二極管整流電路工作原理課件

1、項(xiàng)目六項(xiàng)目六二極管及其在汽車中的應(yīng)用二極管及其在汽車中的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：l熟悉二極管的結(jié)構(gòu)組成及種類；l了解各種二極管的特性及應(yīng)用；l了解半波整流電路。半 導(dǎo) 體N N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體：導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體導(dǎo)體，金屬，金屬一般都是導(dǎo)體。一般都是導(dǎo)體。絕緣體：絕緣體：有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體絕緣體，如橡，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。皮、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為體之

2、間，稱為半導(dǎo)體半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。和一些硫化物、氧化物等。半導(dǎo)體半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。例如：不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。例如： 當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能 力明顯變化。力明顯變化。 往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使 它的導(dǎo)電能力明顯改變。它的導(dǎo)電能力明顯改變。 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)GeSi通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)

3、體制成晶體晶體。現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。本征半導(dǎo)體：本征半導(dǎo)體：完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成原子與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵共價(jià)鍵，共用一對價(jià)電子。，共用一對價(jià)電子。硅和鍺的晶體硅和

4、鍺的晶體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共共價(jià)鍵共用電子對用電子對+4+4+4+4+4+4表示除表示除去價(jià)電子去價(jià)電子后的原子后的原子共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛電子束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子自由電子，因此本征半，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合

5、力，使原子規(guī)共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。則排列，形成晶體。+4+4+4+4二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理在絕對在絕對0度度（T=0K）和沒有外界激發(fā)時(shí)和沒有外界激發(fā)時(shí), ,價(jià)電子完價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運(yùn)動(dòng)的帶電全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即粒子（即載流子載流子），它的導(dǎo)電能力為），它的導(dǎo)電能力為 0，相當(dāng)于絕緣體。，相當(dāng)于絕緣體。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子自由電子，同時(shí)共價(jià)，同時(shí)共

6、價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴空穴。1.1.載流子、自由電子和空穴載流子、自由電子和空穴+4+4+4+4自由電子自由電子空穴空穴束縛電子束縛電子2.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸在其它力的作用下，空穴吸引附近的電子來填補(bǔ)，這樣引附近的電子來填補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴的移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。是載流子。本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子自由電子和和空穴空穴。溫度越

7、高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成： 1. 自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。 2. 空穴移動(dòng)產(chǎn)生的電流?？昭ㄒ苿?dòng)產(chǎn)生的電流。雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生

8、顯著變化。其原因是摻使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。P 型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為（空穴半導(dǎo)體）。稱為（空穴半導(dǎo)體）。N 型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為（電子半導(dǎo)體）。也稱為（電子半導(dǎo)體）。一、一、N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層

9、有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相鄰的磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)這樣磷原子就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)磷原子給出一個(gè)電子，稱為磷原子給出一個(gè)電子，稱為施主原子施主原子。+4+4+5+4多余多余電子電子磷原子磷原子N 型半導(dǎo)體中型半導(dǎo)體中的載流子是什的載流子是什么？么？1 1、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同

10、。2 2、本征半導(dǎo)體中成對產(chǎn)生的電子和空穴。、本征半導(dǎo)體中成對產(chǎn)生的電子和空穴。摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱為度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱為多數(shù)載流子多數(shù)載流子（多子多子），空穴），空穴稱為稱為少數(shù)載流子少數(shù)載流子（少子少子）。）。二、二、P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦），在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相鄰的層有三個(gè)價(jià)電

11、子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來填補(bǔ)，使得硼原引束縛電子來填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。由于硼原子接受電子，所子。由于硼原子接受電子，所以稱為以稱為受主原子受主原子。+4+4+3+4空穴空穴硼原子硼原子P 型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體雜質(zhì)雜質(zhì)型半導(dǎo)體多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但由于數(shù)型半導(dǎo)體多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但由

12、于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。質(zhì)濃度相等。二、二、 PN結(jié)結(jié) PN 結(jié)的形成結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P 型半導(dǎo)型半導(dǎo)體和體和N 型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴(kuò)散，在它們的型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了交界面處就形成了PN 結(jié)。結(jié)。P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場內(nèi)電場E漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。內(nèi)電場越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，內(nèi)電場越強(qiáng)

