第6章直流電源電路-電路與模擬電子技術(shù)

第7章直流電源電路7.1半導(dǎo)體二極管7.3電源濾波7.4穩(wěn)壓二極管7.5穩(wěn)壓電路7.2整流電路17.1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)，例如金屬。絕緣體：電阻率很高的物質(zhì)，幾乎不導(dǎo)電，如橡皮、陶瓷、塑料和石英等。半導(dǎo)體：導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，例如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等半導(dǎo)體的特點(diǎn)當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能力明顯變化。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。21.本征半導(dǎo)體GeSi本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理純凈的半導(dǎo)體。如：硅和鍺1）最外層四個(gè)價(jià)電子。2）共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)+4+4+4+4共價(jià)鍵共用電子對(duì)+4表示除去價(jià)電子后的原子3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，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子，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。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)。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。+4+4+4+443）在絕對(duì)0度和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí),價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒(méi)有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即載流子），它的導(dǎo)電能力為0，相當(dāng)于絕緣體。+4+4+4+44）在熱或光激發(fā)下，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴。+4+4+4+4空穴束縛電子自由電子5可見因熱激發(fā)而出現(xiàn)的自由電子和空穴是同時(shí)成對(duì)出現(xiàn)的，稱為電子空穴對(duì)。6在其它力的作用下，空穴吸引臨近的電子來(lái)填補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。+4+4+4+45）自由電子和空穴的運(yùn)動(dòng)形成電流7本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。溫度越高載流子的濃度越高本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。歸納82.雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體使某種載流子濃度大大增加。在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)。1）N型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體（四價(jià)）中摻入少量的五價(jià)元素磷，使自由電子濃度大大增加。多數(shù)載流子（多子）：電子。取決于摻雜濃度；少數(shù)載流子（少子）：空穴。取決于溫度。9+4+4+5+4N型半導(dǎo)體多余電子磷原子102）P型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體（四價(jià)）中摻入少量的三價(jià)元素硼，使空穴濃度大大增加。多數(shù)載流子（多子）：空穴。取決于摻雜濃度；少數(shù)載流子（少子）：電子。取決于溫度。+4+4+3+4空穴硼原子11歸納3、雜質(zhì)半導(dǎo)體中起導(dǎo)電作用的主要是多子。4、N型半導(dǎo)體中電子是多子，空穴是少子；

P型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。1、雜質(zhì)半導(dǎo)體中兩種載流子濃度不同，分為多數(shù)載流子和少數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱多子、少子）。2、雜質(zhì)半導(dǎo)體中多數(shù)載流子的數(shù)量取決于摻雜濃度，少數(shù)載流子的數(shù)量取決于溫度?！簟簟簟?2雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體13一、PN結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，經(jīng)過(guò)載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了PN結(jié)。

因濃度差

多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)

空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)促使少子漂移

內(nèi)電場(chǎng)阻止多子擴(kuò)散

7.1.1PN結(jié)及其單向?qū)щ娦远嘧拥臄U(kuò)散和少子的漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡14P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)空間電荷區(qū)PN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)15擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬。漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)EPN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。16漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)EPN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)所以擴(kuò)散和漂移這一對(duì)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(méi)有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。17－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++空間電荷區(qū)N型區(qū)P型區(qū)

PN結(jié)18

1）PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況外加的正向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，方向與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相反，削弱了內(nèi)電場(chǎng)。于是,內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻礙減弱，擴(kuò)散電流加大。擴(kuò)散電流遠(yuǎn)大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響，PN結(jié)呈現(xiàn)低阻性。19

2.PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況

外加的反向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，方向與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相同，加強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng)。內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻礙增強(qiáng)，擴(kuò)散電流大大減小。此時(shí)PN結(jié)區(qū)的少子在內(nèi)電場(chǎng)的作用下形成的漂移電流大于擴(kuò)散電流，可忽略擴(kuò)散電流，PN結(jié)呈現(xiàn)高阻性。

在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的，故少子形成的漂移電流是恒定的，基本上與所加反向電壓的大小無(wú)關(guān)，這個(gè)電流也稱為反向飽和電流。20空間電荷區(qū)中沒(méi)有載流子。空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙多子（P中的空穴、N中的電子）的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。

P中的電子和N中的空穴（都是少子）數(shù)量有限，因此由它們形成的漂移電流很小?？臻g電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)推動(dòng)少子（P中的電子、N中的空穴）的漂移運(yùn)動(dòng)。歸納21二、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

PN結(jié)加正向電壓（正向偏置）：P區(qū)接電源的正極、N區(qū)接電源的負(fù)極。

PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）：P區(qū)接電源的負(fù)極、N區(qū)接電源的正極。

