項(xiàng)目1：制作直流穩(wěn)壓電源

1、項(xiàng)目一：項(xiàng)目一：制作晶體管直流穩(wěn)壓電源制作晶體管直流穩(wěn)壓電源學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)(1)掌握PN結(jié)、二極管的特性，了解二極管的結(jié)構(gòu)、種類及應(yīng)用場(chǎng)合。(2)掌握晶體管直流穩(wěn)壓電源的組成，了解電路原理分析及基本計(jì)算。2技能目標(biāo)技能目標(biāo)(1)學(xué)會(huì)判別以及使用萬(wàn)用表測(cè)試二極管的極性。(2)制作晶體管直流穩(wěn)壓電源，掌握使用萬(wàn)用表和示波器測(cè)試該電源的參數(shù)，（3）學(xué)會(huì)對(duì)電路所出現(xiàn)的故障進(jìn)行原因分析及排故。生活提點(diǎn)：生活提點(diǎn)：生活中經(jīng)常用到的各種電器，如計(jì)算機(jī)、手機(jī)、生活中經(jīng)常用到的各種電器，如計(jì)算機(jī)、手機(jī)、隨身聽(tīng)、剃須刀等，包括將要制作的音頻放大器，基隨身聽(tīng)、剃須刀等，包括將要制作的音頻放大器，

2、基本都是使用直流電源作為供電電源，但電網(wǎng)家用供電本都是使用直流電源作為供電電源，但電網(wǎng)家用供電一般都是一般都是 220V 220V 交流電，這就需要通過(guò)一定的裝置把交流電，這就需要通過(guò)一定的裝置把 220V 220V 的單相交流電轉(zhuǎn)換為只有幾伏或幾十伏的直流電，的單相交流電轉(zhuǎn)換為只有幾伏或幾十伏的直流電，能完成這個(gè)轉(zhuǎn)換的裝置就是直流穩(wěn)壓電源。能完成這個(gè)轉(zhuǎn)換的裝置就是直流穩(wěn)壓電源。 項(xiàng)目任務(wù)：項(xiàng)目任務(wù)：制作音頻放大電路的直流穩(wěn)壓電源部分，要求該直制作音頻放大電路的直流穩(wěn)壓電源部分，要求該直流穩(wěn)壓電源輸出電壓為流穩(wěn)壓電源輸出電壓為15V，輸出功率要達(dá)到，輸出功率要達(dá)到 10W 以以上。上。 該直流

3、穩(wěn)壓電源的該直流穩(wěn)壓電源的 PCB 板如圖板如圖1.1 所示。所示。圖 1.1晶體管直流穩(wěn)壓電源 PCB板 制作晶體管直流穩(wěn)壓電源總體電路原理圖制作晶體管直流穩(wěn)壓電源總體電路原理圖核心元件：二極管三端穩(wěn)壓器項(xiàng)目實(shí)施：項(xiàng)目實(shí)施： 1.1 1.1 二極管的認(rèn)知二極管的認(rèn)知 1.2 1.2 測(cè)試二極管的單向?qū)щ娦詼y(cè)試二極管的單向?qū)щ娦?1.3 1.3 特殊二極管介紹特殊二極管介紹 1.4 1.4 直流穩(wěn)壓電源的制作直流穩(wěn)壓電源的制作1.1二極管的認(rèn)知二極管的認(rèn)知圖1.2各種二極管實(shí)物1.1.1： 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu) 二極管二極管 = PN結(jié)結(jié) + 管殼管殼 + 引線引線NP結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)

4、符號(hào)符號(hào)陽(yáng)極陽(yáng)極+陰極陰極- 二極管按結(jié)構(gòu)分三大類：二極管按結(jié)構(gòu)分三大類：(1) 點(diǎn)接觸型二極管點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。用于檢波和變頻等高頻電路。N型 鍺正 極 引 線負(fù) 極 引 線外 殼金 屬 觸 絲(3) 平面型二極管平面型二極管用于集成電路制造工藝中。用于集成電路制造工藝中。PN 結(jié)面積可大可小，用結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。于高頻整流和開關(guān)電路中。(2) 面接觸型二極管面接觸型二極管PN結(jié)面積大，用結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。于工頻大電流整流電路。SiO2正 極 引 線負(fù) 極 引 線N型 硅P型 硅負(fù) 極

5、引 線正 極 引 線N型 硅P型 硅鋁 合 金 小 球底 座1.1.2判別二極管極性判別二極管極性二極管是有極性的，通常在二極管的外殼上標(biāo)有二極二極管是有極性的，通常在二極管的外殼上標(biāo)有二極管的極性符號(hào)。標(biāo)有色道管的極性符號(hào)。標(biāo)有色道(一般黑殼二極管為銀白色標(biāo)記，一般黑殼二極管為銀白色標(biāo)記，玻殼二極管為黑色銀白或紅色標(biāo)記玻殼二極管為黑色銀白或紅色標(biāo)記)的一端為負(fù)極，另一端的一端為負(fù)極，另一端為正極。如圖為正極。如圖1.3所示：所示：圖1.3二極管的極性判別二極管的極性也可通過(guò)萬(wàn)用表的歐姆擋測(cè)定，將萬(wàn)用表打在二極管的極性也可通過(guò)萬(wàn)用表的歐姆擋測(cè)定，將萬(wàn)用表打在100 或或1k 擋上，由于二極管擋

6、上，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，正向電阻具有單向?qū)щ娦?，正向電阻小，反向電阻大小，反向電阻?這在后續(xù)內(nèi)容會(huì)詳細(xì)分析這在后續(xù)內(nèi)容會(huì)詳細(xì)分析)，在測(cè)試時(shí)，若，在測(cè)試時(shí)，若二極管正偏時(shí)，則萬(wàn)用表黑表筆所搭位置為二極管的正極，二極管正偏時(shí)，則萬(wàn)用表黑表筆所搭位置為二極管的正極，而紅表筆所搭為二極管的負(fù)極。測(cè)試電路如圖而紅表筆所搭為二極管的負(fù)極。測(cè)試電路如圖 1.4 所示。所示。圖1.4二極管的極性測(cè)試電路 結(jié)論：結(jié)論：二極管正、反向電阻的測(cè)量值相差越大越好，一般二二極管正、反向電阻的測(cè)量值相差越大越好，一般二極管的正向電阻測(cè)量值為幾百歐，反向電阻為幾十千歐到極管的正向電阻測(cè)量值為幾百歐，反向電阻為幾十

