半導(dǎo)體二極管學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管第一頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。1.1.1 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦砸?、基本概念本征半?dǎo)體 純凈的半導(dǎo)體。如硅、鍺單晶體。本征激發(fā) 在室溫或光照下價(jià)電子獲得足夠能量擺脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電子，并在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位(空穴)的過程。載流子 自由運(yùn)動(dòng)的帶電粒子。自由電子(帶負(fù)電)空穴(帶正電)電子空穴成對(duì)出現(xiàn)，數(shù)量少、與溫度有關(guān)。 兩種載流子第1頁/共69頁第二頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。N型半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體硅或鍺中摻入微量五價(jià)元素，如磷、砷（雜質(zhì)）所構(gòu)成。正離子多數(shù)載流子少數(shù)載流子電子為多數(shù)載流子空穴為少數(shù)載流子載流子數(shù) 電子數(shù)P型半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體

2、硅或鍺中摻入微量三價(jià)元素，如棚、銦（雜質(zhì)）所構(gòu)成。負(fù)離子多數(shù)載流子少數(shù)載流子空穴 多子電子 少子載流子數(shù) 空穴數(shù)電中性第2頁/共69頁第三頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。二、PN結(jié)的形成1. 載流子的濃度差引起多子的擴(kuò)散2. 交界面形成空間電荷區(qū)(PN結(jié))，建立內(nèi)電場 空間電荷區(qū)特點(diǎn):無載流子，阻止擴(kuò)散進(jìn)行，利于少子的漂移。3. 擴(kuò)散和漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，形成PN結(jié)。擴(kuò)散電流 等于漂移電流， 總電流 I = 0。內(nèi)建電場載流子在電場作用下的定向運(yùn)動(dòng)PN 結(jié)的形成第3頁/共69頁第四頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。三、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?. 外加正向電壓(正向偏置)（P+、N ）P 區(qū)N 區(qū)內(nèi)電場

3、+ UR外電場IF限流電阻擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)形成正向電流 IF 。IF = I多子 I少子 I多子2. 外加反向電壓(反向偏置) （P、N+）P 區(qū)N 區(qū) +UR內(nèi)電場外電場外電場使少子背離 PN 結(jié)移動(dòng)， 空間電荷區(qū)變寬。IR漂移運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)形成反向電流 IRIR = I少子 0PN 結(jié)的單向?qū)щ娦裕?正偏呈低阻導(dǎo)通 正向電流IF較大; 反偏呈高阻截止， 反向電流為IR很小。外電場使多子向 PN 結(jié)移動(dòng),中和部分離子使空間電荷區(qū)變窄。 PN 結(jié)的單向?qū)щ娦缘?頁/共69頁第五頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。 +UR四、PN結(jié)的結(jié)電容勢壘電容 CB：PN中的電荷量隨外加電壓變化而改變所顯示的效應(yīng)（反偏時(shí)

4、顯著）。擴(kuò)散電容 CD：多子在擴(kuò)散過程中積累程度隨外加電壓變化而改變所顯示的效應(yīng)（正偏時(shí)顯著）。+ UR第5頁/共69頁第六頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。影響工作頻率的原因 PN 結(jié)的電容效應(yīng) 結(jié)論：1. 低頻時(shí)，因結(jié)電容很小，對(duì) PN 結(jié)影響很小。 高頻時(shí)，因容抗增大，使結(jié)電容分流，導(dǎo)致單向 導(dǎo)電性變差。2. 結(jié)面積小時(shí)結(jié)電容小，工作頻率高。第6頁/共69頁第七頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。1.1.2 半導(dǎo)體二極管的構(gòu)成和類型構(gòu)成：PN 結(jié) + 引線 + 管殼 = 二極管(Diode)PN陽極陰極符號(hào)：陽(正)極 ak 陰(負(fù))極 分類：按材料分硅二極管鍺二極管按用途分普通二極管整流二極

