目录目录知识目标知识目标1掌握二级管的外形和电路图形符号；2掌握二级管的相关特性参数；3. 了解整流电路的基本组成，理解其工作原理，能进行简单的工程计算；4. 熟悉电容滤波的基本形式，知道滤波电容参数的选用原则；5. 了解常用的几种特殊二极管的功能及使用常识。目录目录技能目标技能目标1掌握直流电源的制作方法；2能看懂简易电源电路原理图；3. 可在万能电路板上设计安装线路；4. 可用万用表检测元器件；5. 会根据电路设计图安装电路；6. 检查后通电，并用万用表测输出电压值；7. 用示波器观察变压器次级波形、整流后的波形以及滤波后的波形。目录目录一、半导体基础知识一、半导体基础知识 半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。 半导体的三大特性：光敏特性、热敏特性和掺杂半导体的三大特性：光敏特性、热敏特性和掺杂特性。特性。 半导体的用途：用于制造二极管、三极管和集成半导体的用途：用于制造二极管、三极管和集成电路。电路。 制作半导体的主要材料有制作半导体的主要材料有：硅、锗和砷化镓硅、锗和砷化镓。目录目录课外思考题课外思考题课外思考题课外思考题物质为什么会导物质为什么会导电？电？物质按导电性能可物质按导电性能可以分哪三类？以分哪三类？目录目录一、半导体基础知识一、半导体基础知识一、本征半导体一、本征半导体 纯净的纯净的、不含其、不含其他杂质的半导体被称他杂质的半导体被称为本征为本征半导体。如硅、半导体。如硅、锗单晶体锗单晶体。目录目录一、半导体基础知识一、半导体基础知识+4+4+4+4本征半导体结构图本征半导体结构图自自由由电电子子空空穴穴空穴空穴价价电电子子共价键共价键原子最外层轨道上的电子。相邻原子共有价电子所形成的束缚。在室温下或光照下，本征半导体中少数价电子因受热而获得能量，摆脱原子核的束缚，从共价键中挣脱出来，成为自由电子。失去价电子的硅或锗原子在该共价键上留下了一个空位，这个空位称为空穴。目录目录课外思考题课外思考题课外思考题课外思考题空穴带电吗？空穴带电吗？本征激发产生的自由电本征激发产生的自由电子和空穴的数目应该是子和空穴的数目应该是_？ 本征半导体带电本征半导体带电吗？吗？在本征半在本征半导导体中，体中，电电子子浓浓度和空穴度和空穴浓浓度相等度相等吗吗？目录目录 1 1、本征半导体中电子空穴成对出现，且数量少。、本征半导体中电子空穴成对出现，且数量少。 2 2、半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电。、半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电。 3 3、本征半导体导电能力弱，并与温度有关、本征半导体导电能力弱，并与温度有关。 4 4、空穴是不带电的。、空穴是不带电的。 5 5、在本征半导体中，电子浓度、在本征半导体中，电子浓度n ni i和空穴浓度和空穴浓度p pi i是相是相等的。等的。课外总结课外总结目录目录一、半导体基础知识一、半导体基础知识二二、杂质杂质半导体半导体 掺掺入入杂杂质质后的半导体，后的半导体，称为称为杂质半导体，根据杂质半导体，根据掺掺入杂质入杂质性质性质的不同的不同 可分可分为：为：N N 型半导体和型半导体和 P P 型半导体型半导体。目录目录一、半导体基础知识一、半导体基础知识1.1.N N 型半导体型半导体+5+4+4+4+4+4杂质正离子杂质正离子自由电子自由电子施主施主离子离子多多子子电电子子少子空穴少子空穴 磷原子失去一个价磷原子失去一个价电子后可用正离子表示电子后可用正离子表示杂质离子杂质离子（a a）N N 型半导体晶体结构图型半导体晶体结构图（b b）N N 型半导体示意图型半导体示意图N N 型半导体结构图图型半导体结构图图目录目录一、半导体基础知识一、半导体基础知识2 2. .P P 型半导体型半导体（a a）P P 型半导体晶体结构图型半导体晶体结构图（b b）P P 型半导体示意图型半导体示意图P P 型半导体结构图图型半导体结构图图+3+4+4+4+4+4杂质负离子杂质负离子价价电电子子填填充充空空穴穴位位多多子子空空穴穴少子电子少子电子杂质离子杂质离子受主受主离子离子受主受主原子原子目录目录 1.1.