7、千歐到幾百千歐。幾百千歐。 如果測(cè)得正、反向電阻均為無(wú)窮大，說(shuō)明內(nèi)部斷路；如果測(cè)得正、反向電阻均為無(wú)窮大，說(shuō)明內(nèi)部斷路； 若測(cè)量值均為零，則說(shuō)明內(nèi)部短路；若測(cè)量值均為零，則說(shuō)明內(nèi)部短路； 如測(cè)得正、反向電阻幾乎一樣大，這樣的二極管已經(jīng)如測(cè)得正、反向電阻幾乎一樣大，這樣的二極管已經(jīng)失去作用，沒(méi)有使用價(jià)值了。失去作用，沒(méi)有使用價(jià)值了。1.2測(cè)試二極管的單向?qū)щ娦詼y(cè)試二極管的單向?qū)щ娦詧D1.5測(cè)試電路測(cè)試步驟如下：(1)按圖1.5的測(cè)試電路將器件裝在面包板上，并正確連線。(2)將晶體管穩(wěn)壓電源+5V電壓輸出接LED正極，負(fù)極接地，觀察LED是否發(fā)光并記錄。(3)將電源+5V輸出電壓接LED負(fù)極，正極

8、接地，觀察LED是否發(fā)光并記錄。測(cè)試結(jié)果分析如下：(1)第一種接法下，LED發(fā)光，用電流表測(cè)試電路中有電流，說(shuō)明二極管導(dǎo)通。(2)第二種接法下，LED不發(fā)光，用電流表測(cè)試出電流基本為零，說(shuō)明二極管截止。想一想，為何在上述不同接法下，二極管想一想，為何在上述不同接法下，二極管會(huì)出現(xiàn)這樣兩種不同情況？會(huì)出現(xiàn)這樣兩種不同情況？由于二極管是由半導(dǎo)體組成的。讓我們學(xué)由于二極管是由半導(dǎo)體組成的。讓我們學(xué)習(xí)一下相關(guān)知識(shí)。習(xí)一下相關(guān)知識(shí)。1.2.1 1.2.1 半導(dǎo)體的基本知識(shí)半導(dǎo)體的基本知識(shí) 在物理學(xué)中。根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，可以將他們劃分導(dǎo)在物理學(xué)中。根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，可以將他們劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。

9、體、絕緣體和半導(dǎo)體。 典型的半導(dǎo)體是典型的半導(dǎo)體是硅硅Si和和鍺鍺Ge，它們都是它們都是4價(jià)元素價(jià)元素。sisi硅原子硅原子Ge鍺原子鍺原子Ge+4+4硅和鍺最外層軌道上的硅和鍺最外層軌道上的四個(gè)電子稱為四個(gè)電子稱為價(jià)電子價(jià)電子。本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)束縛電子束縛電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4在絕對(duì)溫度在絕對(duì)溫度T=0K時(shí)，時(shí)，所有的價(jià)電子都被共價(jià)鍵所有的價(jià)電子都被共價(jià)鍵緊緊束縛在共價(jià)鍵中，不緊緊束縛在共價(jià)鍵中，不會(huì)成為會(huì)成為自由電子自由電子，因此本因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱，接近絕緣體。，接近絕緣體。一一. 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 本征半

10、導(dǎo)體本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體?；瘜W(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體。制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達(dá)到制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達(dá)到99.9999999%，常，常稱為稱為“九個(gè)九個(gè)9”。這一現(xiàn)象稱為這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)本征激發(fā)，也稱也稱熱激發(fā)熱激發(fā)。 當(dāng)溫度升高或受到當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，束縛光的照射時(shí)，束縛電子能量增高，有電子能量增高，有的電子可以掙脫原的電子可以掙脫原子核的束縛，而參子核的束縛，而參與導(dǎo)電，成為與導(dǎo)電，成為自由自由電子電子。自由電子自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴自由電子產(chǎn)生的自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來(lái)的共同時(shí)，在其原來(lái)的共價(jià)鍵中就出現(xiàn)

11、了一個(gè)價(jià)鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)空位，稱為空位，稱為空穴空穴?？梢?jiàn)本征激發(fā)同時(shí)產(chǎn)生可見(jiàn)本征激發(fā)同時(shí)產(chǎn)生電子空穴對(duì)。電子空穴對(duì)。 外加能量越高（外加能量越高（溫度溫度越高），產(chǎn)生的電子空越高），產(chǎn)生的電子空穴對(duì)越多。穴對(duì)越多。動(dòng)畫動(dòng)畫演示演示與本征激發(fā)相反的與本征激發(fā)相反的現(xiàn)象現(xiàn)象復(fù)合復(fù)合在一定溫度下，本征激在一定溫度下，本征激發(fā)和復(fù)合同時(shí)進(jìn)行，達(dá)發(fā)和復(fù)合同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。電子空穴到動(dòng)態(tài)平衡。電子空穴對(duì)的濃度一定。對(duì)的濃度一定。常溫常溫300K時(shí)：時(shí)：電子空穴對(duì)的濃度電子空穴對(duì)的濃度硅：硅：310cm104 . 1鍺：鍺：313cm105 . 2自由電子自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4

12、空穴空穴電子空穴對(duì)電子空穴對(duì)自由電子自由電子 帶負(fù)電荷帶負(fù)電荷 電子流電子流動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子自由電子E總電流總電流載流子載流子空穴空穴 帶正電荷帶正電荷 空穴流空穴流本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化。溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化。導(dǎo)電機(jī)制導(dǎo)電機(jī)制二二. . 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)元素后的在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)元素后的半導(dǎo)體稱為半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體。1.1. N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例在本征

13、半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，砷等，稱為如磷，砷等，稱為N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體。 N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體多余電子多余電子磷原子磷原子硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+4+4+5多數(shù)載流子多數(shù)載流子自由電子自由電子少數(shù)載流子少數(shù)載流子 空穴空穴+N型半導(dǎo)體施主離子施主離子自由電子自由電子電子空穴對(duì)電子空穴對(duì) 在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵等。在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵等?？昭昭ㄅ鹪优鹪庸柙庸柙?4+4+4+4+4+4+3+4+4多數(shù)載流子多數(shù)載流子 空穴空穴少數(shù)載流子少數(shù)載流子自由電子自由電子P型半導(dǎo)體受主離子受主離子空穴空穴電子空穴對(duì)電子空穴對(duì)2.2. P型半

