第二章二极管及基本电路PPT讲稿.ppt

第二章二极管及基本电路1第1页，共81页，编辑于2022年，星期二2.1 半导体的基本知识半导体的基本知识1.导体、半导体和绝缘体导体、半导体和绝缘体 自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体，金属一般，金属一般都是导体。都是导体。有的物质几乎不导电，称为有的物质几乎不导电，称为绝缘体绝缘体，如橡皮、，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。陶瓷、塑料和石英。另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为间，称为半导体半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。物、氧化物等。第2页，共81页，编辑于2022年，星期二 半导体的导电机理不同于其它物质，所以半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。比如：它具有不同于其它物质的特点。比如：当受外界热和光的作用时，它的导电能力当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。它的导电能力明显改变。第3页，共81页，编辑于2022年，星期二2.本征半导体本征半导体现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。它们的最外层电子（价电子）都是四个。GeSi第4页，共81页，编辑于2022年，星期二通过一定的工艺过程，可以将半导体通过一定的工艺过程，可以将半导体制成制成晶体晶体。完全纯净的、结构完整的半导体晶体，完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为称为本征半导体本征半导体。在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成的原子之间形成共价键共价键，共用一对价电子。，共用一对价电子。第5页，共81页，编辑于2022年，星期二硅和锗的晶体结构硅和锗的晶体结构第6页，共81页，编辑于2022年，星期二硅和锗的共价键结构硅和锗的共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4第7页，共81页，编辑于2022年，星期二共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为称为束缚电子束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成，常温下束缚电子很难脱离共价键成为为自由电子自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。所以本征半导体的导电能力很弱。共价键有很强的结合力，使原共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。子规则排列，形成晶体。+4+4+4+4第8页，共81页，编辑于2022年，星期二本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理在绝对在绝对0度（度（T=0K）和没有外界激发时）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即中没有可以运动的带电粒子（即载流子载流子），），它的导电能力为它的导电能力为0，相当于绝缘体。，相当于绝缘体。在常温下，由于热激发，使一些价电子在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为为自由电子自由电子，同时共价键上留下一个空位，称，同时共价键上留下一个空位，称为为空穴空穴。第9页，共81页，编辑于2022年，星期二+4+4+4+4本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理自由电子空穴束缚电子第10页，共81页，编辑于2022年，星期二本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理+4+4+4+4在其它力的作用下，在其它力的作用下，空穴吸引临近的电子空穴吸引临近的电子来填补，这样的结果来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流可以认为空穴是载流子。子。第11页，共81页，编辑于2022年，星期二本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体中存在数量相等的两种载流子，本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即即自由电子自由电子和和空穴空穴。温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。点。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。度。