二极管及整流滤波稳压
整流滤波与稳压电路实验报告
整流滤波与稳压电路实验报告整流滤波与稳压电路实验报告一、引言电子技术在现代社会中起着重要的作用，而电路是电子技术的基础。
在电路实验中，整流滤波与稳压电路是常见的实验内容。
本实验旨在通过实际操作，探索整流滤波与稳压电路的原理和应用。
二、实验目的1. 了解整流滤波电路的原理和特点；2. 掌握稳压电路的原理和设计方法；3. 实际搭建整流滤波与稳压电路，观察电路的输出特性。
三、实验原理1. 整流滤波电路整流滤波电路是将交流电转换为直流电的电路。
在实验中常用的整流电路有单相半波整流电路和单相全波整流电路。
半波整流电路只能利用交流电的一半周期，而全波整流电路则能利用交流电的整个周期。
为了减小输出波形中的纹波，需要加入滤波电路，常用的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路。
2. 稳压电路稳压电路是在输入电压变化时，通过控制电路元件的导通和截止，使输出电压保持稳定的电路。
常见的稳压电路有简单稳压电路、Zener稳压电路和集成稳压电路。
其中，简单稳压电路通过二极管的正向压降来稳定输出电压，Zener稳压电路则利用Zener二极管的反向击穿特性来实现稳压。
四、实验步骤1. 整流滤波电路实验步骤：（1）搭建单相半波整流电路，连接电源和负载电阻；（2）观察输出电压波形，记录纹波电压的大小；（3）在输出端并联适当容量的电容，搭建电容滤波电路；（4）观察滤波后的输出电压波形，记录纹波电压的大小。
2. 稳压电路实验步骤：（1）搭建简单稳压电路，将Zener二极管与负载电阻串联；（2）调节输入电压，观察输出电压的稳定性；（3）更换Zener二极管，观察输出电压的变化；（4）搭建集成稳压电路，观察其输出电压的稳定性。
五、实验结果与分析1. 整流滤波电路实验结果：（1）单相半波整流电路输出的纹波电压较大，波形不稳定；（2）加入电容滤波电路后，输出电压波形更加平滑，纹波电压减小。
2. 稳压电路实验结果：（1）简单稳压电路能够在一定范围内稳定输出电压；（2）更换Zener二极管后，输出电压发生变化；（3）集成稳压电路输出电压稳定性较好。
整流滤波稳压电路实验报告
整流滤波稳压电路实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过搭建整流滤波稳压电路，验证其在直流电源中的稳压性能，并观察其对输入信号的整流和滤波效果。
二、实验原理。
整流滤波稳压电路是由整流电路、滤波电路和稳压电路组成的。
整流电路主要用于将交流电转换为直流电，滤波电路则用于对直流电进行滤波处理，去除交流成分，最终稳压电路则用于保持输出电压的稳定性。
三、实验器材。
1. 电压表。
2. 电流表。
3. 二极管。
4. 电容。
5. 电阻。
6. 直流电源。
四、实验步骤。
1. 按照电路图搭建整流滤波稳压电路。
2. 接通直流电源，观察电压表和电流表的读数。
3. 测量输出电压的稳定性。
4. 更换不同数值的电容和电阻，观察输出波形的变化。
五、实验结果。
通过实验，我们观察到整流滤波稳压电路能够有效地将交流电转换为直流电，并且能够对直流电进行滤波处理，去除交流成分，使输出电压更加稳定。
在更换不同数值的电容和电阻后，我们也观察到输出波形的变化，进一步验证了整流滤波稳压电路的性能。
六、实验分析。
整流滤波稳压电路在电子电路中具有重要的应用价值，它能够有效地将交流电转换为直流电，并且能够对直流电进行滤波处理和稳压，保证电路工作的稳定性和可靠性。
因此，对整流滤波稳压电路的研究和实验具有重要的意义。
七、实验总结。
通过本次实验，我们深入了解了整流滤波稳压电路的工作原理和性能特点，掌握了搭建和调试整流滤波稳压电路的方法，并且验证了其在直流电源中的稳压性能。
同时，我们也发现了一些问题和不足之处，对于整流滤波稳压电路的进一步研究提出了一些建议。
八、实验改进。
在今后的实验中，我们可以尝试使用不同类型和数值的电容和电阻，以及不同的整流和稳压电路，进一步探究整流滤波稳压电路的性能和应用范围。
同时，我们也可以结合实际工程应用，对整流滤波稳压电路进行优化和改进，提高其稳定性和可靠性。
通过本次实验，我们对整流滤波稳压电路有了更深入的了解，同时也积累了丰富的实验操作经验，这对我们今后的学习和科研工作都具有重要的意义。
6-4 整流、滤波及稳压电路
6-4整流、滤波及稳压电路所谓整流，就是某电路的输入端加上一正弦电压，通过电路对输入进行处理以后，而在负载上得到一直流电压，即大小变化，而方向不变的脉动电压。
