常用电子元器件及其应用电路

第六章
常用电子元器件及其应用电路
1．桥式整流电容滤波电路原理图
桥式整流电容滤波电路
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2．工作原理 当电路接通电源时，假设u2从为正半周的零值开始增 大，此时图中的a点为正(+)、b点为负(-)。二极管V2、V4反 偏而截止，V1、V3正偏导通。导通电流分作两路，一路向 负载RL供电，一路向电容C充电而储存能量。由于二极管 正向导通电阻很小，变压器次级绕组上的电阻也很小，所 以充电时间常数τ1很短，电容充电的速度很快。电容上的 电压uc随u2 而增大，当u2达到峰值U2时，uc≈U2，即图中曲 线Oa段。 以后u2下降，由于电容两端电压不能突变，出现了uc ＞ u2的情况，使二极管V1、V3处于反偏的截止状态（V2、 V4仍能截止），这样电容C与变压器被隔断。于是电容器 C释放能量，它经负载RL放电。由于放电时间常数τ2＝RLC 比充电时间常数τ1大得多，所以uc即U L下降很缓慢。
（1）加正向电压时，二极管导通
闭合开关指示灯亮， 说明此 时二极管的电阻很小，导电性能 良好，称为“导通”状态。
（2）加反向电压时，二极管截止 闭合开关后，指示灯不亮，说 明此时二极管的电阻很大，导电性 能极差，称为“截止”状态。
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二、二极管的主要参数和分类
1．二极管的主要参数 最大整流电流IFM 工作电流的平均值。 最高反向工作电压URM 向电压。 是指二极管允许通过的最大正向
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4．三极管的三种工作状态 以NPN型三极管为例 状态 截止区 放大区 饱和区 发射结和集电结都 正偏
条件 发射结反偏或 发射结正偏且集 零偏 电结反偏
特点 △ IB=0、IC≈0 △IC=β△IB
iC不再受iB控制
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三、三极管在驱动电路中的应用
1 .电路原理图及实物图
驱动电路原理图
驱动电路实物图
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继电器驱动电流一般需要20-40mA或更大，线圈电阻 100-200欧姆，因此要加驱动电路。晶体管V1可视为控制 开关，电阻R1主要起限流作用，降低晶体管V1功耗，阻值 为1 kΩ，二极管V2为续流二极管，能反向续流，抑制浪涌。 V1的集电极接继电器的线圈，继电器的常开触点与白炽灯 泡HL串联后接电网220V电压。 当晶体管V1基极被输入高电平时，晶体管饱和导通，集 电极变为低电平，因此继电器线圈通电，常开触点吸合。当 晶体管V1基极被输入低电平时，晶体管截止，继电器线圈断 电，常开触点断开。
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一、单相整流电路 二、滤波电路 三、稳压管并联型稳压电路
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小功率直流稳压电源 原理框图
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电源变压器 在整流前首先把220V电网电压变换成所需要的交 流电压值。 整流电路 利用二极管的单向导电性，将交流电压变换成脉 动直流电压。
要使三极管 具有电流放 大作用，必 须在它的发 射结加正向 电压，集电 结加反向电 压。
NPN型三极管电源接 法，c、b、e三个电 极的电位应符合： UC＞UB＞UE
PNP型三极管电源接 法， c、b、e三个电 极的电位应符合： UC＜UB＜UE
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2．三极管内电流分配规律 三极管的发射极电流=集电极电流+基极电流
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一、三极管的结构、分类与主要参数
1．三极管的结构 三极管由两个相距很 近的PN结组成，它有三个 区：发射区、基区和集电 区，各自引出一个电极称 为发射极、基极和集电极， 分别用字母E(e)、B(b) 、 C(c)表示。
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2．三极管的分类及符号
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5
3 4 一、二极管的结构与特性
1．二极管的结构与符号
二极管是半导体器件，所谓半导体材料是指导电性能介 于导体和绝缘体之间的物体 。
正极
P N
负极 PN结
A
V
K
正极
负极 电流方向
几种常见的二极管 的外形
管壳
二极管的结构和符号
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2．二极管的单向导电性
