電子電路章二極管及整流第1頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.1.1

本征半導(dǎo)體完全純凈、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體最常用的半導(dǎo)體為硅(Si)和鍺(Ge)。它們的共同特征是四價(jià)元素，每個(gè)原子最外層電子數(shù)為4。++SiGe第2頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一共價(jià)鍵本征半導(dǎo)體晶體中的共價(jià)健結(jié)構(gòu)：每個(gè)原子與相鄰的四個(gè)原子結(jié)合。每個(gè)原子的一個(gè)價(jià)電子與相鄰原子的一個(gè)價(jià)電子組成一電子對(duì)，由相鄰原子共有，構(gòu)成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。第3頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一共價(jià)鍵價(jià)電子共價(jià)鍵價(jià)電子自由電子和空穴同時(shí)產(chǎn)生半導(dǎo)體導(dǎo)電方式激發(fā)自由電子溫增/光照外加電壓電子電流離開?？昭ǎㄔ訋д姡┩饧与妷何噜徳觾r(jià)電子填補(bǔ)空穴好像空穴在運(yùn)動(dòng)空穴電流與金屬導(dǎo)電的區(qū)別硅原子自由電子第4頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一硅原子半導(dǎo)體中的自由電子和空穴都能參與導(dǎo)電——半導(dǎo)體具有兩種載流子。共價(jià)鍵價(jià)電子小結(jié)本征半導(dǎo)體中的自由電子和空穴總是成對(duì)出現(xiàn)，同時(shí)又不斷進(jìn)行復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生與復(fù)合會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。溫度愈高，載流子數(shù)目就愈多，導(dǎo)電性能就愈好——溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性能影響很大第5頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.1.2

N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體在常溫下，本征半導(dǎo)體的兩種載流子數(shù)量還是極少的，其導(dǎo)電能力相當(dāng)?shù)?。如果在半?dǎo)體晶體中摻入微量雜質(zhì)元素，將得到摻雜半導(dǎo)體，而摻雜半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力將大大提高。由于摻入雜質(zhì)元素的不同，摻雜半導(dǎo)體可分為兩大類——N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體第6頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.

N型半導(dǎo)體當(dāng)在硅或鍺的晶體中摻入微量磷(或其它五價(jià)元素)時(shí)，磷原子與周圍四個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵后，磷原子的外層電子數(shù)將是9，比穩(wěn)定結(jié)構(gòu)多一個(gè)價(jià)電子。P+SiSiSiSiSiSiSiPSiSiSiSi多余電子第7頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.

N型半導(dǎo)體摻入磷雜質(zhì)的硅半導(dǎo)體晶體中，自由電子的數(shù)目大量增加。這種半導(dǎo)體主要靠自由電子導(dǎo)電，稱之為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。在N型半導(dǎo)體中電子是多數(shù)載流子、空穴是少數(shù)載流子。室溫情況下，本征硅中載流子有1.51010個(gè)/cm3，當(dāng)磷摻雜量在10–6量級(jí)時(shí)，電子載流子數(shù)目將增加幾十萬(wàn)倍。第8頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一當(dāng)在硅或鍺的晶體中摻入微量硼(或其它三價(jià)元素)時(shí)，硼原子與周圍的四個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵后，硼原子的外層電子數(shù)將是7，比穩(wěn)定結(jié)構(gòu)少一個(gè)價(jià)電子。B+SiSiSiSiSiSiSiBSiSiSiSi空穴2.