在在N N型半导体中，自由电子为多数载流子，空穴型半导体中，自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子。在为少数载流子。在P P型半导体中，空穴为多数载流子，型半导体中，空穴为多数载流子，自由电子为少数载流子。自由电子为少数载流子。 2.2.杂质离子虽然带电荷，但不能移动。杂质离子虽然带电荷，但不能移动。 3.3.杂质半导体中虽然有一种载流子占多数，但整杂质半导体中虽然有一种载流子占多数，但整个半导体仍呈电中性。个半导体仍呈电中性。 4. 4. 杂质半导体的导电性能主要取决于多子浓度，杂质半导体的导电性能主要取决于多子浓度，多子浓度主要取决于掺杂浓度。少子浓度主要与本征多子浓度主要取决于掺杂浓度。少子浓度主要与本征激发有关。激发有关。 5.5.少子主要有本征激发产生，因此少子对温度敏少子主要有本征激发产生，因此少子对温度敏感，其大小随温度的升高而增大感，其大小随温度的升高而增大。课外总结课外总结目录目录一、半导体基础知识一、半导体基础知识三三、PN 结结1.1.PN PN 结的形成结的形成 在一块完整的本征硅片上，用不同的掺杂在一块完整的本征硅片上，用不同的掺杂工艺使其一边形成工艺使其一边形成N N型半导体，另一边形成型半导体，另一边形成P P型型半导体，在这两种杂质半导体的交界面附近就半导体，在这两种杂质半导体的交界面附近就会形成一个具有特殊性质的薄层（正离子或负会形成一个具有特殊性质的薄层（正离子或负离子的区域），这个特殊的薄层就是离子的区域），这个特殊的薄层就是PNPN结结目录目录一、半导体基础知识一、半导体基础知识PNPN 结的形成结的形成目录目录一、半导体基础知识一、半导体基础知识2 2. .PN PN 结的单向导电性结的单向导电性1 1） PN PN 结正偏结正偏P 区区N 区区内电场内电场方向方向+ UR外电场外电场方向方向外电场使多子向外电场使多子向 PN PN 结移动结移动, ,中和部分离子使空间电荷区变窄。中和部分离子使空间电荷区变窄。 IF限流限流电电阻阻IF = I多子多子 I少子少子 I多子多子扩扩散运散运动动加加强强形成正向形成正向电电流流 IF 。目录目录一、半导体基础知识一、半导体基础知识2 2） PN PN 结反偏结反偏P 区区N 区区 +UR内电场内电场方向方向外电场外电场方向方向外电场使多子背离外电场使多子背离 PN PN 结移动，结移动，空间电荷区变宽。空间电荷区变宽。IR漂移运动加强形成反向电流漂移运动加强形成反向电流 I IR RIR = I少子少子 0目录目录一、半导体基础知识一、半导体基础知识3 3. .PN PN 结的击穿特性结的击穿特性 反向击穿反向击穿反向击穿反向击穿当加于当加于PN结两端的反向电压增大到一定值时，结两端的反向电压增大到一定值时，PN结的反向电流将随反向电压的增加而急剧增大，结的反向电流将随反向电压的增加而急剧增大，这种现象称为反向击穿。这种现象称为反向击穿。电击电击电击电击穿穿穿穿若反向若反向电压电压下下降到降到击击穿穿电压电压以下后，其性以下后，其性能可恢复到原有情况，即能可恢复到原有情况，即这这种种击击穿是可逆的，称穿是可逆的，称为电击为电击穿。穿。热热热热击击击击穿穿穿穿若反向若反向击击穿穿电电流流过过大，大，则则会会导导致致PN结结结结温温过过高而高而烧烧坏，坏，这这种种击击穿是不可逆的，称穿是不可逆的，称为为热热击穿击穿。目录目录讨论题讨论题 反向击穿后，反向击穿后，PN结就损坏了吗？结就损坏了吗？