14、導(dǎo)體型半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖+N型半導(dǎo)體多子多子電子電子少子少子空穴空穴P型半導(dǎo)體多子多子空穴空穴少子少子電子電子少子濃度少子濃度與溫度有關(guān)與溫度有關(guān)多子濃度多子濃度與溫度無(wú)關(guān)與溫度無(wú)關(guān)內(nèi)電場(chǎng)E因多子濃度差因多子濃度差形成內(nèi)電場(chǎng)形成內(nèi)電場(chǎng)多子的擴(kuò)散多子的擴(kuò)散 空間電荷區(qū)空間電荷區(qū) 阻止多子擴(kuò)散，促使少子漂移。阻止多子擴(kuò)散，促使少子漂移。PNPN結(jié)合結(jié)合+P型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)多子擴(kuò)散電流多子擴(kuò)散電流少子漂移電流少子漂移電流耗盡層耗盡層三三. . PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦? . PN結(jié)的形成結(jié)的形成 動(dòng)畫演示少子飄移少子飄移補(bǔ)充耗盡層失去的多

15、子，耗盡層窄，補(bǔ)充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，E多子擴(kuò)散多子擴(kuò)散 又失去多子，耗盡層寬，又失去多子，耗盡層寬，EP型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+內(nèi)電場(chǎng)E多子擴(kuò)散電流多子擴(kuò)散電流少子漂移電流少子漂移電流耗盡層耗盡層動(dòng)態(tài)平衡：動(dòng)態(tài)平衡： 擴(kuò)散電流擴(kuò)散電流 漂移電流漂移電流總電流總電流0勢(shì)壘勢(shì)壘 UO硅硅 0.5V鍺鍺 0.1V2. PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?1) 加正向電壓（正偏）加正向電壓（正偏）電源正極接電源正極接P區(qū)，負(fù)極接區(qū)，負(fù)極接N區(qū)區(qū) 外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。 外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng) 耗盡層變窄耗盡層變窄 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)多

16、子多子擴(kuò)散形成正向電流擴(kuò)散形成正向電流I I F F+P型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+WER空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)E正向電流正向電流(2) 加反向電壓加反向電壓電源正極接電源正極接N區(qū)，負(fù)極接區(qū)，負(fù)極接P區(qū)區(qū) 外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同。外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同。 外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng) 耗盡層變寬耗盡層變寬 漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)少子漂移形成反向電流少子漂移形成反向電流I I R R+內(nèi)電場(chǎng)+E+EW+空 間 電 荷 區(qū)+R+IRPN在一定的溫度下，由本在一定的溫度下，由本征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是一定的，故一定的，故IR基本上與外基本上與外加反壓的大小無(wú)關(guān)加反

17、壓的大小無(wú)關(guān)，所以所以稱為稱為反向飽和電流反向飽和電流。但。但I(xiàn)R與溫度有關(guān)。與溫度有關(guān)。 PN結(jié)加正向電壓時(shí)，具有較大的正向結(jié)加正向電壓時(shí)，具有較大的正向擴(kuò)散電流，呈現(xiàn)低電阻，擴(kuò)散電流，呈現(xiàn)低電阻， PN結(jié)導(dǎo)通；結(jié)導(dǎo)通； PN結(jié)加反向電壓時(shí)，具有很小的反向結(jié)加反向電壓時(shí)，具有很小的反向漂移電流，呈現(xiàn)高電阻，漂移電流，呈現(xiàn)高電阻， PN結(jié)截止。結(jié)截止。 由此可以得出結(jié)論：由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)ЫY(jié)具有單向?qū)щ娦?。電性。?dòng)畫演示動(dòng)畫演示1 1 動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示23. PN結(jié)結(jié)的伏安特性曲線及表達(dá)式的伏安特性曲線及表達(dá)式根據(jù)理論推導(dǎo)，根據(jù)理論推導(dǎo)，PNPN結(jié)的伏安特性曲線如圖結(jié)的伏安特性

18、曲線如圖正偏正偏I(xiàn)F（多子擴(kuò)散）（多子擴(kuò)散）IR（少子漂移）（少子漂移）反偏反偏反向飽和電流反向飽和電流反向擊穿電壓反向擊穿電壓反向擊穿反向擊穿熱擊穿熱擊穿燒壞燒壞PN結(jié)結(jié)電擊穿電擊穿可逆可逆1.2.2半導(dǎo)體二極管的特性分析半導(dǎo)體二極管的特性分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：2AP9用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。代表器件的類型，代表器件的類型，P為普通管，為普通管，Z為整流管，為整流管，K為開關(guān)管。為開關(guān)管。代表器件的材料，代表器件的材料，A為為N型型Ge，B為為P型型Ge， C為為N型型Si， D為為P型型Si。

19、2代表二極管，代表二極管，3代表三極管。代表三極管。一一 、半導(dǎo)體二極管的、半導(dǎo)體二極管的VA特性曲線特性曲線硅：硅：0.5 V 鍺：鍺： 0.1 V(1) 正向特性正向特性導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降反向飽和電流反向飽和電流(2) 反向特性反向特性死區(qū)死區(qū)電壓電壓iu0擊穿電壓擊穿電壓UBR實(shí)驗(yàn)曲線實(shí)驗(yàn)曲線uEiVmAuEiVuA鍺鍺 硅：硅：0.7 V 鍺：鍺：0.3V1 1常用的半導(dǎo)體材料有硅和鍺兩種，純凈的半導(dǎo)體稱為常用的半導(dǎo)體材料有硅和鍺兩種，純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體。2 2本征半導(dǎo)體在摻入硼和磷元素后，導(dǎo)電能力將發(fā)生很本征半導(dǎo)體在摻入硼和磷元素后，導(dǎo)電能力將發(fā)生很大的變化，分別形

