直流穩(wěn)壓電源-整流濾波電路

電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：半導(dǎo)體CONTENTS一、半導(dǎo)體及其特性三、雜質(zhì)半導(dǎo)體二、本征半導(dǎo)體國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者黃昆院士“中國(guó)半導(dǎo)體之父”對(duì)祖國(guó)的赤子之情，對(duì)事業(yè)的赤子之誠(chéng)，對(duì)黨的赤誠(chéng)之心。嘔心瀝血，教誨提攜，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格培育出一批英才。復(fù)旦大學(xué)原校長(zhǎng)教育家謝希德教授

“中國(guó)半導(dǎo)體之母”一生五次與癌癥交鋒，抗?fàn)?4年，卻始終引領(lǐng)一所大學(xué)走在開放、包容的學(xué)術(shù)前沿?！拔以敢馔涀约菏莻€(gè)病人，那樣我才會(huì)快樂(lè)?！敝锢韺W(xué)家社會(huì)活動(dòng)家中芯國(guó)際創(chuàng)始人早年德州儀器的芯片研發(fā)人員張汝京博士中國(guó)半導(dǎo)體之父不甘心祖國(guó)芯片領(lǐng)域的落后，毅然回國(guó)創(chuàng)業(yè)，行業(yè)浮沉42年，被臺(tái)積電打壓無(wú)數(shù)次，5次“再就業(yè)”，一腔熱忱傾注“中國(guó)芯”。一、半導(dǎo)體及其特性一種導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)。半導(dǎo)體鍺硅熱敏性導(dǎo)電能力對(duì)溫度反應(yīng)靈敏，受溫度影響大。大多數(shù)半導(dǎo)體溫度升高時(shí)導(dǎo)電能力增強(qiáng)。光敏性導(dǎo)電能力隨光照的不同而不同，當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)電能力增強(qiáng)。摻雜性導(dǎo)電能力受雜質(zhì)影響極大，在純凈半導(dǎo)體中只要摻入極微量的雜質(zhì)（其它純凈元素），導(dǎo)電能力就急劇增加。二、本征半導(dǎo)體純凈無(wú)摻雜的半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體鍺、硅是四價(jià)元素，其原子結(jié)構(gòu)是一種穩(wěn)定緊密的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。不導(dǎo)電二、本征半導(dǎo)體純凈無(wú)摻雜的半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體外加能量（熱、光）時(shí)產(chǎn)生本征激發(fā)，形成電子、空穴載流子。電子、空穴弱導(dǎo)電二、本征半導(dǎo)體空穴運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電空穴（+）

