整流二极管基本原理PPT
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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。
二极管的整流滤波原理;半波整流电路的仿真;全波整流电路的仿真;完整ppt
Multisim仿真中关键点（一） 掌握Multisim中函数发生器、示波器的使用。
直至纳秒范围内调节。
示波器图标有三个连接 电路1：构造电路，用示波器观察二极管半波整流电路的输入、输出波形，分析半波整流电路的性能，学习示波器的使用。
可以观察一路或两路信号波形的形状、幅值、频率，时间基准可在秒直至纳秒范围内调节。
电路2：构造电路，用示波器观察二极管全波桥式整流电路的输入、输出波形，分析Βιβλιοθήκη 波整流电路的性能，学习示波器的使用。
把交流电变为直流电的过程。
频率，时间基准可在秒 电路2：构造电路，用示波器观察二极管全波桥式整流电路的输入、输出波形，分析全波整流电路的性能，学习示波器的使用。
可以观察一路或两路信号波形的形状、幅值、频率，时间基准可在秒直至纳秒范围内调节。
函数发生器 (Function Generator)： 产生正弦波、三角波和矩形 波，信号频率可在1Hz到 999MHz范围内调整。信号的 幅值以及占空比等参数也可 以根据需要进行调节。外部 有3个引线端口：负极、正极 和公共端。
Multisim仿真中关键点（二）
XSC1
掌握Multisim中函数发生器、示波器的使Ex用t T。rig
在一定范围电压作用下，正向电压使二极管处于导通状 态；加负向电压时，二极管处于截止状态；但反向电压 过大会产生反向击穿电流，称二极管击穿现象。
检波二极管 按照用途可为： 整流二极管
稳压二极管 开关二极管
按照管芯结构分： 点接触型二极管 面接触型二极管 平面二极管
二极管整流特性
整流：
正弦波
电路3： 将电路2中的交流电压源改用函数发生器， 重新构造电路，测试波形。
在电路2的电阻两端并联一个100uF电容， 记录输出波形，观察电容滤波效果。
二极管三相桥式整流基本原理ppt课件
导通,电流方向：c—VD6—d—RL—
ud ucb uabuacubc uba uca
a c’ b a’ c b’ a
e—VD2—b
d c,e b
ud c b ucb
2U sin(t 2 )
3
2U sin(t 2 ) 3 2U sin(t )
wtawtc’wtbwta’wtcwtb’ 输出电压波形图
3
25
VD4 VD5 VD6
d
ua ub
iVD4 iVD5 iVD6 a b c
ud
uc
iVD1 iVD2 iVD3
VD1 VD2 VD3
② wta~wtc’ : a 最高,VD4导通; b 最底
VD2导通; 电流方向:a—VD4—d—RL—e—
e
ud ucb uabuacubc uba uca
a c’ b a’ c b’ a
④ wtb~wta’， b 最高,VD5导通; c 最低,VD3
导通;电流方向:b—VD5—d—RL—e—VD3— c
d b,e c
ud ubc b c ubc
2U sin(t 2 )
• wta wt wtb ，a点电位 a 最高，VD4 导通，d a
• wtb wt wtc ，b点电位 b 最高，VD5 导通，d b
• w导tc通，wt dwtac ，c点电位 c 最高，VD6 每个二极管导电120o，d点电位为 a ,b ,c
6
wtawtc’wtbwta’wtcwtb’ 输出电压波形图
7
VD4 VD5 VD6
d
• 共阳极二极管的导电规律为：阴极电位最 低的一个二极管导电。
ud ucb uabuacubc uba uca
a c’ b a’ c b’ a
e—VD2—b
d c,e b
ud c b ucb
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3
2U sin(t 2 ) 3 2U sin(t )
wtawtc’wtbwta’wtcwtb’ 输出电压波形图
3
25
VD4 VD5 VD6
d
ua ub
iVD4 iVD5 iVD6 a b c