20、成大的變化，分別形成 P P 型型半導(dǎo)體和半導(dǎo)體和 N N 型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。3 3P P 型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和 N N 型半導(dǎo)體結(jié)合將形成型半導(dǎo)體結(jié)合將形成 PN PN 結(jié)，結(jié)，PN PN 結(jié)結(jié)具有單向?qū)щ娦?。具有單向?qū)щ娦浴? 4二極管組成核心是二極管組成核心是 PN PN 結(jié)，其具有正向?qū)?、反向截結(jié)，其具有正向?qū)?、反向截至、反向擊穿特性。至、反向擊穿特性。學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 小小 結(jié)結(jié)二二. 二極管的模型及近似分析計(jì)算二極管的模型及近似分析計(jì)算例：例：IR10VE1k) 1(eTSUuIiD非線性器件非線性器件iu0iuRLC線性器件線性器件Riu 二極管的模型二極管的模型iuDU+-ui

21、DUDU串聯(lián)電壓源模型串聯(lián)電壓源模型DUu DUu U D 二極管的導(dǎo)通壓降。硅管二極管的導(dǎo)通壓降。硅管 0.7V；鍺管；鍺管 0.3V。理想二極管模型理想二極管模型ui正偏正偏反偏反偏-+iu導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降二極管的二極管的VA特性特性-+iuiu0二極管的近似分析計(jì)算二極管的近似分析計(jì)算IR10VE1kIR10VE1k例：例：串聯(lián)電壓源模型串聯(lián)電壓源模型mA3 . 9K1V)7 . 010(I測(cè)量值測(cè)量值 9.32mA相對(duì)誤差相對(duì)誤差00002 . 010032. 99.332. 9理想二極管模型理想二極管模型RI10VE1kmA10K1V10I相對(duì)誤差相對(duì)誤差0000710032. 93

22、2. 9100.7V例：例：二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，R1k，UREF=2V，輸入信號(hào)為，輸入信號(hào)為ui。 (1)若若 ui為為4V的直流信號(hào)，分別采用理想二極管模型、的直流信號(hào)，分別采用理想二極管模型、理想二極管串聯(lián)電壓源模型計(jì)算電流理想二極管串聯(lián)電壓源模型計(jì)算電流I和輸出電壓和輸出電壓uo+-+UIuREFRiuO解解：（1）采用理想模型分析。）采用理想模型分析。 采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析。采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析。mA2k12VV4REFiRUuIV2REFoUumA31k1V702VV4DREFi.RUUuI2.7V0.7VV2DREF

23、oUUu（2）如果）如果ui為幅度為幅度4V的交流三角波，波形如圖（的交流三角波，波形如圖（b）所）所示，分別采用理想二極管模型和理想二極管串聯(lián)電壓源模示，分別采用理想二極管模型和理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。型分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。+-+UIuREFRiuO解：解：采用理想二極管采用理想二極管模型分析。波形如圖所示。模型分析。波形如圖所示。0-4V4Vuit2V2Vuot02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V 采用理想二極管串聯(lián)采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析，波形電壓源模型分析，波形如圖所示。如圖所示。+-+UIuREFRiuO三三. 二極管的主

24、要參數(shù)二極管的主要參數(shù)(1) 最大整流電流最大整流電流IF二極管長(zhǎng)期連續(xù)工二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)，允許通過(guò)二作時(shí)，允許通過(guò)二極管的最大整流極管的最大整流電流的平均值。電流的平均值。(2) 反向擊穿電壓反向擊穿電壓UBR二極管反向電流二極管反向電流急劇增加時(shí)對(duì)應(yīng)的反向急劇增加時(shí)對(duì)應(yīng)的反向電壓值稱為反向擊穿電壓值稱為反向擊穿電壓電壓UBR。(3) 反向電流反向電流I IR R在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下的反向電流值。在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下的反向電流值。硅二極管的反向電流一般在納安硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級(jí)；鍺二極級(jí)；鍺二極管在微安管在微安( A)級(jí)。級(jí)。四四. 二極管的主要用途二極

25、管的主要用途無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)整流：交流變直流整流：交流變直流限幅、拑位作用（數(shù)電的理論依據(jù)）限幅、拑位作用（數(shù)電的理論依據(jù)）1.3 特殊二極管介紹特殊二極管介紹1穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管常見(jiàn)穩(wěn)壓二極管如圖1.6所示。圖 1.6常見(jiàn)穩(wěn)壓二極管圖形和文字符號(hào) 穩(wěn)壓工作原理穩(wěn)壓工作原理:在正常情況下穩(wěn)壓管工作在正常情況下穩(wěn)壓管工作在在反向擊穿區(qū)反向擊穿區(qū)，由于曲線，由于曲線很陡，反向電流在很大范很陡，反向電流在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，端電壓變化圍內(nèi)變化時(shí)，端電壓變化很小，因而具有穩(wěn)壓作用很小，因而具有穩(wěn)壓作用。只要反向電流不超過(guò)其最大穩(wěn)定電流，就不會(huì)形成破壞性的熱擊穿，因此，在電路中應(yīng)與穩(wěn)壓管串聯(lián)一個(gè)具有

26、適當(dāng)阻值的限流電阻。穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管的主要穩(wěn)壓二極管的主要 參數(shù)參數(shù)(1) 穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓UZ (2) 動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻rZ 在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。 rZ = U / I rZ愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。 (3) (3) 最小穩(wěn)定工作最小穩(wěn)定工作 電流電流IZmin保證穩(wěn)壓管擊穿所對(duì)應(yīng)的電流，若保證穩(wěn)壓管擊穿所對(duì)應(yīng)的電流，若IZIZmin則不能穩(wěn)壓。則不能穩(wěn)壓。(4) (4) 最大穩(wěn)定工作電流最大穩(wěn)定工作電流IZmax超過(guò)超過(guò)Izmax穩(wěn)壓管會(huì)因功耗過(guò)大而燒壞。穩(wěn)壓管會(huì)

27、因功耗過(guò)大而燒壞。iuUZIUIzminIzmax2發(fā)光二極管發(fā)光二極管 發(fā)光二極管的實(shí)物和圖形符號(hào)如圖發(fā)光二極管的實(shí)物和圖形符號(hào)如圖 (b)和和(c)所示。它是所示。它是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成光能的固體器件，簡(jiǎn)稱一種將電能直接轉(zhuǎn)換成光能的固體器件，簡(jiǎn)稱 LED(Light Emitting Diode)。（b）發(fā)光二極管實(shí)物(c)圖形符號(hào)結(jié)構(gòu)：發(fā)光二極管和普通二極管相似，也由一個(gè)PN結(jié)組成，結(jié)構(gòu)如圖(a)所示。發(fā)光二極管在正向?qū)〞r(shí)，發(fā)出一定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光。光的波長(zhǎng)不同，顏色也不同。常見(jiàn)的LED有紅、綠、黃等顏色。特點(diǎn)與作用：發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電壓低、工作電流小，具有很強(qiáng)的抗振動(dòng)和抗沖擊能力，同時(shí)

