電路中文第一章

電路中文課件第一章第一頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日直流電源電路半導(dǎo)體二極管整流電路電源濾波電路穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路第二頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日一、PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?、半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的導(dǎo)電特點(diǎn)。它的導(dǎo)電能力在不同條件下差別很大。

熱敏性：環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力增強(qiáng)很多?？梢杂糜跍囟瓤刂啤Ｗ鳠崦粼?。

光敏性：無(wú)光照時(shí)和絕緣體一樣不導(dǎo)電，受光照時(shí)導(dǎo)電能力變強(qiáng)。作光敏元件。

濕敏性：根據(jù)濕度不同導(dǎo)電性能改變，可以用于倉(cāng)庫(kù)的濕度控制、報(bào)警等。作濕敏元件。1）導(dǎo)電能力隨外界因素影響變化很大第三頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日

——利用這種特性，可以制造各種不同用途的半導(dǎo)體。2）導(dǎo)電能力的可控性摻入微量有用雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力會(huì)發(fā)生急劇變化?！稍黾訋资翈装偃f(wàn)倍。如：硅加入百萬(wàn)分之一的硼，其導(dǎo)電能力增加五十萬(wàn)倍。第四頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日2、本征半導(dǎo)體現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。GeSi1）本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)通過(guò)一定的工藝過(guò)程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體，稱(chēng)為本征半導(dǎo)體。第五頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共用電子對(duì)+4+4+4+4+4表示除去價(jià)電子后的原子每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵，共用一對(duì)價(jià)電子。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。第六頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱(chēng)為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。+4+4+4+4第七頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日+4+4+4+42）本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理自由電子空穴束縛電子在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱(chēng)為空穴。它們成雙結(jié)對(duì)地出現(xiàn)，稱(chēng)為電子—空穴對(duì)。第八頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引臨近的電子來(lái)填補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。第九頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日小結(jié)本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。（金屬導(dǎo)體中只存在一種載流子，即自由電子）第十頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日3、雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱(chēng)為N型半導(dǎo)體（電子半導(dǎo)體），使空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱(chēng)為P型半導(dǎo)體（空穴半導(dǎo)體）。第十一頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日N型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代。磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)不受共價(jià)鍵束縛的價(jià)電子,在室溫下獲得的熱能很容易使它掙脫原子核的引力而成為自由電子。這樣磷原子它失去一個(gè)價(jià)電子成為帶一個(gè)電荷量的正離子，但不會(huì)產(chǎn)生空穴。與本征激發(fā)不同，正離子束縛在晶格中，不能象空穴那樣起導(dǎo)電作用。每個(gè)磷原子給出一個(gè)電子，稱(chēng)為施主原子。第十二頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日+4+4+5+4N型半導(dǎo)體多余電子磷原子第十三頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日N型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體中的載流子的組成：1、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。2、本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴?！獡诫s濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱(chēng)為多數(shù)載流子（多子），空穴稱(chēng)為少數(shù)載流子（少子）。？第十四頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日P型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來(lái)填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。由于硼原子接受電子，所以稱(chēng)為受主原子。第十五頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日+4+4+3+4空穴P型半導(dǎo)體硼原子第十六頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日總結(jié)1、N型半導(dǎo)體中電子是多子，其中大部分是摻雜提供的電子，本征半導(dǎo)體中受激產(chǎn)生的電子只占少數(shù)。N型半導(dǎo)體中空穴是少子，少子的遷移也能形成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。2、P型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。3、多子的數(shù)量受雜質(zhì)濃度影響；少子的數(shù)量主要受外界環(huán)境溫度影響。第十七頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體第十八頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日1）PN結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，經(jīng)過(guò)載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了PN結(jié)。4、PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦缘谑彭?yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)空間電荷區(qū)PN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)第二十頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，內(nèi)電場(chǎng)得到加強(qiáng)漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)EPN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。第二十一頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)EPN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)所以擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒(méi)有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。第二十二頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++空間電荷區(qū)N型區(qū)P型區(qū)PN結(jié)第二十三頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日1、空間電荷區(qū)中沒(méi)有載流子。2、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙多子（P中的空穴、N中的電子）向?qū)Ψ綌U(kuò)散運(yùn)動(dòng)。3、因?yàn)樯僮樱≒中的電子和N中的空穴），數(shù)量有限，因此由它們形成的漂移電流很小。請(qǐng)注意第二十四頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日2）PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)加上正向電壓、正向偏置的意思都是：P區(qū)加正、N區(qū)加負(fù)電壓。PN結(jié)加上反向電壓、反向偏置的意思都是：P區(qū)加負(fù)、N區(qū)加正電壓。第二十五頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日PNEUPNEU加正向偏壓，導(dǎo)電（導(dǎo)通）加反向偏壓，不導(dǎo)電（截止）當(dāng)外加反向偏壓后，外電場(chǎng)方向與內(nèi)電場(chǎng)方向一致(即，外加電壓正端接N區(qū),負(fù)端接P區(qū))，