電子（-）相鄰共價(jià)鍵中的價(jià)電子反向依次填補(bǔ)空穴，形成空穴運(yùn)動(dòng)，使半導(dǎo)體具有弱導(dǎo)電性。空穴運(yùn)動(dòng)三、雜質(zhì)半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體沒(méi)有多少應(yīng)用價(jià)值，當(dāng)摻入微量雜質(zhì)時(shí)導(dǎo)電能力增強(qiáng)，應(yīng)用價(jià)值突現(xiàn)。N型半導(dǎo)體（電子型半導(dǎo)體）4價(jià)元素鍺、硅中摻入微量5價(jià)元素，磷、砷、銻等，多余的價(jià)電子導(dǎo)致自由電子濃度增加，多數(shù)載流子為帶負(fù)電荷的電子。P型半導(dǎo)體（空穴型半導(dǎo)體）4價(jià)元素鍺、硅中摻入微量3價(jià)元素，銦、鋁等，形成空穴，多數(shù)載流子為帶正電荷的空穴。N-NegativeP-Positiv電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：物質(zhì)的導(dǎo)電性CONTENTS一、物質(zhì)的導(dǎo)電原理三、有效利用物質(zhì)的導(dǎo)電性二、物質(zhì)按導(dǎo)電性分類四、安全用電物質(zhì)的導(dǎo)電性測(cè)試實(shí)驗(yàn)PVC線槽：LED不亮銅絲：LED亮紙張：LED不亮物質(zhì)的導(dǎo)電性測(cè)試實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線外皮：LED不亮純凈水：LED不亮食鹽水：LED亮不導(dǎo)電物質(zhì)：導(dǎo)電物質(zhì)：銅絲、食鹽水、……紙張、PVC線槽、導(dǎo)線外皮、純凈水、……物質(zhì)的導(dǎo)電性測(cè)試實(shí)驗(yàn)一、物質(zhì)的導(dǎo)電原理液體導(dǎo)電金屬導(dǎo)電金屬材料導(dǎo)電性好，是因?yàn)榻饘僦杏写罅孔杂呻娮?，在電?chǎng)力的作用下，自由電子受到與電場(chǎng)方向相反的電場(chǎng)力而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。氣體導(dǎo)電物質(zhì)傳導(dǎo)電流的能力叫做導(dǎo)電性。在許多種液體（鹽類、酸類及堿類等水溶液）中，是因?yàn)榇嬖趲щ婋x子，在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生有規(guī)則的移動(dòng)而形成電流。在通常情況下，氣體的自由電荷極少，是良好的絕緣體，但在外界因素（如紫外線，X射線，以及放射線的照射，或?qū)怏w加熱）的作用下，氣體分子可發(fā)生電離，產(chǎn)生出較多的自由電子和離子，這時(shí)的氣體就能變成導(dǎo)電的物質(zhì)。二、物質(zhì)按導(dǎo)電性分類導(dǎo)體導(dǎo)電能力強(qiáng)如：金、銀、銅等。絕緣體不導(dǎo)電如：橡膠、塑料、云母、陶瓷等。半導(dǎo)體介于導(dǎo)體和絕緣體之間如：硅、鍺、硒等。二、物質(zhì)按導(dǎo)電性分類超導(dǎo)體（superconductor）：超導(dǎo)體是電阻接近零的導(dǎo)體，又稱超導(dǎo)材料。超導(dǎo)體是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，百多年來(lái)一直是科學(xué)研究的熱門領(lǐng)域。1911年荷蘭物理學(xué)家昂納斯在研究水銀低溫電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度降到4.2K時(shí)，水銀的電阻急劇下降，以至完全消失(即零電阻)?？勾判詰?yīng)用：如磁懸浮列車等方面強(qiáng)電應(yīng)用：如超導(dǎo)發(fā)電，儲(chǔ)能等電力應(yīng)用弱電應(yīng)用：如超導(dǎo)計(jì)算機(jī)等電子學(xué)應(yīng)用廣泛應(yīng)用熱門研究首次發(fā)現(xiàn)“你如果喜歡打麻將，你會(huì)覺(jué)得不快樂(lè)嗎？科學(xué)研究會(huì)遇到這樣那樣的困難，但是就像人們打麻將，即使坐得久了挺難受，也還是想打。只要有興趣，失敗了也還想打，何況我們也是經(jīng)?！啤模行『?，也有大胡！不管做什么事情，興趣很重要，你有癮了，非常愿意做它，越做也越有興趣。當(dāng)你帶著興趣做一件事，苦和累就感受不到了，每一次新的進(jìn)展、新的突破，就像麻將胡牌，會(huì)帶來(lái)特別的喜悅和快樂(lè)。”超導(dǎo)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、2016年國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者、“中國(guó)高溫超導(dǎo)之父”---超忠賢院士二、物質(zhì)按導(dǎo)電性分類超導(dǎo)體（superconductor）：超導(dǎo)體是電阻接近零的導(dǎo)體，又稱超導(dǎo)材料。三、有效利用物質(zhì)的導(dǎo)電性1.導(dǎo)線、電路板用銅，航空航天特殊要求用銀、金？不同金屬材料導(dǎo)電性不同，按材料電阻率(ρ/nΩ·m)從小到大，常用材料導(dǎo)電性銀（15.86）、銅(16.78)、金（24）、鋁（26）、鐵（97.1）、錫（110）……2.電路要防氧化？金屬在潮濕、酸堿環(huán)境下易氧化，導(dǎo)致導(dǎo)電能力下降，電路銅板要鍍錫處理。四、安全用電絕緣隔離人與電絕緣隔離，防觸電；電路與電路之間絕緣隔離，防電路短路。工作場(chǎng)所要干燥純凈水不導(dǎo)電，但水中易溶解物質(zhì)離子而導(dǎo)電；玻璃不導(dǎo)電，但加熱處于高溫狀態(tài)下變?yōu)閷?dǎo)體。電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：從電子管到晶體管CONTENTS一、電子時(shí)代的前世---真空電子管三、“中國(guó)芯”的崛起之路二、電子時(shí)代的今生---晶體管和集成電路1999年，美國(guó)《洛杉磯時(shí)報(bào)》評(píng)選出二十世紀(jì)“50名本世紀(jì)經(jīng)濟(jì)最有影響力人物”，其中并列第一名的有三個(gè)人?！熬w管之父”威廉·肖克利集成電路發(fā)明人羅伯特·諾伊斯集成電路發(fā)明人杰克·基爾比一、電子時(shí)代的前世---真空電子管“愛(ài)迪生效應(yīng)”---一束照亮電子世界的微弱電流托馬斯·阿爾瓦·愛(ài)迪生（ThomasAlvaEdison）舉世聞名的美國(guó)電學(xué)家和發(fā)明家，發(fā)明留聲機(jī)、電燈、電話、電報(bào)。1883年，愛(ài)迪生在真空電燈泡內(nèi)部碳絲附近安裝了一小截銅絲，希望銅絲能阻止碳絲蒸發(fā)，但碳絲再一次蒸發(fā)了。不過(guò)他卻發(fā)現(xiàn)，那根沒(méi)有連接到電路的銅絲竟然產(chǎn)生了微弱的電流。盡管當(dāng)時(shí)他并沒(méi)有特別重視這一現(xiàn)象，但這位敏感的發(fā)明家仍然為這一發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)了專利。此后，這一現(xiàn)象被稱為“愛(ài)迪生效應(yīng)”，而這一現(xiàn)象發(fā)生的原因就是熱能使得金屬物體上的電子克服束縛位能，通過(guò)熱激發(fā)產(chǎn)生載流子。一、電子時(shí)代的前世---真空電子管真空二極管的誕生---開啟電子時(shí)代的鼻祖約翰·安布羅斯·弗萊明（JohnAmbroseFleming）弗萊明發(fā)明的真空二極管一、電子時(shí)代的前世---真空電子管真空三極管的發(fā)明---電子工業(yè)誕生的起點(diǎn)德·福雷斯特（LeeDeForest）美國(guó)發(fā)明家