28、由于發(fā)光二極管體積小、可靠性高、耗電省、壽命長(zhǎng)，被廣泛用于信號(hào)指示等電路中。LED的反向擊穿電壓一般大于5V，但為使器件長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定而可靠的工作，安全使用電壓選擇在5V以下，同時(shí)發(fā)光二極管在使用時(shí)也需要串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)阻值的限流電阻。3光電二極管光電二極管 光電二極管的結(jié)構(gòu)與普通二極管的結(jié)構(gòu)基本相同，實(shí)物和圖形符號(hào)如圖所示，只是在它的PN結(jié)處，通過(guò)管殼上的一個(gè)玻璃窗口能接收外部的光照，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。 光電二極管的PN結(jié)可在反向偏置狀態(tài)下反向偏置狀態(tài)下運(yùn)行，其主要特點(diǎn)是反向電流與光照度成正比。 1.4.1 1.4.1 整流與濾波電路整流與濾波電路1.4 1.4 直流穩(wěn)壓電源的制作直流穩(wěn)壓電源的制作

29、1.4.2 1.4.2 串聯(lián)式穩(wěn)壓電路串聯(lián)式穩(wěn)壓電路1.4.3 1.4.3 集成串聯(lián)式穩(wěn)壓電路（稍后介紹）集成串聯(lián)式穩(wěn)壓電路（稍后介紹）1.4.4 1.4.4 集成開關(guān)式穩(wěn)壓電路（稍后介紹）集成開關(guān)式穩(wěn)壓電路（稍后介紹） 電源變壓器電源變壓器: 將交流電網(wǎng)電壓將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓變?yōu)楹线m的交流電壓u2。 整流電路整流電路: 將交流電壓將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。 濾波電路濾波電路: 將脈動(dòng)直流電壓將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷鹤優(yōu)槠交闹绷麟妷簎4。 穩(wěn)穩(wěn)壓電路壓電路: 清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓

30、保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。的穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源的組成和功能直流穩(wěn)壓電源的組成和功能整整 流流 電電 路路濾濾 波波 電電 路路穩(wěn)穩(wěn) 壓壓 電電 路路整整 流流 電電 路路濾濾 波波 電電 路路穩(wěn)穩(wěn) 壓壓 電電 路路u1u2u3u4uo1.4.1 整流與濾波電路整流與濾波電路1.半波整流電路半波整流電路二極管導(dǎo)通，二極管導(dǎo)通，uL=u2二極管截止二極管截止, uL=0+io+u2 0 時(shí)時(shí):u20時(shí)時(shí):一一. 單相整流電路單相整流電路u2uLuD t 2 3 4 0+12L+uR-L1u2u220VD主要參數(shù)：主要參數(shù)：IL= UL /RL =0.45 u2 / RL uL 2 0 t（2）輸出電

31、流平均值）輸出電流平均值Io ：+12L+uR-L1u2u220VDIL ）（ tduULL 2021（1）輸出電壓平均值）輸出電壓平均值UL：）（ ttdu sin22102 245. 0u （3）流過(guò)二極管的平均）流過(guò)二極管的平均電流：電流：uD 2 0 tURMID = ILURM=22u（4）二極管承受的最高反向電壓：）二極管承受的最高反向電壓：+12L+uR-L1u2u220VDIL 220 V1212R2+Luuu2L1DD22.全波整流電路全波整流電路+原理：原理：+變壓器副邊中變壓器副邊中心抽頭，感應(yīng)心抽頭，感應(yīng)出兩個(gè)相等的出兩個(gè)相等的電壓電壓u2當(dāng)當(dāng)u2正半周時(shí)，正半周時(shí)，

32、D1導(dǎo)通，導(dǎo)通，D2截止。截止。當(dāng)當(dāng)u2負(fù)半周時(shí)，負(fù)半周時(shí)， D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，D1截止。截止。全波整流電壓波形全波整流電壓波形u2uLuD1 t 2 3 4 0uD2V22012122uuDD221+uLLRuL 2 0 tIL= UL /RL =0.9 u2 / RL 主要參數(shù)：主要參數(shù)：（2）輸出電流平均值）輸出電流平均值IL ：）（ tduULL 2021（1）輸出電壓平均值）輸出電壓平均值UL：）（ ttdu sin2102 29 . 0 u V22012122uuDD221+uLLRILuD 2 0 t（3）流過(guò)二極管的平均）流過(guò)二極管的平均電流：電流：ID = IL/2（4）二極管

33、承受的最高反向電壓：）二極管承受的最高反向電壓：V22012122uuDD221+uLLR222uURM 3. 橋式整流電路橋式整流電路（1）組成：由四個(gè)二極管組成橋路）組成：由四個(gè)二極管組成橋路+41231u2u220V+-RLLuD21DD3D4u2正半周時(shí)正半周時(shí): :D1 、D3導(dǎo)通導(dǎo)通， D2、D4截止截止+（2）工作原理：）工作原理：u2ttuL+41231u2u220V+-RLLuD21DD3D4-+u2負(fù)半周時(shí)：負(fù)半周時(shí)： D2、D4 導(dǎo)通導(dǎo)通， D1 、D3截止截止u2ttuL輸出電壓平均值：輸出電壓平均值：UL=0.9u2輸出電流平均值輸出電流平均值:IL= UL/RL =

34、0.9 u2 / RL 流過(guò)二極管的平均電流：流過(guò)二極管的平均電流：ID=IL/2u2ttuL（3）主要參數(shù)：）主要參數(shù)：二極管承受的最大反向電壓：二極管承受的最大反向電壓：URM=22u+41232+43DuuDDL21LDR-脈動(dòng)系數(shù)脈動(dòng)系數(shù)1:用傅氏級(jí)數(shù)對(duì)橋式整流的輸出用傅氏級(jí)數(shù)對(duì)橋式整流的輸出 uL 分解后可得分解后可得:)6cos3544cos1542cos342(22tttuuL uL 2 0 t基波基波基波峰值基波峰值輸出電壓平均值輸出電壓平均值LLACLLACUUUUS11 67. 032223242211 uuUUSLLAC集成硅整流橋：集成硅整流橋：u2uL+ +- +1.

