《电子技术基础与技能》项目二 二极管应用电路（举一反三考点练）讲义

举一反三考点练 《电子技术基础与技能》二极管应用电路-讲义 知识点一 单相整流电路 一、单相半波整流电路 (1)工作原理 单相半波整流电路由电源变压器T、整流二极管VD和负载电阻RL组成 ① 当v₂为正半周时，二极管VD 加正向电压，处于导通状态，RL上产生正半周电压Vo。 ② 当v₂为负半周时，二极管VD 加反向电压，处于截止状态，R₁上无电流流过。 单相半波整流的优点是电路简单、调试维修方便，缺点是电源利用率低、输出电压小且输出脉动大。 (2)负载与整流二极管的电压和电流 ①负载电压V₀=0.45V₂。 ②负载电流 ③流过二极管的正向电流IV 和流过负载R₁上的电流I。相等，即Iv=I₀。 ④二极管反向峰值电压VR=V₂。 (3)正确选用二极管的参数 ①最大整流电流IVM≥I₀。 ②最高反向工作电压VRM≥V₂ 二、单相全波整流电路 (1)工作原理 单相全波整流电路由两个半波整流电路组成。单相全波整流的优点是整流效率高、输出电压高，但变压器必须有中心抽头，且二极管承 受的反向电压高。 (2)负载与整流二极管的电压和电流 ①负载所获得的直流电压平均值。 ②负载平均电流 ③每只二极管承受的反向峰值电压 ④每只二极管通过的平均电流 三、单相桥式整流电路 (1)工作原理 单相桥式整流电路是去掉变压器中心抽头的全波整流电路，由4只二极管、变压器T和负载电组R₁组成。 单相桥式整流的优点是电源利用率提高，输出电压增大，输出电压的脉动性变小，纹波系数变小。 (2)负载与整流二极管的电压和电流 ①负载所获得的直流电压平均值。 ②负载平均电流 ③每只二极管通过的平均电流 ④每只二极管承受的反向电压。 四、单相桥式整流电路 类型 最高反向工作电压 最大整流电流 输出电压 输出电流 半波 Vew≥ √2v₂ Iym≥I₀ V₀=0.45V₂ 全波 VRM≥2 √2v₂ Vo=0.9V 桥式 Vaw≥ √2v V₀=0.9V₂ 在某单相桥式整流电路中，若有一只整流二极管断路，则 A. VO会升高 B. VO会降低 C. 不能工作 D. VO不变 【答案】B 【解析】在单相桥式整流电路中，若有一只整流二极管断路，则该整流电路会变成半波整流电路，输出的整流电压波 动增加，输出电压下降一半，V₀=0.45V₂，故B正确。 1. 单相半波整流电路的输出电压的平均值为2.25 V,则它的电源电压二次电压是 A.3 V B.5 V C.6 V D.8 V 【答案】B 2. 在单相全波整流电路中，若两只整流二极管接反了，则输出 A. 无波形且变压器或整流管可能烧毁 B. 只有半个周期波形 C. 半波整流波形 D. 变为极性相反的输出电压 【答案】D 3. 某整流电路输入电压为10 V, 负载输出电压为12 V, 则电路形式为 A. 半波整流 B. 桥式整流 C. 桥式整流滤波 D. 半波整流滤波 【答案】C 1. 晶体二极管的正极电位是10 V, 负极电位是-5 V, 则该晶体二极管处于状态 A.二极管零偏 B. 二极管反偏 C.二极管正偏 D.二极管已发生开路性故障 【答案】D 2. 如图所示半波整流电路输入电压U₂的有效值为20 V, 则 输出电压UO约为 A. 9 V B. 18 V C. 24 V D. 28 V 【答案】A 3. 要使二极管正向导通，则加在二极管的正向偏置电压应大于 A. 饱和电压 B. 死区电压 C. 击穿电压 D. 最高反向工作电压 【答案】B · 整流电路可以分为单相半波整流电路、单相全波整流电路和单相桥式整流电路 · 掌握半导体二极管的结构、特性、参数 知识点二 滤波电路 常见的滤波电路有F 型 LC滤波、Ⅱ型LC滤波、Ⅱ型RC滤波。 