第二章二极管应用电路.ppt

　 　 　　2.1　 单相整流电路2.2　 其他二极管及应用电路 本章小结第二章　二极管应用电路　 　 　　2.1.1　单相半波整流电路将交变电流变换成单向脉动电流的过程称为 整流 实现这种功能的电路称为整流电路或称 整流器 2.1　单相整流电路单相半波整流电路如图所示由电源变压器 T、整流二极管 VD 和负载电阻 RL 组成　 　 　　2.1　 单相整流电路（ 1）当 v2 为正半周时，二极管 VD 加正向电压，处于导通状态， RL 上产生正半周电压 vO ，如图（ b）所示 2）当 v2 为负半周时，二极管 VD 加反向电压，处于截止状态， RL 上无电流流过，如图（ c）所示工作原理示意 图 如 图 所示1．工作原理　 　 　　各波形之间的对应关系如图所示2.1　 单相整流电路　 　 　　半波整流 ： 电路仅利用电源电压 的半个波，故称半波整流脉动直流电 ：大小波动，方向不变的电流 （或 电压 ） 称为脉动直流电半波整流后的 输 出信号 为 半波脉 动 直流 电 半波整流 电路的缺点是 电 源利用率低，且 输 出脉 动 大2.1　 单相整流电路　 　 　　2． 负载 与整流二极管的 电压 和 电 流（ 1）负载电压 VO （ 2） 负载电流 IL （ 3） 流 过 二极管的正向 电 流 IV（ 4） 二极管反向峰值电压 VRVO = 0.45 V22.1　 单相整流电路　 　 　　（ 5）正确选择二极管的参数：① 最大整流 电 流：② 最高反向工作 电压 ： IVM ≥ IO≥2.1　 单相整流电路　 　 　　单 相全波整流 电 路如 图 所示。

2.1.2　单相全波整流电路2.1　 单相整流电路　 　 　　1．工作原理（ 2）当 v1 为负半周时，如图（ b）所示， VD2 导通， VD1 截止， RL 两端输出电压 2.1　 单相整流电路（ 1）当 v1 为正半周时，如图（ b）所示， VD1 导通， VD2 截止， RL 两端输出电压 　 　 　　全波整流波形如图所示2.1　 单相整流电路　 　 　　2． 负载 与整流二极管的 电压 和 电 流（ 1） 负载 所 获 得的直流 电压 平均 值 ： VO = 2  0.45 V2 = 0.9 V2 （ 2） 负载 平均 电 流：（ 3）每只二极管承受的反向峰 值电压 VR（ 4）每只二极管通过的平均电流：2.1　 单相整流电路　 　 　　1．工作原理具有 电 阻 负载 的 桥 式整流 电 路如 图 所示2.1.3　单相桥式整流电路2.1　 单相整流电路　 　 　　（ 1） 当 v1 为正半周时，如图（ b）所示， VD1 和 VD2 导通， VD3 和 VD4 截止， RL 两端输出电压 vO 。

2）当 v1 为负半周时，如图（ b）所示， VD3和 VD4 导通， VD1 和 VD2 截止， RL 两端输出电压 vO 2.1　 单相整流电路　 　 　　桥式整流电路波形如图所示2.1　 单相整流电路　 　 　　2． 负载 与整流二极管的 电压 和 电 流（ 1） 负载 所 获 得的直流 电压 平均 值 ： VO = 2  0.45 V2 = 0.9 V2 （ 4）每只 二极管承受的反向 电压 ： （ 3）每只二极管通 过 的平均 电 流：（ 2） 负载 平均 电 流：2.1　 单相整流电路　 　 　　[例 2-1]　 有一直流 负载 需要直流 电压 6 V，直流 电 流0.4 A，若采用 桥 式整流 电 路，求 电 源 变压 器的二次 电压并 选择 二极管的型号则 　　解 取 V2 = 9.1 V (6.7 V + 0.7 V  2)因 VL = 0.9 V2 流 过 二极管的平均 电 流选择 二极管可用整流 电 流 为 300 mA， 额 定反向工作 电压为 25 V 的 2CZ53A，共四只二极管承受的反向 电压2.1　 单相整流电路　 　 　　在整流 电 路后加接 滤 波 电 路可使 负载 得到平滑的直流 电压 。

常 见 的 滤 波 电 路有  型 LC 滤 波 、  型 LC 滤 波 和  型 RC 滤 波 ，如 图 所示2.1.4　滤波电路简介2.1　 单相整流电路　 　 　　1． 电 容 滤 波 电 路电路图如图所示 1） 电 容器在半波整流 电 路中的 滤 波作用2.1　 单相整流电路　 　 　　2.1　 单相整流电路① v2为 第一个正半周当 v2 vC 时 ， VD 导 通， 对 C 充 电 如 图 （ b）所示v2 由 0 开始上升，但当 v2 vC 时， VD 导通，继续对 C 充电，但因为电容器上有剩余电压，充电时间缩短当 v2 < vC 时， VD 截止，电容通过 RL 放电直流电流：负载上的直流电压近似等于输入电压 v2 的峰值 V2m ，即 VO ≈ V2m 2.1　 单相整流电路③ 电容的充放电反复进行，直到电容器 C 上充电上升的电压等于放电下降的电压时，进入稳定状态波形如图（ d）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2.1　 单相整流电路　 　 　　② 输出电压（平均值）：① 全波整流电路输出的是全波脉动直流电，输入电压正负半周对电容 C 充电两次，充电方向相同，电容 C 对负载放电时间缩短。

