二极管半波整流电路的测试教案

整流二极管的作用及其整流电路

整流二极管的作用及其整流电路整流二极管的作用及其整流电路一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。 P区的载流子是空穴,N区的载流子是电子，在P区和N区间形成一定的位垒。外加使P区相对N区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降（典型值为0.7V）,称为正向导通状态。若加相反的电压,使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），称为反向阻断状态。整流二极管具有明显的单向导电性,。整流二极管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。整流二极管主要用于各种低频整流电路。二极管整流电路一、半波整流电路图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ，组成。变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。

变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。在π～2π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。这种除去半周、留下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压 Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。二、全波整流电路(单向桥式整流电路) 如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。

单相半波可控整流电路设计

电力电子技术课程设计说明书单相半波可控整流电路设计学生姓名：学号：学生姓名：学号：学院：计算机与控制工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师： 2016年月

中北大学课程设计任务书 2015/2016 学年第一学期学院：计算机与控制工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：学生姓名学号：课程设计题目：单相半波可控整流电路设计起迄日期: 2015年12月27日~ 2016年1月8日课程设计地点:德怀楼八层虚拟仿真实验室指导教师: 学科部副主任：下达任务书日期: 2015 年 12月 26日

课程设计任务书 1．设计目的： 1) 了解并掌握电力电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力 2) 学习Visio 绘图软件和Matlab 仿真软件 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 1) 设计的电路为单相半波可控整流电路，负载为电阻负载。 2) 已知参数：直流负载电阻5L R =Ω，单相交流电压100cos100U t π= (V)， 3) 绘制电路原理图。首先，分别分析并计算电阻两端平均电压25L U V =和30L U V =时，功率管相对应的触发角。其次，按照原理图，在仿真软件中建立仿真模型，验证计算结果，结果应包含电阻两端平均电压25L U V =和30L U V =时的电路工作的波形图。并对仿真结果进行必要的文字分析。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： 1) 根据设计题目要求的指标，通过查阅有关资料分析其工作原理，确定器件类型，可供选择的变流器件为晶闸管、Mosfet 和IGBT ，设计电路原理图； 2) 画出电路方框图，完成电路各部分的指标分配，计算各单元电路的参数和确定各元件的参数值，叙述主要元器件的功能及他们之间的控制关系和数据传输。 3) 用Visio 绘图软件绘制电路原理图 4) 利用Matlab 仿真软件对电路图进行仿真分析。课程设计任务书

二极管整流电路试题知识分享

二极管整流电路试题

晶体二极管及整流电路试题（一）姓名学号一、填空 1、纯净的半导体称为，它的导电能力很。在纯净的半导体中掺入少量的价元素，可形成P型半导体，又称型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为。 2、在本征半导体中掺入价元素，可形成N型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为，它的导电能力比本征半导体。 3、如图，这是材料的二极管的____ 曲线，在正向电压超过 V 后，二极管开始导通，这个电压称为电压。正常导通后，此管的正向压降约为 V。当反向电压增大到 V时，即称为电压时，反向电流会急剧增大，该现象为。若反向电压继续增大，容易发生现象。其中稳压管一般工作在区。

4、二极管的伏安特性指和关系，当正向电压超过_____后，二极管导通。正常导通后，二极管的正向压降很小，硅管约为V,锗管约为 V。 5、二极管的重要特性是，具体指：给二极管加电压，二极管导通；给二极管加电压，二极管截止。 6、PN结的单向导电性指，当反向电压增大到时，反向电流会急剧增大，这种现象称。 7、二极管的主要参数有 ________、____ ___、 _ 和，二极管的主要特性是。 8、用模拟式万用表欧姆档测二极管的正、反向电阻时，若两次测得的阻值都较小，则表明二极管内部；若两次测得的阻值都较大，则表明二极管内部。两次测的阻值相差越大，则说明二极管的性能越好。 9、整流是指_______________________________________，单相整流电路分、和电路。 10、有一直流负载R L =9Ω，需要直流电压V L =45V,现有 2CP21(I FM =3000mA,V RM =100V)和2CP33B(I FM =500mA, V RM =50V) 两种型号的二极管,若采用桥式整流电路，应选用型二极管只。

三相半波可控整流电路

1. 电阻负载 (1) 工作原理三相半波可控整流电路如图1 a) 所示。为得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波电流流人电网。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，它们的阴极连接在一起，称为共阴极接法，这种接法触发电路有公共端，连线方便。假设将电路中的晶闸管换作二极管，并用VD表示，该电路就成为三相半波不可控整流电路，以下首先分析其工作情况。此时，三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大，则该相所对应的二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压，波形如图1 d) 所示。在一个周期中，器件工作情况如下：在ωt1～ωt2期间，α相电压最高，VD1导通，u d= u a；在ωt2～ωt3期间，b 相电压最高， VD2导通，u d= u b；在ωt3～ωt4期间，c 相电压最高，VD3导通，u d= u c。此后，在下一周期相当于ωt1的位置即ωt4时刻，VD1又导通，重复前一周期的工作情况。如此，一周期中VD1、VD2、VD3轮流导通，每管各导通120o。u d波形为三个相电压在正半周期的包络线。在相电压的交点ωt1、ωt2、ωt3处，均出现了二极管换相，即电流由一个二极管向另一个二极管转移，称这些交点为自然换相点。对三相半波可控整流电路而言，自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角α的起点，即α=0o，要改变触发角只能是在此基础上增大，即沿时间坐标轴向右移。若在自然换相点处触发相应的晶闸管导通，则电

