(整理)5半导体二极管及直流稳压电源.

合集下载

《实用电工电子》模块5直流稳压电源

模块5直流稳压电源学习任务•了解桥式整流、电容滤波和稳压电路•掌握并联、串联型稳压电路的组成和工作原理•会安装、测试串联型稳压电源在工农业生产中，采用的电源主要是交流电。

但是在电子线路和自动控制装置中，常常还需要采用电压非常稳定的直流电源。

常见的直流电源有蓄电池和干电池，除此之外，目前还广泛地采用各种半导体直流电源。

电子设备中最常用的半导体直流电源是通过把交流电经过整流、滤波和稳压电路变换后而获得的。

如图5-1-1所示的就是半导体直流稳压电源的原理方框图。

图5-1-1半导体直流稳压电源的原理方框图1、电源变压器电源变压器的作用是将220V的交流电变成合适的交流电以后，再进行交、直流转换。

电网上单相交流电的电压有效值为220V，而通常电子电路中需要的直流电压要比此值低。

所以，要先利用变压器进行降压。

2、整流电路整流电路的作用是将经变压器降压后的交流电压变成单向脉动的直流电压。

常采用的元件为二极管，经整流电路输出的单向脉动的直流电压幅度变化较大，不能直接供给电子电路使用。

3、滤波电路滤波电路的作用是滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压。

常采用的元件有电容和电感。

4、稳压电路稳压电路的作用是使输出电压不受电网电压的波动和负载大小的影响，维持输出直流电压的稳定。

滤波后输出的直流电具有较好的平滑程度，但是，此时的电压值还要受到电网电压波动、负载和温度变化的影响而不稳定。

为使输出电压稳定，还需要增加稳压电路部分。

下面将分别讨论各部分的组成、工作原理和性能。

5.1整流电路整流电路的主要有单相半波整流电路、单相全波整流电路和单相桥式整流电路。

其中，单相半波整流电路最简单，单相桥式整流电路最普遍。

5.1.1 单相半波整流电路 1、工作原理和输出波形单相半波整流电路如图5-1-2(a)所示，它由整流变压器、整流二极管VD 和要求直流供电的负载等效电阻L R 组成。

整流变压器，用来将市电220V 交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。

电子技术基础与技能伍湘彬主编

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的电流减小时， 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。
1.3.2 滤波电路
滤波：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。
常用的滤波电路有电容滤波电路、电感滤波电路和复式滤波电路。 1．电容滤波电路电容滤波电路：将电容器接在整流电路后面，与负载并联，其电路如下图所示。
半波整流电容滤波
桥式整流电容滤波
半波整流电容滤波波形
桥式整流电容滤波波形
第一章二极管及直流稳压电源
1.1 二极管
1.2
特殊二极管
1.3 直流稳压电源
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。
滤波电容的选择主要应考虑：①输出端得到平滑的直流电压；②保证整流管的使用安全。电容滤波电路中电容的取值与负载电流的关系如下表：
输出电流
（A I）
0.5～1 1000
0.15～0.5 470
0.05～0.15 220～470
0.05以下 220
电容
容量 C （µF）
1.3.3
稳压电路
1.集成稳压电路最简单的集成稳压电路只有输入、输出和公共端，故称之为三端集成稳压器。（1）固定式三端集成稳压器型号：W78XX 系列和 W79XX 系列 W78XX 系列是输出正值电压的稳压器，W79XX 系列是输出负值电压的稳压器；型号后 XX 两位数字代表输出电压值。性能特点：◆ 输出电流超过1.5A，必须加装散热器； ◆ 不需要外接元件； ◆ 内部有过热保护和过流保护电路。

电子技术试题和答案解析(

《电子技术基础》题库适用班级：2012级电钳 3、4、5、6班备注：本学期进行到第七章；第一、二、三章是重点内容，要求掌握；第四、八章没有涉及。

一、填空题：第一章半导体二极管○1、根据导电能力来衡量，自然界的物质可以分为导体，半导体和绝缘体三类。

Δ2、导电性能介于导体和绝缘体之间物质是半导体。

○3、半导体具有热敏特性、光敏特性、参杂的特性。

Δ4、PN结正偏时，P区接电源的正极，N极接电源的负极。

○5、PN结具有单向导电特性。

○6、二极管的P区引出端叫正极或阳极，N区的引出端叫负极或阴极。

Δ7、按二极管所用的材料不同，可分为硅二极管和锗二极管两类；○8、按二极管用途不同，可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、光电二极管和变容二极管。