13、，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。而漂移使空間電荷區(qū)變薄?？臻g電荷區(qū)，空間電荷區(qū)，也稱耗盡層。也稱耗盡層。漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場內(nèi)電場E所以擴(kuò)散和漂移這一對相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩所以擴(kuò)散和漂移這一對相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。+空間空間電荷電荷區(qū)區(qū)N型區(qū)型區(qū)P型區(qū)型區(qū)電位電位VV01 1、空間電荷區(qū)中沒有載流子。、空間電荷區(qū)中沒有載流子。2 2、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場阻礙、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場阻礙P P中的空穴、中的空穴、N區(qū)區(qū)

14、 中的電子（中的電子（都是多子都是多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)）。）。3 3、P 區(qū)中的電子和區(qū)中的電子和 N區(qū)中的空穴（區(qū)中的空穴（都是少都是少），），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。注意注意: :PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?PN 結(jié)結(jié)加上正向電壓加上正向電壓、正向偏置正向偏置的意思都是的意思都是： P 區(qū)區(qū)加正、加正、N 區(qū)加負(fù)電壓。區(qū)加負(fù)電壓。 PN 結(jié)結(jié)加上反向電壓加上反向電壓、反向偏置反向偏置的意思都是：的意思都是： P區(qū)區(qū)加負(fù)、加負(fù)、N 區(qū)加正電壓。區(qū)加正電壓。+RE二、二、PN 結(jié)正向偏置結(jié)正向偏置內(nèi)電場內(nèi)電場外電

15、場外電場變薄變薄PN+_內(nèi)電場被削弱，多子的擴(kuò)散加內(nèi)電場被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流。強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流。三、三、PN 結(jié)反向偏置結(jié)反向偏置+內(nèi)電場內(nèi)電場外電場外電場變厚變厚NP+_內(nèi)電場被被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散內(nèi)電場被被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流。反向電流。RE 四、晶體二極管四、晶體二極管1 1、基本結(jié)構(gòu)、基本結(jié)構(gòu)PN 結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。引線引線外殼線外殼線觸絲線觸絲線基片基片點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型PN結(jié)結(jié)面接觸型面接觸

16、型PN二極管的電路符號(hào)二極管的電路符號(hào)： 2 2、伏安特性、伏安特性UI死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅管硅管0.6V,鍺管鍺管0.2V。導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降: : 硅管硅管0.60.7V,鍺管鍺管0.20.3V。反向擊穿電反向擊穿電壓壓UBR3、主要參數(shù)、主要參數(shù)1）. 最大整流電流最大整流電流 IOM二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。均電流。2）. 反向擊穿電壓反向擊穿電壓UBR二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。手二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過

17、熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓冊上給出的最高反向工作電壓UWRM一般是一般是UBR的一的一半。半。3）. 反向電流反向電流 IR 指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用是主要利用以上均是二極管

18、的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦?，主要?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。下面它的單向?qū)щ娦?，主要?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。下面介紹兩個(gè)交流參數(shù)。介紹兩個(gè)交流參數(shù)。二極管：二極管：死區(qū)電壓死區(qū)電壓=0 .5V，正向壓降，正向壓降 0.7V(硅二極管硅二極管) 理想二極管：理想二極管：死區(qū)電壓死區(qū)電壓=0 ，正向壓降，正向壓降=0 RLuiuouiuott二極管的應(yīng)用舉例二極管的應(yīng)用舉例1：二極管半波整流二極管半波整流普通二極管普通二極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管進(jìn)入穩(wěn)壓區(qū)的最小電流進(jìn)入穩(wěn)壓區(qū)的最小電流不至于損壞的最大電流不至于損壞的最大電流 由一個(gè)由一個(gè)PN結(jié)組結(jié)組成，