路的工作情况与以上分析的二极管整流工作情况一样。由单相可控整流电路可知，各种单相可控整流电路的自然换相点是变压器二次电压u2的过零点。当α= 0o时，变压器二次侧 a 相绕组和晶闸管VT1的电流波形如图1 e) 所示，另两相电流波形形状相同，相位依次滞后120o，可见变压器二次绕组电流有直流分量。图1 f) 是VT1两端的电压波形，由3段组成：第1段, VT1导通期间，为一管压降，可近似为u VT1=0；第2段，在VT1关断后,，VT2导通期间，u VT1= u a－u b = u ab ,为一段线电压；第3段，在VT3导通期间，u VT1= u a－u c = u ac 为另一段线电压。即晶闸管电压由一段管压降和两段线电压组成。由图可见， α= 0o时，晶闸管承受的两段线电压均为负值，随着α增大，晶闸管承受的电压中正的部分逐渐增多。其他两管上的电压波形形状相同，相位依次差120o。增大α值，将脉冲后移，整流电路的工作情况相应地发生变化。图2 是α=30o时的波形。从输出电压、电流的波形可看出，这时负载电流处于连续和断续的临界状态，各相仍导电120o。如果α >30o，例如α =60o时，整流电压的波形如图3 所示，当导通一相的相电压过零变负时，该相晶闸管关断。此时下一相晶闸管虽承受正电压，但它的触发脉冲还未到，不会导通，因此输出电压电流均为零，直到触发脉冲出现为止。这种情况下，负载电流断续，各晶闸管导通角为90o，小于120o 若α角继续增大，整流电压将越来越小，α＝150o时，整流输出电压为零。故电阻负载时α角的移相范围为150o。 (2) 负载电压整流电压平均值的计算分两种情况： 1) α≤30o时，负载电流连续，有当α= 0 时，U d最大，为U d= U d0＝1.17U2. 2) α >30o时,负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有

基于光电二极管反偏的光电检测电路的噪声分析

基于光电二极管反偏的光电检测电路的噪声分析发表时间：2017-03-09T11:18:47.780Z 来源：《电力设备》2017年第1期作者：王风敏 [导读] 在光电检测电路设计时，应该尽可能地减小噪声，从而提升系统的检测分辨率和信噪比。（池州学院安徽池州 247100）摘要：噪声是目前影响光电检测电路检测性能的重要因素，在光电检测电路设计时，应该尽可能地减小噪声，从而提升系统的检测分辨率和信噪比。为此，本文就对基于光电二极管反偏的光电检测电路的噪声进行了分析，首先简单介绍了光电二极管检测电路，然后对基于光电二极管反偏的光电检测电路设计进行了分析，随后探讨了光电检测电路的噪声，最后提出了光电检测电路的总噪声及低噪声的设计原则，旨在为低噪声光电检测电路的设计提供帮助。关键字：噪声；光电检测电路；光电二极管；反偏引言现如今，光电检测技术已经被广泛地应用于诸多领域，从理论的角度分析而言，利用光电检测电路能够将任何存在光辐射信号地方的信号检测出来。然而，在实际检测过程中，经光电二极管转换的光电信号是非常微弱的，经常出现被检测信号被噪声淹没的情况，严重影响的光电检测电路的检测能力。因此，对光电检测电路的噪声进行分析具有非常重要的意义。 1.光电二极管检测电路 1.1光电二极管工作原理光电二极管主要是利用半导体通过光电效应实现光信号到电信号的转换。受热运动的影响，耗尽层两侧没有电场的中性区域内有一些以扩散运动方式的空穴与光生电子进入到耗尽层，然后受电场的作用形成扩散电流，且方向与漂移电流相一致。光生电流为扩散电流分量与漂移电流分量的总和。所以，当N层和P层的连接电路打开时，在它们的两端会产生一定的电动势，而该效应则被称之为光电效应。当P 层与N层的连接电路出现闭合时，N区的过剩电子与P区的空穴电流会相互流动，从而形成一种光生电流。光生电流会随着入射光的变化而进行线性改变，从而实现光信号到电信号的转变。 1.2低噪声光电检测线路设计的意义通常情况下，通过光电二极管转换而得到的光电信号是较为微弱的，且在光电信号的检测极易受到噪声的干扰。实际情况表明，当通过光电来检测相关线路时，其中光电转换器件的前置放大电路噪声往往会对整个系统产生较为严重的影响，因此，要想提升系统的检测分辨率和信噪比，在设计光电检测电路时，必须尽量地降低噪声。 1.3噪声的实用性分析通过分析光电检测电路中噪声产生的原因，并对其噪声特点进行分析，并针对电路设计过程中有可能出现的所有问题，尽可能地降低电路噪声，从而确保西戎检测分辨率与信噪比的提高。现如今，诸多领域中都涉及到了微弱光信号的检测，当然检测方法也是各式各样的，但就实际应用效果来看，一部分常用检测方法的灵敏度不是很高，在工作中往往无法满足相关要求，而利用光电技术对微弱信号进行检测，具有较高的精度和稳定性。 2.基于光电二极管反偏的光电检测电路设计光电二极管的工作状态在光电检测电路中存在反偏、无偏、正偏三种。当光电二极管处于反偏状态时，在反偏偏压的作用下，光生截流子的运动会加快，与其它两种状态相比较而言，所产生的光电流更大，更有利于弱光条件下的检测。本文所研究的基于光电二极管反偏的光电检测电路的设计思路为：首先采用光电二极管连接反向高压，对微弱光信号进行探测，实现光信号到电流信号的转换；然后，再利用三极管实现电信号的流压转换；最后，再通过运算放大器来放大电压，从而完成对弱光信号检测。光电检测电路中的所有期器件都不可避免会产生相应的噪声，从而对整个电路的噪声输出产生不良的影响，下面本文就电路的噪声进行进一步分析。 3.光电检测电路的噪声 3.1光电二极管的噪声（1）热噪声。热噪声指的是导电材料两端因其中截流子的不规则热运动而产生涨落的电流或电压，并且电流或电压的涨落是随机的。材料的噪声等效带宽、电阻及温度是决定材料热噪声电压的主要因素，其中电阻是主要的热噪声源，在电阻不变的情况下，减少温度及噪声等效带宽能够使热噪声得到有效地减少。（2）散粒噪声。散粒噪声是指导电材料中由于光生截流子流动与形成密度的涨落而产生的噪声，散粒噪声电流和电压均方值取决于通过光电二极管的电流和噪声带宽，并且散粒噪声电压与电流的均方值与电流及噪声带宽呈正比例关系，减少电流和噪声带宽能够使散粒噪声得到有效地降低。在光电检测电路中，散粒噪声电流与热噪声电流是相互独立的，总电流的均方值为散粒噪声电流均方值与热噪声电流均方值之和。 3.2三极管的噪声三极管的噪声主要取决于工作电流、发射结阻抗以及基区电阻等参数，光电检测电路设计时，应该选用噪声系数较小的三极管，同时，在对负载电阻的阻值进行确定时，需要对噪声与三极管静态放大倍数之间的关系进行充分地考虑，从而实现电路设计优化。 3.3运算放大器的噪声光电检测电路中的运算放大器是由电容、电阻、晶体管等集成的，其中电阻和晶体管分别会产生相应的热噪声和散粒噪声。运算放大器的输出噪声电压与其自身的增益、带宽、模型以及反馈电阻等因素有关。在光电检测电路设计时，其它需求条件都满足的情况下，运算放大器应尽可能地选用小的，同时放大倍数确定后，对电路阻值进行调整时，应尽可能地减少反馈电阻的阻值，从而实现电路噪声的减少。 4.光电检测电路的总噪声及低噪声的设计通过上文分析，我们不难得出光电检测电路主要包括光电二极管、三极管流压转换以及运算放大器三个模块，在对整个电路的噪声进行分析时，必须对这三部分进行级联。除与电路器件自身相关之外，光电检测电路的输出噪声电压还与其它众多因素相关联。（1）从理论的角度来看，三极管的负载电阻与其静态增益的并联值越小，电路噪声越小，越有利于检测，然而随着负载电阻与静态增益的减小，输出信号也在随之变小。因此，在实际条件过程中，应该首先尽可能地满足负载电阻的值，然后再结合负载电阻对静态增益进行调节。（2）从