★9、二极管的正向接法是二极管正极接电源的正极，负极接电源的负极；反响接法相反。

○10、硅二极管导通时的正向管压降约 0.7V ，锗二极管导通时的管压降约0.3V。

Δ11、使用二极管时，应考虑的主要参数是最大整流电流，最高反向电压和反向电流。

★12、发光二极管将电信号转换为光信号。

★13、变容二极管在高频收音机的自动频率控制电路中，通过改变其反向偏置电压来自动调节本机震荡频率。

★14、所谓理想二极管，就是当其正偏时，结电阻为零。

第二章半导体三极管及其放大电路○15、三极管是电流控制元件。

○16、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结正偏，集电结反偏。

★17、当温度升高时，晶体三极管集电极电流Ic变大，发射结压降变小。

Δ18、三极管处在放大区时，其集电结电压小于零，发射结电压大于零。

★19、三极管的发射区杂质浓度很高，而基区很薄。

Δ20、三极管实现放大作用的内部条件是：发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很小 .Δ21、工作在放大区的某三极管，如果当IB 从12μA增大到22μA时，IC从1mA变为2mA，那么它的β约为 100 。

电子技术基础第五版习题册参考答案

电子技术基础第五版习题册参考答案电子技术基础是一门涉及广泛且实用性强的学科，其第五版习题册对于学习者巩固知识、提升能力具有重要意义。

以下是为您提供的参考答案，希望能对您的学习有所帮助。

一、直流电路部分1、电路的基本概念和定律习题 1：计算通过电阻 R ＝5Ω 的电流，已知电阻两端的电压为10V。

解：根据欧姆定律 I ＝ U/R，可得 I ＝ 10V ／5Ω ＝ 2A。

习题 2：已知电源电动势 E ＝ 12V，内阻 r ＝1Ω，外接电阻 R ＝5Ω，求电路中的电流和电源的端电压。

解：电路中的总电阻 R总＝ R ＋ r ＝5Ω ＋1Ω ＝6Ω，电流 I ＝ E ／ R总＝ 12V ／6Ω ＝ 2A。

电源的端电压 U ＝ IR ＝2A × 5Ω ＝ 10V。

2、电阻的串联、并联和混联习题 3：三个电阻 R1 ＝2Ω，R2 ＝3Ω，R3 ＝6Ω 串联，求总电阻。

解：总电阻 R ＝ R1 ＋ R2 ＋ R3 ＝2Ω ＋3Ω ＋6Ω ＝11Ω。

习题 4：两个电阻 R1 ＝4Ω，R2 ＝12Ω 并联，求总电阻。

解：总电阻 1/R ＝ 1/R1 ＋ 1/R2 ，即 1/R ＝1/4Ω ＋1/12Ω ，解得 R ＝3Ω 。

3、基尔霍夫定律习题 5：在如图所示的电路中，已知 I1 ＝ 2A，I2 ＝－1A，I3 ＝3A，求 I4 。

解：根据基尔霍夫电流定律，在节点处电流的代数和为零，所以 I1 ＋ I2 ＋ I3 ＋ I4 ＝ 0 ，即 2A 1A ＋ 3A ＋ I4 ＝ 0 ，解得 I4 ＝－4A 。

习题 6：在如图所示的电路中，已知 U1 ＝ 10V，U2 ＝－5V，U3＝ 3V，求 U4 。

解：根据基尔霍夫电压定律，在回路中电压的代数和为零，所以U1 U2 U3 ＋ U4 ＝ 0 ，即 10V （－5V) 3V ＋ U4 ＝ 0 ，解得 U4 ＝－12V 。

二、交流电路部分1、正弦交流电的基本概念习题 7：已知正弦交流电压 u ＝ 10sin(314t ＋ 30°） V，求其最大值、有效值、角频率、频率和初相位。

二极管及直流稳压电路PPT教案

在本征半导体中掺入微量磷(或五价元素),不改变原子的晶体结构,只是某些位置的硅原子被磷原子取代,磷原子与周围四个硅原子形成共价键后,磷原子的外层电子数将是9,比稳定结构多一个价电子。
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

