第三篇電子技術(shù)基礎(chǔ)演示文稿當(dāng)前第1頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)優(yōu)選第三篇電子技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)前第2頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

純凈的半導(dǎo)體(又稱為本征半導(dǎo)體)的導(dǎo)電能力很弱，但如果人為地?fù)饺肽撤N微量元素，其導(dǎo)電能力會(huì)明顯增強(qiáng)，這就是半導(dǎo)體的摻雜特性。大多數(shù)半導(dǎo)體都是利用這一特性制成的。當(dāng)環(huán)境溫度升高或光照增強(qiáng)時(shí)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力也將隨之增強(qiáng)。某些半導(dǎo)體還分別對(duì)氣體、磁及機(jī)械力等十分敏感，利用這些特性可以制成各種特殊用途的半導(dǎo)體器件。

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2．P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體在純凈半導(dǎo)體中摻入微量三價(jià)元素硼或銦等，可得到P型半導(dǎo)體，又稱空穴型半導(dǎo)體。其內(nèi)部空穴的數(shù)目多于自由電子的數(shù)目，即空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。在純凈半導(dǎo)體中摻入微量五價(jià)元素磷或銻等，可得到N型半導(dǎo)體，又稱電子型半導(dǎo)體。其內(nèi)部自由電子的數(shù)目多于空穴的數(shù)目，即自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。當(dāng)前第4頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

3．PN結(jié)及其單向?qū)щ娦栽诠杌蜴N單晶基片上，分別加工出P型區(qū)和N型區(qū)，在它們交界面上會(huì)形成一個(gè)特殊薄層，稱為PN結(jié)，如圖7．1所示。

圖7．1PN結(jié)示意圖當(dāng)前第5頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

在PN結(jié)上加正向電壓時(shí)，即PN結(jié)的P區(qū)接電源正極，N區(qū)接電源負(fù)極，PN結(jié)中有較大電流通過，正向電阻很小，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)；在PN結(jié)上加反向電壓時(shí)，即PN結(jié)的N區(qū)接電源正極，P區(qū)接電源負(fù)極，PN結(jié)中只有很小的電流通過，或者可以認(rèn)為沒有電流通過，反向電阻很大，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。這就是PN結(jié)的重要特性即單向?qū)щ娦?。二極管、三體管及其它各種半導(dǎo)體器件的工作特性，都是以PN結(jié)的單向?qū)щ娦詾榛A(chǔ)的。當(dāng)前第6頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

二、二極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和類型

1．結(jié)構(gòu)和符號(hào)半導(dǎo)體二極管(簡(jiǎn)稱二極管)就是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的最簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體器件。在一個(gè)PN結(jié)的P型區(qū)和N型區(qū)各引出一條線，然后再封裝在管殼內(nèi)，就制成一只二極管。P型區(qū)引出端叫正極(陽極)，N型區(qū)引出端叫負(fù)極(陰極)。如圖7．2a所示。二極管的文字符號(hào)為“VD”，圖形符號(hào)如圖7．2b所示，圖形符號(hào)中箭頭表示PN結(jié)正向電流的方向。

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圖7．2二極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)圖7．3幾種常見二極管的外形由于在實(shí)際應(yīng)用中要用到二極管不同的功能和用途，所以二極管不僅大小不同，而且外形和封裝各異。圖7．3中，從左到右是由小功率到大功率的幾種常見二極管的外形。VD當(dāng)前第8頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

2．類型二極管根據(jù)外形、結(jié)構(gòu)、材料、功率和用途可分成各種類型。（1）二極管按材料分類：硅二極管和鍺二極管（2）二極管按制造工藝分類：點(diǎn)接觸型和面接觸型。（3）二極管按用途分類：普通二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、光敏二極管、熱敏二極管、發(fā)光二極管等。

按國標(biāo)GB249一74的規(guī)定，國產(chǎn)二極管的型號(hào)命名方法見表7．1。當(dāng)前第9頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

表7．1二極管的型號(hào)第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用數(shù)字表器件電極數(shù)目用拼音字母表示器件材料和極性用漢語拼音表示器件的類型用數(shù)字表示器件的序號(hào)用漢語拼音字母表示規(guī)格號(hào)符號(hào)意義符號(hào)意義符號(hào)意義2二極管ABCDN型鍺材料P型鍺材料N型硅材料P型硅材料PZWK普通管整流管穩(wěn)壓管開關(guān)管當(dāng)前第10頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

