电工电子技术基础 课件 第5章稳压电源电路

第5章稳压电源电路5.1半导体二极管的特性与识别5.1.1半导体基础知识5.1.2晶体二极管5.2整流电路分析5.2.1单相半波整流电路5.2.2单相桥式全波整流电路5.3滤波与稳压电路分析5.3.1滤波电路5.3.2稳压电路5.4集成稳压器5.4.1三端电压固定式集成稳压器5.1半导体二极管的特性与识别5.1.1

半导体基础知识一、半导体的导电特点1.半导体材料

物质分为导体、半导体、绝缘体，半导体是4价元素。半导体材料的特点：半导体的导电能力受光和热影响

T°↑

导电能力↑光照↑导电能力↑纯净的半导体掺入杂质导电性会大大增强。+4

纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半导体。本征半导体中的载流子自由电子(－)

空穴（+）2.本征半导体空穴与电子成对出现并可以复合。3.杂质半导体N型半导体掺五价元素，如磷，自由电子数多于空穴数，自由电子数是多子。P型半导体掺三价元素，如硼，空穴数多于自由电子数，空穴是多子。4．扩散电流与漂移电流载流子由于浓度差异而形成运动所产生的电流叫扩散电流。在电场作用下，载流子定向运动而形成的电流叫漂移电流。

1.PN结的形成二、

PN结扩散运动空间电荷区削弱内电场漂移运动内电场动态平衡－－－－－－－－－－－－－－－－P内电场电荷区空间扩散运动漂移运动N

外电场方向与内电场方向相反

空间电荷区(耗尽层)变薄

扩散＞漂移导通电流很大,呈低阻态2.PN结的单向导电性－－－－－－－－PN内电场外电场

加正向电压（正偏）P（+）N（－）－－－－－－－－外电场与内电场相同耗尽层加厚

漂移＞扩散形成反向电流IR，很小。呈高阻态N－－－－－－－－－－－－－－－－P

内电场

外电场

加反向电压（反偏）P（－）N（+）PN结正偏，导通；PN结反偏，截止5.1半导体二极管的特性与识别5.1.2

晶体二极管一、半导体二极管的伏安特性+P区－－阳极N区－－阴极阳极阴极1.正向特性死区电压硅管0.5V

锗管0.1V

正向导通电压硅管0.7V

锗管0.3Vi(mA)u(V)反向击穿电压死区GeSi2.

反向特性反向饱和电流很小，可视为开路，反向电压过高，电流急增，二极管发生击穿。导通电压VD二、半导体二极管的主要参数1.最大整流电流IF

二极管允许通过的最大正向平均电流。2.最高反向工作电压URM

保证二极管不被击穿允许加的最大反向电压。3.最大反向饱和电流IR

室温下，二极管加最高反向电压时的反向电流，与温度有关。二、半导体二极管的主要参数1.最大整流电流IF

二极管允许通过的最大正向平均电流。2.最高反向工作电压URM

保证二极管不被击穿允许加的最大反向电压。3.最大反向饱和电流IR

室温下，二极管加最高反向电压时的反向电流，与温度有关。

例：如图，E＝5V，二极管正向压降忽略不计，画出uo波形。EVDuiuO10ui(V)ωtui<EVD截止

uo=Eui>EVD导通

uo=ui5uOωt5

利用二极管的单向导电性可对输出信号起限幅作用。例：二极管组成电路如图，设二极管导通电压为0.3V，试求输出电压UF。+3VUF－12VR0VVD1VD23

>0>－12VVD1率先导通，

UF＝3－0.3＝2.7VVD2截止解：5.2整流电路分析5.2.1

单相半波整流电路5.2.2

单相桥式全波整流电路一、单相半波整流电路1.电路分析正半周(0～π)a(+)b(－)VD导通VDu2uo～u1RLabu2π2π3πuoπ2π3π

负半周(π～２π)a(－)b(＋)VD截止

uo=0uo=u2

单相半波整流电压平均值2.参数计算3.元件选择RL中电流平均值二、单相桥式全波整流电路VD1～u2uou1RLabVD2VD3VD41.电路分析正半周(０～π)a(＋)b(－)电流方向

负半周(π～２π)a(－)b(＋)

电流方向u2π2π3πuoπ2π3π2.参数计算

桥式整流电路电压平均值RL中电流平均值3.元件选择5.3滤波与稳压电路分析5.3.1滤波电路5.3.2稳压电路一、滤波原理

滤波电路是利用储能元件(与负载并联电容或与负载串联电感)滤掉整流所得的单向脉动电压的交流分量，保留直流分量，使输出电压脉动减小。

电容两端电压不能跃变，在整流电路中加入电容，由于电容不断的充放电，使输出电压的脉动减小。VDu2uo～u1RLabC～u1u2uoRLCu2π2π3πu2π2π3πuoπ2π3πuoπ2π3π5.4集成稳压电路5.4.1W78××系列稳压器以工作方式分 ：a.串联型稳压电路

b.并联型稳压电路

c.开关型稳压电路以输出电压分：a.固定稳压电路

b.可调式稳压电路

集成稳压电源的主要参数

1.电压调整率SV

表征负载不变，输出电压变化的稳压能力。2.输出电阻R0

表征输入电压不变，负载变化时的稳压能力。3.输出电压温度系数ST

指负载、输入电压不变时，温度引起的输出变化。W78XX系列集成稳压电源W78××123输入端输出端公共端W78××系列输出固定的正电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V，最高输入电压为35V，如W7815，在1、3脚输入35V，在2、3脚输出15V。

基本应用电路W78××123COCLUIUOCO用于消除引线的电感效应引起的自激振荡CL用于削弱高