半波： VO = V2 全波： VO = 1.2 V2 2.1　 单相整流电路　 　 　　图示采用  型 RC 滤波电路的桥式整流器2． RC 滤波电路电路中 C1 的作用和上面讲的滤波作用相同， R 和 C2 起进一步平滑作用， C2 越大，效果越好只是电阻 R 上的直流压降使输出电压降低2.1　 单相整流电路　 　 　　3．  型 LC 滤波电路图示为  型 LC 滤波电路2.1　 单相整流电路图中 L 为电感量很大的铁心线圈，使加到 RL 上的交流成分减小，所以这种滤波器的平滑滤波作用比 RC 滤波器好　 　 　　2.1　 单相整流电路4．  型 LC 滤波电路图示为  型 LC 滤波电路滤 波作用最好，适用于 负载电 阻小， 电 流大， 滤 波 电压 要求比 较 高的 场 合 这 种 滤 波 电 路 线 圈体 积 大、笨重、成本高 　 　 　　2.2.1　发光二极管 （ LED）LED 的 外形 和 电路符号 如图所示一般 发 光二极管加上一定的正向 电压时 ，能 发 出 红 、绿 和黄色的光 发光二极管的 PN 采用特殊工艺制成。

1． LED 的结构和符号2.2  其他二极管及其应用电路 　 　 　　2． LED 的特性LED 的伏安特性如图所示优点 ：亮度高、电压低、体积小、可靠性高、寿命长、响应速度快、颜色鲜① 正向工作电压：比普通二极管高，约 1.2 V ~ 2.5 V；② 反向击穿电压：一般比普通二极管低，约 5 V 左右2.2  其他二极管及其应用电路　 　 　　3． LED 的主要参数 发光二极管的特性参数主要包括 电性能参数 和 光性能参数4． LED 驱动电路 （ 1）单个 LED 驱动电路驱动电路如图所示2.2  其他二极管及其应用电路　 　 　　（ 2）多个 LED 驱动电路如需同一电源同时驱动几只 LED，应将他们串起来，如图（ b）所示也可将若干个 LED 分别串联后再并联 , 如图（c）所示2.2  其他二极管及其应用电路　 　 　　定 义 ： 稳压 二极管是一种能 稳 定 电压 的二极管 电 路符号和伏安特性如 图 所示 2.2.2　稳压二极管2.2  其他二极管及其应用电路　 　 　　1．稳压二极管的特性稳压 二极管通常工作在反向 击 穿区 ，通过稳压二极管的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：（ 1）管子两端需加上一个大于其 击 穿 电压 的反向 电压 （ 2）采取适当措施限制 击 穿后工作的反向 电 流 值 2.2  其他二极管及其应用电路　 　 　　2．稳压二极管的主要参数（ 1） 稳 定 电压 VZ： 稳压 二极管在正常工作状 态 下管子两端的 电压值 （ 2） 稳 定 电 流 IZ： 稳压 二极管在正常工作状 态 下的工作 电 流 （ 3） 耗散功率 PCM： 稳压 管的 稳 定 电压 VZ 与最大 稳 定电 流 IZM的乘 积 ，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　 　 　　1．光 电 二极管的 电 路符号及工作原理 2.2.3　光电二极管特性 ：光电二极管是一种将光信号转变成电信号的半导体器件光电二极管工作在反向偏置状态电路符号如图所示光 电 流 ：由于光照射而形成的 电 流大小与光照的 强 度和光的波 长 有光 2.2  其他二极管及其应用电路　 　 　　2．光电二极管的主要参数（ 1） 最高工作电压 VRM： 光电二极管在无光照条件下，反向电流不超过 0.1 A 时所能承受的最高反向电压。

VRM 越大，管子性能越稳定 2） 暗电流 ID： 光 电 二极管在无光照 时 ，在最高反向电压 作用下所 测 得的反向 电 流 ID 越小，管子性能越好，对光的敏感度越高 3） 光电流 IL ： 光 电 二极管在光照 时 所 产 生的光 电 流 IL 越大，管子性能越好2.2  其他二极管及其应用电路　 　 　　2.2.4　无引线片状二极管片状二极管是一种无引 线 、体 积 小、重量 轻、性能好、尺寸 标 准化的新型二极管 片状二极管的几种主要封装形式如 图 所示 2.2  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 2 个以上的二极管组合形式 ：共阴极式、共阳极式、串联式和独立式等几种如图所示2.2.5　复合二极管共阴式      串联式    共阳式   独立输出式2.2  其他二极管及其应用电路　 　 　　SOT-23    SC-70       SOT-89    EM-3   封装形式 ： SOT-23、 SC-70、 EM-3、 SOT-89 等如 图所示2.2  其他二极管及其应用电路　 　 　　本章小结3． 单 相 桥 式整流 电 路 为 全波整流 电 路，在 电 源正、 负 半周 时 ，两 组电 路 轮 流工作，所以二极管中的 电 流平均 值仅为负载电 流的一半。

1．单相半波整流电路负载所获得的电压、电流是正弦半波，其电压平均值 ；整流二极管的极限参数选择：应使 IVM ≥ IO， VM ≥ 2． 单 相全波整流 电 路采用全波整流，使 输 出 电压 平均 值提高一倍，即 全波整流 电 路的主要缺点是管子的耐 压值 需要提高一倍， 电 源 变压 器需要有中心抽 头 ，因此元器件 费 用增加。