二极管及直流稳压电源讲述
第五章 二极管及直流稳压电源
外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子 数目很少，导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电
载流子
温度对半导体器件性能影响很大
二、杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导 1、 N 型半导体 磷（P） 体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元 素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 多数载流子 杂质半导体主要靠多数载流子 导电。掺入杂质越多，多子浓 度越高，导电性越强，实现导 电性可控。 N型半导体主要靠自由电子导 电，掺入杂质越多，自由电子 浓度越高，导电性越强。
P型半导体
5.2 PN结及其单向导电性
一、PN结的形成
扩散运动使靠近接触面 P区的空穴浓度降低、靠近接触面N区 物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气体、液体、 的自由电子浓度降低，产生内电场，不利于扩散运动的继续进 固体都存在这种现象。 行。
空穴浓度 高于N区 自由电子浓 度高于P区
扩散运动
UAB
– B
∵ V阳 =－6 V V阴 =－12 V，∴V阳>V阴 二极管导通
★若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB
=－ 6V ★否则， UAB低于－6V一个管压降，为－6.3Ｖ或－6.7V
小结：二极管起钳位作用
例2:
D2 D1 A
（两个二极管的阴极接在一起） 求：UAB
6V
3k 12V
+ UAB
特点：非线性 反向击穿 电压U(BR)
I
正向特性
P
+
–
N
硅0.7V 导通压降 锗0.3V U 硅管0.5V 死区电压 锗管0.1V
二极管及直流稳压电源剖析
第1章二极管及直流稳压电源【课题】1.1 二极管【教学目的】1．了解二极管的基本结构、类型和主要参数。
2．掌握二极管的主要特性。
【教学重点】1．二极管的基本结构、特性和类型。
2．二极管的单向导电特性及伏安特性。
【教学难点】1．二极管的主要参数。
2．二极管的单向导电特性。
【教学参考学时】2学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、引入新课1．通过实物演示及列举实例，让学生了解二极管的应用，从而激发他们的学习兴趣。
2．简单介绍本征半导体、杂质半导体等半导体的相关知识。
二、讲授新课1.1.1 二极管的基本结构、特性和类型1．二极管的基本结构：将一个PN结的两端各引出一个电极，外加玻璃或塑料的管壳封装而成。
由P型半导体引出的电极，称为正极（或阳极）；由N型半导体引出的电极，称为负极（或阴极）。
2．二极管的单向导电性：二极管正向偏置时导通，反向偏置时截止。
3．二极管的伏安特性：通过二极管的电流和两端电压之间的对应关系，常用伏安特性曲线来描述。
通过伏安特性曲线，了解死区、正向导通、反向截止、反向击穿等概念。
4．二极管的类型：二极管种类有很多，按照其内部结构的不同，可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
1.1.2 二极管的主要参数最大整流电流FM I 、最高反向工作电压RM V 、反向电流R I 。
三、课堂小结1．二极管的单向导电性。
2．二极管的伏安特性。
3．二极管的主要参数。
四、课堂思考P4思考与练习题1、2、3。
五、课后练习P29 一、填空题：1、2；二、判断题：1；三、选择题：2；五、综合题：1。
【课题】1.2 特殊二极管【教学目的】了解几种常见的特殊二极管的功能、电路符号、工作条件和特性。
【教学重点】特殊二极管的功能、电路符号、工作条件和特性。
【教学难点】特殊二极管的工作条件及特性。
【教学参考学时】1学时【教学方法】讲授法【教学过程】一、复习1．二极管的单向导电性。
2．二极管的伏安特性。
