项目六半导体二极管的应用报告.ppt

项目六 半导体及二极管应用 目录 一、半导体基础知识 四、特殊二极管在汽车上的应用 1.稳压二极管 稳压二极管是一种特殊的面接触型硅晶体二极管。由于它有稳定电压的作用，故称为稳压二极管。它经常应用在稳压设备和一些电子线路中。稳压二极管也称齐纳二极管。 三、二极管的伏安特性 伏安特性就是管子两电极间所加的电压与其流过的电流之间的关系曲线。电压的单位为伏（V），电流的单位为安（A）、毫安、微安等。 正向特性、反向特性 O uD /V iD /mA 正向特性 Uth 死区 电压 iD = 0 Uth = 0.5 V 0.1 V (硅管) (锗管) U ? Uth iD 急剧上升 0 ? U ? Uth 反向特性 IS U (BR) 反向击穿 U(BR) ? U ? 0 iD = IS 0.1 ?A(硅) 几十 ?A (锗) U U(BR) 反向电流急剧增大 U ? Uth iD 急剧上升 60 40 20 – 0.02 0 0.4 –25 –50 iD / mA uD / V 20?C 90?C 四、半导体二极管主要参数 在工程上必须根据二极管的参数合理地使用和选择二极管，只有这样才能充分发挥每个管子的作用。 最大整流电流IOM 最大反向电流IRM 最大反向工作电压URM 1.最大整流电流IOM 它是二极管长时间使用时，允许通过二极管的最大正向平均电流。 点接触型二极管的最大整流电流在几十毫安以下。面接触型二极管的最大整流电流较大，如2CP10型硅二极管的最大整流电流为100mA 。当电流超过允许值时，将由于 PN 结过热而使管子损坏。 2．最大反向工作电压URM 它是指二极管在工作中能承受的最大反向电压，也是使二极管不致反向击穿的电压极限值。在一般情况下，最大反向工作电压应小于反向击穿电压，是反向击穿电压的 1/ 2或 2/3 。 选用晶体二极管时，还要以最大反向工作电压为准,并留有适当余地，以保证二极管不致损坏。例如:2AP21型二极管的反向击穿电压15V，最大反向工作电压小于10V ；2AP26 型二极管的反向击穿电压为150V ，最大反向工作电压小于100V。 3．最大反向电流IRM 它是指二极管上加工作峰值电压时的反向电流值。IRM值越小，二极管的单向导电性越好。硅管的反向电流较小，在几微安以下。锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。 7.2 二极管应用 一、整流 整流电路是将交流电压变换成直流电路，整流电路分为单相半波整流电路、单相全波电路、三相全波整流电路。 1.单相半波整流电路 负载电阻上得到的整流电压U0是大小变化的单向脉动直流电压，U0的大小常用一个周期的平均值来表示，单相半波整流电压的平均值为 流过二极管的平均电流为 因此：单相半波整流电路的特点是结构简单，但输出电压的平均值低、脉动大,电路损失大。 2.单相桥式全波整流电路 桥式整流电路的整流电压平均值 比半波整流时增加一倍 即： 由以上分析可知，单相桥式整流电路，在变压器二次侧电压相同的情况下，输出电压平均值高、脉动小，管子承受的反向电压和半波整流电路一样。虽然二极管用了四只，但小功率二极管体积小，价格低廉，因此全波桥式整流电路得到了广泛的应用。 3.三相桥式整流电路 负载RL上电压U0与三相变压器副绕组相电压有效值U2 整流电流平均值 由于每个二极管在一个周期内连续导通1/ 3周期，故通过二极管的电流平均值ID。是 各个二极管所承受的最大反向电压 UDRM 是变压器次极线电压的最大值，即 二、滤波电路 整流电路输出的单向脉动电压含有交流分量，不能适应各种要求直流电压平稳的电子设备、电气装置正常工作的需要。解决办法是在整流电路之后再加接滤波电路，以改善直流电压的脉程度。 根据电容有隔直通交的作用，而电感则有直流电阻很小，交流电阻大的特点。将电容、电感和电阻适当的组合起来，便可得到各种形式的滤波电路。 1. 电容滤波电路 特点 ①电路简单。 ②整流输出电压的波形比较平直。 ③输出平均电压U0较高，且随负载RL的大小而变化。 输出平均电压： U0=U2 （半波整流） U0＝1.2U2 （全波整流） 2.电感滤波电路 电感滤波的作用是：当负载电流变化时，电感线圈中将产生自感电动势，它将阻止电流的变化，同时进行磁场能量的存贮与释放，使输出电压和电流的脉动程度减小，波形较平直。 U0=0.9U2 电感线圈的电感L为几亨到几十亨，一般说来L越大，滤波效果越好。但L越大，线圈的体积及重量均增加，而且也不经济。电感滤波适用于负载电流较大，其变化也较大但对输出电压脉动程度要求不太高的场合，例如可控硅电路。 3.复式兀形滤波电路 此电路由两只电容Cl和C2及电感 L