7.1半导体二极管单向整流电路
二极管整流电路工作原理
四、晶体二极管
1、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
触丝线
点接触型
PN结
引线
外壳线
基片
P 二极管的电路符号：
面接触型
N
2、伏安特性
I
死区电压 硅管0.6V,锗管 0.2V。
反向击穿电 压UBR
导通压降: 硅管 0.6~0.7V,锗管 0.2~0.3V。
U
3、主要参数
1）. 最大整流电流 IOM
12mA
U DRM 2U 2 20 28.2V
查二极管参数，选用2AP4(16mA,50V)。为了使用安全此项参数选择应比计算
值大一倍左右。
例：试设计一台输出电压为 24V，输出电流为 lA 的直流电 源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确定两种电路形式 的变压器副边绕组的电压有效值，并选定相应的整流二极管。
所以扩散和漂移这一对相反扩的散运运动动 最终达到平衡，相当于两 个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。
电位V V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P型区
空间 电荷 区
N型区
注意:
1、空间电荷区中没有载流子。
二、本征半导体的导电机理
1.载流子、自由电子和空穴
在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价电子完 全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电 粒子（即载流子），它的导电能力为 0，相当于绝缘体。
二极管基本电路与分析方法
二极管基本电路与分析方法二极管是一种最简单的半导体器件，具有只能单向导电的特点。
在电子电路中，二极管通常用于整流、限流、调制和混频等功能。
本文将介绍二极管的基本电路和分析方法。
一、二极管基本电路1.正向偏置电路正向偏置电路是将二极管的P端连接到正电压，N端连接到负电压的电路。
这种电路可以使二极管处于导通状态，实现电流流动。
2.逆向偏置电路逆向偏置电路是将二极管的P端连接到负电压，N端连接到正电压的电路。
这种电路可以使二极管处于截止状态，即不导电。
二、二极管分析方法1.静态分析静态分析是指在稳态条件下分析二极管的工作状态。
在正向偏置电路中，如果二极管被接入电路且正向电压大于二极管的正向压降时，二极管处于导通状态；反之，二极管处于截止状态。
在逆向偏置电路中，无论接入电路与否，二极管都处于截止状态。
2.动态分析动态分析是指在变化条件下分析二极管的工作状态。
例如，当正向电压瞬时增加时，二极管可能处于导通状态。
此时，需要考虑二极管的导通压降和电流变化情况。
三、常见二极管电路1.整流电路整流电路是将交流信号转换为直流信号的电路。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。
半波整流电路只利用了交流信号的一半，而全波整流电路则利用了交流信号的全部。
整流电路中的二极管起到了只允许电流在一个方向上流动的作用。
2.限流电路限流电路是通过限制电流的大小来保护其他元件不受损坏的电路。
常见的限流电路有稳压二极管电路和过载保护电路。
稳压二极管电路利用二极管的电流-电压特性，使得二极管具有稳定的电流输出能力；过载保护电路则通过限制电流大小来保护负载电路。
3.调制电路调制电路是将低频信息信号调制到高频载波信号上的电路。
常见的调制电路有调幅电路和调频电路。
在调制电路中，二极管起到了快速改变电流或电压的作用，实现信号的调制效果。
4.混频电路混频电路是将两个不同频率的信号进行混合，得到新的频率信号的电路。
在混频电路中，二极管可以起到信号选择和调谐的作用，实现频率混合。
二极管——课件
通过二极管的电极特征判别 通过二极管电极管键判别
图示
正极
说明 螺栓端为正极
正极 正极
正极
在元件表面标注 有二极管符号
有色环端为负极 另一端为正极
长管脚为正极 短管脚为负极
有一块比电极稍宽的管键
正极
为正极，另一端为负极
二极管的单向导电性
图a电路中灯泡发光，说明二极管加正向电压（正偏）时 导通；图b电路中灯泡不亮，说明二极管加反向电压（反偏） 时截止，这就是二极管的单向导电性。
2．二极管保护电路
二极管导通时的电流方向是从二极管的阳极至阴极。
二极管加正向电压
二极管加反向电压
二极管单向导电实验电路
二极管导通后的正向压降几乎不随流过的电流的大小而 变化，硅管的正向压降约为0.7V，锗管约为0.3V。
二极管反向截止时，仍有很小的反向电流。在一定范 围内，即使反向电压增大，反向电流基本保持不变，所以又 称为反向饱和电流。
§7－1 二极管
一、二极管的单相导电性
半导体二极管简称二极管，是电子电路中最基本的半导体 器件。二极管都有两个引出极，一个称为正极，另一个称为 负极。二极管的图形符号如图所示，文字符号为“V”或 “VD”。
玻璃封装
塑料封装
金属封装
二极管的外形
发光二极管
二极管的图形符号
几种常见二极管的正、负极
判别方法 通过二极管的造型判别
三、二极管的简单检测
根据二极管正向电阻小、反向电阻大的特性，可用 万用表的电阻挡大致判断出二极管的极性和好坏。将万 用表置于R×100或R×1k电阻挡，并将两表笔短接调零。