第12页，共81页，编辑于2022年，星期二3.杂质半导体杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就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。会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。大增加。使自由电子浓度大大增加的杂质半导体称为使自由电子浓度大大增加的杂质半导体称为N型半导体型半导体（电子半导体），使空穴浓度大大增（电子半导体），使空穴浓度大大增加的杂质半导体称为加的杂质半导体称为P型半导体型半导体（空穴半导体）。（空穴半导体）。第13页，共81页，编辑于2022年，星期二N型半导体型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取锑），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相临的半导体原子形成共价键，必定多出一与相临的半导体原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原子给出一个电子，动的带正电的离子。每个磷原子给出一个电子，称为称为施主原子施主原子。第14页，共81页，编辑于2022年，星期二+4+4+5+4N型半导体型半导体多余电子磷原子第15页，共81页，编辑于2022年，星期二N型半导体型半导体N型半导体中的载流子型半导体中的载流子1、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。2、本征半导体中成对产生的电子和空穴。、本征半导体中成对产生的电子和空穴。3、掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，、掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载多数载流子流子（多子多子），空穴称为），空穴称为少数载流子少数载流子（少子少子）。）。第16页，共81页，编辑于2022年，星期二P型半导体型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相临的半导代，硼原子的最外层有三个价电子，与相临的半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。由于硼原子接受电子，所以称为的带负电的离子。由于硼原子接受电子，所以称为受主原子受主原子。第17页，共81页，编辑于2022年，星期二+4+4+3+4空穴P型半导体型半导体硼原子第18页，共81页，编辑于2022年，星期二杂质半导体的示意表示法杂质半导体的示意表示法P P型半导体型半导体+N N型半导体型半导体第19页，共81页，编辑于2022年，星期二总总 结结1、N型半导体中电子是多子，其中大部分是掺杂提供的型半导体中电子是多子，其中大部分是掺杂提供的电子，本征半导体中受激产生的电子只占少数。电子，本征半导体中受激产生的电子只占少数。N型型半导体中空穴是少子，少子的迁移也能形成电流，由半导体中空穴是少子，少子的迁移也能形成电流，由于数量的关系，起导电作用的主要是多子于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为。近似认为多子与杂质浓度相等。多子与杂质浓度相等。2、P型半导体中空穴是多子，电子是少子型半导体中空穴是多子，电子是少子。第20页，共81页，编辑于2022年，星期二2.2 PN结的形成及特性结的形成及特性1.PN 结的形成结的形成在同一片半导体基片上，分别制造在同一片半导体基片上，分别制造P型半型半导体和导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了它们的交界面处就形成了PN结。结。第21页，共81页，编辑于2022年，星期二+扩散运动内电场E漂移运动空间电荷区P P型半导体型半导体N N型半导体型半导体PN结处载流子的运动结处载流子的运动第22页，共81页，编辑于2022年，星期二+扩散运动内电场E漂移运动P P型半导体型半导体N N型半导体型半导体PN结处载流子的运动结处载流子的运动扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。第23页，共81页，编辑于2022年，星期二+扩散运动内电场E漂移运动P P型半导体型半导体N N型半导体型半导体PN结处载流子的运动结处载流子的运动所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。第24页，共81页，编辑于2022年，星期二+空间空间电荷电荷区区N N型区型区P P型区型区电位电位V VV V0 0第25页，共81页，编辑于2022年，星期二请注意1、空间电荷区中没有载流子。、空间电荷区中没有载流子。2、空间电荷区中内电场阻碍、空间电荷区中内电场阻碍P中的空穴、中的空穴、N中的电子（中的电子（都是多子都是多子）向对方运动（）向对方运动（扩散扩散运动运动）。）。3、P中的电子和中的电子和N中的空穴（中的空穴（都是少子都是少子），数），数量有限，因此由它们形成的电流很小。