三、二極管的伏安特性曲線二極管的伏安特性是指加在二極管兩端的電壓和流過二極管的電流之間的關(guān)系。如圖7．6所示，改變二極管正向電壓和反向電壓，把測(cè)得的電壓和電流之間的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)繪制在以電壓為橫坐標(biāo)、電流為縱坐標(biāo)的直角坐標(biāo)系中，就得到二極管的伏安特性曲線?？梢钥闯?，二極管的伏安特性曲線有下列特點(diǎn)：

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1．正向?qū)ㄌ匦援?dāng)正向電壓超過一定數(shù)值后(硅管為0．5V，鍺管為0．2V，稱為死區(qū)電壓)，流過二極管的電流隨電壓的升高而明顯增加，二極管的電阻變得很小，進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。由圖7．6可見，導(dǎo)通后二極管兩端的正向壓降幾乎不隨流過電流的大小而變化，硅管的正向壓降約為0．7V，鍺管約為0．3V。

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圖7．6二極管的伏安特性曲線

反向擊穿電壓當(dāng)前第13頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

2．反向截止特性由圖7．6可見，當(dāng)二極管處于反偏截止時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，反向電流很小，并且?guī)缀醪浑S反向電壓而變化，此時(shí)的電流稱為反向飽和電流。通常情況下硅管的反向電流是幾微安到幾十微安,鍺管的反向電流則可達(dá)到幾百微安。這個(gè)電流是衡量二極管質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要參數(shù)。

3．反向擊穿特性當(dāng)反向電壓增大到某一數(shù)值時(shí)，反向電流急劇增大，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿，這時(shí)的電壓稱為反向擊穿電壓。反向擊穿破壞了二極管的單向?qū)щ娦?，如果沒有限流措施，二極管可能損壞。當(dāng)前第14頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

四、三極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和型號(hào)

1．結(jié)構(gòu)和符號(hào)在一塊極薄的硅或鍺基片上通過一定的工藝制作出兩個(gè)PN結(jié)就構(gòu)成了三層半導(dǎo)體，從三層半導(dǎo)體上各引出一根引線就是三極管的三個(gè)電極，再封裝在管殼里就制成了三極管。三個(gè)電極分別叫做發(fā)射極E、基極B、集電極C，對(duì)應(yīng)的每層半導(dǎo)體分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。發(fā)射區(qū)和基區(qū)交界的

PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)交界的PN結(jié)稱為集電結(jié)。它們的基本結(jié)構(gòu)如圖7．7所示。

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7．7三極管的結(jié)構(gòu)

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三極管的文字符號(hào)為VT，按基片是N型半導(dǎo)體還是P型半導(dǎo)體劃分，三極管有NPN型和PNP型兩種組合形式，圖形符號(hào)如圖7．8中（a）和（b）所示。兩種符號(hào)的區(qū)別在于發(fā)射極箭頭的方向不同，箭頭的方向就是發(fā)射結(jié)正向電壓時(shí)電流的方向。

功率大小不同的三極管有著不同的體積和封裝形式。圖7．９是常見的幾種國產(chǎn)三極管的封裝和外形。當(dāng)前第17頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

（a）NPN型（b）PNP型圖7．8三極管的符號(hào)圖7．９三極管的外形當(dāng)前第18頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

2．型號(hào)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB249—74的規(guī)定，國產(chǎn)三極管的型號(hào)由五部分組成，每部分的意義見表7．2。

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表7．2三極管的型號(hào)第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用數(shù)字表器件電極數(shù)目用拼音字母表示器件材料和極性用漢語拼音表示器件的類型用數(shù)字表示器件的序號(hào)用漢語拼音字母表示規(guī)格號(hào)符號(hào)意義符號(hào)意義符號(hào)意義3三極管ABCDPNP型鍺材料NPN型鍺材料PNP型硅材料NPN型硅材料XGDA低頻小功率高頻小功率低頻大功率高頻大功率當(dāng)前第20頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

五、三極管的電流放大作用

1．三極管電流放大的條件要使三極管實(shí)現(xiàn)電流放大，必須滿足兩個(gè)條件：第一，發(fā)射結(jié)要加正向電壓；第二，集電結(jié)要加反向電壓。圖7．10所示兩種結(jié)構(gòu)的三極管工作在放大狀態(tài)時(shí)采用雙電源的接線圖。