用万用表检测二极管
测正向电阻
测反向电阻
半导体二极管的主要参数
1．反向饱和漏电流IR指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流，该电流与半导体材料和温度有关。
在常温下，硅管的IR为纳安（10-9A）级，锗管的IR为微安（10-6A）级。
2．额定整流电流IF指二极管长期运行时，根据允许温升折算出来的平均电流值。
目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。
3.最大平均整流电流IO在半波整流电路中，流过负载电阻的平均整流电流的最大值。
这是设计时非常重要的值。
4.最大浪涌电流IFSM允许流过的过量的正向电流。
它不是正常电流，而是瞬间电流，这个值相当大。
5．最大反向峰值电压VRM即使没有反向电流，只要不断地提高反向电压，迟早会使二极管损坏。
这种能加上的反向电压，不是瞬时电压，而是反复加上的正反向电压。
因给整流器加的是交流电压，它的最大值是规定的重要因子。
最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。
目前最高的VRM值可达几千伏。
6.最大直流反向电压VR上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压，VR是连续加直流电压时的值。
用于直流电路，最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.7．最高工作频率fM由于PN结的结电容存在，当工作频率超过某一值时，它的单向导电性将变差。
点接触式二极管的fM值较高，在100MHz以上；整流二极管的fM较低，一般不高于几千赫。
8．反向恢复时间Trr当工作电压从正向电压变成反向电压时，二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。
实际上，一般要延迟一点点时间。
决定电流截止延时的量，就是反向恢复时间。
虽然它直接影响二极管的开关速度，但不一定说这个值小就好。
也即当二极管由导通突然反向时，反向电流由很大衰减到接近IR时所需要的时间。
大功率开关管工作在高频开关状态时，此项指标至为重要。
9.最大功率P二极管中有电流流过，就会吸热，而使自身温度升高。
最大功率P为功率的最大值。
具体讲就是加在二极管两端的电压乘以流过的电流。
这个极限参数对稳压二极管，可变电阻二极管显得特别重要。
电工电子技术基础课程教学大纲
2、把握磁路的基本定律。
3、把握三相异步电动机启动和反转的方法。
3、了解沟通铁心线圈的工作原理;变压器的外特性、损耗及效率。
4、了解常用低压电器的结构、功能。
4、了解变压器的用处、基本结构和工作原理。把握电压、电流及
5、把握继电接触器掌握系统的基本掌握电路分析。
阻抗变换。
6、把握继电接触器掌握电路的自锁、连锁以及行程、时间等掌握
一、学习要求 1、把握数制与各进制之间的互相转化。 2、了解几种常见的编码形式。 3、把握基本规律运算与组合规律运算。 4、把握规律运算的化简。 5、把握常见基础规律门电路的功能及应用。 6、能够进行组合规律电路的分析与设计。 7、了解编码器和译码器的工作原理。 二、教学内容 11.1 数制与编码 11.2 基本规律运算 11.3 规律代数及化简 11.4 集成规律门电路 11.5 组合规律电路分析与设计
位差的概念。 2、把握复阻抗和相量图。把握正弦量的向量表示法及电阻、电感、
电容的向量模型。 3、把握向量形式的基尔霍夫定律。 4、娴熟计算沟通电路。 5、把握有功功率、功率因数的概念和计算方法，了解无功功率、
视在功率的概念和提高功率因数的经济意义 6、了解串联谐振和并联谐振的条件和特征。 7、把握三相电路中相电压和线电压、相电流和线电流的关系及对
理论和基本技能。为学习后续课程和专业课打好基础，也为今后从事工
1.2 电路的基本物理量
程技术工作奠定肯定的理论基础。
1.3 电压源与电流源
课程的任务在于，培育学生的科学思维能力，树立理论联系实际的
1.4 电路的基本定律
工程观点和提高学生分析问题和解决问题的能力。
1.5 电路的状态
三、本课程的要求和内容：
二、 课程的性质、目的和任务：
半导体器件及整流电路
空穴 自由电子
多数载流子〔简称多子〕 少数载流子〔简称少子〕
P 型半导体
掺入三价元素
+4 +34 接受一个 电子变为 负离子
空穴
+4 +4
硼原子
掺杂浓度远大于本征 半导体中载流子浓度,所 以,空穴浓度远大于自由 电子浓度.
空穴称为多数载流子 〔多子〕,
自由电子称为少数载 流子〔少子〕.
＋＋＋＋
＋＋＋＋ ＋＋＋＋
＋＋ ＋
内电场方向 PN 结及其内电场
2．PN结的单向导电性
①外加正向电压〔也叫正向偏置〕
外加电场与内电场方向相反,内电场削弱,扩散运 动大大超过漂移运动,N区电子不断扩散到P区,P
区空穴不断扩散到N区,形成较大的正向电流,这 时称PN结处于低阻导通状态.
空间电荷区
变窄
＋
P I 外电场
＋N
＋
内电场
光敏性：当受到光照时,其导电能力明显变 化.<可制成各种光敏元件,如光敏电阻、
光敏二极管、光敏三极管、光电池等>.
掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质, 使其导电能力明显改变.