二极管及直流稳压电源
第1 章二极管及直流稳压电源【课题】1.1二极管【教学目的】1.了解二极管的根本构造、类型和主要参数。
2.把握二极管的主要特性。
【教学重点】1.二极管的根本构造、特性和类型。
2.二极管的单向导电特性及伏安特性。
【教学难点】1.二极管的主要参数。
2.二极管的单向导电特性。
【教学参考学时】2 学时【教学方法】讲授法、分组争论法【教学过程】一、引入课1.通过实物演示及列举实例，让学生了解二极管的应用，从而激发他们的学习兴趣。
2.简洁介绍本征半导体、杂质半导体等半导体的相关学问。
二、讲授课1.1.1二极管的根本构造、特性和类型1.二极管的根本构造：将一个 PN 结的两端各引出一个电极，外加玻璃或塑料的管壳封装而成。
由P型半导体引出的电极，称为正极〔或阳极〕；由N型半导体引出的电极，称为负极〔或阴极〕。
2.二极管的单向导电性：二极管正向偏置时导通，反向偏置时截止。
3.二极管的伏安特性：通过二极管的电流和两端电压之间的对应关系，常用伏安特性曲线来描述。
通过伏安特性曲线，了解死区、正向导通、反向截止、反向击穿等概念。
4.二极管的类型：二极管种类有很多，依据其内部构造的不同，可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
1.1.2二极管的主要参数1 / 10RM最大整流电流I FM 、最高反向工作电压V 、反向电流 I R 。
三、课堂小结1. 二极管的单向导电性。
2. 二极管的伏安特性。
3. 二极管的主要参数。
四、课堂思考P4 思考与练习题 1、2、3。
五、课后练习P29 一、填空题：1、2；二、推断题：1；三、选择题：2；五、综合题：1。
【课题】1.2 特别二极管【教学目的】了解几种常见的特别二极管的功能、电路符号、工作条件和特性。
【教学重点】特别二极管的功能、电路符号、工作条件和特性。
【教学难点】特别二极管的工作条件及特性。
【教学参考学时】1 学时 【教学方法】讲授法 【教学过程】一、复习1. 二极管的单向导电性。
二极管及直流稳压电路PPT教案
第7页/共50页
1. N型半导体
Si
Si
+
SPi
Si
Si
Si 多
P
余
电
掺入磷杂质的半导体中,自由电子数目子大量
(a)电流放大作用 (b)单向导电性 (c) 电压放大作用
第21页/共50页
6.3 稳压二极管
稳压管:是一种特殊的面接触型硅二极管。在
电路中与适当数值的电阻配合后能起稳I 定电
压的作用。
稳压管的图形符
号： 6.3.1
稳压管的伏
安正特常性 工作于反向击穿区,电
流在很大范围内变化,电压
(mA)
4
0 3
6.1.3 PN结及其单向导电性
1.PN结的形成
P
空间电 荷区
N
•根据浓度梯度,多
数载流子将进行扩
散漂运移运动。 动:少数载
流子受内电场作
•形耗用的成尽沿运空了电动间载场。电流力荷子方区的向;这交空界间P多自子处区电由少留:空荷电下穴区不内场就可电是移P动NN穴 由 多的结区少 电离(:自 子空内子
共价 键
自由电 子
导 空穴
电 电流
第5页/共50页
6.1.1 本征半导 体
•半导体两端加外电压时,半导体中出现两 部分电流：
一是自由电子作定向运动所形成的电子电
•载•穴流一的载半是流 总 ； 空流导被子 是 穴子体原电。 成:中自子对流的由核出。自电束现由子缚,同电和价时子空电又和穴子不空都填断称补为空价穴子电所形成硅子原
二极管的判断及直流稳压电源电路实验结论
二极管的判断及直流稳压电源电路实验结论二极管是一种具有非线性特性的电子元件，它具有单向导电性，即只允许电流在一个方向上通过。
基于二极管的这一特性，我们可以利用它来进行信号的整流、调制、开关等应用。
在本文中，我们将讨论二极管的判断方法以及直流稳压电源电路实验的结论。
我们来讨论二极管的判断方法。
二极管有正负极两个端口，其中正极被称为阳极，负极被称为阴极。
为了判断二极管的正负极，我们可以使用万用表的二极管测试功能。
将万用表的测试头连接到二极管的两个端口上，并观察万用表显示的数值。
如果数值为正或者接近于正值，那么连接到测试头的那一端就是二极管的阳极；如果数值为负或者接近于负值，那么连接到测试头的那一端就是二极管的阴极。