P型半導(dǎo)體第9頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一綜上所述，由于摻入雜質(zhì)的不同，產(chǎn)生了N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。雜質(zhì)半導(dǎo)體中載流子的濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子的濃度，雖然它們都有一種載流子占多數(shù)，但整個(gè)半導(dǎo)體晶體仍是電中性的。摻硼半導(dǎo)體中，空穴數(shù)目遠(yuǎn)大于自由電子數(shù)目。主要靠空穴導(dǎo)電,稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。

空穴為多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。因?yàn)檩d流子帶正電或負(fù)電，原子則相反帶負(fù)電或帶正電，整個(gè)晶體不帶電。？第10頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.1.3PN結(jié)及其單向?qū)щ娦园雽?dǎo)體器件的核心是PN結(jié)，是采取一定的工藝措施在一塊半導(dǎo)體晶片的兩側(cè)分別制成P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，在兩種半導(dǎo)體的交界面上形成PN結(jié)。各種各樣的半導(dǎo)體器件都是以PN結(jié)為核心而制成的，正確認(rèn)識(shí)PN結(jié)是了解和運(yùn)用各種半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵所在。第11頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.PN結(jié)的形成PN空間電荷區(qū)N區(qū)一側(cè)因失去電子而留下帶正電的離子，P區(qū)一側(cè)因失去空穴而留下帶負(fù)電的離子。交界處多數(shù)載流子擴(kuò)散到對(duì)方并復(fù)合掉內(nèi)電場(chǎng)阻礙了多子的繼續(xù)擴(kuò)散，推動(dòng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，空間電荷區(qū)寬度一定P區(qū)空穴多N區(qū)自由電子多內(nèi)電場(chǎng)耗盡了載流子的交界處留下不可移動(dòng)的離子形成空間電荷區(qū)；第12頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一空間電荷區(qū)P區(qū)N區(qū)載流子的運(yùn)動(dòng)有兩種形式：擴(kuò)散由于載流子濃度梯度引起的載流子從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的運(yùn)動(dòng)。漂移載流子受電場(chǎng)作用沿電場(chǎng)力方向的運(yùn)動(dòng)。耗盡層中載流子的擴(kuò)散和漂移運(yùn)動(dòng)最后達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡，這樣的耗盡層就是PN結(jié)PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的方向由N區(qū)指向P區(qū)。1.PN結(jié)的形成第13頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?)加正向電壓擴(kuò)散增強(qiáng),漂移變?nèi)?PN內(nèi)電場(chǎng)方向外電場(chǎng)方向I變窄++-外電場(chǎng)方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反，外電場(chǎng)削弱了內(nèi)電場(chǎng)，使空間電荷區(qū)變薄.PN結(jié)兩側(cè)的多數(shù)載流子能順利地通過(guò)PN結(jié)形成較大的正向電流.外電源不斷提供電荷維持電流PN結(jié)呈現(xiàn)低阻導(dǎo)通狀態(tài)

第14頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2)加反向電壓將外電源的正端接N區(qū)、負(fù)端接P區(qū)。外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相同，空間電荷區(qū)變寬。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)變?nèi)?，漂移運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，參與漂移運(yùn)動(dòng)的載流子是少子，反向電流極小。PN內(nèi)電場(chǎng)方向外電場(chǎng)方向+I~0變寬少子是由熱激發(fā)產(chǎn)生的，即溫度愈高少子的數(shù)量愈多，故溫度對(duì)反向電流的影響很大。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?，即正向?qū)?、反向截?.PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)呈高阻截止?fàn)顟B(tài)第15頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.2

半導(dǎo)體二極管

6.2.1

基本結(jié)構(gòu)將PN結(jié)加上電極引線及外殼，就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管。PN結(jié)是二極管的核心。根據(jù)所用材料不同，二極管有硅二極管和鍺二極管兩種。金屬觸絲陽(yáng)極引線N型鍺片陰極引線外殼(

a

)點(diǎn)接觸型鋁合金小球N型硅陽(yáng)極引線PN結(jié)金銻合金底座陰極引線(

b

)面接觸型陰極陽(yáng)極

符號(hào)D第16頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二極管由PN結(jié)構(gòu)成，具有單向?qū)щ娦?。硅二極管的電流-電壓關(guān)系(伏安特性)如圖：由電壓零點(diǎn)分為正向區(qū)和反向區(qū)。正向：由死區(qū)電壓分為死區(qū)和導(dǎo)通區(qū)