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2．工作原理 当u2 为正半周时，假设a点为正(+)、b点为负(-)，二 极管V1和V3承受正向电压而导通， V2和V4承受反向电压 而截止，电流iL1 自a点流过V1 、 RL 、 V3 到b点，它是自上 而下流过负载RL。若忽略二极管的正向压降，uL = u2。 当u2 为负半周时，a点为负(-)，b点为正(+),二极管V2 和V4承受正向电压而导通， V1和V3承受反向电压而截止， 电流iL2自b点流过V2、也是自上而下流过负载RL，经V4到a 点。若忽略二极管的正向压降，uL = -u2。
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在u2的负半周即t＞T/2 后，｜u2｜又开始增大，只要它 小于uc，二极管均处于反偏而截止，即图中曲线ab段。当｜ u2｜≥uc,二极管V2、V4正偏而导通。电源一方面向负载RL供 电，另一方面再次向电容C充电。在t= T时，充电达到最大 值,uc=U2,即曲线bc段。此后，｜u2｜下降，二极管又均反偏 而截止，电容再次经负载放电,一直维持到u2的下个正半周 的某个瞬间,u2≥uc,二极管V1、V3重新导通，再次向电容C充 电。如此周而复始地进行下去。
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我们经常会看到如图所示的电子显示屏， 为什么这些电子显示屏会有字或图显示出来 呢？原来这个显示屏是有很多个二极管构成 的，二极管是常用的电子元件之一,下面让 我们来认识一下二极管吧。
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一、二极管的结构与特性 二、二极管的主要参数和分类 三、二极管的应用
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滤波电路 利用电容器、电感线圈的贮能特性，把脉动直流 电压中纹波成分滤除，从而得到平滑的直流电压，以 适应负载的需要。 稳压电路 使直流电源的输出电压稳定，不受电网电压或 负载变动的影响。
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一、单相整流电路
1．单相桥式整流电路原理图
单相桥式整流电路是由四只整流二极管接成电桥 的形成构成。桥的一对角接变压器的次级绕组，得交 流电压 u2 = U2 sinωt，桥的另一对角接负载RL。
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目录
第一节 第二节 第三节 二极管 三极管 直流稳压电源
实验与实训7 串联型直流稳压电源测试
第四节
第五节
集成运算放大器
晶闸管
第六节
数字集成电路
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§6-1 二极管 二极管 第一节
１．了解二极管的结构和特性。 ２．了解二极管的应用。
《电工学》课件
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2．参数计算
RL上半波脉动直流电压平均值为
负载上的平均电流为
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3．对整流二极管的要求
最大整流电流IOM应大于负载电流
最大反向工作电压URM应大于u2的峰值电压
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第二节 §6-2
三极管 三极管
１．了解三极管的结构与特性。 ２．了解三极管的应用。
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（4）反向击穿电压U(BR)CEO 当三极管的管压降UCE>U(BR)CEO时，集电极电流IC急 剧增大。 （5）集电极最大允许耗散功率PCM 正常时应使UCE IC< PCM,否则三极管过热。
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二、三极管的电流放大作用
1．三极管的工作电压
1 IV = IL 2
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截止管所承受的最大反向电压为变压器次级绕组电 压的峰值。即
对整流二极管的要求是，它的最大整流电流IOM应大于 I V，最大反向工作电压URM应大于U2，即
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二、滤波电路
交流电压经过整流后的单相脉动直流电压中，仍含有 较多的交流成分。为了获得平滑的直流电压，需要在整流 电路和负载之间接入能把脉动直流电中脉动成分滤掉的电 路，这种电路称为滤波电路。
《电工学》课件
