磁珠简介应用汇编

1、第一章 二极管二极管的基本知识二极管的分类二极管的详解(xin ji)二极管的选用常识共六十四页一.二极管的基本知识1.结构：二极管是晶体二极管的简称，也叫半导体二极管，它由 一个PN结，再加上电极、引线，封装而成。2. 表示方法(fngf)：半导体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如： D5表示编号为5的半导体二极管。3.电路符号是：4.作用：整流、检波、发光、光电、变容等作用。5.特性：半导体二极管主要特性是单向导电性，也就是在正向电 压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通 电阻极大或无穷大。6.半导体二极管的导通电压是: a：硅二极管在两极加上电压,并且电压大于0.6V时才能

2、导通,导通后 电压保持在0.6-0.8V之间. b：锗二极管在两极加上电压,并且电压大于0.2V时才能导通,导通后 电压保持在0.2-0.3V之间.共六十四页7.半导体二极管的型号(xngho)：国产二极管的命名规则第一部分：2表示二极管 第二部分：用汉语拼音字母表示器件的材料 AN型锗材料BP型锗材料CN型硅材料DP型硅材料 第三部分：用汉语拼音字母表示器件的类型(lixng) P普通管V微波管W稳压管C参量管Z整流管L整流堆 S 隧道管 N阻尼管U光电器件K开关管 第四部分：用数字表示器件序号 第五部分：用汉语拼音表示规格的区别代号，A,B,C,D,E,表示耐压档次，A是25V耐压，B是5

3、0V、C是100V12345共六十四页二. 二极管的分类(fn li)分类： 1.按材质分：硅二极管和锗二极管； 2.按结构分：点接触型、面接触型、平面型。 3.按用途分：整流二极管，检波二极管，稳压二极管， 发光(f un)二极管，光电二极管，变容二极管。 开关二极管。二极管的几种外形共六十四页（1）整流二极管:整流二极管主要用于整流电路，即把交流电变换成脉动的直流电。整流二极管都是面结型，因此结电容较大，使其工作频率较低。一般为 3kHZ下。 （2）检波二极管:检波二极管的主要作用是把高频信号中的低频信号检出。它们的结构为点接触型。其结电容较小、工作频率较高，一般都采用锗材料制成。（3）开

4、关二极管 在脉冲数字电路中，用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管，它的特点是反向恢复时间短，能满足高频和超高频应用的需要(xyo)。 （4）稳压二极管是利用二极管的反向击穿特性制成的。在电路中其两端的电压保持基本不变，起到稳定电压的作用。常用的稳压管有2CW55 、2CW56 等。共六十四页（5）阻尼二极管多用在高频电压电路中，能承受较高的反向击穿电压和较大的峰值电流。一般用在电视机电路中。常用的阻尼二极管有2CN1 、 2CN2 、BS 4等。（6）光电二极管（光敏二极管）跟普通二极管一样，也是由一 个PN结构成。但是(dnsh)它的PN结面积较大，是专为接收入射光而设计的。它是利用PN结

5、在施加反向电压时，在光线照射下反向电阻由大变小的原理来工作的。（7）发光二极管是一种把电能变成光能的半导体器件。（8)肖特基二极管用于高频高速电路。（9）变容二极管是一种利用PN结电容（势垒电容)与其反向偏置电压Vr的依赖关系及原理制成的二极管共六十四页普通(ptng)二极管特性(txng)：起单向导电作用，有方向区分，涂颜色的一边固定为负极。参数识别：，耐压，电流。三.二极管的详解贴片二极管特性：具有单向导电特性，有方向区分，涂颜色的一边固定为负极共六十四页共六十四页稳压原理：在反向击穿(j chun)时，电流在很大范围内变化时，只引起很小的电压变化。 正向部分(b fen)与普通二极管相同