《晶体二极管及二极管整流电路》试题

《晶体二极管及二极管整流电路》试题一、判断题（每空2分，共36分） 1 1. N型半导体中，主要依靠自由电子导电，空穴是少数载流子。（） 2. 晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的PN结。（） 3. 半导体二极管主要是依靠PN结而工作的。（） 4. 二极管是线性器件。（） 5. 二极管处于导通状态，呈现很大的电阻，在电路中相当于开关的断开特性。（） 6. 二极管两端加上正向电压就一定会导通。（） 7. PN结的单向导电性，就是PN结正向偏置时截止，反向偏置时导通。（） 8. 二极管两端加反向电压时，反向电流不随反向电压变化而变化，这时二极管的状态为截止。（） 9. 二极管只要工作在反向击穿区，就一定会被击穿损坏。（） 10. 热击穿和电击穿过程都是不可逆的。（） 11. 所谓理想二极管，就是当其正向偏置时，结电阻为零，等效成开关闭合；当其反向偏置时，结电阻为无穷大，等效成开关断开。（） 12. 使用稳压管时应阳极接高电位，阴极接低电位。 13. 稳压二极管如果反向电流超过允许范围，二极管将会发生热击穿，所以，与其配合的电阻往往起到限流的作用。（） 14. 整流电路由二极管组成，利用二极管的单向导电性把直流电变为交流电。（） 15. 用两只二极管就可实现单相全波整流，而单相桥式整流电路却用了四只二极管，这样做虽然多用了两只二极管，但降低了二极管承受的反向电压。（） 16. 在电容滤波整流电路中，滤波电容可以随意选择（） 17. 在电容滤波整流电路中，电容耐压值要大于负载开路时整流电路的输出电压。（） 18.电容滤波器中电容器容量越小滤波效果越好。（）二、单选题（每空2分，共32分） 1. 本征半导体是（）。 A. 掺杂半导体 B. 纯净半导体 C. P型半导体 D. N型半导体

