极管应用电路最新课件.ppt

　　 　　2.1　　单相整流电路单相整流电路2.2　　其他二极管及应用电路其他二极管及应用电路 本章小结本章小结第二章　二极管应用电路　　 　　2.1.1　单相半波整流电路　单相半波整流电路　　　　将将交交变变电电流流变变换换成成单单向向脉脉动动电电流流的的过过程程称称为为整整流流实实现现这种功能的电路称为整流电路或称这种功能的电路称为整流电路或称整流器整流器2.1　单相整流电路　单相整流电路　　　　单相半波整流电路如图所示单相半波整流电路如图所示　　由电源变压器　　由电源变压器 T、整流二极管、整流二极管 VD 和负载电阻和负载电阻 RL 组成　　 　　2.1　　单相整流电路单相整流电路　　　　（（1））当当v2 为为正正半半周周时时，，二二极极管管 VD 加加正正向向电电压压，，处处于于导导通通状状态态，，RL 上上产产生生正正半半周周电电压压 vO ，如图（，如图（b）所示　　　　（（2））当当 v2 为为负负半半周周时时，，二二极极管管 VD 加加反反向向电电压压，，处处于于截截止止状状态态，， RL 上上无无电电流流流流过过，，如图（如图（c）所示　　工作原理示意　　工作原理示意图如如图所示。

所示 1 1．工作原理．工作原理　　 　　　　各波形之间的对应关系如图所示　　各波形之间的对应关系如图所示2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　半半波波整整流流：：电电路路仅仅利利用用电电源源电电压压 的的半半个个波波，，故故称称半半波波整整流　　　　脉脉动动直直流流电电：：大大小小波波动动，，方方向向不不变变的的电电流流（（或或电压））称称为脉动直流电为脉动直流电　　　　半半波波整整流流后后的的输出出信信号号为半半波波脉脉动直直流流电半半波波整整流流电路的缺点是路的缺点是电源利用率低，且源利用率低，且输出脉出脉动大2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　2．．负载与整流二极管的与整流二极管的电压和和电流流（（1）负载电压）负载电压 VO （（2））负载电流负载电流 IL （（3））流流过二极管的正向二极管的正向电流流 IV（（4））二极管反向峰值电压二极管反向峰值电压 VRVO = 0.45 V22.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　（（5）正确选择二极管的参数：）正确选择二极管的参数：① ① 最大整流最大整流电流：流：② ② 最高反向工作最高反向工作电压：： IVM ≥ IO≥ 2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　单相全波整流相全波整流电路如路如图所示。

所示2.1.2　单相全波整流电路　单相全波整流电路2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　1．工作原理．工作原理　　　　（（2））当当 v1 为为负负半半周周时时，，如如图图（（b））所所示示，，VD2 导导通通，，VD1 截截 止止 ，， RL 两两 端端 输输 出出 电电 压压 2.1　　单相整流电路单相整流电路　　　　（（1））当当 v1 为为正正半半周周时时，，如如图图（（b））所所示示，，VD1 导导通通，， VD2 截截 止止 ，， RL 两两 端端 输输 出出 电电 压压 　　 　　　　全波整流波形如图所示　　全波整流波形如图所示2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　2．．负载与整流二极管的与整流二极管的电压和和电流流　　　　（（1））负载所所获得的直流得的直流电压平均平均值：： 　　　　VO = 2   0.45 V2 = 0.9 V2 　　　　（（2））负载平均平均电流：流：　　　　（（3）每只二极管承受的反向峰）每只二极管承受的反向峰值电压 VR　　　　（（4 4）每只二极管通过的平均电流：）每只二极管通过的平均电流：2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　1．工作原理．工作原理　　　　具有具有电阻阻负载的的桥式整流式整流电路如路如图所示。

所示2.1.3　单相桥式整流电路　单相桥式整流电路2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　（（1）） 当当 v1 为为正正半半周周时时，，如如图图（（b））所所示示，，VD1 和和 VD2 导导通通，， VD3 和和 VD4 截截止止，，RL 两端输出电压两端输出电压 vO 　　　　（（2））当当 v1 为为负负半半周周时时，，如如图图（（b））所所示示，， VD3和和 VD4 导导通通，， VD1 和和 VD2 截截止止，，RL 两端输出电压两端输出电压 vO 2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　桥式整流电路波形如图所示桥式整流电路波形如图所示2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　2．．负载与整流二极管的与整流二极管的电压和和电流流　　　　（（1））负载所所获得的直流得的直流电压平均平均值：： 　　　　VO = 2   0.45 V2 = 0.9 V2 　　　　（（4 4）每只）每只二极管承受的反向二极管承受的反向电压：： 　　　　（（3 3）每只二极管通）每只二极管通过的平均的平均电流：流：　　　　（（2））负载平均平均电流：流：2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　[例例 2-1]　有有一一直直流流负载需需要要直直流流电压 6 V，，直直流流电流流0.4 A，，若若采采用用桥式式整整流流电路路，，求求电源源变压器器的的二二次次电压。