本征半导体
完全纯净的、结构完整的半导体晶体,称
为本征半导体.
硅和锗的晶体结构
1．热激发产生自由电子和空穴
純净的半导体叫本征半导体.每个原子周围有四个相 邻的原子,每个原子的一个外层价电子与另一原子的外层 价电子组成电子对,原子之间的这种电子对为两原子共有, 称为共价键结构.原子通过共价键紧密结合在一起.两个 相邻原子共用一对电子.由于温升、光照等原因,共价键 的电子容易挣脱键的束縛成为自由电子.这是半导体的一 个重要特征.
电子技术
半导体器件及整流电路
数字电路 第七章 直流稳压电源
=
1 π
π 0
2V sinωt d( ωt ) = 2 2 V = 0.9V π
流过负载电阻RL的电流io的平均值Io
Io
=
Vo RL
= 0.9
V RL
流经每个二极管的平均电流
ID
=
1 2
Io
=
0.45
V RL
最高反向电压VDRM VDRm = 2V
纹波系数(脉动系数)kr
kr
=
4 3
2V / 2 2V ≈ 0.67 ππ
vi
2 ωt
vo
2 ωt
io = iD
2 RL
ωt
负载上得到的整流电压是单方向的、大小变化的脉动 电压， vo是一个非正弦周期电压，可用傅里叶级数表 示为
vo =
2 V[1+ π sin ωt − 2 cos 2ωt − 2 cos 4ωt −L]
π
2
3
15
vo的大小常用一个周期的平均值来表示：
∫ vo
止了输出电压的增加。
VI↑→VO↑→Vf↑→VB↓→VCE↑→VO↓
IE VE
R
IB
Vi
VB
VZ
R1
Vf
R2 Vo
RL
R3
2.输出电压调节范围的计算
根据图可知 Vf=VZ
VZ
R1 + R2 + R3 R2 + R3
≤ VO
≤
VZ
R1
+
R2 R3
+
R3
调节R2改变输出电压。
IE VE
R
IB
Vi
VB
VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓
二极管单相桥式整流电路,us为方波
一、概述二极管单相桥式整流电路是一种常见的电路，用于将交流电转换为直流电。
本文将介绍二极管单相桥式整流电路的原理和工作方式，并结合us方波进行分析和讨论。
二、二极管单相桥式整流电路原理二极管单相桥式整流电路由四个二极管和一个负载组成，其原理如下：1. 工作原理：整流电路中的交流输入信号通过二极管桥网络，实现了对输入信号的整流功能。
其中，当交流输入信号为正半周时，D1和D3导通，D2和D4截止，电流从A处流向B处；当交流输入信号为负半周时，D2和D4导通，D1和D3截止，电流从B处流向A处。
这样，交流输入信号经过二极管桥网络后，从两端输出的信号均为正向的，实现了整流功能。
2. 电路结构：二极管单相桥式整流电路由四个二极管和一个负载组成。
其中，四个二极管连接成桥式结构，即D1和D2分别连接到输入端A 和B，D3和D4连接到输出端C和D。
负载则连接在C和D之间。
3. 特性分析：与其他整流电路相比，二极管单相桥式整流电路具有输出电压稳定、输出电流大等特点，适合用于对输出电压有稳压要求的电子设备。
三、us方波下的二极管单相桥式整流电路分析在us方波下，二极管单相桥式整流电路的工作方式和特性会有所不同，具体分析如下：1. 输入信号：us方波是一种特殊的方波信号，具有高低电平的周期性变化。
在该输入信号下，二极管单相桥式整流电路的工作状态和输出情况将受到影响。
2. 工作状态：当us方波作为输入信号时，交流输入信号的正负半周不再是连续不断的正向和负向，而是以高低电平交替的方式出现。
这将导致二极管的导通和截止状态在每个周期内不断切换，电路工作状态较为复杂。
3. 输出情况：由于us方波的特殊性，二极管单相桥式整流电路在该输入信号下的输出情况将呈现出周期性变化。
负载处的直流输出信号将受输入信号的影响，表现为周期内的高低电平变化。
四、us方波下的二极管单相桥式整流电路应用在实际应用中，us方波下的二极管单相桥式整流电路具有一定的适用场景和技术挑战，具体应用分析如下：1. 适用场景：us方波下的二极管单相桥式整流电路适用于对输入信号具有高低电平要求的场景。
二极管整流桥原理讲解
二极管整流桥原理讲解二极管整流桥是一种电路元件，它由四个二极管组成，可以将交流电转换成直流电。
该电路在实际电子电路中广泛应用，常见于电子产品中的电源电路等。
下面是二极管整流桥的原理讲解：第一步：了解二极管的工作原理在介绍二极管整流桥的原理之前，我们需要了解二极管的工作原理。
二极管是一种半导体器件，它具有单向导电性。
二极管由P型半导体和N型半导体组成，当在两端接上电源后，电流从P半导体流向N 半导体，称为正向偏置，此时二极管导通；反之，当电流从N半导体流向P半导体时，称为反向偏置，此时二极管截止。