PN結(jié)單向?qū)щ娦裕寒?dāng)外加正向偏壓時(shí)，外電場(chǎng)方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反即，外加電壓正端接P區(qū)，負(fù)端接N區(qū))，這種只有一種方向?qū)щ姷默F(xiàn)象稱(chēng)為PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。載流子更難通過(guò)，因而不能導(dǎo)電。則內(nèi)電場(chǎng)得到加強(qiáng)，空間電荷區(qū)加寬，則內(nèi)建電場(chǎng)受到削弱，空間電荷區(qū)變窄，載流子易于通過(guò)，因而產(chǎn)生導(dǎo)電現(xiàn)象。第二十六頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日PN結(jié)面接觸型引線外殼線觸絲線基片點(diǎn)接觸型二、半導(dǎo)體二極管1、基本結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管內(nèi)部就是一個(gè)PN結(jié)，將其封裝并接出兩個(gè)引出端，從P區(qū)引出的端稱(chēng)為陽(yáng)極（正極），從N區(qū)引出的端稱(chēng)為陰極（負(fù)極）。第二十七頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日它的電路符號(hào)如圖：半導(dǎo)體二極管用符號(hào)V表示，（也常用D表示）根據(jù)PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕O管只有當(dāng)陽(yáng)極電位高于陰極電位時(shí)，才能按箭頭方向?qū)娏?。二極管極性接錯(cuò)，輕則電路無(wú)法正常工作，重則燒壞二極管及電路中其他元件。為了防止使用時(shí)極性接錯(cuò)，管殼上標(biāo)有“”符號(hào)或色點(diǎn)，符號(hào)箭頭指示方向?yàn)檎?，色點(diǎn)則表示該端為正極?；蚝谌?cè)為負(fù)極。陽(yáng)極陰極DPN第二十八頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日DiDuD伏安特性是二極管上所加電壓和流過(guò)管子電流之間的關(guān)系。uDiD0正向?qū)ǚ聪蚪刂箵舸?.5鍺硅0.21）正向特性外加正向電壓時(shí)，正向特性的起始部分，正向電流幾乎為零。這一段稱(chēng)為“死區(qū)”。對(duì)應(yīng)于二極管開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)的外加電壓稱(chēng)為“死區(qū)電壓”。鍺管約為0.2V,硅管約0.5V。2）反向特性外加反向電壓不超過(guò)一定范圍時(shí)通過(guò)二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)所形成的很小的反向電流，稱(chēng)為反向飽和電流或漏電流。該電流受溫度影響很大。2、伏安特性正常工作時(shí)，電流變電壓基本維持不變，稱(chēng)為正向?qū)▔航?。硅?.6～0.7V,鍺管0.3V。第二十九頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日UI死區(qū)電壓硅管0.5V,鍺管0.2V。導(dǎo)通壓降:硅管0.6~0.7V,鍺管0.3V。反向擊穿電壓UBR3）擊穿特性外加反向電壓超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，反向電流會(huì)突然增大，這種顯現(xiàn)稱(chēng)為擊穿（擊穿時(shí)，二極管失去單向?qū)щ娦裕?。?duì)應(yīng)的電壓稱(chēng)為擊穿電壓。第三十頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日3、主要參數(shù)（1）最大整流電流IOM二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。由PN結(jié)結(jié)面積和散熱條件決定，超過(guò)此值工作可能導(dǎo)致過(guò)熱而損壞。（2）反向擊穿電壓UBR二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過(guò)熱而燒壞。手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓URWM一般是UBR的一半。第三十一頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日（3）反向電流IRM指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說(shuō)明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要大幾十到幾百倍。以上均是二極管的直流參數(shù)，下面介紹兩個(gè)交流參數(shù)。第三十二頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日（4）微變電阻rDiDvDIDVDQiDvDrD是二極管特性曲線工作點(diǎn)Q附近電壓的變化與電流的變化之比：顯然，rD是對(duì)Q附近的微小變化量的電阻。第三十三頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日（5）二極管的極間電容二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組成：勢(shì)壘電容CB和擴(kuò)散電容CD。PN結(jié)高頻小信號(hào)時(shí)的等效電路：勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的綜合效應(yīng)rd二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦?，起整流、限幅、保護(hù)等作用。第三十四頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日在實(shí)際電路分析、設(shè)計(jì)中，常使用二極管的電路模型：（1）帶導(dǎo)通電壓的電路模型：iDuD0UD導(dǎo)通電壓UD與二極管材料有關(guān)：硅管為0.6~0.7V，鍺管為0.2~0.3V（2）忽略導(dǎo)通電壓的電路模型（理想二極管）：iDuD0第三十五頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日理想二極管應(yīng)用電路實(shí)例1、限幅電路uiuoRDE輸入電壓為一正弦波：電池電壓：E=4V08t輸出電壓如圖04t截止截止導(dǎo)通導(dǎo)通當(dāng)輸入電壓小于電池電壓時(shí)，二極管兩端電壓處于反向偏置，截止，沒(méi)有電流流過(guò)，所以輸出電壓跟隨輸入電壓變化。當(dāng)輸入電壓大于電池電壓時(shí)，二極管兩端電壓處于正向偏置，導(dǎo)通，二極管兩端電壓為0，所以輸出電壓與電池電壓相同，為4V。如果考慮二極管導(dǎo)通電壓，則此時(shí)輸出電壓應(yīng)為4.7V。該電路的作用就是限制過(guò)高的輸入電壓。仿真4第三十六頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日理想二極管應(yīng)用電路實(shí)例2、或門(mén)電路D1D2R-12VVAVBVF假定二極管導(dǎo)通電壓忽略不計(jì)，我們用列表的方法來(lái)分析輸入信號(hào)VA，VB和輸出信號(hào)VF的關(guān)系：VAVBVFD2D13V3V3V3V0V0V0V0V導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止3V0V3V3V如果定義3V電平為邏輯1，0V電平為邏輯0，則，該電路實(shí)現(xiàn)邏輯“或”的功能：VF=VA+VB共陰極接法：陽(yáng)極電位高的優(yōu)先導(dǎo)通。共陽(yáng)極接法：陰極電位低的優(yōu)先導(dǎo)通。仿真第三十七頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日例：uiuoRD15VD25Voooo1）當(dāng)二極管電路如圖，D1、D2為理想二極管，試畫(huà)出范圍內(nèi)的電壓傳輸特性曲線。解：D1管截止，D2管導(dǎo)通。u0=-5V-50+5+10-10ui(V)+5-5uo2）當(dāng)D1管截止，D2管截止。u0=ui3）當(dāng)D1管導(dǎo)通，D2管截止。u0=+5V第三十八頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日例：二極管的應(yīng)用：RRLuiuRuotttuiuRuo第三十九頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日第四十頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路:將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓u0的穩(wěn)定。