6、。稳压管稳压时必须工作在反向电击穿状态。稳压二极管稳压特性当反向电压加到一定值时，反向电流急剧增加，产生反向击穿。共六十四页主要参数 稳定电流IZ 稳压管正常工作时的参考电流值；工作电流 IZ 时,在不超过稳压管的额定功耗的条件下， 工作电流越大，稳压效果越好； 稳定电压UZ 稳压管工作电流为规定值时，稳压管两端的电压； 动态电阻RZ RZ = UZ / IZ ； 最大功耗 PZM 在管子不致于过热损坏前提(qint)下的最大功率损耗值； PZM = UZ IZM ； 反向击穿电压共六十四页型号IN4728IN4729IN4730IN4731IN4732IN4733IN4736IN4737IN

7、4738IN4739IN4742稳压值 V3.33.63.94.34.75.16.87.58.29.112常用稳压(wn y)管的型号及稳压(wn y)值如下表常用(chn yn)的国产系列有2CW,2DW等系列共六十四页整流(zhngli)二极管二极管的基本(jbn)性质是单向导电，交流电流过时，只有正（或负）半周时电流能流过，而在负（或正）半周时，电流是截止的，就是说，只有半个周期的电流流过，另半个周期因为电流方向是相反的不能流过，这样在电路中就只有一个方向的电流了，也就是把交流电变成了单向脉动电流，这就是它能整流的基本(jbn)原理。共六十四页 最大整流电流(dinli)IF反向击穿电压

8、VBR和最大反向工作电压VRM反向电流IR最高工作频率整流(zhngli)二极管的参数共六十四页整流(zhngli)二极管的选用选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、最大反向(fn xin)工作电流、截止频率及反向(fn xin)恢复时间等参数。 普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。例如，1N系列、2CZ系列、RLR系列等。 开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管，应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管或选择快恢复二极管.共六十四页开关二极管是利用

9、二极管的单向导电性，在半导体PN结加上正向偏压后，在导通状态下，电阻很小（几十到几百欧）；加上反向偏压后截止，其电阻很大（硅管在100M欧以上）。利用开关二极管的这一特性，在电路(dinl)中起到控制电流通过或关断的作用，成为一个理想的电子开关。开关二极管的正向电阻很小，反向电阻很大，开关速度很快。开关(kigun)二极管共六十四页开关(kigun)二极管的主要参数1.反向恢复时间由于开关二极管的开关时间为开通时间和反向恢复时间的总和，开通时间是开关二极管从截止至导通所需时间，开通时间很短，一般可以(ky)忽略；反向恢复时间是导通到截止所用时间，反向恢复时间远大于开通时间。因此反向恢复时间为开

10、关二极管主要参数。2.反向击穿电压当开关二极管两端的反向电压超过规定的值时，可能会使二极管击穿。决定开关二极管上线的是最高反向工作电压，这个反向电压不能超过规定值，否则必然损毁。3.正向整流电流也就是指当开关二极管在正向工作电压下工作时，允许通过它的正向电流。共六十四页光电二极管光电二极管和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。但在电路(dinl)中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。共六十四页 普通二极管在反向电压作用时处于 截止状态，只能流过微弱的反向电流，光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大，以便接收入射光。光电二极管

11、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，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。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，这就可以把光信号(xnho)转换成电信号(xnho)，成为光电 传感器件 共六十四页主要参数1.最高反向工作电压；2.暗电流；所谓暗电流指的是光伏电池在无光照(gungzho)时，由外电压作用下P-N结内流过的单向电流3.光电流；4.灵敏度；5.结电容；6.正向压降；共六十四页变容(bin rn)二极管变容二极管是利用PN结之间电容可变的原理制成的半导体器件，在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。变容二极管属于反偏

