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        二極管、三極管、MOS管、橋堆

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      6. 二極管的基礎知識資料
        • 發(fā)布時(shí)間:2019-12-05 16:04:13
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        二極管的基礎知識資料
        二極管的基礎知識
        基本概念:
        二極管由管芯、管殼和兩個(gè)電極構成。管芯就是一個(gè)PN結,在PN結的兩端各引出一個(gè)引線(xiàn),并用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼,就構成了晶體二極管,如下圖所示。P區的引出的電極稱(chēng)為正極或陽(yáng)極,N區的引出的電極稱(chēng)為負極或陰極。
        二極管的基礎知識
        二極管的伏安特性
        二極管的伏安特性是指加在二極管兩端電壓和流過(guò)二極管的電流之間的關(guān)系,用于定性描述這兩者關(guān)系的曲線(xiàn)稱(chēng)為伏安特性曲線(xiàn)。通過(guò)晶體管圖示儀觀(guān)察到硅二極管的伏安特性如下圖所示。
        二極管的基礎知識
        正向特性
        1、外加正向電壓較小時(shí),二極管呈現的電阻較大,正向電流幾乎為零,曲線(xiàn)OA段稱(chēng)為不導通區或死區。一般硅管的死區電壓約為0.5伏, 鍺的死區電壓約為0.2伏,該電壓值又稱(chēng)門(mén)坎電壓或閾值電壓。
        2、當外加正向電壓超過(guò)死區電壓時(shí),PN結內電場(chǎng)幾乎被抵消,二極管呈現的電阻很小,正向電流開(kāi)始增加,進(jìn)入正向導通區,但此時(shí)電壓與電流不成比例如AB段。隨外加電壓的增加正向電流迅速增加,如BC段特性曲線(xiàn)陡直,伏安關(guān)系近似線(xiàn)性,處于充分導通狀態(tài)。
        3、二極管導通后兩端的正向電壓稱(chēng)為正向壓降(或管壓降),且幾乎恒定。硅管的管壓降約為0.7V,鍺管的管壓降約為0.3V。
        反向特性
        1、二極管承受反向電壓時(shí),加強了PN結的內電場(chǎng),二極管呈現很大電阻,此時(shí)僅有很小的反向電流。如曲線(xiàn)OD段稱(chēng)為反向截止區,此時(shí)電流稱(chēng)為反向飽和電流。實(shí)際應用中,反向電流越小說(shuō)明二極管的反向電阻越大,反向截止性能越好。一般硅二極管的反向飽和電流在幾十微安以下,鍺二極管則達幾百微安,大功率二極管稍大些。
        2、當反向電壓增大到一定數值時(shí)(圖中D點(diǎn)),反向電流急劇加大,進(jìn)入反向擊穿區,D點(diǎn)對應的電壓稱(chēng)為反向擊穿電壓。二極管被擊穿后電流過(guò)大將使管子損壞,因此除穩壓管外,二極管的反向電壓不能超過(guò)擊穿電壓。
        二極管的基礎知識
        整流電路:
        二極管的基礎知識
        單向半波整流電路
        二極管就像一個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān),u2為正半周時(shí),自動(dòng)把電源與負載接通,u2為負半周時(shí),自動(dòng)將電源與負載切斷。因此,由下圖可見(jiàn),負載上得到方向不變、大小變化的脈動(dòng)直流電壓uo如下圖所示。由于該電路只在u2的正半周有輸出,所以稱(chēng)為半波整流電路。如果將整流二極管的極性對調,可獲得負極性的直流脈動(dòng)電壓。
        全波整流電路
        整流原理:
        設變壓器二次側的電壓為:
        1)當u2為正半周時(shí),A點(diǎn)電位最高,V點(diǎn)電位最低,二極管V1和V3導通,V2和V4截止,電流的通路是 A→V1→RL→V3→B。
        2)當u2為負半周時(shí),B點(diǎn)電位最高,A點(diǎn)電位最低,二極管V2和V4導通,V1和V3截止,電流的通路是 B→V2→RL→V4→A。
        可見(jiàn),在u2變化的一個(gè)周期內,負載RL上始終流過(guò)自上而下的電流,其電壓和電流的波形為一全波脈動(dòng)直流電壓和電流,如下圖所示。
        二極管的基礎知識
        濾波電路:
        整流電路將交流電變?yōu)槊}動(dòng)直流電,但其中含有大量的交流成分(稱(chēng)為紋波電壓)。為此需要將脈動(dòng)直流中的交流成分濾除掉,這一過(guò)程稱(chēng)為濾波。
        電容濾波
        電容濾波的特點(diǎn)為:
        1、輸出電壓平均值的大小與濾波電容C及負載電阻RL的大小有關(guān),C的容量或RL的阻值越大,其放電速度越慢,輸出電壓也越大,濾波效果越好。
        2、在采用大容量濾波電容時(shí),接通電源的瞬間充電電流特別大。電容濾波器結構簡(jiǎn)單,負載直流電壓UL較高,紋波也較小,但是輸出特性較差,故適用于負載電壓較高,負載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。
        二極管的基礎知識
        參數選擇:
        1) 輸出電壓:UL=U2(半波) UL=1.2*U2(全波或橋式)
        2) 電容的選擇:C>=(0.03~0.05)/RL
        3) 二極管的選擇:Urm=1.41*U24
        電感濾波: 
        電感濾波器特點(diǎn):由于自感電動(dòng)勢的作用使二極管的導通角比電容濾波電路時(shí)增大,流過(guò)二極管的峰值電流減小,外特性較好,帶負載能力較強。電感濾波電路主要用于電容濾波器難以勝任的大電流負載或負載經(jīng)常變化的場(chǎng)合,在小功率電子設備中很少使用。
        二極管的基礎知識
        對直流分量: XL=0 相當于短路,電壓大部分降在RL上。
        對諧波分量: f 越高,XL 越大,電壓大部分降在XL上。因此,在輸出端得到比較平滑的直流電壓。
        當忽略電感線(xiàn)圈的直流電阻時(shí),輸出平均電壓約為:UL=0.9U2
        RC – pai型濾波
        在電流較小、要求不高的情況下,常用電阻代替電感L,構成RC-pai型濾波器。它成本低、體積小,濾波效果好。但由于電阻要消耗功率,所以電源的損耗功率較大,電源的效率降低,一般適用于輸出電流小的場(chǎng)合。
        二極管的基礎知識
        穩壓二極管:
        二極管的基礎知識
        當穩壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下,當工作電流Iz在Izmax和 Izmin之間時(shí),其兩端電壓近似為常數。
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