硅光电二极管在光电检测电路中的应用研究_付文羽

第20卷　第5期许昌师专学报 Vol.20.No.5　2001年9月 JOURNAL OF XUCHANG TE AC HERS C OLLE GE Sep.,2001 文章编号:1000-9949-(2001)05-0019-04 硅光电二极管在光电检测电路中的应用研究付文羽,彭世林 (庆阳师范高等专科学校物理系,甘肃西峰745000) 摘　要:分析了光电检测时硅光电二极管线性响应及噪声特性,给出了硅光电二极管的线性度及信噪比公式,并结合噪声E n—I n模型[1],对光电二极管用于光电检测时影响电路信噪比的因素进行了探讨. 关键词:光电检测;信噪比;噪声模型中图分类号:TN710.2 文献标识码:A 0　引言硅光电二极管由于响应快、灵敏度高、性能稳定、测量线性好、噪声低而被广泛用于光电检测电路中,尤其在激光通讯测量中,通常要测量微瓦以下的光信号,就更离不开硅光电二极管.质量好的硅光二极管用于激光功率测量时,测量下限可达10-8W,分辨率可达10-12W.在许多场合,光电检测电路接收到的是随时间变化的光信号,其特点是:单一频率或包含着丰富的频率分量的交变信号,当信号很微弱时,由于背景噪声和电路热噪声的影响,还需要对信号进行低噪声处理、放大.因此,在交变光电信号作用下,怎样正确选择硅光电二极管的参数,以获得最小非线性失真信号及信号检测的灵敏度就成为人们所关心的问题. 1　硅光电二极管的基本结构及等效电路光电二极管是一种光电转换器件,其基本原理是当光照射在P—N结上时,被吸收的光能转变为电能,这是一个吸收过程,与发光二极管的自发辐射和激光二极管的受激幅射过程相逆.P—N型硅光电二极管是最基本和应用最广的管子.基本结构如图1所示,它是在N型硅单晶片的上表面扩散一薄层P型杂质,形成P+型扩散层.由于扩散,在P+区和N型区形成一个P+N结.P+区是透明的,光子可以通过P+区到达PN结区产生光电子.在N型硅单晶下表面扩散N型杂质以形成高浓度的N+扩散区,以便给金属电极提供良好的电接触.另一种常用的硅光电二极管是P—I—N型硅光电二极管,其结构同P—N型类似.位于P层和N层之间的耗尽层由本征半导体构成,可以提供一个较大的耗尽深度和较小的电容,适合于反向偏压工作.硅光电二极管的等效电路如图2所示,图中I s为电流源,它是硅光电二极管接收辐射后所产生的光电流I p和暗电流I d以及噪声电流I n之和,即: 图1　平面扩散型PN结光电二极管结构图图2　硅光电二极管等效电路收稿日期:2001-03-19 作者简介:付文羽(1963-),男,甘肃宁县人,庆阳师专物理系讲师,工程硕士,主要从事光电检测与传感技术应用研究.

(完整版)二极管试题(打印版)(可编辑修改word版)

永州综合职业中专学校电子技术基础半导体二极管及整流滤波电路试题班级: 、姓名、得分。一、填空题 1、纯净的半导体称为，它的导电能力很。在纯净的半导体中掺入少量的价元素，可形成 P 型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为。 2、在本征半导体中掺入价元素，可形成 N 型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为。 3、如图，这是材料的二极管的曲线，在正向电压超过 V 后，正常导通后，此管的正向压降约为 V 。当反向电压增大到 V 时，即称为电压时，反向电流会急剧增大，该现象为。其中稳压管一般工作在区。 V(v 4、二极管的主要特性是，具体指：给二极管加电压，二极管导通；给二极管加电压，二极管截止。 5、PN 结的单向导电性指。 6、二极管的主要参数有、和。 7、用模拟式万用表欧姆档测二极管的正、反向电阻时，若两次测得的阻值都较小，则表明二极管内部；若两次测得的阻值都较大，则表明二极管内部。两次测的阻值相差越大，则说明二极管的性能越好。 8、整流是指。 9、有一直流负载 R L =9Ω ，需要直流电压 V L =45V,现有 2CP21(I FM =3000mA,V RM =100V)和 2CP33B(I FM =500mA, V RM =50V) 两种型号的二极管若, 采用桥式整流电路，应选用型二极管只。 10、滤波器的作用是将整流电路输出的中的成分滤去，获得比较的直流电,通常接在电路的后面。它一般分为、和三类。二、判断题 1、( )将 P 型半导体和 N 型半导体的接触并连在一起，就会形成 PN 结。 2、（）P 型半导体可通过纯净半导体中掺入五价磷元素获得。 3、（）P 型半导体带正电，N 型半导体带负电。 4、（）硅二极管死区电压是 0.3V ，正向压降是 0.7V 。 5、（）硅的导通电压为 0.3V ，锗的导通电压为 0.7V 。 6、（）二极管只要加上了正向电压，就一定能导通。 7、（）二极管正向使用时不能稳压。 8、（）电感滤波器一般常用于负载电流较小的场合。 9、（）电容滤波器实质上是在整流电路负载电阻旁串联一个电容器，常选用于负载电流较小的场合。 10、（）稳压二极管一般工作在反向击穿区。