12、压(pin y)二极管，改变其PN结上的反向偏压，即可改变PN结电容量。反向偏压越高，结电容则越少。共六十四页变容二极管结电容(dinrng)（反向时势垒电容(dinrng)）比较大。在高频电路有广泛应用，如电压功率交换、电子调谐、功率调制等。 变容二极管发生故障，主要表现为漏电或性能变差：（1）发生漏电现象时，高频调制电路将不工作或调制性能变差。（2）变容性能变差时，高频调制电路的工作不稳定，使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。出现上述情况之一时，就应该更换同型号的变容二极管。 共六十四页检波(jinb)二极管检波（也称解调）二极管的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号

13、中的低频信号或音频(ynpn)信号取出来，广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中，其工作频率较高，处理信号幅度较弱。 共六十四页调幅信号是一个高频(o pn)信号承载一个低频信号，调幅信号的波包(envelope)即为基带低频信号。如在每个信号周期取平均值，其恒为零。 若将调幅信号通过检波二极管，由于检波二极管的单向导电特性，调幅信号的负向部分被截去，仅留下其正向部分，此时如在每个信号周期取平均值（低通滤波），所得为调幅信号的波包(envelope)即为基带低频信号，实现了解调（检波）功能。 ？共六十四页检波二极管一般可选用点接触型锗二极管，例如2AP系列等。选用时，

14、应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。虽然检波和整流的原理是一样的，而整流的目的只是为了得到(d do)直流电，而检波则是从被调制波中取出信号成分（包络线）。检波电路和半波整流线路 完全相同。因检波是对高频波整流，二极管的结电容一定要小， 所以选用点接触二极管。能用于高频检波的二极管大多能用于限幅、箝位、开关和调制电路。共六十四页发光(f un)二极管是将电能转换成光能的特殊半导体器件，它只有在加正向电压时才发光。7.发 光 二 极 管发光(f un)二极管符号具有 电光 转换的性能 。可见光有 红、黄、绿、蓝、紫等。发光亮度与工作电流成比例。各种色彩的

15、二极管导通压降不同（如红灯：2.02.2V；黄灯：1.82.0V）共六十四页二极管的选用(xunyng)常识(1)正向特性 ：加在二极管两端的正向电压很小时（锗管小于0.1伏，硅管小 于 0.5伏），管子不导通处于(chy)“死区”状态，当正向电压起过一定数值后，管子才导通， 电压再稍微增大，电流急剧暗加。不同材料的二极管，起始电压不同， 硅管为 0.5-0.7伏左右，锗管为 0.1-0.3左右。 (2)反向特性 :二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流。不同材料的二极管， 反向电流大小不同，硅管约为 1微安到几十微安，锗

16、管则可高达数百微安，另外，反 向电流受温度变化的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。共六十四页(3)击穿特性(txng): 当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子， 其反向击穿电压值差异很大，可由 1伏到几百伏，甚至高达数千伏。(4)频率特性 :由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路。导致二极管 失去单向导电性，不能工作，PN 结面积越大，结电容也越大，越不能在高频情况下工 作。 共六十四页 第二章 三极管共六十四页三极管的分类(fn li)按频率(pnl)分：高频管、低频管按功率分：

17、小、中、大功率管按半导体材料分：硅、锗管按结构分：NPN和PNP管共六十四页三极管的工艺(gngy)特点发射区的掺杂浓度最高集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大基区很薄，一般(ybn)在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低共六十四页 三极管工作(gngzu)原理放大状态下BJT中载流子的传输过程共六十四页 1发射区向基区扩散电子：由于发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子（自由电子）不断扩散到基区，并不断从电源补充(bchng)进电子，形成发射极电流IE。2、电子在基区扩散和复合：由于基区很薄，其多数载流子（空穴）浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很少部分可以和基区空穴复合，形成比较小的基

18、极电流IB，而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。共六十四页 3、集电区收集从发射区扩散过来的电子：由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区，从而(cng r)形成较大的集电极电流IC。最终结果：IE=IEN+ IEP发射区：发射载流子集电区：收集载流子基区： 传送和控制载流子 （以NPN为例） 共六十四页2. 电流(dinli)分配关系根据传输过程可知IE=IB+ ICIC= I CN+ ICBO通常(tngchng) IC ICBO 为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 = 0.90.99 。 共六十四页 是另一个电

