电子技术基础与技能助教课件第1章二极管及其应用.ppt
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电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章第第1章章二极管及其应用二极管及其应用知识目标知识目标1.了解二极管的外形和器件符号。
了解二极管的外形和器件符号。
2.掌握二极管的单向导电性和主要参数,了解伏安特性。
掌握二极管的单向导电性和主要参数,了解伏安特性。
3.了解硅稳压二极管、发光二极管、光敏二极管、变容二极了解硅稳压二极管、发光二极管、光敏二极管、变容二极管等特殊二极管的外形特征、功能和实际应用。
管等特殊二极管的外形特征、功能和实际应用。
4.了解整流电路作用及工作原理。
了解整流电路作用及工作原理。
5.了解滤波电路及输出电压的估算了解滤波电路及输出电压的估算。
电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章技能目标技能目标1.会使用万用表检测二极管好坏和判别极性。
会使用万用表检测二极管好坏和判别极性。
2.会用万用表、示波器测量和观察整流滤波电路输出会用万用表、示波器测量和观察整流滤波电路输出波形。
波形。
3.会查阅半导体手册,能按要求选用二极管。
会查阅半导体手册,能按要求选用二极管。
电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章1.1认识二极管认识二极管1.1.11.1.1二极管外形与结构二极管外形与结构1.1.常见的二极管外形常见的二极管外形电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章2.二极管的结构二极管的结构1)点接触型二极管的结构)点接触型二极管的结构电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章2.二极管的结构二极管的结构2)面接触型二极管的结构)面接触型二极管的结构电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章3.二极管的符号二极管的符号电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章演示实验演示实验二极管的单方向导电特性二极管的单方向导电特性电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章二极管分类二极管分类1.按构成二极管的半导体种类,可分为硅管和锗管;按构成二极管的半导体种类,可分为硅管和锗管;2.按二极管的耗散功率,可分为大功率管和小功率管;按二极管的耗散功率,可分为大功率管和小功率管;3.按二极管的工作频率,可分为高频管和低频管;按二极管的工作频率,可分为高频管和低频管;4.按二极管的用途,可分为普通管、整流管、变容管、按二极管的用途,可分为普通管、整流管、变容管、稳压管、开关管和阻尼管等。
稳压管、开关管和阻尼管等。
电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章1.1.2二极管的伏安特性二极管的伏安特性二极管的伏安特性曲线,如图二极管的伏安特性曲线,如图1-8所示。
所示。
图图1-8二极管伏安特性曲线二极管伏安特性曲线电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章1.1.31.1.3二极管的主要参数二极管的主要参数【最大整流电流最大整流电流IF】IF是指二极管用于整流时,所允许是指二极管用于整流时,所允许通过的最大正向平均电流值。
通过的最大正向平均电流值。
【最大反向工作电压最大反向工作电压URM】URM是指为避免击穿所能是指为避免击穿所能加于二极管的最大反向电压。
加于二极管的最大反向电压。
【反向电流反向电流IR(反向饱和电流反向饱和电流)】反向电流反向电流IR是指在室是指在室温环境下,在最大反向工作电压下的反向电流值。
温环境下,在最大反向工作电压下的反向电流值。
【最高工作频率最高工作频率fH】最高工作频率最高工作频率fH是指保持二极管是指保持二极管单向导电性时,允许通过交流信号的最高频率。
单向导电性时,允许通过交流信号的最高频率。
电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章1.1.4给二极管体检给二极管体检用万用表的欧姆挡进行判别。
用万用表的欧姆挡进行判别。
判别依据是二极管的单向导电性,判别依据是二极管的单向导电性,其反向电阻远大于正向电阻其反向电阻远大于正向电阻。
a)测正向电阻b)测反向电阻电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章判别硅管、锗管判别硅管、锗管用万用表测量二极管正向压降,硅二极管一般为用万用表测量二极管正向压降,硅二极管一般为0.60.7V,锗管为,锗管为0.10.3V。
电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章1.2二极管的应用二极管的应用1.2.1整流电路整流电路1.单相半波整流电路1)电路结构电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章2)单相半波整流电路工作波形电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章3)单相半波整流电路电量计算负载上输出的平均电压UO为UO=0.45U2(1-1)式中,U2为u2的有效值。
流过负载和二极管的平均电流ID为ID=UO/RL=0.45U2/RL(1-2)二极管承受的最大反向电压URM(1-3)电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章4)二极管的选择一般根据流过二极管的平均电流ID和它承受的最大反向电压URM来选择二极管的型号,为保证器件安全,选择二极管时要求IF(1.52)IDURM(1.52)UR电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章例例1-1如图1-10a所示,纯电阻性负载RL为60,要求电压UO为12V,求变压器二次绕组的有效值U2和流过二极管的电流ID,并选择合适的二极管。