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iVD1 iVD2 iVD3
VD1 VD2 VD3
② wta~wtc’ : a 最高,VD4导通; b 最底
VD2导通; 电流方向:a—VD4—d—RL—e—
e
ud ucb uabuacubc uba uca
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④ wtb~wta’， b 最高,VD5导通; c 最低,VD3
导通;电流方向:b—VD5—d—RL—e—VD3— c
d b,e c
ud ubc b c ubc
2U sin(t 2 )
• wta wt wtb ，a点电位 a 最高，VD4 导通，d a
• wtb wt wtc ，b点电位 b 最高，VD5 导通，d b
• w导tc通，wt dwtac ，c点电位 c 最高，VD6 每个二极管导电120o，d点电位为 a ,b ,c
6
wtawtc’wtbwta’wtcwtb’ 输出电压波形图
7
VD4 VD5 VD6
d
• 共阳极二极管的导电规律为：阴极电位最 低的一个二极管导电。
《二极管工作原理》课件
检波电路
检波电路
利用二极管的导通和截止特性，从调频信号 中提取出调制信号。
检波过程
利用二极管将调频信号的负半周通过负载， 正半周被截止，从而得到调制信号。
调频信号
通过改变载波的频率来传递信息。
调制信号
包含信息的信号，可以是音频、视频或数据 信号。
开关电路
开关电路
利用二极管的单向导电 性，实现电路的通断控
STEP 03
反向结构中，PN结的电 阻较大，因此电流较小。
当反向电压施加在二极管 上时，电流无法通过PN 结，因此二极管处于截止 状态。
PN结
PN结是二极管的核心部分，由P型半导体和N型半导 体相接触形成。
在PN结中，存在一个由N型半导体指向P型半导体的 电场，该电场可以阻止多数载流子的运动。
当正向电压施加在PN结上时，多数载流子会克服电场 阻力而流动，形成电流。当反向电压施加时，多数载
流子被阻止流动，电流无法形成。
Part
03
二极管的工作原理
正向导通
正向导通是指当二极管两端加上正向电压时，二极管正向导通，电流可以通过二极 管。
正向导通的原因是二极管内部的PN结在正向电压作用下变薄，使得电子和空穴能够 更容易地通过，形成电流。
正向导通时，二极管的电阻很小，因此电流较大。
反向截止
反向电流限制
应控制二极管的反向电流在规定范围 内，以防止过热或性能退化。
工作温度
二极管的工作温度应保持在规定范围 内，避免过高或过低的温度影响其性 能和可靠性。
焊接与安装
在焊接和安装二极管时，应遵循正确 的工艺要求，避免过热或机械应力造 成损坏。
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二极管整流电路
（2）工作原理
T V4
A
V1
RL io
u2
uo iv1 ,3
u2
V3
B
ωt
V2
的正半周： ① u2的正半周：
二极管导通情况： 二极管导通情况：
io,uo
ωt
导通;V Ｖ1,3--导通 2,4--截止 导通 截止
电流回路: 电流回路
uv
A→V1→RL→V3→B
输出电压： 输出电压： ωt
uO= u2
电路结构简单。 电路结构简单。 只利用了交流电压的半波， 只利用了交流电压的半波，输出电 压低、脉动大、效率低， 压低、脉动大、效率低，只适用于 允许直流电压脉动较大的场合。 允许直流电压脉动较大的场合。
二、单相桥式整流电路 二、
1.电Байду номын сангаас及工作原理 （1）电路
T V4 V1
RL
V3
V2
RL为负载电阻 T为变压器 为变压器 四个整流二极管接成桥式电路
IFM ≥≥ IA F M 0.8 o
通过二极管的正向平均电流 通过二极管的正向平均电流 平均 Iv = Io =0.8A 由 UO ≈ 0.45U 2 ，得 U2 ≈ 得
2U 2 ≈ 126V
UO 40V = ≈ 88.9V 0.45 0.45
URM ≥ 126V2 U RM ≥ 2电路的特点： U 电路的特点：
想一想， 相同) 想一想，比较一下(u2，RL相同)
单相半波整流 单相桥式整流
负载电压 负载电流 二极管IFM
U o ≈ 0.45U 2