19、流放大系数。同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 1 。根据IE=IB+ IC IC= ICN+ ICBO且令ICEO= (1+ ) ICBO（穿透电流）共六十四页共六十四页综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部(nib)条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。共六十四页输出特性曲线(qxin)iC=f(vCE) iB=const饱和区：iC明显受vCE控制的区域，该区域内，一般(ybn)vCE0.7V (硅管)

20、。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时， vBE小于死区电压。共六十四页 三极管不仅用在放大电路中，还可以用在开关电路中。开关电路中的三极管工作在饱和导通和截止状态下。 NPN和 PNP型三极管的工作原理完全(wnqun)一样，只是在使用时电源连接的极性不同。共六十四页1、集电极电压Ucmax 它是允许加在三极管集电结上的最大反向电压。使用时不能超过这个最大值，否则集电结在过大的反向电压作用下，形成很强的电场，使集电极反向电流急剧增加，严重时会导致三极

21、管的损坏； 2、最大集电极直流功耗Pcmax 该项参数与温度有关，温度升高时，该项参数要降低。锗三极管的上限温度是70，硅三极管的上限温度是150。为了提高Pcmax，常采用散热片或强制冷却(lngqu)的方法；三极管选型的注意事项：共六十四页3、反向饱和电流Icbo， Icbo一般很小，但其受温度影响很大，随温度增加呈指数上升的趋势。锗三极管的Icbo大且温度特性差，所以在选用三极管时尽量(jnling)选用硅管。在器件手册中，常给出Iceo，Iceo=（1+）Icbo，可见Iceo对温度变化更敏感，因此，应选用Iceo小的管子。 4、电流放大倍数 值的大小与工作点的频率有关，使用前应进行实

22、测。一般来说，值不是越大越好，值太大会引起性能不稳定。值在20100较好。共六十四页第三章 磁珠共六十四页磁珠详解(xin ji)磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲(michng)的能力。磁珠是用来吸收超高频信号，象一些RF电路，振荡电路，含超高频存储器电路（DDRSDRAM，RAMBUS等）都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LC振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHZ。共六十四页磁珠有很高的电阻率和磁导率，他等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。 他比普通的电感有更好的高频滤波特性，在高频时呈现阻性，

23、所以能在相当宽的频率范围(fnwi)内保持较高的阻抗，从而提高调频滤波效果。共六十四页在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此(ync)电感量较大，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制，并且这时磁芯的损耗较小，整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感，这种电感容易造成谐振，因此在低频段，有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。 共六十四页在高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小 但是，这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号(xnho)通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉

24、。共六十四页磁珠选用(xunyng)磁珠在低频端几乎没有任何阻抗，只有在高频时候(sh hou)才会表现很高很宽带宽的阻抗。故而一般在抑制高频干扰时候(sh hou)大多选择磁珠。选择磁珠除了注意百兆阻抗、直流阻抗、额定电流这三个参数外，还应该注意磁珠的使用类别。比如：高频高速磁珠、电源磁珠（大电流）、普通信号磁珠共六十四页FBMA-10-160808-121T表示高频(o pn)高速磁珠；FBMA-11-160808-121A151T表示大电流电源磁珠（与一般磁珠相比只是额定电流较大）；FBMA-11-160808-121T表示普通信号磁珠。其中10类型磁珠主要应用在高频高速信号；11类型磁

25、珠主要应用在普通低速信号，A系列主要应用在电源大电流场合。共六十四页铁氧体磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。磁珠在典型应用在信号接口中，主要抑制端口带出的干扰以及(yj)外来干扰，如232接口，VGA接口，LCD接口等；铁氧体磁珠还用于数字电源电路中滤除高频噪声，如晶振电源、PLL电源等；在数字电路中，由于脉冲数字信号含有频率很高的高次谐波，也是电路高频辐射的主要根源，所以可在这种场合应用发挥磁珠的作用，如时钟信号线，数据地址总线等。磁珠典型(dinxng)应用共六十四页 要正确(zhngqu)的选择磁珠,必须注意以下几点1、不需要的信号的频