并并选择二极管的型号二极管的型号　　　　则 　　解　　解 　　取取V2 = 9.1 V (6.7 V + 0.7 V   2)　　因　　因 VL = 0.9 V2 　　　　流流过二极管的平均二极管的平均电流流　　　　选择二二极极管管可可用用整整流流电流流为 300 mA，，额定定反反向向工工作作电压为 25 V 的的 2CZ53A，共四只　　　　二极管承受的反向二极管承受的反向电压2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　在在整整流流电路路后后加加接接滤波波电路路可可使使负载得得到到平平滑滑的的直直流流电压常常见的的滤波波电路路有有   型型 LC 滤波波、、  型型 LC 滤波波和和   型型RC 滤波波，如，如图所示2.1.4　滤波电路简介　滤波电路简介2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　1．．电容容滤波波电路路　　　　电路图如图所示电路图如图所示　　　　（（1））电容器在半波整流容器在半波整流电路中的路中的滤波作用波作用2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　2.1　　单相整流电路单相整流电路　　　　①① v2为第一个正半周第一个正半周　　　　当当 v2 < vC 时，， VD 截截止止，，电容容器器对负载 RL 放放电电，， RL 中中有有电电流流，，放放电电延延续续到到下下一一个个正正半半周周。

如如图图（（c）所示　　　　当当 v2 > vC 时，，VD 导通通，，对 C 充充电如图（（b）所示　　　　 v2 由由 0 开开始始上上升升，，但但当当 v2 < vC时，时，VD 仍截止　　　　② ② v2 为为第第二个正半周二个正半周　　 　　　　　　当当 v2 > vC 时时，，VD 导导通通，，继继续续对对 C 充充电电，，但但因因为为电电容容器器上上有有剩余电压，充电时间缩短剩余电压，充电时间缩短　　　　当当 v2 < vC 时时，，VD 截截止止，，电电容容通通过过 RL 放电　　直流电流：　　直流电流：　　　　负负载载上上的的直直流流电电压压近近似似等等于于输输入入电压电压 v2 的峰值的峰值 V2m ，即，即 VO ≈ ≈ V2m 2.1　　单相整流电路单相整流电路　　　　③ ③ 电电容容的的充充放放电电反反复复进进行行，，直直到到电电容容器器 C 上上充充电电上上升升的的电电压压等等于于放放电电下下降降的的电电压压时时，，进进入入稳稳定定状状态态波形如图（波形如图（d d）所示　　 　　　　电路图和波形如图所示　　电路图和波形如图所示。

　　　　（（2）电容器在全波整流电路中的滤波作用）电容器在全波整流电路中的滤波作用2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　② ② 输出电压（平均值）：输出电压（平均值）：　　　　①① 全全波波整整流流电电路路输输出出的的是是全全波波脉脉动动直直流流电电，，输输入入电电压压正正负负半半周周对对电电容容 C 充充电电两两次次，，充充电电方方向向相相同同，，电电容容 C 对对负负载载放放电时间缩短电时间缩短　　半波：　　半波：VO = = V2 　　全波：　　全波：VO = 1.2 = 1.2 V2 2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　图示采用图示采用   型型 RC 滤波电路的桥式整流器滤波电路的桥式整流器　　　　2．．RC 滤波电路滤波电路　　　　电电路路中中 C1 的的作作用用和和上上面面讲讲的的滤滤波波作作用用相相同同，，R 和和 C2 起起进进一一步步平平滑滑作作用用，， C2 越越大大，，效效果果越越好好只只是是电电阻阻 R 上上的的直直流流压降使输出电压降低压降使输出电压降低2.1　　单相整流电路单相整流电路　　 　　　　　　3．．  型型 LC 滤波电路滤波电路　　图示为　　图示为   型型 LC 滤波电路。

