二極管基本知識(shí)教案資料

二極管基本知識(shí)精品文檔精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除.基本概念二極管由管芯、管殼和兩個(gè)電極構(gòu)成。管芯就是一個(gè)PN結(jié)，在PN結(jié)的兩端各引出一個(gè)引線，并用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼，就構(gòu)成了晶體二極管，如下圖所示。P區(qū)的引出的電極稱為正極或陽極，N區(qū)的引出的電極稱為負(fù)極或陰極。PN結(jié)P型區(qū)UpN型區(qū)正極cP型區(qū)UpN型區(qū)正極c陽極）正板［陽極）費(fèi)極（陰極）(b)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)系的曲線稱為伏安特性曲線。通過晶體管圖示儀觀察到硅二極管的伏安特性如下圖所示。

二極管特性1IfmA17/二極管特性1IfmA17/J1A正向特性1）外加正向電壓較小時(shí)，二極管呈現(xiàn)的電阻較大，正向電流幾乎為零，曲線OA段稱為不導(dǎo)通區(qū)或死區(qū)。一般硅管的死區(qū)電壓約為0.5伏,鍺的死區(qū)電壓約為0.2伏，該電壓值又稱門坎電壓或閾值電壓。2）當(dāng)外加正向電壓超過死區(qū)電壓時(shí)，PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)幾乎被抵消，二極管呈現(xiàn)的電阻很小，正向電流開始增加，進(jìn)入正向?qū)▍^(qū)，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段特性曲線陡直，伏安關(guān)系近似線性，處于充分導(dǎo)通狀態(tài)。3）二極管導(dǎo)通后兩端的正向電壓稱為正向壓降（或管壓降），且?guī)缀鹾愣?。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(qiáng)了PN結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)，二極管呈現(xiàn)很大電阻，此時(shí)僅有很小的反向電流。如曲線OD段稱為反向截止區(qū)，此時(shí)電流稱為反向飽和電流。實(shí)際應(yīng)用中，反向電流越小說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(dá)幾百微安，大功率二極管稍大些。2）當(dāng)反向電壓增大到一定數(shù)值時(shí)（圖中D點(diǎn)），反向電流急劇加大，進(jìn)入反向擊穿區(qū)，D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓稱為反向擊穿電壓。二極管被擊穿后電流過大將使管子損壞，因此除穩(wěn)壓管外，二極管的反向電壓不能超過擊穿電壓。.整流電路單向半波整流電路二極管就像一個(gè)自動(dòng)開關(guān)，u2為正半周時(shí)，自動(dòng)把電源與負(fù)載接通，u2為負(fù)半周時(shí)，自動(dòng)將電源與負(fù)載切斷。因此，由下圖可見，負(fù)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，所以稱為半波整流電路。如果將整流二極管的極性對(duì)調(diào)，可獲得負(fù)極性的直流脈動(dòng)電壓。2.2全波整流電路整流原理：設(shè)變壓器二次側(cè)的電壓為：1）當(dāng)u2為正半周時(shí)，A點(diǎn)電位最高，V點(diǎn)電位最低，二極管VI和V3導(dǎo)通，V2和V4截止，電流的通路是A—V1—RL—V3—B。2）當(dāng)u2為負(fù)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(dǎo)通，VI和V3截止，電流的通路是B—V2TRLTV4—A?？梢?，在u2變化的一個(gè)周期內(nèi)，負(fù)載RL上始終流過自上而下的電流，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。.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，這一過程稱為濾波。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(fù)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(jié)構(gòu)簡單，負(fù)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v：導(dǎo)通充亳_放電充電放電3/嗎上升，嗎大于電容上的電壓IV叱對(duì)電容充電，v：導(dǎo)通充亳_放電充電放電3/嗎上升，嗎大于電容上的電壓IV叱對(duì)電容充電，u^=u2%下降，嗎小于電容上的電壓.二極管承受反向電壓而截止口電容C通過Rl放電,0c按指數(shù)規(guī)律下降，時(shí)間常數(shù)工=RlC參數(shù)選擇:1）輸出電壓：UL=U2伴波）血=1.2*6全波或橋式）2）電容的選擇：C>=（0.03?0.05）/RL3）二極管的選擇：Urm=1.41*U2電感濾波電感濾波器特點(diǎn)：由于自感電動(dòng)勢(shì)的作用使二極管的導(dǎo)通角比電容濾波電路時(shí)增大，流過二極管的峰值電流減小，外特性較好，帶負(fù)載能力較強(qiáng)。電感濾波電路主要用于電容濾波器難以勝任的大電流負(fù)載或負(fù)載經(jīng)常變化的場(chǎng)合，在小功率電子設(shè)備中很少使用。對(duì)直流分量:XL=0相當(dāng)于短路，電壓大部分降在RL上。對(duì)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(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時(shí)，輸出平均電壓約為：UL=0.9U2RC-n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(gòu)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。4.穩(wěn)壓二極管當(dāng)穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下，當(dāng)工作電流Iz在Izmax和Izmin之間時(shí)，其兩端電壓近似為常數(shù)。5.二極管的分類