5、管穩(wěn)壓二極管開關(guān)二極管按結(jié)構(gòu)工藝分點(diǎn)接觸型面接觸型平面型第7頁/共69頁第八頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。點(diǎn)接觸型陽極引線觸絲N 型鍺片管殼陰極引線特點(diǎn)：PN結(jié)面積小結(jié)電容小適于高頻、小電流應(yīng)用：小功率整流高頻檢波開關(guān)電路陰極引線 面接觸型N型硅PN 結(jié)陽極引線鋁合金小球支架金銻合金特點(diǎn)：PN結(jié)面積大結(jié)電容小適于低頻、大電流(幾百毫安以上)應(yīng)用：整流陽極引線陰極引線集成電路中的平面型PNP 型支持襯底第8頁/共69頁第九頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。常用二極管外形圖2CZ542CZ132CZ302AP1N4001+第9頁/共69頁第十頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。微型二極管（無引線或短引

6、線的貼片元件，直接安裝在印刷電路板表面）圓柱形微型二極管SOT 23矩形微型二極管第10頁/共69頁第十一頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。1.1.3 半導(dǎo)體二極管的伏安特性一、PN 結(jié)的伏安特性方程)1e (/S TUUII反向飽和電流溫度的電壓當(dāng)量qkTUT 電子電量1.602 1023C玻爾茲曼常數(shù)1023J/K當(dāng) T = 300(27C)：UT = 26 mVU = 0 時(shí)，I = 0；U 0 時(shí)，TUUII/Se U 0 時(shí)，I IS；第11頁/共69頁第十二頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。二、二極管的伏安特性O(shè)uD /ViD /mA正向特性Uon導(dǎo)通電壓(門坎、閾值)ID = 0Uo

7、n = 0.5 V 0.1 V(硅管)(鍺管)u UonID 急劇上升0 u Uon Uon = (0.6 0.8) V硅管 0.7 V(0.1 0.3) V鍺管 0.2 V反向特性ISU (BR)反向擊穿U(BR) u 0 ID = IS 0.1 A(硅) 幾十 A (鍺)u U(BR)反向電流急劇增大(反向擊穿)第12頁/共69頁第十三頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。反向擊穿類型：電擊穿熱擊穿反向擊穿原因： 齊納擊穿：(Zener)反向電場太強(qiáng)，將電子強(qiáng)行拉出共價(jià)鍵。 (擊穿電壓 6 V，正溫度系數(shù))擊穿電壓在 6 V 左右時(shí)，溫度系數(shù)趨近零。第13頁/共69頁第十四頁，編輯于星期日：十三

8、點(diǎn) 一分。硅管的伏安特性鍺管的伏安特性604020 0.02 0.040 0.4 0.82550ID / mAUD / VID / mAUD / V0.20.4 25 50510150.010.020第14頁/共69頁第十五頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。三、溫度對(duì)二極管特性的影響604020 0.0200.42550ID / mAUD / V20C90CT 升高時(shí)，Uon以 (2 2.5) mV/ C 下降溫度每升高10 C ，IS約增大1倍一般， 硅管允許結(jié)溫 150 200C 鍺管允許結(jié)溫 75 100C 第15頁/共69頁第十六頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。1.1.4 半導(dǎo)體二極管的

9、使用常識(shí)一、二極管的型號(hào)國標(biāo)GB24974 規(guī)定：第一部分阿拉伯?dāng)?shù)字表示器件電極數(shù)第二部分字母(漢拼)表示器件材料和極性第三部分字母(漢拼)表示器件類型第四部分阿拉伯?dāng)?shù)字表示器件序號(hào)第五部分字母(漢拼)表示規(guī)格號(hào)如硅整流二極管 2 C Z 52 A二極管N型硅整流管序號(hào)規(guī)格號(hào)第16頁/共69頁第十七頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。12345電極數(shù)器件材料和極性字母表示器件類型用數(shù)字表示器件序號(hào)字母表示規(guī)格號(hào)符號(hào)意 義符號(hào)意 義符號(hào)意 義符號(hào)意 義23二極管三極管ABCDABCDEN型,鍺材料P型,鍺材料N型,硅材料P型,硅材料PNP,鍺材料NPN,鍺材料PNP,硅材料NPN,硅材料化合物材料P