(Si-0.5VGe-0.1V)U(V)0.400.8-50-25I(mA)204060

40200-0.5v:正壓低→外電場(chǎng)小于內(nèi)電場(chǎng)→正向電流≈0>0.5v:正壓高→外電場(chǎng)大于內(nèi)電場(chǎng)→內(nèi)電場(chǎng)大大削弱→正向電流大6.2.2

伏安特性死區(qū)導(dǎo)通區(qū)死區(qū)電壓正向?qū)▔航担篠i0.6～0.7VGe0.2～0.3V第17頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一截止區(qū):負(fù)壓小→漂移強(qiáng)(少子)→很小反向電流→反向飽和電流。U(V)0.400.8-50-25I(mA)204060

4020反向：由擊穿電壓分為截止區(qū)和擊穿區(qū)。6.2.2

伏安特性擊穿區(qū):負(fù)壓大→二極管失去單向?qū)щ娦浴鷵舸聪驌舸╇娏鳌豢赡?。擊穿原因：碰撞和非碰撞碰?強(qiáng)電場(chǎng)中載流子獲大能量碰撞晶格→價(jià)電子彈出，產(chǎn)生電子空穴對(duì)→即新的載流子再碰撞晶格→雪崩反應(yīng)，反向電流越來(lái)越大→反向擊穿。非碰撞:強(qiáng)電場(chǎng)直接將共價(jià)鍵中價(jià)電子拉出，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，形成較大反向電流。第18頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二極管的特性不僅可用伏安曲線表示，也可用一些數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明,這些數(shù)據(jù)就是二極管的參數(shù)。二極管的主要參數(shù)有：1.最大整流電流IOM

二極管長(zhǎng)時(shí)間使用所允許通過(guò)的最大正向平均電流。2.反向工作峰值電壓URWM

保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，為反向擊穿電壓的1/2至2/3。3.反向峰值電流IRM

二極管加反向峰值電壓時(shí)的反向電流值。該值愈大說(shuō)明二極管的性能愈差，硅管的此參數(shù)值為微安級(jí)以下。6.2.3主要參數(shù)4.最高工作頻率fM

二極管能承受的外施電壓的最高頻率。若超過(guò)則失去單向?qū)щ娦?。PN結(jié)兩側(cè)的空間電荷與電容極板充電時(shí)所儲(chǔ)存的電荷類似，稱為結(jié)電容第19頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

6.2.4二極管的應(yīng)用定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通截止否則，正向管壓降硅0.6~0.7V鍺0.2~0.3V

分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UD的正負(fù)。若V陽(yáng)

>V陰或UD為正(正向偏置)，二極管導(dǎo)通若V陽(yáng)

<V陰或UD為負(fù)(反向偏置)，二極管截止

若二極管是理想的，正向?qū)〞r(shí)正向管壓降為零，反向截止時(shí)二極管相當(dāng)于斷開。第20頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.2.4

二極管的應(yīng)用AB+3V0VR-12VYDADB例1：如圖，VA=+3V，VB=0VR接負(fù)電源-12V，求VY多個(gè)二極管導(dǎo)通原則：①先斷開所有二極管，計(jì)算各管上電壓，誰(shuí)高誰(shuí)優(yōu)先導(dǎo)通。②剩下各管再計(jì)算電壓。大于死區(qū)電壓導(dǎo)通，否則截止。解：①UDA=3-（-12）=15V