名稱應(yīng)用場(chǎng)合及主要功能主要技術(shù)參數(shù)特點(diǎn)整流二極管:用于交流轉(zhuǎn)換宜流電路中用于整流J一般整流管用于低頻電路中，高頻場(chǎng)合一般用決恢復(fù)及肯特基管，廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中11最大平均整流電流工FM庭同擊穿電壓VE反向調(diào)電流工R最高工作頻率訓(xùn)反向恢復(fù)時(shí)間trr最高度向工作電壓網(wǎng)利用二極管單向?qū)щ娦浴豢裳?把方向交替變忱的交流電變換成單一方向的感動(dòng)直流電穩(wěn)壓一極管用于浪涌保護(hù)電路、過壓保護(hù)電路、電弧抑制電踣、串嗟型穩(wěn)壓電第，廣泛應(yīng)用于卷種電子產(chǎn)品中口穩(wěn)壓電壓Ue箱壓電流工M皮向肩電流工E最大允許功耗FM常定電壓溫度系數(shù)匚TY動(dòng)態(tài)電阻KZ穩(wěn)壓二極管是利用反向擊身特性實(shí)現(xiàn)演壓，工作在擊穿電壓區(qū)的特殊二極尊開關(guān)二極管小功率井關(guān)二極管主要使用于電視機(jī)、收錄機(jī)及苴他電子設(shè)備的開關(guān)電路、檢波電路高頻高速脈沖整流電路等口大功率開關(guān)二根管主要用于客類大功率電源性技流、高頻整流、橋式整流及其它開關(guān)電躋口反向擊穿電壓VK最有反向工作電壓、現(xiàn)正向電流工:F發(fā)向恢復(fù)時(shí)間trr在電路中起到控制電流通過或關(guān)斷的作用，成為一個(gè)理祺的電子開關(guān)口開關(guān)二極管的正向電阻很小〉反向電阻銀大』開關(guān)速度很快.發(fā)光二極管藏光二根管用于電視機(jī)等產(chǎn)品中作電源指示燈、LCD中作背光海燈、LE1顯示屏、家用照明等，用途廣泛口工作電壓vcc1E向電流工T友同屬電痛工二冏爍頻率f占空比D(%)反光峰值波長AT技粕強(qiáng)度。■:d)工作電壓銀?！队械穆稽c(diǎn)幾伏)：工作名流福小1有的僅零點(diǎn)幾亳安即可發(fā)猶);抗沖擊和抗震性能好，可里牲育』壽命長：逋過調(diào)制通過的電流強(qiáng)弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強(qiáng)弱.

變?nèi)荻O管用作自動(dòng)頻率控制、調(diào)諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路,常用于電視機(jī)高頻頭的頻道轉(zhuǎn)領(lǐng)和調(diào)諧電跖。結(jié)電容口量高度向電壓網(wǎng)結(jié)電容變化范圍是一種利用FN給電容（勢(shì)壁電容）與耳反向偏置電壓在的儂賴關(guān)系及原理制成的二極莒.反偏電壓愈大，則結(jié)電容愈小口檢被二極管檢波（也稱解調(diào)）二極管的作用是利用其單向?qū)щ娦詫⒏哳l或中頻無能電信號(hào)中的低頻信號(hào)或音頻信號(hào)取出來，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體收音機(jī)、收錄機(jī)、電視機(jī)及If信等設(shè)備的小信怎電路中.最大平均整流電流工FM反向擊穿電壓VR最高反向工作電壓VEM最高工作頻率刮其結(jié)電容低」工作頻率高（可達(dá)400MHz）處理信號(hào)幅度較弱和反向電流小等特點(diǎn)口雙向觸發(fā)二極管用于觸發(fā)雙向晶閘管及構(gòu)成過壓保護(hù)電路、定時(shí)器、移相電路等口正向轉(zhuǎn)折電壓VKI反向轉(zhuǎn)折電壓VBR正向轉(zhuǎn)折電流工ECi具有對(duì)稱性的二端半導(dǎo)體器件，可等皴于基極開降、發(fā)射板與集電極對(duì)稱的NFN晶體管；結(jié)構(gòu)簡單，儕格低廉.光敏二極管一般用于光控開關(guān)電路，光耦及路燈開關(guān)中等口最高:匚作電壓Yma