一、电容滤波器 ①电路组成：用一个大容量的电容与负载并联。 ②滤波原理：整流电路的二极管导通时，一部分电流流经负载，另一部分电流流入滤波电容使其充电。二极管不导通时，电容向负载放电。由于滤波电容的充放电作用，负载电流不会中断，因此负载上电压的脉动程度减少，比不加滤波电容时平滑很多。 电容滤波作用还可以这样理解：由于电容具有隔直流、通交流作用，整流后的脉动电压中的交流成分被电容滤掉，而直流成分只能通过负载，因此可使负载上得到较为平滑的直流电。 ③电容滤波器的特点：在电容滤波电路中，电容C 的容量或负载电阻R₁ 的阻值越大，滤波电容C 放电越慢，输出的直流电压就越大，滤波效果也越好。反之，C的容量或R 的阻值越小，输出电压低且滤波效果差。 ④输出电压估算：当R₁C=(3～5)T(T为脉动电压周期)时，半波整流电容滤波V₀≈V₂;桥式整流电容滤波V₀≈1.2V₂。若整流电路不接负载，接滤波电容时的输出电压V₀=V₂。 二、电感滤波器 ① 电路组成：电感L与负载R串联。 ② 滤波原理：将电感线圈与负载串联以增大回路的交流阻抗，限制交流分量通过负载，由于电感线圈中通过变化的电流时，能产生自感电动势，它总是阻碍电流的变化，从而抑制电流脉动。一般情况下，电感值L愈大，滤波效果愈好。 三、Ⅱ型RC滤波电路 由于电阻R的存在，会出现电压损耗，即输出电压会降低，该滤波电路只适用于输出电流小的场合。 在桥式整流滤波电路中，若电容断开，则电路变为 A. 半波整流电路 B. 半波整流电容滤波电路 C. 桥式整流电路 D. 全波整流电路 【答案】C 【解析】桥式整流滤波电路中，若电容断开，该电路相当于单纯的整流电路，则应变为桥式整流电路，故C正确。 1. 以下电路中不属于复式滤波器的是 A.T 型 LC 滤波电路 B.I 型 RC 滤波电路 C.电容滤波电路 D.Ⅱ型 LC 滤波电路 【答案】C 2. 在Ⅱ型RC滤波电路中，对R 的作用叙述不正确的是 A.与C₂ 配合起进一步平滑作用 B.降压作用 C.起隔离作用 D.决定输出电压的大小 【答案】C 3. 电路中接入滤波电容后，与未接入时比较，电路的变化有 ①负载两端电压升高 ②整流二极管导通时间缩短 ③负载两端电压波形更加平滑 ④整流二极管导通时间不变 A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④ 【答案】B 1. 在滤波电路中，滤波效果最好的是 A.电容滤波电路 B.电感滤波电路 C.Ⅱ型 RC 滤波电路 D.Ⅱ型 LC 滤波电路 【答案】D 2. 单相桥式整流滤波电路中，二极管导通时间为 A.半个周期 B.整个周期 C.电容充电时间 D.电容放电时间 【答案】C 3. 单相桥式整流滤波电路中，若变压器副绕组电压有效值为10 V，而测得输出电压为14.1 V，则说明 A.电容开路 B.负载开路 C.电容击穿 D.二极管损坏 【答案】B · 滤波是指将单向脉动的直流电变为比较平滑的直流电，或者将脉动直流电中的交流成分(脉动成分)去掉。 · 滤波元件有电容和电感，利用元件的储能特性(抗频特性)。 · 滤波电路中电容与负载并联，电感与负载串联。 知识点三 其他二极管及其应用电路 一、发光二极管 (1)发光二极管是将电能转变成光能的半导体器件。发光二极管的芯片采用的是磷砷化镓、砷化镓及磷化镓等半导体材料，它的PN 结采用特殊工艺制成。 (2)发光二极管发光的原理：当PN 结加上工作电压时，P 区的多数载流子空穴注入N区；N区的多数载流子电子注入P 区，在注入过程中，电子和空穴相遇而复合，在复合过程中，过剩的能量以光子的形式释放出来，从而发出一定波长的光束。