经验整流电路简单的计算公式

整流二极管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。整流二极管主要用于各种低频整流电路。整流电路分类：单向、三相与多项整流电路；还可分为半波、全波、桥式整流电路；又可分为可控与不可控；当全部或部分整流元件为可控硅（晶闸管）时称可控整流电路（一）不可控整流电路 1、单向二极管半波整流电路半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低；因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。输出直流电压U=0.45U2 流过二极管平均电流I=U/RL=0.45U2/RL 二极管截止承受的最大反向电压是Um反=1.4U2 2、单向二极管全波整流电路因此称为全波整流，全波整流不仅利用了正半周，而且还巧妙地利用了负半周，从而大大地提高了整流效率（Usc＝0.9e2，比半波整流时大一倍）另外，这种电路中，每只整流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。输出直流电压U=0.9U2

流过二极管平均电流只是负载平均电流的一半,即流过负载的电流I=0.9U2/RL流过二极管电流I=0.45U2/RL 二极管截止时承受2.8U2的反向电压因此选择二极管参数的依据与半波整流电路相比有所不同，由于交流正负两个半周均有电流流过负载，因此变压器的利用率比半波整流高。二极管全波整流的另一种形式即桥式整流电路，是目前小功率整流电路最常用的整流电路。 3、二极管全波整流的结论都适用于桥式整流电路，不同点仅是每个二极管承受的反向电压比全波整流小了一半。桥式电路中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，比全波整洗电路小一半！ U=0.9U2 流过负载电流I=0.9U2/RL 流过二极管电流I=0.45U2/RL 二极管截止承受反向电压U=1.4U2 另外，在高电压或大电流的情况下，如果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。图5-7 示出了二极管并联的情况：两只二极管并联、每只分担电路总电流的一半，三只二极管并联，每只分担电路总电流的三分之一。总之，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。但是，在实际并联运用时"，由于各二极管特性不完全一致，不能均分所通过的电流，会使有的管子困负担过重而烧毁。因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器，使各并联二极管流过的电流接近一致。这种均流电阻R 一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。电流越大，R应选得越小。

二极管整流电路试题

一、晶体二极管和二极管整流电路一、填空 1、纯净的半导体称为本征半导体，它的导电能力很。在纯净的半导体中掺入少量的 3 价元素，可形成P型半导体，又称型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为。 2、在本征半导体中掺入价元素，可形成N型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为，它的导电能力比本征半导体。 3、如图，这是材料的二极管的____ 曲线，在正向电压超过 V 后，二极管开始导通，这个电压称为电压。正常导通后，此管的正向压降约为 V。当反向电压增大到 V时，即称为电压时，反向电流会急剧增大，该现象为。若反向电压继续增大，容易发生现象。其中稳压管一般工作在区。 4、二极管的伏安特性指和关系，当正向电压超过_____后，二极管导通。正常导通后，二极管的正向压降很小，硅管约为 V,锗管约为 V。 5、二极管的重要特性是，具体指：给二极管加电压，二极管导通；给二极管加电压，二极管截止。 6、PN结的单向导电性指，当反向电压增大到时，反向电流会急剧增大，这种现象称。 7、二极管的主要参数有 ________、_________和，二极管的主要特性是。 8、用模拟式万用表欧姆档测二极管的正、反向电阻时，若两次测得的阻值都较小，则表明二极管内部；若两次测得的阻值都较大，则表明二极管内部。两次测的阻值相差越大，则说明二极管的性能越好。 9、整流是指_______________________________________，单相整流电路分、和电路。将交流电转换成较稳定的直流电，一般要经过以下过程： ___________ →____________ →____________ →____________ 10、有一直流负载R L =9Ω，需要直流电压V L =45V,现有 2CP21(I FM =3000mA,V RM =100V)和2CP33B(I FM =500mA, V RM =50V) 两种型号的二极管,若采用桥式整流电路，应选用型二极管只。 11、稳压二极管的稳压特性指，动态电阻r Z 越大，

(完整版)整流二极管

整流二极管整流二极管是一种能够将交流电能转化成为直流电能的半导体器件，整流二极管具有明显的单向导电性，是一种大面积的功率器件，结电容大，工作频率较低，一般在几十千赫兹，反向电压从25V到3000V. 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，这种器件结面积大，能通过较大电流（通常可以达到数千安），但工作频率不高，一般在几十千赫兹以下，整流二极管主要用于各种低频整流电路。整流二极管的常用参数（1）最大平均整流电流IF：指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。该电流由PN结的结面积和散热条件决定。使用时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值，并要满足散热条件。例如1N4000系列二极管的IF为1A。（2）最高反向工作电压VR：指二极管两端允许施加的最大反向电压。若大于此值，则反向电流(IR)剧增，二极管的单向导电性被破坏，从而引起反向击穿。通常取反向击穿电压(VB)的一半作为(VR)。例如1N4001的VR为50V，1N4007的VR为1OOOV （3）最大反向电流IR：它是二极管在最高反向工作电压下允许流过的反向电流，此参数反映了二极管单向导电性能的好坏。因此这个电流值越小，表明二极管质量越好。（4）击穿电压VR：指二极管反向伏安特性曲线急剧弯曲点的电压值。反向为软特性时，则指给定反向漏电流条件下的电压值。（5）最高工作频率fm：它是二极管在正常情况下的最高工作频率。主要由PN结的结电容及扩散电容决定，若工作频率超过fm，则二极管的单向导电性能将不能很好地体现。例如1N4000系列二极管的fm为3kHz。（6）反向恢复时间tre：指在规定的负载、正向电流及最大反向瞬态电压下的反向恢复时间。（7）零偏压电容CO：指二极管两端电压为零时，扩散电容及结电容的容量之和。值得注意的是，由于制造工艺的限制，即使同一型号的二极管其参数的离散性也很大。手册中给出的参数往往是一个范围，若测试条件改变，则相应的参数也会发生变化，例如在25°C时测得1N5200系列硅塑封整流二极管的IR小于1OuA，而在100°C时IR则变为小于500uA。整流二极管的选用整流二极管一般为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。例如，1N

