第二章二极管应用电路优秀PPT.ppt

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1、第二章二极管应用电路第一页，本课件共有39页2.1.1单相半波整流电路单相半波整流电路将将交交变变电电流流变变换换成成单单向向脉脉动动电电流流的的过过程程称称为为整整流流。实实现现这这种种功能的电路称为整流电路或称功能的电路称为整流电路或称整流器整流器。2.1单相整流电路单相整流电路单相半波整流电路如图所示。单相半波整流电路如图所示。由电源变压器由电源变压器 T、整流二极管、整流二极管 VD 和负载电阻和负载电阻 RL 组成。组成。第二页，本课件共有39页2.1单相整流电路单相整流电路（1）当当v2 为为正正半半周周时时，二二极极管管 VD 加加正正向向电电压压，处处于于导导通通状状态态，RL

2、 上上产产生生正正半半周周电电压压 vO，如图（如图（b）所示。）所示。（2）当当 v2 为为负负半半周周时时，二二极极管管 VD 加加反反向向电电压压，处处于于截截止止状状态态，RL 上上无无电电流流流流过过，如如图图（c）所示。）所示。工作原理示意工作原理示意图图如如图图所示。所示。1 1工作原理工作原理第三页，本课件共有39页各波形之间的对应关系如图所示。各波形之间的对应关系如图所示。2.1单相整流电路单相整流电路第四页，本课件共有39页半半波波整整流流：电电路路仅仅利利用用电电源源电电压压 的的半半个个波波，故故称称半半波波整整流。流。脉脉动动直直流流电电：大大小小波波动动，方方向向不

3、不变变的的电电流流（或或电电压压）称称为为脉脉动直流电。动直流电。半半波波整整流流后后的的输输出出信信号号为为半半波波脉脉动动直直流流电电。半半波波整整流流电电路的缺点是路的缺点是电电源利用率低，且源利用率低，且输输出脉出脉动动大。大。2.1单相整流电路单相整流电路第五页，本课件共有39页2负载负载与整流二极管的与整流二极管的电压电压和和电电流流（1）负载电压）负载电压 VO （2）负载电流负载电流 IL （3）流流过过二极管的正向二极管的正向电电流流 IV（4）二极管反向峰值电压二极管反向峰值电压 VRVO=0.45 V22.1单相整流电路单相整流电路第六页，本课件共有39页（5）正确选择二

4、极管的参数：）正确选择二极管的参数：最大整流最大整流电电流：流：最高反向工作最高反向工作电压电压：IVM IO 2.1单相整流电路单相整流电路第七页，本课件共有39页单单相全波整流相全波整流电电路如路如图图所示。所示。2.1.2单相全波整流电路单相全波整流电路2.1单相整流电路单相整流电路第八页，本课件共有39页1工作原理工作原理（2）当当 v1 为为负负半半周周时时，如如图图（b）所所示示，VD2 导导通通，VD1 截截 止止，RL 两两 端端 输输 出出 电电 压压 。2.1单相整流电路单相整流电路（1）当当 v1 为为正正半半周周时时，如如图图（b）所所示示，VD1 导导通通，VD2 截

5、截 止止，RL 两两 端端 输输 出出 电电 压压 。第九页，本课件共有39页全波整流波形如图所示。全波整流波形如图所示。2.1单相整流电路单相整流电路第十页，本课件共有39页2负载负载与整流二极管的与整流二极管的电压电压和和电电流流（1）负载负载所所获获得的直流得的直流电压电压平均平均值值：VO=2 0.45 V2=0.9 V2（2）负载负载平均平均电电流：流：（3）每只二极管承受的反向峰）每只二极管承受的反向峰值电压值电压 VR（4 4）每只二极管通过的平均电流：）每只二极管通过的平均电流：2.1单相整流电路单相整流电路第十一页，本课件共有39页1工作原理工作原理具有具有电电阻阻负载负载的

6、的桥桥式整流式整流电电路如路如图图所示。所示。2.1.3单相桥式整流电路单相桥式整流电路2.1单相整流电路单相整流电路第十二页，本课件共有39页（1）当当 v1 为为正正半半周周时时，如如图图（b）所所示示，VD1 和和 VD2 导导通通，VD3 和和 VD4 截截止止，RL 两两端输出电压端输出电压 vO。（2）当当 v1 为为负负半半周周时时，如如图图（b）所所示示，VD3和和 VD4 导导通通，VD1 和和 VD2 截截止止，RL 两两端输出电压端输出电压 vO。2.1单相整流电路单相整流电路第十三页，本课件共有39页桥式整流电路波形如图所示。桥式整流电路波形如图所示。2.1单相整流电路