PN結(jié)呈現(xiàn)低電阻，處于導(dǎo)通狀態(tài)。

PN結(jié)呈現(xiàn)高電阻，處于截止?fàn)顟B(tài)。22PN結(jié)正向偏置－－－－++++內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄PN+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流。I正23PN結(jié)反向偏置－－－－++++內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)變厚NP+_內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流。I反24PN結(jié)的單向?qū)щ娦哉蛱匦苑聪蛱匦詺w納◆◆P（+），N（-），外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)，結(jié)導(dǎo)通，I正大；I的大小與外加電壓有關(guān)；P（-），N（+），外電場(chǎng)增強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)，結(jié)不通，I反很小；I反的大小與少子的數(shù)量有關(guān)，與溫度有關(guān)；25本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。溫度越高載流子的濃度越高本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。復(fù)習(xí)263、雜質(zhì)半導(dǎo)體中起導(dǎo)電作用的主要是多子。4、N型半導(dǎo)體中電子是多子，空穴是少子；

P型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。1、雜質(zhì)半導(dǎo)體中兩種載流子濃度不同，分為多數(shù)載流子和少數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱多子、少子）。2、雜質(zhì)半導(dǎo)體中多數(shù)載流子的數(shù)量取決于摻雜濃度，少數(shù)載流子的數(shù)量取決于溫度。◆◆◆◆雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理27PN結(jié)的單向?qū)щ娦哉蛱匦苑聪蛱匦浴簟鬚（+），N（-），外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)，結(jié)導(dǎo)通，I正大；I正的大小與外加電壓有關(guān)；P（-），N（+），外電場(chǎng)增強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)，結(jié)不通，I反很小；I反的大小與少子的數(shù)量有關(guān)，與溫度有關(guān)；287.2.2半導(dǎo)體二極管的基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)PN結(jié)+

管殼和引線PN陽(yáng)極陰極符號(hào)：D分類：點(diǎn)接觸型面接觸型平面型29半導(dǎo)體二極管30半導(dǎo)體二極管31半導(dǎo)體二極管327.1.3二極管的伏安特性及主要參數(shù)UI死區(qū)電壓硅管0.5V,鍺管0.1V。導(dǎo)通壓降:硅管0.6~0.8V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓UBR正向特性：EDI反向特性：EDI反U<死區(qū)電壓，不通；U>死區(qū)電壓，導(dǎo)通；UII反很小，與溫度有關(guān)；U擊穿電壓，擊穿導(dǎo)通；I一、伏安特性33二、主要參數(shù)1.最大整流電流IOM2.最大反向工作電壓URM二極管長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。二極管正常工作時(shí)允許承受的最大反向工作電壓。手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓URM一般是UBR的一半。3.最大反向電流IRM指二極管加反向工作峰值電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說(shuō)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。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要大幾十到幾百倍。341.理想二極管U>0，D導(dǎo)通；UD=0，I取決于外電路；相當(dāng)于一個(gè)閉合的開關(guān)EDIUDEIUU

0，D截止；I=0，UD（負(fù)值）取決于外電路；相當(dāng)于一個(gè)斷開的開關(guān)EDI反UDEI反U三、應(yīng)用舉例352.二極管的應(yīng)用電路如圖示：已知E=5V，

ui=10sintVRDEuiuO解：此類電路的分析方法：當(dāng)D的陽(yáng)極電位高于陰極電位時(shí)，D導(dǎo)通，將D作為一短路線；當(dāng)D的陽(yáng)極電位低于陰極電位時(shí)，D截止，將D作為一斷開的開關(guān)；將二極管看成理想二極管uituOt10V5V5V削波例1求：uO的波形36RRLuiuRuotttuiuRuo設(shè)=RCtp，求uo的波形tp例237電路如圖示：已知

VA=3VVB=0V求：VF=？解：此類電路的分析方法：將二極管看成理想二極管。當(dāng)幾個(gè)二極管共陽(yáng)極或共陰極連接時(shí)，承受正向電壓高的二極管先導(dǎo)通。DB通，VF=0VRDAADBB+12VF箝位隔離例338光電器件幾種常用的光電器件1）發(fā)光二極管LED發(fā)光器件結(jié)構(gòu)：由能發(fā)光的化合物半導(dǎo)體材料制作成PN結(jié)功能：將電能轉(zhuǎn)換成光能。工作原理：PN結(jié)加正向電壓導(dǎo)通時(shí)，發(fā)光；PN結(jié)加反向電壓截止時(shí)，不發(fā)光。導(dǎo)通電壓：1~2V導(dǎo)通電流：幾