35、 電容濾波電容濾波二、濾波電路二、濾波電路+412321R220V+Lu-uL2uD4D3DD1C（1）空載（）空載（RL=）時(shí)：）時(shí)：u2tuLtuc=uL+41232u2DCL31DD-220VD+14uuucu2 uC時(shí)：時(shí)：二極管導(dǎo)通，二極管導(dǎo)通，C充電充電u2 uC時(shí)：時(shí)：二極管截止，二極管截止，C放電。放電。由于由于RL=，無(wú)放電回，無(wú)放電回路，所以路，所以u(píng)C保持。保持。22uuuCL （2）接入接入RL（且（且RLC較大）時(shí)較大）時(shí)u2tiDtu2 uC時(shí)：時(shí)：二極管導(dǎo)通，二極管導(dǎo)通，C充電充電u2 uC時(shí)：時(shí)：二極管截止，二極管截止，C放電。放電。二極管中二極管中的電流的電流

36、uc= uL+412321R220V+Lu-uL2uD4D3DD1Cuc近似估算近似估算: UL=1.2U2(b) 流過(guò)二極管瞬時(shí)電流很大流過(guò)二極管瞬時(shí)電流很大整流管導(dǎo)電時(shí)間越短整流管導(dǎo)電時(shí)間越短 iD的峰值電流越大的峰值電流越大電容濾波電路的特點(diǎn)：電容濾波電路的特點(diǎn)：(a) UL與與RLC的的 關(guān)系：關(guān)系：RLC 愈大愈大 C放電愈慢放電愈慢 UL(平均值平均值)愈大愈大RLC 較大較大一般?。阂话闳。?T:電源電壓的周期電源電壓的周期)TCRL)105( u2tiDtuc= uL+4123LD+DLu4-R220V32DD1u21uL2. 電感濾波電路電感濾波電路電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu): 在橋式

37、整流電路與負(fù)載間串入一電感在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感L。輸出電壓平均值輸出電壓平均值: UL=0.9U2對(duì)諧波分量對(duì)諧波分量: f 越高，越高，XL 越大越大,電壓大部分降在電感上。電壓大部分降在電感上。 因此，因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓。在輸出端得到比較平滑的直流電壓。對(duì)直流分量對(duì)直流分量: XL=0 相當(dāng)于短路相當(dāng)于短路,電壓大部分降在電壓大部分降在RL上上3. 其它濾波電路其它濾波電路 為進(jìn)一步改善濾波特性，可將上述濾波電路組合為進(jìn)一步改善濾波特性，可將上述濾波電路組合起來(lái)使用。起來(lái)使用。LC濾波電路濾波電路+uo+-LCu-i+u+u-iC-oRC12RC型濾波電路型濾

38、波電路1.4.2 串聯(lián)式穩(wěn)壓電路串聯(lián)式穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路的作用穩(wěn)壓電路的作用: :交流交流電壓電壓脈動(dòng)脈動(dòng)直流電壓直流電壓整流整流濾波濾波有波紋的有波紋的直流電壓直流電壓穩(wěn)壓穩(wěn)壓直流直流電壓電壓一一. . 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1. 1. 穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理利用穩(wěn)壓管的反向擊穿特性。利用穩(wěn)壓管的反向擊穿特性。 由于反向特性陡直，較大的電流變化，只會(huì)引起較小由于反向特性陡直，較大的電流變化，只會(huì)引起較小的電壓變化。的電壓變化。+UDziLRz-oU-+RUIZILIiuUZIUIzminIzmax穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓原理：ZL+=IIIRiZO=UUUU+UDziLRz-oU-+RUIZILI(1)

39、 (1) 當(dāng)輸入電壓變化時(shí)當(dāng)輸入電壓變化時(shí)UiUZUoUoURIIZIRU i由圖知：由圖知：(2)(2)當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)穩(wěn)壓過(guò)程：穩(wěn)壓過(guò)程： ILUoURUoIZIR+UDziLRz-oU-+RUIZILI2、限流電阻的計(jì)算、限流電阻的計(jì)算（1 1）當(dāng)）當(dāng)輸入電壓最小，負(fù)載電流最大輸入電壓最小，負(fù)載電流最大時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓二時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流最小。此時(shí)極管的電流最小。此時(shí)I IZ Z不應(yīng)小于不應(yīng)小于I IZminZmin，由此可計(jì)算出，由此可計(jì)算出穩(wěn)壓電阻的最大值穩(wěn)壓電阻的最大值。即。即LmaxZminZIminmax=IIUUR +UDziLRz-oU-+RUIZILI

40、（2 2）當(dāng)）當(dāng)輸入電壓最大，負(fù)載電流最小輸入電壓最大，負(fù)載電流最小時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓二極時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流最大。此時(shí)管的電流最大。此時(shí)I IZ Z不應(yīng)超過(guò)不應(yīng)超過(guò)I IZmaxZmax，由此可計(jì)算出，由此可計(jì)算出穩(wěn)壓電穩(wěn)壓電阻的最小值阻的最小值。即。即LminZmaxZImaxmin=IIUUR +UDziLRz-oU-+RUIZILImaxminRRR 所以：所以：二、常用的集成三端穩(wěn)壓器的使用二、常用的集成三端穩(wěn)壓器的使用類型：類型：W7800系列系列 穩(wěn)定正電壓穩(wěn)定正電壓 W7805 輸出輸出+5V W7809 輸出輸出+9V W7812 輸出輸出+12V W7815 輸出輸出+15V

41、 W7900系列系列 穩(wěn)定負(fù)電壓穩(wěn)定負(fù)電壓 W7905 輸出輸出-5V W7909 輸出輸出-9V W7912 輸出輸出-12V W7915 輸出輸出-15V1端端: 輸入端輸入端2端端: 公共端公共端3端端: 輸出端輸出端123額定電流以額定電流以 78(或或 79)后面的尾綴字母區(qū)分，其中后面的尾綴字母區(qū)分，其中 L 表示表示 0.1A，M 表示表示 0.5A，無(wú)尾綴字母表示，無(wú)尾綴字母表示1.5A。如。如 CW78M05 表示正輸出、輸出電壓為表示正輸出、輸出電壓為 5V、輸出電流為、輸出電流為 0.5A。其外形及。其外形及引腳排列如圖引腳排列如圖 所示。所示。 本項(xiàng)目中由于需要直流本項(xiàng)