量有限，因此由它们形成的电流很小。第26页，共81页，编辑于2022年，星期二2.PN结的单向导电性结的单向导电性 PN结结加上正向电压加上正向电压、正向偏置正向偏置的意思都的意思都是：是：P区加正、区加正、N区加负电压。区加负电压。PN结结加上反向电压加上反向电压、反向偏置反向偏置的意思都的意思都是：是：P区加负、区加负、N区加正电压。区加正电压。第27页，共81页，编辑于2022年，星期二PN结正向偏置结正向偏置+内电场内电场外电场外电场变薄变薄PN+_内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。VFIF第28页，共81页，编辑于2022年，星期二PN结反向偏置结反向偏置+内电场内电场外电场外电场变厚变厚NP+_内电场被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。VRIR第29页，共81页，编辑于2022年，星期二iD/mAvD/V00.51.0-0.5-1.01.0 0.5硅二极管硅二极管PN结结V-I特性特性PN结结V-I特性的表达式特性的表达式IS：反相饱和电流，其值很小；VT：温度的电压当量，为26mV;第30页，共81页，编辑于2022年，星期二vDiDVBRPN结的反相击穿结的反相击穿当PN结两端反相电压增大到一定值（VBR）时，反相电流突然增大，这个现象称为反相击穿。0产生反相击穿的原因：在强电场的作用下大大增加了自由电子和空穴的数目，引起反相电流剧增。两种反相击穿现象：雪崩击穿、齐纳击穿。第31页，共81页，编辑于2022年，星期二2.3 半导体二极管半导体二极管1.基本结构基本结构PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。引线外壳线触丝线基片点接触型点接触型第32页，共81页，编辑于2022年，星期二PN结面接触型面接触型PNak阳极阳极阴极阴极第33页，共81页，编辑于2022年，星期二2、二极管的、二极管的V-I 特性特性UI死区电压死区电压 硅管硅管0.6V,锗管锗管0.2V。导通压降导通压降:硅硅管管0.60.7V,锗锗管管0.20.3V。反向击穿电压反向击穿电压U(BR)正向特性反向特性反向击穿特性第34页，共81页，编辑于2022年，星期二3.二极管参数二极管参数最大整流电流最大整流电流 IF二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。平均电流。反向击穿电压反向击穿电压VBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压手册上给出的最高反向工作电压VWRM一般是一般是VBR的一的一半。半。第35页，共81页，编辑于2022年，星期二反向电流反向电流 IR指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要大几十到几百倍。流要大几十到几百倍。以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性包括整流、限幅、保护等。下要利用它的单向导电性包括整流、限幅、保护等。下面介绍两个交流参数。面介绍两个交流参数。第36页，共81页，编辑于2022年，星期二微变电阻微变电阻 rDiDvDIDVDQ iD vDrD是二极管特性曲线工是二极管特性曲线工作点作点Q附近电压的变化附近电压的变化与电流的变化之比：与电流的变化之比：显然，显然，rD是对是对Q附近的微小附近的微小变化量的电阻。变化量的电阻。第37页，共81页，编辑于2022年，星期二二极管的极间电容二极管的极间电容二极管的两极之间有电容，此电容由两部二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：分组成：势垒电容势垒电容CB和和扩散电容扩散电容CD。势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容。这样所表现出的电容是势垒电容。第38页，共81页，编辑于2022年，星期二为了形成正向电流（扩散电流），注入为了形成正向电流（扩散电流），注入P区的少子（电子）在区的少子（电子）在P区有浓度差，越靠近区有浓度差，越靠近PN结浓度越大，即在结浓度越大，即在P区有电子的积累。同区有电子的积累。同理，在理，在N区有空穴的积累。正向电流大，积累区有空穴的积累。正向电流大，积累的电荷多。的电荷多。P+-N这样所产生的电容就是扩散电容这样所产生的电容就是扩散电容CD。第39页，共81页，编辑于2022年，星期二CB在正向和反向偏置时均不能忽略。而反在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置时，载流子很少，扩散电容可忽略。向偏置时，载流子很少，扩散电容可忽略。PN结高频小信号时的等效电路：结高频小信号时的等效电路：势垒电容和扩散电容的综合效应rd第40页，共81页，编辑于2022年，星期二2.4 二极管基本电路及其分析方法二极管基本电路及其分析方法1.二极管正向二极管正向V-I特性的建模特性的建模（1）理想模型）理想模型 正向偏置时，其管压降为0；反相偏置时，认为电阻无穷大，电流为0。