电子技术基础与技能 第1章

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1、第1章二极管及其应用1.2常用二极管1.1半导体二极管1.3简单直流稳压电源学习目标1.了解二极管的基本参数和特性2.了解常见二极管的应用3.理解整流电路的工作过程4.了解滤波电路的基本结构1.1半导体二极管半导体二极管（习称二极管）有阳极（正极）、阴极（负极）两个电极。它还有导通、截止和反向击穿三种工作状态。1.1.1初识二极管（a）单向打开的门(b)单向导通的二极管图1.1单向打开的门和二极管实物图1.1（b）是截取电视机的电源电路，目的是把交流电变换为直流电。图中二极管标记为，国标是用符号示

2、。图中二极管有白色标记端为负极，无标记端为正极。下面通过二极管控制灯泡发光的演示，了解二极管的作用。演示：（1）如图1-2（a）所示连接电路，二极管的正极接电源正极，二极管的负极通过灯泡接电源负极，此时，灯亮，电路图如图1-2（c）所示。（2）在图1-2（b）所示电路中，改变二极管的连接方向，二极管的正极接电源负极，二极管的负极通过灯泡接电源负极，灯不亮。电路图如图1-2（d）所示。图1-2二极管单向导电性示意图思考与分析：（1）二极管的连接方向能控制灯泡的发光状态。（2）二极管正极接电源正极，负极通过负载接电

3、源负极时（此时二极管称为正偏），灯L亮，说明电路中有较大的正向电流，二极管呈现出较小的电阻，电路处于导通状态，称为正向导通。（3）二极管负极接电源正极，二极管的正极接电源负极（此时二极管称为反偏），灯L不亮。此时，灯上流过的电流应该是为０或者非常小，即此时二极管应该是呈现出很大的电阻，称为反向截止。结论：二极管具有单向导电性，电流从正极流向负极，相当于沿着三角形箭头方向流动。当二极管正偏时，二极管相当于开关接通；当二极管反偏时，二极管相当于开关断开。1.1.2二极管的分类表1.1二极管种类及说明划分方法及种类说

4、明按照功能划分普通二极管常见的二极管，可用于检波整流二极管专门用于整流发光二极管用于指示信号稳压二极管用于直流稳压光电二极管把光的变压转变为电的变化变容二极管二极管的偏压决定其结电容值按照材料分硅二极管硅材料锗二极管锗材料按照外壳封装材料划分塑料封装二极管大量二极管采用这种封装金属封装二极管大功率整流二极管采用这种封装玻璃封装二极管小功率二极管等表1.2常见二极管的外形图稳压二极管的外形发光二极管光电二极管变空二极管1.1.3二极管的结构及工作原理二极管由PN结构成。PN结是P型和N型介于导体和绝缘体之间的不同

5、导电性能的材料（即半导体器件）连接在一起，在两者的结面处形成具有特殊性质的物理结构。PN结只允许电流从P区流向N区，即PN结具有单向导电性。常用的半导体材料有硅和锗。图1-3PN结构和二极管的图形符号1.1.4二极管工作状态二极管有两种工作状态：截止和导通。二极管导通与截止有一定的工作条件。具体见表1-3。名称二极管导通二极管截止工作条件正向偏压，而且正向偏压要求硅管大于等于0.5V，锗管大于等于0.1V二极管反向偏压，或偏压值硅管小于0.5V，锗管小于0.1V工作电路电流从二极管正极流向负极反偏压，不导通，无

6、电流等效电路二极管等效为一个硅管为0.7V，锗管为0.3管的电压源，串接近似为0的导通电阻rD二极管两根引脚之间的电阻非常大，相当于开路。1.1.5二极管型号命名方法表1-4美国电子工业协会半导体分立器件的命名方法位置标记意义第一部分用符号表示器件用途的类型JAN-军级、JANTX-特军级、JANTXV-超特军级、JANS-宇航级、（无）-非军用品。第二部分用数字表示PN结数目1-二极管、2-三极管、3-三个PN结器件、n-n个PN结器件第三部分美国电子工业协会（EIA）注册标志N-该器件已在美国电子工业协会（

7、EIA）注册登记第四部分用字母表示器件分档A、B、C、D——-同一型号器件的不同档别，部分晶体管不标如：1N4007是整流二极管，1表示二极管，N表示器件已在美国电子工业协会注册登记，4007是编号。1.1.6二极管的主要参数表1-5所示是几项常用参数说明。二极管除了正向平均电流和反向工作峰值电压外，还有反向电流、正向压降、结电容和二极管工作的上限截止频率fM等，在选用二极管时根据需要依据参数合理选择。表1-5二极管项常用参数说明参数名称符号/单位说明正向平均电流IF/A二极管长期连续工作时，所允许通过平均电流

8、的最大值。超过这一数值，二极管将过热而损坏。反向工作峰值电压URRM/V二极管工作时，所能允许的最大的反向工作电压。若使用中，二极管所加反向电压超过此值，则管子可能被击穿。二极管的种类很多，二极管的参数是合理选用二极管的主要依据。二极管的参数可在产品说明书和有关手册中查到。表1-6是整流二极管1N4007和1N5407的主要参数。型号反向工作峰值电压URRM/V正向平均电流IF/A正向