12.1 非正弦周期量的产生（课件）《电工基础》（高教版·第2版）同步精品课堂

12.1 非正弦周期量的产生 同步精品课堂—中职专业课 《电工基础》（高教版·第2版） 1 学习 目标 理解半导体、本征半导体及杂质半导体概念，明晰PN结单向导电性原理 学习目标 能运用二极管模型分析电路，正确画出二极管半波、桥式整流电路电路图及波形 通过实验、案例分析等，培养自主探究与逻辑思维能力，学会查阅资料解决问题 培养严谨科学态度，提升安全操作意识，增强团队协作能力 新知学习 同学们，在生活中我们常接触到各种电子设备，比如手机充电器。大家有没有想过，它是如何把家里插座中的交流电，转变为能给手机稳定充电的直流电的呢？这里面关键的元件就是二极管。像LED台灯，其电路采用220V市电供电，经二极管等元件构成的电路，实现降压、整流、滤波，推动LED发光。那二极管是怎样工作的？其整流电路又有何奥秘？带着这些疑问，我们走进今天的学习。 新知学习 情景导入 新知学习 几种常见的非正弦交流电 新知学习 不按正弦规律做周期性变化的电流或电压，称为非正弦周期电流或电压。图就是几种非正弦周期电流。 非正弦周期电流产生的原因很多，通常有以下三种情况: 1．采用非正弦交流电源。如方波发生器，锯齿波发生器等脉冲信号源，输出的电压就是非正弦周期电压。 2．同电路中有不同频率的电源共同作用。 新知学习 非正弦周期电流产生的原因 新知学习 3．电路中存在非线性元件。如图所示的二极管整流电路就是这样。 在通信技术中，由语音、音乐、图像等转换来的信号，自动控制及电子计算中大量使用的脉冲信号，都是非正弦信号。 新知学习 非正弦周期电流产生的原因 新知学习 简述半波整流电路的工作原理。 答案：在变压器二次侧电压正半周，二极管正偏导通，有电流通过；负半周时，二极管反偏截止，无电流。从而将交流电变为单向脉动直流电。 随堂练习 桥式整流电路相较于半波整流电路有哪些优点？ 答案：电源利用效率高，输出电压高、纹波小，承受的反向峰值电压较低，应用更广泛。 随堂练习 答案：C 解析：本征半导体中，由于热激发产生的自由电子和空穴是成对出现的，数量相等。 1.本征半导体中，自由电子和空穴的数量（ ） A.自由电子多 B.空穴多 C.一样多 D.不确定 课堂练习 答案：B 解析：杂质半导体中，多数载流子是由掺杂产生的，其浓度主要由掺杂浓度决定，温度等对其影响较小。 2.杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于（ ） A.温度 B.掺杂浓度 C.光照 D.电场 课堂练习 答案：B 解析：PN结加正向电压时，外电场与内电场方向相反，削弱内电场，多子扩散增强，空间电荷区变窄。 3.PN结加正向电压时，空间电荷区将（ ） A.变宽 B.变窄 C.不变 D.不确定 课堂练习 答案：C 解析：在二极管正向导通后，当正向电压大于势垒电压时，正向电流随正向电压急剧增大。 4.二极管的伏安特性曲线中，正向导通时，随着正向电压增加，正向电流（ ） A.基本不变 B.缓慢增加 C.急剧增加 D.减小 课堂练习 答案：C 解析：点接触型二极管PN结面积小，结电容小，适合用于高频信号处理，如检波和变频等高频电路。 5.点接触型二极管适用于（ ） A.低频大电流整流电路 B.高频整流和开关电路 C.检波和变频等高频电路 D.集成电路制造工艺 课堂练习 答案：A 解析：半波整流电路输出电压平均值计算输入交流电压有效值。 6.半波整流电路中，输出电压的平均值约为输入交流电压有效值的（ ） A.0.45倍 B.0.9倍 C.1倍 D.1.2倍 课堂练习 答案：C 解析：桥式整流电路中若一个二极管接反，在交流输入某半周时，会形成电源短路，可能烧毁二极管或其他元件。 7.桥式整流电路中，若有一个二极管接反，会出现（ ） A.输出电压为零 B.输出电压变小 C.电路短路 D.输出电压不变 课堂练习 答案：C 解析：滤波电路是利用电容、电感等元件的特性，对整流后的脉动直流电进行处理，减小其电压脉动。 8.滤波电路的主要作用是（ ） A.将交流电变为直流电 B.稳定输出电压 C.减小输出电压的脉动 D.提高输出电压 课堂练习 答案：C 解析：稳压管利用其反向击穿后，在一定电流范围内电压基本不变的特性来实现稳压，所以工作在反向击穿区。 9.稳压管稳压电路中，稳压管工作在（ ） A.正向导通区 B.反向截止区 C.反向击穿区 D.不确定 课堂练习 答案：A 解析：单相桥式整流电路输出直流电压。 10.某单相桥式整流电路，输出直流电压为9V，则输入交流电压有效值约为（ ） A.10V B.20V C.40V D.80V 课堂练习 答案：硅 解析：在半导体材料中，硅和锗是最常用的两种，硅应用更为广泛。 1.半导体材料中，最常用的是______和锗。 课堂练习 答案：成对 解析：本征半导体靠热激发产生自由电子和空穴，它们总是成对出现。 2.本征半导体中，自由电子和空穴是______产生的。 课堂练习 答案：空穴 解析：P型半导体是在本征半导体中掺入三价杂质元素形成的，多数载流子为空穴。 3.在杂质半导体中，P型半导体的多数载流子是______。 课堂练习 答案：单向 解析：PN结的重要特性就是单向导电性，正向导通，反向截止。 4.PN结具有______导电性。 课堂练习 答案：平面 解析：二极管的常见结构类型为点接触型、面接触型和平面型。 5.二极管按结构分为点接触型、面接触型和______型。 课堂练习 答案：1 解析：半波整流电路中，二极管在截止时承受的最大反向电压就是输入交流电压的峰值。 6.半波整流电路中，二极管承受的最大反向电压为输入交流电压峰值的______倍。 课堂练习 答案：4 解析：桥式整流电路由四个二极管组成特定连接方式实现全波整流。 7.桥式整流电路中，用到了______个二极管。 课堂练习 答案：电感 解析：滤波电路通常利用电容的通交流隔直流和电感的通直流阻交流特性，常采用电容和电感作为滤波元件。 8.滤波电路常采用的元件有电容和______。 课堂练习 课堂小结 感谢观看 $