目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管一一、二极管的结构二极管的结构 在在PNPN结的两端各引结的两端各引出一根电极引线，然出一根电极引线，然后用外壳封装起来后用外壳封装起来 就构成了半导体二就构成了半导体二 极管。极管。目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管PN 结结 + 引引线线 + 管壳管壳 = 二极管二极管( (Diode) )注意注意注意注意正极正极引引线线触触丝丝N 型型锗锗片片外壳外壳负负极极引引线线二极管二极管结构结构目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管半导体二极管的实物、外形与符号半导体二极管的实物、外形与符号目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管二二、二极管的类型二极管的类型按结构按结构的不同的不同分分点接触型点接触型平面型平面型面接触型面接触型目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管点接触型点接触型二极管二极管正极正极引引线线触触丝丝N 型型锗锗片片外壳外壳负负极极引引线线PN结结接触面接触面积积小（小（SPN小），不能承受大小），不能承受大的的电电流和高的反向流和高的反向电压电压，由于，由于结电结电容小，容小，所以所以这类这类管子适用于管子适用于检检波和波和变频变频等高等高频电频电路。路。目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管负负极引极引线线 面接触型面接触型二极管二极管N型型锗锗PN 结结 正极引正极引线线铝铝合金合金小球小球底座底座金金锑锑合金合金PN结结面面积积大，可承受大，可承受较较大的大的电电流和高的反向流和高的反向电压电压，极，极间间电电容容较较大，大，这类这类器件适用于器件适用于低低频电频电路，主要用于整流路，主要用于整流电电 路。路。目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管正极正极引引线线负负极极引引线线集成电路中平面型集成电路中平面型二极管二极管PNP 型支持型支持衬衬底底往往用于集成往往用于集成电电路制造工路制造工艺艺中。中。PN 结结面面积积可大可小，可大可小，用于高用于高频频整流和开关整流和开关电电路中。路中。目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管按应用场合的按应用场合的不同来分不同来分整流二极整流二极管管稳压二极稳压二极管管检波二极检波二极管管限幅二限幅二极管极管开关二极开关二极管管发光二发光二极管极管目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管小功率小功率二极管二极管按功率的不同分：按功率的不同分：中功率中功率二极管二极管大功率大功率二极管二极管目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管三三、二极管的导电特性二极管的导电特性2.2.反向特性反向特性1.1.正向特性正向特性3.3.温度特性温度特性目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管四四、二极管的主要参数二极管的主要参数1.1.二极管的型号命名法二极管的型号命名法 2 A P 11 D用阿拉伯数字表示器件的电极数目。用阿拉伯数字表示器件的电极数目。“2 2”代表二极管；代表二极管；“3 3”代表代表三极管。三极管。用汉语拼音字母表示管子的材料。用汉语拼音字母表示管子的材料。“A A”为为N N型锗管，型锗管，“B B”为为P P型锗型锗管；管；“C C”为为N N型硅管，型硅管，“D D”为为P P型硅管。型硅管。用汉语拼音字母表示管子的类型。用汉语拼音字母表示管子的类型。