飞电二极管与整流电路.ppt

飞机电子基础 南航新员工培训 目录 第一章 半导体的基础知识 第二章 二极管与整流电路 第三章 三极管与放大器 第四章 集成运算放大器及其应用电路 第五章 数制及其转换 第六章 模拟信号与数字信号的转换 第七章 数字电路 第八章 计算机基础知识 第九章 计算机网络的基本概念 第十章 ARINC429数字数据总线 第二章 二极管与整流电路 2.1 二极管的结构 2.2 二极管的伏安特性 2.3 二极管整流电路 2.4 硅控整流管(SCR) 2.5 特殊用途的二极管 2.1二极管的结构 二极管的结构外形及在电路中的文字符号如图2-1所示,在图2-1(b)所示电路符号中,箭头指向为正向导通电流方向。 图2-1 二极管结构、符号及外形举例 (a)结构； (b)符号； (c)外形 类型： (1)按材料分: 有硅二极管，锗二极管和砷化镓二极管等。 (2）按结构分: 根据PN结面积大小,有点接触型、面接触型二极管。 (3）按用途分: 有整流、稳压、开关、发光、光电、变容、阻尼等二极管。 (4）按封装形式分: 有塑封及金属封等二极管。 (5)按功率分: 有大功率、中功率及小功率等二极管。 2.2 二极管的伏安特性 图2-2 硅二极管2CP10的伏安特性 图2-3 锗二极管2AP15的伏安特性 由图可以看出，二极管的伏安特性和PN结的理想伏安特性基本是相同的， 一、正向特性 二、反向特性 三、反向击穿特性 下面对以锗二极管的伏安特性为例加以说明： 一、正向特性 对应于图2-3的第?段为正向特性, 此时加于二极管的正向电压只有零点几伏,但相对来说流过管子的电流却很大,因此管子呈现的正向电阻很小。 但是，在正向特性的起始部分，正向电流几乎为零，二极管呈现出一个大电阻，好象有一个门坎。硅管的门坎电压约为0.5~0.8伏,锗管的门坎电压约为0.1~0.3伏,当正向电压大于门坎电压时,电流增长很快。 二、反向特性 P型半导体中的少数载流子—电子和N型半导体中的少数载流子—空穴，在反向电压作用下很容易通过PN结，形成反向饱和电流， 但由于少数载流子的数目很少，所以反向电流是很小的, 如图2-3的第2段所示， 一般硅管的反向电流比锗管小得多。 三、反向击穿特性 当增加反向电压时，因在一定条件下，少数载流子数目有限，故起始一段反向电流没有多大变化，当反向电压增加到一定的大小时，反向电流急剧增加，叫做二极管的反向击穿，对应于图2-3的第3段，其原因和PN结击穿相同。 2.3 二极管整流电路 整流电路的任务是将交流电变换成直流电。 完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。 本节将分析单相半波整流电路和单相桥式整流电路。 一、单相半波整流电路 图2-4所示电路是一个典型的单相半波整流电路， 整流变压器Tr、 整流元件D（晶体二极管） 负载电阻RL。 设整流变压器副边的电压为 其波形如图2-5（a）所示。 图2-4 单相半波整流电路 图2-5 单相半波整流电路的电压与电流波形 图2-5 单相半波整流电路的电压与电流波形 由于二极管D具有单向导电性，只当它的阳极电位高于阴极电位时才能导通。 在变压器副边电压的正半周时，其极性为上正下负（图2-4），即a点的电位高于b点，二极管因承受正向电压而导通。这时负载电阻RL上的电压为，通过的电流为。 在电压的负半周时，a点的电位低于b点，二极管因承受反向电压而截止，负载电阻RL上没有电压。 因此，在负载电阻RL上得到的是半波整流电压。 在导通时，二极管的正向电压降很小，可以忽略不计。因此，可以认为的这半个波和的正半波是相同的（图2-5（b））。 二、单相桥式整流电器 单相半波整流的缺点是只利用了电源的半个周期，同时整流电压的脉动较大。为了克服这些缺点，常采用全波整流电路，其中最常用的是单相桥式整流电路。 它是由四个二极管接成电桥的形式构成的，如图2-6(a)所示，图2-6(b)是其简化画法。 ?图2-6 单相桥式整流电路? 图2-7 单相桥式整流电路的电压与电流波形 在变压器副边电压的正半周时，其极性为上正下负（图2-6），即a点的电位高于b点，二极管D1和D3导通，D2和D4截止，电流的通路是a?D1?RL?D3?b。 这时，负载电阻RL上得到一个半波电压，如图2-7 (b)中的0??段所示。 在电压的负半周时，变压器副边的极性为上负下正，即a点的电位低于b点，二极管D1和D3截止，D2和D4导通，电流的通路是b ?D2?RL?D4? a。 同样在负载电阻RL上得到一个半波波电压，如图2-7 (b)中的??2?段所示。 2.4 硅控整流管(SCR) SCR也叫可控硅，它是一种常用来作硅整流器的