第二步：了解二极管整流的原理在交流电路中，电流的方向会不断改变，当需要将交流电转换成直流电时，就需要利用二极管的单向导电性。
在单个二极管中，只有正弦波的正半周期时，电流才可以通过，而反半周期时则会截止，这样就可以将交流电转换成带有波峰的直流电。
但是，由于交流电的正半周期和反半周期都会产生电流，因此只是利用单个二极管进行整流并不能完全将交流电转换成直流电。
第三步：理解二极管整流桥的工作原理为了解决单个二极管整流只能将交流电转换部分成直流电的问题，人们发明了二极管整流桥电路。
二极管整流桥有四个二极管，它们分别接在一个桥形电路上，用于交替导通。
在这个桥形电路中，交流电可以通过四个二极管中的两个二极管从一个方向通过，而另外两个二极管从相反的方向通过，这样就可以将交流电完全转换成直流电。
当交流电信号的正半周期时，D1和D4二极管导通，D2和D3二极管截止；当信号的反半周期时，D2和D3二极管导通，D1和D4二极管截止。
通过这种方式，交流电转换成的直流电质量更高，峰值更稳定。
总之，二极管整流桥是一种可以将交流电转换成直流电的电路，它利用了四个二极管交替导通的原理，以更高的质量和峰值输出直流电。
这种电路在实际电子电路中经常应用于电源电路以及其他需要直流电源的电路中。
电工培训电子与电力拖动基础知识
自由电子
多数载流子（简称多子）
空穴
少数载流子（简称少子）
＋＋＋ ＋ ＋＋＋ ＋ ＋＋＋ ＋
N 型半导体
P 型半导体
将P型半导体和N型半导体使用特殊工艺连在一起，形成PN结。
4．PN结：N型和P型半导体之间的特殊薄层叫做PN结。 PN结是各种半导体器件的核心。如图1所示。
PN结具有单向导电特性。即：
根据掺杂的物质不同，可分两种：
（1）P型半导体：本征硅(或锗)中掺入少量硼元素（3价）所
形成的半导体，如P型硅。多数载流子为空穴，少数载流子为电子。
空穴
多数载流子（简称多子）
自由电子
少数载流子（简称少子）
（2）N型半导体：在本征硅(或锗)中掺入少量磷元素（5价） 所形成的半导体，如N型硅。其中，多数载流子为电子，少数载 流子为空穴。
图11 基极b的判断
（3）、e、b、c三个管脚的判断 首先确定三极管的基极和管型，然后采用估测β值的
方法判断c 、e极。方法是先假定一个待定电极为集电极 （另一个假定为发射极）接入电路，记下欧姆表的摆动幅 度，然后再把两个待定电极对调一下接入电路，并记下欧 姆表的摆动幅度。摆动幅度大的一次，黑表笔所连接的管 脚是集电极c，红表笔所连接的管脚为发射极e，如图12所 示。测PNP管时，只要把图12电路中红、黑表笔对调位置， 仍照上述方法测试。
1、放大电路的组成及作用
（1）晶体管V。放大元件，
用基极电流iB控制集电 极电流iC。
共发射极基本放大电路
（2）直流电源UCC 放大电路的能源； 使晶体管的发射结正偏，集电结反
偏，晶体管处在放大状态，提供电流IB 和IC，UCC一般在几伏到十几伏之间。
（3）基极偏置电阻RB。 为基极提供一个合适的偏置电流IB，
单相桥式整流电路的二极管平均电流
单相桥式整流电路的二极管平均电流一、引言单相桥式整流电路是一种常见的整流电路，广泛应用于各种电子设备和电源供应系统中。
在单相桥式整流电路中，二极管起到至关重要的作用，其平均电流的大小直接影响到整流电路的性能。
因此，对二极管平均电流的研究具有重要的实际意义。
本文将详细探讨单相桥式整流电路的二极管平均电流。
二、单相桥式整流电路工作原理单相桥式整流电路由四个二极管和负载电阻等元件组成，其工作原理是通过二极管的单向导电性实现交流电的整流。
当交流电的正半周到来时，两个正向连接的二极管导通，电流通过负载电阻和两个导通的二极管流向负载；当交流电的负半周到来时，另两个反向连接的二极管导通，电流同样通过负载电阻和两个导通的二极管流向负载。
通过这种方式，单相桥式整流电路实现了将交流电转换为直流电的目的。
三、二极管平均电流计算在单相桥式整流电路中，每个二极管在一个周期内的平均电流为负载电流的一半。
这是因为在一个周期内，每个二极管只有半个周期是导通的。
因此，我们可以使用以下公式计算每个二极管的平均电流：Iav = 0.5 * Iload其中，Iav表示每个二极管的平均电流，Iload表示负载电流。
四、影响因素分析影响二极管平均电流的因素主要包括负载电流、交流输入电压和二极管本身的特性。
当负载电流增大时，二极管的平均电流也会相应增大；当交流输入电压增大时，由于整流电路的工作原理，二极管的平均电流也会增大；此外，二极管本身的特性也会对平均电流产生影响，例如二极管的导通电阻和最大允许电流等。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的二极管规格以保证电路的正常运行。