U o ≈ 0.9U 2
Io ≈
0.45U2 RL
Io ≈
0.9U 2 RL
中职《电子线路》课件：1.2 晶体二极管整流电路
选管条件：
（1）二极管允许的最大反向电压应大于承受的反向峰值 电压；
（2）二极管允许的最大整流电流应大于流过二极管的实 际工作电流。
电路缺点：电源利用率低，纹波成分大。 解决办法：全波整流
1.2.2 单相全波整流电路 （一）变压器中心抽头式单相全 波整流电路
1. 电路如图 1.2.2：
全波整流桥 变压 式器中心抽头式 V1 、 V2 为 性 能 相 同 的 整 流 二极管；T为电源变压器，作用 是产生大小相等而相位相反的 v2a和v2b。
3．负载和整流二极管上的电压和电流
（1）负载电压VL
VL = 0.45 V2 （2）负载电流IL
（1.2.1）
IL
VL RL
0.45V2 RL
（1.2.2）
（3）二极管正向电流IV和负载电流IZ
IV
IL
0.45V2 RL
（1.2.3）
（4）二极管反向峰值电压VRM
VRM 2V2 1.41V2
（1.2.4）
整流元件组合件称为整流堆，常见的有： （1）半桥：2CQ型，如图1.2.8（a）所示； （2）全桥：QL型，如图1.2.8（b）所示。
优点：电路组成简单、可靠。
图1.2.8 半桥和全桥整流堆
（3）二极管的平均电流IV
IV
1 2
IL
（1.2.9） （1.2.10） （1.2.11）
（4）二极管承受反向峰值电压 VRM
VRM 2V2 （1.2.12）
优点：输出电压高，纹波小，VRM 较低。应用广泛。
[例1.2.1] 有一直流负载，需要直流电压 VL 60V，直
流电流 I L 4 A。若采用桥式整流电路，求电源变压器次
可见，在v1一周期内，流过二极管的电流iV1 、iV2叠加形 成全波脉动直流电流iL，于是RL两端产生全波脉动直流电压 vL。故电路称为全波整流电路。
二极管整流电路
低，V2、V6导通
uL=uVW uL=uVU uL=uWU
uL=uWV
（2）有关计算公式
1） 整流输出电压平均值
UL 2.34U2
2） 二极管平均电流
IF
1 3
IL
3） 二极管最大反向电压
U Rm 2 3U 2 2.45U 2
例5-4 一直流电源，采用三相桥式整流电路，负载电压和电 流分别为60V和450A，整流二极管实际工作电流和反 向工作电压各为多少？
- RL +
K
U
V4
L1 L2
L1
t1
t2
V V2 L2
t3
t4
V
V5
L3
W V3 L3
W V6
共阴极接法
uL
共阳极接法
二在次t1相～电t2时压有间效内值为UU2相，电其位表最达高式为，：V1导通
U相
uU 2Uu2L=siunUt
T
V相在t2～t3时u间V 内 2UV2 s相in电(位t 最2π高/ 3，) V2导通
优点：电路简单
缺点：输出脉动性仍较大，变压器利用率较低，由于直流电流通过变压 器绕组，使变压器铁芯易发生直流磁化。
2、三相桥式整流电路
（1）电路组成和工作原理
t2
t1
t3
t4 t5
L1
L2
t6
L3
t7
T 一个周期出现六个波头
V1 V2 V3
+
T
iL
U
V
RL uL
W
V4 V5 V6
-
三相桥式整流电路
例5-3 某工厂需一台直流电源，要求输出电压为12V，输出 电流为100A，试计算用三相半波整流电路时，变压器 二次相电压和整流二极管的有关参数。
二极管的识别与检测课件
稳压电路中的应用
总结词
二极管在稳压电路中起到调节电压的作用
详细描述
在稳压电路中，二极管与可变电阻等元件一起工作，通过调节二极管的导通程度来稳定输出电压，确保电路的正 常运行。
05
二极管使用注意事项
正确选择二极管型号
总结词
选择合适的二极管型号是确保其正常工作和 避免潜在风险的关键。
详细描述
根据电路需求，选择符合电压、电流和频率 要求的二极管型号。避免使用不合适的二极 管可能导致设备损坏或性能下降。
利用PN结的单向导电性 ，将调频信号从高频信
号中分离出来。
利用PN结的反向击穿特 性，实现电路的稳压。
二极管的种类与用途
01
02
03
04
硅二极管
具有较高的稳定性和可靠性， 适用于各种电子设备。
锗二极管
具有较低的成本和较短的寿命 ，适用于低成本、低要求的场
合。
肖特基二极管
