1、課程名稱：模擬電子技術(shù)課程名稱：模擬電子技術(shù)主講人：楊淼主講人：楊淼直流穩(wěn)壓電源各組成部分作用直流穩(wěn)壓電源各組成部分作用: :交流交流電壓電壓脈動脈動直流電壓直流電壓整流整流濾波濾波有波紋的有波紋的直流電壓直流電壓穩(wěn)壓穩(wěn)壓直流直流電壓電壓 項目項目1 設(shè)計與制作線性集成直流穩(wěn)壓電源設(shè)計與制作線性集成直流穩(wěn)壓電源 一、半導(dǎo)體的特性一、半導(dǎo)體的特性 1. 1.半導(dǎo)體半導(dǎo)體導(dǎo)電能力介于導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體導(dǎo)體和和絕緣體絕緣體之間的物質(zhì)，常用硅之間的物質(zhì)，常用硅(Si)(Si)、鍺、鍺(Ge)(Ge)和砷化鎵和砷化鎵(GaAs)(GaAs)等。等。 2.2.半導(dǎo)體的特性半導(dǎo)體的特性熱敏性、光敏熱敏性、光敏

2、性、摻雜性性、摻雜性 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識二、本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純凈的二、本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純凈的單晶結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體單晶結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體 1. 1.硅和鍺簡化原子結(jié)構(gòu)模型硅和鍺簡化原子結(jié)構(gòu)模型硅和鍺都是四價元素，原子最外層有硅和鍺都是四價元素，原子最外層有4 4個價電子個價電子。sisi硅原子硅原子Ge鍺原子鍺原子Ge+4+4硅和鍺最外層軌硅和鍺最外層軌道上的四個電子道上的四個電子稱為稱為價電子價電子。束縛電子束縛電子 把把硅或鍺材料制成單晶體時硅或鍺材料制成單晶體時, , 價電子不僅受到自身原子核價電子不僅受到自身原子核的約束，還要受到相鄰原子的約束，還要受到相鄰原子核的吸引，使得核的吸引，使

3、得每個價電子每個價電子為相鄰原子所共有，從而形為相鄰原子所共有，從而形成共價鍵。成共價鍵。2.2.本征半導(dǎo)體共價鍵晶體結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體共價鍵晶體結(jié)構(gòu)+4+4+4+4+4+4+4+4+4 本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)在在T=0KT=0K時，所有的價電時，所有的價電子被共價鍵緊緊束縛在共子被共價鍵緊緊束縛在共價鍵中，不會成為價鍵中，不會成為自由電自由電子子，故本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能故本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力很弱，接近絕緣體。力很弱，接近絕緣體。這一現(xiàn)象稱為這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)本征激發(fā)，也稱也稱熱激發(fā)熱激發(fā) 當(dāng)溫度升高或受到光的當(dāng)溫度升高或受到光的照射時，束縛電子能量增照射時，束縛電子能量增高，有

4、的電子可以掙脫原高，有的電子可以掙脫原子核的束縛，而參與導(dǎo)電子核的束縛，而參與導(dǎo)電，成為，成為自由電子自由電子。自由電子自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴 自由電子產(chǎn)生的同自由電子產(chǎn)生的同時，在其原來的共價鍵時，在其原來的共價鍵中就出現(xiàn)了一個空位，中就出現(xiàn)了一個空位，稱為稱為空穴空穴。 自由電子自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴電子空穴對電子空穴對2) 2) 本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子電子和空穴本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子電子和空穴本征激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對本征激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對空穴帶正電，空穴帶正電，它靠正離子吸引附它靠正離子吸引附近自由電子而移動近自由電子而移動電子帶負(fù)電

5、，電子帶負(fù)電，它能自由移它能自由移動動自由電子自由電子 帶負(fù)電荷帶負(fù)電荷 電子流電子流+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子自由電子E載流子載流子空穴空穴 帶正電荷帶正電荷 空穴流空穴流本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化3) 導(dǎo)電原理導(dǎo)電原理復(fù)合現(xiàn)象復(fù)合現(xiàn)象 激發(fā)和復(fù)合矛盾激發(fā)和復(fù)合矛盾由于本征激發(fā)產(chǎn)生的電子由于本征激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴對的數(shù)目很少，則本空穴對的數(shù)目很少，則本征半導(dǎo)體中載流子濃度很征半導(dǎo)體中載流子濃度很低，其導(dǎo)電能力很弱。低，其導(dǎo)電能力很弱。 熱敏和光敏特性