26、率范围为多少;2、噪声源是谁;3、需要多大的噪声衰减;4、环境条件是什么（温度,直流电压）;5、电路和负载(fzi)阻抗是多少;6、是否有空间在PCB板上放置磁珠;共六十四页 第四章 磁环共六十四页 磁环简介(jin ji)磁环又称铁氧体磁环，它是电子电路中常用的 抗干扰元件，对于高频(o pn)噪声有很好的抑制作 用。磁环的阻抗特性：在低频段，铁氧体抗干扰磁心呈现出非常低的感性阻抗值,而在高频段，从10MHz左右开始，阻抗增大，其感抗分量仍保持 很小，电阻性分量却迅速增加，这样就构成一 个低通滤波器，使高频EMI噪音信号有大的衰 减。共六十四页磁环的分类(fn li)按照材料可分为：镍锌、锰

27、锌、非晶等几大类。按照外观可分为：圆形磁环，扁平磁夹等几大类。按照固定方式可分 为：裸环和磁夹两大 类。将整束电缆穿过一个铁氧体磁环就构成了一个共模扼流圈，根据需要，也可以将电缆在磁环上面绕几匝。匝数越多，对频率较低的干扰抑制效果越好，而对频率较高的噪声抑制作用(zuyng)较弱。在实际工程中，要根据干扰电流的频率特点来调整磁环的匝数。通常当干扰信号的频带较宽时，可在电缆上套两个磁环，每个磁环绕不同的匝数，这样可以同时抑制高频干扰和低频干扰。从共模扼流圈作用(zuyng)的机理上看，其阻抗越大，对干扰抑制效果越明显。而共模扼流圈的阻抗来自共模电感Lcm=jwLcm，从公式中不难看出，对于一定频

28、率的噪声，磁环的电感越大越好。但实际情况并非如此，因为实际的磁环上还有寄生电容，它的存在方式是与电感并联。当遇到高频干扰信号时，电容的容抗较小，将磁环的电感短路，从而使共模扼流圈失去作用。共六十四页磁环的阻抗(zkng)特性磁环在使用中可让穿过(chun u)磁环的导线反复串几 下，这样可提高穿过(chun u)磁环的面积，增加等效吸 收长度共六十四页磁环失去磁性的临界温度(ln ji wn d)，它达到这个温度后立刻失去磁性，犹如空气介质一般，恢复室温后，磁性能也发生了永久改变，磁导率降低了10%。不同材质的磁芯所承受的居里温度不固定。就锰锌来说考虑居里温度效应,常见(其他材质居里温度较高)

29、功率类的材料居里温度230以下，高导类的120以下。若是用高导磁芯，而变压器有较高耐温要求的话就得考虑了居里(j l)温度共六十四页共模(n m)扼流圈共六十四页为什么要用共模扼流圈？：当电感中流过较大电流时，电感会发生饱和，导致电感量下降(xijing)。共模扼流圈可以避免这种情况的发生。共模扼流圈的结构：将传输电流的两根导线（例如直流供电的电源线和地线，交流供电的火线和零线）按照图示的方法绕制。这时，两根导线中的电流在磁芯中产生的磁力线方向相反，并且强度相同，刚好抵消，所以磁芯中总的磁感应强度为0，因此磁芯不会饱和。而对于两根导线上方向相同的共模干扰电流，则没有抵消的效果，呈现较大的电感。由于这种电感只对共模干扰电流有抑制作用，而对差模电流没有影响，因此叫共模扼流圈。制作方法：电流的去线和回线要满足流过它们的电流在磁芯中产生的磁力线抵消的条件。对于没有很高绝缘要求的信号