电子技术 教学课件 作者 黄贻培 项目一 简易直流稳压电源的分析与制作.ppt

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1、项目一　简易直流稳压电源的分析与制作1.半导体的定义自然界的物质若按导电能力划分，可分为导体、半导体和绝缘体三种。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，电阻率通常为10-5～10-11Ω·m。2.本征半导体纯净的、不含其他杂质的半导体称为本征半导体。本征半导体中的载流子(自由电子—空穴对)在常温下数量很少，因此本征半导体的导电能力很差。3.杂质半导体在本征半导体中掺入微量元素后形成的半导体称为杂质半导体。掺杂后的半导体导电能力大大增强。根据掺入杂质的不同，杂质半导体可分为P型半导体和N型半导体。一、半导体知识链接一　半导体二极管二、PN结及其单向导电性1.PN结的形成在同一块本征半

2、导体晶片上，采用特殊的掺杂工艺，在两侧分别掺入三价元素和五价元素，一侧形成P型半导体，另一侧形成N型半导体，在这两种半导体交界面上就形成一个具有特殊导电性能的空间电荷区，称为PN结。2.PN结的单向导电性PN结的导电特性决定了半导体器件的工作特性，是研究二极管、晶体管等半导体器件的基础。(1)PN结加正向电压　P区接外加电源正极，N区接外加电源负极，称PN结加正向电压(也称正向偏置)，外加的正向电压方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。二、PN结及其单向导电性(2)PN结加反向电压　P区接外加电源负极，N区接外加电源正极，称PN结加反向电压(也称反向偏置)，外加的反向电压方向与P

3、N结内电场方向相同，加强了内电场。结论：PN结具有单向导电性，即PN结加正向电压时导通，加反向电压时截止。三、二极管的类型图1-2　二极管的基本结构、电路符号及实物外形a)基本结构　b)电路符号　c)实物外形PN结加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管的基本结构，电路符号及实物外形如图1-2b所示。三、二极管的类型1.按结构分类二极管可分为点接触型、面接触型和平面型三大类。(1)点接触型二极管　PN结面积小、结电容小、高频性能好，用于检波和变频等高频电路。(2)面接触型二极管　PN结面积大，用于工频大电流整流电路。(3)平面型二极管　PN结面积可大可小、性能稳定可靠，常用于高频整流

4、、开关电路以及集成电路制造工艺中。2.按制造材料分类二极管可分为硅二极管和锗二极管两种。3.按功能分类二极管可分为普通二极管与特殊二极管，其中特殊二极管包括稳压二极管、发光二极管、光敏二极管和变容二极管等。四、二极管的伏安特性曲线图1-3　二极管的伏安特性曲线二极管的伏安特性(即电压—电流特性)曲线如图1-3所示。处于第一象限的是正向伏安特性曲线，处于第三象限的是反向伏安特性曲线。四、二极管的伏安特性曲线1.正向伏安特性当正向电压低于某一数值时，二极管正向电流很小；只有当正向电压高于某一值时，二极管才有明显的正向电流，这个电压被称为导通电压，又称为门限电压或死区电压，常用UON表示。

5、在室温下，硅二极管的死区电压约为0．5V，导通后的正向压降为0．6~0．8V；锗二极管的死区电压约为0．1V，导通后的正向压降为0．1~0．3V。一般认为，当正向电压大于UON时，二极管才导通，否则二极管截止。2.反向伏安特性二极管的反向电压一定时，反向电流很小，而且变化不大（反向饱和电流）；反向电压大于某一数值时，反向电流急剧变大，称为击穿。五、二极管的主要参数及其受温度的影响1.主要参数二极管的主要参数是选用二极管的依据，包括：2.温度对伏安特性的影响硅二极管温度每增加8℃，反向电流大约增加一倍；锗二极管温度每增加12℃，反向电流大约增加一倍。另外，无论是硅二极管还是锗二极管，温

6、度每升高1℃，正向压降UF减小2～2．5mV，即具有负的温度系数。国产二极管型号的命名方法如下：七、二极管的应用及检测方法1.普通二极管普通二极管在工程中的应用非常广泛，利用其单向导电性，在电路中可实现整流、限幅、钳位、检波、保护、开关等功能。(1)正向特性测试　万用表的黑表笔(接表内电源正极)接触二极管的正极，红表笔(接表内电源负极)接触二极管的负极。(2)反向特性测试　万用表的红表笔接触二极管的正极，黑表笔接触二极管的负极。图1-4　万用表简易测试二极管示意图a)电阻小　b)电阻大七、二极管的应用及检测方法2.齐纳二极管又称稳压二极管，其外形图和电路符号如图1⁃5所示。稳压二极管

7、工作于反向击穿区，在电路中主要起稳压作用，应用时应串联限流电阻。(1)正向测试　与普通二极管类似。(2)反向测试用R×1k挡测量时，电阻值一般在10kΩ以上；当用R×10k挡时，电阻值迅速下降。图1-5　稳压二极管的外形图、电路符号a)外形图　b)电路符号七、二极管的应用及检测方法3.光敏二极管又称远红外线二极管，其电路符号如图1⁃6所示，是一种将光能转换成电能的器件。当工作在反向无光照时，与普通二极管一样，反向电流很小。当工作在反向有光照时，光照越强，反