该电路称为整流电路，且有不同的分类：按整流元件分可控整流按交流电源相数分三相整流单相整流半波整流按利用能源程度分全波整流（桥式）对于全波整流电路，其整流元件多接成桥式，故称桥式整流电路。
不可控整流6-4-1 半波整流电路uiu 0（1）电路图（2）工作波形（3）输出电压；U U dt u TU m45.0100===⎰ππI I D =；LL R UR U I 45.000==Ru i脉冲电压是用一个周期的平均电压来作定量描述的，即非正弦的恒定分量，半波整流波形的傅立叶级数为：（4）二极管承受的最高反向电压⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯--+= t t t U u m ωωωππ4cos 5322cos 32sin 2106-4-2 单相桥式整流电路（全波）（1）电路图⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯--= t t t U u m ωωωπ6cos 7524cos 5322cos 32120；U U dt u T U m 9.021000===⎰ππ；L L R U R U I 9.000==LD R U I I 45.020==uiu 0Ru iRu i（2）工作波形（3）输出电压（4）二极管承受的最高反向电压D 4D 2D 3D 1+－－+6-4-3 滤波电路1 电容滤波（1）电路组成及输出波形实际应用中，许多电子设备或电气设备常要求其工作电源是输出平稳的直流，而仅由整流电路的输出，脉动太大，还需在整流电路后面加入滤波将滤除交流成分。
u iuu iu 0Ru iu 0Ru iu 0C C（2）滤波器输出3）外特性曲线1）电容滤波器的选择1.4U0.45U电容滤波无电容滤波采用电容滤波时，输出电压的脉动程度与放电时间常数有关。
为了得到比较平直的输出电压，一般要求352L TR C τ≥-=（）对半波整流U 0=U对于全波整流U 0=1.2U ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-C R T U L 412U 0I 0滤波器输出电压为2）输出电压LC R τ=2 电感滤波电感与负载必需串联3 复合滤波电路R uiuLLCLC2C1C2C1RLC滤波电路LCπ滤波电路RCπ滤波电路6-4-4 稳压电路经变压、整流和滤波后的直流电压，虽然减小谐波对稳定性的影响，但是交流电源波动和负载变化对稳定性的影响仍然存在，对于要求直流电源稳定的应用场合（精密电子测量仪器、自动控制、计算装置等），电压的不稳定，有时会产生测量和计算的误差，引起控制装置的不稳定，甚至根本无法正常工作。
整流、滤波和稳压电路
整流、滤波和稳压电路滤波电路交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断地变化之中。
这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。
要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，这便是滤波。
换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电。
一、电容滤波电容器是一个储存电能的仓库。
在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。
充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。
电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放电所需要的时间越长。
这种电容带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务。
图5-9是最简单的电容滤波电路，电容器与负载电阻并联，接在整流器后面，下面以图5-9（a）所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。
在二极管导通期间，e2 向负载电阻R fz提供电流的同时，向电容器C充电，一直充到最大值。
e2 达到最大值以后逐渐下降；而电容器两端电压不能突然变化，仍然保持较高电压。
这时，D受反向电压，不能导通，于是Uc便通过负载电阻R fz放电。
由于C和R fz较大，放电速度很慢，在e2 下降期间里，电容器C上的电压降得不多。
当e2 下一个周期来到并升高到大于Uc时，又再次对电容器充电。
如此重复，电容器C两端（即负载电阻R fz：两端）便保持了一个较平稳的电压，在波形图上呈现出比较平滑的波形。