19、反向擊穿后成，反向擊穿后在一定的電流范在一定的電流范圍內(nèi)端電壓基本圍內(nèi)端電壓基本不變，為穩(wěn)定電不變，為穩(wěn)定電壓。壓。光電二極管光電二極管又名光敏傳感器整流電路的任務(wù)：整流電路的任務(wù)：把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓。電壓。五、單相整流電路五、單相整流電路常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式和倍壓整流等。橋式和倍壓整流等。為分析簡單起見，把二極管當(dāng)作理想元件處理，即為分析簡單起見，把二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管的正向?qū)娮铻榱悖聪螂娮铻闊o窮大。二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。t uo(4) 輸出電壓平均值

20、（輸出電壓平均值（Uo）：）：(1) 輸出電壓波形輸出電壓波形：u1u2aTbDRLuoiL202245. 0221UUtduUoo(3) 二極管上承受的最高電壓：二極管上承受的最高電壓：22UURM(2) 二極管上的平均電流：二極管上的平均電流：ID = IL單相半波整流電路的工作原理單相半波整流電路的工作原理u2 0 時(shí)，二極管時(shí)，二極管導(dǎo)通。導(dǎo)通。iLu1u2aTbDRLuo忽略二極管正忽略二極管正向壓降：向壓降： uo=u2u1u2aTbDRLuoiL=0u20 時(shí)時(shí)D1,D3導(dǎo)通導(dǎo)通D2,D4截止截止電流通路電流通路:A D1RLD3Bu20 時(shí)時(shí)D2,D4導(dǎo)通導(dǎo)通D1,D3截止截止

21、電流通路電流通路:B D2RLD4A輸出是脈動(dòng)的直流電壓！輸出是脈動(dòng)的直流電壓！u2tt橋式整流電路輸出波形橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形及二極管上電壓波形uD4,uD2uD3,uD1tuou2D4D2D1D3RLuoAB三、主要參數(shù)：三、主要參數(shù)：輸出電壓平均值：輸出電壓平均值：Uo=0.9U2輸出電流平均值輸出電流平均值:Io= Uo/RL =0.9 U2 / RL 流過二極管的平均電流：流過二極管的平均電流：Iv=IL/2二極管承受的最大反向電壓：二極管承受的最大反向電壓：URM=22U+41232+43VuuVVO21LVR-u2ttuOUUoIoUUoIoUUoUIo整流電壓

22、平均值t0uot0uot0uo電 路整流電壓波形UUo45. 0UUo9 . 0UUo9 . 0二極管平均電流oI2oI2oI二極管反向電壓UU41. 12UU41. 12UU83. 222i DTrRabuuoD例例有一單相整流電路,負(fù)載電阻為 750,變壓器副邊電壓為20V，試求Uo，Io及UDRM,并選用二極管。解解VUUo92045. 045. 0mARUILoo127509VUUDRM2 .282022查二極管參數(shù)，選用2AP4(16mA,50V)。為了使用安全此項(xiàng)參數(shù)選擇應(yīng)比計(jì)算值大一倍左右。UUoIo+41232+43VuuVVO21LVR- 三相橋式整流電路三相橋式整流電路整流

23、器件整流器件: 二極管二極管六個(gè)橋臂都是二極管六個(gè)橋臂都是二極管,其中三個(gè)其中三個(gè)二極管二極管組成組成共陰極的整流電路共陰極的整流電路,陰極聯(lián)成一點(diǎn)陰極聯(lián)成一點(diǎn)d; 另外另外三個(gè)二極管組成三個(gè)二極管組成共陽極的不控整流共陽極的不控整流電路電路,陽極聯(lián)成一點(diǎn)陽極聯(lián)成一點(diǎn)e。 輸出電壓輸出電壓ud=ude2sin()22sin()322sin()3abcuUtuUtuUt式中式中U是輸入交流相電壓的有效值是輸入交流相電壓的有效值uduaubucVD1 VD2 VD3 iVD1iVD2iVD3iVD4iVD5iVD6VD4VD5VD6aj jbj jcj jRLde一、工作原理一、工作原理（1）輪換