接下来，我们将讨论直流稳压电源电路实验的结论。
直流稳压电源电路是一种常见的电源电路，用于为电子设备提供稳定的直流电压。
其中，二极管起到了整流的作用，将交流电转换为直流电。
在实验中，我们可以通过调整电路中的元件参数来观察电路的稳压效果。
在实验中，我们可以通过改变电阻值或者电容值来调整电路的稳压效果。
当电阻值增大时，电路的稳压效果会变得更好，输出的直流电压会更加稳定；当电容值增大时，电路的稳压效果也会变得更好，输出的直流电压会更加平滑。
然而，如果电阻值或者电容值过大，就可能导致电路的稳压效果不佳，输出的直流电压会有较大的波动。
通过实验我们还可以得出直流稳压电源电路的另一个重要结论，即电路中的二极管的工作状态。
在整流电路中，二极管起到了将交流电转换为直流电的作用。
当输入的电压为正值时，二极管处于正向偏置状态，可以导通电流；当输入的电压为负值时，二极管处于反向偏置状态，无法导通电流。
这一特性使得二极管可以实现电流的单向传输，起到了整流的作用。
总结一下，二极管具有单向导电性，我们可以通过万用表的测试功能来判断二极管的正负极。
直流稳压电源电路是一种常见的电源电路，通过调整电路的元件参数可以改变电路的稳压效果。
直流稳压电源技术——稳压电源基础
直流稳压电源技术——稳压电源基础第二章稳压电源基础一、电子元件基础知识直流稳压电源中主要使用这些电子元件：电阻、电容、变压器、电感、二极管、三极管、场效应管、集成电路等，有些直流稳压电源可能还有发光二极管、电流表、电压表元件用于工作状态的指示。
这些电子元件主要分为无源器件和有源器件两大类。
其中无源器件是电阻、电容、变压器、电感；有源器件是二极管、三极管、场效应管、集成电路。
无源器件就不必说了，下面我们主要介绍一下有源器件的基础知识。
1、二极管二极管是我们通常情况下的俗称，它的学名叫晶体二极管或半导体二极管。
二极管就是由一个PN 结，加上相应的电极引线封装而成。
二极管按材料分类有硅材料和锗材料；按功能分类又可以分为整流二极管、检波二极管、开关二极管、稳压二极管、变容二极管、肖特基二极管、发光二极管等。
常用的二极管主要是利用PN结的单向导电性进行工作。
如：整流二极管、检波二极管、开关二极管等。
但是二极管还有一些比较特殊的性能，比如稳压二极管反向击穿后两端电压保持不便；变容二极管PN结间的结电容会随着外加电压的变化而发生变化；发光二极管通电后能够发光。
（1）二极管的主要参数正向电流IF在额定功率下，允许通过二极管的电流值。
正向电压降VF二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。
最大整流电流（平均值）IOM在半波整流连续工作的情况下，允许的最大半波电流的平均值。
反向击穿电压VB二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。
正向反向峰值电压VRM二极管正常工作时所允许的反向电压峰值，通常VRM 为VP的三分之二或略小一些。
反向电流IR在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。
结电容C电容包括电容和扩散电容，在高频场合下使用时，要求结电容小于某一规定数值。
最高工作频率FM二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。
（2）直流稳压电源中常用的二极管直流稳压电源中常用的二极管有整流二极管、稳压二极管和发光二极管。
二极管及直流稳压电路演示文稿
第20页，共47页。
例1： D
A +
3k
6V
UAB
12V
–
B
电路如图，求：UAB
取 B 点作参考点，断开
二极管，分析二极管阳极和 阴极的电位。
V阳 =－6 V V阴 =－12 V
V阳>V阴 二极管导通
若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB =－ 6V 否则， UAB低于－6V一个管压降，为－6.3Ｖ或－6.7V
PN 结变宽
－－－ － －－ －－－ － －－ －－－－ － －
+++ +++ +++
+++ +++ +++
P
IR
内电场 外电场
–+
N