“真空電子管之父”福雷斯特發(fā)明的真空三極管一、電子時(shí)代的前世---真空電子管真空二極管工作原理真空二極管原理圖真空二極管一、電子時(shí)代的前世---真空電子管真空電子管的短暫應(yīng)用“巔峰”上世紀(jì)六十年代，南京無(wú)線電廠生產(chǎn)的熊貓601-1型電子管收音機(jī)1958年，中科院計(jì)算所研制成功我國(guó)第一臺(tái)小型真空電子管通用計(jì)算機(jī)103機(jī)(八一型)二、電子時(shí)代的今生---晶體管和集成電路鍺半導(dǎo)體點(diǎn)接觸式晶體管誕生第一個(gè)鍺半導(dǎo)體點(diǎn)接觸式晶體管二、電子時(shí)代的今生---晶體管和集成電路結(jié)型晶體管面世肖克利發(fā)明的結(jié)型三極管二、電子時(shí)代的今生---晶體管和集成電路更優(yōu)秀的硅晶體管純度更高耐熱性好硅在200℃能穩(wěn)定運(yùn)行，鍺只能80℃。成本更低高純硅的工業(yè)提煉技術(shù)已經(jīng)成熟，而鍺則很難提煉到足夠的純度。硅是地殼中第二豐富的元素。二、電子時(shí)代的今生---晶體管和集成電路集成電路---20世紀(jì)意義最重大的成就之一1958年，擁有兩個(gè)博士學(xué)位的金?赫爾尼提出了一種光學(xué)蝕刻的處理方法，可以在硅片平面上“印制”多個(gè)晶體管，開啟了人類集成電路應(yīng)用的輝煌歷程。三、“中國(guó)芯”的崛起之路習(xí)總書記強(qiáng)調(diào)：“只有把核心技術(shù)掌握在自己手中，才能真正掌握競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，才能從根本上保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全、國(guó)防安全和其他安全?！比?、“中國(guó)芯”的崛起之路百度“昆侖芯”華為“麒麟芯”阿里“倚天芯”“中國(guó)芯”電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：PN結(jié)及其單向?qū)щ娦訡ONTENTS一、PN結(jié)的形成二、PN結(jié)的單向?qū)щ娦詫?dǎo)入：P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體（空穴型半導(dǎo)體）（電子型半導(dǎo)體）一、PN結(jié)形成在一塊硅晶片上分別摻入三價(jià)元素和五價(jià)元素，形成P區(qū)和N區(qū)。多數(shù)載流子會(huì)從濃度高的一邊向濃度低的一邊運(yùn)動(dòng)，稱為多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)一、PN結(jié)形成擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)在結(jié)合部形成一個(gè)空間電荷區(qū)阻礙多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)空間電荷區(qū)形成了一個(gè)內(nèi)電場(chǎng)E推動(dòng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)E一、PN結(jié)形成多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)減弱內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)隨著多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)進(jìn)行，空間電荷區(qū)變寬一杯鹽水，隨著溶解的進(jìn)行，析出會(huì)阻止溶解，最終會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)成為一定濃度的飽和液，要想達(dá)到新的濃度必須通過(guò)外界提高溫度。一個(gè)PN結(jié)，擴(kuò)散與漂移電流會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，要想產(chǎn)生新的電流流動(dòng)，必須通過(guò)外電場(chǎng)來(lái)削弱內(nèi)電場(chǎng)。人的一生，在一定階段會(huì)出現(xiàn)舒適期，滿足感讓你不思進(jìn)取，絕不能“趟平”，只有適應(yīng)新變化，才能達(dá)到人生新的發(fā)展高度。一、PN結(jié)形成人生要不斷打破平衡PN結(jié)外加正向偏置電壓：P區(qū)接電源的正極，N區(qū)接電源的負(fù)極二、PN的單向?qū)щ娦噪娫矗?）接P，電源（-）接N，PN結(jié)產(chǎn)生P→N的較大正向電流，PN結(jié)電阻小。正向?qū)顟B(tài)+-PN結(jié)外加反向偏置電壓：P區(qū)接電源的負(fù)極，N區(qū)接電源的正極二、PN的單向?qū)щ娦噪娫矗?）接N，電源（-）接P，PN結(jié)產(chǎn)生N→P的微弱反向電流（幾乎為零），PN結(jié)電阻大。反向截止?fàn)顟B(tài)空間電荷區(qū)增厚，PN結(jié)呈高電阻狀態(tài)-+PN結(jié)單向?qū)щ娦约诱螂妷簳r(shí)導(dǎo)通，電阻小，電流大；加反向電壓時(shí)截止，電阻大，電流非常小。二、PN的單向?qū)щ娦訮N結(jié)單向?qū)щ娦院?jiǎn)單理解就是開關(guān)特性，類似圖中閘門開關(guān)！PN結(jié)導(dǎo)通狀態(tài)PN結(jié)截止?fàn)顟B(tài)二、PN的單向?qū)щ娦?價(jià)元素硅中摻雜5價(jià)元素磷構(gòu)成N型半導(dǎo)體，是利用磷原子多出的價(jià)電子使自由電子濃度增大而使導(dǎo)電能力提升。那如果摻雜6價(jià)硫元素，那么能多余2個(gè)價(jià)電子，那豈不是更好？請(qǐng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)尋找答案。多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與少子的漂移運(yùn)動(dòng)是怎樣形成的？問(wèn)題1問(wèn)題2問(wèn)題探究電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：二極管的分類CONTENTS一、二極管的分類二、硅管與鍺管三、點(diǎn)接觸型、面接觸型、平面型二極管四、常見(jiàn)用途二極管實(shí)踐中怎么選用二極管？大功率整流二極管開關(guān)二極管貼片肖特基二極管穩(wěn)壓二極管發(fā)光二極管一、二極管的分類按半導(dǎo)體材料分按PN結(jié)結(jié)構(gòu)分硅管（Si）鍺管（Ge）點(diǎn)接觸型面接觸型平面型正極負(fù)極二極管電路符號(hào)圖一、二極管的分類按用途分正極負(fù)極二極管電路符號(hào)圖1.常用用途整流二極管、檢波二極管、開關(guān)二極管、穩(wěn)壓二極管2.特殊用途發(fā)光二極管、光電二極管、變?nèi)荻O管、肖特基二極管、瞬態(tài)電壓抑制二極管、快速恢復(fù)二極管、雙向觸發(fā)二極管、雪崩二極管等。二、硅管與鍺管鍺管(Ge)由半導(dǎo)體材料鍺做成的二極管，如2AP9，1N60P、1N34A等檢波二極管。1N60P硅管(Si)由半導(dǎo)體材料硅做成的二極管，如1N4001~4007等整流二極管，1N4148等開關(guān)二極管。1N4007硅管與鍺管的比較硅管正向?qū)▔航递^大（0.6~0.7V），鍺管正向?qū)▔航递^小（0.2~0.3V）鍺管的正向直流電阻小于硅管的直流電阻，而硅管的交流電阻小于鍺管的交流電阻硅二極管反向電流遠(yuǎn)小于鍺二極管反向電流，鍺管為mA級(jí)，硅管為nA級(jí)硅管熱穩(wěn)定性優(yōu)于鍺二極管實(shí)際應(yīng)用中，鍺管與硅管性能誰(shuí)優(yōu)誰(shuí)劣呢？鍺管啟動(dòng)電壓小，在小信號(hào)檢波電路中有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。硅管正向電流大，反向電流非常小，熱穩(wěn)定性好，具有鮮明的單向?qū)щ娞匦?，在整流、開關(guān)等大電流電路中得到廣泛應(yīng)用。充分展示個(gè)性！三、點(diǎn)接觸型、面接觸型、平面型二極管PN結(jié)接觸面積小，不能通過(guò)較大的正向電流和承受較高的反向電壓，但它的高頻性能好，適宜在高頻電路中使用，如收音機(jī)檢波電路。點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)接觸面積大，可以通過(guò)較大的電流（幾安到幾十安），也能承受較高的反向電壓，主要用于工頻大電流高電壓整流電路中。面接觸型二極管PN結(jié)接觸面積可大可小，主要應(yīng)用于集成電路制作工藝中。平面型二極管四、常見(jiàn)用途二極管整流二極管典型二極管半波整流電路利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈動(dòng)直流電。例如1N4007、1N5408等。四、常見(jiàn)用途二極管檢波二極管把疊加在高頻載波中的低頻信號(hào)檢測(cè)出來(lái)，具有較高的檢波頻率和良好的頻率特性，常用在收音機(jī)中起檢波作用。例如2AP9、1N60P等。二極管檢波實(shí)例電路四、常見(jiàn)用途二極管開關(guān)二極管由于二極管在正向偏壓下導(dǎo)通電阻很小，而在反向偏壓下截止電阻很大，利用二極管的這種單向?qū)щ娞匦跃涂梢詫?duì)電流起到接通和關(guān)斷的作用。例如1N4148等。二極管開關(guān)實(shí)例電路四、常見(jiàn)用途二極管穩(wěn)壓二極管又名齊納二極管，是利用PN結(jié)反向擊穿時(shí)電壓基本上不隨電流變化而變化的特點(diǎn)來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的目的。例如1N4733A、1N4742等。二極管穩(wěn)壓實(shí)例電路思考與練習(xí)1.若測(cè)得電路中某二極管正向?qū)妷簽?.27V，是硅二極管還是鍺二極管？鍺管2.用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)某二極管，測(cè)得正向電阻為4kΩ，反向電阻指針不動(dòng)，是硅二極管還是鍺二極管？硅管3.要將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，型號(hào)為1N4148和1N4007兩種二極管，應(yīng)選哪一種？1N4007電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：認(rèn)識(shí)半導(dǎo)體二極管CONTENTS一、什么是半導(dǎo)體二極管三、半導(dǎo)體二極管的引腳識(shí)別二、半導(dǎo)體二極管的電路符號(hào)四、半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娞匦晕?、半?dǎo)體二極管工作電壓與工作電流一、什么是半導(dǎo)體二極管？1904年，英國(guó)物理學(xué)家弗萊明發(fā)明的真空二極管半導(dǎo)體二極管是用半導(dǎo)體材料(硅、鍺等)制成的一種電子器件