7、单相整流电路第十四页，本课件共有39页2负载负载与整流二极管的与整流二极管的电压电压和和电电流流（1）负载负载所所获获得的直流得的直流电压电压平均平均值值：VO=2 0.45 V2=0.9 V2（4 4）每只）每只二极管承受的反向二极管承受的反向电压电压：（3 3）每只二极管通）每只二极管通过过的平均的平均电电流：流：（2）负载负载平均平均电电流：流：2.1单相整流电路单相整流电路第十五页，本课件共有39页例例 2-1有有一一直直流流负负载载需需要要直直流流电电压压 6 V，直直流流电电流流0.4 A，若若采采用用桥桥式式整整流流电电路路，求求电电源源变变压压器器的的二二次次电电压压。并并选择

8、选择二极管的型号。二极管的型号。则则 解解 取取V2=9.1 V(6.7 V+0.7 V 2)因因 VL=0.9 V2 流流过过二极管的平均二极管的平均电电流流选选择择二二极极管管可可用用整整流流电电流流为为 300 mA，额额定定反反向向工工作作电电压压为为 25 V 的的 2CZ53A，共四只。，共四只。二极管承受的反向二极管承受的反向电压电压2.1单相整流电路单相整流电路第十六页，本课件共有39页在在整整流流电电路路后后加加接接滤滤波波电电路路可可使使负负载载得得到到平平滑滑的的直直流流电电压压。常常见见的的滤滤波波电电路路有有 型型 LC 滤滤波波、型型 LC 滤滤波波和和 型型RC

9、滤滤波波，如，如图图所示。所示。2.1.4滤波电路简介滤波电路简介2.1单相整流电路单相整流电路第十七页，本课件共有39页1电电容容滤滤波波电电路路电路图如图所示。电路图如图所示。（1）电电容器在半波整流容器在半波整流电电路中的路中的滤滤波作用波作用2.1单相整流电路单相整流电路第十八页，本课件共有39页2.1单相整流电路单相整流电路 v2为为第一个正半周第一个正半周当当 v2 vC 时时，VD 导导通通，对对 C 充充电电。如。如图图（b）所示。）所示。v2 由由 0 开开始始上上升升，但但当当 v2 vC 时时，VD 导导通通，继继续续对对 C 充充电电，但但因因为为电电容容器器上上有有剩

10、剩余电压，充电时间缩短。余电压，充电时间缩短。当当 v2 vC 时时，VD 截截止止，电电容容通通过过 RL 放电。放电。直流电流：直流电流：负负载载上上的的直直流流电电压压近近似似等等于于输输入入电电压压 v2 的峰值的峰值 V2m，即，即 VO V2m。2.1单相整流电路单相整流电路 电电容容的的充充放放电电反反复复进进行行，直直到到电电容容器器 C 上上充充电电上上升升的的电电压压等等于于放放电电下下降降的的电电压压时时，进进入入稳稳定定状状态态。波波形形如如图（图（d d）所示。）所示。第二十页，本课件共有39页电路图和波形如图所示。电路图和波形如图所示。（2）电容器在全波整流电路中的

11、滤波作用）电容器在全波整流电路中的滤波作用2.1单相整流电路单相整流电路第二十一页，本课件共有39页 输出电压（平均值）：输出电压（平均值）：全全波波整整流流电电路路输输出出的的是是全全波波脉脉动动直直流流电电，输输入入电电压压正正负负半半周周对对电电容容 C 充充电电两两次次，充充电电方方向向相相同同，电电容容 C 对对负负载载放放电电时时间间缩短。缩短。半波：半波：VO=V2 全波：全波：VO=1.2=1.2 V2 2.1单相整流电路单相整流电路第二十二页，本课件共有39页图示采用图示采用 型型 RC 滤波电路的桥式整流器。滤波电路的桥式整流器。2RC 滤波电路滤波电路电电路路中中 C1

12、的的作作用用和和上上面面讲讲的的滤滤波波作作用用相相同同，R 和和 C2 起起进进一一步步平平滑滑作作用用，C2 越越大大，效效果果越越好好。只只是是电电阻阻 R 上上的的直直流流压压降降使使输出电压降低。输出电压降低。2.1单相整流电路单相整流电路第二十三页，本课件共有39页3 型型 LC 滤波电路滤波电路图示为图示为 型型 LC 滤波电路。滤波电路。2.1单相整流电路单相整流电路图图中中 L 为为电电感感量量很很大大的的铁铁心心线线圈圈，使使加加到到 RL 上上的的交交流流成成分分减减小，所以这种滤波器的平滑滤波作用比小，所以这种滤波器的平滑滤波作用比 RC 滤波器好。滤波器好。第二十四页

