电工学(少学时)唐介第8 半导体器件、直流稳压电源.ppt

二、伏安特性 二、伏安特性 二极管电路分析 8.3 特殊二极管 第11章　直流稳压电源 小功率直流稳压电源的组成 11.4 稳压电路 2. 工作原理 一、稳压管稳压电路 2. 工作原理 2. 输出特性 三、特性曲线 IC mA ?A V V UCE UBE RB IB UCC UBB 实验线路 1、输入特性 UCE ?1V IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 工作压降： 硅管UBE?0.6~0.7V, 锗管UBE?0.2~0.3V。 死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。 温度增高 温度每升高1?C，UBE减小–(2~2.5)mV，即晶体管具有负温度系数。 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 3 6 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 9 12 O 放大区 输出特性曲线通常分三个工作区： (1) 放大区 在放大区有 IC=? IB ，也称为线性区，具有恒流特性。 在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。 当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=?IB。 1. 符号 UZ IZmin IZmax ? UZ ? IZ 2. 伏安特性 稳压管正常工作时加反向电压 使用时要加限流电阻 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。 U I O 一、稳压二极管 利用二极管的反向特性工作 曲线越陡，电压越稳定 稳压误差 Uo IZ DZ R I0 I UI RL 3. 稳压过程分析 当电源电压波动时： 当负载电流波动时： 电阻的作用 限制稳压管电流不会超过 起到电压调节作用。 稳压二极管的应用举例 uo iZ DZ R iL i ui RL 稳压管的技术参数: 负载电阻RL=2KΩ,要求当输入电压由正常值发生?20%波动时负载电压基本不变。 解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为Izmax 。 求：电阻R和输入电压 ui 的正常值。 ——方程1 令输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为Izmin 。 ——方程2 uo iZ DZ R iL i ui RL 联立方程1、2，可解得： P217例8.3.1 例：电路如图所示，稳压管的稳定电压UZ是6V，正向压降UD是0.6V，求：Ui=10V时各电路Uo。 光电二极管：反向电流随光照强度的增加而上升。 I U 照度增加 符号 发光二极管 有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，它的电特性与一般二极管类似，正向电压较一般二极管高，电流为几 ~ 几十mA 光电二极管 发光二极管  光电二极管：工作在反向偏置。 发光二极管：工作于正向偏置。  功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压 u4 uo u3 u2 u1 交流电源 负载 变压 整流 滤波 稳压 11.1 直流稳压电源的组成 交流电 直流电 脉动直流电 平滑直流电 不稳定直流电 稳定直流电 整流电路的作用: 将交流电压转变为方向不变的脉动的直流电压。 11.2 整流电路 常见的整流电路： 半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。 分析时可把二极管当作理想元件处理： 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。 整流原理：利用二极管的单向导电性 单相桥式整流电路 u1 D4 D2 D1 D3 RL uo u2 + － + － + － a T b 正半周: u2＞0， uo= u2 D1和D3导通, 工作原理： + － + － + － a T b u1 D4 D2 D1 D3 RL uo u2 负半周: u2 0， uo=－u2 D2和D4导通, uD3,uD1 uD4,uD2 D1 D3 D2 D4 O ωt uD uo O ωt u2 O ωt uo u2 D4 D2 D1 D3 RL + - + － Uo Io = RL ID = 1 2 Io URm =√2 U2 则：▲负载的直流电压： ▲负载的直流电流： ▲二极管的平均电流： 每个二极管只导通半周 ▲二极管能承受的最大反向电压： ▲选择二极管的依据： 整流桥块 正确使用： ~ ~ 输入交流电压 + 输出直流电压 ~ ~ ~ ~ 交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。 11.3 滤波电路 滤波电路的作用： 把脉动性比较大的直流电压变成比较平缓的直流电压 滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留