半导体二极管实验报告

半导体二极管实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是研究半导体二极管的基本特性，学习如何使用万用表和示波器测量电路中各个元件的电压、电流等参数，并掌握半导体二极管的工作原理和应用。

二、实验原理1. 半导体材料半导体材料是指在温度较低时，其电阻率介于金属和非金属之间，且在外界作用下能够产生明显的电子或空穴运动。

常见的半导体材料有硅、锗等。

2. PN结PN结是由P型半导体和N型半导体接触而成，其中P型半导体具有较多的空穴，N型半导体具有较多的自由电子。

当两种材料接触时，由于扩散效应使得自由电子从N区向P区扩散，空穴从P区向N区扩散，形成了一个带正负离子层，称为耗尽层。

3. 半导体二极管半导体二极管是PN结加上外部引线后形成的器件。

当二极管正向偏置时，即P端连接正极、N端连接负极时，外加电压会使耗尽层变窄，自由电子和空穴开始重新组合，从而形成电流。

当二极管反向偏置时，即P端连接负极、N端连接正极时，由于耗尽层变宽，电流几乎为零。

4. 二极管的特性二极管的主要特性有正向工作电压、反向击穿电压、导通电阻和反向漏电流等。

三、实验器材1. 半导体二极管（1N4007）2. 直流稳压电源3. 万用表4. 示波器5. 电阻箱6. 实验线缆等四、实验步骤及结果分析1. 正向特性曲线的测量与分析（1）按照图1接线，并将直流稳压电源输出调至0V。

（2）将万用表调至直流电压档位，并将红表笔接在二极管的P端，黑表笔接在N端。

（3）逐步增加稳压电源输出的正向偏置电压，并记录下对应的二极管正向工作电流和工作电压值。

（4）根据记录数据绘制出半导体二极管正向特性曲线，如图2所示。

（5）根据曲线分析得出半导体二极管的正向导通电阻和正向击穿电压等参数，并与理论值进行比较。

2. 反向特性曲线的测量与分析（1）按照图3接线，并将直流稳压电源输出调至0V。

（2）将万用表调至直流电压档位，并将红表笔接在二极管的N端，黑表笔接在P端。

（3）逐步增加稳压电源输出的反向偏置电压，并记录下对应的二极管反向漏电流和反向偏置电压值。

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。

半导体分立元件--二极管

半导体分立元件半导体二极管半导体二极管是用半导体材料（主要是硅或锗的单晶）而制成，故又称为晶体二极管（俗称二极管）。

二极管的主要电性能是“单向导电性”，是一种有极性的二端元件（一种典型的非线性元件）。

二极管在电路中主要用作整流、限幅箱位、检波等，在数字电路中用作开关器件。

基本知识1、二极管。

自然界的物质按其导电能力的大小分为导体、半导体、绝缘体。

导体具有良好的导电性能，其电阻率一般小于10-6Ω·m，如铜和银；绝缘体导电能力很差或不导电，其电阻率往往在108Ω·m以上，如橡胶、陶瓷等；而半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间，如纯净的硅在常温下的电阻率为2×103Ω·m。

半导体材料（如硅和锗）都是4价元素，其最外层的4个价电子与其相邻的原子核组成“共介键”结构，所以在温度极低时（如绝对零度时）半导体不导电，在常温下，纯净的半导体的导电能力也很弱。

2、半导体的主要特点。

半导体与导体和绝缘体相比有两个显著特点：一是其“热敏性”与“光敏性”。

例如当环境温度每升高8℃时，纯净硅的电阻率会降低一半左右（即导电能力提高一倍），且光线的照射也会明显地影响半导体的导电性能，人们利用半导体的这一性能，就可以制成各种热敏元件（如热敏电阻）、光敏元件（如光敏电阻、光电管）等；其二是半导体的“掺杂性”。

指在纯净的半导体内掺入微量的杂质，半导体的导电能力就急剧增强。

例如在单晶硅中掺入百分之一的某种杂质，其导电能力将增加一百万倍。

人们正是利用半导体的这一独特性质。

做成“杂质半导体”，从而制造出各种不同性质、不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管、场效应管和集成电路等。