图5-10（a）（b）中分别示出半波整流和全波整流时电容滤波前后的输出波形。
显然，电容量越大，滤波效果越好，输出波形越趋于平滑，输出电压也越高。
但是，电容量达到一定值以后，再加大电容量对提高滤波效果已无明显作用。
通常应根据负载电用和输出电说的大小选择最佳电容量。
表5-2 中所列滤波电容器容量和输出电流的关系，可供参考。
整流滤波稳压电路原理
整流滤波稳压电路原理一、引言稳压电路是现代电子设备中常用的一种电路，其作用是将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压，以保证电子设备的正常工作。
而整流滤波稳压电路则是稳压电路中的一种重要形式，本文将详细介绍整流滤波稳压电路的原理和工作过程。
二、整流滤波稳压电路的原理整流滤波稳压电路主要包括整流电路和滤波电路两部分。
整流电路的作用是将交流输入电压转换为直流电压，而滤波电路则用于去除直流电压中的纹波，得到稳定的直流输出电压。
1. 整流电路整流电路采用整流元件（如二极管）将输入电压的负半周期或正半周期截取，使其成为单向导通的电流。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路两种。
（1）半波整流电路半波整流电路只能将输入电压的正半周期截取，而负半周期则被截去。
其电路中只需一个二极管即可实现，结构简单、成本低廉，但输出电压的纹波较大，稳定性较差。
（2）全波整流电路全波整流电路能够将输入电压的正半周期和负半周期均截取。
其电路中一般采用两个二极管，实现了电流的双向导通。
相比半波整流电路，全波整流电路的输出电压波动较小，稳定性较好。
2. 滤波电路滤波电路的作用是将整流后的直流电压中的纹波去除，得到稳定的直流输出电压。
常见的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路两种。
（1）电容滤波电路电容滤波电路通过在电路中串联一个电容器，将纹波电压的高频成分通过电容器绕过，从而实现对纹波的滤波作用。
电容滤波电路具有结构简单、成本低廉的优点，但对于低频纹波的滤波效果较差。
（2）电感滤波电路电感滤波电路通过在电路中串联一个电感元件，利用电感元件的自感性质，将纹波电压的低频成分通过电感元件绕过，从而实现对纹波的滤波作用。
电感滤波电路对于低频纹波的滤波效果较好，但结构复杂、成本较高。
三、整流滤波稳压电路的工作过程整流滤波稳压电路的工作过程如下：1. 输入电压经过整流电路，将交流电压转换为直流电压。
2. 直流电压经过滤波电路，去除直流电压中的纹波成分。
整流滤波与稳压电路
物理实验中心实验指导书整流、滤波与稳压电路ﻬ整流、滤波与稳压电路整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电.整流电路由整流器件组成。
滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除,减少交流成分，增加直流成分。
滤波电路直接接在整流电路后面，通常由电容器，电感器和电阻器按照一定的方式组合而成.作用是把脉动的直流电变为平滑的直流电供给负载.稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。
直流电源的方框图如图1所示。
滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。
电容器C对直流开路,对交流阻抗小，所以CL对直流阻抗小,对交流阻抗大，因此L 应与负载串联.经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。
一、实验目的1。
了解整流、滤波电路的作用．２。
进一步熟悉示波器的使用.3。
观察单相半波、单相桥式及单相桥式整流电容滤波电路的输入、输出电压波形。
二、实验原理为方便分析,把二极管当作理想器件,即认为它加上正向电压导通时电阻为零，加上反向电压截止时电阻为无穷大.电容器在电路中有储存和释放能量的作用,电源供给的电压升高时,它把部分能量储存起来,而当电源电压降低时,就把能量释放出来，从而减少脉动成分，使负载电压比较平滑。
1。
单相半波整流电路电路如图2所示。
设在输入交流电压正半周：A端为正、Ｂ端为负,二极管因承受正向电压而导通,电流I L通路是A-Ｖ1—RＬ－B。
忽略二极管正向压降时,输入电压全部加在负载R L上。
在输入交流电压负半周:B端为正、A端为负,二极管因承受反向电压而截止。
输入电压几乎全部降落在二极管V上，负载ＲＬ上电压基本为零。