(完整版)单相整流电路试题

单相整流电路试题 1、在单相整流电路中，流过负载电阻的电流是（）。 A.交流电流 B.平滑直流 C.脉动直流 D.纹波电流 2、一个半波整流电路的变压器副边电压有效值为10V，负载电阻为500Ω，流过二极管的平均电流为（）。 A.90mA B.180 mA C.9 mA D.18 mA 3、整流电路如图P10.3所示，输出电压 U o1 和 U o2 分别为（）。 A.40.5V，-9V B.-40.5V，9V C.45V， -9V D.-45V，+9V 4、图P10.4（1）所示为单相全波整流电路，因故障VD2烧断。当 u 2 = U 2m sin?ωtV 时，输出电压 u o 的波形应为图P10.4（2）所示的（）。

A B C D 5、在单相桥式整流电路中，设变压器副边电压有效值为 U 2 =100V ，则负载两端的平均电压是（）。 A.100V B.90V C.45V D.141V 6、在单相桥式整流电路中，如果某个整流二极管极性接反，则会出现（）现象。 A.输出电压升高 B.输出电压降低 C.短路无输出 D.输出电压不变 7、在单相桥式整流电路中，设变压器副边电压有效值为 U 2 ，若负载开路，则每只整流二极管承受的最高反向电压是（）。 A . 2 U 2 B. 2 U 2 C . U 2 D . 2 2 U 2 8、桥式整流电路如图P10.8（1）所示，当 u= U m sin?ωtV 时，因故障VD3烧断。输出电压 u o 的波形应为图P10.8（2）所示的（）。

A B C D 9、桥式整流电路的变压器副边电压为20V，每个整流二极管所承受的最大反向电压为（）。 A.20V B.28.28V C.40V D.56.56V 10、测量桥式整流电路的输出直流电压为9V，此时发现有一只二极管已经断开，其变压器副边电压为（）。 A.10V B.15V C.20V D.25V 11、如果在整流电路的负载两端并联一个滤波电容，其输出波形脉动的大小将随着负载电阻值和电容量的增加而（）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定 12、在单相半波整流电容滤波电路中，设变压器副边电压有效值为 U 2 =100V，若滤波电容开路，则二极管承受的最高反向电压可达到（）。 A.200V B.141V C. 282V D.100V 13、桥式整流电容滤波电路的变压器副边电压为20V，当R L C ≥（3~5）T/2时，输出电压为（）。 A.24V B.28V C.9V D.18V 14、图P10.14所示电路中，负载电阻 R L 增大时，输出电压 U o 和二极管导通角θ的变化为（）。

二极管及整流电路练习题

二极管及整流电路练习题一、填空 1、纯净的半导体称为，它的导电能力很。在纯净的半导体中掺入少量的价元素，可形成P型半导体，又称型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为。 2、在本征半导体中掺入价元素，可形成N型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为，它的导电能力比本征半导体。 3、如图，这是材料的二极管的____ 曲线，在正向电压超过 V 后，二极管开始导通，这个电压称为电压。正常导通后，此管的正向压降约为 V。当反向电压增大到 V时， V 即称为电压。其中稳压管一般工作在区。 4、二极管的伏安特性指和 _____后，二极管导通。正常导通后，二极管的正向压降很小，硅管约为 V, 为 V。 5、二极管的重要特性是，具体指：给二极管加电压，二极管导通；给二极管加电压，二极管截止。 6、PN结的单向导电性指，当反向电压增大到时，反向电流会急剧增大，这种现象称。 7、二极管的主要参数有 ________、_________和，二极管的主要特性是。 8、用模拟式万用表欧姆档测二极管的正、反向电阻时，若两次测得的阻值都较小，则表明二极管内部；若两次测得的阻值都较大，则表明二极管内部。两次测的阻值相差越大，则说明二极管的性能越好。 9、整流是指_______________________________________，整流电路分可为：和电路。将交流电转换成较稳定的直流电，一般要经过以下过程： ___________ →____________ →____________ →____________ 10、有一直流负载R L=9Ω，需要直流电压V L=45V,现有2CP21(I FM=3000mA,V RM=100V) 和2CP33B(I FM=500mA, V RM=50V) 两种型号的二极管,若采用桥式整流电路，应选用型二极管只。 11、稳压二极管的稳压特性指，动态电阻r Z越大，说明稳压性能越。 12、滤波器的作用是将整流电路输出的中的成分滤去，获得比较的直流电,通常接在电路的后面。它一般分为、和三类。 13、有一锗二极管正反向电阻均接近于零，表明该二极管已_______ ，又有一硅二