发光的波长即发光的颜色取决于所用的半导体材料。一般发光二极管加上一定的正向电压时，能发出红、绿和黄色的光。 (3)发光二极管LED的正向工作电压是1.2～2.5V, 反向击穿电压约为5V。 (4)发光二极管的优点是亮度高、电压低、体积小、可靠性高、寿命长、响应速度快、颜色鲜艳。 二、稳压二极管 (1)稳压二极管的材料是硅材料，类型是面接触型。 (2)稳压二极管的伏安特性曲线正向导通区和反向击穿区都比普通二极管的伏安特性曲线陡峭。 (3)稳压二极管的稳压原理是利用其反向击穿后电流剧变，而两端电压几乎不变的特性来实现的，这属于电击穿，而不是热击穿。 (4)稳压二极管的主要参数 ①稳定电压Vz:稳压二极管在正常工作状态下管子两端的电压值。 ②稳定电流Iz:稳压二极管在稳定电压下的工作电流。稳压管的稳定电流有一定的允许变化范围。在这个范围内，电流偏小，稳压效果较差；电流偏大，稳压效果较好，但要多消耗 电能。 ③耗散功率Pzm:稳压管的稳定电压V₂ 与最大稳定电流Izm的乘积，称为稳压管的耗散功率。 ④温度系数αy:单位温度变化所引起的稳定电压Vz的变化量。温度系数分为正温度系数、负温度系数、零温度系数。其中，稳压值等于6V 的稳压二极管有零温度系数，大于6 V的有正温度系数，小于6 V 的有负温度系数。 三、光电二极管 (1)光电二极管是一种将光信号转变为电信号的半导体器件。光电二极管的P 区要比N 区薄。 (2)光电二极管工作在反向截止区，若加正向电压，光电二极管中PN结正偏，本身就能产生很大的电流，也就失去了它受光照时产生电流的意义。 (3)主要参数 ①最高工作电压VRM:VRM越大，管子性能越稳定。 ②暗电流Ip:Ip越小，管子性能越稳定，对光的敏感度越高。 ③光电流I:I 越大，管子性能越好。 下列说法正确的是 A. 发光二极管的正向工作电压(Vp)比普通二极管低，反向击穿电压(Vn)比普通二极管高 B. 发光二极管Vp比普通二极管高，Vn比普通二极管低 C. 发光二极管Vp比普通二极管低，Vn比普通二极管低 D. 发光二极管Vp比普通二极管高，Vn比普通二极管高 【答案】B 【解析】发光二极管的正向工作电压(Vp)比普通二极管高，约1.2～2.5V；反向击穿电压(Vn)一般比普通二极管低，约5V左右。故B正确。 1. 稳压二极管利用二极管的特性是 A. 电击穿 B. 热击穿 C. 正向导通 D. 反向截止 【答案】A 2. 发光二极管正常发光时工作在 A. 正向导通区 B. 死区 C. 反向截止区 D. 反向击穿区 【答案】A 3. 若将普通发光二极管VD与电动势E为9V的直流电源相连 A.该电路能正常工作 B.此二极管因反向电压过大而击穿 C.此二极管因正向电压偏低而截止 D.此二极管因正向电流过大而损坏 【答案】D 1. 光电二极管工作在伏安特性曲线的 A. 死区 B. 正向导通区 C. 反向截止区 D. 反向击穿区 【答案】D 2. 当温度升高，二极管的正向压降 ，反向饱和漏电流 A. 均减小 B. 增大，减小 C. 均增大 D. 减小，增大 【答案】B 3. 如图2-1-9所示电路，设图中三个二极管均为理想二极管，三个灯的规格完全一样，接于220 V工频交流电源上，则最亮的是 A. A灯 B. B灯 C. C灯 D. 一样亮 【答案】B · 掌握发光二极管、稳压二极管、光电二极管的工作原理和主要参数 · 能够识读各类二极管的图像与电路图，并能够应用和解决问题 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$