13、，本课件共有39页2.1单相整流电路单相整流电路4 型型 LC 滤波电路滤波电路图示为图示为 型型 LC 滤波电路。滤波电路。滤滤波作用最好，适用于波作用最好，适用于负载电负载电阻小，阻小，电电流大，流大，滤滤波波电压电压要求要求比比较较高的高的场场合。合。这这种种滤滤波波电电路路线线圈体圈体积积大、笨重、成本高。大、笨重、成本高。第二十五页，本课件共有39页2.2.1发光二极管发光二极管（LED）LED 的的外形外形和和电路符号电路符号如图所示。如图所示。一一般般发发光光二二极极管管加加上上一一定定的的正正向向电电压压时时，能能发发出出红红、绿绿和黄色的光。和黄色的光。发光二极管的发光二极管

14、的 PN 采用特殊工艺制成。采用特殊工艺制成。1LED 的结构和符号的结构和符号2.2其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路 第二十六页，本课件共有39页2LED 的特性的特性LED 的伏安特性如图所示。的伏安特性如图所示。优优点点：亮亮度度高高、电电压压低低、体体积积小小、可可靠靠性性高高、寿寿命命长长、响响应应速度快、颜色鲜。速度快、颜色鲜。正正向向工工作作电电压压：比比普普通通二二极管高，约极管高，约 1.2 V 2.5 V；反反向向击击穿穿电电压压：一一般般比比普通二极管低，约普通二极管低，约 5 V 左右。左右。2.2其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路第二十七页，本课

15、件共有39页3LED 的主要参数的主要参数 发光二极管的特性参数主要包括发光二极管的特性参数主要包括电性能参数电性能参数和和光性能参数。光性能参数。4LED 驱动电路。驱动电路。（1）单个）单个 LED 驱动电路驱动电路驱动电路如图所示。驱动电路如图所示。2.2其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路第二十八页，本课件共有39页（2）多个）多个 LED 驱动电路驱动电路如如需需同同一一电电源源同同时时驱驱动动几几只只 LED，应应将将他他们们串串起起来来，如如图图（b）所所示示。也也可可将将若若干干个个 LED 分分别别串串联联后后再再并并联联,如如图图（c）所示。所示。2.2其他二极管及

16、其应用电路其他二极管及其应用电路第二十九页，本课件共有39页定定义义：稳压稳压二极管是一种能二极管是一种能稳稳定定电压电压的二极管。的二极管。电电路符号和伏安特性如路符号和伏安特性如图图所示。所示。2.2.2稳压二极管稳压二极管2.2其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路第三十页，本课件共有39页1稳压二极管的特性稳压二极管的特性稳稳压压二二极极管管通通常常工工作作在在反反向向击击穿穿区区，通通过过稳稳压压二二极极管管的的电电流在很大范围内变化时，电压基本不变。流在很大范围内变化时，电压基本不变。稳压的两个基本条件：稳压的两个基本条件：（1）管子两端需加上一个大于其）管子两端需加上一个大

17、于其击击穿穿电压电压的反向的反向电压电压。（2）采取适当措施限制）采取适当措施限制击击穿后工作的反向穿后工作的反向电电流流值值。2.2其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路第三十一页，本课件共有39页2稳压二极管的主要参数稳压二极管的主要参数（1）稳稳定定电电压压 VZ：稳稳压压二二极极管管在在正正常常工工作作状状态态下下管管子子两两端的端的电压值电压值。（2）稳稳定定电电流流 IZ：稳稳压压二二极极管管在在正正常常工工作作状状态态下下的的工工作作电电流。流。（3）耗耗散散功功率率 PCM：稳稳压压管管的的稳稳定定电电压压 VZ 与与最最大大稳稳定定电电流流 IZM的乘的乘积积，若使用中

18、超过这个数值，稳压管将被烧毁。，若使用中超过这个数值，稳压管将被烧毁。2.2其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路第三十二页，本课件共有39页1光光电电二极管的二极管的电电路符号及工作原理路符号及工作原理。2.2.3光电二极管光电二极管特特性性：光光电电二二极极管管是是一一种种将将光光信信号号转转变变成成电电信信号号的的半半导导体体器器件。光电二极管工作在反向偏置状态。件。光电二极管工作在反向偏置状态。电路符号如图所示。电路符号如图所示。光光电电流流：由由于于光光照照射射而而形形成成的的电电流流。大大小小与与光光照照的的强强度度和和光光的波的波长长有光。有光。2.2其他二极管及其应用电路