10、 VW C Z L S N U K X G 普通管微波管穩(wěn)壓管參量管整流管整流堆遂道管阻尼管光電器件開關(guān)管低頻小功率管 (f3MHZ,PC1W) 高頻小功率管(f3MHZ,PC1W) D A T Y B J CS BT FH PIN JG 低頻大功率管(f3MHZ,PC1W) 高頻大功率管 (f3MHZ,PC1W) 可控整流器 體效應(yīng)器件 雪崩管 階躍恢復(fù)管 場效應(yīng)管 半導(dǎo)體特殊器件 復(fù)合管 PIN型管激光器件 表1.2.1 半導(dǎo)體器件型號(hào)組成部分的符號(hào)及其意義第17頁/共69頁第十八頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。二、二極管的主要參數(shù)1. IFM 最大整流電流(最大正向平均電流)2. URM

11、 最高反向工作電壓，為 U(BR) / 2 3. IR 反向電流(隨溫度變化,越小單向?qū)щ娦栽胶?IDUDU (BR)I FURMO4. fM 最高工作頻率(主要取決于PN結(jié)結(jié)電容大小)第18頁/共69頁第十九頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。表1.2.2 幾種二極管的典型參數(shù) 參數(shù)參數(shù)型號(hào)型號(hào)IFM/mAURM/VIR/ A fMIFMCj/pF備注備注2AP12AP1216402010 250 250150 MHz40 MHz 1 1點(diǎn)接觸點(diǎn)接觸形鍺管形鍺管2CZ52A 2CZ52D10010025200 100 1003 kHz3 kHz面接觸面接觸形硅管形硅管2CZ56E 2CZ55C1

12、0003000100300 500 10003 kHz3 kHz應(yīng)加散應(yīng)加散熱板熱板1N40021N540310003000100300第19頁/共69頁第二十頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。三、二極管管腳極性及質(zhì)量的判斷在 R 100或 R 1 k 檔測量紅表筆是(表內(nèi)電源)負(fù)極，黑表筆是(表內(nèi)電源)正極。 正反向電阻各測量一次， 測量時(shí)手不要接觸引腳。(1) 用指針式萬用表檢測*一般硅管正向電阻為幾千歐，鍺管正向電阻為幾百歐；反向電阻電阻為幾百千歐。*正反向電阻相差小為劣質(zhì)管。正反向電阻都是無窮大或零則二極管內(nèi)部斷路或短路。1k000第20頁/共69頁第二十一頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分

13、。(2) 用數(shù)字式萬用表檢測紅表筆是(表內(nèi)電源)正極，黑表筆是(表內(nèi)電源)負(fù)極。2k20k200k2M20M200在 擋進(jìn)行測量，當(dāng) PN 結(jié)完好且正偏時(shí)，顯示值為 PN 結(jié)兩端的正向壓降(V)。反偏時(shí)，顯示 。第21頁/共69頁第二十二頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。半導(dǎo)體三極管(Semiconductor Transistor)BJT 的結(jié)構(gòu)BJT 的電流分配與放大原理BJT 的特性曲線雙極型三極管BJT 的使用常識(shí)第22頁/共69頁第二十三頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。1.2.1 BJT的結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)、符號(hào)和分類NNP發(fā)射極 E基極 B集電極 C發(fā)射結(jié)集電結(jié)基 區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)emitt

14、erbasecollectorNPN 型PPNEBCPNP 型分類：按材料分： 硅管、鍺管按結(jié)構(gòu)分： NPN、 PNP按使用頻率分： 低頻管、高頻管按功率分：小功率管 1 WECBECB第23頁/共69頁第二十四頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。BJT 外形和引腳EBCECBEBCBECEBC第24頁/共69頁第二十五頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏:UC UB UE集電結(jié)反偏:UC UB 1IE = IC + IB = (1+ ) IB IC = IB UCEUCE = UR= IC RC電壓放大倍數(shù):IOUUAu ICC