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照明电灯开关在 生活中司空见惯，一 般用的是机械开关。
随着电子技术的发展，声控、 光控和遥控电灯开关也相继出现， 极大地方便了人们的生活，在这些 新型的电灯开关电路中有的就使用 了三极管驱动电路。
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一、三极管的结构、分类与主要参数 二、三极管的电流放大作用 三、三极管在驱动电路中的应用
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三、稳压管并联型稳压电路
1．电路组成
R为限流电阻
并联型稳压电路
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2．稳压原理
当电网电压升高或负载阻值变大时，输出电压Uo随 之增大，即稳压管两端电压UZ增大。UZ增大引起稳定电 流IZ急剧增大，而I = IZ+IL，故I也随之增大。由于UR = IR，因而UR增大。又因为 Uo = Ui－UR，这就促使Uo下 降，实现了Uo的稳定。 其稳压过程可用简式表示如下： Ui（或RL）↑→Uo（UZ）↑→IZ↑→I↑→UR↑→ Uo↓
IE=IC+IB
集电极电流与发射极电流近似相等
IC≈IE
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3．三极管的电流放大作用 三极管集电极直流电流IC与相应的基极直流电流IB 之间的比值几乎是固定不变的，称为共发射极直流电流 放大系数，用 表示。
三极管集电极电流变化量 与相应的基极电流变化 量 的比值也几乎是固定不变的，称为共发射极交流放 大系数，用β表示。 定义：当IB有一微小的变化时,就能引起IC较大的变化， 这种现象称为三极管的电流放大作用。
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第三节 直流稳压电源 §6-3 直流稳压电路
了解直流稳压电源各部分电路的工作原理。
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电子血压计工作时需要直 流电源，可以用干电池供电， 但干电池用的时间不长，一段 时间后电池的电用完了就必须 更换新的电池。
有一个稳压电源的装 置，它可以将插座上的交 流电转化为稳定的直流电， 用它就可以避免了经常更 换电池的麻烦。
（4）光电二极管
能将光照强弱的变化转变成电信号。
（5）变容二极管 利用反向偏压改变PN结的结电容。
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三、二极管的应用
二极管主要应用于整流电路 。
输入交流 电压波形
单相半波整流 电路
输出直流电 压波形
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1．工作原理 当u2为正半周时，极性如图所标，即a点为正(+)、b点 为负(-)，整流二极管V承受正向电压而导通，有电流iL流过 负载RL。 其路径是a → V → RL→ b，若忽略二极管的正向压降， UL = U2； 当u2 为负半周时，a点为负(-)，b点为正(+), 二极管承 受反向电压而截止，负载RL上无电流，UL = 0。
是指二极管允许承受的最高反
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2．二极管的分类 （1）整流二极管 利用二极管的单向导电性把交流电变换成直流电。 （2）硅稳压二极管 利用二极管反向击穿时两端的电压保持稳定的特性 来稳定电路两点电压。 （3）发光二极管 直接将电能转变为光能。
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NPN型三极管，发射极箭头 应指向管外（由基区指向发 射区）
PNP型三极管，发射极的箭 头应指向管内（由发射区指 向基区）
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3．三极管的主要参数
（1）共射电流放大系数β β 值一般在20～ 200之间。 β值太大时工作性能不稳定， 通常选用β值在60 ～100之间。 （2）穿透电流ICEO 当基极开路（IB=0）时，集电极和发射极之间的反向 电流。ICEO随温度的升高明显增大，所以希望它越小越好。 （3）集电极允许最大电流ICM 三极管工作时若IC超过ICM， β值明显下降，特性变差。
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3．电路输入输出波形
单相桥式整流 电路输入交流 电波形
单相桥式整 流电路输出 直流电波形
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4．电路参数计算 RL两端电压是全波脉动直流电压，其平均值为
UL = 0.9U2
负载上的平均电流为
UL U2 IL 0.9 RL RL
流过每只二极管的平均电流为