电子技术教程-课件全套 李春菊 项目1--12 整流、滤波电路---脉冲的产生与变换.pptx

电子技术技能教程;项目一整流、滤波电路;二极管的结构和符号

将P型半导体和N型半导体结合在一起，在交界处会形成一个具有特殊物理性质的带电薄层，称为PN结。普通二极管是由一个PN结加上两条电极引线制成管芯，从P区和N区分别引出两个电极作为正负极，并用塑料、玻璃或金属等管壳封装起来，如图(a)所示，其图形符号如图（b），文字符号用“VD”表示，图中箭头方向表示二极管正向电流的方向。;二极管的单向导电性和伏安特性

①正向导通二极管的两端加正向电压，即正极接高电位，负极接低电位，二极管处于正向偏置（正偏），此时二极管内部呈现较小的电阻，有较大的电流通过，称为正向导通。

②反向截止二极管的两端加反向电压，即正极接低电位，负极接高电位，二极管处于反向偏置（反偏），此时二极管内部呈现很大的电阻，几乎没有电流通过，称为反向截止。

;二极管的主要参数

为了安全使用二极管，必须考虑电流、电压、功率、温度等参数不能超过规定的最大额定值。主要考虑以下参数：

①最大整流电流IFM

二极管长时间工作时允许通过的最大正向电流。使用二极管时，应注意流过二极管的正向最大电流不能大于这个数值，否则可能损坏二极管。

②最高反向工作电压URM

二极管正常工作时所能承受最高反向电压。使用中如果超过此值，二极管有可能因反向击穿而损坏。

③反向电流IR

二极管工作在反向截止状态未击穿时通过的反向电流。IR越小二极管的单向导电性能越好。

④最高工作频率fM

二极管所能承受的最高工作频率。主要受PN结的结电容限制，通过PN结的交流电频率高于此值，二极管不能正常工作。

;二极管的种类

（1）整流二极管VD

整流二极管是利用二极管的单向导电性，把交流电变换

成直流电的二极管，图形符号如图（a）所示。

（2）稳压二极管VZ

稳压二极管是一种用于稳压（或限压）、工作在反

向击穿状态的二极管，其图形符号如图（b）所示。

（3）发光二极管VL

发光二极管是是直接将电能转换成光能的二极管，其图形符号如图c所示。当加以正向电压时，发光二极管就能发??。

（4）光电二极管VL

光电二极管是能将光照强弱变化转换成电信号输出的二极管，其图形符号如图（d）所示。

（5）变容二极管VD

变容二极管是利用反向偏压改变PN结的结电容大小的二极管（反向偏压升高，结电容变小），其图形符号（e）所示。

此外，还有很多其他不同用途的二极管，如检波二极管、开关二极管、激光二极管等。;项目一整流、滤波电路;（1）输出直流电压UL

电阻性负载RL上的直流电压UL是整流电路输出脉动电压的平均值。

若则

（2）直流电流IL

流过负载电阻RL的在直流电流为

整流二极管的正向整流电流ID和流过负载RL的电流IL相等，即

二极管截止时所承受的最高反向工作电压URM是u2的最大值，即

;2.单相桥式整流电路由电源变压器Tr和4个同型号的整流二极管VD1～VD4和负载电阻RL组成，如图（a）所示。图（b）所示是整流电桥的简化画法，在这个表示电路中，要注意二极管图形符号的极性与输出电压UL正负极性的关系。

当电压u2为正半周时，a端电位高于b端电位，二极管VD1、VD3导通，VD2、VD4截止，电流iL由a端→VD1→RL→VD3→b端，此电流流经负载RL时，在RL上形成了上正下负的输出电压uL。

当电压u2为负半周时，b端电位高于

a端电位，二极管VD2、VD4导通，VD1、

VD3截止，电流iL由b端→VD2→RL→VD4

→a端，该电流iL流经RL的方向与u2正半

周时流向一致，同样在RL上形成了上正

下负的输出电压uL。

可见，无论u2处于正半周还是负半

周，都有电流分别流过两对二极管，并

以相同的方向流过负载RL，输出电压是

单方向的全波脉动波形，如图c)所示。

;（1）输出直流电压UL

由上述分析可得，桥式整流电路中负载所获得的直流电压比半波整流电路提高了一倍。

（2）直流电流IL

流过负载电阻RL的在直流电流为

桥式整流电路中，每只二极管在电源变化的一个周期内只导通半个周期，因此流过每只二极管的平均电流ID是输出电流IL的一半，即

二极管截止时所承受的最高反向工作电压URM是u2的最大值，即

;项目一整流、滤波电路;电感滤波电路

在大电流负载情况下，负载电阻RL很小，若采

用电容滤波电路，电容器容量势必很大，这样

通过整流二极管的短时冲击电流（也称浪涌电

流）非常大，使整流二极管和滤波电容器的选

择比较困难，此时采用电感滤波电路。电路如

图在整流电路和负载之间串联一个电感线