解:
解:
UO=0.45U2二极管承受最大反向电压,根据计算结果,查阅电子器件手册选择二极管1N4002(URM=100V,IDM=1A)。
电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章2.单相桥式整流电路1)电路结构图1-15单相桥式整流电路电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章2)工作原理图1-16u2为正半周图1-17u2为负半周电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章图1-19单相桥式整流电路的波形电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章3)电量计算负载上输出的平均电压UO为UO=0.9U2(1-4)流过负载的平均电流IL为IL=UO/RL=0.9U2/RL(1-5)流过二极管的平均电流ID为ID=IL/2=0.45U2/RL(1-6)二极管所承受的最大反向电压URM为(1-7)电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章例例1-2如图1-13,已知桥式整流电路负载电阻为80,流过电阻的电流为1.5A,求变压器二次绕组的电压,并选择二极管。
解解:
(1)UO=ILRL=1.580=120VUO=0.9U2U2=UO/0.9=120/0.9=133V
(2)根据计算的结果,并考虑电网电压的波动,查阅电子器件手册选择二极管1N5104(URM=400V,IDM=1.5A)。
电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章3.三相桥式整流电路1)电路结构图1-24三相桥式整流电路电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章2)工作原理三相桥式整流电路共有六只二极管,其中VD1、VD3、VD5三只管子的阴极连接在一起,称为共阴极组;VD4、VD6、VD2三只管子的阳极连接在一起,称为共阳极组。
导通原则导通原则三相对称交流电源U、V、W的波形如图1-26a所示。
共阴极组的二极管哪一个阳极电位最高,哪只二极管优先导通;共阳极组的二极管哪一个阴极电位最低,哪只二极管优先导通。
同一个时间内只有两只二极管导通,即共阴极组的阳极电位最高的二极管和共阳极组的阴极电位最低的二极管构成导通回路,其余四只二极管承受反向电压而截止。
在三相交流电压自然换相点换流导通。
电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章图1-25三相桥式整流电路的电压波形电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章3)电量计算负载电阻RL上的平均电压为Uo=2.34U2(1-8)式中,U2为相电压的有效值。
流过负载的平均电流IL为IL=UO/RL=2.34U2/RL(1-9)流过二极管的平均电流ID为ID=IL/3=0.78U2/RL(1-10)二极管所承受的最大反向电压URM为(1-11)电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章1.2.3限幅电路限幅电路在电路中增加控制环节,把输出信号幅度限定在一定范围内,即限幅电路。
图1-27所示为一双向限幅电路及其工作波形。
图1-27双向限幅电路及其工作波形电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章1.2.4保护电路保护电路在电子电路中,常用二极管来保护其他元件免受过高电压的损害,图1-28所示是晶体三极管带继电器线圈负载的保护电路。
图1-28晶体三极管带继电器线圈负载的保护电路电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章1.3滤波电路滤波电路滤除输出电压谐波成分保留直流成分的电路滤除输出电压谐波成分保留直流成分的电路-滤波电路滤波电路。
1.3.1电容滤波电路电容滤波电路a)b)图图1-29电容滤波电路及波形电容滤波电路及波形a)电路电路b)波形波形电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章电容滤波电路工作原理利用电容的充放电作用,使负载两端的电压变得比较平滑。
正半周正半周在u2正半周,当u2的数值大于电容两端电压uC时,二极管VD1、VD3导通,VD2、VD4截止,整流电流分为两路,一路通过负载RL,另一路对电容C充电储能,由于充电时间常数很小,所以充电速度很快,使uC随u2增长并达到峰值,如图1-29b中ab段所示。
当u2开始按正弦规律下降时,电容通过RL开始放电,uC也开始降低,但放电时间常数较大,如图1-29b中bc段所示。
虽然4只整流二极管都截止,但在电容C和RL组成的放电回路中,电容C继续对RL放电,使uC缓慢下降,如图1-29b中cd段所示。
负半周负半周在u2的负半周,如果u2的幅值大于电容两端电压uC,则VD2、VD4导通,VD1、VD3截止,这时,电流一路通过负载RL,另一路为电容充电;当u2达到峰值并等于uC时,充电结束,u2开始下降,uC开始放电;当u2的幅值小于uC时,VD2、VD4截止,uC放电继续进行。
电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能第第第第11章章章章电容滤波电路应用场合在在电电容容滤滤波波电电路路中中,电电容容的的充充电电回回路路阻阻值值非非常常小小,那那么么充
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- 电子技术 基础 技能 助教 课件 二极管 及其 应用