波电路。如图所示。如图所示。1.2.1.2.3 3 滤波的基本概念滤波的基本概念1.2.1.2.4 4 电容滤波电路电容滤波电路 1.1. 电路组成。电容滤波电路是使用

41、电路组成。电容滤波电路是使用得最多也是最得最多也是最简单的滤波电路。其结构是在整流电路的负载两端并联简单的滤波电路。其结构是在整流电路的负载两端并联一较大容量的电解电容器。利用电容器对电压的充、放一较大容量的电解电容器。利用电容器对电压的充、放电作用使输出电压电作用使输出电压趋于平滑。趋于平滑。一、一、电路组成及工作原理电路组成及工作原理v 2 .滤波原理滤波原理v （1）当开关）当开关S断开时，没有电容滤波作用，断开时，没有电容滤波作用，电路为桥式整流。电路为桥式整流。v （2）当开关）当开关S闭闭v合时，电容接入电路，合时，电容接入电路， v使输出电压的脉动成使输出电压的脉动成v分减小，平

42、均值增大，分减小，平均值增大，v从而达到滤波的目的。从而达到滤波的目的。v如图所示。如图所示。1.2.1.2.4 4 电容滤波电路电容滤波电路二、输出直流电压的估算二、输出直流电压的估算 整流电路接入滤波电容时，通常输出电压可按下面的经验公式估整流电路接入滤波电容时，通常输出电压可按下面的经验公式估算：算： 半波整流电容滤波半波整流电容滤波 （1-2-9） 桥式整流电容滤波桥式整流电容滤波 （1-2-10） 空载时（负载开路）空载时（负载开路） （1-2-11）2LUU 2L2 . 1 UU 2L4 . 1 UU v【1.3】一个桥式整流电容滤波电路，如图1.28(a)所示。电源由220V、50HZ的交流电压变压器降压供电，负载电阻RL为40，输出直流电压20V。当开关闭合时，试求变压器二次电压，并估算滤波电容的耐压值和容量。v解：（1）变压器的二次电压v 可得U2=v =17Vv (2)当负载为空载时，电容承受最大电压，所以电容的耐压值为 v = 17V=24V v 2L2 . 1 UU 2 . 1UL22RMUU 21.2.1.2.5 5 电感滤波电路电感滤波电路 由于电感对于交流呈现一个很大的感抗由于电感对于交流呈现一个很大的感抗 ，能有效地阻止交流电，能有效地阻止交流电通过，而