3、杂质半导体。

（1）N型半导体（电子型半导体）。

在纯净的半导体中掺入5价元素就得到N型半导体。

5价杂质其最外层的5个价电子除与半导体组成共价键外就多余一个电子（自由电子）。

所以N型半导体中自由电子为“多子”，空穴为“少子”。

5V,12V直流稳压电源的设计

附录4、测量参数图片…………………………………………２71．晶体管串联型直流稳压电源１.1电路组成（1)电路图1-1晶体管稳压电路(２）框图图1-2框图1.2工作原理图１-3稳压过程（1）电路各部分作用通过变压器的降压作用的到一个交流的低电压，然后通过桥式整流电路将交流的信号转换为单向脉动电压，在通过滤波电路来的到稳定的直流,其中通过晶体管来进行稳压。

最后有一个过载保护电路。

最后有一个分压电路输出电压。

（2）稳压原理我们结合图1-1来分析，当由于外界原因导致电压升高时,输出电压升高,此时由于电阻R7的分压作用,导致VＢ3升高,继而使得ＶC３减小,又因为V C3的等于ＶB2,使得VＣE１增大,由于电路整体是一个串联型电路,所以使得Vo减小。

同理，当输出电压减小时，导致ＶB3减小，进而使得V C3增大，接着使得V CE1减小,继而使得ＶO增大。

从而达到了稳压效果。

1.３主要技术指标(1）输入电压:ＡC: ~220V(２)输出直流稳压:DＣ：3V、4.５V、６V三档。

(３）输出直流电流:额定值150mA，最大值 3０0mＡ。

(４）具有过载,短路保护，故障消除后自动恢复。

2. 直流稳压电源2．１直流稳压电源的组成图2-1直流稳压电源组成2.1．1整流电路组成及原理整流电路的任务:交流电压转变为单向脉动的电压（图2-2)。

技术指标：衡量整流工作性能的参数输出电压平均值V O(ＡV):反映整流电路将交流电压转换为直流电压的能力。

脉动系数S:反映整流输出电压中交流成分的大小,用来衡量整流电路输出平滑程度。

Ｓ= ＶOr / ＶO（ＡV)图2-2整流波形常用单相整流电路分类：1、半波整流（图２－３）图2-3半波整流(1）工作原理:u2 >0 时:二极管导通,忽略二极管正向压降，ｕo＝u2ｕ2<０时：二极管截止, u o=0注:分析时，把二极管当作理想元件,即正向导通电阻为零,反向电阻穷无穷大。

(２）输出电压平均值(Ｕｏ）,输出电流平均值（Ｉo ）（图2-4)图2-4波形图（3）二极管上的平均电流及承受的最高反向电压（图２-5)图2-5承受最高电压二极管上的平均电流:I D= I O承受的最高反向电压:Uｍａx＝2Ｕ22.全波整流(图２-6）图2-６全波整流（1）工作原理变压器副边中心抽头,感应出两个相等的电压U2当U2正半周时：Ｄ１导通,D２截止。

(整理)电源电路单元(全波整流、滤波、稳压)要点和举例

电源电路单元(全波整流、滤波、稳压)要点和举例前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。

一张电路图通常有几十乃至几百个元器件，它们的连线纵横交叉，形式变化多端，初学者往往不知道该从什么地方开始，怎样才能读懂它。

其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以发现，它是由少数几个单元电路组成的。

好象孩子们玩的积木，虽然只有十来种或二三十种块块，可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。

同样道理，再复杂的电路，经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电路组成的。

因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领，看懂一般的电路图应该是不难的。

按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总有几百种。

下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。

让我们从电源电路开始。

一、电源电路的功能和组成每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。

电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。

常见的家用电器中多数要用到直流电源。

直流电源的最简单的供电方法是用电池。

但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。

电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从 220 伏市电变换成直流电，应该先把220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。

有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。

因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。

其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。

二、整流电路整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。

（ 1 ）半波整流半波整流电路只需一个二极管，见图 2 （ a ）。

在交流电正半周时 VD 导通，负半周时 VD 截止，负载 R 上得到的是脉动的直流电（ 2 ）全波整流全波整流要用两个二极管，而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈，见图2 （ b ）。