~幾十毫安，須接限流電阻39注意：光電二極管工作在反向狀態(tài)！2）光電二極管受光器件功能：將光能轉(zhuǎn)換成電能。工作原理：光照時(shí)，產(chǎn)生隨光照強(qiáng)度而增加的反向電流；無(wú)光照時(shí)，反向電流（暗電流）很小。光電流很小，一般幾十微安，應(yīng)用時(shí)須放大。40注意：光電三極管工作時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏！3）光電三極管受光器件功能：將光能轉(zhuǎn)換成電能，且有電流放大作用。工作原理：無(wú)光照時(shí)，暗電流為IC=（1+）ICBO；有光照時(shí)，光電流為IC=（1+）IL

。IL為光照時(shí)流過(guò)集電結(jié)的反向電流。E（-）C（+）41特點(diǎn)：輸入輸出電氣隔離，抗干擾能力強(qiáng)；傳輸信號(hào)失真小，工作穩(wěn)定可靠。4）光電耦合器功能：由光將輸入端的電信號(hào)傳遞到輸出端。工作原理：輸入端加電信號(hào)發(fā)光二極管發(fā)光光電三極管受光產(chǎn)生電流輸出+-CE42電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路:將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路:在電網(wǎng)電壓波動(dòng)及負(fù)載變化時(shí),保持輸出電壓u0穩(wěn)定。直流電源的組成及各部分的作用整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo變壓器變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路437.2整流電路1）單相半波整流電路u1u2TrDRLu0Tr：整流變壓器D：理想二極管UD>0，D導(dǎo)通；UD=0，I取決于外電路；UD

0，D截止；I=0，UD（負(fù)值）取決于外電路。RL：負(fù)載電阻U1，U2：正弦波7.2.1整流電路的分析方法及其基本參數(shù)44u1u2RLu0i0iDuDu2>0時(shí)，二極管導(dǎo)通，一、工作原理u2<0時(shí)，二極管截止，uoiotwu2twuDu0=u2，uD=0u0=

0

，uD=u2TrD45二、主要參數(shù)輸出電壓平均值：輸出電流平均值：2UOIO46二極管上承受的最高反向電壓：二極管的平均電流：三、整流元件選擇選擇依據(jù)：二極管上承受的最高反向電壓：URmax二極管上的平均電流：ID（AV）最大整流電流IFIF1.1ID(AV)最大反向工作電壓URUR1.1URmax47整流橋一、電路7.2.2單相橋式整流電路u1u2TrD4D2D1D3RLu0簡(jiǎn)化畫法u1u2TrRLu048+-u2正半周時(shí)：二、工作原理Tru1u2D4D2D1D3RLu0u2>0，D1，D3通，

D2，D4止；u2<0，D2，D4通，

D1，D3止；u0=u2u0=-u2u2負(fù)半周時(shí)：-+uoiotwu2tw49u2uD4,uD2uD3,uD1uou2D4D2D1D3RLu050三、各電量計(jì)算輸出電壓平均值：輸出電流平均值：uoiotw流過(guò)變壓器負(fù)邊的電流仍為正弦電流，其有效值：51二極管上承受的最高反向電壓：二極管的平均電流：三、整流元件選擇最大整流電流IFIF1.1ID(AV)最大反向工作電壓URUR1.1URmax52變壓器付邊電流為正弦波！注意！53能夠輸出正、負(fù)電壓的橋式整流電路ABu2正半周時(shí)（A+，B-）D1，D3通，

D2，D4止；D2，D4通，

D1，D3止；u2負(fù)半周時(shí)：（A-，B+）twu2twuo1uo254濾波電路整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路:將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo單向半波整流（半波整流）單向橋式整流（全波整流）557.3電源濾波電路濾波原理:交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過(guò)電感中的電流)不能突變的特性,將電容與負(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)載RL串聯(lián))，濾掉整流電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。56uDRLu0+C單向半波整流濾波電路u0u/202初始時(shí)刻uC=00<t</2：u>

uC

C充電，uo按正弦變化t1/2<t<t1：uC按指數(shù)規(guī)律下降u按正弦規(guī)律下降快慢u>

uC，

uo按正弦規(guī)律變化uo=uC

t1<t<t2：u<

uC，D截止uo按指數(shù)規(guī)律變化t27.3.1.電容濾波電路57橋式整流電容濾波電路u1u2u1abVD4VD2VD1VD3RLu0C接在整流電路之后，與負(fù)載并聯(lián)；一般選擇極性電容器。濾波電容C58u2tu0t沒(méi)有電容時(shí)的輸出波形一、濾波原理0/2t1t2C事先未充電0~/2u2>

