2022-2023学年高二物理竞赛课件：特殊二极管

特殊二极管 2 一、稳压管符号 工程中常用的符号 新规定的符号 稳压管是利用PN结的反向击穿特性来 实现稳定电压作用的，因此稳压管正常工作 时加反向电压。 特殊二极管 稳压二极管（齐纳） 3 二、稳压管特性曲线 U I UZ U  IZ Izmin Izmax 稳定电压 正向同二极管 稳定电流 当稳压二极管工作在反向击穿状态下,当工作电流IZ在Izmax和 Izmin之间时,其两端电压近似为常数UZ 稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻。 电阻起限流作用，保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。 三、主要参数 (2) 动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。 rZ =VZ /IZ， rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 (3) 最大耗散功率 PZM 最大功率损耗取决于PN结的面积和散热等条件。反向工作时PN结的功率损耗为 PZ= VZ IZ，由 PZM和VZ可以决定IZmax。 (4) 最大稳定工作电流 IZmax 和最小稳定工作电流IZmin 最大稳定工作电流取决于最大耗散功率，即PZmax =VZIZmax 。而Izmin对应VZmin。 若IZ＜IZmin则不能稳压。 (1) 稳定电压VZ 5 四、应用 1）稳压管工作在反向击穿区； 2）稳压管工作时要加限流电阻。 稳压原理 u2 u1 RL R U0 I Ui 注意 6 RL ui uO R DZ i iz iL UZ 例1：稳压二极管技术数据为：稳压值UZ=10V，Izmax=12mA，Izmin=2mA，负载电阻RL=2k，输入电压ui=12V，限流电阻R=200  。若负载电阻变化范围为1.5 k ~4 k ，是否还能稳压？ RL ui uO R DZ i iz iL UZ UZW=10V ui=12V R=200  Izmax=12mA Izmin=2mA RL=2k (1.5 k ~4 k) iL=uo/RL=UZ/RL=10/2=5（mA） i= （ui - UZ）/R=（12-10）/0.2=10 （mA） iZ = i - iL=10-5=5 （mA） RL=1.5 k , iL=10/1.5=6.7（mA）, iZ =10-6.7=3.3（mA） RL=4 k , iL=10/4=2.5（mA）, iZ =10-2.5=7.5（mA） 负载变化,但iZ仍在12mA和2mA之间,所以稳压管仍能起稳压作用 8 材料和结构：发光二极管由砷化镓、磷化镓等半导体材料组成。由于电子空穴的复合产生发光能量。是一种电变成光的能量转换器件。电路中常用做指示或显示及光信息传送。 单个发光 二极管 七段显示发光二极管 1、发光二极管（LED）(Light Emitting Diode)　 u /V i /mA O 2 特性 显示类型： 普通 LED ，七段 LED ,点阵 LED 3.5.2 发光二极管与光敏二极管 9 发光二极管的主要特性 颜色 波长 （nm） 基本材料 正向电压 （10mA时）V 光强（10mA时，张角±45°）（mcd） 光功率 （μW） 红外 900 砷化镓 1.3~1.5 100~500 红 655 磷砷化镓 1.6~1.8 0.4~1 1~2 鲜红 635 磷砷化镓 2.0~2.2 2~4 5~10 黄 583 磷砷化镓 2.0~2.2 1~3 3~8 绿 565 磷化镓 2.2~2.4 0.5~1 1.5~8 10 用作显示器件 11 2、光电二极管 其结构与普通二极管类似，但在管壳上有一个用于接收光照的玻璃窗口。使用时光电二极管的PN结应工作在反向偏置状态，在光信号的照射下，反向电流随光照强度的增加而上升(这时的反向电流叫光电流)。光电流也与入射光的波长有关。 符号和特性 符号 特性 u i O 暗电流 E = 200 lx E = 400 lx 工作条件：反向偏置 作为光电检测信号，将光信号转变为电信号 12 UO R + - 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 $