6、熱敏和光敏特性 摻雜特性摻雜特性 444454444雜質(zhì)原子提供的多余的電子雜質(zhì)正離子(a)三、雜質(zhì)半導(dǎo)體三、雜質(zhì)半導(dǎo)體1. N1. N型半導(dǎo)體（電子型）型半導(dǎo)體（電子型） 本征硅本征硅( (或鍺或鍺) )中摻中摻入少量的五價元素入少量的五價元素( (如磷、砷、銻等如磷、砷、銻等) )，多多數(shù)載流數(shù)載流子是電子子是電子，少數(shù)載流子（本征激少數(shù)載流子（本征激發(fā)引起）是空穴發(fā)引起）是空穴。 摻入雜質(zhì)（微量有用）的半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)（微量有用）的半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體（電子型）型半導(dǎo)體（電子型）多余電子多余電子磷原子磷原子砷等砷等硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+4+4+5+N型半導(dǎo)體施主離子施主離子自由

7、電子自由電子電子空穴對電子空穴對 在本征半導(dǎo)體中摻入三價雜質(zhì)元素，如硼、鎵等。在本征半導(dǎo)體中摻入三價雜質(zhì)元素，如硼、鎵等?？昭昭ㄅ鹪优鹪庸柙庸柙?4+4+4+4+4+4+3+4+4P型半導(dǎo)體受主離子受主離子空穴空穴電子空穴對電子空穴對2.2.P型半導(dǎo)體（空穴型）型半導(dǎo)體（空穴型）雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖+N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體多子多子電子電子少子少子空穴空穴P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體多子多子空穴空穴少子少子電子電子耗盡層耗盡層勢壘層勢壘層內(nèi)電場內(nèi)電場E因多子濃度差因多子濃度差形成內(nèi)電場形成內(nèi)電場多子的擴散多子的擴散 空間電荷區(qū)空間電荷區(qū) 阻止多子擴散，促使少子漂移。阻止多子擴

8、散，促使少子漂移。PNPN結(jié)合結(jié)合+P型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)多子擴散電流多子擴散電流少子漂移電流少子漂移電流三、三、PNPN結(jié)及單向?qū)щ娞匦越Y(jié)及單向?qū)щ娞匦陨僮语h移少子飄移補充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，補充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，E多子擴散多子擴散 又失去多子，耗盡層寬，又失去多子，耗盡層寬，EP型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+內(nèi)電場E多子擴散電流多子擴散電流少子漂移電流少子漂移電流耗盡層耗盡層動態(tài)平衡：動態(tài)平衡：擴散電流擴散電流 漂移電流漂移電流總電流總電流0(1) 加正向電壓加正向電壓(正偏正偏)電源正極接電源正極接P區(qū)，負(fù)極接區(qū)，負(fù)極接N區(qū)區(qū) 外電場的方向與內(nèi)電場方向相反

9、外電場的方向與內(nèi)電場方向相反 外電場削弱內(nèi)電場外電場削弱內(nèi)電場耗盡層變窄耗盡層變窄 擴散運動漂移運動擴散運動漂移運動多子多子擴散形成正向電流擴散形成正向電流I I F F+P型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+WER空間電荷區(qū)內(nèi)電場E正向電流正向電流 2. PN PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?2) 加反向電壓加反向電壓電源正極接電源正極接N區(qū)，負(fù)極接區(qū)，負(fù)極接P區(qū)區(qū) 外電場的方向與內(nèi)電場方向相同。外電場的方向與內(nèi)電場方向相同。 外電場加強內(nèi)電場外電場加強內(nèi)電場 耗盡層變寬耗盡層變寬 漂移運動擴散運動漂移運動擴散運動少子漂移形成反向電流少子漂移形成反向電流I I R R+內(nèi)電場+E+EW+空 間 電 荷