“P P”为普通管；为普通管；“Z Z”为整流管；为整流管；“K K”为开关管；为开关管；“W W”为稳压管。为稳压管。用阿拉伯数字表示序号。序号不同的二极管其特性不同。用阿拉伯数字表示序号。序号不同的二极管其特性不同。用汉语拼音字母表示规格号。序号相同、规格号不同的二极管特性用汉语拼音字母表示规格号。序号相同、规格号不同的二极管特性差别不大，只是某个或某几个参数有所不同。差别不大，只是某个或某几个参数有所不同。目录目录课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习 试说明试说明试说明试说明 2 C Z 11 D2 C Z 11 D 各字母数字的含义？各字母数字的含义？各字母数字的含义？各字母数字的含义？ 表表表表示的是什么？示的是什么？示的是什么？示的是什么？ 目录目录二、半导体二极管二、半导体二极管2 2. .二极管的主要参数二极管的主要参数（5 5）直流电阻直流电阻 RD（4 4）最高工作最高工作频率频率 fM（3 3）反向饱和反向饱和电流电流 IS（2 2）最最大大反向反向工作电压工作电压URM（1 1）最大整流最大整流电流电流 IF目录目录三、二极管整流电路三、二极管整流电路一一、单相半波整流电路单相半波整流电路1 1. .电路结构电路结构 单相半波整流电路单相半波整流电路由整流二极管、电源变由整流二极管、电源变压器和用电负载构成。压器和用电负载构成。T T为电源变压器，为电源变压器，VDVD 为整流二极管，为整流二极管，RLRL 为负载电阻。为负载电阻。目录目录三、二极管整流电路三、二极管整流电路2 2. .工作原理工作原理 变压器副边的正弦交流电压变换成了负变压器副边的正弦交流电压变换成了负载两端的单向脉动直流电压，达到了整流的载两端的单向脉动直流电压，达到了整流的目的。由于这种电路在交流电的半周期内才目的。由于这种电路在交流电的半周期内才有电流流过负载，因此叫做单相半波整流电有电流流过负载，因此叫做单相半波整流电路路。目录目录三、二极管整流电路三、二极管整流电路3.3.参数计算参数计算目录目录三、二极管整流电路三、二极管整流电路目录目录三、二极管整流电路三、二极管整流电路4 4. .特点特点 单相半波整流电路简单、单相半波整流电路简单、元件少，但输出电流脉动很大，元件少，但输出电流脉动很大，变压器利用率低。因此半波整变压器利用率低。因此半波整流仅适用于要求不高的场合。流仅适用于要求不高的场合。目录目录三、二极管整流电路三、二极管整流电路二二、单相桥式整流电路单相桥式整流电路1 1. .电路结构电路结构桥式整流电路桥式整流电路目录目录三、二极管整流电路三、二极管整流电路2 2. .工作原理工作原理桥桥式式整整流流电电路路电电压压、电电流流波波形形目录目录三、二极管整流电路三、二极管整流电路3 3. .参数计算参数计算目录目录三、二极管整流电路三、二极管整流电路目录目录三、二极管整流电路三、二极管整流电路4 4. .特点特点 桥式整流电路比半波整流桥式整流电路比半波整流电路复杂，但输出电压脉动比电路复杂，但输出电压脉动比半波整流小一倍，变压器的利半波整流小一倍，变压器的利用率也较高，因此桥式整流电用率也较高，因此桥式整流电路得到了广泛应用。路得到了广泛应用。目录目录四、滤波电路四、滤波电路一一、电容滤波电路电容滤波电路1 1. .电路组成电路组成桥桥式式整整流流电电容容滤滤波波电电路路及及其其波波形形目录目录四、滤波电路四、滤波电路2.2.工作原理工作原理1 1）不接不接RLRL的的情况情况2 2）接负载接负载RLRL的的情况情况3 3）特点特点目录目录四、滤波电路四、滤波电路3.3.主要参数主要参数1 1）输出电压平均值）输出电压平均值UOUO3 3）电容器的选择）电容器的选择2 2）二极管的选择）二极管的选择目录目录四、滤波电路四、滤波电路4.4.整流变压器的选择整流变压器的选择 由负载 RL 上的直流平均电压 UO 与变压器的关系 UO1.2U2 得出： 在实际应用中,考虑到二极管正向压降及电网电压的波动，变压器副边的电压值应超出计算值的10%。