第2章半导体二极管及其应用精选PPT.ppt

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1、第第2 2章半导体二极管及其章半导体二极管及其应用应用第1页，此课件共52页哦第2章 半导体二极管及其应用学习目标：（）了解二极管的基本参数和特性（）了解常用二极管的应用（）理解整流电路的工作过程（）了解滤波电路的基本结构（）利用二极管单向导通的特性，做一个简单的稳压电源，把交流信号变成稳定的直流信号。稳压电源是利用变压器降压，二极管整流，电容滤波，稳压二极管稳压。第2页，此课件共52页哦2.1半导体二极管半导体二极管 半导体二极管有两个电极，习称二极管。两个电极分别称为阳极（习称正极）、阴极（习称负极）。二极管有导通、截止和反向击穿三种工作状态。第3页，此课件共52页哦2.1.1 初识二极管

2、第4页，此课件共52页哦2.1.1 初识二极管结论：二极管具有单向导电性，电流从正极流向负极，沿着箭头方向。第5页，此课件共52页哦2.1.2 二极管的种类和常见结构第6页，此课件共52页哦2.1.2 二极管的种类和常见结构第7页，此课件共52页哦2.1.3 二极管的结构及工作原理P型N型半导体交接触处由于自由电子、空穴浓度不同产生扩散，形成内电场，这就是PN结当外电压作用于PN结，只有当外电场使内电场减弱时（即P为正极、N为负极时），电流才能从P区流向N区。可见，PN结具有单向导电性。第8页，此课件共52页哦2.1.4 二极管工作状态第9页，此课件共52页哦2.1.5 二极管型号命名方法第1

3、0页，此课件共52页哦2.1.5 二极管型号命名方法美国电子工业协会命名规则第11页，此课件共52页哦2.1.6 二极管的主要参数主要参数与示例第12页，此课件共52页哦2.1.7 二极管的伏安特性二极管的伏安特性第13页，此课件共52页哦2.1.8二极管应用举例为了讨论方便，硅管导通电压规定为0.7V，锗管的导通电压为0.2V。第14页，此课件共52页哦1.整流整流就是把交流电变为脉动直流电。利用二极管的单向导电性，可以实现整流。半波整流全波整流桥式整流第15页，此课件共52页哦2.限幅限幅：限制信号的幅值。第16页，此课件共52页哦3.保护图中，二极管VD作为电感能量释放的回路。第17页，

4、此课件共52页哦2.2 常用二极管常用二极管整流二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管。第18页，此课件共52页哦.稳压二极管第19页，此课件共52页哦.稳压二极管（2）稳压二极管稳压值的标识a)较大体积的稳压二极管，管体上标有稳压值。b)若小功率稳压二极管体积小，在管子上标注型号较困难时，有些国外产品采用色环来表示它的标称稳定电压值。第20页，此课件共52页哦.发光二极管（LED）第21页，此课件共52页哦2.发光二极管（LED）使用时注意：理想是采用恒流驱动，当电压驱动时必须注意限流！第22页，此课件共52页哦3.光电二极管光电二极管将光信号转换为电信号。第23页，此课件共

5、52页哦4.光电耦合器和光传感器光电耦合器：实现电气隔离的电信号传送光传感器：检测光信号第24页，此课件共52页哦4.光电耦合器和光传感器光电检测遮光叶片的位置第25页，此课件共52页哦5.变容二极管工作在反偏状态，变容二极管相当一个小电容；改变反偏电压大小则改变电容值大小第26页，此课件共52页哦6.肖特基二极管反向恢复时间极短，正向导通压降低（仅0.3V左右）。用于高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管。第27页，此课件共52页哦1.用模拟万用表判别二极管的极性和质量优劣 第28页，此课件共52页哦2.稳压二极管的检测（1）稳压二极管其极性的测量与普通二极和相似。（2）稳压二

6、极管稳压值的测量第29页，此课件共52页哦3.发光二极管的检测 要注意：发光二极管的死区电压较高。正、负极的判别与普通二极管极性判定相同，利用R10k档（此档用于测量的内部电池通常为9V），通过测量发光二极管的正、反向电阻值可判别二极管的极性。好坏的判断利用R10k档测量发光二极管，当指针偏转时，发光二极管会发光，此时黑表笔接的为发光二极管的正极，且说明发光二极管正常。第30页，此课件共52页哦4.数字万用表测试二极管管脚及极性第31页，此课件共52页哦2.3简单直流稳压电源简单直流稳压电源直流稳压电源提供稳定的直流电源，通常是把交流电整流变换成稳定的直流电的电子电路。通常包括降压、整流、滤波