10、區(qū)+R+IRPN 在一定的溫度下，由本在一定的溫度下，由本征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是一定的，故一定的，故IR基本上與外基本上與外加反壓的大小無關(guān)加反壓的大小無關(guān)，所以所以稱為稱為反向飽和電流反向飽和電流。但。但IR與溫度有關(guān)。與溫度有關(guān)。 PNPN結(jié)加正向電壓時，具有較大的正向擴結(jié)加正向電壓時，具有較大的正向擴散電流，呈現(xiàn)低電阻，散電流，呈現(xiàn)低電阻， PNPN結(jié)導(dǎo)通；結(jié)導(dǎo)通； PNPN結(jié)加反向電壓時，具有很小的反向漂結(jié)加反向電壓時，具有很小的反向漂移電流，呈現(xiàn)高電阻，移電流，呈現(xiàn)高電阻， PNPN結(jié)截止。結(jié)截止。 由此可以得出結(jié)論：由此可以得出結(jié)論：PNPN結(jié)具有單向?qū)щ娊Y(jié)具

11、有單向?qū)щ娦?。性。半?dǎo)體的半導(dǎo)體的特點？特點？雜質(zhì)半導(dǎo)體有雜質(zhì)半導(dǎo)體有哪兩種？各自哪兩種？各自特點是什么？特點是什么？PN結(jié)的特結(jié)的特點是什么？點是什么？熱激發(fā)現(xiàn)象熱激發(fā)現(xiàn)象是指什么？是指什么？為什么本征半為什么本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力導(dǎo)體導(dǎo)電能力很弱？很弱？二極管結(jié)構(gòu)、符號和類型二極管結(jié)構(gòu)、符號和類型二極管類型二極管類型按材料分按材料分硅二極管硅二極管鍺二極管鍺二極管按結(jié)構(gòu)分按結(jié)構(gòu)分點接觸型點接觸型面接觸型面接觸型點接觸型點接觸型 正極正極 引線引線觸絲觸絲N型鍺片型鍺片外殼外殼負(fù)極負(fù)極 引線引線負(fù)極引線負(fù)極引線 面接觸型面接觸型N型鍺型鍺PN結(jié)結(jié) 正極引線正極引線鋁合金鋁合金小球小球底座底座金銻

12、金銻 合金合金平面型平面型正極正極引線引線負(fù)極負(fù)極引線引線集成電路中平面型集成電路中平面型pNP型支持襯底型支持襯底砷化鎵二極管砷化鎵二極管 按用途分按用途分: :有整流、穩(wěn)壓、開關(guān)、發(fā)光、光電、有整流、穩(wěn)壓、開關(guān)、發(fā)光、光電、變?nèi)?、阻尼等二極管變?nèi)?、阻尼等二極管 按封裝形式分按封裝形式分: :有塑封及金屬封等二極管。有塑封及金屬封等二極管。 按功率分按功率分: :有大功率、中功率及小功率等二極有大功率、中功率及小功率等二極管。管。 二、半導(dǎo)體二極管的伏安特性二、半導(dǎo)體二極管的伏安特性 硅：硅：0.5 V 鍺：鍺： 0.1 V(1) 正向特性正向特性導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降反向飽和電流反向飽和電流(2

13、) 反向特性反向特性死區(qū)死區(qū)電壓電壓iu0擊穿電壓擊穿電壓UBR實驗曲線實驗曲線uEiVmAuEiVuA鍺鍺 硅：硅：0.7 V 鍺：鍺：0.3V 1. 1. 正向特性正向特性 當(dāng)正向電壓較小時當(dāng)正向電壓較小時, ,正向電流極?。◣缀鯙榱悖┱螂娏鳂O?。◣缀鯙榱悖? ,這一部分稱這一部分稱為為 , ,相應(yīng)的相應(yīng)的A(A)A(A)點的電壓稱為點的電壓稱為 電壓電壓或或門檻電壓門檻電壓( (也稱也稱閾值閾值電壓電壓),),硅管約為硅管約為 V, V,鍺管約為鍺管約為 V V, ,如圖中如圖中OA(OA)OA(OA)段。段。 當(dāng)正向電壓超過門檻電壓時當(dāng)正向電壓超過門檻電壓時, ,正向電流就會急劇地增

