ach3-二極管及其基本電路

1、3.4 二極管基本電路及其分析方法3.4.1 二極管正向V-I 特性的建模3.4.2模型分析法的應(yīng)用15.整流電路2iD220Vv2vLv2V2miDvL（1）單相半波整流Half-Wave Rectification為簡(jiǎn)單起見，二極管用理想模型來處理， 即正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。（2）單相全波整流電路(Full-Wave Rectification)3v2vL橋式整流(Bridge Rectifier)+220Vv2-220Vv2vLvL（2）單相全波整流電路(Full-Wave Rectification) Center-Tapped Transformer Rectifier

2、中心抽頭變壓器RequiresTwo diodesCenter-tapped46.其他應(yīng)用電路(a) Polarity protection for anexpensive, sensitivece ofequipment; (b) correctly appdpolarity;(c) application of thewrong polarity.6.其他應(yīng)用電路Backup system designed to prevent the loss of memory in a car radio when the radio is removed from the car.63.5 特殊二

3、極管3.5.1*3.5.23.5.3二極管變?nèi)荻O管(Varactor diode)光電子器件光電二極管發(fā)光二極管*3.5.3.3 激光二極管（了解）73.5.1二極管(Zener Diode)Zener diodes（西門子公司CourtesyCorporation)83.5.1二極管(Zener Diode)是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊二極管（屬擊穿），又稱穩(wěn)壓二極管。穩(wěn)壓特性：它是用特殊工藝制造的面結(jié)型硅半導(dǎo)體二極管。它的雜質(zhì)濃度較大，易 形成強(qiáng)電場(chǎng)，當(dāng)反向電壓加 到一定值時(shí)，產(chǎn)生擊穿。擊穿時(shí)，電流急劇增加而PN結(jié)兩端的電壓基本保持不變。3.5.1二極管(Zener Diode)10正向部分

4、與普通二極管相同；工作區(qū)在反向擊穿區(qū)。3.5.1二極管反向擊穿電壓受耗散功率的限制，使用時(shí)必須加限流電阻VZrZIZ1很小，十幾歐姆幾十歐姆，rZ愈小(曲線愈陡)，穩(wěn)壓性愈好3.動(dòng)態(tài)電阻rZ2. 最大工作電流Izmax:特性參數(shù)：1. 穩(wěn)定電壓VZ :3.5.1二極管12穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)應(yīng)反接，并串入一只電阻。電阻的作用：一是起限流作用，以保護(hù)穩(wěn)壓管。二是當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流變化時(shí)，通過該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。3.5.1二極管IO(IL)R+VI_IRIZDZRLVO_簡(jiǎn)單的直流穩(wěn)壓電路RLIOIRVOIZIRVO當(dāng)電源電壓VI或負(fù)載RL變

5、化時(shí)，IZ自動(dòng)調(diào)整以改變電阻R上的壓降，達(dá)到維持輸出電壓VO（VZ）基本不變的目的。穩(wěn)壓原理：3.5.1二極管Simple square-wave generator.143.5.3.1 光電二極管常數(shù)6.6256*10-34J光的頻率工作原理NP15+-+-I光照作用下，若光子能量h大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則每吸收一個(gè)光子便產(chǎn)生一個(gè) 電子和空穴，在 PN 結(jié)電場(chǎng)作用下形成電流 。3.5.3.1 光電二極管(Photodiode)應(yīng)用：該反向電流 I 與光照強(qiáng)度 E 成正比。16光電池(電池)正午(1kW/m2)光電轉(zhuǎn)換（ 傳感器）（a）符號(hào)（b）電路模型）特性曲線3.5.3.2 發(fā)光二極管

6、（LED：Light-Emitted Diode）定義：常用驅(qū)動(dòng)電路：符號(hào)17注：在交流驅(qū)動(dòng)電路中，為了避免發(fā)光二極管發(fā)生反向擊穿，通常要加入并聯(lián)的保護(hù)二極管。交流驅(qū)動(dòng)電路直流驅(qū)動(dòng)電路將電能轉(zhuǎn)換成光能的特殊半導(dǎo)體器件，當(dāng)管子加正向電壓時(shí)，在正向電流激發(fā)下，管子發(fā)光，屬電致發(fā)光。+5Vaabbccddee控制端為對(duì)應(yīng)二極管發(fā)光低電平發(fā)光18共陰極電路共陽極電路afbgecdLED顯示器應(yīng)用：顯示電路Fig. 1.55Seven-segment display: (a) face with pin idenfication;(b) pin function; (c) displaying the

7、numeral 5.1920EXIT sign using LEDs Polarity dector using diodes and LEDs21光電傳輸系統(tǒng)22小 結(jié)PN結(jié)是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體相結(jié)合而成。 在純凈的半導(dǎo)體（如Si）摻入受主雜質(zhì)或施主雜質(zhì)，便可制成P型或N型半導(dǎo)體?？昭▽?dǎo)電是半導(dǎo)體不同于金屬導(dǎo)電的重要特點(diǎn)。P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體在交界處形成的一個(gè)空間電荷區(qū)（耗盡區(qū)）便是PN結(jié)。當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓（正向偏置）時(shí)，耗盡區(qū)變窄，有電流流過；而當(dāng)外加反向電壓（反向偏置）時(shí)，耗盡區(qū)變寬，只有極小的反向電流，這就是半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦浴?3小 結(jié)3.PN結(jié)的V-I特性的理論表

8、達(dá)式為: i I(evDVT1)DS二極管的主要參數(shù)有最大整流電流、最高反向工作電壓和反向擊穿電壓。在高頻電路中，還要注意它的最高工作頻率。二極管電路的靜態(tài)分析，可采用理想、恒壓和折線模型分析；只有當(dāng)輸入信號(hào)很微小時(shí)，才采用小信號(hào)模型分析。穩(wěn)壓二極管利用它在反向擊穿狀態(tài)下的恒壓特性可簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路。24習(xí)題3.2.13.4.63.4.23.5.1(a)3.4.525典型習(xí)題D1A1判斷圖中二極管是導(dǎo) 通還是截止，并確定 各電路的輸出電壓值。設(shè)二極管導(dǎo)通電壓為 0.7V。D2BA2UO12V9V解：假設(shè)將D1、D2都斷開，求其陽陰兩端的電壓。UD1=UA1-UB= 0-(-9V)=9V0.7V;UD2=UA2-UB= -12V-(-9V)=-3V0.7V可見，接入二極管后D1導(dǎo)通，B點(diǎn)電位被鉗制在-0.7V。UD2=UA2-UB= -12V-(-0.7V)=-11.3V0.7V，所以D2反偏而截止。典型