半導(dǎo)體二極管及其電路分析

半導(dǎo)體二極管及其電路分析第一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五緒論自然界中的兩大類信息，模擬信息和數(shù)字信息都可以通過(guò)物理或化學(xué)的轉(zhuǎn)換方式變成電信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：在時(shí)間和幅值上都是離散的信號(hào)。對(duì)模擬信號(hào)在一定的時(shí)間間隔上采樣，則模擬信號(hào)在時(shí)間上離散了；對(duì)各采樣值進(jìn)行量化，則采樣信號(hào)幅度也離散了。處理數(shù)字信號(hào)的電子電路稱為數(shù)字電路或數(shù)字邏輯電路。模擬信號(hào)：在時(shí)間和幅值上都是連續(xù)的信號(hào)。 處理模擬信號(hào)的電子電路稱為模擬電路。第二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五溫度傳感（輸入）信號(hào)放大信號(hào)濾波控制執(zhí)行（輸出）功率放大數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)字邏輯電路模數(shù)轉(zhuǎn)換恒溫裝置模擬小信號(hào)電路數(shù)字電路非電子物理系統(tǒng)模擬大信號(hào)電路電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)的組成框圖第三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五模擬電路特點(diǎn)

模擬電子技術(shù)是一門介紹電子器件、電子電路和電子技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要研究微小模擬信號(hào)的放大和功率控制等內(nèi)容。將電路理論擴(kuò)展到包含有源器件（晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、集成運(yùn)放等）的電子電路中。概念性、工程性及實(shí)踐性強(qiáng)。第四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

目錄第1章半導(dǎo)體二極管及其基本應(yīng)用第2章半導(dǎo)體三極管及其基本應(yīng)用第3章放大電路基礎(chǔ)第4章負(fù)反饋放大電路第5章集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用第6章信號(hào)產(chǎn)生電路第7章直流穩(wěn)壓電源第五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五功放電路電源部分黑白電視機(jī)電源部分直流穩(wěn)壓電源實(shí)例第六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五電源變壓器:

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:

清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓

uo的穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源的組成和功能整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo第七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五一.半波整流電路u1u2aTbDRLuo+–利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟缍O管等，將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)直流電的電路稱為整流電路。整流電路按輸入電源相數(shù)可分為單相整流電路和三相整流電路，按輸出波形又可分為半波整流電路和全波整流電路。目前廣泛使用的是橋式整流電路。第八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五二.橋式整流電路u1u2TD3D2D1D4RLuo組成：由四個(gè)二極管組成橋路RLD1D3D2D4u2uou2uo簡(jiǎn)化電路二.橋式整流電路u1u2TD3D2D1D4RLuo第九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五半導(dǎo)體二極管圖片第十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.2半導(dǎo)體二極管及其特性1.2.1二極管的結(jié)構(gòu)與類型半導(dǎo)體二極管是由ＰＮ結(jié)加上引線和管殼構(gòu)成的。二極管類型按制造材料分硅二極管鍺二極管按管子結(jié)構(gòu)分點(diǎn)接觸型面接觸型—PN結(jié)面積很小，結(jié)電容很小，適合于高頻、小電流的場(chǎng)合，如用于高頻檢波及脈沖數(shù)字電路中的開(kāi)關(guān)元件?！狿N結(jié)面積大，結(jié)電容也大，適合于低頻、大電流的場(chǎng)合，多用在低頻整流電路中。第十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五陽(yáng)極陰極半導(dǎo)體PN結(jié)外殼外殼底座底座陰極陽(yáng)極半導(dǎo)體PN結(jié)點(diǎn)接觸型面接觸型二極管結(jié)構(gòu)二極管符號(hào)箭頭表示正電流的流通方向第十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五半導(dǎo)體有溫敏、光敏和摻雜等導(dǎo)電特性。根據(jù)物體導(dǎo)電能力，物質(zhì)可劃分導(dǎo)體和絕緣體。導(dǎo)體

絕緣體導(dǎo)電能力用電阻率(或電導(dǎo)率）來(lái)描述：導(dǎo)體＜10-4Ω/cm絕緣體＞109Ω/cm導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的劃分半導(dǎo)體1.1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)第十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五典型的半導(dǎo)體材料