7、和稳压四部分电路。第32页，此课件共52页哦2.3.1 单相半波整流电路1.电路组成及工作原理第33页，此课件共52页哦2.负载上直流电压与电流值的估算单相半波整流电路输出估算第34页，此课件共52页哦3.二极管的选择选取时二极管的要注意反向电压和平均电流两个参数。第35页，此课件共52页哦2.3.2 单相桥式整流电路1.电路组成及工作原理第36页，此课件共52页哦桥式整流电路工作原理分析 不管在变压器输出的正半周、还时负半周，桥式整流电路都会提供输出极性相同的通路，即输出极性为上正下负。第37页，此课件共52页哦桥式整流电路工作原理分析 第38页，此课件共52页哦2.二极管的选配 桥式整流电

8、路输出的估算二极管参数的选取第39页，此课件共52页哦3.整流桥堆的使用桥式整流电路非常常用，通常把4个整流二极管根据桥式整流的连接结构封装在一起，这就是整流桥堆。第40页，此课件共52页哦【边学边做】搭接由整流桥组成的应用电路。变压、桥式整流、滤波电路第41页，此课件共52页哦2.3.3 滤波电路整流后得到的直流电是脉动直流电经过滤波电路滤波可以获得较为平滑的直流电电容、电感器可作为滤波器件使用电容、电感器可作为滤波器件使用 第42页，此课件共52页哦1.电容滤波电路第43页，此课件共52页哦1.电容滤波电路（1）滤波电容的选择电容容量的数值越大，滤波效果越好，UC 2 U2 （2）输出直流

9、电压的估算UO 11.1 U2 （半波整流电路）UO 11.2 U2 （桥式）（3）电容滤波电路的特点输出电压相比未加电容滤波时有所提高，输出电压的脉动成分减少。第44页，此课件共52页哦2.电感滤波电路输出电压的估算：UO 0.9U2 适用于电压低，负载电流较大的场合。第45页，此课件共52页哦3.复式滤波电路电感与负载串联减小电流的波动，电容与负载并联减小电压的波动，从而使负载RL上得到更加平滑的直流电。第46页，此课件共52页哦【例2.1】如图2.19所示桥式整流电容滤波电路中，已知变压器次级输出电压U2=20V（有效值），如果下述元件故障，测量负载两端电压时，电压应为多少。RL断开了，

10、D1开路，滤波电容C开路第47页，此课件共52页哦解：根据单相桥式整流电容滤波电路中，输出电压与输入电压的关系式，U0=1.2U2，第种情况，在没有负载的情况下，UO 1.420=28V。第种情况，D1开路，相当于半波整流，UO U2=20V。第滤波电容C开路，UO=0.9U2=18V。第48页，此课件共52页哦桥式整流电容滤波电路 原理图与实物图第49页，此课件共52页哦 2.3.4 小功率直流电源采用稳压二极管电路的直流稳压电源第50页，此课件共52页哦本章回顾本章回顾（1）二极管是由PN结构成的，PN结的单向导电性决定了二极管的单向导电性。给二极管外加正向电压且等于或大于导通电压UTH时

11、，二极管导通；当给二极管外加反向电压时，二极管截止。（2）二极管的伏安特性是二极管的电流与电压关系曲线，总体上反映了二极管的特性。正向特性区域的非线性和近似线性关系是很重要的，不同用途的二极管所使用的线段不同。反向特性区域分为反向截止段和反向击穿段。稳压二极管工作在击穿段。第51页，此课件共52页哦本章回顾本章回顾（3）二极管的主要参数在整流电路中最关注的有：最大整流电流IF和最高反向工作电压URM。（4）特殊二极管指的是具有特殊用途的二极管：稳压二极管用于稳压电路，发光二极管用作指示电路，二极管数码管是数字电路中常用的显示器件，光电二极管是重要的光电转换器件。变容二极管是利用PN结的电容量随外加电压变化的特性制成的二极管，常用作高频调谐电路，很多场合都要用到。（5）简单的直流稳压电路是由变压器、整流电路、滤波电路和稳压管稳压电路构成。第52页，此课件共52页哦