2．三極管電流分配關(guān)系在圖7．11所示的實(shí)驗(yàn)電路中，調(diào)節(jié)電位器RP可改變基極電流IB的大小，可相應(yīng)地測(cè)得一組集電極電流IC和發(fā)射極電流IE。當(dāng)前第21頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

(a)NPN型(b)PNP型圖7．10三極管電源的接法圖7．11三極管電流放大實(shí)驗(yàn)電路當(dāng)前第22頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

通過分析，可得出：

IE=IB+IC

即發(fā)射極電流等于基極電流與集電極電流之和。而且基極電流IB比集電極電流IC小得多，可認(rèn)為發(fā)射極電流和集電極電流近似相等。即

IE≈IC

3．三極管的電流放大作用實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)基極電流IB有一微小變化時(shí)，就能夠引起集電極電流IC的較大變化，這就是三極管的電流放大作用。當(dāng)前第23頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

通常把集電極電流的變化量與基極電流的變化量的比值，稱為三極管的共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，用β表示

β=△IC/△IB

三極管放大的實(shí)質(zhì)是以小電流控制大電流，放大后信號(hào)的能量是電源提供的，而不是憑空增加的。六、三極管的輸入、輸出特性曲線三極管的特性曲線是指三極管各極上電壓和電流之間的關(guān)系曲線。它有輸入特性和輸出特性兩種。當(dāng)前第24頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

1．輸入特性曲線輸入特性曲線是指當(dāng)三極管的集電極與發(fā)射極間的電壓UCE為定值時(shí)，基極電流IB和發(fā)射結(jié)偏壓UBE之間的曲線，如圖7．12所示。由圖可看出，當(dāng)UBE很小時(shí)，IB=0，三極管截止，只有當(dāng)UBE大于死區(qū)電壓后，三極管才開始導(dǎo)通。導(dǎo)通后，IB在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，UBE幾乎不變，此時(shí)的UBE稱發(fā)射結(jié)的正向壓降，硅管的UBE約為0．7V，鍺管的UBE約為0．3V。

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7．12三極管輸入特性曲線當(dāng)前第26頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

2．輸出特性曲線輸出特性曲線是指當(dāng)三極管的基極電流IB為一定值時(shí)，集電極電流IC與集電極與發(fā)射極間的電壓UCE之間的關(guān)系曲線，如圖7．13所示。對(duì)應(yīng)不同的基極電IB可得出不同的曲線，從而形成一個(gè)曲線族。通常把輸出特性曲線族劃分成三個(gè)區(qū)域來討論三極管的工作特性。

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圖7．13三極管輸出特性曲線當(dāng)前第28頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

（1）截止區(qū)即IB=0這條曲線以下的區(qū)域。三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，無放大作用。三極管處于截止?fàn)顟B(tài)的條件是：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)反偏。（2）飽和區(qū)即輸出特性曲線起始部分左邊的區(qū)域。在飽和區(qū)內(nèi)，IC隨UCE的增加而迅速增加，不再受IB的控制，失去放大作用。三極管處于飽和狀態(tài)的條件是：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。（3）放大區(qū)即輸出特性曲線中間的平坦區(qū)域。在放大區(qū)內(nèi)，IC幾乎不受UCE的影響，只受IB的控制，即滿足三極管的電流放大關(guān)系。三極管處于放大狀態(tài)的條件是：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

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第二節(jié)單級(jí)基本放大電路一、三極管的工作電壓三極管處在放大狀態(tài)時(shí)，應(yīng)在它的發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。因此，NPN型管的發(fā)射極電位低于基極電位；PNP型管則相反，如圖7．10所示。可以看出兩類管子的外部電路所接電源極性正好相反。加在發(fā)射極和基極之間的電壓叫偏置電壓，一般硅管在0．5V~0．8V，鍺管在0．1V~0．3V。加在集電極和基極之間電壓一般是幾伏到幾十伏。圖7．10中，GC為集電極電源，GB為基極電源又稱偏置電源，Rb為基極電阻又稱偏置電阻，Rc為集電極電阻。當(dāng)前第30頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