24、導(dǎo)電情況：）輪換導(dǎo)電情況： VD4,VD5,VD6連成共陰極的三相整流電路連成共陰極的三相整流電路,陰極陰極連到連到d點(diǎn)點(diǎn), ，a點(diǎn)電位點(diǎn)電位 最高，最高，VD4 導(dǎo)通，導(dǎo)通， ，b點(diǎn)電位點(diǎn)電位 最高，最高，VD5 導(dǎo)通，導(dǎo)通， ，c點(diǎn)電位點(diǎn)電位 最高，最高，VD6 導(dǎo)通，導(dǎo)通， 每個(gè)二極管導(dǎo)電每個(gè)二極管導(dǎo)電120o，d點(diǎn)電位為點(diǎn)電位為 三相交流電的三相交流電的波頂連線波頂連線。aj jbawtwtwt cbwtwtwt acwtwtwt bj jcj jadj jj j bdj jj j cdj jj j cbaj jj jj j,共陰極二極管的導(dǎo)通規(guī)律共陰極二極管的導(dǎo)通規(guī)律:那個(gè)二極管的陽

25、極電那個(gè)二極管的陽極電位高位高,它對應(yīng)的二極管導(dǎo)通它對應(yīng)的二極管導(dǎo)通.uduaubucVD1 VD2 VD3 iVD1iVD2iVD3iVD4iVD5iVD6VD4VD5VD6aj jbj jcj jRLde VD1、VD2、VD3構(gòu)成共陽極的三相整流構(gòu)成共陽極的三相整流電路。電路。 共陽極二極管的導(dǎo)電規(guī)律共陽極二極管的導(dǎo)電規(guī)律為：陰極電位最為：陰極電位最低的一個(gè)二極管導(dǎo)電。低的一個(gè)二極管導(dǎo)電。 （120o期間），期間），c點(diǎn)電位點(diǎn)電位 最低，最低，VD3導(dǎo)通，導(dǎo)通， （120o期間），期間）， a點(diǎn)電位點(diǎn)電位 最低，最低，VD1導(dǎo)通導(dǎo)通 ，b點(diǎn)電位點(diǎn)電位 最高，最高，VD2導(dǎo)通導(dǎo)通cj ja

26、cwtwtwt bwtwt bj jbj jcej jj j aej jj j bej jj j bawtwtwt 是二極管的自然換流點(diǎn)。是二極管的自然換流點(diǎn)。故一周期內(nèi)，故一周期內(nèi)，e點(diǎn)的電位點(diǎn)的電位 為為 的的負(fù)負(fù)的波頂連線的波頂連線,bacwtwtwtej jcbaj jj jj j,uduaubucVD1 VD2 VD3 iVD1iVD2iVD3iVD4iVD5iVD6VD4VD5VD6aj jbj jcj jRLde（2）整流電壓波形：）整流電壓波形： 以變壓器中點(diǎn)為以變壓器中點(diǎn)為0，整流后的輸出電壓：，整流后的輸出電壓：eddeduuj jj j 0wta期間，期間， 最高，對應(yīng)的

27、二極管最高，對應(yīng)的二極管VD6導(dǎo)通導(dǎo)通, 最低最低,對應(yīng)的二極管對應(yīng)的二極管VD2導(dǎo)通導(dǎo)通,電流方向：電流方向：cVD6dRLeVD2b,dcebj jj j j jj j 22sin()322sin()32sin()32dcbcbuuUtUtUtjjcj jbj j輸出電壓波形圖輸出電壓波形圖uduaubucVD1 VD2 VD3 iVD1iVD2iVD3iVD4iVD5iVD6VD4VD5VD6aj jbj jcj jRLde2sin()22sin()322sin()3abcuUtuUtuUt wtawtc : 最高最高,VD4導(dǎo)通導(dǎo)通; 最底最底VD2導(dǎo)通導(dǎo)通; 電流方向電流方向:aVD