滤波电路2.1　　单相整流电路单相整流电路　　　　图图中中 L 为为电电感感量量很很大大的的铁铁心心线线圈圈，，使使加加到到 RL 上上的的交交流流成成分减小，所以这种滤波器的平滑滤波作用比分减小，所以这种滤波器的平滑滤波作用比 RC 滤波器好滤波器好　　 　　2.1　　单相整流电路单相整流电路　　　　4．．  型型 LC 滤波电路滤波电路　　图示为　　图示为   型型 LC 滤波电路滤波电路　　　　滤波作用最好，适用于波作用最好，适用于负载电阻小，阻小，电流大，流大，滤波波电压要求比要求比较高的高的场合 　　　　这种种滤波波电路路线圈体圈体积大、笨重、成本高大、笨重、成本高 　　 　　　　　　2.2.1　发光二极管　发光二极管（（LED））　　　　LED 的的外形外形和和电路符号电路符号如图所示如图所示　　　　一一般般发光光二二极极管管加加上上一一定定的的正正向向电压时，，能能发出出红、、绿和黄色的光和黄色的光 　　　　发光二极管的发光二极管的 PN 采用特殊工艺制成采用特殊工艺制成　　　　1．．LED 的结构和符号的结构和符号2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路 　　 　　　　　　2．．LED 的特性的特性　　　　LED 的伏安特性如图所示。

的伏安特性如图所示　　　　优优点点：：亮亮度度高高、、电电压压低低、、体体积积小小、、可可靠靠性性高高、、寿寿命命长长、、响响应应速度快、颜色鲜速度快、颜色鲜　　　　① ① 正正向向工工作作电电压压：：比比普普通通二极管高，约二极管高，约 1.2 V ~ ~ 2.5 V；；　　　　②② 反反向向击击穿穿电电压压：：一一般般比比普通二极管低，约普通二极管低，约 5 V 左右2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路　　 　　　　　　3．．LED 的主要参数的主要参数 　　　　发发光光二二极极管管的的特特性性参参数数主主要要包包括括电电性性能能参参数数和和光光性性能能参参数　　　　4．．LED 驱动电路驱动电路 　　（　　（1）单个）单个 LED 驱动电路驱动电路　　　　驱动电路如图所示驱动电路如图所示2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路　　 　　　　（　　（2）多个）多个 LED 驱动电路驱动电路　　　　如如需需同同一一电电源源同同时时驱驱动动几几只只 LED，，应应将将他他们们串串起起来来，，如如图图（（b））所所示示也也可可将将若若干干个个 LED 分分别别串串联联后后再再并并联联, 如如图图（（c）所示。

所示2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路　　 　　　　　　定定义：：稳压二极管是一种能二极管是一种能稳定定电压的二极管的二极管 　　　　电路符号和伏安特性如路符号和伏安特性如图所示 2.2.2　稳压二极管　稳压二极管2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路　　 　　　　　　1．稳压二极管的特性．稳压二极管的特性　　　　稳压二二极极管管通通常常工工作作在在反反向向击穿穿区区，，通通过过稳稳压压二二极极管管的的电流在很大范围内变化时，电压基本不变电流在很大范围内变化时，电压基本不变　　稳压的两个基本条件：　　稳压的两个基本条件：　　　　（（1）管子两端需加上一个大于其）管子两端需加上一个大于其击穿穿电压的反向的反向电压 　　　　（（2）采取适当措施限制）采取适当措施限制击穿后工作的反向穿后工作的反向电流流值 2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路　　 　　　　　　2．稳压二极管的主要参数．稳压二极管的主要参数　　　　（（1））稳定定电压 VZ：：稳压二二极极管管在在正正常常工工作作状状态下下管管子子两端的两端的电压值 　　　　（（2））稳定定电流流 IZ：：稳压二二极极管管在在正正常常工工作作状状态下下的的工工作作电流。