UDB=0-（-12）=12VDA優(yōu)先導(dǎo)通，導(dǎo)通壓降設(shè)為0.3VVY=3-0.3=2.7V+-+-②UDB=0-2.7=-2.7VDB反向截止。DA起鉗位作用，把VY鉗住在2.7V。DB起隔離作用，隔離輸入端B和輸出端Y。第21頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一ui>8V，二極管導(dǎo)通，可看作短路uo=8V

ui<8V，二極管截止，可看作開路uo=ui已知：二極管是理想的，試畫出uo

波形。8V例2：二極管的用途：

整流、檢波、限幅、鉗位、開關(guān)、元件保護(hù)、溫度補(bǔ)償?shù)?。ui18V參考點(diǎn)二極管陰極電位為8VD8VRuoui++––第22頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.3

穩(wěn)壓二極管

6.3.1伏安特性穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型二極管。它在電路中常用作穩(wěn)定電壓的作用，故稱為穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管的圖形符號(hào)：U(V)0.400.8-8-4I(mA)204010-20-1030-12反向正向穩(wěn)壓管的伏安特性曲線與普通二極管類似，只是反向曲線更陡一些。第23頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.3.1

伏安特性U(V)0.400.8-8-4I(mA)204010-20-1030-12反向正向穩(wěn)壓管正常工作于反向擊穿區(qū)，常見電路如下：UiRUoRL在電路中穩(wěn)壓管是反向聯(lián)接的。當(dāng)Ui大于穩(wěn)壓管的擊穿電壓時(shí)，穩(wěn)壓管被擊穿（在一定的電流范圍內(nèi)可逆），電流將增大，電阻R兩端的電壓增大，穩(wěn)壓管兩端的電壓基本不變，輸出電壓Uo等于Uz。第24頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、穩(wěn)定電壓Uz

指穩(wěn)壓管正常工作時(shí)的端電壓。同一型號(hào)穩(wěn)壓管UZ也不一定相等。2、穩(wěn)定電流IZ

正常工作的參考電流值。

每種型號(hào)穩(wěn)壓管都規(guī)定有一個(gè)最大穩(wěn)定電流IZM，超過(guò)它，易發(fā)生熱擊穿（不可逆），穩(wěn)壓管損毀,IZ<IZM。U(V)0I(mA)反向正向UZIZ6.3.2

主要參數(shù)第25頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、電壓溫度系數(shù)U說(shuō)明穩(wěn)壓值受溫度影響的參數(shù)，越小越好。如：穩(wěn)壓管2CW18的電壓溫度系數(shù)為0.095%/C

假如在20C時(shí)的穩(wěn)壓值為11V，當(dāng)溫度升高到50C時(shí)的穩(wěn)壓值將為特別說(shuō)明：穩(wěn)壓管的電壓溫度系數(shù)有正負(fù)之別。因此選用6V左右的穩(wěn)壓管，具有較好的溫度穩(wěn)定性。6.3.2

主要參數(shù)第26頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4、動(dòng)態(tài)電阻rZ

穩(wěn)壓管子端電壓和通過(guò)其電流的變化量之比。穩(wěn)壓管的反向伏安特性曲線越陡，則動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓效果越好。U(V)0I(mA)反向正向UZIZIZmIZUZ5、最大允許耗散功耗PZM保證穩(wěn)壓管不發(fā)生熱擊穿的最大功率損耗。其值為穩(wěn)定電壓和允許的最大電流乘積6.3.2

主要參數(shù)第27頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例電路如圖，通過(guò)穩(wěn)壓管的電流IZ等于多少？解：UR=20-12=8VIZ=IR=8/1.6=5mA<18mA若R1=12k?，I1=?IZ=？RL=12k?I1=？I1=UZ/RL=12/12=1mAIZ=IR-I1=5-1=4mA+20VIZR=1.6k?Uz=12VIZM=18mA+DZ-IR第28頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一在生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)中，許多大功率場(chǎng)合下需要交流電源，但電解、電鍍及直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源。在電子線路和自動(dòng)控制裝置中還需要電壓非常穩(wěn)定的直流電源。在需要直流供電的場(chǎng)合里，廣泛采用的是直流穩(wěn)壓電源

.直流穩(wěn)壓電源的組成6.4

整流、濾波及穩(wěn)壓電路

由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成

.第29頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓ututututut電源變壓器：將交流電降壓，變換為所需要的電壓值；整流電路：將交流電壓轉(zhuǎn)換為單向脈動(dòng)直流電壓；濾波電路：將交流分量濾出，使輸出電壓平滑；穩(wěn)壓電路：使輸出電壓不受電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、負(fù)載和溫 度變化的影響，提高輸出電壓的穩(wěn)定性.