28、4dRLeVD2b beadj jj jj jj j ,22 sin2 sin()33 2 sin()6dabababuuUtUtUtujj wtcwtb: 最高最高,VD4導(dǎo)通導(dǎo)通; 最低最低 ,VD3導(dǎo)通導(dǎo)通 ; 電流方向電流方向:aVD4dRLeVD3cceadj jj jj jj j ,22 sin2 sin()33 2 sin()6dacacuuUtUtUtjjaj jbj jaj jcj j輸出電壓波形圖輸出電壓波形圖uduaubucVD1 VD2 VD3 iVD1iVD2iVD3iVD4iVD5iVD6VD4VD5VD6aj jbj jcj jRLde wtbwta， 最高最高,

29、VD5導(dǎo)通導(dǎo)通; 最低最低,VD3導(dǎo)通導(dǎo)通;電流方向電流方向:bVD5dRLeVD3c,dbecj jj j j jj j 22sin()322sin()3 2sin()32dbcbcbccbuuuUtUtuUtjj bj jcj jwtawtc: 為最高，為最高，VD5導(dǎo)通導(dǎo)通; 最最低低,VD1導(dǎo)通導(dǎo)通;電流方向電流方向:bVD5dRLeVD1aaebdj jj jj jj j ,3 2sin()6dbabaabuuuUtjjbj jaj j輸出電壓波形圖輸出電壓波形圖uduaubucVD1 VD2 VD3 iVD1iVD2iVD3iVD4iVD5iVD6VD4VD5VD6aj jbj j

30、cj jRLdewtcwtb: 為最高，為最高，VD6導(dǎo)通導(dǎo)通; 最低最低,VD1導(dǎo)通導(dǎo)通;電流方向電流方向:cVD6dRLeVD1a cj jaecdj jj jj jj j ,32sin()6dcacaacuuuUtjjwtbwta: 為最高，為最高，VD6導(dǎo)通導(dǎo)通; 最低最低,VD2導(dǎo)通導(dǎo)通;電流方向電流方向:cVD6dRLeVD2b becdj jj jj jj j ,23sin()6dcbcbbcuuuUtjjaj jcj jbj juduaubucVD1 VD2 VD3 iVD1iVD2iVD3iVD4iVD5iVD6VD4VD5VD6aj jbj jcj jRLdeUl 是輸入線

31、電壓的有效值是輸入線電壓的有效值三相橋式整流的輸出電三相橋式整流的輸出電壓波形為三相線電壓波壓波形為三相線電壓波形的波頂連線形的波頂連線輸出電壓波形圖輸出電壓波形圖輸出電壓的平均值輸出電壓的平均值:有效值與峰值的關(guān)系有效值與峰值的關(guān)系:26261()/333 2sin() ()63 63 22.341.35dabllUu dtUtdtUUUUU是相電壓的有效值是相電壓的有效值幾種常見的硅整流橋外形：幾種常見的硅整流橋外形：+ A C -+- + - 二、濾波電路二、濾波電路濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 電容與負(fù)載電容與負(fù)載 RL 并聯(lián)，或并聯(lián)，或電感與負(fù)載電感與負(fù)載RL串聯(lián)。串聯(lián)。交

32、流交流電壓電壓脈動(dòng)脈動(dòng)直流電壓直流電壓整流整流濾波濾波直流直流電壓電壓原理：原理：利用儲(chǔ)能元件利用儲(chǔ)能元件電容電容兩端的電壓兩端的電壓(或通過或通過電電感感中的電流中的電流)不能突變的特性不能突變的特性, 濾掉整流電濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。濾波器濾波器 整流電路僅將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)的直流電壓。這種電壓對許多電子設(shè)備遠(yuǎn)達(dá)不到要求，往往再加接濾波器濾波器以改善電壓的脈動(dòng)程度。一、電容濾波器一、電容濾波器(C濾波器濾波器)TrDRLabuC =uoCt0ut0uD截止D導(dǎo)通D導(dǎo)通D截止截止D導(dǎo)通電容濾波器的作用電容濾波器的作用電容濾波電路電容濾波電路以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，其電路如圖所示。其電路如圖所示。一、濾波原理一、濾波原理橋式整流電容濾波電路橋式整流電容濾波電路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+1. RL未接入時(shí)未接入時(shí)(忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot設(shè)設(shè)t1時(shí)