变压器副边电流 I2 一般取(1.11.3)IL。目录目录 引例引例 解析解析请看下面的案例请看下面的案例目录目录 单相桥式整流电容滤波电路如图所示，交流电源频率f=50 Hz，负载电阻RL=40 ，要求输出电压UO=20 V。试求变压器二次电压有效值U2，并选择二极管和滤波电容。目录目录 目录目录四、滤波电路四、滤波电路二二、电感滤波电路电感滤波电路目录目录四、滤波电路四、滤波电路三三、复合滤波电路复合滤波电路常用复合滤波电路常用复合滤波电路目录目录五、稳压电路五、稳压电路一一、直流稳压电源的组成直流稳压电源的组成目录目录五、稳压电路五、稳压电路二二、稳压电路在直流稳压电源中的作用及要求稳压电路在直流稳压电源中的作用及要求1.1.稳压电路在直流稳压电源中的作用稳压电路在直流稳压电源中的作用 克服电源波动及负荷克服电源波动及负荷的变化，使输出直流电压恒的变化，使输出直流电压恒定不变定不变。目录目录五、稳压电路五、稳压电路2.2.稳压电路在直流稳压电源中的要求稳压电路在直流稳压电源中的要求（1 1）稳定性好）稳定性好（2 2）输出电阻小）输出电阻小（3 3）电压温度系数小）电压温度系数小（4 4）输出电压纹波小）输出电压纹波小目录目录五、稳压电路五、稳压电路三三、串联型稳压电路串联型稳压电路1 1. .电路结构电路结构串联型稳压电路串联型稳压电路目录目录五、稳压电路五、稳压电路2.2.稳压原理分析稳压原理分析目录目录五、稳压电路五、稳压电路3.3.特点特点 串联型稳压电源工作电流较大，串联型稳压电源工作电流较大，输出电压一般可连续调节，稳压性能输出电压一般可连续调节，稳压性能优越。目前这种稳压电源已经制成单优越。目前这种稳压电源已经制成单片集成电路，广泛应用在各种电子仪片集成电路，广泛应用在各种电子仪器和电子电路之中。串联型稳压电源器和电子电路之中。串联型稳压电源的缺点是损耗较大、效率低。的缺点是损耗较大、效率低。目录目录五、稳压电路五、稳压电路四四、并联型稳压电路并联型稳压电路1 1. .电路结构电路结构并联型稳压电路并联型稳压电路目录目录五、稳压电路五、稳压电路2 2. .工作原理工作原理目录目录五、稳压电路五、稳压电路3 3. .特点特点 并联型稳压电路可以使输并联型稳压电路可以使输出电压稳定，但稳压值不能随出电压稳定，但稳压值不能随意调节，而且输出电流很小。意调节，而且输出电流很小。目录目录五、稳压电路五、稳压电路五五、集成稳压器集成稳压器1.1.三端固定输出集成稳压器三端固定输出集成稳压器三端集成稳压器的外形三端集成稳压器的外形目录目录五、稳压电路五、稳压电路2 2. .三端可调输出集成稳压器三端可调输出集成稳压器三端可调输出集成稳压器外形及引脚排列三端可调输出集成稳压器外形及引脚排列目录目录知识拓知识拓展展目录目录知识拓知识拓展展一、稳压二极管一、稳压二极管1.1.稳压二极管的特性及主要参数稳压二极管的特性及主要参数1 1）伏安特性曲线）伏安特性曲线稳压二极管符号及伏安特性曲线稳压二极管符号及伏安特性曲线目录目录知识拓知识拓展展一、稳压二极管一、稳压二极管2 2）稳压管的主要参数）稳压管的主要参数12345稳稳稳稳定定定定电压电压电压电压 UUZZ。稳稳稳稳定定定定电电电电流流流流 IIZZ。最大耗散功率最大耗散功率最大耗散功率最大耗散功率 PPZMZM 和最大工作和最大工作和最大工作和最大工作电电电电流流流流 IIZMZM。温度系数。温度系数。温度系数。温度系数。动态电动态电动态电动态电阻阻阻阻 rrZZ。目录目录知识拓知识拓展展一、稳压二极管一、稳压二极管2.2.二极管稳压电路二极管稳压电路1 1）电路结构）电路结构稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路目录目录知识拓知识拓展展一、稳压二极管一、稳压二极管2 2）稳压原理）稳压原理 1）负载不变，负载不变，输入电压变化输入电压变化。