直流穩(wěn)壓電源的組成第30頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.4.1單相小功率整流電路單相整流電路中最常用的是橋式整流電路整流電路的任務(wù)利用半導(dǎo)體單向?qū)щ娫呀涣麟妷恨D(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。整流電路的種類整流電路有單相半波、全波、橋式和倍壓整流；三相半波、三相橋式全波整流等多種電路。為簡(jiǎn)化分析，我們把二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管正向?qū)?，反向截止。?1頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.單相半波整流電路RioTrD+ab~uuottuuoio工作原理設(shè)整流變壓器副邊電壓為根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦評(píng)2>0時(shí)二極管導(dǎo)通，uo=u2

u2<0時(shí)二極管截止，uo=0

二極管承受的最大反向電壓：第32頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一t0uoTUo單相半波整流電壓的平均值為

整流電流的平均值為

通過(guò)二極管的平均電流：第33頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一【例】有一單相半波整流電路，已知變壓器副邊電壓U=20V，RL=900Ω，試求UO、IO及UDRM，并選用二極管。解查二極管參數(shù)，選用2AP4(16mA,50V)。為了使用安全此項(xiàng)參數(shù)選擇應(yīng)比計(jì)算值大一倍左右。第34頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.單相橋式整流電路單相半波整流只利用了電源的半個(gè)周期，整流輸出電壓低，脈動(dòng)幅度較大。為此采用單相橋式整流電路，由四個(gè)二極管接成電橋的形式。~RLuuoa~TrRLbuuo~RLuuo~RLuo第35頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一uoa~TrRLbuD1D3在變壓器副邊電壓u為正半周時(shí)，二極管D1、D3導(dǎo)通，而二極管D2、D4截止；t0u0當(dāng)副邊電壓u為負(fù)半周時(shí)，二極管D2、D4導(dǎo)通，而二極管D1、D3截止。t0uD2、D4通D1、D3通D1、D3通D2、D4通-+整流后輸出的是脈動(dòng)直流，既有直流成分又有交流成份。uoa~TrRLbuD2D4+-第36頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Tt0uUo整流電流的平均值為

單相橋式整流電壓的平均值為

流過(guò)每個(gè)二極管的平均電流為負(fù)載電流的一半第37頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一uoa~TrRLbuD1D3D4D2變壓器副邊在正負(fù)半周均有電流流過(guò)，副邊電流為正弦量.每個(gè)二極管所承受的最高反向電壓為it0i副邊電流有效值為

第38頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一【例】單相橋式整流電路，已知RL=160Ω，要求輸出電壓的平均值為20V，試選擇合適的二極管并確定變壓器副邊電流的有效值。解：因U0=20V，Io=Uo/Ro=20/160=125mA流過(guò)二極管的平均電流為ID=0.5Io=0.5×125=62.5mA變壓器副邊電壓的有效值為U=Uo/0.9=20/0.9=22.2V二極管承受的最高反向電壓為