19、其他二极管及其应用电路第三十三页，本课件共有39页2光电二极管的主要参数光电二极管的主要参数（1）最最高高工工作作电电压压 VRM：光光电电二二极极管管在在无无光光照照条条件件下下，反反向向电电流流不不超超过过 0.1 A 时时所所能能承承受受的的最最高高反反向向电电压压。VRM 越越大大，管管子子性性能越稳定。能越稳定。（2）暗暗电电流流 ID：光光电电二二极极管管在在无无光光照照时时，在在最最高高反反向向电电压压作作用用下下所所测测得得的的反反向向电电流流。ID 越越小小，管管子子性性能能越越好好，对对光光的的敏敏感感度越高。度越高。（3）光光电电流流 IL：光光电电二二极极管管在在光光照

20、照时时所所产产生生的的光光电电流流。IL 越大，管子性能越好。越大，管子性能越好。2.2其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路第三十四页，本课件共有39页2.2.4无引线片状二极管无引线片状二极管片片状状二二极极管管是是一一种种无无引引线线、体体积积小小、重重量量轻轻、性性能能好好、尺尺寸寸标标准准化化的的新新型型二二极极管。管。片片状状二二极极管管的的几几种种主主要封装形式如要封装形式如图图所示。所示。2.2其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路第三十五页，本课件共有39页复合二极管是指一个封装内包含复合二极管是指一个封装内包含 2 个以上的二极管。个以上的二极管。组组合合形形式

21、式：共共阴阴极极式式、共共阳阳极极式式、串串联联式式和和独独立立式式等等几几种种。如图所示。如图所示。2.2.5复合二极管复合二极管共阴式共阴式串联式串联式共阳式共阳式 独立输出式独立输出式2.2其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路第三十六页，本课件共有39页SOT-23SC-70 SOT-89 EM-3 封封装装形形式式：SOT-23、SC-70、EM-3、SOT-89 等等。如如图图所所示。示。2.2其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路第三十七页，本课件共有39页本章小结本章小结3单单相相桥桥式式整整流流电电路路为为全全波波整整流流电电路路，在在电电源源正正、负负半半周周时

22、时，两两组组电电路路轮轮流流工工作作，所所以以二二极极管管中中的的电电流流平平均均值值仅仅为为负负载载电电流的一半。流的一半。1单单相相半半波波整整流流电电路路负负载载所所获获得得的的电电压压、电电流流是是正正弦弦半半波波，其其电电压压平平均均值值 ；整整流流二二极极管管的的极极限限参参数数选选择择：应应使使 IVM IO，VM 。2单单相相全全波波整整流流电电路路采采用用全全波波整整流流，使使输输出出电电压压平平均均值值提提高高一一倍倍，即即 。全全波波整整流流电电路路的的主主要要缺缺点点是是管管子子的的耐耐压压值值需需要要提提高高一一倍，倍，电电源源变压变压器需要有中心抽器需要有中心抽头头

23、，因此元器件，因此元器件费费用增加。用增加。第三十八页，本课件共有39页4滤滤波波的的目目的的在在于于滤滤去去脉脉动动电电流流中中的的交交流流分分量量。滤滤波波的的方方法法是是利利用用对对频频率率敏敏感感的的电电路路元元件件去去抑抑制制或或旁旁路路脉脉动动量量中中的的交交流流分分量。量。7光光电电二二极极管管要要加加反反向向工工作作电电压压。光光电电流流是是将将光光能能转转变变成成电电能能的的一种外在表现，实现将光信号到电信号的转换。一种外在表现，实现将光信号到电信号的转换。8了解无引了解无引线线片状二极管及复合二极管的片状二极管及复合二极管的结结构特点和构特点和应应用。用。5发发光光二二极极管管发发光光的的条条件件：在在电电路路中中接接上上正正向向电电压压，管管子子中有几毫安的正向电流就能发光。中有几毫安的正向电流就能发光。6稳稳压压二二极极管管必必须须工工作作在在反反向向击击穿穿区区。另另外外，稳稳压压管管的的工工作作电电流流必必须限制在安全值以内，否则管子会因过热而损坏。须限制在安全值以内，否则管子会因过热而损坏。第三十九页，本课件共有39页