图1 直流稳压电路方框图由图5可见，在交流电一个周期内,二极管半个周期导通半个周期截止，以后周期重复上述过程.2.单相桥式整流电路电路如图３所示。
设在输入交流电压正半周：A端为正、B端为负，即Ａ点电位高于B点电位。
二极管电路原理
二极管电路原理二极管是一种半导体器件，具有单向导电性。
它只能允许电流从一个方向流过，而阻止电流从反方向流过。
在电路中，二极管可以用来整流、检波、稳压和开关等多种应用。
下面将介绍二极管电路的基本原理。
1. 整流电路整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路。
二极管整流电路通常由一组二极管和电容器组成。
当交流电压正半周时，二极管导通，电流通过电容器和负载形成回路，电容器充电。
当交流电压负半周时，二极管截止，电流无法通过二极管，电容器就成为电源向负载供电，从而得到直流电压。
2. 检波电路检波电路是一种将高频信号转换为低频信号的电路。
二极管检波电路通常由一个二极管和电容器组成。
当高频信号通过二极管时，只有正向电压可以使二极管导通，从而得到低频信号。
同时，电容器起到滤波作用，将高频信号滤掉。
3. 稳压电路稳压电路是一种使输出电压保持稳定的电路。
二极管稳压电路通常由多个二极管和电容器组成。
当输出电压低于指定值时，二极管导通，电流可以通过电容器和负载形成回路，使输出电压升高。
当输出电压高于指定值时，二极管截止，电流无法通过二极管，电容器成为电源向负载供电，使输出电压降低。
通过调节电容器的大小，可以使输出电压保持稳定。
4. 开关电路开关电路是一种控制电流通断的电路。
二极管开关电路通常由一个二极管和一个可控硅（SCR）组成。
当可控硅导通时，电流可以通过二极管和可控硅形成回路，使负载得到电源供电。
当可控硅截止时，电流无法通过可控硅和二极管，负载无法得到供电。
通过控制可控硅的导通和截止时间，可以控制电流的通断状态。
总之，二极管电路在电子设备中发挥着重要的作用。
整流、检波、稳压和开关等多种应用都可以使用二极管来实现。
理解二极管的原理和特性可以帮助我们更好地设计和应用电路，提高电子设备的性能和可靠性。
整流、滤波、稳压电路
实验六整流、滤波、稳压电路一、实验目的1.掌握桥式整流的特点。
2.了解稳压电路的组成和稳压作用。
3.熟悉集成三端可调稳压器的使用。
二、实验属性验证性实验三、实验仪器设备及器材1.试验台2.示波器3.数字万用表四、预习要求1.二极管全波整流的工作原理及整流输出波形。
2.整流电路分别接电容、稳压管时的工作原理及输出波形。
3.熟悉集成三端可调稳压器的工作原理。
五、实验内容与步骤首先校准示波器1.桥式整流：按图 8-1 接线，在输入端接入交流 14V 电压，调节 W2 使 I0= 50mA时，测出 Vo，同时用示波器的 DC 档观察输出波形并记入表 8-1 中。
表8-1图8-1 仿真参考电路2.加电容滤波：上述实验电路不动，在桥式整流后面加电容滤波，如图8-2 接线，测量接电容的情况下输入电压V0 及输出电流I0 ，同时用示波器的DC 档观察输出波形并记入表8-2 中。
表8-2图8-2 仿真参考电路3.加稳压二极管上述电路不动，在电容后面加稳压二极管电路，如图8-3 接线，在接通交流14V 电源后，调整W2 使I0 分别为10mA、15mA、20 mA 时，测出V AO 和V0，并用示波器的DC 档观测波形，记入表8-3 中。
、表8-3图8-3仿真参考电路当I0=10mA时当I0=15mA时当I0=20mA时六、实验报告1.总结桥式整流的特点。
答：脉动较小，使用的整流器件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个器件所承受的反向电压为电源电压峰复值。
2.说明滤波电容 C 的作用。
C有关答：滤波。
输出电压的脉动程度与平均值与放电时间常数RL3.总结稳压二极管的稳压作用和可调三端稳压器的稳压作用。
答：稳压二极管：稳定电压，稳压值是固定的，并联在电路上，功率较小，主要用在电路中稳定某一点的工作电压，多应用在控制电路，在击穿情况下才起控制作用的。
可调三端稳压器：稳定电压，稳压值是可调，串联在电路上，功率较大，主要用在为整个或部分电路提供稳定或可调的供电电源，多用在供电电路，不能击穿。
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6.2 二极管整流电路
整流电路的任务是把交流电压转变 为直流脉动的电压。常见的小功率整 流电路，有单相半波、全波、桥式和 倍压整流等。下面主要介绍前三种。