14、大正向電流就會急劇地增大, ,二極管呈二極管呈現(xiàn)很現(xiàn)很 電阻而處于導(dǎo)通狀態(tài)。這時電阻而處于導(dǎo)通狀態(tài)。這時硅管的正向?qū)▔航导s為硅管的正向?qū)▔航导s為 V, V,鍺管約為鍺管約為 V V, ,如圖中如圖中AB(AB)AB(AB)段。段。 0.20.40.60.8O5101530 U(BR)CCDDIRAABB硅鍺iV / mAuV / V(A)5 二極管正向?qū)〞r二極管正向?qū)〞r, ,要特別注意它的正向要特別注意它的正向電流不能超過最大值電流不能超過最大值, ,否則將燒壞否則將燒壞PNPN結(jié)。結(jié)。 2.2.反向特性反向特性 二極管兩端加上反向電壓時二極管兩端加上反向電壓時, ,在開始很在開始很大

15、范圍內(nèi)大范圍內(nèi), ,二極管相當(dāng)于非常二極管相當(dāng)于非常 的電阻的電阻, ,反向電流反向電流 , ,且且 反向電壓而變化。反向電壓而變化。此時的電流稱之為此時的電流稱之為 I IR R, ,見圖中見圖中OCOC（OCOC）段。）段。 4.4.溫度對特性的影響溫度對特性的影響 溫度升高時溫度升高時二極管正向特性曲線向左二極管正向特性曲線向左移動移動, ,正向壓降減小正向壓降減小; ;反向特性曲線反向特性曲線向下移動向下移動, ,反向電流增大反向電流增大。ui0TTUBR3.3.反向擊穿特性反向擊穿特性 由伏安特性看出，由伏安特性看出，當(dāng)反向電壓超過當(dāng)反向電壓超過U UBRBR后稍有后稍有增加時，反向

16、電流急劇增加增加時，反向電流急劇增加, , 這種現(xiàn)象稱這種現(xiàn)象稱為為 , , U UBRBR稱為稱為 。三、1. 1. 最大整流電流最大整流電流I IF F是二極管允許通過的最大正是二極管允許通過的最大正向平均電流向平均電流。超過超過, , 二極管將過熱而燒毀。二極管將過熱而燒毀。 2.2.最大反向工作電壓最大反向工作電壓M M：二極管允許的最大二極管允許的最大工作電壓工作電壓。當(dāng)反向電壓超過此值時當(dāng)反向電壓超過此值時, , 二極管二極管可能被擊穿。為了留有余地可能被擊穿。為了留有余地, , 通常取擊穿電通常取擊穿電壓的一半作為壓的一半作為M M。3.3. 反向飽和電流反向飽和電流I IR R

17、指二極管未擊穿時的反向電指二極管未擊穿時的反向電流值流值。 （越小單向?qū)щ娦栽胶茫?.4. 最高工作頻率最高工作頻率f fM M（超過時單向?qū)щ娦宰儾睿ǔ^時單向?qū)щ娦宰儾睿┧绤^(qū)電壓死區(qū)電壓=0 ， 工程實踐中，當(dāng)二極管的正向壓降遠小于和它串聯(lián)工程實踐中，當(dāng)二極管的正向壓降遠小于和它串聯(lián)的電壓，反向電流遠小于和它并聯(lián)的電流時，認(rèn)為二極的電壓，反向電流遠小于和它并聯(lián)的電流時，認(rèn)為二極管是理想的。管是理想的。特性特性uDiD符號及等符號及等效模型效模型SS正偏導(dǎo)通正偏導(dǎo)通，uD= 0 ; 反偏截止反偏截止， iD= 0 U(BR)= uDiDUD(on)uD = UD(on)0.7 V (Si)

18、0.2 V (Ge)UD(on) 例例1. 1 硅二極管，硅二極管，R = 2k ，分別用二極管理想模型和恒分別用二極管理想模型和恒壓降模型求出壓降模型求出VDD = 2V 、 10V 時時 IO 和和 UO 的值。的值。UOVDDIORUOVDDIORUD(on)UOVDDIOR理想理想IO = VDD / R = 2 / 2 = 1 (mA)UO = VDD = 2V恒壓降恒壓降 UO = VDD UD(on) = 2 0.7 = 1.3 (V)IO = UO / R = 1.3 / 2 = 0.65 (mA)VDD= 10V 理想理想IO = VDD/ R = 10 / 2 = 5 (m