元素 硅（Si）、鍺（Ge）化合物 砷化鎵（GaAs）摻雜元素或化合物 硼（B）、磷（P）半導(dǎo)體材料硅14—1s2，2s2，2p6，3s2，3p2鍺32—1s2，2s2，2p6，3s2，3p6，3d10，4s2，4p2+14原子核電子價(jià)電子硅的原子結(jié)構(gòu)第十四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五晶體結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體材料的原子形成有序的排列，鄰近原子之間由共價(jià)鍵連接，所以半導(dǎo)體是共價(jià)晶體。半導(dǎo)體器件也常稱為晶體管。

單晶與多晶—整塊晶體的晶格取向是否一致晶體與非晶體—原子結(jié)構(gòu)排列是否有序第十五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.1.1本征半導(dǎo)體

—純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。須在單晶爐中提煉得到，純凈可達(dá)到99.99999％。每個(gè)原子周圍有四個(gè)相鄰的原子，原子之間通過(guò)共價(jià)鍵緊密結(jié)合在一起。兩個(gè)相鄰原子共用一對(duì)電子。第十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五本征半導(dǎo)體導(dǎo)電機(jī)理在外界光照或加熱等情況下，共價(jià)鍵中的價(jià)電子由于獲得一定的能量,其中少數(shù)能夠擺脫共價(jià)鍵的束縛而成為自由電子,同時(shí)必然在共價(jià)鍵中留下空位（空穴）,這種現(xiàn)象稱為本征（熱）激發(fā)。1．本征激發(fā)由于自由電子帶負(fù)電，而本征半導(dǎo)體對(duì)外體現(xiàn)電中性，所以空穴帶正電。自由電子和空穴是同時(shí)產(chǎn)生，成對(duì)出現(xiàn)的。第十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五2．復(fù)合在一定的外界條件下，自由電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與空穴相遇,使電子、空穴成對(duì)消失，這種現(xiàn)象稱為復(fù)合。新的空穴又會(huì)被鄰近的價(jià)電子填補(bǔ)。帶負(fù)電荷的自由電子依次填補(bǔ)空穴的運(yùn)動(dòng)，從效果上看，相當(dāng)于帶正電荷的空穴作相反方向的運(yùn)動(dòng)。

有了空穴，鄰近共價(jià)鍵中的價(jià)電子很容易過(guò)來(lái)填補(bǔ)這個(gè)空穴，這樣空穴便轉(zhuǎn)移到鄰近共價(jià)鍵中。第十八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

電荷的定向移動(dòng)形成電流，因此本征半導(dǎo)體中有兩種載流子：自由電子和空穴在常溫下，本征半導(dǎo)體中載流子的濃度很低，因此其導(dǎo)電能力很弱。3．載流子及導(dǎo)電能力本征半導(dǎo)體中載流子的濃度，除了與半導(dǎo)體材料本身的性質(zhì)有關(guān)以外，還與溫度有關(guān)，而且隨著溫度的升高，基本上按指數(shù)規(guī)律增加。因此，半導(dǎo)體（載流子濃度）對(duì)溫度十分敏感。第十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體

在本征半導(dǎo)體中人為摻入微量元素作為雜質(zhì)，稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。摻雜是為了顯著改變半導(dǎo)體中的自由電子濃度或空穴濃度，以明顯提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。N型半導(dǎo)體

在純凈半導(dǎo)體硅或鍺中摻入磷、砷等5價(jià)元素，由于這類元素的原子最外層有5個(gè)價(jià)電子，故在構(gòu)成的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中，由于存在多余的價(jià)電子而產(chǎn)生大量自由電子，這種半導(dǎo)體主要靠自由電子導(dǎo)電，稱為N型半導(dǎo)體（電子半導(dǎo)體），其中自由電子為多數(shù)載流子，本征（熱）激發(fā)形成的空穴為少數(shù)載流子。第二十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五自由電子

多數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱多子）空穴少數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱少子）多余價(jià)電子容易成為自由電子，可以參與導(dǎo)電。提供自由電子后的五價(jià)雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價(jià)雜質(zhì)原子稱為施主雜質(zhì)。正離子束縛于晶格中，不參與導(dǎo)電。第二十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五P型半導(dǎo)體

在純凈半導(dǎo)體硅或鍺中摻入硼、鋁等3價(jià)元素，由于這類元素的原子最外層只有3個(gè)價(jià)電子，故在構(gòu)成的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中，由于缺少價(jià)電子而形成大量空穴，這類摻雜后的半導(dǎo)體其導(dǎo)電作用主要靠空穴運(yùn)動(dòng)，稱為P型半導(dǎo)體（空穴半導(dǎo)體）。在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，它主要由摻雜形成；自由電子是少數(shù)載流子，它仍由熱激發(fā)形成。自由電子