内电场被加 强，少子的漂 移加强，由于 少子数量很少 ，形成很小的 反向电流。
PN 结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电 阻较大，PN结处于截止状态。
温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。
平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM 是选择整流二极管
的主要依据。
选管时应满足： IOM ID ， URWM UDRM
半波整流电路的优点：结构简单，使用的元件少。 缺点：只利用了电源的半个周期，所以电源利用率
低，输出的直流成分比较低；输出波形的脉动大； 变压器电流含有直流成分，容易饱和。故半波整流
第26页，共47页。
6.4.1 单相小功率整流电路
整流电路的作用:
将交流电压转变为脉动的直流电压。 整流原理：
利用二极管的单向导电性 常见的整流电路：
二极管及直流稳压电源
由此可见，在半波整流电路中，交流电一个周期内，二极管半个周期导通半 个周期截止，输出的脉动直流电的波形是输入交流电波形的一半。 “半波整流” 由此得名。 （2）半波整流电路的特点 优点：结构简单 缺点：电源利用率低、脉动成分大。 应用：对直流电压波动要求不高的场合，如蓄电池的充电等。
2．桥式整流电路 （1）工作原理
2．电感滤波电路
电感滤波电路是将电感元件与负载串联， 接在整流电路后面。
当输入电压升高导致流过L的电流增大时， L 中产生的自感电动势能阻止电流的增大；
当输入电压降低导致流过L的电流来自小时， L 中的自感电动势又能阻止电流的减小。
经电感滤波后，输出电压的波形可以变得平 滑，脉动减小。L越大，滤波效果越好。
电路符号
实物图
工作条件：反向偏置。 特 性： 无光照时，反向电阻高达几十兆欧；
有光照时，反向电阻降为几千欧～几十千欧 。 应 用： 在自动控制中作为光/电检测元件，制作光电池。
1.2.4 变容二极管 变容二极管PN结的电容是可变，由此可以实现改变电容的功能。
电路符号
实物图
工作条件：反向偏置。
特 性： 正向特性与普通二极管相同； 反偏时，PN结电容随外加电压升高而降低； 电容量较小，几十～几百pF 。
电路符号
工作条件：正向导通。
实物图
特 性：与普通二极管一样，具有单向导电性能； 体积小、发光均匀稳定、亮度较高、响应快、寿命长； 工作电压低(约 2 V)，工作电流小(约 10 mA)。
应 用：各种电子电路、家电、仪表等设备中的电源指示、电 平指示、组成文字或数字显示。
1.2.3 光电二极管 光电二极管也称光敏二极管，是一种将光信号转变成电信号的器件。
1.2.1 稳压二极管 稳压二极管利用 PN 结的反向击穿区具有稳定电压的特性来工作的。
直流稳压电源工作原理
直流稳压电源工作原理直流稳压电源是一种能够将交流电转换为稳定的直流电的电子设备。
它在电子设备、通信设备、工业控制系统等领域得到广泛应用。
其工作原理主要包括整流、滤波、稳压等几个关键环节。
首先是整流环节。
交流电源一般是通过变压器将电压升高或降低，然后经过整流桥等元件将交流电转换为直流电。
整流桥一般由四个二极管组成，可以将交流电转换为单向的直流电。
在整流过程中，由于二极管的导通特性，交流电的负半周被截去，只保留了正半周的电压波形。
这样就得到了一个近似的直流电压波形。
接下来是滤波环节。
由于整流后的直流电压波形仍然存在一定的波动，需要通过滤波电路来去除掉这些波动。
滤波电路一般由电容器和电感器组成。
电容器能够对电压进行积分，从而平滑直流电压波形；而电感器则能够对电流进行积分，从而减小电流的波动。
通过合理设计电容器和电感器的参数，可以有效地去除直流电压波形中的纹波成分，得到稳定的直流电压。
最后是稳压环节。
稳压电路是直流稳压电源的关键部分，它能够保持输出电压在一定范围内的稳定性。
常见的稳压电路包括电阻稳压、二极管稳压、三端稳压等。
其中，三端稳压器是一种常用的稳压电路，它具有稳定的输出特性和较低的输出阻抗。
通过对稳压器的电路设计和参数选择，可以实现对输出电压的精确控制和稳定性。
总的来说，直流稳压电源工作原理是通过整流、滤波和稳压等环节，将交流电转换为稳定的直流电。