，其內(nèi)部由1個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，有P（+）、N（-）2個(gè)電極，因此稱為二極管。百年發(fā)展歷程半導(dǎo)體二極管內(nèi)部構(gòu)成由1個(gè)PN構(gòu)成陽(yáng)極（正極）陰極（負(fù)極）D電路符號(hào)二、半導(dǎo)體二極管的電路符號(hào)PN構(gòu)成內(nèi)部構(gòu)成電路圖中用一個(gè)類似箭頭的符號(hào)表示二極管引腳名稱連接內(nèi)部P區(qū)的引腳稱陽(yáng)極（或正級(jí)）連接N區(qū)的引腳稱陰極（或負(fù)級(jí)）電路中通常用大寫字母D表示電流從陽(yáng)極流向陰極三、半導(dǎo)體二極管的引腳識(shí)別你分得清它的正負(fù)極嗎？標(biāo)有色環(huán)的引腳為陰極（負(fù)極）四、半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娞匦苑聪蚪刂梗杭臃聪蚱秒妷簳r(shí)電流微弱正向?qū)ǎ杭诱蚱秒妷簳r(shí)電流大二極管因?yàn)榫哂屑诱螂妷簩?dǎo)通、加反向電壓截止，即單向?qū)щ娞匦?，在電路中起單向通斷的作用，稱為整流作用。半導(dǎo)體二極管單向?qū)щ娦苑抡鎸?shí)驗(yàn)加正向偏置電壓時(shí)二極管導(dǎo)通，產(chǎn)生正向電流，燈泡亮。加反向偏置電壓時(shí)二極管截止，反向電流非常小，燈泡不亮。四、半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娞匦晕?、半?dǎo)體二極管工作電壓與工作電流電壓U電流I半導(dǎo)體二極管的正常工作電壓和工作電流范圍是多少呢？五、半導(dǎo)體二極管工作電壓與工作電流半導(dǎo)體二極管電壓、電流測(cè)試仿真實(shí)驗(yàn)表明：二極管正向工作電壓：0.6~0.8V二極管正向工作電流：5~50mA五、半導(dǎo)體二極管工作電壓與工作電流1N4007正向工作電流范圍：0.01~1A正向工作電壓范圍：0.6~0.9V鍺管正向工作電壓0.3V硅管正向工作電壓0.7V

