电工电子技术教学资料.ppt

第5章 常用电子器件及其应用 5.1 半导体二极管 5.2 半导体三极管 5.3 场效应管 5.4 晶闸管 5.5 拓展实训 1. 设计目的 通过设计日光灯的半波整流电路，掌握单相半波整流电路的组成和工作原理。 2. 设计内容 选择合适的二极管，设计一个单相半波整流电路，改善日光灯照明中存在的问题。 二极管的主要参数 1) 额定正向工作电流 指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热，温度上升，温度超过容许限度(硅管为140℃左右，锗管为90℃左右)时，就会使管芯过热而损坏。例如，常用的IN4001-4007型锗二极管的额定正向工作电流为1A。 2) 正向电压降 指二极管导通后，其两端产生的电压降，如锗管约为0.3V，硅管约为0.7V。在一定的正向电流下，二极管的正向电压降越小越好。 3) 最高反向工作电压 指二极管在工作中所能承受的最大反向电压值，略低于二极管的反向击穿电压。例如，IN4001二极管的最高反向工作电压为50V，IN4007的为1000V。 4) 反向电流 反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流。 5.1.3 常见二极管及其应用 1. 检波二极管 利用单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号检出来。 其工作频率较高，处理 信号幅度较弱，被广泛 应用于半导体收音机、 电视机及通信设备等的 小信号电路中。 2. 整流二极管 利用单向导电性将交流电变成直流电。它有金属封装、塑料封装、玻璃封装等多种形式，广泛应用于电动机自控电路、变压器及各种低频整流电路中。 目前，国产低频整流二极管 有2CP系列、2DP系列和 2ZP系列；高频整流二极 管有2CZ系列、2CP系列、 2CG系列和2DG系列等。 3. 稳压二极管 既有普通二极管的单向导电性，又可工作于反向击穿状态。 4. 开关二极管 开关二极管是利用单向导电性制成的电子开关，如图所示。它具有良好的高频开关特性，广泛应用于电视机、 家用计算机、通信设备 及仪器仪表及各类高频 电路中。 5. 发光二极管 发光二极管(LED)是一种由磷化镓(GaP)等半导体材料制成的、能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有一定电流通过时，它就会发光，因此被广泛 应用于各种电子电路、 家电、仪表等设备中， 作电源指示或电平指示。 6. 光电二极管 又称光敏二极管，它利用光生伏特效应把光信号转化为电信号。即当二极管受到光照时，即使没有外加偏压，PN结也会产生光生电动势，外接电路中有光电流通过。 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，叫做暗电流； 有光照时，反向电流迅速增大到 几十微安，称为光电流。 它广泛应用于光电探测器和光通 信等领域。 7. 肖特基二极管 一种低功耗、超高速半导体器件。 显著特点：反向恢复时间极短(可以小到几纳秒)，正向导通压降仅0.4V左右，是高频和快速开关的理想器件，其工作频率可达100GHz，多用于高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、 保护二极管，也可用在微波通 信等电路中作整流二极管、 小信号检波二极管使用。 5.1.4 二极管整流电路 2、单相全波整流电路 当 处于正半周时，二极管D1处于正向导通状态，二极管D2处于反向截止状态，电流由1端经负载 流回中点O； 当 处于负半周时，二极管D1处于反向截止状态，二极管D2处于正向导通状态，电流由2端经负载 流回中点O。因此，利用交流电源的两个半波，使得两个二极管在一周期内轮流导通，在负载上得到方向一致的电流，所以称全波整流电路。 当 处于正半周时，二极管D1和D3正向导通，二极管D2和D4反向截止，电流由1端经D1、负载 和D3流向2端； 当 处于负半周时，二极管D2和D4正向导通，二极管D1和D3反向截止，电流由2端经D2、负载 和D4流向1端。 因此，无论处于正半周还是负半周，都有电流流过负载，且电流方向不变，这与全波整流电路相同。 5.1.5 二极管稳压电路 当负载电阻不变而输入电压增大时， 5.2 三极管 5.2.1 三极管放大电路设计 5.2.2 三极管工作原理与特性 5.2.3 三极管基本放大电路 5.2.4 多级放大电路 5.2.5 差动放大电路 5.2.6 三极管放大电路的设计过程 5.2.1 三极管放大电路设计 设计一个三极管放大电路，其中负载电阻为