查附錄資料，應(yīng)選用2CZ52B(100mA，50V)二極管。

變壓器副邊電流的有效值為

I=1.11Io=1.11×125=138.8mA第39頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一整流電壓平均值t0uot0uot0uo電路整流電壓波形二極管平均電流二極管反向電壓副邊電流有效值常見的幾種整流電路UUoIo半波UUoUIo全波UoUIo橋式第40頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一整流電流平均值t0iot0io電路整流電流波形副邊電流有效值副邊電流波形t0it0iUUoIo半波UUoUIo全波UoUIo橋式t0iot0iiii第41頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6.4.2濾波電路整流電路的輸出是單向脈動(dòng)電壓，除直流分量外，還含有較高的諧波成分，必須在整流電路后加接濾波器，改善輸出電壓的脈動(dòng)程度。濾波原理：利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過(guò)電感中的電流)不能突變的特性,將電容與負(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)載RL串聯(lián))，濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。第42頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.電容濾波電路TrDRLab~uO=uCCD截止D導(dǎo)通t0u0D導(dǎo)通mn0m:變壓器副邊電壓u在正半周上升段，二極管D導(dǎo)通，電流流經(jīng)負(fù)載電阻RL，并給電容器C充電。經(jīng)過(guò)峰值后，變壓器副邊電壓u按正弦規(guī)律下降，當(dāng)u<uC時(shí)，二極管D承受反向電壓截止。mn:電容器通過(guò)負(fù)載電阻RL按指數(shù)規(guī)律緩慢放電，uC下降的速度由時(shí)間常數(shù)τ=RLC決定。

+u-u<uC單相半波整流(接電容濾波)若負(fù)載電阻RL斷開，C無(wú)放電回路二極管截止時(shí)承受的最高反向電壓+--+第43頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一單相橋式整流(接電容濾波)t0-+a~TrbuRLuoD1D2D3D4C輸出電壓的脈動(dòng)程度與放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)，C越大，負(fù)載越輕(RL越大)，脈動(dòng)就會(huì)越小.一般取

即可達(dá)到要求，此時(shí)輸出電壓Uo由下式估算：(T:電源電壓的周期)(半波)(全波)uo二極管最高反向電壓第44頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

電容濾波電路中元件的選擇：帶電容濾波的橋式整流電路

二極管導(dǎo)通時(shí)間比不帶電容濾波的時(shí)間短得多二極管將承受較大的沖擊電流，容易造成損壞，在選擇二極管時(shí)應(yīng)留有充分的余地，一般按(2~3)ID

選擇二極管的最大整流電流。

由于濾波電容保持有電壓輸出，應(yīng)注意二極管截止時(shí)所承受的最高反向電壓UDRM有所不同:帶電容濾波的半波整流電路常用電容器一般在101-103微法，其耐壓值應(yīng)大于輸出電壓的最大值，一般大容量電容具有極性。第45頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一【例】

單相橋式整流帶電容濾波的電路，已知交流電源頻率f=50Hz，負(fù)載電阻RL=200Ω，要求輸出直流電壓U0=20V，選擇整流二極管和濾波電容。~RLuuoC解：流過(guò)負(fù)載的平均電流為流過(guò)二極管的電流為

變壓器副邊電壓的有效值，按UO=1.2U計(jì)算

二極管承受的最高反向電壓為

查附錄可知，應(yīng)選用2CZ52B(100mA，50V)。

第46頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一~RLuuoC電容的選擇應(yīng)選用C=250μF，耐壓為50V的電解電容。

第47頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.電感濾波電路(LC濾波器)

~TrRL＋uo－CL＋u－當(dāng)電感線圈的電感量較大時(shí)，往往要帶鐵心，使整個(gè)電路體積大，笨重。易引起電磁干擾。所以，電感濾波電路只適用于低電壓，大電流的場(chǎng)合。

經(jīng)橋式整流后輸出的單向脈動(dòng)電壓可分解為直流分量和諧波分量。直流分量全部加到負(fù)載RL上，頻愈高，交流分量在XL上的壓降愈大。加到RL上的交流分量壓降愈小，從而負(fù)載RL上輸出的電壓脈動(dòng)減小，波形變平滑。第48頁(yè)，共53頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3.形濾波電路形LC濾波器的濾波效果更好，但整流二極管的沖擊電流較大.