42、目中由于需要直流15V 15V 輸出，故選用了輸出，故選用了 78L15 78L15 和和 79L15 79L15 兩種三端穩(wěn)壓器。兩種三端穩(wěn)壓器。+UOW781522C311CUi1. 基本使用方法基本使用方法+20V+15V注意：注意：輸入電壓輸入電壓Ui一般應(yīng)比輸出電壓端一般應(yīng)比輸出電壓端Uo高高3V以上。以上。二二. 三端固定式集成穩(wěn)壓器的使用三端固定式集成穩(wěn)壓器的使用 C1、C2的作用：的作用：防止自激振蕩，減小高頻噪聲、改善負(fù)載的防止自激振蕩，減小高頻噪聲、改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。瞬態(tài)響應(yīng)。2. 輸出正負(fù)電壓輸出正負(fù)電壓+C21CW7812W79121CC2+-+-iUUO 1O 2U

43、-+1323. 輸出電壓可調(diào)輸出電壓可調(diào)XX212OOURRRUU由：由：XXURRU)1 (120可得：可得：uuW78122R2C1COUUi-+1R132 特別提示特別提示 在使用時(shí)必須注意在使用時(shí)必須注意 U Ui i 和和 U Uo o 之間的關(guān)系。以之間的關(guān)系。以 78L15 78L15 為例。該三端穩(wěn)壓器的固定輸出電壓是為例。該三端穩(wěn)壓器的固定輸出電壓是 15V15V，而輸入電壓至少大于，而輸入電壓至少大于 17V17V，這樣輸入，這樣輸入/ /輸出之間有輸出之間有 2 23V 3V 及以上的壓差，使調(diào)整管保證工作在放大區(qū)及以上的壓差，使調(diào)整管保證工作在放大區(qū)。但壓差取得大時(shí)，又

44、會(huì)增加集成塊的功耗，所以。但壓差取得大時(shí)，又會(huì)增加集成塊的功耗，所以，兩者應(yīng)兼顧，即既保證在最大負(fù)載電流時(shí)調(diào)整管，兩者應(yīng)兼顧，即既保證在最大負(fù)載電流時(shí)調(diào)整管不進(jìn)入飽和，又不至于功耗偏大。不進(jìn)入飽和，又不至于功耗偏大。 制作晶體管直流穩(wěn)壓電源總體電路原理圖制作晶體管直流穩(wěn)壓電源總體電路原理圖1整流電路（利用二極管的單向?qū)щ娦裕┱麟娐罚ɡ枚O管的單向?qū)щ娦裕?半波整流：半波整流：UL=0. 45U2 全波整流：全波整流：UL=0.9U2 橋式整流：橋式整流：UL=0.9U22濾波電路濾波電路 電容濾波（橋式整流）：電容濾波（橋式整流）： UL=1.2U2 電感濾波：電感濾波： UL=0.9U2

45、3穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路：UO=UZ 小結(jié)小結(jié)1 1直流穩(wěn)壓電源是由變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電直流穩(wěn)壓電源是由變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路路 4 4 部分組成。部分組成。2 2單相橋式整流電路中的二極管在選用時(shí)應(yīng)充分考慮電壓、單相橋式整流電路中的二極管在選用時(shí)應(yīng)充分考慮電壓、電流的余量。電流的余量。3 3濾波電路中電解電容容量越大越好，同時(shí)應(yīng)考慮耐壓值。濾波電路中電解電容容量越大越好，同時(shí)應(yīng)考慮耐壓值。4 4穩(wěn)壓電路中穩(wěn)壓二極管是二極管中的一種，在反向擊穿后穩(wěn)壓電路中穩(wěn)壓二極管是二極管中的一種，在反向擊穿后電壓變化很小，利用這個(gè)特點(diǎn)通過(guò)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電

46、壓的穩(wěn)電壓變化很小，利用這個(gè)特點(diǎn)通過(guò)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定，它屬于分立器件且根據(jù)功率不同，選擇范定，它屬于分立器件且根據(jù)功率不同，選擇范圍較廣；三端穩(wěn)壓器圍較廣；三端穩(wěn)壓器( (三端穩(wěn)壓管三端穩(wěn)壓管) )它是一種集成電路，它是它是一種集成電路，它是通過(guò)電路的線性放大原理來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的，一般適用于中小功通過(guò)電路的線性放大原理來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的，一般適用于中小功率的電路穩(wěn)壓。率的電路穩(wěn)壓。三三. . 串聯(lián)式穩(wěn)壓電源串聯(lián)式穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)：（1 1）帶負(fù)載能力差）帶負(fù)載能力差（2 2）輸出電壓不可調(diào)）輸出電壓不可調(diào)改進(jìn)：改進(jìn)：（ 1 1 ） 提 高 帶 負(fù) 載 能） 提

47、高 帶 負(fù) 載 能力力在輸出端加一射在輸出端加一射極輸出器極輸出器UO=UZ-0.7V+TU+-+UzDz-LiRURo改進(jìn)：改進(jìn)：（2 2）使輸出電壓可調(diào)）使輸出電壓可調(diào)在射極輸出器前加一帶有負(fù)反饋在射極輸出器前加一帶有負(fù)反饋的放大器。的放大器。 調(diào)節(jié)反饋系數(shù)即可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)調(diào)節(jié)反饋系數(shù)即可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)UO=AUFUZ-0.7V為了進(jìn)一步穩(wěn)定輸出電壓，將反饋元件接到輸出端為了進(jìn)一步穩(wěn)定輸出電壓，將反饋元件接到輸出端。 +DzT+-A+U-ioU-+UfUzR1R2LRR由四部分組成：由四部分組成：基準(zhǔn)電壓、調(diào)整管、取樣電路、放大比較環(huán)節(jié)?；鶞?zhǔn)電壓、調(diào)整管、取樣電路、放大比較環(huán)節(jié)。1. 1.