多數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱多子）空穴少數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱少子）第二十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

空位很容易俘獲鄰近四價(jià)原子的價(jià)電子，即在鄰近產(chǎn)生一個(gè)空穴，空穴可以參與導(dǎo)電?？瘴环@電子后，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價(jià)雜質(zhì)因而也稱為受主雜質(zhì)。

負(fù)離子束縛于晶格中，不參與導(dǎo)電。第二十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五【注】1、無(wú)論是P型半導(dǎo)體還是N型半導(dǎo)體都是中性的，對(duì)外不顯電性。

2、摻入的雜質(zhì)元素的濃度越高，多數(shù)載流子的數(shù)量越多,導(dǎo)電性能越好。3、少數(shù)載流子是熱激發(fā)而產(chǎn)生的，其數(shù)量的多少?zèng)Q定于溫度。第二十四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五半導(dǎo)體中載流子有擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。在半導(dǎo)體中，如果載流子濃度分布不均勻，因?yàn)闈舛炔?，載流子將會(huì)從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。載流子在電場(chǎng)作用下的定向運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)。將一塊半導(dǎo)體的一側(cè)摻雜成P型半導(dǎo)體，另一側(cè)摻雜成N型半導(dǎo)體，在兩種半導(dǎo)體的交界面處將形成一個(gè)特殊的薄層→

PN結(jié)。1．PN結(jié)的形成1.1.3PN結(jié)及其單向?qū)щ娦缘诙屙?yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）兩邊的濃度差引起載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)（2）復(fù)合形成內(nèi)電場(chǎng)：阻擋擴(kuò)散，促使漂移（3）擴(kuò)散和漂移動(dòng)態(tài)平衡：PN結(jié)（空間電荷區(qū)、耗盡層、勢(shì)壘區(qū)、阻擋層）PN結(jié)的形成過(guò)程硅材料PN結(jié)內(nèi)電位差為0.5～0.7V;鍺材料0.2～0.3V。溫度升高時(shí)，PN結(jié)內(nèi)電位差將減小。第二十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五因濃度差空間電荷區(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

多子的擴(kuò)散和少子的漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。平衡PN結(jié)中擴(kuò)散電流和漂移電流大小相等而方向相反，所以外觀PN結(jié)中沒(méi)有電流。多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)小結(jié)第二十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1)PN結(jié)加正向偏置電壓（正偏）：

—P區(qū)接高電位外加電壓使內(nèi)電場(chǎng)減小導(dǎo)致：阻擋層變窄多子形成的擴(kuò)散電流增加漂移電流減小形成較大的正向電流，ＰＮ結(jié)呈現(xiàn)出很小的電阻,稱PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。2．PN結(jié)的單向?qū)щ娦缘诙隧?yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

由于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。外加電壓使內(nèi)電場(chǎng)增加導(dǎo)致:

阻擋層加寬擴(kuò)散電流進(jìn)一步減小趨于零少子形成的漂移電流居支配地位從電源正極流入N區(qū)的反向電流很小，ＰＮ結(jié)呈現(xiàn)出很大的電阻,稱PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。2)PN結(jié)加反向偏置電壓（反偏）：

—N區(qū)接高電位第二十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）正向特性2、正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流隨著正向電壓增大迅速上升。硅管的正向?qū)妷海ǎ眨铮睿┘s為０.６～０.８V,鍺管約為０.１～０.３V。1.2.2二極管的伏安特性1、外加正向電壓較小時(shí)，外電場(chǎng)不足以克服內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散的阻力，PN結(jié)仍處于截止?fàn)顟B(tài)。通常死區(qū)（門檻）電壓硅管約為0.5V，鍺管約為0.2V。12第三十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）反向特性I（mA)正向電流IfU（V）正向反向0.6反向擊穿電壓UBR正向?qū)妷篣D0反向電流ISPN結(jié)V-A特性曲線3、外加反向電壓時(shí)，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電流很小,且基本不變,稱為反向飽和電流。硅管反向飽和電流為納安(ｎΑ)數(shù)量級(jí),鍺管的為微安數(shù)量級(jí)。（3）反向擊穿特性4、當(dāng)反向電壓加到一定值（UBR）時(shí),反向電流急劇增加,產(chǎn)生擊穿。43第三十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五雪崩擊穿齊納擊穿電擊穿——可逆強(qiáng)電場(chǎng)將阻擋層內(nèi)中性原子的價(jià)電子直接變?yōu)樽杂呻娮庸β蕮p耗