19、A)恒壓降恒壓降 UO = 10 0.7 = 9.3 (V)IO = 9.3 / 2 = 4.65 (mA) 結(jié)論：結(jié)論： VDD 大采用理想模型大采用理想模型 VDD 小用恒壓降模型小用恒壓降模型二二極極管管電電路分析路分析舉舉例例例例1. 2 試求電路中電流試求電路中電流 I1、I2、IO和和UO的值的值。解：解：假設(shè)二極管斷開假設(shè)二極管斷開UP = 15V(V) 9 12 31 3N UUP UN二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通等效為等效為0.7 V 的恒壓源的恒壓源 UO= VDD1 UD(on)= 15 0.7 = 14.3 (V)IO= UO / RL= 14.3 / 3 = 4.8 (mA)

20、I2 = (UO VDD2) / R = (14.3 12) / 1 = 2.3 (mA)I1= IO + I2= 4.8 + 2.3 = 7.1 (mA)VDD1VDD2UORLR1k 3k IOI1I215V12VPN例例1. 3 ui = 2 sin t (V), 分析二極管的限幅作用。分析二極管的限幅作用。ui 較小，宜采用恒壓降模型較小，宜采用恒壓降模型V1V2uiuOR 0.7V ui 0.7VV1、V2均截止均截止uO uiuO 0.7Vui 0.7VV2導(dǎo)通導(dǎo)通V截止截止ui ID ；UR URM橋式全波整流電路如圖所示，若電路中二極管出現(xiàn)橋式全波整流電路如圖所示，若電路中二極

21、管出現(xiàn)下述各種情況，電路會出現(xiàn)什么問題？下述各種情況，電路會出現(xiàn)什么問題？ （1）VD1因虛焊而開路。因虛焊而開路。（2）VD2被短路。被短路。（3）VD3極性接反。極性接反。（4）VD1、D2極性都接反。極性都接反。（5）VD1開路，開路，D2短路。短路。 橋式整流電路橋式整流電路 簡化圖簡化圖 + uo RLio+ u2 整流橋整流橋把四只二極管封裝把四只二極管封裝 在一起稱為整流橋在一起稱為整流橋 +4123243Vuo uVV21LVR集成硅整流橋：集成硅整流橋：u2uL+ +- +相同極性接在一起的一對頂相同極性接在一起的一對頂點接向直流負(fù)載點接向直流負(fù)載R RL L, ,不同極不同

22、極性接在一起的一對頂點接向性接在一起的一對頂點接向交流電源。交流電源。第一步第一步 按下圖連接電路，注意電解電容的極性按下圖連接電路，注意電解電容的極性第二步第二步 第三步第三步 第四步第四步 用萬用表直流和交流檔分別測量接入不同電容和負(fù)載時，用萬用表直流和交流檔分別測量接入不同電容和負(fù)載時，輸出電壓中所包含直流電壓和交流電壓的大小輸出電壓中所包含直流電壓和交流電壓的大小RL先不接，分別接入先不接，分別接入10、470 F電容，用示波器觀察波形電容，用示波器觀察波形接入接入RL= =1K1K、100100 ，再次用示波器觀察輸出波形再次用示波器觀察輸出波形1. 1. 電容濾波電容濾波+4123

23、21R220V+Lu-uL2uD4D3DD1C （1）空載（）空載（RL=）時：）時：u2t uLtuc=uL+41232u2DCL31DD-220VD+14uuucu2 uC時：時：二極管導(dǎo)通，二極管導(dǎo)通，C充電充電u2 uC時：時：二極管截止，二極管截止，C放電。放電。由于由于RL=，無放電回，無放電回路，所以路，所以uC保持。保持。22uuuCL （2）接入）接入RL（且（且RLC較大）時較大）時u2tiDtu2 uC時時 C充電充電u2 uC時時 C放電放電二極管中二極管中的電流的電流uc= uL+412321R220V+Lu-uL2uD4D3DD1Cuc（4 4） 元件選擇元件選擇1

24、) 電容選擇: 濾波電容C的大小取決于放電回路的時間常數(shù), RLC愈大, 輸出電壓脈動就愈小, 通常取RLC為脈動電壓中最低次諧波周期的35倍, 即 （3 3）負(fù)載上電壓的計算）負(fù)載上電壓的計算UUUUOO222 .11 .11（半波）（半波）（橋式、全波）（橋式、全波）TCTCRRLL)53(2)53(（橋式、全波）（橋式、全波）（半波）（半波）（5）電容濾波的特點 電容濾波電路結(jié)構(gòu)簡單、輸出電壓高、脈動小。但在接通電源的瞬間,將產(chǎn)生強大的充電電流,這種電流稱為“浪涌電流”;同時,因負(fù)載電流太大,電容器放電的速度加快,會使負(fù)載電壓變得不夠平穩(wěn),所以電容濾波電路只適用于負(fù)載電流較小的場合。 2