直流穩(wěn)壓電源的組成和功能第四十一頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日整流電路的任務(wù)是把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓。常見(jiàn)的小功率整流電路，有單相半波、橋式和倍壓、全波整流等。下面主要介紹前兩種。為分析簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們把二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無(wú)窮大。整流電路第四十二頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日一、單相半波整流電路u2>0時(shí)，二極管導(dǎo)通。二極管導(dǎo)通i0u1u2aTbDRLu0忽略二極管正向壓降：

u0=u2輸出電壓波形：uou21、工作原理第四十三頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日u2<0時(shí)，二極管截止,輸出電流為0。二極管截止u0=0u1u2aTbDRLu0i0輸出電壓波形：uou21、工作原理一、單相半波整流電路第四十四頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日輸出電壓大小uo輸出電壓平均值（U0）：輸出電壓波形：u1u2aTbDRLu0i0注意：直流電均用平均值表示。2、主要數(shù)值第四十五頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日二極管上承受的最高電壓：二極管上的平均電流：ID=I0u1u2aTbDRLu0i0二極管上電壓波形：輸出電流平均值（I0）：Io=Uo/RL=0.45U2/RLuD變壓器副邊電流有效值（I2）：第四十六頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日二、單相橋式整流電路的工作原理+-u2正半周時(shí)電流通路同極性端接負(fù)載（共陰極接正，共陽(yáng)極接負(fù)）異極性端接交流電源u1u2TD4D2D1D3RLu0+-（2）二極管的導(dǎo)通規(guī)律：共陰接法時(shí)，陽(yáng)極瞬時(shí)電位最高者共陽(yáng)接法時(shí)，陰極瞬時(shí)電位最低者最先導(dǎo)通（導(dǎo)通的二極管看成短路，陽(yáng)極陰極等電位；不導(dǎo)通的二極管看成開(kāi)路，承受反向電壓。）（1）電路特點(diǎn)：第四十七頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日-+u0u1u2TD4D2D1D3RLu2負(fù)半周時(shí)電流通路+-二、單相橋式整流電路的工作原理同極性端接負(fù)載（共陰極接正，共陽(yáng)極接負(fù)）異極性端接交流電源（1）電路特點(diǎn)：（2）二極管的導(dǎo)通規(guī)律：共陰接法時(shí)，陽(yáng)極瞬時(shí)電位最高者共陽(yáng)接法時(shí)，陰極瞬時(shí)電位最低者最先導(dǎo)通（導(dǎo)通的二極管看成短路，陽(yáng)極陰極等電位；不導(dǎo)通的二極管看成開(kāi)路，承受反向電壓。）第四十八頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日u2>0時(shí)D1,D3導(dǎo)通D2,D4截止電流通路:由+經(jīng)D1RLD3-u2<0時(shí)D2,D4導(dǎo)通D1,D3截止電流通路:由-經(jīng)D2RLD4+輸出是脈動(dòng)的直流電壓！u2uD4,uD2uD3,uD1uou2D4D2D1D3RLu0+-橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形（3）第四十九頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日a、整流輸出電壓平均值（U0）負(fù)載電壓U0的平均值為:負(fù)載上的(平均)電流:b、注意：Uom=??U2mU2mu2uoUom電路的主要參數(shù)

（4）第五十頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日平均電流(ID)與反向峰值電壓(URM)是選擇整流管的主要依據(jù)。例如，

在橋式整流電路中，每個(gè)二極管只有半周導(dǎo)通。因此，流過(guò)每只整流二極管的平均電流ID

是負(fù)載平均電流的一半。