uo，D1、D3通，C充電

C放電，指數(shù)規(guī)律，快！u2>

uo，D1、D3仍導(dǎo)通uo正弦規(guī)律uo仍為正弦規(guī)律~t2t1C放電，

uo指數(shù)規(guī)律有電容時(shí)的輸出波形~t1/2u2正弦規(guī)律，慢！u1u2u1abD4D2D1D3RLu0C59u0tt1t2理想情況下橋式整流電容濾波電路輸出波形：考慮變壓器內(nèi)阻和二極管管壓降時(shí)，在二極管導(dǎo)通期間輸出電壓略有下降。輸出波形：理想情況下半波整流電容濾波電路輸出波形：u2tu0t有電容時(shí)的輸出波形沒(méi)有電容時(shí)的輸出波形uO0t260u0tu2tu2<uo時(shí)，二極管截止，電容通過(guò)RL放電，u0逐漸下降。電容的放電電流填補(bǔ)了波形的部分空白，使輸出電壓的平均值增大。u0tu2t濾波電容在u2>

uo時(shí)充電，在u2<uo時(shí)放電。橋式整流電容濾波時(shí)，每個(gè)周期充、放電兩次；半波整流電容濾波時(shí)，每個(gè)周期充、放電一次；61輸出電壓的平滑程度和平均值與電容的放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)。RLC越小，輸出電壓越低，輸出電壓中含紋波成分越大。RLC大RLC小UOUO若空載（RL開路），輸出波形如何？62二、濾波電容的選擇與輸出電壓的估算

C容量選擇：T：交流電壓的周期

C耐壓選擇：輸出電壓的估算：RLC愈大電容器放電愈慢U0(平均值)愈大。63輸出電壓的估算：橋式整流電容濾波:TRLCtw64若滿足：則：半波整流電容濾波:同理，可得：65三、整流二極管導(dǎo)通角整流電路二極管的導(dǎo)通時(shí)間<T/2，因此，二極管的導(dǎo)通角度小，導(dǎo)致流過(guò)二極管的沖擊電流大，容易損壞管子。整流二極管的導(dǎo)通電流uO0t2i0t2iDiO66uDRLu0+C半波和橋式整流二極管承受的最高反向電壓：67在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感L，就構(gòu)成了電感濾波電路。1）電路7.3.2電感濾波電路u2u1RLLu068對(duì)直流分量(f=0):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。2）濾波原理整流輸出的脈動(dòng)電壓中既含直流分量(f=0)

，也含各次諧波分量（不同頻率的交流分量）。u2u1RLLu0693）電感濾波的特點(diǎn):因?yàn)殡姼芯€圈感應(yīng)電勢(shì)的作用，電管濾波電路整流管導(dǎo)電角較大,峰值電流很小,輸出特性比較平坦,帶負(fù)載能力強(qiáng)，適用于低電壓大電流(RL較小)的場(chǎng)合。電感鐵芯笨重,不但體積大,而且線圈的直流電阻較大，損耗了一定的直流壓降，使輸出電壓減少，而且易引起電磁干擾。70LC濾波電路電路結(jié)構(gòu)u2u1RLLu0C其濾波原理及應(yīng)用場(chǎng)合與電感濾波相似7.3.3電感電容濾波電路711）LC型濾波器LC

型濾波電路電路同電感濾波電路。7.3.4濾波電路濾波原理及應(yīng)用場(chǎng)合u2u1RLLu0C2C1為了改善濾波特性，可采取多級(jí)濾波的辦法,如在電容濾波后再接一級(jí)（LC或RC）濾波電路，從而構(gòu)成（LC或RC）

