晶体二极管和二极管整流电路
《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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晶体二极管的作用
晶体二极管的作用晶体二极管（Diode）是一种半导体器件，它有着极其特殊的电学性质，被广泛应用于各种电子电路中。
它由一个P型半导体区和一个N型半导体区组成，形成一个PN结。
正向偏置时，它能够导电，反向偏置时则不能导电。
晶体二极管可以起到限流、整流、削波、稳压等重要作用。
1.整流作用最常见的就是晶体二极管的整流作用。
在交流电源的电路中，只需将一个晶体二极管接在负载电路的正向，就可以将交流信号变成单向的直流信号，这种装置就是晶体二极管整流电路。
整流电路适用于安装需要单向电流供应的场合，如通信和发射功率调整，无源放大器、送放控制设备中，它常常与电容、电感等器件组成滤波电路，使输出直流电压更加平稳。
2.削波作用当同时加以交流电压和正向直流电压时，晶体二极管呈现出的电流形象是一个波形。
因波形只能转化为单向的直流流动，因而波形的负半周期无法通过二极管。
这时，只是将波形最高处的峰值电压所对应的电路电压传递下来。
这是晶体二极管起到的削波作用。
削波可以使用单个二极管或者多个二极管连接使用。
二极管削波电路能够使输入变成干净的脉冲或方波，被广泛应用于瞬态脉冲信号的接收和处理，如雷达灌频、电视机图像扫描等。
在电路中，当需要限制电流时，就可以使用晶体二极管起到限流作用。
晶体二极管的正向电压方向流电流，反向电压方向不流电流，因此可以通过二极管来控制流经负载的电流。
在使用限流电路时，需要对二极管的最大电压和功率进行规定，这样可以使二极管正常工作，同时不会损坏二极管。
4.稳压作用晶体二极管具有一定的稳压特性，可以使用稳压二极管在电路中实现电压稳定的目的。
稳压二极管具有在一定范围内几乎恒定的反向电压导通能力。
当电路的输入电压变化时，稳压二极管能够自动调节输出电压以保持输出电压恒定。
稳压二极管被广泛应用于像色相信号放大器、音频信号放大器、直流电源电路等电子电路中。
总之，晶体二极管在电子电路中有着非常广泛的应用，可以起到限流、整流、削波、稳压等重要作用。
晶闸管整流电路
T u u
VT u id
VT
a)
1
2
u
d
R
u b) u
2
0
g
wt
1
p
2p
wt
wt
0 u VT
q
wt
如改变触发时刻：
在一个周期内，输出直流 电压脉动1次。
e)
0
wt
单相半波可控整流电路及波形
2.3.1 单相半波可控整流电路
基本数量关系
首先，引入两个重要的基本概念： 触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉 冲止的电角度,用表示,也称触发角或控制角。 导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示 。
引言
整流电路：
出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。
整流电路的分类：
按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为
单拍电路和双拍电路。
2.1
不可控器件—电力二极管· 引言
Power Diode结构和原理简单，工作可靠，自 20世纪50年代初期就获得应用。
2) 带阻感负载的工作情况
阻感负载的特点： VT处于断态时： 触发后VT开通：
c) u2 b) 0
wt 1
p
2p
wt
ug
id=0，VT关断承受反压
0 ud + d) 0 id e) 0 +
wt
负载直流平均电压下降
讨论负载阻抗角j、触发 角 a 、晶闸管导通角 θ 的 关系。
wt
q
二极管
二极管一.二极管的特性与应用:几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。
二.二极管的工作原理:晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。
当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。
当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。
当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。
当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。
三.二极管的类型二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。
根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。
按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”。
由于是点接触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。
面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。
平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。
四.二极管的导电特性二极管最重要的特性就是单方向导电性。
在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。
下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。
1. 正向特性。
用晶体二极管代换电子管整流妙法