光电二极管检测电路的组成及工作原理

光电二极管及其相关的前置放大器是基本物理量和电子量之间的桥梁。许多精密应用领域需要检测光亮度并将之转换为有用的数字信号。光检测电路可用于CT扫描仪、血液分析仪、烟雾检测器、位置传感器、红外高温计和色谱分析仪等系统中。在这些电路中,光电二极管产生一个与照明度成比例的微弱电流。而前置放大器将光电二极管传感器的电流输出信号转换为一个可用的电压信号。看起来好象用一个光电二极管、一个放大器和一个电阻便能轻易地实现简单的电流至电压的转换,但这种应用电路却提出了一个问题的多个侧面。为了进一步扩展应用前景,单电源电路还在电路的运行、稳定性及噪声处理方面显示出新的限制。本文将分析并通过模拟验证这种典型应用电路的稳定性及噪声性能。首先探讨电路工作原理,然后如果读者有机会的话,可以运行一个SPICE模拟程序,它会很形象地说明电路原理。以上两步是完成设计过程的开始。第三步也是最重要的一步（本文未作讨论）是制作实验模拟板。 1 光检测电路的基本组成和工作原理设计一个精密的光检测电路最常用的方法是将一个光电二极管跨接在一个CMOS输入放大器的输入端和反馈环路的电阻之间。这种方式的单电源电路示于图1中。在该电路中,光电二极管工作于光致电压（零偏置）方式。光电二极管上的入射光使之产生的电流I SC从负极流至正极,如图中所示。由于CMOS放大器反相输入端的输入阻抗非常高,二极管产生的电流将流过反馈电阻R F。输出电压会随着电阻R F两端的压降而变化。图中的放大系统将电流转换为电压,即 V OUT = I SC×R F（1）图1 单电源光电二极管检测电路式（1）中,V OUT是运算放大器输出端的电压,单位为V;I SC是光电二极管产生的电流,单位为A;R F是放大器电路中的反馈电阻,单位为W 。图1中的C RF是电阻R F的寄生电容和电路板的分布电容,且具有一个单极点为1/（2p R F C RF）。用SPICE可在一定频率范围内模拟从光到电压的转换关系。模拟中可选的变量是放大器的反馈元件R F。用这个模拟程序,激励信号源为I SC,输出端电压为V OUT。此例中,R F的缺省值为1MW ,C RF为0.5pF。理想的光电二极管模型包括一个二极管和理想的电流源。给出这些值后,传输函数中的极点等于1/（2p R F C RF）,即318.3kHz。改变R F 可在信号频响范围内改变极点。

单相半波可控整流电路教学实例

单相半波可控整流电路教学实例发表时间：2019-07-03T16:34:11.227Z 来源：《教育学》2019年7月总第182期作者：徐敏隋璐娜 [导读] 本文作者以单相半波可控整流电路教学实例阐述了其整体授课思路，结合企业实际，如何使用任务驱动教学法，六步法完成任务的思路，逐步引导学生深入研究单相半波可控整流电路的原理，规范安装调试操作过程。青岛市技师学院山东青岛266229 摘要：本文作者以单相半波可控整流电路教学实例阐述了其整体授课思路，结合企业实际，如何使用任务驱动教学法，六步法完成任务的思路，逐步引导学生深入研究单相半波可控整流电路的原理，规范安装调试操作过程。关键词：单相半波可控整流电路任务驱动教学法安装调试随着电力电子技术在现代企业应用的普及，开设电气、机电专业的职业学校都会安排电力电子技术这门课程，而且电力电子技术方面的题目在电工高级工及以上等级鉴定题库占比重越来越多。而电力电子课程理论性比较强，更加抽象，应用到其它专业课程内容进行分析，难度大一些，学生学习会相对困难。教学要从学生角度出发，了解他们的当前基础，制定适合的教学计划，目标是学生学会。教学也要从企业角度出发，培养企业需要的人才，通过和生产一线技术与管理人员交流，深入生产现场调研，将企业的需求转化整合，制定课堂教学目标，设计教学方案。单相半波可控整流电路是最简单的可控整流电路，也是学生接触的第一个可控整流电路，因此能够成功引起学生的学习兴趣，为今后分析复杂的可控整流与逆变电路打下良好的基础，会起到极为重要的作用。以一体化形式进行教学，理论实践相结合，分析电路原理和动手操作直接观察现象结合，符合认知发展规律，利于学生掌握知识与技能。课题从企业开发新产品新型充电桩，让学生协助研究单相半波可控整流电路，测试电路的参数，使用任务驱动法导入。以企业提供的电路图图纸和需要测试的数据、记录波形变化的表格，为了完成企业交付的工作任务，引起学生对单相半波可控整流电路组成、原理、安装调试测试方法等内容的学习具有需求性。老师带领学生按照完成任务的思路阅读图纸（见图1），制定工作计划如下：安装电路——调节参数——测量记录——计算绘图——核对验收——提交上报。为了更好体现工作场景，将全班分成若干小组，每个组布置测试不同控制角的参数，每个小组内再将任务分解，具体分配给每一名成员，通过全组学生的分工合作完成单相半波可控整流电路参数表和波形测试报告。参数记录表包括U2，Ud记录值，Ud/Ud计算值。波形测试报告包括电阻性负载、阻感负载，阻感负载加续流二极管的不同控制角Ud，UVT的波形。以此推动促进学生主动学习。图1 对于计划中的每一项任务，都包含着理论与技能的学习训练。安装电路——学生通过识读电路图，了解到单相半波可控整流电路的组成，训练了识别元器件、看图接线的操作能力。调节参数——要在分析电路原理的基础上才能正确完成调整参数。通过调节单结晶体管触发电路的电位器RP1,改变晶闸管的控制角，如何正确读取控制角度大小，要会使用示波器测量波形，并保证调节准确，会判断各控制角的波形。测量记录——复习万用表、直流电压表的使用，能够熟练掌握常用仪表的使用方法。计算绘图——训练学生公式运用和规范绘图能力，具备基本计算能力。核对验收——让学生了解企业的工作程序，严谨认真对待每一项工作，每一个数字，培养对待工作的责任感，把职业素养养成教育融入其中。提交上报——郑重对待工作的临场感与完成任务的秩序观念养成教育。从小组配合完成任务，体验团队合作，互相配合，互相帮助的关系。用设计的表格量化评价小组（见表1）与学生（见表2）完成任务的情况，明确责任，便于查找问题原因。表1. 单相半波可控整流电路安装调试验收项目完成任务过程，教师要关注到各组的整体进度，还要照顾个别学生的操作，出现问题及时给予指导解答。多运用鼓励方式让学生积极探索，有意识锻炼理解力和操作能力强的学生去协助老师完成辅导任务。将学生测量的数据汇总后，指导学生从不同角度对比分析。通过分析数据，可以对理论逐渐深入，更重要的是指导学生学习不能仅停留在表面浅层次，要细心观察进入更深的层次，能够运用以前学过的理论解释分析实践出现的现象。完成任务后，安排实验完成出色的学生介绍经验，使全班能够分享到操作技巧和拓展延伸理论知识，也要列举学生出现失误的地方，

