半导体二极管及直流稳压电源解析.ppt

2021/3/27 * §1.9 光电器件 + - 1 显示器件 半导体显示器件主要有发光二极管,它是一种将电能直接转换成光能的固体器件,简称LED。和普通二极管相似,也是由一个PN结构成。LED多采用磷砷化镓制作PN结，这钟半导体材料的PN结，在正向导通时，由于空穴和电子的复合而放出能量，发出一定波长的可见光。光的波长不同，颜色也不同，常见的LED有红、绿、黄等颜色。LED的PN结封装在透明的塑料管壳内，外形有方形、矩形和圆形等。发光二极管的驱动电压低、工作电流小，具有很强的抗振动和抗冲击能力、体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等优点，广泛用于信号指示和传递中。 LED的伏安特性和普通二极管相似,死区电压为0.9~1.1V,正向工作电压为1.5~2.5V,工作电流为5~15mA。反向击穿电压较低，一般小于10V。 2021/3/27 * 2 光敏器件 + - 光敏二极管又称光电二极管。它的管壳上有透明聚光窗,由于PN结的光敏特性,当有光线照射时,光敏二极管在一定的反向偏压范围内，其反向电流将随光射强度的增加而线性地增加，这时光敏二极管等效于一个恒流源。当无光照时，光敏二极管的伏安特性与普通二极管一样。 光电二极管可用来作为光的测量，是将光信号转换为电信号的常用器件。 光照强度 U I 2021/3/27 * LED Vcc=5V + vo - RL=43k?? Rs=500? 0~5V 脉冲串 光缆 发光二极管 发射电路 光电二极管 接收电路 发光二极管将电信号变为光信号,通过光缆传输,用光电二极管接收,再现电信号。 实例 2021/3/27 * The End 2021/3/27 * R D1 D2 + - + - ui uo Us1 Us2 i 0 10 5 -5 -10 ui t 0 10 5 -5 -10 ui t 例:图示为一正负对称限幅电路,已知ui=10sin?t V, Us1=Us2=5V,画出uo的波形。 解题思路: （1）当|ui|5V时,D1、D2都处于反向偏置而截止,这时i=0, 所以uo=ui。 （2）ui5V时，D1处于正向偏置而导通，所以uo=5V。 （3) ui-5V时，D2处于正向偏置而导通，所以uo=-5V。 2021/3/27 * 例:图示电路,已知ui的波形,画出uo的波形。 R RL ui uR uo C D t ui t uo t uR 2021/3/27 * §1.4 稳压管 稳压管是一种特殊的面接触型硅二极管。由于它在电路中与适当数值的电阻配合,能起到稳定电压的作用,所以称其为稳压管。 1 基本结构 图形符号 文字符号 DZ P N + - 阳极 阴极 2021/3/27 * U I UZ IZ IZmax ?UZ ?IZ （1）稳压管的伏安特性与二极管的伏安特性类似。所不同的是稳压管的反向特性曲线比较陡。 （2）稳压管工作于反向击穿区。当稳压管反向击穿后,反向电流虽在很大范围内变化,但反向电压却变化很小。利用这一特性,稳压管在电路中可以起稳压作用。 （3）稳压管与一般二极管不同,它的反向击穿是可逆的。当取掉反向电压后,稳压管又恢复正常。但是,如果反向电流超过允许范围，稳压管将发生热击穿而损坏。 2 伏安特性 2021/3/27 * 3 主要参数 （1）稳定电压UZ 为稳压管反向击穿后稳定工作的电压值。手册中所给的都是在一定条件下的数值,即使是同一型号的管子,由于工艺和其它方面的原因,稳压值都有一定的分散性。 （2）电压温度系数?U 温度每变化1℃稳定电压变化的百分数。一般来说,低于6V的稳压管,其电压温度系数是负值;高于6V的稳压管,其电压温度系数是正值;而在6V左右的稳压管，其稳定电压基本不随温度变化。因此选用稳定电压为6V左右的稳压管，可得到较好的温度稳定性。 （3）动态电阻rZ 稳压管的反向特性曲线越陡, 则动态电阻越小,稳压性能越好。 2021/3/27 * （4）稳定电流IZ 为稳压管正常工作时的参考电流值。手册上给出的稳定电压和动态电阻都是对应于这个电流附近的数值。 （5）额定功率PZ和最大稳定电流IZM PZ为稳压管允许结温下的最大功率损耗。IZM为稳压管允许通过的最大电流。 2021/3/27 * §1.5 直流稳压电源 在生产、生活和科学实验中,主要采用交流电,但在某些场合,例如电解、电镀、蓄电池的充电、直流电动机等，都需要直流电源供电。此外，在电子线路和自动控制装置中还需要用非常稳定的直流电源电压。为了得到直流电，除了用直流发电机外，目前广泛采用各种半导体直流电源。 2021