48、串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的構(gòu)成串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的構(gòu)成+DzzUR+AR2UURRf1-+L+oT-+-iU基 準(zhǔn) 電 壓調(diào) 整 管取 樣 電 路放 大 比 較 環(huán) 節(jié)2.2.工作原理工作原理（1 1）輸入電壓變化時(shí)）輸入電壓變化時(shí)實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋QvCE/ViC/mAQ+zDzRU-R2AiTR-oLU+U+-+R1fUUo1UiUfUoUoUo1UCE舉例：舉例： 分立元件組成的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源分立元件組成的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLE312.7V1kR12R3RRP4RT2T3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB

49、2B3UZUOUIU基準(zhǔn)電壓取樣電路調(diào)整管放大比較環(huán)節(jié)（2 2）負(fù)載電流變化時(shí)）負(fù)載電流變化時(shí)+zDzRU-R2AiTR-oLU+U+-+R1fUUo1ILUo1UoUCEUoUf3.3.輸出電壓的計(jì)算輸出電壓的計(jì)算REF221REFREFufO1=URRRUFUAUV 可見(jiàn)，調(diào)節(jié)可見(jiàn)，調(diào)節(jié)R1或或R2可以改變輸出電壓。可以改變輸出電壓。用負(fù)反饋的理論計(jì)算：用負(fù)反饋的理論計(jì)算：212ofV=RRRUUF +o1+DzUR2REF+UUo-f-T-R+L1Ri+AUUR穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理UoUB3UBE3=（UB3-UZ）UC3 （UB2 ）Uo當(dāng)當(dāng) Ui 增加或輸出電流減小使增加或輸出電流減小使

50、 Uo升高時(shí)升高時(shí)動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLE312.7V1kR12R3RRP4RT2T3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB2B3UZUOUIU(3) 輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLE312.7V1kR12R3RRP4RT2T3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB2B3UZUOUIUOP434BE3ZURRRRUU 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?P43BE3ZO)(RRRRUUU 所以：所以：將參數(shù)代入，可將參數(shù)代入，可求出輸出電壓的調(diào)節(jié)

51、范圍。求出輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLEVCC_CIRCLE312.7V1kR12R3RRP4RT2T3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB2B3UZUOUIUV77.34 .322022024)(4p43BE3ZOmin RRRRUUUV8.94.322033022024)(4p43BE3ZOmax RRRRUUUEWB演示演示穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源1.4.3 集成串聯(lián)式穩(wěn)壓電集成串聯(lián)式穩(wěn)壓電路路一一. 帶隙基準(zhǔn)電壓源帶隙基準(zhǔn)電壓源-+-2R3RT3T2T1iuREFU1RI1I2I32BE1BE2BE1=-RIUUU 21T22T11T

52、lnlnln=IIUIIUIIUESES 電阻電阻R R2 2上的壓降：上的壓降：2132T23BE222lnIIRRURRURIU 所以，輸出的基準(zhǔn)壓：所以，輸出的基準(zhǔn)壓：2BE3REFUUU 2132TBE3lnIIRRUU 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)TREF3V25.1UU 溫度系數(shù)為溫度系數(shù)為0 0。特點(diǎn)：溫度特性好。特點(diǎn)：溫度特性好。C16VCC_CIRCLEDRT9RR34516920T87R7R13Z1TR13RTR1RTR10D公公 共共 端端2TR1211136VCC_CIRCLE1711T1514TRTRR1412TR219TRT1510VCC_CIRCLET4RRRT輸輸 入入 端端6R

53、T18Z2TFU5T輸輸 出出 端端81217二二. 三端固定式集成穩(wěn)壓器三端固定式集成穩(wěn)壓器 調(diào)整管調(diào)整管過(guò)壓保護(hù)過(guò)壓保護(hù)過(guò)熱過(guò)熱保護(hù)保護(hù)啟動(dòng)電路啟動(dòng)電路取取樣樣電電路路基準(zhǔn)電壓源基準(zhǔn)電壓源過(guò)流保護(hù)過(guò)流保護(hù)放大比放大比較環(huán)節(jié)較環(huán)節(jié)電路組成及工作原理：電路組成及工作原理：1. 啟動(dòng)電路啟動(dòng)電路 由由R 4、D Z1、T 12、T 13、R 5、 R 6、R 7和和R 18組成。上電后，組成。上電后，R 4、D Z1先先導(dǎo)通，使得導(dǎo)通，使得T12和和T13導(dǎo)通，隨后導(dǎo)通，隨后T8和和T9也導(dǎo)通，整個(gè)電路進(jìn)入正常工作狀也導(dǎo)通，整個(gè)電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。這時(shí)態(tài)。這時(shí)R 1上壓降增加，使上壓降增加，使

54、T13截止?fàn)顟B(tài)，切斷了輸入回路與基準(zhǔn)源之間截止?fàn)顟B(tài)，切斷了輸入回路與基準(zhǔn)源之間的聯(lián)系。的聯(lián)系。2. 基準(zhǔn)電壓源基準(zhǔn)電壓源由由T1T7管和電阻管和電阻R1R3組成的帶隙基準(zhǔn)電壓源。組成的帶隙基準(zhǔn)電壓源。2C2BE6BE5BE4BE3FRIUUUUUC2C1T322C2lnIIURRRI1C1BE1BE72C2BE4BE3C7RIUURIUUU 根據(jù)前面對(duì)帶隙基準(zhǔn)電壓源的分析可知根據(jù)前面對(duì)帶隙基準(zhǔn)電壓源的分析可知：T7管的集電極電位：管的集電極電位： 因此，有：因此，有： 12C2C1RRII 整理可得：整理可得： 12T32BE3Fln4RRURRUU 3. 放大比較環(huán)節(jié)：放大比較環(huán)節(jié)： 由由T3和和T4管組成的復(fù)合管構(gòu)成，電流源管組成的復(fù)合管構(gòu)成，電流源T9作它的有源負(fù)載。作它的有源負(fù)載。T3和和T4管管既是基準(zhǔn)電壓電路的一部分，又是比較放大器的放大管。取樣電壓既是基準(zhǔn)電壓電路的一部分，又是比較放大器的放大管。取樣電壓UF疊疊加在基準(zhǔn)電壓上。輸出電壓：加在基準(zhǔn)電壓上。輸出電壓：4. 調(diào)整環(huán)節(jié)：調(diào)整環(huán)節(jié)： 由由T16和和T17組成的復(fù)合管，是整個(gè)電路的調(diào)整管。其