2022-2023学年高二物理竞赛课件：特种二极管

特种二极管 特种二极管 利用反向击穿特性 稳压范围从1V到几百伏 一、稳压二极管 主要参数： 稳定电压VZ 动态电阻rz rz愈小，则击穿特性愈陡，稳压特性愈好。 最大允许耗散功率PZM 当通过稳压管的电流为规定的测试电流IZ时，稳压管两端的电压 几欧~几十欧 超过会因过热而烧坏 【例】 图1.1.6(a)为硅二极管半波整流电路，试估算： （1）当 V， 时， （2）当 V， 时， （3）当 为220V交流电源： V时，若 ，画出负载电流 和二极管两端电压的波形。 （1）对图 (a)电路的图解分析如图（b）所示。 (b) (a) 二极管伏安特性： 外电路方程： 把 代入，得负载线和特性曲线的交点Q1（VQ1，IQ1） （2） 代入，得工作点Q2（VQ2，IQ2） VQ2 （2）若利用图（c）所示的等效电路求解，则 比较二种分析方法的计算结果后不难看出，由于工作点Q2较高(已进入二极管正向特性的恒压区)，所以误差较小。当二极管的工作电流较大时，采用等效电路法不但方便，而且准确；而图解法则可以弥补等效电路法的不足。 (a) VQ2 (b) (c) （3）如果改用正弦交流电源： 二极管正向导通 二极管反向截止 低压稳压电路 VO ＝ 2VD  1.4V 当由于某种原因（如电网波动、负载变化）引起VI变化时，VO也将变化。分析VO的变化情况需要用微变等效电路。 微变等效电路 【例】 在低压稳压电路中，设VI＝12V，R＝5.1k。若VI变化（10%），问输出电压VO变化多少？ 解： 应先求rd： 应先求IDQ 在分析小信号性能时，应先求电路的静态工作点，然后计算小信号模型参数，最后求得电路的小信号性能指标。 在低压稳压电路中，设VI＝12V，R＝5.1k。若VI变化（10%），问输出电压VO变化多少？ 解： VO＝1.4 V 最小稳定电流IZ(min) 反向击穿区起始电流 最大稳定电流IZ(max) 稳定电压的温度系数 温度每升高1°C稳定电压的相对变化量 【例】 解： 图示电路中，设稳压管的稳定电压 ，正常工作时的稳定电流 ，稳压管允许功耗 。试分析当 ， 时，限流电阻R应选择多大才能保证既稳压又安全？ （1）当稳压电路正常工作时，应保证 。 （2）当负载开路时，应保证稳压管的功耗 以防止稳压管因过热而损坏。 因而可以保证稳压管的安全工作 限流电阻 负载开路时 而稳压管的最大允许电流 二、发光二极管 电致发光器件，将电信号转换成光信号。 通常由磷砷化镓（GaAsP)、磷化镓（GaP)制成 光的波长（颜色）与材料有关 正偏导通时发光 发光二极管的开启电压和正向导通电压比普通二极管大，正向电压一般为1.3~2.4V。亮度与正向电流成正比，一般需要几个毫安以上。 � � � (V) 1 2 3 4 5 0 1 2 3 � � � (V) 1 2 3 4 5 0 1 2 3 $