25、) 2) 整流二極管的選擇整流二極管的選擇 正向平均電流為正向平均電流為 IIIIOVOV21（半波）（半波）（橋式）（橋式）+4123LD+DLu4-R220V32DD1u21uL2.2.電感濾波電路電感濾波電路電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu): 在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感L。對諧波分量對諧波分量: f 越高，越高，XL 越大越大,電壓大部分降在電感上，電壓大部分降在電感上，因此，因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓。在輸出端得到比較平滑的直流電壓。對直流分量對直流分量: XL=0 相當(dāng)于短路相當(dāng)于短路,電壓大部分降在電壓大部分降在RL上。上。為進一步改善濾波特性，可將

26、上述濾波電為進一步改善濾波特性，可將上述濾波電路組合起來使用。路組合起來使用。LC LC 濾波電路濾波電路+uo+-LCu-i+u+u-iC-oRC12RCRC型濾波電路型濾波電路C1、C2對交流對交流容抗小容抗小L 對交流對交流感抗感抗很很大大 例例1.3 單相橋式電容濾波整流，交流電源頻率單相橋式電容濾波整流，交流電源頻率f = 50 Hz,負(fù)載電阻負(fù)載電阻RL = 40 ,要求直流輸出電壓要求直流輸出電壓UO = 20V, 選擇整流選擇整流二極管及濾波電容。二極管及濾波電容。 解解:V172 . 1V202 . 1O2 UU2RM2UU 選二極管應(yīng)滿足選二極管應(yīng)滿足:IF (2 3) I

27、D可選可選: 2CZ55C(IF = 1 A， URM = 100 V)或或1 A、100 V 整流橋整流橋電流平均值電流平均值: A0.25 40V 20212121LOOD RUII承受最高反壓：承受最高反壓：V 2422RM UUsfT02. 05011 s 04. 024L TCR取取F 1000 40s 0.04 C可選可選： 1000 F, 耐壓耐壓50 V 的電解電容的電解電容第一第一半波整流：半波整流：UL=0. 45U2 URM=1.4U2橋式整流：橋式整流：UL=0.9U2 URM=1.4U2第二第二電容濾波（橋式整流）：電容濾波（橋式整流）： UL=1.2U2電感濾波：電

28、感濾波： UL=0.9U布置課后資訊任務(wù)布置課后資訊任務(wù)p詳見任務(wù)詳見任務(wù)3-1行動工作頁行動工作頁任務(wù)任務(wù)3 穩(wěn)壓電路的測試與分析穩(wěn)壓電路的測試與分析能力目標(biāo)會用萬用表測量穩(wěn)壓二極管，判別正負(fù)極及好壞，能合理選用穩(wěn)壓管及限流電阻； 會分析穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路；能對三端穩(wěn)壓器電路進行分析和計算。 知識目標(biāo)掌握穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓原理 ； 掌握三端集成穩(wěn)壓器的使用方法；掌握三端集成穩(wěn)壓器電路的組成及工作原理。 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源把交流電變成直流電經(jīng)過哪些環(huán)節(jié)？把交流電變成直流電經(jīng)過哪些環(huán)節(jié)？ 濾波濾波整流整流穩(wěn)壓穩(wěn)壓變壓變壓交交流流 電電源源負(fù)負(fù) 載載OtuOtuOtuOtuOtu220V單向單