15、URI 第29頁/共69頁第三十頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。RcVCCIBIERb+UBE+UCEVBBcebIC例 輸入電壓UI = 30 mV, 引起 IB = 30 A,設(shè) = 40， RC = 1 k，求 IC、Au。解：IC = IB = 40 30 A = 1.2 mAUO = UCE= IC RC= 1.2 mA 1 k = 1.2 VIOUUAu 40 mV30V2 . 1 第30頁/共69頁第三十一頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。1.2.3 BJT 的特性曲線一、共發(fā)射極輸入特性輸入回路輸出回路常數(shù)常數(shù) CE)(BEBuufi0CE u與二極管特性相似iBiEiCBEuB

16、iO0CE uV 1CE u0CE uV 1CE u特性基本重合(電流分配關(guān)系確定)特性右移(因集電結(jié)開始吸引電子)導(dǎo)通電壓 uBE硅管： (0.6 0.8) V鍺管： (0.2 0.3) V取 0.7 V取 0.2 V+VCCRcC1C2RL+Rb+ui+ uo+ uBE+ uCEiBRb+uBEVCC+VCCRb第31頁/共69頁第三十二頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。二、共發(fā)射極輸出特性常數(shù)常數(shù) B)(CECiufiiC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321ICEO水平部分為何略上翹？ 由于uCE增大時(shí)，集電結(jié)空間電荷區(qū)變寬

17、，基區(qū)變窄，使載流子在基區(qū)復(fù)合的機(jī)會(huì)減小，即電流放大系數(shù)增大，稱基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)。第32頁/共69頁第三十三頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。三、PNP型 BJT共發(fā)射極特性曲線輸入特性O(shè)0CE uV 1CE u0.1 0.2 0.3 0.4806040 20 iB /A uBE /V輸出特性iC / mA uCE /V80 A60 A40 A20 AIB = 0O 2 4 6 8 4321第33頁/共69頁第三十四頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。RcVCCRb+UBE+UCEVBBceb例 1.2.2（教材例 2.1.1 ）已知放大電路中三個(gè)極的電位分別為：U1 = 4V, U2 = V， U

18、3 = V，判斷BJT類型、制造材料及電極。解RcVCCRb+UBE+UCEVBBcebNPN管UC UB UEPNP管UC UB UE硅管： UBE = 0.7 V ；鍺管： UBE = 0.2 V 本例中：U1 U3 200第36頁/共69頁第三十七頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。2. 極間反向飽和電流(1) 集電極 基極反向飽和電流 ICBOICBOVCCAbce(2) 集電極 - 發(fā)射極反向飽和電流 ICEOICEOVCCAbceICEO =（1+ ）ICBO第37頁/共69頁第三十八頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。BJT的主要極限參數(shù)1. ICM 集電極最大允許電流，超過時(shí) 值明顯降

19、低。U(BR)CBO 發(fā)射極開路時(shí) C、B 極間反向擊穿電壓。2. PCM 集電極最大允許功率損耗PC = iC uCE。3. U(BR)CEO 基極開路時(shí) C、E 極間反向擊穿電壓。U(BR)EBO 集電極極開路時(shí) E、B 極間反向擊穿電壓。U(BR)CBO U(BR)CEO U(BR)EBO已知: ICM = 20 mA, PCM = 100 mW，U(BR)CEO = 20 V，當(dāng) UCE = 10 V ，IC mA當(dāng) UCE = 1 V， IC mA當(dāng) IC = 2 mA， UCE V 102020iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全 工 作 區(qū)第38頁/共69頁第三十

