1.二極管的定義
二極管由管芯,封裝和兩個(gè)電極組成。芯片是PN結(jié)。在PN結(jié)的兩端繪制引線(xiàn),并使用塑料二極管,玻璃或金屬材料作為封裝,形成晶體二極管,如下圖所示。在P區(qū)域中繪制的電極被稱(chēng)為正電極或陽(yáng)極,在N區(qū)域中提取的電極被稱(chēng)為負(fù)電極或陰極。
二極管的定義圖
2.二極管的伏安特性
二極管的伏安特性是施加在二極管兩端的電壓和流過(guò)二極管的電流之間的關(guān)系。用于定性描述兩者之間關(guān)系的曲線(xiàn)稱(chēng)為伏安特性曲線(xiàn)。晶體管繪圖儀觀察到的硅二極管的伏安特性如下圖所示。
二極管的伏安特性圖
3.二極管的正向特性
1)當(dāng)施加的正向電壓小時(shí),二極管呈現(xiàn)大電阻,正向電流幾乎為零,并且曲線(xiàn)OA段被稱(chēng)為非導(dǎo)電區(qū)域或死區(qū)。通常,硅管的死區(qū)電壓約為0.5伏,鍺的死區(qū)電壓約為0.2伏。該電壓值也稱(chēng)為閾值電壓或閾值電壓。
2)當(dāng)施加的正向電壓超過(guò)死區(qū)電壓時(shí),PN結(jié)中的電場(chǎng)幾乎被消除,二極管的電阻很小,正向電流開(kāi)始增加,并進(jìn)入正向?qū)▍^(qū),但電壓不是與電流成比例,例如AB。分割。隨著施加電壓的增加,正向電流迅速增加。例如,BC部分的特性曲線(xiàn)是陡峭的,并且伏安關(guān)系近似是線(xiàn)性的,并且處于完全導(dǎo)通狀態(tài)。
3)二極管導(dǎo)通后兩端的正向電壓稱(chēng)為正向壓降(或管壓降),幾乎是恒定的。硅管的管壓降約為0.7V,鍺管的管壓降約為0.3V。
4.二極管的反向特性
1)當(dāng)二極管經(jīng)受反向電壓時(shí),PN結(jié)的內(nèi)部電場(chǎng)增強(qiáng),并且二極管呈現(xiàn)大電阻,并且僅有小的反向電流。在實(shí)際應(yīng)用中,反向電流越小,二極管的反向電阻越大,反向截止性能越好。通常,硅二極管的反向飽和電流低于幾十微安,鍺二極管為幾百微安,高功率二極管略大。
2)當(dāng)反向電壓增加到一定值時(shí),反向電流急劇增加并進(jìn)入反向擊穿區(qū)域,其相應(yīng)的電壓稱(chēng)為反向擊穿電壓。如果二極管損壞后電流過(guò)大,則管子會(huì)損壞。因此,除齊納二極管外,二極管的反向電壓不得超過(guò)擊穿電壓。
5.整流電路
5.1 單向半波整流電路
二極管就像一個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)。當(dāng)u2為正半周期時(shí),電源自動(dòng)連接到負(fù)載。當(dāng)u2為負(fù)半周期時(shí),電源和負(fù)載會(huì)自動(dòng)切斷。因此,如下圖所示,負(fù)載方向和尺寸變化相同的脈動(dòng)直流電壓uo如下圖所示。由于該電路僅在u2的正半周期內(nèi)具有輸出,因此稱(chēng)為半波整流電路。如果整流二極管的極性反轉(zhuǎn),則可以獲得負(fù)DC紋波電壓。
單向半波整流電路圖
5.2全波整流電路
全波整流電路圖
整改原則:
將變壓器次級(jí)側(cè)的電壓設(shè)置為:
1)當(dāng)u2為正半周期時(shí),A點(diǎn)的電位最高,V點(diǎn)的電位最低,二極管V1和V3導(dǎo)通,V2和V4截止,電流路徑為A→V1 →RL→V3→B中。
2)當(dāng)u2為負(fù)半周期時(shí),B點(diǎn)的電位最高,A點(diǎn)的電位最低,二極管V2和V4導(dǎo)通,V1和V3截止,電流路徑為B→V2→RL →V4→A。
可以看出,在u2的變化周期中,從上到下的電流總是流過(guò)負(fù)載RL,電壓和電流的波形是全波脈動(dòng)直流電壓和電流,如下所示數(shù)字。
整改原則圖
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