0iDvDvD+-iD第41页，共81页，编辑于2022年，星期二（2）恒压降模型恒压降模型 0iDvDvD+-iD当二极管导通后，认为其管压降是恒定的，且不随电流而变。硅管为0.60.7V,锗管为0.20.3V。第42页，共81页，编辑于2022年，星期二（3）折线模型折线模型 0iDvDvD+-iDVthrD二极管的管压降不是恒定的，是随其电流iD的增加而增加，在模型用一个电池和一个电阻来近似。第43页，共81页，编辑于2022年，星期二（4）小信号模型小信号模型 0iDvD vD iD+-rDQVDID iD vD第44页，共81页，编辑于2022年，星期二2.模型分析法应用举例模型分析法应用举例 （1）二极管电路的静态工作情况分析）二极管电路的静态工作情况分析 例 二极管基本电路如图（a）,习惯画法如图（b），R=10k,对于下列两种情况，求电路的ID和VD的值：（1）VDD=10V;（2）VDD=1V第45页，共81页，编辑于2022年，星期二iDVDDR+-vD-vD+线性部分非线性部分如图（如图（a）二极管基本电路）二极管基本电路 图（图（b）习惯画法习惯画法VDD=10V第46页，共81页，编辑于2022年，星期二iDVDDR+-vD-vD+线性部分非线性部分如图（如图（a）二极管基本电路）二极管基本电路 图（图（b）习惯画法习惯画法VDD=10V第47页，共81页，编辑于2022年，星期二iDVDDR+-vD-vD+线性部分非线性部分如图（如图（a）二极管基本电路）二极管基本电路 图（图（b）习惯画法习惯画法VDD=10V第48页，共81页，编辑于2022年，星期二iDVDDR+-vD-vD+线性部分非线性部分如图（如图（a）二极管基本电路）二极管基本电路 图（图（b）习惯画法习惯画法VDD=1V第49页，共81页，编辑于2022年，星期二iDVDDR+-vD-vD+线性部分非线性部分如图（如图（a）二极管基本电路）二极管基本电路 图（图（b）习惯画法习惯画法VDD=1V第50页，共81页，编辑于2022年，星期二iDVDDR+-vD-vD+线性部分非线性部分如图（如图（a）二极管基本电路）二极管基本电路 图（图（b）习惯画法习惯画法VDD=1V第51页，共81页，编辑于2022年，星期二结论：当电源电压远大于二极管管压降时，可采用恒压降模型；当电源电压较低时，可采用折线模型。第52页，共81页，编辑于2022年，星期二（2）限幅电路）限幅电路 在电子技术中在电子技术中,常用常用限幅电路对各种信限幅电路对各种信号进行处理号进行处理.它是用它是用来让信号在预置的来让信号在预置的电平范围内电平范围内,有选择有选择地传输一部分地传输一部分.第53页，共81页，编辑于2022年，星期二例：一限幅电路如图（例：一限幅电路如图（a），），R=1k，VREF=3V解：因输入电压不高，且参考电压解：因输入电压不高，且参考电压VREF=3V，故作用于二极管两端的电压不高，选折线法。故作用于二极管两端的电压不高，选折线法。D-vI+-R+vOVREF（a）VthrDVREFRvIvO+-+-D（b）vI=0V、4V、6V时，求相应的时，求相应的vO值。值。第54页，共81页，编辑于2022年，星期二D-vI+-R+vOVREF（a）VthrDVREFRvIvO+-+-D（b）第55页，共81页，编辑于2022年，星期二 v1=6 sin t V时，绘出相应的时，绘出相应的v0 波形。波形。解：先利用（解：先利用（1）中所得结果，作出）中所得结果，作出vI-vO传输特性；传输特性；在通过传输特性作出输出电压在通过传输特性作出输出电压 vO的波形。的波形。斜率斜率=19 36039 6vO/VvI/V9 36vO/VvI(VREF+Vth)时vI(VREF+Vth)时第56页，共81页，编辑于2022年，星期二（3）开关电路）开关电路 在开关电路中在开关电路中,利用二极管的单利用二极管的单向导电性以接通向导电性以接通或断开电路或断开电路,在在数字电路中应用数字电路中应用很广很广.第57页，共81页，编辑于2022年，星期二例：一二极管开关电路如图例：一二极管开关电路如图.当当vI1和和vI2为为0V或或5V时，求时，求vI1和和vI2的值不同组合情况下，输出电压的值不同组合情况下，输出电压vO的值。设二极管是理想的。的值。设二极管是理想的。（a）4.7k vOvI1VCC5VD1D2vI2D1+-D2vI1vI2VCC5V4.7k（b）第58页，共81页，编辑于2022年，星期二（a）4.7k vOvI1VCC5VD1D2vI2D1+-D2vI1vI2VCC5V4.7k（b）分析方法：判断电路中二极管处于导通还是截止状态，可先将二极管断开，然后观察（或经过计算）阴、阳极间是正向电压还是反向电压，从而得出是导通还是截止。第59页，共81页，编辑于2022年，星期二解：（解：（1）当当vI1=0V、vI2=5V时，时，D1为正向偏置，为正向偏置，vO=0V（因二极管是理想的），因二极管是理想的），D2为反向偏置，此为反向偏置，此时时D1导通，导通，D2截止。截止。