20、九頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。三、BJT 的選管原則1. 使用時(shí)不能超過極限參數(shù)（ICM , PCM ,U(BR)CEO ）。2. 工作在高頻條件下應(yīng)選用高頻或超高頻管; 工作在開關(guān)條件下應(yīng)選用速度足夠高的開關(guān)管。3. 要求反向電流小、允許結(jié)溫高且溫變大時(shí)，選硅管; 要求導(dǎo)通電壓低時(shí)選鍺管。4. 同型號(hào)管，優(yōu)先選用反向電流小的 。值不宜過大，一般以幾十 一百左右為宜。（進(jìn)口小功率管較大，如9013、9014等 在200以上）第39頁/共69頁第四十頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。半導(dǎo)體二極管的基本應(yīng)用1.3.1 單相橋式整流濾波電路1.3.2 硅高壓整流堆簡介1.3.3 限幅電路第40頁/

21、共69頁第四十一頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。1.3.1 單相橋式整流濾波電路一、單相橋式整流D3RLD4D2D1u1u2+uoioRLD4D3D2D1+uou2u1輸入正半周1. 工作原理輸入負(fù)半周+uotOtOtOtO2323Im2233uOu2uDiD= iO22U22UU2第41頁/共69頁第四十二頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。2. 負(fù)載上直流電壓 UO 和直流電流 IO 的計(jì)算)(sin 2 102OttdUU 2O 22UU 29 . 0 U LOORUI L29 . 0RU 3. 二極管參數(shù)的計(jì)算二極管平均電流OD21II L245. 0RU 二極管最大反向壓2DRM2UU

22、第42頁/共69頁第四十三頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。單相半波單相半波單相全波單相全波單相橋式單相橋式電路電路原理圖原理圖輸出直流輸出直流電壓電壓UO0.45U20.9U20.9U2二極管平二極管平均電流均電流IDIO0.5IO0.5IO最高反壓最高反壓 UDRM優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單輸出波形脈動(dòng)小輸出波形脈動(dòng)小輸出波形脈動(dòng)小輸出波形脈動(dòng)小二極管承受反壓小二極管承受反壓小缺點(diǎn)缺點(diǎn)輸出波形脈動(dòng)大輸出波形脈動(dòng)大輸出電壓低，輸出電壓低，二極管承受反壓高二極管承受反壓高變壓器要求有抽頭變壓器要求有抽頭需要四只二極管需要四只二極管表1.3.1 各種單相整流電路的比較22U22U222UiO+u2u

23、1+uOiO+u2u1+uOiO+u2u1+uOiD1第43頁/共69頁第四十四頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。例 1.3.1 一單相橋式整流電路，要求UO= 40V， IO= 2A，220V交流電源，試選擇整流二極管。解：變壓器副邊電壓有效值為OO21 . 1 .90 UUU 44.4VV 401 . 1 二極管承受最高反壓為2DRM2UU V 62.8V 4 .442 二極管的平均電流為OD21II A1 A221 可選擇 2CZ56CURM = 100 VIFM = 3 A第44頁/共69頁第四十五頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。二、 硅整流組合管外形表1.4.2 幾種硅整流組合管的典型

24、參數(shù) 參數(shù)參數(shù)型號(hào)型號(hào)IFM/AUDRM/VIR/ AUF/VQL20.05251000 10 1.2QL20.2QL30.5QL45 20第45頁/共69頁第四十六頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。io + uo= uc RLD1D4D3D2+u1. 電容濾波V 導(dǎo)通時(shí)給 C 充電，V 截止時(shí) C 向 RL 放電；（1）工作原理濾波后 uo 的波形變得平緩，平均值提高。電容充電電容放電C三、濾波電路第46頁/共69頁第四十七頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。RC 越大 UO 越大（2）波形及參數(shù)計(jì)算2O2U U 當(dāng) RL = 時(shí)：OtuO222U當(dāng) RL 為有限值時(shí)：2O229 . 0UUU R

