电工学-第8章直流稳压电源1

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1、第8章直流稳压电源8.3直流稳压电源的组成8.5滤波电路8.6稳压电路8.4整流电路8.1半导体的基础知识8.2半导体二极管下一章上一章返回主页18.1半导体的基础知识导体、半导体、绝缘体。物质按导电能力划分：半导体的导电性能：价电子参与导电、掺杂增强导电能力、热敏特性、光敏特性。一、本征半导体1.什么是本征半导体是一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体。2大连理工大学电气工程系2.本征半导体的导电特性在绝对零度时，不导电。温度（或光照）→价电子获得能量：本征激发产生自由电子和空穴对。自由电子和空穴均参与导电，统称为载流子。温度

2、→载流子的浓度→导电能力。自由电子释放能量跳回共价键——复合。本征半导体载流子浓度较低，导电能力较弱。3大连理工大学电气工程系二、杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。(1)掺入五价的杂质元素自由电子的浓度空穴的浓度。自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子。称这种杂质半导体为N型半导体。(2)掺入三价的杂质元素自由电子的浓度空穴的浓度。空穴为多数载流子。自由电子为少数载流子。称这种杂质半导体为P型半导体。4大连理工大学电气工程系杂质半导体的示意表示法P型半导体N型半导体空间

3、电荷＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－5大连理工大学电气工程系三、PN结1.PN结的形成扩散运动＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－扩散运动：多数载流子由于浓度的差别而形成的运动。6大连理工大学电气工程系＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－内电场PN结多数载流子的扩散运动继续进行，使PN结加宽，内电场增强。内电场越强，多数载流子的运动越难以进行。内电

4、场越强，少数载流子的运动越易于进行。7大连理工大学电气工程系＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－＋＋＋＋漂移运动：少数载流子在内电场作用下的运动。漂移运动使PN结变薄，内电场削弱。内电场削弱，又有利于多数载流子的扩散运动，而不利于少数载流子的漂移运动。漂移运动8大连理工大学电气工程系＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－多数载流子的扩散运动与

5、少数载流子的漂移运动达到动态平衡——平衡的PN结。内电场9大连理工大学电气工程系2.PN结的特性(1)正向偏置(2)反向偏置RＰN外电场ＰNR外电场正向导通I反向截止I≈0主要特性：单向导电性。10大连理工大学电气工程系8.2半导体二极管一、普通二极管ＰN阳极阴极(1)按结构分类点接触型、面接触型。(2)按材料分类硅管、锗管。(3)按用途不同分类普通管、整流管、开关管等。1.基本结构11大连理工大学电气工程系U/VI/mAO二、伏安特性反向特性正向特性死区死区电压Uth：硅管0.5V锗管0.1V导通压降UD：硅管0.6~0.7V

6、锗管0.2~0.3VUDUBRIR(1)实际特性锗管硅管12大连理工大学电气工程系UD(2)近似特性UIOUIO(3)理想特性3.主要参数(1)额定正向平均电流（最大整流电流）IF(2)正向压降UF(3)最高反向工作电压UR一般规定为反向击穿电压的1/2或1/3。(4)最大反向电流IRm13大连理工大学电气工程系*二、光电二极管（光敏二极管）作用：将光信号转化为电信号。反向电流随光照强度的增加而上升。RED光电二极管电路RED发光二极管电路*三、发光二极管作用：将电信号转化为光信号。发光的颜色取决于制造材料。14大连理工大学电气

7、工程系*四、光电耦合器（光电隔离器）作用：①电气隔离；②抗干扰；③系统保护。输入电路输出电路15大连理工大学电气工程系8.3直流稳压电源的组成大小不合适的交流大小合适的交流~交流电源脉动直流不稳定的直流稳定直流直流负载滤波电路电源变压器整流电路稳压电路16大连理工大学电气工程系电源变压器将市电变换为整流所需的交流电压整流电路将交流电变换为方向不变的直流电滤波电路将脉动直流电变换为平滑的直流电压稳压电路将不稳定的直流电压变换为稳定直流电压17大连理工大学电气工程系8.4整流电路+-uOabTr+-u2+-u1RLiOD1D3D2D

8、4u2正半周，D1和D3导通，uO=u2；电流通路：a→D1→RL→D3→b。u2负半周，D2和D4导通，uO=－u2；电流通路：b→D2→RL→D4→a。18大连理工大学电气工程系＋uO－D4D3D1D2RL＋u2－u2ωtOuOiOωtO19大连理工大学电气