第5章 半导体二极管及其应用.ppt

5.2.2 二极管的参数 (5) 极间电容CB或 最高工作频率 C的阻抗＝1/(ωC) 5.2.2 二极管的等效电路 (1) 理想二极管等效电路 (2) 考虑正向压降的等效电路 忽略二极管的正向压降和反向电流 考虑二极管的正向压降，硅管：UD（ON）=0.7V 锗管：UD（ON）=0.3V 例 二极管门电路如图所示，A、B为输入端，F为输出端，根据输入信号波形分析各二极管的工作状态，并该电路的输出波形 半导体二极管图片 {end} 补充知识 二极管基本电路及其分析方法 1 二极管V- I 特性的建模 2 应用举例 PN结的伏安特性 iD=(VDD-vDD)/R PN结的伏安特性 VDD 1 二极管V- I 特性的建模 1. 理想模型 3. 折线模型 2. 恒压降模型 k 阴极 阳极 a 1 二极管V- I 特性的建模 1. 理想模型 1 二极管V- I 特性的建模 2. 恒压降模型 （硅二极管典型值） （锗 二极管典型值） 导通压降： 4. 小信号模型(感兴趣自学） 二极管工作在正向特性的某一小范围内时，其正向特性可以等效成一个微变电阻。 即 根据 得Q点处的微变电导 则 常温下（T=300K） 1 二极管V- I 特性的建模 2 应用举例 1. 二极管的静态工作情况分析 理想模型 （R=10k?） （1）VDD=10V 时 恒压模型 （2）VDD=1V 时 理想模型 恒压模型 结论：当VI≥10 Von时，用理想模型。 当VI 接近 Von时，用恒压降模型。 例2.4.2 提示 2 应用举例 2. 限幅电路 5.3 单相整流滤波电路 5.3.1 单相半波整流电路 5.3.2 单相桥式整流电路 5.3.3 滤波电路 1. 单相半波整流电路 1）电路的组成及工作原理 图所示为单相半波整流电路。 由于流过负载的电流和加在负载两端的电压只有 半个周期的正弦波,故称半波整流。 5.3.1 单相半波整流电路 直流电压是指一个周期内脉动电压的平均值。即 2）负载上的直流电压和直流电流 流过负载RL上的直流电流为 当二极管截止时，它承受的反向峰值电压URM是变压器次级电压的最大值，即 3）整流二极管参数 由图可知,流过整流二极管的平均电流IV与流过负载的电流相等,即 2. 单相桥式整流电路 1）电路的组成及工作原理 桥式整流电路由变压器和四个二极管组成,如图所示。由图(a)可见,四个二极管接成了桥式,在四个顶点中,相同极性接在一起的一对顶点接向直流负载RL,不同极性接在一起的一对顶点接向交流电源。输出波形如图所示。 单相桥式整流电路 单相桥式电路的电流通路 桥式整流电路输出波形图 2）负载上的直流电压和直流电流 由上述分析可知,桥式整流负载电压和电流是半波整流的两倍。 3）整流二极管的参数 在桥式整流电路中,因为二极管V1、V3和V2、V4在电源电压变化一周内是轮流导通的,所以流过每个二极管的电流都等于负载电流的一半,即 每个二极管在截止时承受的反向峰值电压为: 电路的优点： 桥式整流电路与半波整流电路相比,电源利用率提高了1倍,同时输出电压波动小,因此桥式整流电路得到了广泛应用。电路的缺点：二极管用得较多，电路连接复杂，容易出错，为了解决这一问题，生产厂家常将整流二极管集成在一起构成桥堆 ３. 滤波电路 常见的电路形式如图所示 1）电容滤波电路 由上述分析可知,桥式整流负载电压和电流是半波整流的两倍。 a) 电路组成及工作原理 图为单相半波整流电容滤波电路,它由电容C和负载RL并联组成。 半波整流电容滤波电路及波形 其工作原理如下: 当u2的正半周开始时，若u2uC(电容两端电压)，整流二极管V因正向偏置而导通，电容C被充电：由于充电回路电阻很小，因而充电很快，uC和u2变化同步。当ωt=π/2时，u2达到峰值，C两端的电压也近似充至 u2 值。 在桥式整流电路中加电容进行滤波器与半波整流滤波电路工作原理是一样的,不同点是在u2全周期内,电路中总有二极管导通,所以u2对电容C充电两次,电容器向负载放电的时间缩短,输出电压更加平滑,平均电压值也自然升高。这里不再赘述。桥式整流电容滤波电路及波形如图所示。 b）负载上电压的计算 c) 元件选择 电容选择: 滤波电容C的大小取决于放电回路的时间常数, RLC愈大, 输出电压脉动就愈小, 通常取RLC为脉动电压中最低次谐波周期的3～5倍。 d) 电容滤波的特点 电容滤波电路结构简单、