正向工作電流由電路參數(shù)決定理論值電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：二極管的識(shí)別CONTENTS一、二極管電路符號(hào)識(shí)別二、二極管正負(fù)極性識(shí)別三、硅管與鍺管的識(shí)別一、二極管電路符號(hào)識(shí)別你能識(shí)別圖中2種不同二極管有什么區(qū)別嗎？1是整流二極管2是穩(wěn)壓二極管一、二極管電路符號(hào)識(shí)別整流二極管在電路中將交流變脈動(dòng)直流。檢波二極管在電路中檢測(cè)調(diào)幅信號(hào)包絡(luò)，如收音機(jī)中檢出音頻信號(hào)。穩(wěn)壓二極管具有穩(wěn)定電壓特性，是直流穩(wěn)壓電源電路中必不可少的器件。一、二極管電路符號(hào)識(shí)別發(fā)光二極管正向通電時(shí)可發(fā)光，如電路工作指示燈、LED照明燈等應(yīng)用。光電二極管能接收光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，如紅外遙控接收、光敏器件等應(yīng)用。開關(guān)二極管能實(shí)現(xiàn)電路通斷控制，廣泛用于自動(dòng)控制電路中。一、二極管電路符號(hào)識(shí)別變?nèi)荻O管利用PN結(jié)的電容效應(yīng)，在電路中充當(dāng)可調(diào)電容角色，被廣泛用于高頻電路中調(diào)節(jié)頻率。雙向觸發(fā)二極管簡(jiǎn)稱DIAC，常用來(lái)觸發(fā)雙向晶閘管。肖特基二極管以其發(fā)明人肖特基博士命名的一種特殊二極管，簡(jiǎn)稱SBD，具有開關(guān)頻率高和正向壓降低等優(yōu)點(diǎn)，在快速開關(guān)電路得到廣泛應(yīng)用。二、二極管正負(fù)極性識(shí)別標(biāo)有色環(huán)的引腳為負(fù)極+-+-方法1通過(guò)外觀識(shí)別二、二極管正負(fù)極性識(shí)別長(zhǎng)腳+內(nèi)部面積大的-發(fā)光二極管正負(fù)極引腳二、二極管正負(fù)極性識(shí)別方法2通過(guò)測(cè)量識(shí)別加反向偏置電壓時(shí)電流小，電阻大加正向偏置電壓時(shí)電流大，電阻小萬(wàn)用置RX100Ω檔測(cè)量方法黑表筆接二極管正極，紅表筆接負(fù)極，電阻小，若反過(guò)來(lái)接，則電阻∞根據(jù)：硅管正向?qū)▔航递^大（0.6~0.7V），鍺管正向?qū)▔航递^?。?.2~0.3V）。三、硅管與鍺管的識(shí)別方法1方法2數(shù)字萬(wàn)用表置二極管檔位，測(cè)二極管PN結(jié)的正向壓降，顯示電壓0.6~0.7V之間時(shí)就是硅管，顯示電壓0.2~0.3V是鍺管。根據(jù)：鍺管的正向直流電阻小于硅管的直流電阻。模擬萬(wàn)用表置R×l00Ω或R×lkΩ電阻檔，測(cè)量二極管的正向電阻，指針指示在刻度盤中間偏右位置的是硅管，指針指示在刻度盤接近0Ω位置的是鍺管。思考與練習(xí)1.圖中哪一只是發(fā)光二極管？2.用數(shù)字萬(wàn)用表二極管檔位測(cè)某二極管電壓為0.27V，是硅二極管還是鍺二極管？鍺二極管3.怎么通過(guò)外觀識(shí)別發(fā)光二極管？長(zhǎng)腳為正，短腳為負(fù)。或?qū)?yīng)內(nèi)部電極面積小的為正。4.用萬(wàn)用表RX100檔位測(cè)某二極管，測(cè)得正、反向電阻均為∞，說(shuō)明什么？該二極管還可以使用嗎？?jī)?nèi)部開路，不可以使用。電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：二極管的伏安特性CONTENTS一、二極管的伏安特性三、半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)二、幾種常見(jiàn)二極管的伏安特性四、伏安特性與應(yīng)用一、二極管的伏安特性正向特性測(cè)量電路反向特性測(cè)量電路流過(guò)二極管的電流與二極管兩端偏置電壓之間的關(guān)系。二極管的伏安特性一、二極管的伏安特性UBRI(mA)U(V)O當(dāng)正向電壓小于U1時(shí)，二極管不導(dǎo)通，電流為0，稱正向截止區(qū)。當(dāng)二極管所加的反向電壓小于UBR時(shí)，反向電流IR很小，稱反向截止區(qū)。當(dāng)反向電壓達(dá)到UBR時(shí)，二極管被擊穿，反向電流可以從幾毫安增大到幾十毫安，稱反向擊穿區(qū)。U1稱開啟電壓，又稱死區(qū)電壓硅管約0.5V，鍺管約0.1VU2稱正向?qū)妷?，正向?qū)娏鬟_(dá)1mA以上的電壓，硅管約0.7V，鍺管約0.3VU1U2當(dāng)正向電壓大于U1時(shí)，二極管導(dǎo)通，電流隨電壓升高而快速增大，稱正向?qū)▍^(qū)。一、二極管的伏安特性三個(gè)關(guān)鍵電壓開啟電壓（死區(qū)電壓）U1：硅管約0.5V，鍺管約0.1V正向?qū)妷篣2：硅管約0.7V，鍺管約0.3V反向擊穿電壓UBR四個(gè)工作區(qū)間正向偏置電壓小于U1時(shí)，二極管正向截止區(qū)，電流為0正向偏置電壓大于U1時(shí)，二極管正向?qū)▍^(qū)，電壓變化很小但電流有較大變化范圍反向偏置電壓小于UBR時(shí)，二極管反向截止區(qū)，電流為0反向偏置電壓大于UBR時(shí)，二極管反向擊穿區(qū)，電壓變