用晶体二极管代换电子管整流妙法
旧式电子仪器和音频扩大机多用电子管整流取得高压直流（如图１），但电子管易老化，常用的整流管有５Ｚ３Ｐ、５Ｕ４、６Ｚ４等。
修理者常用１Ｎ５４０８等高反压二极管取代，但有两个问题要解决：
１．用晶体管整流输出直流高压会明显升高，会促使其余电子管老化。
２．晶体管整流一接通电源直流高压就会建立，而电路中其他电子管阴极还未充分加热，会影响使用寿命；第二条的影响大于第一条，因此必须改动线路，增加高压延时电路。
如图２所示：根据交流电源电压的高低将２～５只１Ｎ５４０８串接，先作全波整流，而原有的整流管（５Ｚ３Ｐ）就串接在后面，这样使用可以解决前述的两个问题；即或是电子管已有些老化，都很好用。
笔者在多台电子仪器和５０瓦电子管扩音机上使用都好用。
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整流二极管工作原理
整流二极管工作原理二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管;它是一种具有单向传导电流的电子器件。
在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。
一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。
在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。
当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。
外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。
这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。
当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管导通，电流随电压增大而迅速上升。
在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的正向电压。
反向性外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流，由于反向电流很小，二极管处于截止状态。
这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流，二极管的反向饱和电流受温度影响很大。
击穿外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。
引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。
电击穿时二极管失去单向导电性。
如果二极管没有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被永久破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，否则二极管就损坏了。
因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。
二极管是一种具有单向导电的二端器件，有电子二极管和晶体二极管之分，电子二极管现已很少见到，比较常见和常用的多是晶体二极管。
二极管的单向导电特性，几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。
二极管的管压降：硅二极管(不发光类型)正向管压降0.7V，锗管正向管压降为0.3V，发光二极管正向管压降会随不同发光颜色而不同。
晶体二极管-完整版课件
二极管的特性：具有单向导电性，一般只允许电流由单一方向流过。 故二极管有正（阳）、负（阴）极之分。 二极管极性的判别方法：色点和色环的一端为负极（如图所示）；发 光二极管的引脚长短也能判别出正负极，未经处理的发光二极管引脚 长的为正极（如图所示）。
使用二极管时,工作参数不能 超过二极管的额定参数（电 流、电压、温度等），否则 就会损坏二极管。
普通二极管 稳压二极管 发光二极管 光电二极管
常用的二极管外形、电路符号
发光二极管也被称LED，它主要被用于电源指示，作为新型光源现在 也被作为照明使用，它节能使用寿命长的卓越性能是无与伦比，它和 用于显示的数码管的身影在我们生活中随处可见。以下是常用的发光 二极管和数码管的外形。
常用发光二极管、数码管外形
高中通用技术
附录
电子元器件
考试内容
要求 属性
①常用电阻器、电容器、电感器的外形特征、电路符 b
号与标称值 b
②常见二极管及电路符号、特性，正负电极的判断 ③常用的三极管及电路符号，三极管三个电极、电流
b 放大作用及三个工作区
加试
四、晶体பைடு நூலகம்极管
简称二极管，是由一个半导体PN结和两个电极和管壳组成。在电路中 主要用作整流、检波、稳压等。常用二极管的外形和电路符号如下。
晶体二极管-电容十倍升压电路图
晶体二极管-电容十倍升压电路图晶体二极管-电容十倍升压电路该电路可作为臭氧产生器、助燃器等直流电压电路。
在一些需用高电压、小电流的地方，常常使用倍压整流电路。
倍压整流，可以把较低的交流电压，用耐压较低的整流二极管和电容器，“整”出一个较高的直流电压。
倍压整流电路一般按输出电压是输入电压的多少倍，分为二倍压、三倍压与多倍压整流电路。
图2是二倍压整流电路。
电路由变压器B 、两个整流 二极管D1、D2及两个电容器C1、C2组成。
其工作原理如下：e2正半周（上正下负）时，二极管D1导通，D2截止，电流经过D1对C1充电，将电容Cl 上的电压充到接近e2的峰值，并基本保持不变。
e2为负半周（上负下正）时，二极管D2导通，Dl 截止。