二、三極管在電路中的基本聯(lián)接方式電路中的三極管，其輸入端應(yīng)有兩個(gè)外接端點(diǎn)與管外電路相連，組成輸入回路向管子輸入電流；其輸出端也應(yīng)有兩個(gè)外接端與管外電路相連，組成輸出回路向管外輸出電流?？墒?，三極管只有三個(gè)電極，所以必須有一個(gè)電極作為輸入回路和輸出回路的共用端點(diǎn)，稱為“公共端”。如圖7．14所示，顯然有三種基本聯(lián)接方式，即：

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1．共發(fā)射極接法以基極為輸入端，集電極為輸出端,發(fā)射極為輸入、輸出兩回路的公共端,如圖7．14(a)所示。

2．共基極接法以發(fā)射極為輸入端,集電極為輸出端，基極為輸入、輸出兩回路的公共端，如圖7．14(b)所示。

3．共集電極接法以基極為輸入端，發(fā)射極為輸出端，集電極為輸入、輸出兩回路的公共端，如圖7．14(c)所示。當(dāng)前第32頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

圖7．14三極管在電路中的三種基本聯(lián)接方式

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三、單級(jí)基本放大電路由于共發(fā)射極放大電路最為常見,本節(jié)介紹共發(fā)射極單級(jí)基本放大電路。

由單個(gè)三極管組成的放大電路稱為單級(jí)放大電路,圖7．15是NPN型三極管組成的最基本的放大電路。整個(gè)電路分為輸入回路和輸出回路兩部分：ui端為放大器的輸入端，用來接收信號(hào)；uo端為放大器的輸出端，用來輸出放大器的信號(hào)。圖中“⊥”表示公共端，用來作為電位的參考點(diǎn)，電路中其它各點(diǎn)電位均是相對(duì)“⊥”而言。圖中發(fā)射極是輸入和輸出回路的公共端，故稱此電路為共發(fā)射極放大電路。當(dāng)前第34頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

下面以圖7．15為例來說明放大電路中各元器件的作用。

1．三極管VT具有電流放大作用，它使集電極電流隨基極電流作相應(yīng)的變化，是放大電路中的核心器件。

2．基極偏置電阻RB的作用是為三極管的基極提供合適的偏置電流，并向發(fā)射結(jié)提供必需的正向偏置電壓。選擇合適的RB就可以使三極管有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。所謂靜態(tài)就是當(dāng)放大電路的輸入信號(hào)ui=0時(shí)的狀態(tài)。RB一般取幾十千歐到幾百千歐之間。當(dāng)前第35頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

圖7．15共發(fā)射極放大電路當(dāng)前第36頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

3．集電極電源UCC通過集電極負(fù)載電阻Rc給三極管的集電結(jié)加反向偏壓，同時(shí)又通過基極偏置電阻RB給三極管的發(fā)射結(jié)加正向偏壓，使三極管處于放大狀態(tài)。另一方面給放大器提供能源，三極管的放大實(shí)質(zhì)是用輸入端能量較小的信號(hào)去控制輸出端能量較大的信號(hào)，三極管本身不能創(chuàng)造出新的能量，輸出信號(hào)的能量來源于集電極電源UCC。因此它是整個(gè)放大器能源的提供者。

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4．集電極負(fù)載電阻Rc的作用是把三極管的電流放大作用以電壓放大的形式表現(xiàn)出來，從而輸出一個(gè)比輸入電壓大得多的電壓。Rc一般在幾千歐到幾十千歐之間。

5．耦合電容C1和C2分別接在放大器的輸入端和輸出端。利用電容器“隔直通交”的特點(diǎn)，一方面可避免放大器的輸入端與信號(hào)源之間、輸出端與負(fù)載之間直流電的互相影響，使三極管的靜態(tài)工作不致因接入信號(hào)源和負(fù)載而發(fā)生影響；另一方面又要保證輸入和輸出信號(hào)暢通地進(jìn)行傳輸。通常C1和C2選用電解電容器，取值為幾微法到幾十微法。當(dāng)前第38頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

第三節(jié)單相整流電路一、單相半波整流電路圖7．16(a)是單相半波整流電路圖，電路由電源變壓器T、整流二極管VD和負(fù)載電阻RL組成。整流變壓器將電壓u1變?yōu)檎麟娐匪璧碾妷骸?/p>

當(dāng)前第39頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

圖7．16單相半波整流電路VD(a)(b)(c)(d)當(dāng)前第40頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