25、L = 輸入交流電壓的周期當(dāng)滿足：2)53(LdTCR UO = (1.1 1.2) U2LOORUI LO)2 . 11 . 1(RU L2LOD2)2 . 11 . 1(2RURUI I2 = (1.5 2) IO變壓器副邊繞組電流有效值第47頁/共69頁第四十八頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。（3）輸出特性O(shè)UO22UIO2 9 . 0U 輸出電壓隨輸出電流的增大而明顯降低，帶負(fù)載能力差。 一般用于負(fù)載電流較小且變化不大的場合。電容濾波：優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，輸出直流電壓較高，紋波較小。缺點(diǎn)：帶負(fù)載能力差。第48頁/共69頁第四十九頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。例 要求直流輸出電壓 UO =

26、 24 V， IO= 120 mA，220V的交流電源頻率 f = 50 Hz，采用單相橋式整流電容濾波，選擇元件。 解1. 電源變壓器參數(shù)計(jì)算V 202 . 1242 . 1O2 UU變壓器變比：11V 20V 22021 UUK變壓器副邊電流：I2= 2IO= 2120 mA= 240 mA2. 整流二極管選擇二極管平均電流：mA 06mA 2012121OD II承受最高反壓：V 2 .2822DRM UU2CZ53B:IF = 0.3 AURM = 50 V硅堆QL3:0.2 A, 50 V3. 選濾波電容s 04. 050/122 L TCR取取L2RTC OO/2IUT F 200

27、 40s 0.04 電解電容:200 F耐壓 50 V 第49頁/共69頁第五十頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。2. 電感濾波io + uo RLD1D4D3D2+u2+u1L整流后的輸出電壓：直流分量被電感 L 短路交流分量主要降在 L 上優(yōu)點(diǎn)：頻率越高，L 越大， RL越小，濾波效果越好。缺點(diǎn)：電感鐵心笨重、體積大。適用于負(fù)載電流較大且負(fù)載變化大的場合。第50頁/共69頁第五十一頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。2. 復(fù)式濾波復(fù)式濾波 型 型RCLCLC第51頁/共69頁第五十二頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。表1.4.3 各種濾波器的比較類型類型電容濾波電容濾波電感濾波電感濾波RC - 型

28、型LC - 型型LC - 型型UO 1.2 UO 1.2 UO 1.2 UO 1.2 UO 0.9 UO二極管二極管沖擊電流沖擊電流大大小小大大大大小小帶載能力帶載能力差差強(qiáng)強(qiáng)差差差差強(qiáng)強(qiáng)適用場合適用場合小電流小電流大電流大電流小電流小電流小電流小電流大大/小電流小電流其它特點(diǎn)其它特點(diǎn)電路電路簡單簡單電感笨重電感笨重成本高成本高脈動(dòng)成分脈動(dòng)成分減小，但減小，但 R 上有直上有直流壓降流壓降脈動(dòng)成分脈動(dòng)成分減小，但減小，但電感笨重電感笨重成本高成本高脈動(dòng)成分脈動(dòng)成分減小，適減小，適應(yīng)性較強(qiáng)，應(yīng)性較強(qiáng)，但有電感但有電感第52頁/共69頁第五十三頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。1. 結(jié)構(gòu)多個(gè)高壓硅整

29、流二極管串聯(lián)后封裝而成2. 外形DH262CGL2CL513. 用途要求承受高反壓的場合,如靜電噴漆、除塵等表1.4.4 幾種高壓硅堆的主要參數(shù) 參數(shù)參數(shù)型號(hào)型號(hào)IFM/mAURM/VUF/V IR/ ATjM/C2CG1020210 20 20 40 2 1002DGL1A512 30 20 50101251.3.2 硅高壓整流堆 (高壓硅堆) 簡介第53頁/共69頁第五十四頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。4. 倍壓整流電路22U222U222Uu2 負(fù)半周，D2導(dǎo)通, C2充電至222Uu2 再次正半周，D1 ,D3導(dǎo)通, C1充電至 ,C3充電至22U222Uu2再次負(fù)半周，D2 ,D4