具有较低的导通电压和较高的 开关速度，适用于高频电路。
二极管的识别与检测 课件
目 录
• 二极管的基本概念 • 二极管的识别 • 二极管的检测 • 二极管的应用 • 二极管使用注意事项
01
二极管的基本概念
二极管的工作原理
整流二极管
开关二极管
检波二极管
稳压二极管
利用PN结的单向导电性 ，实现交流电的整流。
利用PN结的单向导电性 ，实现电路的开关控制
。
详细描述
二极管的型号标识通常包括制造 商的标志、型号、额定电流、额 定电压等参数。这些信息对于正 确使用和选择二极管非常重要。
二极管的性能参数标识
总结词
二极管的性能参数标识是其关键的识别特征之一，包括最大正向电流、最大反 向电压、正向电压降等参数。
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M
2 2E2
1 IR 2
0.9E2
桥式整流电路
其波形图和全波整流 是一样的，但该电路 每只二极管承受的反 向电压等于变压器次 级电压的最大值，比 全波整流电路小一半。
桥式整流电路
几种常见的硅整流桥外形：
整流元件的使用
在高电压或大电流的情况下，若手头没有承受高电压或整 定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用
有几只二极管并联，流经每只二极管的电流就等于总电流 的几分之一
整流元件的使用
有几只管子串联，每只管子承受的反向电压就应等于总电 压的几分之一。
Thank for your listening !
整流二极管主要用于各种低频整流电路。
整流电路的主要参数
一．整流输出电压的平均值与脉动系数 （衡量整流电路性能）
整流输出电压平均值：
1 Uo 2
比。
2
0
u o d (t )
U o1m
与平均值 U 之
O
脉动系数S： 定义为整流输出电压的基波峰值
整流电路的主要参数
二、平均电流与反向峰值电压：
1 III.输出电压平均值： U SC 2
2
0
2 E2 u sc d (t ) 0.45E2
全波整流电路（单向桥式整流电路）
该电路可以看作是 由两个半波整流电 路组合而成的。变 压器次级线圈中间 需要引出一个抽头 把次级线圈分成两个对称的绕组，从而引出两个 大小相等，极性相反的两个电压，两个通路。
全波整流电路（单向桥式整流电路）
全波整流巧妙的利用了正 负半周，提高了整流效率 但需变压器有一个使两端 对称的次级中心抽头，制 作麻烦，且每只二极管承 受的最大反向电压，是变 压器次级电压最大值的两 倍，因此需用能承受较高 电压的二极管。
全波整流电路（单向桥式整流电路）
I. 二极管上承受的最大的电压： U II. 二极管上平均电流： I D III.输出电压的平均值： U sc
平均电流（ I D ）与反向峰值电压（ U M ） 是选择整流管的主要依据。
半波整流电路
该电路以“牺牲”一半交流为代价而换取整流的 效果，电流利用率很低，常用在高电压、小电流 的场合。
半波整流电路
I. 二极管上的平均电流： I D I R II. 二极管上承受的最高电压： U M 2E2
晶体二极管的主要特性：单向导电性 PN结正偏（P接+，N接-），二极管导通 即 PN结反偏（P接-，N接+），二极管截止 主要应用：整流、稳压、开关、限幅等。
整流二极管
将交流电能转变为直流电流电能的半导体器件
可用半导体锗或硅等材料制造。硅整流二极管的 击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。通 常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造。 这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达 上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以 下。
半导体物理器件
——整流二极管
基础知识
晶体二极管是一个由P型半导体和N型半导体烧结 而成的PN结面，在其界面的两侧形成的空间电荷 层，构成内建电场 因浓度差
多子的扩散运动 由杂质离子形成空间电荷区 阻止多子扩散 空间电荷区形成内建电场 动态平衡 利于少子漂移
基础知识
晶体二极管结构及其电路符号：