流 　　　　（（3））耗耗散散功功率率 PCM：：稳压管管的的稳定定电压 VZ 与与最最大大稳定定电流流 IZM的乘的乘积，若使用中超过这个数值，稳压管将被烧毁若使用中超过这个数值，稳压管将被烧毁2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路　　 　　　　　　1．光．光电二极管的二极管的电路符号及工作原理路符号及工作原理 　　　　2.2.3　光电二极管　光电二极管　　　　特特性性：：光光电电二二极极管管是是一一种种将将光光信信号号转转变变成成电电信信号号的的半半导导体器件光电二极管工作在反向偏置状态光电二极管工作在反向偏置状态　　　　电路符号如图所示电路符号如图所示　　　　光光电流流：：由由于于光光照照射射而而形形成成的的电流流大大小小与与光光照照的的强强度度和光的波和光的波长有光 2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路　　 　　　　　　2．光电二极管的主要参数．光电二极管的主要参数　　　　（（1））最最高高工工作作电电压压 VRM：：光光电电二二极极管管在在无无光光照照条条件件下下，，反反向向电电流流不不超超过过 0.1  A 时时所所能能承承受受的的最最高高反反向向电电压压。

VRM 越越大，管子性能越稳定大，管子性能越稳定　　　　（（2））暗暗电电流流 ID：：光光电二二极极管管在在无无光光照照时，，在在最最高高反反向向电压作作用用下下所所测得得的的反反向向电流流ID 越越小小，，管管子子性性能能越越好好，，对对光光的敏感度越高的敏感度越高　　　　（（3））光光电电流流 IL ：：光光电二二极极管管在在光光照照时所所产生生的的光光电流流IL 越大，管子性能越好越大，管子性能越好2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路　　 　　2.2.4　无引线片状二极管　无引线片状二极管　　　　片片状状二二极极管管是是一一种种无无引引线、、体体积小小、、重重量量轻、、性性能能好好、、尺尺寸寸标准准化化的的新新型二极管型二极管 　　　　片片状状二二极极管管的的几几种种主主要封装形式如要封装形式如图所示 2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路　　 　　　　　　复合二极管是指一个封装内包含复合二极管是指一个封装内包含 2 个以上的二极管个以上的二极管　　　　组组合合形形式式：：共共阴阴极极式式、、共共阳阳极极式式、、串串联联式式和和独独立立式式等等几几种。

如图所示如图所示2.2.5　复合二极管　复合二极管　　　　共阴式共阴式    串联式串联式  共阳式共阳式  独立输出式独立输出式2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路　　 　　SOT-23    SC-70       SOT-89    EM-3   　　　　封封装装形形式式：：SOT-23、、SC-70、、EM-3、、SOT-89 等等如如图所示2.2 其他二极管及其应用电路其他二极管及其应用电路　　 　　本章小结本章小结　　　　3．．单相相桥式式整整流流电路路为全全波波整整流流电路路，，在在电源源正正、、负半半周周时，，两两组电路路轮流流工工作作，，所所以以二二极极管管中中的的电流流平平均均值仅为负载电流的一半流的一半 　　　　1．．单单相相半半波波整整流流电电路路负负载载所所获获得得的的电电压压、、电电流流是是正正弦弦半半波波，，其其电电压压平平均均值值 ；；整整流流二二极极管管的的极极限限参参数数选选择择：：应应使使 IVM ≥ IO，， VM ≥ ≥ 　　　　2．．单相相全全波波整整流流电路路采采用用全全波波整整流流，，使使输出出电压平平均均值提提高高一一倍倍，，即即 。

全全波波整整流流电路路的的主主要要缺缺点点是是管管子子的的耐耐压值需需要要提提高高一一倍倍，，电源源变压器器需需要要有有中中心心抽抽头，，因因此此元元器器件件费用用增加 　　 　　　　　　4．．滤波波的的目目的的在在于于滤去去脉脉动电流流中中的的交交流流分分量量滤波波的的方方法法是是利利用用对频率率敏敏感感的的电路路元元件件去去抑抑制制或或旁旁路路脉脉动量量中中的的交交流流分分量 　　　　7．．光光电电二二极极管管要要加加反反向向工工作作电电压压光光电电流流是是将将光光能能转转变变成成电能的一种外在表现，实现将光信号到电信号的转换电能的一种外在表现，实现将光信号到电信号的转换　　　　8．了解无引．了解无引线片状二极管及复合二极管的片状二极管及复合二极管的结构特点和构特点和应用 　　　　5．．发发光光二二极极管管发发光光的的条条件件：：在在电电路路中中接接上上正正向向电电压压，，管管子子中有几毫安的正向电流就能发光中有几毫安的正向电流就能发光　　　　6．．稳稳压压二二极极管管必必须须工工作作在在反反向向击击穿穿区区另另外外，，稳稳压压管管的的工工作电流必须限制在安全值以内，否则管子会因过热而损坏。

作电流必须限制在安全值以内，否则管子会因过热而损坏。