eCCD DLNU 图~22U = 3 kV CCCCCCCC CCDD D D D D D D D DLN图 1此时，Cl 上的电压Uc1＝与电源电压e2串联相加，电流经D2对电容C2充电，充电电压Uc2＝e2峰值＋1．2E2≈。
如此反复充电，C2上的电压就基本上是了。
它的值是变压器电级电压的二倍，所以叫做二倍压整流电路。
在实际电路中，负载上的电压Usc= 。
整流二极管D1和D2所承受的最高反向电压均为。
电容器上的直流电压Uc1=，Uc2=。
可以据此设计电路和选择元件。
在二倍压整流电路的基础上，再加一个整流二极管D3和－个滤波电容器C3，就可以组成三倍压整流电路，如图3所示。
三倍压整流电路的工作原理是：在e2的第一个半周和第二个半周与二倍压整流电路相同，即C1上的电压被充电到接，C2上的电压被充电到接近。
当第三个半周时，D1、D3导通，D2截止，电流除经D1给C1充电外，又经D3给C3充电， C3上的充电电压Uc3=e2峰值＋Uc2一Uc1≈这样，在RFZ ，，上就可以输出直流电压Usc ＝Uc1i ＋Uc3≈＋＝3√2 E。
，实现三倍压整流。
在实际电路中，负载上的电压Ufz≈整流二极管D3所承妥的最高反向电压也是电容器上的直流电压为。
模拟电子电路电子课件第一章二极管及其应用
第一章 二极管及其应用
（2）扩散电容 当PN结外加正向电压时，在空间电荷区两侧的扩散区内，少数载流子 的分布会随外加电压的变化而发生改变，形成电容效应，称为扩散电容。 PN结的势垒电容和扩散电容都是非线性电容。PN结的结电容为势垒电 容和扩散电容之和。由于结电容的存在，当工作频率很高时，结电容的影 响就不可忽略，如果工作频率过高，高频电流将主要从结电容通过，这将 会破坏PN结的单向导电性。
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第一章 二极管及其应用
将交流电转换为直流电称为整流。具有单向导电性的二极管是最常用的 整流元件。
电动自行车充电器
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第一章 二极管及其应用
一、单相半波整流电路
观察半波整流电路波形，实验电路如图所示。
单相半波整流电路 a)原理电路 b)实测半波整流波形
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第一章 二极管及其应用
二、单相桥式整流电路
PN结外加正向电压
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第一章 二极管及其应用
（2）PN结外加反向电压 PN结P区接低电位、N区接高电位时，称PN结外加反向电压，又称PN结 反向偏置，简称反偏，如图所示。这时，外电场与PN结内电场方向相同， 内电场被增强，PN结空间电荷区变宽。这使得多数载流子的扩散运动受阻， 但对少数载流子的漂移运动有利，从而形成极小的反向电流，反向电流的 方向由N区指向P区。
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第一章 二极管及其应用
二极管内部结构示意图 a)点接触型 b)面接触型 c)平面型
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第一章 二极管及其应用
二、二极管的型号命名
国产二极管的型号命名方法见表。
国产二极管的型号命名方法
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第一章 二极管及其应用
三、二极管的主要参数
不同型号的二极管都有一些技术数据（即参数）作为它合理、安全使用 的依据。二极管的主要参数如下：
二极管基本概念基本概念二极管是晶体二极管的简称，也叫半导体...
二极管基本概念基本概念二极管是晶体二极管的简称，也叫半导体二极管，用半导体单晶材料（主要是锗和硅）制成，是半导体器件中最基本的一种器件，是一种具有单方向导电特性的无源半导体器件。
一、二极管基本结构二极管的基本结构是一个PN结，二极管的所有特性都取决于PN结特性。
从PN结的导电原理可知，只有在正向偏置条件下，二极管才处于导通状态，所以说二极管具有单方向导电特性。
二、电路符号分类：半导体二极管种类很多。
基本参数基本参数一、结压降：结压降是指当外加正向偏置电压时，二极管能进入正常导通状态时的必须具有的最小外加电压值，也称为死区电压或导通电压。
对于硅二极管，这个电压一般为0.6V左右；对于锗二极管，这个电压一般为0.2V左右。
二、正向直流电阻R D：正向直流电阻R D是指二极管在给定外加正向直流电压时的电压与电流之比，R D=V DQ/I DA。
三、正向交流电阻r d：正向交流电阻r d是指在给定外加正向交流电压时的D V D与D I D之比，r d=D V D/D I D。
四、反向击穿电压V BR：反向击穿电压V BR是指反向击穿电压增大到某个值，反向电流迅速增大时所对应的电压值。
五、最高反向工作电压V RM ：最高反向工作电压V RM是指二极管不被反向击穿的最高反向电压，一般取反向击穿电压的1/2。
对有些小容量二极管，最高反向工作电压则定为反向击穿电压的2/3。
应用中一定要保证不超过最大反向工作电压。
防止三极管因进入饱和状态而降低开关速度。
六、最大反向电流I BR：最大反向电流I BR是指在规定的反向偏压下，通过二极管的电流。
这一电流在反向击穿之前大致不变，故又称为反向饱和电流，如图所示。
通常硅管为几毫安以下，锗管为几百微安。
反向电流的大小，反映了晶体二极管单向导电性能的好坏，反向电流的数值越小越好。
七、最高工作频率f M：最高工作频率f M指二极管能保持良好工作特性时的工作电压最高频率。
有时手册中标出的不是“最高工作频率（f M）”，而是标出“频率（f）”，意义是一样的。