五、实验验证与结果分析为了验证理论分析的正确性，我们进行了实验验证。
在实验中，我们搭建了单相桥式整流电路，并使用了可调直流电源作为交流输入，通过调节直流电源的输出电流和电压，观察并记录了二极管的平均电流变化情况。
实验结果表明，随着负载电流和交流输入电压的增大，二极管的平均电流也相应增大，与理论分析一致。
二极管整流电路
二极管整流电路
二极管整流电路，也称为反相整流电路，是一种电路，其由半导体二极管制成，可用于将交流电转换成直流电的电路，它一般用来控制电流的大小，提供动力，传输和调节电压和电流，保护电路，抑制侧漏等。
二、结构和工作原理
二极管整流电路的基本结构主要包括导向元件，模块电阻，母线，二极管及控制元件。
导向元件由多节组成，每节都具有两个接点，一个为正极，另一个为负极。
每节中还有一个可以设置得比较小的模块电阻，用于控制电流。
母线两端分别接上一个正极和一个负极，以使电流依次流过整个结构。
如果有交流电通过二极管整流电路，由于模块电阻的作用，只有其中正向电流能够通过，模块电阻可以抑制交流电的反向电流，从而使得输出的是直流电。
由于二极管的特性，一般正向电流在正半模式下，电压自上而下逐步升高，随后在负半模式下，由下而上逐步降低。
其中，由正半模式及负半模式构成的变化，才使得二极管具有整流的能力。
三、应用
二极管整流电路具有结构简单，体积小，可靠性高，价格低廉等优点，可以广泛应用于许多电子设备，例如汽车、电子热水器及其他各种家用电器上。
它们还可以用于特殊电路中，如开关电源、逆变电路、变压器、电机调速器等，以控制电压和电流，保护电路，抑制侧
漏等。
四、总结
二极管整流电路（反相整流电路）是一种由半导体二极管制成的电路，可以将交流电转换成直流电，它具有结构简单、体积小、可靠性高、价格低廉等优点，可以应用于汽车、电子热水器及其他各种家用电器上。
它们还可以用于特殊电路中，如开关电源、逆变电路、变压器、电机调速器等，以控制电压和电流，保护电路，抑制侧漏。
《电工电子学》教学大纲[修改版]
![《电工电子学》教学大纲[修改版]](https://img.taocdn.com/s3/m/f4d4b62ea58da0116d1749ea.png)
第一篇：《电工电子学》教学大纲《电工电子学》教学大纲一、课程的性质、任务与要求: 本课程是高职高专电子信息及计算机应用类专业的一门专业基础课，为学习专业后续课程和从事计算机及信息技术奠定基础。
本课程的主要任务是使学生掌握直流电路、交流电路、模拟电子电路、数字电子电路的基本分析方法，了解常用电子元件的使用，学会设计简单的电子电路。
学习本书的基础是高中物理和必要的高等数学，在教学和学习的过程中应注意有关知识的复习。
本课程实用性较强，在教学及学生的学习过程中，不仅要掌握基本理论，还要注重提高解决实际问题的能力，因此，一定要重视实验技能的培养，尽量让同学多动手。
二、教学内容：第一部分电路部分第一章电路理论基础：1.1 电路模型及基本物理量1.2 功率1.3 电路元件1.4 基尔霍夫定律1.5 基尔霍夫定律的应用1.6 电压源与电流源的等效变换 1.7 叠加定理1.8 戴维南定理第二章正弦交流电路2.1 正弦量的三要素2.2 正弦量的向量表示法2.3 电阻、电感、电容元件的特性2.4 正弦交流电路中元件的串并连2.5 正弦交流电路中元件的串并连谐振2.6 正弦交流电路的功率第三章安全用电常识3.1 电流对人体的作用3.2 触电形式及触电急救3.3 保护接地及保护接零3.4 电气防火、防雷及防爆3.5 静电的防护第二部分电子电路第四章常用晶体管4.1 半导体基本知识4.2 PN结及晶体二极管4.3 晶体三极管4.4 场效应管第五章基本放大电路5.1 共射放大电路的组成及基本原理5.2 放大电路的静态分析5.3 放大电路的动态分析5.4 射极输出器5.5 多级放大电路第六章集成运算放大器6.1 集成运算放大器的基本组成6.2 放大器的负反馈6.3 集成运算放大器的应用第七章直流稳压电源7.1 单相半波整流电路7.2 单相桥式整流电路7.3 滤波电路7.4 稳压电路第八章门电路及组合逻辑电路8.1 基本逻辑门电路8.2 TTL集成门电路和CMOS集成门电路第九章双稳态触发器和逻辑电路9.1 双稳态触发器9.2 触发器逻辑功能的转换9.3 寄存器9.4 计数器第十章脉冲波形的整形与产生10.1 脉冲整形电路10.2 脉冲产生电路10.3 555定时器及应用第三部分实验部分实验一戴维南定理的验证实验二万用表的使用实验三常用晶体管的使用试验四三极管的放大电路三、课时分配第一部分36学时第二部分40学时第三部分20学时第二篇：《电工电子学C》教学大纲《电工电子学C》教学大纲英文名称: Electrotechnics And Electronic 学分：3 学时：48 理论学时：40 实验学时：8 先修课程：高等数学、大学物理适用专业：生物工程、制药工程、药物制剂、食品科学与工程、交通工程、给水排水工程教学目的：本课程是工科非电专业本科生必修的一门技术基础课程。