通过合理的电路设计和元件选择，可以实现对输出电压的精确控制和稳定性。
直流稳压电源在现代电子设备中起着至关重要的作用，它为各种电子设备提供了稳定可靠的电源支持。
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。
直流稳压电源工作原理描述
直流稳压电源工作原理描述
直流稳压电源是一种能够输出稳定直流电压的电源设备。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 整流电路：稳压电源通过整流电路将交流电源转换为直流电源。
整流电路通常采用整流桥或者二极管等元件来实现。
2. 滤波电路：整流后的直流电源仍然会存在一些波动和脉动现象。
通过滤波电路可以去除或者减小这些波动和脉动，使直流电压更加稳定。
3. 反馈控制：稳压电源通过反馈控制来维持输出电压的稳定性。
其中，反馈信号一般由输出端的电压与参考电压进行比较得出，然后经过放大、误差检测和调节等步骤，最终通过控制器的输出控制电路来调整输出电压。
4. 传递元件：为了输出稳定的电压，稳压电源中通常会引入稳压管、稳压二极管、调节管或者开关元件等。
这些元件具有快速响应、高效率等特点，能够帮助稳压电源实现电压调节和控制。
综上所述，直流稳压电源工作原理主要包括了整流、滤波、反馈控制和传递元件等环节，通过这些步骤可以实现稳定输出直流电压的功能。
第五章 半导体二极管及直流稳压电源
阳极引线
阴极引线
外壳
二极管的结构示意图
N型锗片
(a)点接触型
20
1. 半导体二极管的结构
(2) 面接触型二极管
PN结面积大，用于 工频大电流整流电路。
(b)面接触型
（a）面接触型 （b）集成电路中的平面型 （c）代表符号
21
2. 二极管的伏安特性
iISeuU T 1
其中 IS ——反向饱和电流 UT ——温度的电压当量
N型半导体的结构示意图如图所示：
施主正离子 自由电子
所以，N型半导体中的导电粒子有两种： 自由电子—多数载流子（由两部分组成） 空穴——少数载流子
9
2. P型半导体
3
硼（B）
受主杂质
多数载流子
P型半导体主要靠空穴导电，掺 入杂质越多，空穴浓度越高，导电 性越强，
在杂质半导体中，温度变化时， 载流子的数目变化吗？
当0＜uD ＜Uth时，正向电流为零， Uth称为死区电压或开启电压。
当uD ＞Uth时，开始出现正向 电流，并按指数规律增长。
硅二极管的死区电压Uth=0.5 V 左右，
锗二极管的死区电压Uth=0.1 V左 右。
开启 电压
25
2. 二极管的伏安特性
当uD＜0时，即处于反向特性区域
击穿
。反向区也分两个区域：
UD
_
_
_
_
+
VDD
_
ID
+
VD
UD
_
UD(on)
简单二极管电路
(a) 理想模型电路
（b）恒压降模型电路
37
3.简化模型分析法
（3）折线模型，用折线模型等效电路代替二极管 ID=VD R D+ rU Dth,UDUthIDrD
第一章 二极管讲解
i I S (e UT 1)
反向击穿 电压UBR
I
导通电压: 硅管0.6~0.8V, 锗管0.1~0.3V
U
开启电压Uon: 硅管0.5V，
锗管0.1V
4
三、二极管应用电路举例 理想二极管：开启电压=0 V，导通压降=0 V。
二极管：开启电压=0 .5V，导通压降0.7V(硅二极管) 1：二极管半波整流
2U
t
uo
2U
uD
t
t
2U
u u D2 D1 红色为正半周波形 u u D4 D3 绿色为负半周波形
4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
(2)
1
Uo 0 2U sin
整流电流平均值 Io
td(t)
Io
Uo RL
2 2
0.9
U
RL
0.9U
(3) 流过每管电流平均值 ID
P 区中的电子和 N 区中的空穴（都是少子），数量有限， 因此由它们形成的电流很小。
PN 结具有单向导电性
25
PN结形成过程动画演示
PN结的单向导电性
•PN 结正向偏置
P 正N 负,导通
变薄
内电场被削弱，多子 的扩散加强，能够形 成较大的扩散电流。
－+
+
－+
P
－+
N
－+
外电场
R
限流电阻
内电场
E