2）输入电压不变，输入电压不变，负载变化。负载变化。目录目录 引例引例 解析解析请看下面的案例请看下面的案例目录目录 稳压电路如图所示，已知稳压二极管的稳定电压 UZ = 8 V，IZ = 5 mA，IZM = 30 mA，限流电阻 R = 390 ，负载电阻 RL = 510 ，试求输入电压 UI = 17 V 时，输出电压 UO 及电流 IL、IR、IZ 的大小。稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路目录目录 目录目录 选择稳压管主要从电路的输出电压值和负载电流的大小两方面进行考虑：稳压管稳定电压 UZ 等于电路的输出电压 UO；稳压管稳压电流 IZ 应大于电路负载电流 IO 的5倍左右。满足这两个条件，再根据电路要求的稳压精度来选择稳压管。知识拓知识拓展展一、稳压二极管一、稳压二极管3.3.稳压管和限流电阻的选择稳压管和限流电阻的选择1 1）稳压管的选择）稳压管的选择目录目录 限流电阻 R 在电路中起保护稳压管和调整电压的作用，要从两方面来考虑：一是阻值，二是额定功率。知识拓知识拓展展一、稳压二极管一、稳压二极管2 2）限流电阻的选择）限流电阻的选择目录目录知识拓知识拓展展一、稳压二极管一、稳压二极管发光二极管发光二极管目录目录知识拓知识拓展展一、稳压二极管一、稳压二极管光电二极管的结构和符号光电二极管的结构和符号（a a）实物图）实物图目录目录知识拓知识拓展展一、稳压二极管一、稳压二极管二极管型光电耦合器二极管型光电耦合器目录目录知识拓知识拓展展一、稳压二极管一、稳压二极管变容二极管变容二极管目录目录知识拓知识拓展展二、二极管的电路分析二、二极管的电路分析1. 理想模型理想模型 2. 恒压降模型恒压降模型 目录目录知识拓知识拓展展二、二极管的电路分析二、二极管的电路分析 二极管电路的分析方法为：先判断二极管是否为理想二极管。若二极管是理想的，则正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开；否则硅管为0.7 V、锗管为0.2 V。将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压 UD 的正负。若 V阳 V阴 或 UD 为正，二极管导通（正向偏置）；若 V阳 V阴 或 UD 为负，二极管截止（反向偏置）。目录目录 引例引例 解析解析请看下面的案例请看下面的案例目录目录 较复杂的硅二极管电路如图所示，试求电路中电流I1、I2、IO和输出电压 UO 的值。较复杂的硅二极管电路较复杂的硅二极管电路目录目录 目录目录知识拓知识拓展展三、二极管的应用三、二极管的应用（一）二极管与门电路（一）二极管与门电路（二）限幅电路（二）限幅电路（三）钳位电路（四）二极管检波电路目录目录知识拓知识拓展展四、开关型稳压电源四、开关型稳压电源串联型开关稳压电路组成框图串联型开关稳压电路组成框图目录目录知识拓知识拓展展四、开关型稳压电源四、开关型稳压电源 三角波发生器通过比较器产生一个方波，去控制调整管的通断。三角波发生器通过比较器产生一个方波，去控制调整管的通断。误差放大器对来自输出端的取样电压与基准电压的差值进行放大，误差放大器对来自输出端的取样电压与基准电压的差值进行放大，将输出电压送到电压比较器的同相输入端。三角波发生器产生一个将输出电压送到电压比较器的同相输入端。三角波发生器产生一个频率固定的三角波电压（它决定了电源的开关频率），将其送至电频率固定的三角波电压（它决定了电源的开关频率），将其送至电压比较器的反相输入端压比较器的反相输入端。目录目录知识拓知识拓展展四、开关型稳压电源四、开关型稳压电源3.2.1.CW2575/2576CW4960/4962CW1524/2524/3524目录目录知识拓知识拓展展四、开关型稳压电源四、开关型稳压电源 工作频率的确定 电路元器件的选择 结构上的考虑目录目录