第二章 半导体二极管及其应用电路
2.光敏特性 许多半导体受到光照辐射，电阻率下降。利
用这种特性可制成各种光电元件。
3.掺杂特性 在纯净的半导体中掺入微量的某种杂质后，
它的导电能力就可增加几十万甚至几百万倍。利用这种特性就 可制成各种不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管 晶闸管、场效应管等。
直流工作电流 I D
ID
US1 U F RS(6 Nhomakorabea0.7)V 1k
5.3mA
二极管的动态电阻
26mV 26mV
rd
ID
4.9
5.3mA
再令 US1 0 ，利用二极管的微变模型，求出流过二极管的交
流电流 id
id
us2 RD rd
0.2sin 3140 tV (1 4.9 10 3 )kΩ
2. P型半导体
在四价晶体中掺入微量的三价元素，这种杂质半导体中， 空穴浓度远大于自由电子浓度，空穴为多子，自由电子为少子。 这种半导体的导电主要依靠空穴，称其为P型半导体（P-type semiconductor）或空穴型半导体。
2021/3/2
7
需要指出的是：
不论是N型还是P型半导体，整个晶体仍然呈中性。
描述稳压管特性的主要参数为稳定电压值 U Z 和
最大稳定电流 2021/3/2
I Zmax。
26
参数简介：
是指稳压管正常工作时的额定电压值。由
稳定电压U Z ： 于半导体生产的离散性，手册中的往往给出的
是一个电压范围值。
最大稳定电
是稳压管的最大允许工作电流。在使用时，
流 I Zmax：
实际工作电流不得超过该值，超过此值时，稳压 管将出现热击穿而损坏。
晶体二极管及整流电路
3．负载上的直流电压和电流
负载上的直流电压： 负载上的直流电流：
VL=0.9V2
VL
0.9
V2 RL
工程应用
●桥式整流电路变压器的选用：次级电压V2=VL/0.9，额定功率P应大于负载功 率。
●桥式整流二极管的选用：最高反向工作电压VRM不低于输入交流电的峰值电压 V2，最大整流电流IFM不低于负载上的直流电流IL。
20 L型滤波器
2．π型滤波器
C-π型滤波器 在L型滤波器的输入端再并联一个电容，这就形成了LC-π型滤 波器，如左下图所示。
RC-π型滤波器 在电流较小、滤波要求不高的情况下，常用电阻R代替π型滤 波器的电感L，构成RC-π型滤波器。
LC—π型滤波器 21
RC—π型滤波器
第五节 特种二极管及应用
动成分受到抑制1而9 变得平滑。
3．电路特点
一般情况下，电感值L愈大，滤波效果愈好。但电感的体积变大、成本上升，且 输出电压会下降，所以滤波电感常取几亨到几十亨。
三、复式滤波器
复式滤波器是由电感、电容或电阻、电容组合起来的多节滤波器。
1．L型滤波器
在滤波电容C之前串接一个铁芯电感L，这样就组成了L型滤波器。脉动直流电压 经过电交流成分 进一步滤除，就可在负载上得到更加平滑的直流电压。
稳压管的外形
电路符号
22
稳压管的伏安特性曲线如的正向特 性与普通二极管相同。
反向特性曲线在击穿区域比普 通二极管更陡直，这表明稳压管击穿后 ，通过管子的电流变化(ΔIz)很大，而 管子两端电压变化(ΔVz)很小，或说管 子两端电压基本保持一个固定值。
稳压管在电路中主要功能是起 稳压作用。
击穿特性
正向特性
●桥式整流电路变压器的选用：次级电压V2=VL/0.9，额定功率P应大于负载功 率。
二极管的整流及稳压原理
二极管的整流及稳压原理二极管是一种常见的电子元件，常用于电路中的整流和稳压功能。
本文将详细介绍二极管的整流和稳压原理，以及其在实际应用中的重要性。
一、整流原理整流是将交流电转换为直流电的过程。
而二极管作为一种半导体器件，具有单向导电性质，能够实现电流在一个方向上的流动。
在整流电路中，二极管起到了关键的作用。
当二极管的正向电压大于0.7V时，二极管处于导通状态，电流可以流过。
而当正向电压小于0.7V时，二极管处于截止状态，电流无法通过。
这种单向导电性质使得二极管可以将交流信号的负半周去除，从而实现整流的功能。
在半波整流电路中，二极管只能让正半周通过，负半周被截断。
而在全波整流电路中，通过使用两个二极管和中心点连接的电阻，可以让交流信号的两个半周都能够通过，从而得到更平滑的直流输出。
二、稳压原理稳压是指在电路中通过某种手段，保持电压在一定范围内的稳定性。
二极管也可以用于实现稳压的功能。
在稳压电路中，二极管通常与其他元件（如电阻、电容等）组合使用。
