极管及直流稳压电源

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1、第一章　二极管及直流稳压电源如下图所示，在一个PN结的两端各引出一个电极，外加玻璃或塑料的管壳封装就是二极管。由P型半导体引出的电极，称为正极（或阳极）；由N型半导体引出的电极，称为负极（或阴极）。2．二极管的特性正极接电源正端，负极经L、R接电源负端，电路导通。负极接电源正端，正极经L、R接电源负端,电路不导通。结论：二极管正向偏置时导通，反向偏置时截止。这就是二极管的单向导电性。1.1.1二极管的基本结构、特性和类型1．二极管的基本结构（1）二极管的单向导电性反向击穿（CD段）：当反向电压超过击穿电压后，二极管的反向电流急

2、剧增加。二极管伏安特性曲线为非线性，所以二极管属于非线性器件。反向截止（OC段）：二极管反向电流很小，二极管不导通。②反向特性（图中OCD段）正向导通（AB段）：正向电流迅速增加，二极管两端电压降变化不大。死区（OA段）：二极管不导通。①正向特性（图OAB段）伏安特性：通过二极管的电流和它两端电压之间的对应关系。右图为二极管的伏安特性曲线。（2）二极管的伏安特性3.二极管的类型允许通过较小的电流（不超过几十毫安）。适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。允许通过较大的电流（几安到几十安）。适用于把交流电变换成直流电的“整流”电

3、路中。能通过较大的电流，而且性能稳定可靠。多用于开关、脉冲及高频电路中。面接触型平面型点接触型（1）点接触型二极管（2）面接触型二极管（3）平面型二极管1.1.2二极管的主要参数1．最大整流电流二极管在室温下长期运行允许通过的最大正向平均电流。2．最高反向工作电压二极管正常工作时所允许外加的最大反向电压。3．反向电流在二极管加反向电压而未击穿时的反向电流值。1.2.1稳压二极管工作条件：反向击穿。电路符号实物图稳压二极管利用PN结的反向击穿区具有稳定电压的特性来工作的。特性：正向特性与普通二极管相同；反向击穿特性较陡；反向击穿

4、电压为几伏～几十伏。应用：稳压设备和一些电子电路中。1.2.2发光二极管工作条件：正向导通。电路符号实物图发光二极管简称为LED，它能把电能转换成光能，实现发光的功能。特　性：与普通二极管一样，具有单向导电性能；体积小、发光均匀稳定、亮度较高、响应快、寿命长；工作电压低(约2V)，工作电流小(约10mA)。应　用：各种电子电路、家电、仪表等设备中的电源指示、电平指示、组成文字或数字显示。1.2.3光电二极管工作条件：反向偏置。电路符号实物图光电二极管也称光敏二极管，是一种将光信号转变成电信号的器件。特性：无光照时，反向电阻高达

5、几十兆欧；有光照时，反向电阻降为几千欧～几十千欧。应用：在自动控制中作为光/电检测元件，制作光电池。1.2.4变容二极管工作条件：反向偏置。电路符号实物图变容二极管PN结的电容是可变，由此可以实现改变电容的功能。特性：正向特性与普通二极管相同；反偏时，PN结电容随外加电压升高而降低；电容量较小，几十～几百pF。应用：电视机、收录机等家用电器和仪器仪表中构成调谐电路和自动频率微调电路。1.2.5激光二极管工作条件：正向导通。电路符号实物图激光二极管是在发光二极管的PN结间安置一层具有光活性的半导体，使其能发射出单波长红外光。特　

6、性：与普通二极管一样，具有单向导电性能；体积小、重量轻、耗电低；驱动电路简单、方便调制；耐机械冲击、抗震动。应用：远距离光纤通信的光源，计算机光驱、激光打印机打印头，VCD机及条形码阅读器等。1.3.1整流电路直流稳压电源：把交流电通过整流、滤波和稳压电路处理后得到稳定的直流电压的电路。其组成框图如下图所示。利用二极管的单向导电性，把交流电变换成脉动直流电的电路称为整流电路。1．半波整流电路T－－电源变压器，用来将220V交流市电电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。V－－整流二极管，将

7、交流电变成脉动直流电。－－负载等效电阻。输入电压为正半周时，二极管V正向导通，电流由A经C到达B点,在负载上得到上正下负的电压。输入电压为负半周时，二极管V反向截止。电路中没有电流流过负载，负载上无输出电压。（1）工作原理由此可见，在半波整流电路中，交流电一个周期内，二极管半个周期导通半个周期截止，输出的脉动直流电的波形是输入交流电波形的一半。“半波整流”由此得名。（2）半波整流电路的特点优点：结构简单缺点：电源利用率低、脉动成分大。应用：对直流电压波动要求不高的场合，如蓄电池的充电等。2．桥式整流电路输入电压为正半周时，二极

8、管V1和V3正向导通，V2和V4反向截止，在负载上得到上正下负的电压。（1）工作原理输入电压为负半周时，二极管V2和V4正向导通，V1和V3反向截止，在负载上仍然得到上正下负的电压。在桥式整流电路中，4只二极管分为两组，交流电正、负半周各有一组二极管导通，且流过负载的电流是同