化非常小但電流變化范圍大UBRI(mA)U(V)OU1U2UBRI(mA)U(V)OU1U2截止區(qū)是量變正向?qū)?、反向擊穿是質(zhì)變量變到質(zhì)變是自然規(guī)律，二極管從截止區(qū)到正向?qū)▍^(qū)或反向擊穿區(qū)是從量變到質(zhì)變的過(guò)程！“你要悄悄拔尖，然后驚艷所有人”---一個(gè)人成功前都有一段默默無(wú)聞的奮斗時(shí)期，悄悄拔尖，會(huì)驚艷所有人！二、幾種常見(jiàn)二極管的伏安特性硅管與鍺管的伏安特性曲線不同溫度下的伏安特性曲線穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線三、半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)指二極管長(zhǎng)期工作，允許通過(guò)的最大正向平均電流值。正向電流值不允許超過(guò)該值，不然會(huì)過(guò)熱而損壞。最大整流電流IFM指二極管在常溫(25℃)和最高反向工作電壓URM作用下的反向電流。IRM越小，管子的單向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系。最大反向電流IRM指二極管不擊穿時(shí)所允許加的最高反向電壓，URM一般取反向擊穿電壓的1/2~1/3，以確保二極管使用安全。最高反向工作電壓URM指二極管保持單向?qū)щ娦詴r(shí)外加電壓的最高頻率。PN結(jié)電容越小，頻率越高。最大工作頻率fM四、伏安特性與應(yīng)用當(dāng)反向電壓高于反向擊穿電壓UBR時(shí)，二極管反向電流會(huì)突然大幅度增加，二極管不再具備單向?qū)щ娦浴Ｒ虼耍O管做開關(guān)、整流、濾波等作用時(shí)，反向電壓不能超過(guò)最高反向電壓！UBRI(mA)U(V)OU1U2四、伏安特性與應(yīng)用不同溫度下的伏安特性曲線當(dāng)溫度T（

0C

）升高時(shí)，正向特性曲線向左移！反向特性曲線向下移。實(shí)驗(yàn)表明：溫度每升高100C，反向飽和電流升高1倍！四、伏安特性與應(yīng)用伏安特性曲線是非線性的（非直線），也就是在不同點(diǎn)其斜率不同。因此，在不同工作電流狀態(tài)下，其電阻不同，在應(yīng)用中要注意這一點(diǎn)。UBRI(mA)U(V)OU1U2電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：二極管伏安特性測(cè)試CONTENTS一、實(shí)驗(yàn)電路方案選擇二、實(shí)驗(yàn)實(shí)施三、伏安特性曲線繪制一、實(shí)驗(yàn)電路方案選擇伏安法測(cè)量二極管正向特性內(nèi)接法與外接法的選?。悍卜▋?nèi)接法與外接法選取原則是“大內(nèi)小外”，即被測(cè)器件內(nèi)阻大選內(nèi)接法，被測(cè)器件內(nèi)阻小選外接法。二極管正向電阻較小，因此采用外接法。電壓表電流表一、實(shí)驗(yàn)電路方案選擇電位器RW阻值選?。弘娢黄鱎W作用是通過(guò)串聯(lián)分壓給二極管提供偏置電壓，而被測(cè)二極管與RW并聯(lián)，為減小二極管并聯(lián)分流的影響，RW阻值應(yīng)選小阻值精密電位器。電源電壓的選?。憾O管正向電壓較小，只有0.5~0.7V，為防止過(guò)壓而損壞二極管，因此測(cè)正向特性選3V直流電源。伏安法測(cè)量二極管正向特性電壓表電流表一、實(shí)驗(yàn)電路方案選擇內(nèi)接法與外接法的選?。焊鶕?jù)“大內(nèi)小外”的原則，二極管反向電阻大，因此采用內(nèi)接法。電源電壓的選?。憾O管反向擊穿電壓達(dá)到幾伏~幾十伏（如所測(cè)1N4733A為5.1V），因此電源電壓選12V。伏安法測(cè)量二極管反向特性電壓表電流表二、實(shí)驗(yàn)實(shí)施二極管伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)OI(mA)U(8V)00.10.20.30.40.50.60.77654321二極管(1N4733A)伏安特性測(cè)試（正向）二極管(1N4733A)伏安特性測(cè)試（反向）反向電壓（V）反向電流（mA）002040515.0575.1505.105625.1174三、伏安特性曲線繪制死區(qū)電壓：0.5V反向擊穿電壓（穩(wěn)壓值）：5.1V正向?qū)▔航担?.6V~0.7V之間正向電壓（V）正向電流（mA）000.100.200.300.450.20.51.50.558.70.662電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：二極管限幅電路分析CONTENTS一、什么是限幅？二、單向限幅電路三、雙向限幅電路限幅幅度一致幅度不同一、什么是限幅？限幅干擾脈沖帶干擾脈沖的波形去除干擾脈沖后的波形限幅電路：用來(lái)限制電源或信號(hào)的波峰或波谷的電路，通常由二極管構(gòu)成。一、什么是限幅？-+-+Ui<3.7V時(shí)Uo=ui下圖D為硅二極管，ui=6sinωt（V）,E=3V,試畫出uo波形。ui≥3.7V時(shí)-+-+Uo=3.7Vui-+uo-+二、單向限幅電路上限幅ui≥+3.7V-+Uo=3.7v-+ui-+uo-+ui≤-3.7V-+Uo=-3.7v-+下圖D1、D2均為硅管，ui=6sinωt（V）,E=3V，試畫出uo波形。三、雙向限幅電路ui-+uo-+-3.7V<ui<+3.7V-+Uo=ui-+下圖D1、D2均為硅管，ui=6sinωt（V）,E=3V，試畫出uo波形。

