2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体二极管

半导体二极管 半导体二极管 半导体二极管的结构 二极管的伏安特性 二极管的参数 二极管的电路分析 稳压二极管 其他二极管 半导体二极管的型号 国家标准对半导体器件型号的命名举例如下： 附录 解题思路 1、将二极管从电路中拿走，在此电路的基础上求两个二极管的阳极和阴极之间的电位差。 2、两个二极管的阳极和阴极之间的电位差共有三种情况： 1）均小于0; 2）均大于0; 3）一个为正，另一个为负 3、根据不同的情况做出判断： 1）均小于0：两个二极管均截止。 2）均大于0：这其中会有一大一小，大的那个二极管一定导通，小的那个状态不定，需要做进一步的判断。大的那个二极管导通后用理想的导线代替，这时整个电路就转化成了只有一个二极管的电路，按照例1的方法继续判断，从而得出最后的结论。 3）一个为正，另一个为负：正的那个二极管一定导通，负的那个状态不定，需要做进一步的判断。正的那个二极管导通后用理想的导线代替，这时整个电路就转化成了只有一个二极管的电路，按照例1的方法继续判断，从而得出最后的结论。 Uo 三、应用举例 ~220V e2 iD uL 整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路， 1）半波整流 u2 E2m + - iD uL 整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。 ~220V u2 iD uL + - 例3.整流电路 三、应用举例 2）桥式整流 ~220V u2 uL + - ~220V u2 uL + - u2 uL 三、应用举例 例 判断二极管的工作状态。 判断方法： 正向偏置VA>VB；导通； 反向偏置VA<VB；截止； 解题方法： 断开二极管2AP1，求VA和VB VA = 15 ×（10/（10+140））=1V； VB = -10×（2/（18+2）） + 15×（5 /（25+5））=1.5V； VA<VB，所以，二极管2AP1截止； 二极管的特性：正偏时导通，管压降为0V; 反偏时截止，电流为0。 例 ui=10sinwt (v) E=5v R=1k欧姆忽略二极管的正向压降和反向电流 画出uo的波形 （1） ui < E 时，二极管反向截止， uo = ui; （2） ui > E 时，二极管正向导通， uo = E; 稳压特性 稳压原理：在反向击穿时，电流在很大范围内变化时，只引起很小的电压变化。 正向部分与普通二极管相同 稳压管稳压时必须工作在反向电击穿状态。 当反向电压加到一定值时，反向电流急剧增加，产生反向击穿。 1.2.5 稳压二极管 一、稳压二极管伏安特性 二、主要参数 （1）稳定电流IZ 稳压管正常工作时的参考电流值；工作电流 < IZ 时,稳压效果较差；工作电流 > IZ 时,在不超过稳压管的额定功耗的条件下， 工作电流越大，稳压效果越好； （2）稳定电压UZ 稳压管工作电流为规定值时，稳压管两端的电压； （3）动态电阻RZ RZ = △UZ / △IZ ； （4）最大功耗 PZM 在管子不致于过热损坏前提下的最大功率损耗值； PZM = UZ × IZM ； （5）电压温度系数 描述稳定电压对于温度的敏感程度；温度系数越小越好； 衡量稳压管的温度稳定性； 稳压管工作时应反接，并串入一只电阻。电阻的作用一是起限流作用，以保护稳压管。二是当输入电压或负载电流变化时，通过电阻上压降的变化，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.应用方法 稳压电路 IZmin ≤ IZ ≤ IZmax VI VO IZ IR VR VO 例1：稳压二极管的应用 RL ui uO R DZ i iz iL UZ 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 ，求iZ。 若负载电阻变化范围为1.5 k -- 4 k ，是否还能稳压？ + R IO RL - VO - IR + VI IZ DZ $