光电二极管检测电路的工作原理及设计方案

?光电二极管及其相关的前置放大器是基本物理量和电子量之间的桥梁。许多精密应用领域需要检测光亮度并将之转换为有用的数字信号。光检测电路可用于CT扫描仪、血液分析仪、烟雾检测器、位置传感器、红外高温计和色谱分析仪等系统中。在这些电路中，光电二极管产生一个与照明度成比例的微弱电流。而前置放大器将光电二极管传感器的电流输出信号转换为一个可用的电压信号。看起来好象用一个光电二极管、一个放大器和一个电阻便能轻易地实现简单的电流至电压的转换，但这种应用电路却提出了一个问题的多个侧面。为了进一步扩展应用前景，单电源电路还在电路的运行、稳定性及噪声处理方面显示出新的限制。本文将分析并通过模拟验证这种典型应用电路的稳定性及噪声性能。首先探讨电路工作原理，然后如果读者有机会的话，可以运行一个SP IC E模拟程序，它会很形象地说明电路原理。以上两步是完成设计过程的开始。第三步也是最重要的一步（本文未作讨论）是制作实验模拟板。 1 光检测电路的基本组成和工作原理设计一个精密的光检测电路最常用的方法是将一个光电二极管跨接在一个CMOS 输入放大器的输入端和反馈环路的电阻之间。这种方式的单电源电路示于图1中。在该电路中，光电二极管工作于光致电压（零偏置）方式。光电二极管上的入射光使之产生的电流ISC从负极流至正极，如图中所示。由于CMOS放大器反相输入端的输入阻抗非常高，二极管产生的电流将流过反馈电阻RF。输出电压会随着电阻RF两端的压降而变化。图中的放大系统将电流转换为电压，即 VOUT = ISC ×RF （1）

图1 单电源光电二极管检测电路式（1）中，VOUT是运算放大器输出端的电压，单位为V;ISC是光电二极管产生的电流，单位为A;RF是放大器电路中的反馈电阻，单位为W 。图1中的CRF是电阻RF的寄生电容和电路板的分布电容，且具有一个单极点为1/（2p RF CRF）。用SPICE可在一定频率范围内模拟从光到电压的转换关系。模拟中可选的变量是放大器的反馈元件RF。用这个模拟程序，激励信号源为ISC，输出端电压为VOUT。此例中，RF的缺省值为1MW ，CRF为0.5pF。理想的光电二极管模型包括一个二极管和理想的电流源。给出这些值后，传输函数中的极点等于1/（2p RFCRF），即318.3kHz。改变RF可在信号频响范围内改变极点。遗憾的是，如果不考虑稳定性和噪声等问题，这种简单的方案通常是注定要失败的。例如，系统的阶跃响应会产生一个其数量难以接受的振铃输出，更坏的情况是电路可能会产生振荡。如果解决了系统不稳定的问题，输出响应可能仍然会有足够大的“噪声”而得不到可靠的结果。实现一个稳定的光检测电路从理解电路的变量、分析整个传输函数和设计一个可靠的电路方案开始。设计时首先考虑的是为光电二极管响应选择合适的电阻。第二是分析稳定性。然后应评估系统的稳定性并分析输出噪声，根据每种应用的要求将之调节到适当的水平。这种电路中有三个设计变量需要考虑分析，它们是：光电二极管、放大器和R//C反馈网络。首先选择光电二极管，虽然它具有良好的光响应特性，但二极管的寄生电容将对电路的噪声增益和稳定性有极大的影响。另外，光电二极管的并联寄生电阻在很宽的温度范围内变化，会在温度极限时导致不稳定和噪声问题。为了保持良好的线性性能及较低的失调误差，运放应该具有一个较小的输入偏置电流（例如CMOS工艺）。此外，输入噪声电压、输入共模电容和差分电容也对系统的稳定性和整体精度产生不利的影响。最后，R//C反馈网络用于建立电路的增益。该网络也会对电路的稳定性和噪声性能产生影响。 2 光检测电路的SPICE模型