半导体二极管及其应用电路.ppt

* * 5. 肖特基二极管 肖特基二极管是由金属和Ｎ型或Ｐ型半导体接触形成具有单向导电性的的二极管。图2-24a是肖特基二极管电路符号。肖特基二极管具有反向恢复时间短（最低可小于10ns）和正向压降低（可达0.4V）的特点。在数字集成电路中，它与晶体三极管做在一起，形成肖特基晶体管，可以提高开关速度。 6. 快恢复二极管 快恢复二极管工作原理与普通二极管相似，但制造工艺与普通二极管不同，在靠近ＰＮ结的掺杂浓度很小，可获得较高的开关速度，正向压降亦较低，反向恢复时间约为200～750ns，高速的可达10ns，与肖特基二极管相比，其耐压高得多。它主要用在高速整流元件、开关电源和逆变电源作整源二极管，以降低关断损耗，提高效率和减少噪声。图2-24b是它的电路符号。 图2-24 第二十九页，共67页 * * 2.3 整流电路 二极管具有单向导电性，因此可以利用二极管的这一特性组成整流电路，将交流电压变为单向脉动电压。在小功率直流电源中，经常采用单相半波、单相桥式电路。 2.3.1 单相半波整流电路 1. 电路组成及工作原理 设： 图2-25 在 的正半周二极管VD因正向偏置而导通，有电流流过二极管和负载。 在 的负半周时，二极管反向偏置而截止，因此二极管电流和负载电流均为零。 此时，二极管两端承受一个反向电压，其值就是变压器二次侧电压，即 第三十页，共67页 * * 图2-26 2. 负载上的直流电压和电流的计算 直流电压是指一个周期内脉动电压的平均值。半波整流电路为 负载的电流平均值为 图2-26中画出了整流电路中各处的波形图。这种电路利用二极管的单向导电性，使电源电压的半个周期有电流通过负载，故称为半波整流电路。半波整流在负载上得到的是单向脉动直流电压和电流。 第三十一页，共67页 * * 3. 二极管的选择 流经二极管的电流 与负载电流 相等，故选用二极管要求其 由图2-26可见，二极管承受的最大反向电压就是变压器二次侧交流电压的最大值，即 根据和计算值，查阅有关半导体器件手册，选用合适的二极管型号使其定额接近或略大于计算值。 第三十二页，共67页 * * 2.3.2 单相全波整流电路 1. 变压器中心抽头的全波整流电路 全波整流电路利用具有中心抽头的变压器与两个二极管配合，使VD1、VD2在正半周和负半周内轮流导电，而且二者流进的电流保持同一方向，从而使正、负半周在负载上均有输出电压。 当 的极性为上正下负时（设正半周）VD1导通，VD2截止 流过 ，在负载上得到的输出电压极性上正下负； 当 的极性为上负下正时，（设负半周）VD1截止，VD2导通，由图可见， 流过 时产生的电压极性与正半周时相同，因此在负载上可以得到一个单方向的脉动电压。 全波整流电路的波形见图2-28。 (1) 电路组成及工作原理 第三十三页，共67页 * * (2) 负载上的直流电压和电流的计算 全波整流电路负载上得到的输出电压或电流的平均值是半波整流电路的两倍 图2-28 (3) 整流二极管的选择 流经二极管的电流平均值 为负载电流 的一半，故对选择二极管要求其 在正半周VD1导通，VD2截止，此时变压器两个二次侧电压全部加在二极管VD2的两端，因此二极管承受的反向峰值电压是 的两倍，即 第三十四页，共67页 2. 单相桥式整流电路 (1) 电路组成及工作原理 为了克服单向半波整流电路的缺点，可采用单向桥式整流电路，其由四个二极管接成电桥形式，因此而称为桥式整流电路，图2-30所示为桥式整流电路的几种画法。 图2-30 第三十五页，共67页 * * 2. 单相桥式整流电路 在 的正半周，VD1、VD3导通，VD2、VD4截止；在 的负半周，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止。 这样，在负载 上得到的是一个全波整流电压。 四个二极管两两轮流导通，因此正、负半周内都有电流流过 第三十六页，共67页 * * (2) 负载上的直流电压和电流的计算 桥式整流电路的输出电压为半波整流电路输出电压的两倍，因此，桥式整流电路的输出电压平均值为 桥式整流电路中，由于每只二极管只导通半个周期，故每只二极管的平均电流仅为负载电流的一半