项目6 二极管与整流滤波电路.ppt

1、项目6二极管与整流滤波电路,项目6二极管与整流滤波电路,1掌握二极管的基本结构和工作原理。 2掌握二极管的伏安特性。 3分析整流电路及参数计算。 4分析滤波电路及参数计算。,任务目标,任务6.1半导体的基本知识,6.1.1认识半导体的特性,很多半导体对光十分敏感,半导体最显著、最突出的特性掺杂特性,半导体的导电能力还与温度有着密切的关系,任务6.1半导体的基本知识,6.1.1认识半导体的特性,6.1.1.1本征半导体,图6-1本征半导体,任务6.1半导体的基本知识,6.1.1认识半导体的特性,6.1.1.1本征半导体,任务6.1半导体的基本知识,6.1.1认识半导体的特性,6.1.1.2杂质半

2、导体,在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。制备杂质半导体时一般按百万分之一数量级的比例在本征半导体中掺杂。,任务6.1半导体的基本知识,6.1.1认识半导体的特性,6.1.1.2杂质半导体,半导体中的杂质对电导率的影响非常大，本征半导体经过掺杂就形成杂质半导体，一般可分为N型半导体和P型半导体。,任务6.1半导体的基本知识,6.1.1认识半导体的特性,6.1.1.2杂质半导体,图6-2N型半导体,任务6.1半导体的基本知识,6.1.1认识半导体的特性,6.1.1.2杂质半导体,图6-3P型半

3、导体的形成,任务6.1半导体的基本知识,6.1.2分析PN结的形成及特性,6.1.2.1PN结的形成,图6-4浓度差使载流子发生扩散运动,任务6.1半导体的基本知识,6.1.2分析PN结的形成及特性,6.1.2.1PN结的形成,图6-5内电场的形成,任务6.1半导体的基本知识,6.1.2分析PN结的形成及特性,6.1.2.2PN结的单向导电性,图6-6PN结的单向导电性,任务6.1半导体的基本知识,6.1.2分析PN结的形成及特性,6.1.2.3PN结的伏安特性,图6-7PN结的伏安特性曲线,任务6.1半导体的基本知识,6.1.2分析PN结的形成及特性,6.1.2.4PN结的击穿特性,当PN结

4、上加的反向电压增大到一定数值时，反向电流突然剧增，这种现象称为PN结的反向击穿。,PN结出现击穿时的反向电压称为反向击穿电压，用VB表示。反向击穿可分为雪崩击穿和齐纳击穿两类。,任务6.1半导体的基本知识,6.1.2分析PN结的形成及特性,6.1.2.5PN结的电容效应,图6-8势垒电容示意图,(1) 势垒电容CB,任务6.1半导体的基本知识,6.1.2分析PN结的形成及特性,6.1.2.5PN结的电容效应,图6-9扩散势垒电容示意图,(2) 扩散电容CD,任务6.2半导体二极管,6.2.1认识二极管的基本结构和分类,(1) 二极管结构。,晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的PN结，

5、在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。,当不存在外加电压时，由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。,任务6.2半导体二极管,6.2.1认识二极管的基本结构和分类,(2) 二极管的类型。,任务6.2半导体二极管,6.2.2分析二极管的伏安特性,图6-10二极管的伏安特性,任务6.2半导体二极管,6.2.2分析二极管的伏安特性,正向特性,反向特性,反向击穿特性,温度对二极管伏安特性的影响,任务6.2半导体二极管,6.2.2分析二极管的伏安特性,任务6.3整流和滤波电路,6.3.1分析整流电路及参数计算,利用二极管的单向导电性，将交流电转化为直

6、流电的电路，称为整流电路。,三相半波,单相全波,桥式整流电路,任务6.3整流和滤波电路,6.3.1分析整流电路及参数计算,图6-11单相桥式整流电路及波形,任务6.3整流和滤波电路,6.3.1分析整流电路及参数计算,整流过程如下,当u2为正半周时，即a端为正，b端为负。这时VD1、VD3导通，VD2、VD4截止，电流的通路是aVD1RLVD3b，如图中实线箭头所示。,当u2为负半周时，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，电流的通路是bVD2RLVD4a，如图中虚线箭头所示。,任务6.3整流和滤波电路,6.3.2分析滤波电路,图6-12波形关系图,任务6.3整流和滤波电路,6.3.2分析滤波

7、电路,图6-13桥式整流电容滤波电路,任务6.3整流和滤波电路,6.3.1分析整流电路及参数计算,图6-14电容滤波电路输出电压波形图,任务6.3整流和滤波电路,6.3.3分析稳压管稳压电路,图6-15稳压二极管,任务6.3整流和滤波电路,6.3.3分析稳压管稳压电路,图6-16稳压二极管符号及伏安特性,任务6.3整流和滤波电路,6.3.3分析稳压管稳压电路,稳压管的主要参数,任务6.3整流和滤波电路,6.3.3分析稳压管稳压电路,耗散功率PM,任务6.3整流和滤波电路,6.3.3分析稳压管稳压电路,最大耗散功率PZM,任务6.3整流和滤波电路,6.3.3分析稳压管稳压电路,稳定电流IZ,最小

8、稳定电流Izmix,最大稳定电流Izmax,任务6.3整流和滤波电路,6.3.3分析稳压管稳压电路,动态电阻RZ,RZ=VZ/IZ,任务6.3整流和滤波电路,6.3.3分析稳压管稳压电路,稳定电压温度系数,任务6.3整流和滤波电路,6.3.3分析稳压管稳压电路,图6-17稳压管稳压电路,任务6.3整流和滤波电路,6.3.3分析稳压管稳压电路,使用稳压管的注意事项：,(1) 稳压管必须工作在反向击穿状态(利用正向特性稳压除外)。,(2) 稳压管工作时的电流应在稳定电流和允许的最大工作电流之间。为了使电流不超过反向击穿电流，电路中必须串接限流电阻。,(3) 稳压管可以串联使用，串联后的稳压值为各管稳压值之和，但不能并联使用，以免因稳压管稳压值的差异造成各管电流分配不均匀，引起管子过载损坏。,任务6.3整流和滤波电路,6.3.3分析稳压管稳压电路,稳压原理：,(1) 当负载电阻不变而交流电网电压增加时，稳压过程如下：,UUoUZIZIRUR=RIRUo,(2) 当电网电压不变而负载电阻RL减小时，稳压过程如下：,RLILIRURUZ(Uo)IZIRURUo,任务6.4特殊二极管,6.4.1发光二极管,它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能，常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。,任务6.4特殊