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  • 二極管的基礎知識資料
    • 发布时间:2019-12-05 16:04:13
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    二極管的基礎知識資料
    二極管的基础知识
    基本概念:
    二極管由管芯、管壳和两个电极构成。管芯就是一个PN结,在PN结的两端各引出一个引线,并用塑料、玻璃或金属材料作为封装外壳,就构成了晶体二極管,以下图所示。P区的引出的电极称为正极或阳极,N区的引出的电极称为负极或阴极。
    二極管的基础知识
    二極管的伏安特性
    二極管的伏安特性是指加在二極管两端电压和流过二極管的电流之间的关系,用于定性形貌这二者关系的曲线称为伏安特性曲线。通过晶體管图示仪观察到硅二極管的伏安特性以下图所示。
    二極管的基础知识
    正向特性
    1、外加正向电压较小时,二極管呈现的電阻较大,正向电流险些为零,曲线OA段称为不导通区或死区。一般硅管的死区电压约为0.5伏, 锗的死区电压约为0.2伏,该电压值又称门槛电压或阈值电压。
    2、当外加正向电压超过死区电压时,PN结内电场险些被抵消,二極管呈现的電阻很小,正向电流开始增加,进入正向导通区,但此时电压与电流不成比比方AB段。随外加电压的增加正向电流迅速增加,如BC段特性曲线陡直,伏安关系近似线性,处于充分导通状态。
    3、二極管导通后两端的正向电压称为正向压降(或管压降),且险些恒定。硅管的管压降约为0.7V,锗管的管压降约为0.3V。
    反向特性
    1、二極管承受反向电压时,加强了PN结的内电场,二極管呈现很大電阻,此时唯一很小的反向电流。如曲线OD段称为反向停止区,此时电流称为反向饱和电流。实际应用中,反向电流越小说明二極管的反向電阻越大,反向停止性能越好。一般硅二極管的反向饱和电流在几十微安以下,锗二極管则达几百微安,大功率二極管稍大些。
    2、当反向电压增大到一定数值时(图中D点),反向电流急剧加大,进入反向击穿区,D点对应的电压称为反向击穿电压。二極管被击穿后电流过大将使管子损坏,因此除稳压管外,二極管的反向电压不能超过击穿电压。
    二極管的基础知识
    整流電路:
    二極管的基础知识
    單向半波整流電路
    二極管就像一个自动开关,u2为正半周时,自动把电源与负载接通,u2为负半周时,自动将电源与负载切断。因此,由下图可见,负载上得到方向不变、大小变化的脉动直流电压uo以下图所示。由于该电路只在u2的正半周有输出,所以称为半波整流电路。如果将整流二極管的极性对调,可得到负极性的直流脉动电压。
    全波整流電路
    整流原理:
    設變壓器二次側的電壓爲:
    1)当u2为正半周时,A点电位最高,V点电位最低,二極管V1和V3导通,V2和V4停止,电流的通路是 A→V1→RL→V3→B。
    2)当u2为负半周时,B点电位最高,A点电位最低,二極管V2和V4导通,V1和V3停止,电流的通路是 B→V2→RL→V4→A。
    可見,在u2變化的一個周期內,負載RL上始終流過自上而下的電流,其電壓和電流的波形爲一全波脈動直流電壓和電流,以下圖所示。
    二極管的基础知识
    濾波電路:
    整流電路將交流電變爲脈動直流電,但其中含有大量的交流成分(稱爲紋波電壓)。爲此需要將脈動直流中的交流成分濾除掉,這一過程稱爲濾波。
    電容滤波
    電容滤波的特点为:
    1、输出电压平均值的大小与滤波電容C及负载電阻RL的大小有关,C的容量或RL的阻值越大,其放电速度越慢,输出电压也越大,滤波效果越好。
    2、在采用大容量滤波電容时,接通电源的瞬间充电电流特别大。電容滤波器结构简朴,负载直流电压UL较高,纹波也较小,但是输出特性较差,故适用于负载电压较高,负载变动不大的场合。
    二極管的基础知识
    參數選擇:
    1) 输出电压:UL=U2(半波) UL=1.2*U2(全波或桥式)
    2) 電容的选择:C>=(0.03~0.05)/RL
    3) 二極管的选择:Urm=1.41*U24
    電感濾波: 
    电感滤波器特点:由于自感电动势的作用使二極管的导通角比電容滤波电路时增大,流过二極管的峰值电流减小,外特性较好,带负载能力较强。电感滤波电路主要用于電容滤波器难以胜任的大电流负载或负载经常变化的场合,在小功率电子设备中很少使用。
    二極管的基础知识
    对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上。
    对谐波分量: f 越高,XL 越大,电压大部分降在XL上。因此,在输出端得到比较平滑的直流电压。
    当疏忽电感线圈的直流電阻时,输出平均电压约为:UL=0.9U2
    RC – pai型滤波
    在电流较小、要求不高的情况下,常用電阻代替电感L,构成RC-pai型滤波器。它成本低、体积小,滤波效果好。但由于電阻要消耗功率,所以电源的损耗功率较大,电源的效率低落,一般适用于输出电流小的场合。
    二極管的基础知识
    稳压二極管:
    二極管的基础知识
    当稳压二極管工作在反向击穿状态下,当工作电流Iz在Izmax和 Izmin之间时,其两端电压近似为常数。
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