二極管截止時(shí)兩端承受的最大反向電壓：整流電路中整流管的選擇c、選管時(shí)要滿(mǎn)足：第五十一頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日幾種常見(jiàn)的硅整流橋+AC-~+~-~+-~第五十二頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日整流電路如圖所示，二極管為理想元件，已知負(fù)載電阻，試求：(1)直流電壓表(V)和直流電流表(A)的讀數(shù)(設(shè)電壓表內(nèi)阻為無(wú)窮大，電流表的內(nèi)阻為零);(2)在下表中選出合適型號(hào)的二極管。解：(1)(V)的讀數(shù)為例(A)的讀數(shù)為0.135A第五十三頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日（2）選管：可選用：2CP12第五十四頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日第五十五頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日

電源濾波電路濾波原理:交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過(guò)電感中的電流)不能突變的特性,將電容與負(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)載RL串聯(lián))，濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。第五十六頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日一、電容濾波電路橋式整流電容濾波電路u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SC以單相橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，其電路如圖所示。1、濾波原理第五十七頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCRL接入（且RLC較大）時(shí)u2tu0t忽略整流電路內(nèi)阻電容通過(guò)RL放電，在整流電路電壓小于電容電壓時(shí)，二極管截止，整流電路不為電容充電，u0會(huì)逐漸下降。第五十八頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCRL未接入時(shí)u2tu0t設(shè)t1時(shí)刻接通電源t1整流電路為電容充電充電結(jié)束忽略整流電路內(nèi)阻沒(méi)有電容時(shí)的輸出波形第五十九頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCu2tu0t忽略整流電路內(nèi)阻只有整流電路輸出電壓大于u0的時(shí)間區(qū)間，才有充電電流。因此整流電路的輸出電流是脈沖波。整流電路的輸出電流RL接入（且RLC較大）時(shí)充電放電第六十頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCu2tu0t考慮整流電路內(nèi)阻電容充電時(shí)，電容電壓滯后于u2。整流電路的輸出電流RL接入（且RLC較大）時(shí)RLC越小，輸出電壓越低第六十一頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日一般取(T:電源電壓的周期)近似估算:U0=1.2U2（全波）（滿(mǎn)載時(shí)）U0=1.0U2（半波）。(2)流過(guò)二極管瞬時(shí)電流很大RLC越大U0越高,負(fù)載電流的平均值越大整流管導(dǎo)電時(shí)間越短iD的峰值電流越大故一般選管時(shí)，取2、電容濾波電路的特點(diǎn)(1)輸出電壓U0與時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)RLC愈大電容器放電愈慢U0(平均值)愈大，濾波電容選取原則空載時(shí)，Uo均為1.414U2第六十二頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日輸出波形隨負(fù)載電阻RL或C的變化而改變,U0也隨之改變。如:RL愈小(I0越大),U0下降愈多。電容濾波電路適用于輸出電壓較高,負(fù)載電流較小且負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。(3)、輸出特性(外特性):uL電容濾波純電阻負(fù)載1.4U20.9U20IL結(jié)論第六十三頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日整流濾波電路如圖所示，負(fù)載電阻，電容，變壓器副邊電壓有效值，二極管為理想元件，試求：輸出電壓和輸出電流的平均值，及二極管承受的最高反向電壓。例解：第六十四頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日整流濾波電路如圖所示，二極管是理想元件，電容，