直流稳压电源实验报告

直流稳压电源实验报告实验课程：姓名：集成直流稳压电源——半导体器件设计及其应用一、实验目的（1）掌握集成稳压电源的实验方法（2）掌握用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源（3）掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法（4）进一步培养工艺素质和提高基本技能二、实验要求（1）设计一个双路直流稳压电源（2）输出电压V o=±12V，+5V最大输出电流Iomax=1A（3）输出纹波电压ΔV op-p≤5mV, 稳压系数Sv≤5×10-3三、实验原理直流稳压电源一般有电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成，基本框图和波形变换如下：（1）电源变压器：将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需的低电压。

（2）整流电路：一般由具有单向导电性的二极管构成，经常采用单相半波、单相全波和单相桥式整流电路。

应用最为广泛的是桥式整流电路，4个二极管轮流导通，无论正半周还是负半周，流过负载的电流方向是一致的，形成全波整流，将变压器输出的交流电压变成了脉动的直流电压。

输出波形：（2）滤波电路：加入电容滤波电路后，由于电容是储能元件，利用其充放电特性，使输出波形平滑，减小直流电中的脉动成分，以达到滤波的目的。

为了使滤波效果更好，可选用大电容的电容为滤波电容。

因为电容的放电时间常数越大，放电过程越慢，脉动成分越少，同时使得电压更高。

输出波形：（3）稳压电路：稳定输出电压。

稳压电路种类很多，包括稳压管，串联稳压，集成稳压器等。

该实验中我们选用的是三端式固定输出稳压器7805，7812和7912。

四、元件参数计算（1）整流电路参数输出电压平均值：222)(09.022)(sin 221U U wt td U U AV ≈==⎰πωππ输出电流平均值：LLAV AV R U R U I 2)(0)(09.0≈=平均整流电流：LLAV AV AV D R U R U I I 2)(0)(0)(45.022≈==最大反向电压：22U U RM =整流二极管的选择（考虑电网10±%波动）：⎪⎩⎪⎨⎧>>2221.11.145.0UU R U I RL F（2）滤波电路参数滤波电容的选择：2)(02.1,2)5~3(U U TC R AV L ≈= 一般选择几十至几千微法的电解电容，耐压值应大于2256.121.1U U =。

第五章半导体二极管(1)

P
耗尽层
N
I 内电场方向
外电场方向
V
R
PN 结外加正向电压
（三）PN结 2、PN结的特性
（2）PN结外加反向电压
fla sh 3
PN结反偏外电场与内电场方向相同飘移>扩散 PN结变厚有利于漂移进行外部电源不断提供电荷产生较小的反向电流I反 PN结反向截止
P
耗尽层
N
IS
内电场方向
外电场方向
若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB = 0 V
流过
D2
的电流为
ID2
12 3
4mA
D2 起钳位作用， D1起隔离作用。
例4: 当VA = 3V，VB = 0V时，分析输出端的电位VY。
+6V
∵ UDB > UDA
DA
VA
R
∴ DB 优先导通， DA截止。理想二极管：VY = VB = 0V
VY 锗二极管：VY = VB + UD = 0.3V
绝缘体－－有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英
半导体－－另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。
本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。
无杂质稳定的结构
1、本征半导体的结构
现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。
反向截止时相当于开路。
否则，正向管压降
硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
例1：分析输出电压和二极管上电压的波形。
假设二极管为理想二极管。
Tr a D io
u2
2U
++

电路与模拟电子技术基础习题及实验指导答案第二版

《电路与模拟电子技术基础习题及实验指导答案第二版》第1章直流电路一、填空题1.4.1 与之联接的外电路；1.4.2 1-n ，)1(--n b ；1.4.3 不变；1.4.4 21W ，负载；1.4.5 Ω1.65A ，　；1.4.6 1A 3A ，　； 1.4.7 3213212)(3)23(R R R R R R R +++=； 1.4.8 1A ；1.4.9 Ω4.0，A 5.12；1.4.10 电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源；1.4.11 3A ；1.4.12 3A ；1.4.13 Ω2；1.4.14 15V ，Ω5.4；1.4.15 V 6S =U 。

二、单项选择题1.4.16 C ； 1.4.17 B ； 1.4.18 D ； 1.4.19 A ；1.4.20 A ； 1.4.21 C ； 1.4.22 B ； 1.4.23 D 。