-型濾波電路。722）RC-濾波RC-u0Ru2u1C1C2RL電路濾波原理橋式整流電路輸出的直流脈動(dòng)電壓經(jīng)C1濾波后，仍含有一定的紋波成分，再經(jīng)R和C2使其中的交流分量較多地降在電阻兩端（因?yàn)殡娙軨2的交流阻抗很?。?，而較少地降在負(fù)載上，從而有較好的濾波效果。73特點(diǎn)電阻上有直流壓降損失；適用于負(fù)載電流較小，又要求輸出電壓脈動(dòng)很小的場(chǎng)合。濾波效果好，脈動(dòng)分量??；747.4穩(wěn)壓二極管UIUZIZIZmaxUZIZ曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。1、結(jié)構(gòu)和符號(hào)：結(jié)構(gòu)同二極管2、伏安特性：穩(wěn)壓值同二極管DZ穩(wěn)壓誤差+-+-753.主要參數(shù)1）穩(wěn)定電壓UZ：正常工作時(shí)管子兩端的電壓。4）動(dòng)態(tài)電阻ZZIUZrdd=2）穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。3）最大允許功耗UIUZIZminIZmax5）電壓溫度系數(shù)：穩(wěn)壓值受溫度變化影響的系數(shù)。數(shù)值上等于溫度每升高1。C時(shí)穩(wěn)定電壓的相對(duì)變化量。764.穩(wěn)壓管與二極管的主要區(qū)別穩(wěn)壓管運(yùn)用在反向擊穿區(qū)，二極管運(yùn)用在正向區(qū)；穩(wěn)壓管比二極管的反向特性更陡。77

穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)應(yīng)反接，并串入一只電阻。電阻的作用：一是起限流作用，以保護(hù)穩(wěn)壓管；其次是當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流變化時(shí)，通過(guò)該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。UODZRRL+－78已知圖示電路中，UZ=6V，最小穩(wěn)定電流IZmin=5mA，最大穩(wěn)定電流IZmax=25mA，負(fù)載電阻RL=600Ω，求限流電阻R的取值范圍。RIRUODZRLILIDZ+－UI=10V解：由：得：uiO△u△iIZUZIZM例4DZ79例5穩(wěn)壓管的參數(shù)是：Uz=8V，Iz=10mA，Izm=29mA。選擇600Ω

，0.125w的電阻作為限流電阻，是否合適？

DZ+20VR限流電阻R的阻值選得合適，但電阻的額定功率選得太?。?.125W<0.24W），會(huì)燒壞電阻。應(yīng)選600

Ω，0.25W的電阻比較合適。因此在選擇限流電阻時(shí)，要注意電阻的額定功率必須大于其實(shí)際消耗的最大功率80穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路（小功率）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電路電路簡(jiǎn)單，帶負(fù)載能力差，一般只提供基準(zhǔn)電壓。電路簡(jiǎn)單，帶負(fù)載能力較強(qiáng)，作為電源使用。7.5穩(wěn)壓電路81概念1：穩(wěn)壓系數(shù)Sr定義為負(fù)載一定時(shí)穩(wěn)定電路輸出電壓相對(duì)變化量與其輸入電壓變化量之比。Sr描述穩(wěn)壓電路在電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)，對(duì)輸出電壓的穩(wěn)定能力。Sr越小，穩(wěn)壓效果越強(qiáng)。概念2：內(nèi)阻R0定義為在電網(wǎng)電壓和環(huán)境溫度一定時(shí)輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比。R0表征了穩(wěn)壓電路的帶負(fù)載能力的大小，R0越小越好，帶負(fù)載能力越強(qiáng)。一、衡量穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路性能的主要指標(biāo)：82概念3：溫度系數(shù)是指電網(wǎng)電壓和負(fù)載都不變時(shí)，輸出電壓變化量與溫度變化量的比值。概念4：最大紋波電壓是指輸出端存在50Hz或100Hz交流電壓的分量，通常以有效值或峰值表示。837.5.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路一、電路組成穩(wěn)壓電路

R：調(diào)整電阻

DZ：穩(wěn)壓管與負(fù)載電阻RL并聯(lián)u2u1RLuOCVDZuZuIRuRiuOUZIZIZM84u2t0tuIuOt二、穩(wěn)壓原理UZ當(dāng)電源電壓波動(dòng)引起輸出變化時(shí)，調(diào)整過(guò)程如下：請(qǐng)自行分析電源電壓下降時(shí)的調(diào)整過(guò)程。電網(wǎng)電壓↑→UI↑→UO(UZ)↑→IDZ↑→IR↑→UR↑

UO↓85RL+-uOR-DZCu2～220V50HzABUI+IRIDZIO+穩(wěn)壓電路RL+-R-rZUI+UO86三、電路參數(shù)的選擇1.穩(wěn)壓電路輸入電壓UI的選擇2.穩(wěn)壓管選擇iuOUZIZIZMRL+-uOR-DZCu2～220V50HzABUI+IRIDZIO+穩(wěn)壓電路873.限流電阻R的選擇iuOUZIZIZMRL+-uOR-UI+IRIDZIO887.5.3集成穩(wěn)壓器電路一、W7800三端穩(wěn)壓器常用的W7800和W7900系列三端集成穩(wěn)壓器（只有輸入，輸出和公共引出端）。W78系列(輸出