通过调整电路参数，使得二极管在一定电压范围内具有稳定的电流特性。
当输入电压发生变化时，二极管能够自动调整电流，使输出电压保持稳定。
常见的稳压电路有Zener二极管稳压电路和三端稳压器电路。
Zener 二极管稳压电路通过反向击穿特性，实现对电压的稳定控制。
而三端稳压器电路则通过内部反馈电路，使输出电压保持在一个稳定的水平。
三、整流和稳压的应用整流和稳压是电子设备中常见的功能需求，广泛应用于各个领域。
在电源适配器中，整流和稳压电路能够将交流电转换为直流电，并保持输出电压的稳定性，为电子设备提供稳定可靠的电源。
在电子设备中，整流和稳压电路也常用于保护其他电子元件的正常工作。
通过将交流信号转换为直流信号，并保持恒定的输出电压，能够有效防止电路过载、漏电等问题。
整流和稳压电路还广泛应用于光伏发电、电动车充电桩等领域。
通过对太阳能、电动车电池等能源的整流和稳压，可以有效提高能源利用效率，延长电池寿命。
电工电子技术第八章 半导体二极管及整流电路
4.分析、应用举例
二极管的应用范围很广,它可用与整流、检波、限幅、 元件保护以及在数字电路中作为开关元件。
二极管为非线性元件在分析计算时和以往线性元 件不同下面我们以例子说明。
例1. 试求下列电路中的电流。（二极管为硅管）
C
D2
u2
S RL u0
t
u0
充电结束
整流电路为电
容充电
t
2.电容滤波电路的特点
（1）近似估算:半波Uo=U2，全波Uo=1.2U2。 (2) 输出电压U0与时间常数RLC有关，希望C足够大。
RLC愈大电容器放电愈慢U0(平均值)愈大， 一般取τ d RLC (3 5) T (T:电源电压的周期)
+4
+4
+4
+4
+4
+4
价电子填补空穴 空穴移动方向
电子移动方向
+4
+4
+4
外电场方向
结论
1.本征半导体中存在数量相等的两种载流 子，即自由电子和空穴。
2.本征半导体的导电能力取决于载流子 的浓度。
3.温度越高，载流子的浓度越高。因此本
征半导体的导电能力越强，温度是影响半导 体性能的一个重要的外部因素，这是半导体 的一大特点。
A VDA
VY=3–0.3=2.7V
B
VDA导通后, VDB因反偏而截止,
VDB
Y
R
起隔离作用, VDA起钳位作用,
–12V
将Y端的电位钳制在+2.7V。
二极管导通后，管子上的管压降基本恒定。
单相全桥整流电路原理
单相全桥整流电路原理
单相全桥整流电路是一种常用的电力电子器件，用于将交流电转换为直流电。
它由四个晶闸管和四个二极管组成，形成一个桥形电路。
其原理如下：
晶闸管具有一种特殊的结构，可以被用作电子开关。
当正向偏置晶闸管时，它会导通电流，而反向偏置时则不会导通。
二极管则只允许电流单向通过。
在单相全桥整流电路中，交流电源的两个输出端分别与桥形电路的两个对角线连接。
当交流电源处于正半周时，其中一个二极管和一个晶闸管导通，使得电流流过这两个元件。
这样，交流电就通过晶闸管和二极管转换为直流电。
当交流电源处于负半周时，另外一个二极管和晶闸管导通，电流流过这两个元件，同样将交流电转换为直流电。
通过这种方式，交流电源的正半周期和负半周期都被转换为直流电。
为了保证交流电源的输出电流是符合要求的直流电流，需要进行滤波处理。
一种常用的滤波方式是在电路中添加一个电容器，使得通过电容器的电流变得更加平滑。
通过控制晶闸管的导通和关断，可以控制电荷流向电容器的方式，从而改变输出电压的大小。
这样，单相全桥整流电路就可以实现对输出电压的调节。
综上所述，单相全桥整流电路利用晶闸管和二极管的导通和关
断特性，将交流电源转换为符合要求的直流电。
通过适当控制晶闸管的导通，可以实现对输出电压的调节。
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（2） 工作原理及波型 设u2 = 2 U2 sin ωt，二极管为理想； 当 u2 为正半周时，二极管 VD 导通，电流 io 形成回路，因 VD 为理想，所以二极 管的正向压降为零，负载 RL 上得到 uo=u2 的半波电压； 当 u2 为负半周时，二极管 VD 截止，io 为零，负载 RL 上无电压。 （3） 参数计算 Uo = 0.45u2 二极管的选择： ID= Io = 0.45 RL
课程 课题
模拟电子技术
章节
7.1
教师
审批 课时 授课班级 2 学时
半导体二极管单相整流电路
授课日期 1. 了解直流稳压电源的组成。 教学目的 与要求
2. 掌握整流电路的作用常见的类型及工作原理。 3. 掌握单相桥式整流电路的输出电压平均值与变压器副边电压有效 值的关系。
重点
掌握整流电路的作用常见的类型及工作原理 单相桥式整流电路的输出电压平均值与变压器副边电压有效值的关 系 启发式、讨论式、边讲边练 多媒体 教材 230 页第 7.1 题 教学进程和时间分配表（可略去，直接填写教学内容）