三、雙向限幅電路ui-+uo-+下圖D1、D2均為硅管，ui=6sinωt（V）,E=3V，試畫出uo波形。三、雙向限幅電路雙向限幅Uo(V)ωt063問(wèn)題：要實(shí)現(xiàn)如圖所示限幅，如何設(shè)計(jì)電路？請(qǐng)畫出電路圖。電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：二極管開關(guān)電路分析CONTENTS一、單個(gè)二極管開關(guān)電路分析二、兩個(gè)二極管開關(guān)電路分析例1：D1是某硅二極管，計(jì)算圖中輸出電壓UO？利用歐姆定律U=IxR求解，但二極管不是固定電阻元件，屬于非線性元件（電阻值與工作電流有關(guān)），無(wú)法求解。解題思路一：一、單個(gè)二極管開關(guān)電路分析一、單個(gè)二極管開關(guān)電路分析根據(jù)二極管的伏安特性，二極管有3個(gè)關(guān)鍵電壓值，死區(qū)電壓（硅管0.3V、鍺管0.1V），正向?qū)▔航担ü韫?.7V、鍺管0.3V），反向擊穿電壓（由具體型號(hào)決定）。能確定二極管的工作狀態(tài)嗎？（死區(qū)、正向?qū)ā⒎聪蚪刂?、反向擊穿）解題思路二：例1：D1是某硅二極管，計(jì)算圖中輸出電壓UO？第1步：先假定二極管截止，二極管視為斷開的開關(guān)。一、單個(gè)二極管開關(guān)電路分析例1：D1是某硅二極管，計(jì)算圖中輸出電壓UO？第2步：分別計(jì)算二極管二端電位UD+和UD-，根據(jù)UD+和UD-大小判斷二極管是導(dǎo)通還是截止，若UD+-UD-大于正向壓降（硅管0.7V，鍺管0.3V)，則導(dǎo)通；否則截止。一、單個(gè)二極管開關(guān)電路分析例1：D1是某硅二極管，計(jì)算圖中輸出電壓UO？UD+=6VUD-=0V第1步：先假定二極管截止，二極管視為斷開的開關(guān)。第3步：若導(dǎo)通，二極管等效為0.7V或0.3V的電源；

若截止，二極管保持?jǐn)嚅_的開關(guān)不變。第4步：根據(jù)等效后的電路，計(jì)算結(jié)果。一、單個(gè)二極管開關(guān)電路分析例1：D1是某硅二極管，計(jì)算圖中輸出電壓UO？UO=0.7V第2步：分別計(jì)算二極管二端電位UD+和UD-，根據(jù)UD+和UD-大小判斷二極管是導(dǎo)通還是截止，若UD+-UD-大于正向壓降（硅管0.7V，鍺管0.3V)，則導(dǎo)通；否則截止。例2：已知某電路結(jié)構(gòu)與電路參數(shù)如下圖所示，D為理想二極管。

試分析：①二極管D導(dǎo)通還是截止？②UAB=？第1步：先假定二極管截止，二極管視為斷開的開關(guān)。一、單個(gè)二極管開關(guān)電路分析例2：已知某電路結(jié)構(gòu)與電路參數(shù)如下圖所示，D為理想二極管。

試分析：①二極管D導(dǎo)通還是截止？②UAB=？第1步：先假定二極管截止，二極管視為斷開的開關(guān)。第2步：由圖計(jì)算二極管二端電壓UD+=-6V，UD-=-4V，二極管截止。UD+=-6VUD-=-4V一、單個(gè)二極管開關(guān)電路分析例2：已知某電路結(jié)構(gòu)與電路參數(shù)如下圖所示，D為理想二極管。

試分析：①二極管D導(dǎo)通還是截止？②UAB=？第2步：由圖計(jì)算二極管二端電壓UD+=-6V，UD-=-4V，二極管截止。第3步：由圖計(jì)算出UAB=-4VUAB=-4VUD+=-6VUD-=-4V一、單個(gè)二極管開關(guān)電路分析例3：下圖中，DA、DB為鍺管，①求輸出端Y的電位，并說(shuō)明二極管的作用。

②如果UB=4V，求輸出端Y的電位。二、兩個(gè)二極管開關(guān)電路分析第1步：對(duì)含2個(gè)二極管的開關(guān)電路，先假定二極管都截止，根據(jù)二極管二端電位差的高低，判斷誰(shuí)優(yōu)先導(dǎo)通，電位差高的優(yōu)先導(dǎo)通，其余截止。DA導(dǎo)通后,DB因反偏而截止，起隔離作用,DA起鉗位作用，將Y端的電位鉗制在+2.7V。例3：下圖中，DA、DB為鍺管，①求輸出端Y的電位，并說(shuō)明二極管的作用。