PN結(jié)溫升高本征激發(fā)加劇反向電流更大連鎖反應(yīng)反向電壓增加少子漂移加快動(dòng)能增加碰撞電離連鎖反應(yīng)擊穿的物理本質(zhì)（1）雪崩擊穿：碰撞電離（2）齊納擊穿：場(chǎng)致激發(fā)（3）熱擊穿：PN結(jié)過(guò)熱—不可逆第三十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（4）溫度特性

二極管的特性對(duì)溫度很敏感,溫度升高,正向特性曲線向左移,反向特性曲線向下移。其規(guī)律是：在室溫附近,在同一電流下,溫度每升高１℃,正向壓降減?。病?５ｍV；溫度每升高１０℃,反向電流約增大1倍。第三十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）最大整流電流IF：指管子長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，允許通過(guò)的最大正向平均電流。工作時(shí)應(yīng)使平均工作電流小于ＩＦ,如超過(guò)ＩＦ,二極管將過(guò)熱而燒毀。（2）反向擊穿電壓UBR：指管子反向擊穿時(shí)的電壓值。（3）最大反向工作電壓URM：二極管運(yùn)行時(shí)允許承受的最大反向電壓（約為UBR的一半）。（4）最大反向電流IRM：指管子未擊穿時(shí)的反向電流，其值越小，則管子的單向?qū)щ娦栽胶?。?）最高工作頻率fM：主要取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小,結(jié)電容越大,則二極管允許的最高工作頻率越低。1.2.3二極管的主要參數(shù)第三十四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五部分國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體高頻二極管參數(shù)表最高反向工作電壓（峰值）V反向擊穿電壓V正向電流

mA反向電流μA最高工作頻率MHZ極間電容

Pf最大整流電流mA2AP120≥40≥2.5≤250150≤1162AP7100≥150≥5.0≤250150≤112參數(shù)型號(hào)部分國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體整流二極管參數(shù)表最大整流電流A最高反向工作電壓（峰值）V最高工作電壓下的反向電流（125度）μA正向壓降（平均值）

V最高工作頻率

MHZ2CZ52A0.1251000≤0.832CZ54D0.514001000≤0.832CZ57F530001000≤0.83參數(shù)型號(hào)第三十五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

1.理想模型2.恒壓降模型正向工作時(shí)二極管導(dǎo)通電壓等于0。反向時(shí)，二極管開(kāi)路。一般適用于大信號(hào)工作狀態(tài)。例如邏輯電路。正向?qū)〞r(shí)。相當(dāng)于理想二極管串聯(lián)一個(gè)0.7伏的恒定電壓源。適用于電源電壓較低的電路分析，如模擬電路。1.3二極管應(yīng)用電路第三十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

二極管電路應(yīng)用舉例(1)VDD=10V理想模型：例1解：第三十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

恒壓模型（2）VDD=1V時(shí)理想模型恒壓模型結(jié)論理想模型便于計(jì)算，根據(jù)所加電壓Vi選擇模型：當(dāng)Vi較大時(shí)，用理想模型；當(dāng)Vi接近VD時(shí)，用恒壓模型。第三十八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五UIUI<E+0.7vE+0.7

UI≥E+0.7vUO

=E0tUi把輸出幅度限在電平E+0.7v內(nèi)E0tUO輸出電壓小于E+0.7V例2解：限幅電路限幅電路的作用是限制輸出信號(hào)幅度的大小。電路如下：第三十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五例3解：電路如圖所示,設(shè)VA、VB均為理想二極管，當(dāng)輸入電壓UA、UB為0V和5V的不同組合時(shí)，求輸出電壓U0的值。由題意知：VA、VB均為理想二極管UAUBVAVBU000導(dǎo)通導(dǎo)通005導(dǎo)通截止050截止導(dǎo)通055導(dǎo)通導(dǎo)通5實(shí)現(xiàn)與邏輯第四十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五例4解：如圖所示硅二極管電路,

（1）畫出電壓傳輸特性曲線；（2）已知，畫出ui和uo的波形。由題意知：V1陰極的電位為2V，V2陰極的電位為-4V。當(dāng)ui>2.7V時(shí)，V1導(dǎo)通；