L
U
UDEM＝U2M＝2 2 U2 URM≥UDRM＝2 2 U2
IF≥ID＝0.45R 2
L
U
（4） 优缺点分析: 输出电压高，纹波 电压小，二极管所承受的最大反 向电压高， 电源利用率高， 缺点， 变压器利用率不高，体积大。 e. 桥式整流 （1） 电路结构
（2） 工作原理及波形 当变压器次级电压 u2 为上正下负时，二极管 VD1 和 VD3 导通，VD2 和 VD4 截止，电流 i1 的通路为 a→VD1→RL→VD3→b，这时负载电阻 RL 上得到一个正弦半波电压如图（0~π ） 段所示。当变压器次级电压 u2 为上负下正时，二极管 VD1 和 VD3 反向截止，VD2 和 VD4 导通， 电流 i2 的通路为 b→VD2→RL→VD4→a，同样，在负载电阻上得到一个正弦半波电压如图 （π ~2π ）段所示。 （3） 参数分析
U2
Io = 0.45 R 2
L
U
IF≥ID＝0.45RL
U2
二极管最大反向峰值电压定义为：整流管不导电时，在它两端出现的最大反向电 压。在半波整流电路中，当二极管截止时，整流二极管承受的最大反向电压就是 变压器副边电压的最大值。
UDEM＝U2M＝ 2 U2
URM≥UDRM＝ 2 U2
（4） 优缺点分析：结构简单、元件少，电源利用率不高，输出电压波动大，通 常用于负载波动不大电流较小或 高频整流（如开关电源）场合。 d. 全波整流 （1） 电路结构
u1 变压器 u2 整 电 u3 流路 滤 电 u4 波路 稳电 压路 Uo
a.变压 将电网电压变换为所需电压 b.整流 完成交流电转换成脉动直流电 c.滤波 减少波动成份,将脉动直流电转换成平滑直流电 d.稳压 输出稳定电压，将平滑直流电转换成恒定直流电 2． 整流电路 a. 常见类型：半波整流、全波整流、桥式整流 b. 基本原理：利用二极管单向导电性 c. 半波整流 （1） 电路结构
（2） 工作原理及波形 变压器副边带中心抽头，感应出两个相等的电压 u2 当 u2 正半周时， VD1 导通，VD2 截止; 电流 i1 的通路为 a→VD1→RL→C，这时负载电 阻 RL 上得到一个正弦半波电压如图（0~π ）段所示。当变压器次级电压 u2 为负半周， 即上负下正时，二极管 VD1 反向截止，VD2 导通，电流 i2 的通路为 b→VD2→RL→C，同样， 在负载电阻上得到一个正弦半波电压如图（π ~2π ）段所示。 （3） 参数分析 U U U 1 I o o 0.9 2 I D I o 0.45 o U o 2 0.45U 2 0.9U 2 RL RL 2 RL 二极管的选择： ID= Io = 0.45 R 2
U o 2 0.45U 2 0.9U 2
二极管的选择： ID= Io = 0.45 R 2
L
Io
Uo U 0.9 2 RL RL
UDEM＝U2M＝ 2 U2 URM≥UDRM＝ 2 U2
ID
U 1 I o 0.45 o 2 RL
U
IF≥ID＝0.45 R 2
L
U
（4） 优缺点分析：输出电压高，纹波电压小，二极管所承受的最大反向电压较 低，电源利用率高；缺点，二极管用得比较多。 f.结论： 1.直流稳压电源的组成及各部分作用。 2．整流电路的电路结构及工作原理。 四、课堂训练 ㈠、是非题 1．直流稳压电路主要由变压、整流、滤波、稳压四部分组成。 2．滤波电路的作用是将平滑直流转换成恒定直流电。 3．全波整流电路整流管承受的反向电压很高。 4．半波整流电路通常用于负载波动不大的场合。 ㈡、 选择题 1．下列整流电路中，应用最广泛的是（ A 半波整流 A 20V 五、课堂训练答案 （一）对、错、对、对 （二）C，B B 全波整流 B 18V C C ） 桥式整流 10V D D 倍压整流 ） 9V （ （ （ （ ） ） ） ）
难点 授课类型 教 作 具 业
序号 1 2 3 4 5 6 7 复习引入
教 学 内 容
时间分配 5 10 20 20 20 5 10
授课类型
直流稳压电路的组成 单向半波整流电路分析 单向全波整流电路分析 单向桥式整流电路分析 小结 课堂练习
讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授
教学内容： 一、 复习提问 交流电、脉动直流电和直流电这三者有何区别？ 、 新课引入 在小功率用电设备中，我们可以采用电池作为负载的电源，那么在大功率的用电 场合，是否也采用这种方式提供能量呢？ 三、 新课讲述 1． 直流稳压电源的组成
2． 已知某桥式整流电路， 输入电压 u2 为 20V， 试求通过整流后负载两端的电压是 （