（a）4.7k vOvI1VCC5VD1D2vI2D1+-D2vI1vI2VCC5V4.7k（b）第60页，共81页，编辑于2022年，星期二（2）依此类推，将）依此类推，将vI1和和 vI2 的其余三种组合及输出的其余三种组合及输出电压列于下表：电压列于下表：vI1 vI20V 0V0V 5V5V 0V5V 5V二极管工作状态二极管工作状态D1D2导导 通通导导 通通截截 止止截截 止止导导 通通截截 止止导导 通通截截 止止0V0V0V5VvO第61页，共81页，编辑于2022年，星期二（4）低电压稳压电路）低电压稳压电路 稳压电源是电子电稳压电源是电子电路中常用的组成部路中常用的组成部分分,利用二极管的利用二极管的正向压降特性正向压降特性,可可实现低电压稳压电实现低电压稳压电路路.第62页，共81页，编辑于2022年，星期二-vD+（b）DRVIiD+-R（a）iDVIDvO+-vD第63页，共81页，编辑于2022年，星期二-vD+（b）DRVIiD（c）-+R+-rd+-R（a）iDVIDvO+-vD第64页，共81页，编辑于2022年，星期二例：如图所示的低电压稳压电路，直流电压例：如图所示的低电压稳压电路，直流电压VI的的正常值为正常值为10V，R=10k，若，若VI变化变化1V，问相应的问相应的硅二极管电压（输出电压）的变动如何？硅二极管电压（输出电压）的变动如何？（b）DRVI（c）-+R+-rdR（a）iDVIDvO+-vD+-iD+-vD第65页，共81页，编辑于2022年，星期二（b）DRVI（c）-+R+-rdR（a）iDVIDvO+-vD+-iD+-vD解：（解：（1）当）当VI为正常值为正常值10V时，利用二极管恒时，利用二极管恒压降模型有压降模型有:VD 0.7V 第66页，共81页，编辑于2022年，星期二（b）DRVI（c）-+R+-rdR（a）iDVIDvO+-vD+-iD+-vD（2）在此）在此Q点上点上,按下面式子计算二极管的微按下面式子计算二极管的微变电阻变电阻rd为为第67页，共81页，编辑于2022年，星期二（b）DRVI（c）-+R+-rdR（a）iDVIDvO+-vD+-iD+-vD（3）当）当VI有有 1V的波动时，可视为一峰的波动时，可视为一峰-峰值峰值2V的交流信号，则二极管两端信号电压波动为：的交流信号，则二极管两端信号电压波动为：第68页，共81页，编辑于2022年，星期二例：二极管的应用：例：二极管的应用：RRLvivRvotttvivRvo第69页，共81页，编辑于2022年，星期二实际问题的电路设计实际问题的电路设计u某便携式数据采集器工作时采用车载电源某便携式数据采集器工作时采用车载电源13.8V13.8V供电，当脱离车辆工作或车载电源没供电，当脱离车辆工作或车载电源没电时，为防止数据丢失，数据采集器自动电时，为防止数据丢失，数据采集器自动启动内置备份启动内置备份9V9V电池供电。试设计一个不电池供电。试设计一个不间断电源切换电路满足使用要求。便携式间断电源切换电路满足使用要求。便携式数据采集器工作电压为数据采集器工作电压为8-15V8-15V。工作电流。工作电流0.5A0.5A。第70页，共81页，编辑于2022年，星期二2.5 特殊二极管特殊二极管1.稳压二极管稳压二极管(齐纳二极管齐纳二极管)VZIZIZmax VZ IZ稳压误差曲线曲线越陡，越陡，电压电压越稳越稳定。定。+-vz/Viz/mA0第71页，共81页，编辑于2022年，星期二稳压二极管的参数稳压二极管的参数（1）稳定电压）稳定电压 UZ（2）电压温度系数）电压温度系数 U（%/）稳压值受温度变化影响的的系数。稳压值受温度变化影响的的系数。（3）动态电阻）动态电阻第72页，共81页，编辑于2022年，星期二（4）稳定电流）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流最大、最小稳定电流Izmax、Izmian。（5）最大允许功耗）最大允许功耗第73页，共81页，编辑于2022年，星期二第74页，共81页，编辑于2022年，星期二 稳压管的应用稳压管的应用 +-IRRLRDZIO(IL)IZVIVO+-图为一简单的稳压管稳压电路简述其稳压原理。图为一简单的稳压管稳压电路简述其稳压原理。分析：分析：RLIOIRVOIZIRVO(1)当负载变化时当负载变化时 第75页，共81页，编辑于2022年，星期二+-IRRLRDZIO(IL)IZVIVO+-VIVOIZIRVRVO 稳压管的应用稳压管的应用 (2)当输入电压变化时当输入电压变化时 第76页，共81页，编辑于2022年，星期二2.变容二极管变容二极管二极管结二极管结电容的大电容的大小随外加小随外加反向的增反向的增加而减小。加而减小。广泛用于高频电路。第77页，共81页，编辑于2022年，星期二3.光电二极管光电二极管反向电流随光照强度的增加而上升。反向电流随光照强度的增加而上升。IV照度增加照度增加第78页，共81页，编辑于2022年，星期二4.发光二极管发光二极管有正向电流流过有正向电流流过时，发出一定波长时，发出一定波长范围的光，目前的范围的光，目前的发光管可以发出从发光管可以发出从红外到可见波段的红外到可见波段的光，它的电特性与光，它的电特性与一般二极管类似。一般二极管类似。第79页，共81页，编辑于2022年，星期二图为光电传输系统图为光电传输系统电光转换光电转换第80页，共81页，编辑于2022年，星期二5.激光二极管激光二极管激光二极管在小功率光电设备中得到广泛的应用，如计算机上的光盘驱动器，激光打印机。第81页，共81页，编辑于2022年，星期二