負(fù)載電阻，開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí)，直流電壓表(V)的讀數(shù)為141.4V，求(1)開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí)直流電流表的讀數(shù);(2)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、閉合時(shí)，直流電流表的讀數(shù);

(3)開(kāi)關(guān)、均閉合時(shí)，直流電流表的讀數(shù)。(設(shè)電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻為無(wú)窮大)。

例解：(1)開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí):A的讀數(shù)為零。第六十五頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日(2)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、閉合時(shí)，(3)開(kāi)關(guān)、均閉合時(shí)，A的讀數(shù)為:A的讀數(shù)為:第六十六頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日第六十七頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日穩(wěn)壓二極管UIUZIZ+-——工作在反向擊穿區(qū)的二極管1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）摻入雜質(zhì)多，PN結(jié)易于擊穿。反向擊穿電壓50V以下。2）PN結(jié)體積大，散熱好，使反向擊穿是可逆的。當(dāng)反向電壓降低后，管子仍可恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。普通二極管PN結(jié)體積小，一次擊穿后，由于散熱慢，溫度過(guò)高而將PN結(jié)燒毀。這叫熱擊穿。熱擊穿是不可逆的。第六十八頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日2、穩(wěn)壓二極管的參數(shù)（1）穩(wěn)定電壓UZ（3）動(dòng)態(tài)電阻IUZUZIZ穩(wěn)壓誤差（2）電壓溫度系數(shù)U（%/℃）穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。如：U=0.09%/oC,即溫度每升高1oC,穩(wěn)壓值將增加0.09%。rZ越小，穩(wěn)壓性能越好UZ≈U(BR)第六十九頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日（4）穩(wěn)定電流IZ、最大穩(wěn)定電流IZM

（5）最大允許功耗穩(wěn)定電流IZ:穩(wěn)定性能最佳的工作電流值。最大穩(wěn)定電流IZM：允許通過(guò)穩(wěn)壓管的最大電流值。穩(wěn)壓管正常工作時(shí)，耗散的最大功率。超過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)生熱擊穿，損壞管子。第七十頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日例已知穩(wěn)壓管的參數(shù)是：Uz=8V，Iz=10mA，Izm=29mA?，F(xiàn)用600Ω、1/8W的電阻R作限流電阻，是否合適？+20VRDzI解雖然但1/8W＜0.24W所以不合適！第七十一頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日第七十二頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日

穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路(小功率設(shè)備)在小功率設(shè)備中常用的穩(wěn)壓電路有穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路等。其中穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路最簡(jiǎn)單，但是帶負(fù)載能力差，一般只提供基準(zhǔn)電壓，不作為電源使用。開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源效率較高，目前用的也比較多，但因?qū)W時(shí)有限，這里不做介紹。以下主要討論穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路。第七十三頁(yè)，共八十頁(yè)，2022年，8月28日一、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路整流輸出電壓雖然經(jīng)過(guò)電容濾波減小了波動(dòng)，可以得到波動(dòng)較小的輸出直流電壓，但是，如果輸入交流電源電壓發(fā)生波動(dòng)，或負(fù)載電流發(fā)生變動(dòng)（這種情況經(jīng)常出現(xiàn)），輸出直流電壓都可能產(chǎn)生變化。如何保證在輸入交流電源電壓波動(dòng)、負(fù)載變化時(shí)，輸出直流電壓保持恒定，這就是穩(wěn)壓電路的功能。穩(wěn)壓電路穩(wěn)定輸出直流電壓的基本思想是在輸出直流電壓時(shí)，在電路中設(shè)置一個(gè)吸收波動(dòng)成分的元件（調(diào)整元件），當(dāng)市電或負(fù)載波動(dòng)時(shí)，調(diào)整元件將根據(jù)輸出直流電壓的變動(dòng)情況，確定調(diào)整方向和大小，以保證輸出的直流電壓不發(fā)生