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
稳压二极管稳压电路ppt课件
3）最大允许功耗
PZM U Z I Z max
UZ
4）动态电阻 r Z =
5）电压温度系数：
dUZ dIZ
稳压值受温度变化影响
的系数。数值上等于温
度每升高1。C时稳定电压
的相对变化量。
I
IZmin
U
IZmax
4
4.稳压管与二极管的主要区别 稳压管运用在反向击穿区， 二极管运用在正向区；
稳压管比二极管的反向特性更陡。
+20V
选择600 Ω ，0.125w的电阻作
R
为限流电阻，是否合适？
DZ
I 20 8 mA 20mA 600
PR I 2R 0.022 600W 0.24W
限流电阻R的阻值选得合适，但电阻的额定功率选得太 小（0.125W<0.24W），会烧坏电阻。应选600 Ω， 0.25W的电阻比较合适。因此在选择限流电阻时，要注 意电阻的额定功率必须大于其实际消耗的最大功率
4 10 R
由：
I Z min
4 R
10
IZ max
得： R 267
R 114
8
7.5 稳压电路
稳压电路功能
在输入交流电源电压波动、负载变化时， 使输出直流电压保持恒定。
基本思想
在输出直流电压时，在电路中设置一个吸收 波动成分的元件（调整元件），当电源电压 或负载波动时，调整元件将根据输出直流电 压的变动情况，确定调整方向和大小，以保 证输出的直流电压不发生变化。
第三讲 稳压二极管、稳压电路
1
直流电源的组成及各部分的作用
整
滤
稳
u1
变 压
u2
器
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二极管及直流稳压电源讲述第1章二极管及直流稳压电源【课题】1.1 二极管【教学目的】(了解二极管的基本结构、类型和主要参数。
12(掌握二极管的主要特性。
【教学重点】1(二极管的基本结构、特性和类型。
2(二极管的单向导电特性及伏安特性。
【教学难点】1(二极管的主要参数。
2(二极管的单向导电特性。
【教学参考学时】2学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、引入新课1(通过实物演示及列举实例，让学生了解二极管的应用，从而激发他们的学习兴趣。
2(简单介绍本征半导体、杂质半导体等半导体的相关知识。
二、讲授新课1.1.1 二极管的基本结构、特性和类型1(二极管的基本结构:将一个PN结的两端各引出一个电极，外加玻璃或塑料的管壳封装而成。
由P型半导体引出的电极，称为正极(或阳极);由N型半导体引出的电极，称为负极(或阴极)。
2(二极管的单向导电性:二极管正向偏置时导通，反向偏置时截止。
3(二极管的伏安特性:通过二极管的电流和两端电压之间的对应关系，常用伏安特性曲线来描述。
通过伏安特性曲线，了解死区、正向导通、反向截止、反向击穿等概念。
4(二极管的类型:二极管种类有很多，按照其内部结构的不同，可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
1.1.2 二极管的主要参数1IV、最高反向工作电压、反向电流。
最大整流电流IFMRMR三、课堂小结1(二极管的单向导电性。
2(二极管的伏安特性。
3(二极管的主要参数。
四、课堂思考P4思考与练习题1、2、3。
五、课后练习P29 一、填空题:1、2;二、判断题:1;三、选择题:2;五、综合题:1。
【课题】1.2 特殊二极管【教学目的】了解几种常见的特殊二极管的功能、电路符号、工作条件和特性。
【教学重点】特殊二极管的功能、电路符号、工作条件和特性。
【教学难点】特殊二极管的工作条件及特性。
【教学参考学时】1学时【教学方法】讲授法【教学过程】一、复习1(二极管的单向导电性。
2(二极管的伏安特性。
二、引入新课列举一些特殊二极管的应用，同时引导学生参与举例，激发学生的求知欲。
三、讲授新课1.2.1 稳压二极管2稳压二极管利用PN结的反向击穿区具有稳定电压的特性来实现稳压功能。
它工作在反向击穿状态，正向特性与普通二极管相同，反向击穿特性较陡，反向击穿电压为几,几十伏。
1.2.2 发光二极管发光二极管简称为LED，它能把电能转换成光能，实现发光的功能。