30、導(dǎo)通, C2充電至 ,C4充電至222U222Uu2 正半周，D1導(dǎo)通, C1充電至22U222U223U224U倍壓整流電路只適于負(fù)載電流很小的場合第54頁/共69頁第五十五頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。D1D2uiuORUC1 UC21.3.3 限幅電路ui 正半周:ui UC1時(shí):uO = UC1D1 導(dǎo)通 D2截止ui 負(fù)半周:| ui | UC2時(shí):D2 導(dǎo)通 D1 截止uO = UC2OtuOOtuiUC1UC2UC1UC2第55頁/共69頁第五十六頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。特殊二極管穩(wěn)壓管變?nèi)荻O管光電器件第56頁/共69頁第五十七頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。1.4.

31、1 穩(wěn)壓管一、硅穩(wěn)壓管及其伏安特性符號(hào)工作條件：反向擊穿a k特性IUOUZIZminIZMUZIZ IZ+ +特點(diǎn)：* 正向特性與普通二極相同* 反向擊穿特性較陡* 反向擊穿電壓 幾 幾十V， 在允許范圍內(nèi)為電擊穿第57頁/共69頁第五十八頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。二、主要參數(shù)1. 穩(wěn)定電壓 UZ 流過規(guī)定電流時(shí)穩(wěn)壓管 兩端的反向電壓值。2. 穩(wěn)定電流 IZ 越大穩(wěn)壓效果越好， 小于 Imin 時(shí)不穩(wěn)壓。3. 最大工作電流 IZM 最大耗散功率 PZMP ZM = UZ IZM4. 動(dòng)態(tài)電阻 rZrZ = UZ / IZ 越小穩(wěn)壓效果越好。幾 幾十 IUOUZIZminIZMUZIZ

32、IZ第58頁/共69頁第五十九頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。5. 穩(wěn)定電壓溫度系數(shù) CT%100ZZTV TUUC一般，UZ 4 V，CTV 7 V，CTV 0 (為雪崩擊穿)具有正溫度系數(shù)；4 V UZ 7 V，CTV 很小。表1.4.1 幾種硅半導(dǎo)體穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù) 參數(shù)參數(shù)型號(hào)型號(hào)UZ / VIZ / mAIZM / mArZ / CTV/ (%/C)PZM/ W2CW552CW712DW7A*6.2 7.535 405.8 6.61031033630 15 100 25 0.06 0.10 0.050.250.250.25第59頁/共69頁第六十頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。具

33、有溫度補(bǔ)償?shù)?DW系列123正溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù)2DW1 2 3對(duì)應(yīng)正極三、使用穩(wěn)壓管注意事項(xiàng)必須工作在反向偏置(利用正向特性穩(wěn)壓除外)。工作電流應(yīng)在 IZ 和 IZM之間。串聯(lián)使用時(shí)，穩(wěn)壓值等于各管穩(wěn)壓值之和。 不能并聯(lián)使用，以免因不同管子穩(wěn)壓值的差異造成電流分配不均勻，引起管子過載損壞。第60頁/共69頁第六十一頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。例 已知 UZ1 = 8 V， UZ2 = 6 V ， ui = 12sin t V ，畫uO波形。 解ui 正半波 ，DZ1反偏， DZ2正偏當(dāng)ui UZ1+ UF2 = 8.7 V時(shí)， DZ1反向擊穿， DZ2正向?qū)╱i 負(fù)半波 ，DZ1正偏， DZ2反偏當(dāng)| ui | UF1+UZ2 = 6.7 V時(shí)， DZ2反向擊穿， DZ1正向?qū)ǖ?1頁/共69頁第六十二頁，編輯于星期日：十三點(diǎn) 一分。三、使用注意事項(xiàng)1. 穩(wěn)壓時(shí)必須反向偏置；2. 必須串接限流電阻，以保證 IZ I IZM。3. 反向擊穿電壓較普通二極管小， 幾 幾十V。串聯(lián)使用時(shí)穩(wěn)壓值為各管