1．工作原理設(shè)在交流電壓正半周(0—t1)，A端電位比B端電位高，二極管VD因加正向電壓而導(dǎo)通，電流IL的通路是A→VD→RL→B→A。RL上電流方向與電壓極性如圖7．16（a）所示。在交流電壓負(fù)半周(t1—t2)，A端電位比B端電位低,二極管VD反向電壓而截止，負(fù)載RL上的電壓為零。

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由此可見，在交流電一個(gè)周期內(nèi)，二極管半個(gè)周期導(dǎo)通半個(gè)周期截止，以后周期性地重復(fù)上述過程，負(fù)載RL上電壓和電流波形如圖7．16（b）、（c）、（d）所示。在交流電工作的全周期內(nèi)，RL上只有自上而下的單方向電流，實(shí)現(xiàn)了整流。由圖可以看出電流的大小是波動(dòng)的，但方向不變。這種大小波動(dòng)、方向不變的電壓和電流，稱為脈動(dòng)直流電。由波形可見，這種電路僅利用了電源電壓的半個(gè)波，故稱為半波整流電路，它輸出的是半波脈動(dòng)直流電。顯然，它的缺點(diǎn)是電源利用率低且輸出電壓脈動(dòng)大。所以半波整流僅用于功率較小的電路中。當(dāng)前第42頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

2．負(fù)載RL上的直流電壓和電流實(shí)驗(yàn)證明，負(fù)載RL兩端電壓與變壓器次級(jí)電壓有效值的關(guān)系是UL≈0．45U2

負(fù)載RL上的直流電流IL可根據(jù)歐姆定律求出IL≈UL/RL≈0．45×U2/RL

選用半波整流二極管時(shí)應(yīng)滿足下列兩個(gè)條件：（1）二極管額定電壓應(yīng)大于承受的反向峰值電壓；（2）二極管額定整流電流應(yīng)大于流過二極管的實(shí)際工作電流。

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二、單相橋式全波整流電路單相橋式整流電路如圖7．17（a）所示。電路中四只二極管接成電橋形式，所以稱為橋式整流電路，這種電路有時(shí)被畫成圖7．17（b）或圖7．17（c）的形式。當(dāng)前第44頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

(a)(b)(c)圖7．17單相橋式整流電路當(dāng)前第45頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

1．工作原理二次電壓u2波形如圖7．18(a)所示。設(shè)在交流電壓正半周(0—t1)，A點(diǎn)電位高于B點(diǎn)電位。二極管VD1、VD3正偏導(dǎo)通，VD2、VD4反偏截止，電流IL1通路是A→VD1→RL→VD3→B→A,如圖7．19(a）所示。這時(shí)負(fù)載RL上得到一個(gè)半波電壓，如圖7．18(b）中(0一t1)段。在交流電壓負(fù)半周(t1—t2)，B點(diǎn)電位高于A點(diǎn)電位，二極管VD4、VD2正偏導(dǎo)通，二極管VD1、VD3反偏截止，電流IL2通路是B→VD4→RL→VD2→A→B，如圖7．19(b）所示。當(dāng)前第46頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

圖7．18單相橋式整流波形圖(a)(b)(c)當(dāng)前第47頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

同樣，在負(fù)載RL上得到一個(gè)半波電壓，如圖7．18(b)中(t1—t2)段。由此可見，在交流輸入電壓的正負(fù)半周，都有同一方向的電流流過RL，四只二極管中，兩只兩只輪流導(dǎo)通，在負(fù)載上得到全波脈動(dòng)的直流電壓和電流，如圖7．18(b)、(c)所示。所以這種整流電路屬于全波整流類型，也稱為單相橋式全波整流電路。當(dāng)前第48頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

(a)(b)圖7．19單相橋式整流電路的電流通路當(dāng)前第49頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

2．負(fù)載RL上的直流電壓和電流在單相橋式整流電路中，交流電在一個(gè)周期內(nèi)的兩個(gè)半波都有同方向的電流流過負(fù)載,因此在同樣的U2時(shí)，該電路輸出的電流和電壓均比半波整流大一倍。輸出電壓為UL≈0．9U2

輸出電流為IL≈UL/RL≈0．9×U2/RL當(dāng)前第50頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