它工作在正向导通状态，具有单向导电性能，当给发光二极管加上正向电压后，根据材料的不同，它能发出红、绿、黄、蓝或白等多种颜色的可见光，有的还能发出人眼看不见的红外光。
1.2.3 光电二极管光电二极管也称光敏二极管，是一种将光信号转变成电信号的器件。
它工作在反向偏置状态，无光照时，反向电阻高达几十兆欧，有光照时，反向电阻降为几千欧,几十千欧。
1.2.4 变容二极管变容二极管PN结之间的电容是可变，由此可以实现改变电容的功能。
它工作在反向偏置状态，正向特性与普通二极管相同，反偏时，PN结电容随外加电压升高而降低。
1.2.5 激光二极管激光二极管是在发光二极管的PN结间安置一层具有光活性的半导体，使其能发射出单波长红外光。
它工作在正向导通状态，具有单向导电性能。
四、课堂小结稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管、激光二极管的功能、电路符号、工作条件及应用场合。
五、课堂思考P7 思考与练习题1、2。
六、课后练习P29 一、填空题: 3、7;三、选择题:1。
【课题】1.3 直流稳压电源【教学目的】1(掌握整流电路、滤波电路的组成结构、工作原理。
2(理解直流稳压电源的电路结构、工作原理。
3(学会估算整流、滤波电路的主要参数。
34(掌握三端集成稳压器的应用。
5(了解开关电源的工作特点。
【教学重点】1(桥式整流电路结构及工作原理。
2(电容滤波电路结构及工作原理。
3(直流稳压电源的组成及功能。
4(三端集成稳压器的类型及应用。
【教学难点】1(整流、滤波电路及元件的主要参数估算与选用。
2(开关电源的工作特点。
【教学参考学时】5学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、引入新课1(通过对手机充电器输入输出电压的测量，引导学生讨论输入电压的大小、是交流电还是直流电,输出电压的大小、是交流电还是直流电,为什么交流电会变为直流电,大电压会变为小电压,2(介绍直流稳压电源的组成框图(教材图1.10)，使学生了解从交流电变换成直流电的完整过程。
二、讲授新课1.3.1 整流电路利用二极管的单向导电性，把交流电变换成脉动直流电的电路称为整流电路。
1(半波整流电路电路组成:T为电源变压器，用来将220V交流市电电压变换为整流电路所要求的交流R为要求直流供低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离;V为整流二极管;L电的负载等效电阻。
vv,vv工作原理:当为正半周时，二极管正向导通，负载上的电压;当为负半L222v,0周时，二极管反向截止，负载上的电压。
L输入、输出电压波形如图1.1所示。
由于输出的脉动直流电的波形是输入交流电波形4的一半，故称为半波整流电路。
特点:电路结构简单，但电源利用率低，且输出电压中的脉动成分大，只能用在对直流电压波动要求不高的场合，如蓄电池的充电等。
图1.1 教材图1.12半波整流波形图图1.2 教材图1.15桥式整流波形图2(桥式整流电路电路组成:由电源变压器T、四只整流二极管V1,V4 和负载电阻组成。
四只整流RL二极管接成电桥形式，故称桥式整流电路。
工作原理:当为正半周时，V1、V3导通，负载上的电压，是一个正向的半vv,vL22波电压;当为负半周时，V2、V4导通，负载上的电压，仍然是一个正向的半vv,,vL22波电压，这样，在负载上就得到全波脉动直流电。
如图1.2所示。
特点:输出电压高，脉动较小，二极管承受的最大反向电压较低，效率较高，在半导体整流电路中得到了广泛的应用。
3(整流电路及元件的主要参数估算与选用负载R上的直流输出电压V:V,0.45V(半波整流)、 V,0.9V(桥LLL2L2式整流)。
VV22II,0.45,0.9RI负载上的直流输出电流:(半波整流)、 (桥LLLLRRLL 式整流)。
V0.452II整流二极管上的平均整流电流:(半波整流、桥式整流)。
,FFRL5:(半波整流、桥式整流)。
整流二极管所承受的最高反向电压V,2VVRMRM2 整流二极管的选择可以和为依据，通过查阅器件手册来选出，但要留有一定的IVFRM余量，以使整流二极管能长期安全工作。