29、向 脈動電壓脈動電壓合適的合適的 交流電壓交流電壓濾波濾波穩(wěn)壓穩(wěn)壓穩(wěn)壓管與三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓管與三端穩(wěn)壓器CW1171 2 3CW78051 2 3CW79051 2 3CW1371 2 3布置課堂操作任務(wù)布置課堂操作任務(wù)p本次課堂訓(xùn)練操作將記錄成績本次課堂訓(xùn)練操作將記錄成績第一步第一步 按圖畫好仿真電路（注意：電阻選用虛擬元件，按圖畫好仿真電路（注意：電阻選用虛擬元件，穩(wěn)壓管選用現(xiàn)實元穩(wěn)壓管選用現(xiàn)實元件）件）第二步第二步 第三步第三步 改變輸入電壓的值，觀察改變輸入電壓的值，觀察并記錄并記錄萬用表萬用表XMM1XMM1測量測量的負(fù)載的負(fù)載R RL L兩端輸出電壓的值兩端輸出電壓的值； 改變負(fù)載大

30、小，改變負(fù)載大小，記錄記錄萬用表所測量的輸出電壓值萬用表所測量的輸出電壓值。課堂交流輸入電源電壓或者負(fù)載發(fā)生變化時，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路能否實現(xiàn)穩(wěn)壓作用？輸出大約在多少V左右？但穩(wěn)壓電路實現(xiàn)穩(wěn)壓作用時，對輸入電源電壓和負(fù)載變化的范圍有沒有限制？iZ /mAuZ/VO UZ IZmin IZmax IZ1. 穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理（R為限流電阻）為限流電阻）UO= Ui I R當(dāng)當(dāng)Ui 波動時波動時(RL不變不變)OZOL UIIURiU OU ZII OU反之亦然反之亦然當(dāng)當(dāng) RL 變化時（變化時（ Ui 不變）不變）反之亦然反之亦然+UDziLRz-oU-+RUIZILI2.2.限流電阻的計算限流電阻的

31、計算（1 1）當(dāng)）當(dāng)U Uiminimin，I ILmaxLmax時，則時，則I IZ Z最小。由此可計算出最小。由此可計算出穩(wěn)壓電阻的最大值穩(wěn)壓電阻的最大值。即。即LmaxZminZiminmax=IIUUR+UDziLRz-oU-+RUIZILI （2 2）當(dāng)）當(dāng)U Uimaximax，I ILminLmin時，則時，則I IZ Z最大。由此可計最大。由此可計算出算出穩(wěn)壓電阻的最小值穩(wěn)壓電阻的最小值。即。即LminZmaxZimaxmin=IIUUR+UDziLRz-oU-+RUIZILImaxmin U 4.4.輸出正、負(fù)電壓的電路輸出正、負(fù)電壓的電路24V24V220VW7815W79

32、151000 F 220 F 0.33 F0.33 F0.1 F+1000 F 0.1 F220 F 第二步第二步 調(diào)節(jié)可變電阻調(diào)節(jié)可變電阻R R1 1的值，觀察的值，觀察并記錄并記錄萬用表萬用表XMM1XMM1測量的輸出電壓的值測量的輸出電壓的值 ；第三步第三步 改變改變輸入電壓為輸入電壓為2020V V，重復(fù)步驟二。重復(fù)步驟二。第一步第一步 按圖畫好仿真電路；按圖畫好仿真電路；課堂交流當(dāng)調(diào)節(jié)可變電阻R1的值時，輸出電壓怎樣變化 ？輸出電壓的最小值為多少？輸出電壓的最大值為多少？當(dāng)與R1的R2比值越大，輸出電壓怎樣變化？這個結(jié)果能說明什么道理？1. 1. 三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)輸出集

33、成穩(wěn)壓器CW117/217/317系列（正電源）系列（正電源）CW137/237/337系列（負(fù)電源）系列（負(fù)電源）工作工作溫度溫度CW117(137) - -55 150 CCW217(237) - -25 150 CCW317(337) 0 125 C基準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓電壓1. 25 V輸出輸出電流電流L型型 輸出電流輸出電流100 mAM型型 輸出電流輸出電流500 mACW1171 2 3UIUOADJCW1371 2 3UIUOADJ電容電容C C 1 1 ：防止自激。防止自激。電容電容C C 2 2：減小電阻減小電阻R R 2 2上的電壓波動。上的電壓波動。D D1 1、 D D2 2：

