二极管及其运用

2017-04-02 15:28分类：电子元器件阅读：

二极管的符号

依据半导体的物理原理，可从理论上剖析得到PN结的伏安特性的表达式，此式一般称为二极管方程，即： IS为反向丰满电流
UT为温度的电压当量，在常温（300K）下， UT=26mV。
当U>0时，且U>>UT,则电流I与U根柢成指数联络。
当U<0时，且U>>UT,则电流I=-IS
1. 最大整流电流IOM
二极管长时间运用时，容许流过二极管的最大正向均匀电流。
2. 反向作业峰值电压URWM
是确保二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压UBR的一半。二极管击穿后单导游电性被损坏，乃至过热而烧坏。
3. 反向峰值电流IRM
指二极管加最高反向作业电压时的反向电流。反向电流大，阐明管子的单导游电性差，IRM受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。
4 最高作业频率fM
是二极管作业的上限频率。它首要由PN结的结电容巨细挑选。信号频率跨过此值时，二极管的单导游电性将变差。应当指出，因为制作技术的绑缚，即便是同一类型的器材，其参数的离散性也很大，因而，手册上常常给出参数的方案。另一方面，器材手册上给出的参数是在必定测验条件下测得的，若条件改动，相应的参数值也会改动。
影响作业频率的要素 —PN 结的电容效应定论：
1. 低频时，因结电容很小，对 PN 结影响很小。
高频时，因容抗增大，使结电容分流，致使单导游电性变差。
2. 结面积小时结电容小，作业频率高。
整流电路
作用:把交流电改换成脉动直流电。
分类: 半波整流全波整流桥式整流倍压整流
1、单相半波整流电路
单相半波整流电路如图(a)所示波形图如图（b)所示。

(a)电路图

(b)波形图
依据图可知，输出电压在一个工频周期内，仅仅正半周导电，在负载上得到的是半个正弦波。负载上输出均匀电压为

流过负载和二极管的均匀电流为

二极管所接受的最大反向电压 2、桥式整流电路
（1）构成：由四个二极管构成桥路

（2）作业原理：
u2正半周时:D1 、D3导通， D2、D4截止

u2负半周时： D2、D4 导通， D1 、D3截止
（3）首要参数：
输出电压均匀值:Uo=0.9u2
输出电流均匀值:Io=Uo/Ro=0.9u2 / RL
流过二极管的均匀电流:ID=Io/2
二极管接受的最大反向电压: 电容滤波
1.电路和作业原理

V 导通时给 C 充电，V 截止时 C 向 RL 放电；滤波后 uo 的波形变得峻峭，均匀值跋涉。
1. RL未接入时

2. RL接入（且RLC较大）

电容滤波电路的特征
(1) 输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。
RLC 愈大----电容器放电愈慢-----Uo(均匀值)愈大。
一般取(T:电源电压的周期)
近似核算:Uo=（1.1-1.2）U2。
(2) 流过二极管瞬时电流很大。
RLC 越大----Uo越高。
负载电流的均匀值越大----整流管导电时间越短----iD的峰值电流越大。
(3) 输出特性(外特性)

输出波形随负载电阻 RL 或 C 的改动而改动, Uo 也随之改动。如: RL 愈小( IL 越大), Uo降低多。
定论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载改动不大的场合。
元件挑选?
(1) 电容挑选: 滤波电容C的巨细取决于放电回路的时间常数,RLC愈大, 输出电压脉动就愈小, 一般取RLC为脉动电压中最低次谐波周期的3～5倍, 即

(2) 整流二极管的挑选。?
正向均匀电流为

例：单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 f = 50 Hz，负载电阻 RL = 40，恳求直流输出电压 UO = 20 V，挑选整流二极管及滤波电容。
1. 选二极管

电流均匀值：

接受最高反压：

选二极管应满意：

可选：2CZ55C(IF = 1 A，URM = 十0 V)或 1 A、十0 V 整流桥选用二极管的一般准则是：
2. 选滤波电容

可选：十00F，耐压 50 V 的电解电容。
倍压整流电路
二倍压整流电路
u2的正半周时：D1导通，D2截止，志向状况下，电容C1的电压充到：
u2的负半周时：D2导通，D1截止，志向状况下，电容C2的电压充到：

负载上的电压：
分外二极管
1. 稳压二极管的特性
2. 发光二极管的特性
3. 光电二极管的特性
4. 变容二极管的特性
稳压二极管伏安特性
稳压管正常作业时加反向电压；稳压管反向击穿后，电流改动很大，但其两头电压改动很小，运用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。

稳压二极管作业原理：ui确保其处于反向击穿状况；R：限流电阻，确保DZ中电流不跨过最大安稳电流 IZM；RL：负载电阻

作业原理：
当输入电压ui改动时，如

当负载改动时，如：

首要参数
安稳电压UZ:稳压管正常作业(反向击穿)时管子两头的电压
电压温度系数:环境温度每改动1度致使稳压值改动的百分数。
低于6V的稳压管，电压温度系数为负；高于6V的稳压管，电压温度系数为正；而6V分配的管子稳压值受温度改动影响的比照小。
关于温度改动方案比照大，又恳求稳压值的温度安稳性好，可选用具有温度赔偿的稳压管。也能够将两个同类型稳压管反向串接起来运用，方可到达意图。
动态电阻:稳压管电压的改动量与电流改动量的比值。
rZ愈小，曲线愈陡，稳压功用愈好
安稳电流 IZ 、最大安稳电流 IZM；最大容许耗散功率 PZM = UZ*IZM
光电二极管（光敏二极管）
原理：与PN结二极管类似，但在它的PN结处，经过管壳上的一个玻璃窗口能接纳外部的光照。光电二极管是在反向电压作用下作业的，没有光照时，反向电流极点纤细，叫暗电流；有光照时，反向电流活络增大到几十微安，称为光电流。光的强度越大，反向电流也越大。光的改动致使光电二极管电流改动，这就能够把光信号改换成电信号，变成光电传感器材。