②如果UB=4V，求輸出端Y的電位。二、兩個(gè)二極管開關(guān)電路分析第2步：優(yōu)先導(dǎo)通的二極管用0.3V（鍺管）的電源等效。計(jì)算出UY=2.7V依據(jù)UY可判斷DB截止UY=3-0.3=2.7V例3：下圖中，DA、DB為鍺管，①求輸出端Y的電位，并說(shuō)明二極管的作用。

②如果UB=4V，求輸出端Y的電位。二、兩個(gè)二極管開關(guān)電路分析第1步：根據(jù)二極管正負(fù)極二端電壓差的高低判斷，DB優(yōu)先導(dǎo)通，DA截止。例3：下圖中，DA、DB為鍺管，①求輸出端Y的電位，并說(shuō)明二極管的作用。

②如果UB=4V，求輸出端Y的電位。二、兩個(gè)二極管開關(guān)電路分析第2步：優(yōu)先導(dǎo)通的二極管用0.3V（鍺管）的電源等效。計(jì)算出UY=3.7V依據(jù)UY可判斷DA截止UY=4-0.3=3.7V第1步：先假定二極管截止。第2步：分別計(jì)算二極管正負(fù)極二端電位，根據(jù)電位高低判斷二極管是導(dǎo)通還是截止。第3步：若導(dǎo)通，二極管等效為0.7V或0.3V的電源；若截止，二極管保持?jǐn)嚅_的開關(guān)不變。第1步：先假定二極管都截止，根據(jù)二極管二端電位差的高低，判斷誰(shuí)優(yōu)先導(dǎo)通，電位

差高的優(yōu)先導(dǎo)通。第2步：優(yōu)先導(dǎo)通的等效為0.7V或0.3V的電源，其余等效為斷開開關(guān)?？偨Y(jié)：1、含1個(gè)二極管的電路分析方法2、含2個(gè)二極管的電路分析方法電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：三種整流電路比較CONTENTS一、單相半波整流電路二、單相全波整流電路三、單相橋式整流電路四、三種整流電路電壓、電流比較ABt1t3t2t4t1t2t3t4正弦交流電波形半波整流波形u2uL(1)負(fù)載電壓平均值UL，電流平均值IL：(2)二極管上的平均電流：(3)二極管上承受的最高反向電壓：截止時(shí)承受u2的峰值電壓電壓平均值0.45U2

一、單相半波整流電路

整流二極管怎么選擇？①二極管允許的最大反向電壓應(yīng)>輸入電壓的峰值②二極管允許的最大整流電流應(yīng)>單相半波整流電路特點(diǎn)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但電源利用率低，紋波成分大。一、單相半波整流電路

C0D1ABD2(1)負(fù)載電壓平均值UL，電流平均值IL：(2)二極管上的平均電流：(3)二極管上承受的最高反向電壓：截止時(shí)承受u2a與u2b二者峰值電壓之和即半波整流的2倍2個(gè)二極管輪流產(chǎn)生IL,因此每個(gè)管子電流是負(fù)載電流的0.5倍t1t3t2t4t1t2t3t4正弦交流電波形全波整流波形u2uL電壓平均值0.9U2二、單相全波整流電路

二、單相全波整流電路

單相全波整流電路特點(diǎn)電源利用率高；紋波成分??；但對(duì)整流管最高反向電壓要求高（是半波整流管的2倍）；對(duì)變壓器要求較高（要求2個(gè)次級(jí)繞組）。(2)二極管上的平均電流：(3)二極管上承受的最高反向電壓：(1)負(fù)載電壓平均值UL，電流平均值IL：即半波整流的2倍t1t3t2t4t1t2t3t4正弦交流電波形橋式整流波形u2uL電壓平均值0.9U2三、橋式整流電路

截止時(shí)承受u2的峰值4個(gè)二極管倆倆輪流產(chǎn)生IL,因此每個(gè)管子電流是負(fù)載電流的0.5倍BA三、橋式整流電路

橋式整流電路特點(diǎn)電源利用率高；紋波成分?。徽鞴茏罡叻聪螂妷褐挥腥ㄕ麟娐返囊话?；變壓器次級(jí)只需1個(gè)繞組。從輸出電壓大小、二極管承受的電流、二極管承受的最高反向電壓三方面衡量，橋式整流電路是性能最好的整流電路。四、三種整流電路比較總結(jié)

BA肖特基二極管(SBD)開關(guān)頻率高正向壓降低反向恢復(fù)時(shí)間短(納秒級(jí))耐受浪涌電流能力強(qiáng)抗高溫特性敏于觀察勤于思考樂(lè)于實(shí)踐勇于創(chuàng)新電子技術(shù)與實(shí)踐課程課程主題：二極管整流電路CONTENTS一、什么是整流？二、三種二極管整流電路1、單相半波整流電路2、單相全波整流電路3、單相橋式整流電路整流交流電脈動(dòng)直流電一、什么是整流？把正負(fù)交替的交流電變換成單方向脈動(dòng)直流電的過(guò)程。整流：將交流電的負(fù)半周波形切去，只有正半周波形輸出，無(wú)負(fù)半周波形輸出。半波整流：t1t2t3t4將交流電的負(fù)半周波形反轉(zhuǎn)到正半周，正負(fù)半周均輸出正極性波形。全流整流：t1t2t3t4t1t3t2t4脈動(dòng)直流電一、什么是整流？正弦交流電波形AB變壓器將電源電壓u1(正弦波)變?yōu)檎麟娐匪璧碾妷簎2。利用二極管單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)半波整流。t1t3t2t4t1t2t3t4正弦交流電波形半波整流波形u2uL①u2正半周時(shí)，A點(diǎn)電位高于B點(diǎn)電位