1.3.2 滤波电路把整流电路输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近平稳的直流电的电路称为滤波电路。
1(电容滤波电路电容滤波电路是将电容器接在整流电路后面，与负载并联。
电容C的容量越大，则负载上的电压越平滑。
电容滤波电路结构简单，输出电压高，脉动小，适用于负载电流较小的场合。
2(电感滤波电路电感滤波电路是将电感元件与负载串联，接在整流电路后面。
L越大，滤波效果越好。
电感滤波的峰值电流小，输出特性较平坦，适用于低电压、大电流的场合。
3(复式滤波电路:L 型滤波电路、LC-型滤波电路、RC-型滤波电路。
,,4(滤波电路及元件的主要参数估算与选用电容滤波电路的直流输出电压:,(半波整流)、 VV,(11.1)VV,1.2VLL2L2(桥式整流电容滤波);C电容滤波电路中滤波电容的选择:负载电阻越小，滤波电容的容量应相对取大。
RL1.3.3 稳压电路1(集成稳压电路固定式三端集成稳压器:常用的固定式三端集成稳压器有W78XX(正电压输出)和W79XX系列(负电压输出)。
其主要特点是使用时不需外接元件。
可调式三端集成稳压器:常用的可调式三端集成稳压器有LM117/LM217/LM317系列(正电压输出)和LM137/LM237/LM337系列(负电压输出)。
其主要特点是使用时输出电压连续可调。
2(开关稳压电源开关稳压电源的调整管工作在开关状态，依靠调节其导通时间来实现稳压。
了解开关稳压电源的结构框图、稳压过程和应用。
6三、课堂小结1(半波整流电路和桥式整流电路的工作原理。
2(电容滤波电路的工作原理。
3(集成稳压器的常用类型及其特点。
4(开关稳压电源的稳压过程。
四、课堂思考P16 思考与练习题1、2、3。
P20 思考与练习题1、2。
五、课后练习P29 一、填空题:4、5、6;二、判断题:2、3;三、选择题:4;四、技能实践题;五、综合题:2、3。
【课题】实训项目1.1 二极管、整流桥的极性判别与质量判断【实训目标】1(掌握常用二极管、整流桥极性的判别方法。
2(掌握常用二极管、整流桥的质量判断方法。
【实训重点】1(常用二极管、整流桥的极性判别。
2(常用二极管、整流桥的质量判断。
【实训难点】整流桥的极性判别和质量判断【参考实训课时】2学时【实训方法】讲授法、演示法、实操法【实训过程】一、实训任务任务一二极管的极性判别1(将万用表欧姆挡旋钮置于R×100或×1K挡，用万用表红、黑表笔任意测量二极管两引脚间的电阻值。
72(交换万用表表笔再测量一次。
以阻值小的一次测量为准，黑表笔所接的一端为二极管的正极，红表笔所接的一端为二极管的负极。
任务二二极管的质量判断1(将万用表欧姆挡旋钮置于R×100或×1K挡，分别测量测量二极管的正向电阻和反向电阻的大小。
2(如果正向电阻阻值为几百欧,几千欧，反向电阻阻值为几十千欧,几百千欧以上，则说明二极管质量良好。
任务三整流桥的引脚判别(将万用表欧姆挡旋钮置于R×1K挡，用黑表笔固定接某一引脚，红表笔分别接触其1余三个引脚，如果测量出来的电阻值为一小两大，则黑表笔所接的引脚就是交流输入端;如果测得的电阻值全为大，则黑表笔所接的引脚就是直流输出端的正极;如果测得的电阻阻值全为小，则黑表笔所接的引脚就是直流输出端负极。
2(将黑表笔改换一个引脚，重复上述试步骤，直至确定出全部四个引脚为止。
任务四整流桥的质量判断1(将万用表欧姆挡旋钮置于R×1K挡，测量整流桥两输入端之间的正向电阻和反向电阻。
2(测量两输出端之间的正向电阻和反向电阻。
3(如果测量出来两输入端之间的正向电阻和反向电阻均为无穷大，两输出端之间的正向电阻为无穷大，反向电阻为几百欧,几千欧，则说明整流桥质量良好。
任务五综合训练分别对2只二极管和2只整流桥进行极性判别和质量判断。
二、实训小结1(二极管的极性判别和质量判断。
2(整流桥的极性判别和质量判断。
三、课堂思考1. 如果二极管、整流桥被判断为坏的，能否根据测量数据找出损坏的原因,2. P29 三、选择题:3。
四、课后作业1(实训报告及本次实训的体会和收获。
2(完成项目实训评价表的学生自评部分。
8【课题】实训项目1.2 集成直流稳压电源的组装与调试【实训目标】1(掌握集成直流稳压电源的工作原理。