第2章一阶动态电路的暂态分析一、填空题2.4.1 短路，开路；2.4.2 零输入响应；2.4.3 短路，开路；2.4.4 电容电压，电感电流；2.4.5 越慢；2.4.6 换路瞬间；2.4.7 三角波；2.4.8 s 05.0，k Ω25； 2.4.9 C R R R R 3232+； 2.4.10 mA 1,V 2。

二、单项选择题2.4.11 B ； 2.4.12 D ； 2.4.13 B ；2.4.14 D ； 2.4.15 B ； 2.4.16 C 。

第3章正弦稳态电路的分析一、填空题3.4.1 ︒300.02s A 10，　，　； 3.4.2 V )13.532sin(25)(︒+=t t u ；3.4.3 容性， A 44；3.4.4 10V ，2V3.4.5 相同；3.4.6 V 30，20V ；3.4.7 A 44，W 7744；3.4.8 A 5；3.4.9 减小、不变、提高；3.4.10 F 7.87μ；3.4.11 20kVA ，12kvar -；3.4.12 不变、增加、减少；3.4.13 电阻性，电容性； 3.4.14 LC π21，阻抗，电流；3.4.15 1rad/s ，4；3.4.16 Ω10；3.4.17 P L U U =，P L 3I I =，︒-30； 3.4.18 P L 3U U =，P L I I =，超前。

电子(填空、选择、判断、简答)

第一章二极管及其应用一.填空题（共20道）1.利用半导体的特性，可制成和半导体。

2.PN结最重要的特性是__________，它是一切半导体器件的基础。

3.半导体最主要的导电特性是、和。

4.导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为__________，常用的半导体材料有________和__________等。

5.根据导电能力来衡量，自然界的物质可以分为__________、________和______________三类。

6. PN结正向偏置时，应该是P区的电位比N区的电位_____。

7. PN结正偏时，P区接电源的____极，N区接电源的____极；PN结反偏时，P区接电源的_____极，N区接电源的____极。

8.硅二极管的死区电压为V，锗二极管的为 V；导通管压降，硅管为V，锗管为V。

9.当电压时，反向电流会急剧增大，这种现象称为""。

10.发光二极管和光敏二极管也是常用的二极管，其中_________________是用来将光信号变成电信号的，_________________是作为显示器件用的。

11.晶体二极管是用一个PN结制成的半导体器件，它的最基本的性质是______________，用伏安特性来描述。

硅管的死区电压和正向压降比锗管的_____________，而反向饱和电流比锗管的______________得多。

12.发光二极管将信号转换成信号；光电二极管将信号转换成信号。

13.有一锗二极管正反向电阻均接近于零，表明该二极管已_____________；有一硅二极管正、反向电阻均接近于无穷大，表明二极管已_______________。

14.2CW是____________材料的__________二极管；2AP是__________材料的____________二极管；2DZ是____________材料的__________二极管；2AK是___________材料的___________二极管。

第一章二极管讲解

u
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
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++

电工电子技术第八章半导体二极管及整流电路

以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性包括整流、限幅、保护等
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。

半导体二极管及其应用电路

面接触型
硅平面型
阳极
阴极
金属支架
正极引线
负极引线
金锑合金
P型硅
铝合金小球
N型硅片
阳极引线
阴极引线
N型锗片
金属触丝
管壳
二氧化硅保护层
负极引线
阳极引线
N型硅
P型硅
二极管外形示意图
阳极
阴极
面接触型二极管特点：结面积大、结电容大，允许通过较大的电流，适用于低频整流。
硅平面型二极管特点：结面积大的可用于大功率整流；结面积小的，结电容大，适用于脉冲数字电路，作为开关管使用。
u
u<0时
整流电路
uo(io）
0
π
2π
3π
ωt
0
π
2π
3π
ωt
u
uo
io
D4
D1
D2
D3
u
+ -
uo
+
-
RL
io
0
π
2π
3π
ωt
iD
iD1 ,iD3
iD2 ,iD4
整流电路
uo(io）
0
П
2П
3П
ωt
uo
io
桥式全波整流输出电压uO的平均值UO为:
U为交流电源u的有效值
负载电阻RL中流过的电流iO的平均值IO为:
其中IDZ=(5~25)mA IL=UZ/RL=6/600=10mA
本节知识要点
1. 伏安特性方程：
A
D
C
B
iD
uD
o
UBR
一、二极管的伏安特性
2. 伏安特性曲线