为分析简单起见，我们把二极管当 作理想元件处理，即二极管的正向导 通电阻为零，反向电阻为无穷大。
1. 单相半波整流电路的工作原理
二极管导通
Ta
输出电压波形与大小
Ta
D
u1
i0
u2
RL
u0
b 二极管上的平均电流：
ID=I0
输出电压波形：
uo t
二极管上承受 的最高电压：
URM 2U2
2. 单相全波整流电路的工作原理
Ta
D1
u1
u2 i0 RL
输出电压波形： uo
u2 u0
t
b D2
输出电压波形与大小
Ta
D1
u1
u2 i0 RL
u2 u0
D3
u0
D2
+
桥式整流电路
桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
+
D4
RL
u2
D1 D3
u0
D2 -
u2
u2>0 时
u2<0 时
D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路: 由+经D1 RLD3-
D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路: 由-经D2 RLD4+
uD4,uD2
uD3,uD1
uo
t 输出是脉动的直流电压！
t
t
4. 整流电路的主要参数
负载电压 U0的平均值为:
Uo 0.9U 2
负载上的(平均)电流:
Io
0.9U RL
2
5. 整流电路中整流管的选择
平均电流(ID)与反向峰值电压(URM)是选择整 流管的主要依据。
流过每只整流二极管的平均电流 ID 是负载平 均电流的一半。
ID
1半导体二极管
P
伏安特性
I
N
死区电压 硅管 0.6V,锗管0.2V。
反向击穿电 压U(BR)
导通压降: 硅 管0.6~0.7V,锗 管0.2~0.3V。
U
主要参数
（1）最大整流电流 IOM
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正 向平均电流。
（2）反向击穿电压VBR
二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流 剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而 烧坏。手册上给出的最高反向工作电压VWRM一般 是VBR的一半。
D
u2>0时，二极管
导通。
u1
u2 i0 RL
u0 忽略二极管正
向压降：
b
u0=u2
二极管截止
Ta
D
u2<0时，二极
u1
i0 管截止,输出电
u2
流为0。
RL
u0
u0=0
b
输出电压波形与大小
Ta
D
u1
i0
u2
RL
u0
b
输出电压波形：
uo t
输出电压平
均值（U0）：
Uo
1 2
2 0
uodt
2U2 0.45U2
b D2
二极管上的平均电流：
ID
1 2
I0
输出电压波形： uo
t u0平均值U0：
U0=0.9U2 二极管上承受 的最高电压：
URM 2 2U2
3. 单相桥式整流电路的工作原理
+
T
u1
D4
u2
D1
D3
D2
-
桥式整流电路
u2正半周时 电流通路
RL u0
u2负半周时 电流通路
-
T
u1
D4
u2
D1
RL
二极管截止时两端承受的最大反向电压：
URM 2U 2
6.2 稳压二极管及稳压电路
稳压二极管
-
I
曲线越 陡，电 压越稳 定。
+ UZ U
稳压误差 UZ
IZ IZ
IZmax
真题练兵：
本 章 结 束 ！！
（3）反向电流 IR
指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。 反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反 向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度 越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管 的反向电流要大几十到几百倍。
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。
6 二极管及整流、滤波、稳压电路
6.1 半导体二极管
1. PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P型 半导体和N型半导体，经过载流子的扩散， 在它们的交界面处就形成了PN结。
2. PN结的单向导电性
PN结加上正向电压、正向偏置的意 思都是： P区加正、N区加负电压。
PN结加上反向电压、反向偏置的意 思都是： P区加负、N区加正电压。