V2截止，uo=2.7V當(dāng)-4.7V<ui<2.7V時(shí)，V1截止；

V2截止，

uo=ui當(dāng)ui<-4.7V時(shí)，V1截止；

V2導(dǎo)通，

uo=-4.7V

第四十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

根據(jù)得Q點(diǎn)處的微變電導(dǎo)則常溫下（T=300K）即二極管工作在正向特性的某一小范圍內(nèi)時(shí)，其正向特性可以等效成一個(gè)微變電阻。二極管的小信號(hào)模型第四十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.4特殊二極管1.4.1穩(wěn)壓二極管1.符號(hào)及穩(wěn)壓特性(a)符號(hào)(b)伏安特性是一種特殊的面接觸型硅二極管，穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時(shí)工作在反向擊穿狀態(tài)，其穩(wěn)定電壓就是反向擊穿電壓。利用穩(wěn)壓管的反向電流在很大范圍內(nèi)變化，端電壓變化很小的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的作用。第四十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五(1)穩(wěn)定電壓UZ2.穩(wěn)壓二極管主要參數(shù)

使穩(wěn)壓管正常工作時(shí)的最小電流,低于此值時(shí)穩(wěn)壓效果較差。工作時(shí)應(yīng)使流過(guò)穩(wěn)壓管的電流大于此值。一般情況是,工作電流較大時(shí),穩(wěn)壓性能較好。但電流要受管子功耗的限制,即：Izmax=Pz/Uz(2)穩(wěn)定電流Iz在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。(3)最大耗散功率PZM和最大穩(wěn)定電流IZMPZM是在穩(wěn)壓管允許結(jié)溫下的最大功率損耗。IZM是指穩(wěn)壓管允許通過(guò)的最大電流。它們之間的關(guān)系是：PZM=UZIZM第四十四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五(4)動(dòng)態(tài)電阻rZ(5)電壓溫度系數(shù)CTrZ是穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓區(qū)時(shí),兩端電壓變化量與電流變化量之比,即rZ=VZ/IZrZ值越小,則穩(wěn)壓性能越好。穩(wěn)壓管溫度變化１℃時(shí),所引起的穩(wěn)定電壓變化的百分比。第四十五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理RL↓→IL↑→IR↑→UO↓→Iz↓→IR↓=IL+IzUO↑(1)輸入電壓UI保持不變,當(dāng)負(fù)載電阻RL減小,IL增大時(shí),由于電流在電阻R上的壓降升高,輸出電壓UO將下降。由于穩(wěn)壓管并聯(lián)在輸出端,由伏安特性可看出,當(dāng)穩(wěn)壓管兩端的電壓略有下降時(shí),電流Iz將急劇減小,而IR=IL+Iz,所以IR基本維持不變,R上的壓降也就維持不變,從而保證輸出電壓UO基本不變,即：第四十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五(2)負(fù)載電阻RL不變,當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時(shí),將使UI增加,隨之輸出電壓UO也增大,由穩(wěn)壓管伏安特性可見(jiàn),Iz將急劇增加,則電阻R上的壓降增大,UO=UI-UR,從而使輸出電壓基本保持不變,即：UI↑→UO↑→Iz↑→IR↑→UR↑ UO↓第四十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五限流電阻R的選擇(1)當(dāng)電網(wǎng)電壓最高,即為UImax,且負(fù)載電流最小為時(shí),流過(guò)穩(wěn)壓管的電流最大,其值不應(yīng)超過(guò)Iz

max,即：第四十八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五(2)當(dāng)電網(wǎng)電壓最低,即為UImin,且負(fù)載電流最大為時(shí),流過(guò)穩(wěn)壓管的電流最小,其值不應(yīng)低于Iz,即：第四十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五例

穩(wěn)壓電路如圖所示,穩(wěn)壓管為2CW14,其參數(shù)是Uz=6V,Iz=10mA,PzM=200mW。整流濾波輸出電壓UI=15V。

試計(jì)算當(dāng)UI變化±10%,負(fù)載電阻在0.5～2kΩ范圍變化時(shí),限流電阻R值。解：第五十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五即0.29kΩ＜R＜0.34kΩ,可選R=320Ω,電阻的額定功率第五十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.4.2發(fā)光二極管符號(hào)及電路發(fā)光二極管LED（LightEmittingDiode）由砷化鎵、磷化鎵等半導(dǎo)體材料組成。當(dāng)LED加正向電壓時(shí)，電子與空穴復(fù)合過(guò)程以光的形式放出能量。是一種電變成光的能量轉(zhuǎn)換器件。典型工作電流為10mA左右。不同材料制成的發(fā)光二極管會(huì)發(fā)出不同顏色的光。常用于信號(hào)指示、數(shù)字和字符顯