三、濾波電路前面討論的幾種整流電路，雖然都可以把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，但是所輸出的都是脈動(dòng)的流電壓,要把脈動(dòng)的直流電變?yōu)槠交闹绷麟姟１Ａ裘}動(dòng)電壓的直流成分，盡可能濾除它的交流成分，這就是濾波。這樣的電路叫做濾波電路。濾波電路直接接在整流電路后面，它通常由電容器、電感器和電阻器按照一定的方式組合而成。

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1．電容濾波電路圖7．20所示是單相橋式整流電容濾波電路圖。圖中電容器C并聯(lián)在負(fù)載兩端。電容器在電路中有儲(chǔ)存和釋放能量的作用，電源供給的電壓升高時(shí)，它把部分能量?jī)?chǔ)存起來，而當(dāng)電源電壓降低時(shí)，就把能量釋放出來，從而減少脈動(dòng)成分，使負(fù)載電壓比較平滑，即電容器具有濾波作用。濾波時(shí)電容器應(yīng)并聯(lián)接在電路中。濾波電容器的容量大一些,濾波效果好,濾波時(shí)電容器容量應(yīng)選用200微法以上較為合理。當(dāng)前第52頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

2．電感濾波電路當(dāng)一些電氣設(shè)備需要脈動(dòng)小、輸出電流大的直流電時(shí)，往往采用電感濾波電路，即在整流輸出電路中串聯(lián)帶鐵心的大電感線圈。圖7．21所示是電感濾波電路圖。由于電感線圈的直流電阻很小，脈動(dòng)電壓中直流分量很容易通過電感線圈，幾乎全部加到負(fù)載上；而電感線圈對(duì)交流的阻抗很大，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，線圈通過變化的電流時(shí)，它的兩端要產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)來阻礙電流變化，當(dāng)整流輸出電流增大時(shí)，它的抑制作用使電流只能緩慢上升；而整流輸出電流減小時(shí)，它又使電流只能緩慢下降，這樣就使得整流輸出電流變化平緩，其輸出電壓的平滑性比電容濾波好。

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圖7．20單相橋式整流電容濾波電路圖7．21單相橋式整流電感濾波電路

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3．復(fù)式濾波電路復(fù)式濾波電路是用電容器、電感器和電阻器組成的濾波器；通常有LC型、LCπ型幾種。它的濾波效果比單一使用電容或電感濾波要好得多，其應(yīng)用較為廣泛。

圖7．22所示是LC型濾波電路，它由電感濾波和電容濾波組成。脈動(dòng)電壓經(jīng)過雙重濾波，交流成分大部分被電感器阻止，即使有小部分通過電感器，再經(jīng)過電容濾波，這樣負(fù)載上的交流成分也很小，便可達(dá)到濾除交流成分的目的。當(dāng)前第55頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

圖7．23所示是LCπ型濾波電路，可看成是電容濾波和LC型濾波電路的組合，因此濾波效果更好，在負(fù)載上的電壓更平滑。由于LCπ型濾波電路輸入端接有電容，在通電瞬間因電容器充電會(huì)產(chǎn)生較大的充電電流，所以一般取C1<C2，以減小浪涌電流。當(dāng)使用一級(jí)復(fù)式濾波達(dá)不到對(duì)輸出電壓的平滑性要求時(shí)，可以增添級(jí)數(shù),以達(dá)到更好的濾波效果。

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圖7．22LC型濾波電路圖7．23LCπ型濾波電路當(dāng)前第57頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

4．簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路圖7．24是利用硅穩(wěn)壓管組成的簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路。電阻R是用來限制電流，使穩(wěn)壓管電流Iz不超過允許值，另一方面還利用它兩端電壓升降使輸出電壓UL趨于穩(wěn)定。穩(wěn)壓管VD反并在直流電源兩端，使它工作在反向擊穿區(qū)。經(jīng)電容濾波后的直流電壓通過電阻器R和穩(wěn)壓管VD組成的穩(wěn)壓電路接到負(fù)載上。這樣，負(fù)載上得到的就是一個(gè)比較穩(wěn)定的電壓。當(dāng)前第58頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

圖7．24簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路當(dāng)前第59頁\共有65頁\編于星期三\8點(diǎn)半導(dǎo)體器件及其電路

輸入電壓Ui經(jīng)電阻R加到穩(wěn)壓管和負(fù)載RL上，設(shè)負(fù)載電阻RL不變，當(dāng)電網(wǎng)電壓