二极管的符号
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UT为温度的电压当量,在常温(300K)下, UT=26mV。
当U>0时,且U>>UT,则电流I与U基本成指数关系。
当U<0时,且U>>UT,则电流I=-IS
1. 最大整流电流IOM
二极管长期使用时,允许流过二极管的最大正向平均电流。
2. 反向工作峰值电压URWM
是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压,一般是二极管反向击穿电压UBR的一半。二极管击穿后单向导电性被破坏,甚至过热而烧坏。
3. 反向峰值电流IRM
指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大,说明管子的单向导电性差,IRM受温度的影响,温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小,锗管的反向电流较大,为硅管的几十到几百倍。
4 最高工作频率fM
是二极管工作的上限频率。它主要由PN结的结电容大小决定。信号频率超过此值时,二极管的单向导电性将变差。应该指出,由于制造工艺的限制,即使是同一型号的器件,其参数的离散性也很大,因此,手册上常常给出参数的范围。另一方面,器件手册上给出的参数是在一定测试条件下测得的,若条件改变,相应的参数值也会变化。
影响工作频率的原因 —PN 结的电容效应
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1. 低频时,因结电容很小,对 PN 结影响很小。
高频时,因容抗增大,使结电容分流,导致单向导电性变差。
2. 结面积小时结电容小,工作频率高。
整流电路
作用:把交流电转换成脉动直流电。
分类: 半波整流 全波整流 桥式整流 倍压整流
1、单相半波整流电路
单相半波整流电路如图(a)所示波形图如图(b)所示。
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根据图可知,输出电压在一个工频周期内,只是正半周导电,在负载上得到的是半个正弦波。负载上输出平均电压为
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(1)组成:由四个二极管组成桥路
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u2正半周时:D1 、D3导通, D2、D4截止
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(3)主要参数:
输出电压平均值:Uo=0.9u2
输出电流平均值:Io=Uo/Ro=0.9u2 / RL
流过二极管的平均电流:ID=Io/2
二极管承受的最大反向电压:
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1.电路和工作原理
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1. RL未接入时
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电容滤波电路的特点
(1) 输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。
RLC 愈大----电容器放电愈慢-----Uo(平均值)愈大。
一般取(T:电源电压的周期)
近似估算:Uo=(1.1-1.2)U2。
(2) 流过二极管瞬时电流很大。
RLC 越大----Uo越高。
负载电流的平均值越大----整流管导电时间越短----iD的峰值电流越大。
(3) 输出特性(外特性)
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结论:电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电流较小且负载变动不大的场合。
元件选择
(1) 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, 即
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(2) 整流二极管的选择。
正向平均电流为
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例:单相桥式电容滤波整流,交流电源频率 f = 50 Hz,负载电阻 RL = 40,要求直流输出电压 UO = 20 V,选择整流二极管及滤波电容。
1. 选二极管
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电流平均值:
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2. 选滤波电容
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倍压整流电路
二倍压整流电路
u2的正半周时:D1导通,D2截止,理想情况下,电容C1的电压充到:
u2的负半周时:D2导通,D1截止,理想情况下,电容C2的电压充到:
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特殊二极管
1. 稳压二极管的特性
2. 发光二极管的特性
3. 光电二极管的特性
4. 变容二极管的特性
稳压二极管伏安特性
稳压管正常工作时加反向电压;稳压管反向击穿后,电流变化很大,但其两端电压变化很小,利用此特性,稳压管在电路中可起稳压作用。
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当输入电压ui变化时,如
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稳定电压UZ:稳压管正常工作(反向击穿)时管子两端的电压
电压温度系数:环境温度每变化1度引起稳压值变化的百分数。
低于6V的稳压管,电压温度系数为负;高于6V的稳压管,电压温度系数为 正;而6V左右的管子稳压值受温度变化影响的比较小。
对于温度变化范围比较大,又要求稳压值的温度稳定性好,可选用具有温度补偿的稳压管。也可以将两个同型号稳压管反向串接起来使用,方可达到目的。
动态电阻:稳压管电压的变化量与电流变化量的比值。
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稳定电流 IZ 、最大稳定电流 IZM;最大允许耗散功率 PZM = UZ*IZM
光电二极管(光敏二极管)
原理:与PN结二极管相似,但在它的PN结处,通过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照。光电二极管是在反向电压作用下工作的,没有光照时,反向电流极其微弱,叫暗电流;有光照时,反向电流迅速增大到几十微安,称为光电流。光的强度越大,反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化,这就可以把光信号转换成电信号,成为光电传感器件。
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