34、保護二極管。保護二極管。2. W1172. W117的基本應(yīng)用電路的基本應(yīng)用電路 +W1172R1R1C2CoUiUD11DW31712C1UOC20.1 F1 FUI(a)R1120RP3.5 k3 1.251.25V V是穩(wěn)壓器輸出端與調(diào)整端間的固定參是穩(wěn)壓器輸出端與調(diào)整端間的固定參考電壓考電壓U UREFREF; ; R R1 1一般取值一般取值120120240240(此值保證此值保證穩(wěn)壓器在空載時也能正常工作穩(wěn)壓器在空載時也能正常工作),),調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R RP P可改變可改變輸出電壓的大小輸出電壓的大小( (R RP P取值視取值視R RL L和輸出電壓的大小和輸出電壓的大小而確定而確

35、定) )。2. W3172. W317的基本應(yīng)用電路的基本應(yīng)用電路 U Ui i在在2 24040V V間間, ,u uo o可在可在1.251.253737V V間調(diào)整。間調(diào)整。3. 0 03030V V連續(xù)可調(diào)電路連續(xù)可調(diào)電路Uo CW3173+UiC10.33 F10 FR1R2C31 FVC2R3+3 k 120 680 +32 V10 VA當(dāng)當(dāng)R2 = 0時，時，UO= 0VUA= 1.25 V第一第一 直流穩(wěn)壓電源的組成及各組成部分作用直流穩(wěn)壓電源的組成及各組成部分作用第二第二 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理及限流電阻的選擇穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理及限流電阻的選擇第三第三集成穩(wěn)壓器的類型、標(biāo)

36、識及正確選用集成穩(wěn)壓器的類型、標(biāo)識及正確選用第四第四固定式三端穩(wěn)壓電路組成及電路中各元器件的作用固定式三端穩(wěn)壓電路組成及電路中各元器件的作用第五第五可調(diào)式三端穩(wěn)壓電路組成及電路中各元器件的作用可調(diào)式三端穩(wěn)壓電路組成及電路中各元器件的作用任務(wù)任務(wù)1-4: 線性直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計與制作線性直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計與制作 工作任務(wù)：集成穩(wěn)壓電源的設(shè)計、制作與調(diào)試 設(shè)計指標(biāo)： （1）交流輸入電壓220V1050Hz （2）直流輸出電流500A （3）直流輸出電壓1.25V9V （4）交流紋波5V 任務(wù)要求：完成原理圖的設(shè)計、元器件參數(shù)的計算、元器件的選型、電路的制作與調(diào)試、電路性能的檢測、設(shè)計報告的編寫。能

37、力目標(biāo)會用萬用表測量穩(wěn)壓二極管，判別正負(fù)極及好壞，能合理選用穩(wěn)壓管及限流電阻； 會分析穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路；能對三端穩(wěn)壓器電路進行分析和計算。 知識目標(biāo)知識目標(biāo)掌握整流二極管、電容等元件的測試方法；掌握整流二極管、電容等元件的測試方法； 掌握三端集成穩(wěn)壓器的使用方法；掌握三端集成穩(wěn)壓器的使用方法；進一步掌握集成直流穩(wěn)壓電源的電路構(gòu)成、電路中各元器件進一步掌握集成直流穩(wěn)壓電源的電路構(gòu)成、電路中各元器件的作用及整流濾波部分工作原理。的作用及整流濾波部分工作原理。 線性直流穩(wěn)壓電源線性直流穩(wěn)壓電源組成框圖組成框圖濾波濾波整流整流穩(wěn)壓穩(wěn)壓變壓變壓交交流流 電電源源負(fù)負(fù) 載載OtuOtuOtUOtUOtU220V單向單向 脈動電壓脈動電壓合適的合適的 交流電壓交流電壓濾波濾波穩(wěn)壓穩(wěn)壓三端可調(diào)式穩(wěn)壓器封裝形式及管腳排列三端可調(diào)式穩(wěn)壓器封裝形式及管腳排列CW3371 2 3UIUOADJCW3171 2 3UIUOADJ直流穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)直流穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)常用以下參數(shù)來說明穩(wěn)壓電源的質(zhì)量：常用以下參數(shù)來說明穩(wěn)壓電源的質(zhì)量：1 1、穩(wěn)壓系數(shù)、穩(wěn)壓系數(shù)00IIOOO / TIUUUU 2 2、輸出電阻、輸出電阻00OOoITUIUr3 3、溫度系數(shù)、溫度系數(shù)00OOI IUTTUS輸出電壓：輸出電壓：)(OIOTIUfU， 4 4、紋波電壓：、紋波電壓：指穩(wěn)壓電