半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)

1、半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體。絕緣體：有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。14.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性及基本知識(shí)半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。例如： 當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能力明顯變化。 往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使它的導(dǎo)電能力明顯改變。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí) 本征半導(dǎo)體一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)GeSi通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。現(xiàn)代電

2、子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。本征半導(dǎo)體：完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)本征半導(dǎo)體：完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵，共用一對(duì)價(jià)電子。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：+4+4+4+4硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共用電子對(duì)+4表示除去價(jià)電子后的原子半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本

3、征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+4二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理在絕對(duì)0度（T=0K）和沒有外界激發(fā)時(shí),價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即載流子），它的導(dǎo)電能力為 0，相當(dāng)于絕緣體。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共 價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴。1.載流子、自由電子和空穴半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共 價(jià)鍵的束縛，成為自由

4、電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴。本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。自由電子和空穴都稱為載流子半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)2.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引附近的電子來填補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成： 1. 自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。 2. 空穴移動(dòng)產(chǎn)生的電流。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性

5、與基本知識(shí) 雜質(zhì)半導(dǎo)體-N 型半導(dǎo)體和P 型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。P 型半導(dǎo)體： 空穴濃度大大增加，主要載流子為空穴的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為 （空穴半導(dǎo)體）。N 型半導(dǎo)體： 自由電子濃度大大增加，主要載流子為電子的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱 為（電子半導(dǎo)體）。Positive-type semiconductor (P-type semiconductor)Negative-type semiconductor (N-type semiconductor) 在本征半導(dǎo)體中摻入 雜質(zhì)后，導(dǎo)致載流子數(shù)目劇增，相應(yīng)的

6、導(dǎo)電能力就大大增強(qiáng)。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)+4+4P+4多余電子磷原子N 型半導(dǎo)體中的載流子是什么？1.由摻雜的施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。2.本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴。摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱為多數(shù)載流子（多子），空穴稱為少數(shù)載流子（少子）。一、N 型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)

7、磷原子給出一個(gè)電子，稱為施主原子。P磷原子半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)二、P 型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。由于硼原子接受電子，所以稱為受主原子。+4+4B+4空穴硼原子P 型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。B硼原子半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法P 型半導(dǎo)體+N 型半導(dǎo)體雜質(zhì)型半導(dǎo)體多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃

8、度相等。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體+14.1.3 PN 結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P 型半導(dǎo)體和N 型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了PN 結(jié)。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體+擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場E漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。內(nèi)電場越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。空間電荷區(qū)，也稱耗盡層。 在半導(dǎo)體中由于濃度差別，多數(shù)載流子（多子）從濃度高向濃度低的區(qū)域移動(dòng)，稱擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；形成擴(kuò)散電流。少數(shù)載流子（少子）在內(nèi)電場作用下，有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)；形成漂移電流。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)漂移運(yùn)動(dòng)P型半

9、導(dǎo)體N型半導(dǎo)體+擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場E所以擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)+空間電荷區(qū)N型區(qū)P型區(qū)電位VV01.空間電荷區(qū)中沒有載流子。2.空間電荷區(qū)中內(nèi)電場阻礙P 中的空穴，N 區(qū)中的電子（都是多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）。3.P 區(qū)中的電子和N 區(qū)中的空穴（都是少子），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。（漂移運(yùn)動(dòng)）注意:半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)一、PN 結(jié)正向偏置內(nèi)電場外電場+REPN+_內(nèi)電場被削弱，擴(kuò)散飄移，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流(正向電流）。2. PN結(jié)的單向?qū)щ娦?空間電荷區(qū)變薄正向電

10、流PN 結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)PN 結(jié)正向偏置的意思是： P 區(qū)加正、N 區(qū)加負(fù)電壓。 只允許一個(gè)方向的電流通過。形成正向電流，稱正向?qū)?。半?dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)二、PN 結(jié)反向偏置+內(nèi)電場外電場NP+_內(nèi)電場被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流。RE空間電荷區(qū)變厚PN 結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)反向電流PN 結(jié)反向偏置的意思是： P 區(qū)加負(fù)、N 區(qū)加正電壓。 反向電流極小，稱反向截止。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)內(nèi)電場外電場+REPN+_3. PN結(jié)的電容效應(yīng) 空間電荷區(qū)變薄半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí) 半導(dǎo)體二極管14.2.1 基本結(jié)構(gòu)PN 結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二

11、極管。引線外殼線觸絲線基片點(diǎn)接觸型PN結(jié)面接觸型PN二極管的電路符號(hào)：PN半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí) 14.2.2 伏安特性UI死區(qū)電壓 硅管0.5V,鍺管0.1V。導(dǎo)通壓降: 硅管0.60.8V,鍺管0.2。反向擊穿電壓UBR伏安特性曲線正向電流反向電流反向飽和電流段反向飽和電流與反向電壓高低無關(guān)。 當(dāng)正向電壓超過一定的數(shù)值后，削弱內(nèi)電場的作用，電流急劇增長，這時(shí)的電壓稱死區(qū)電壓。當(dāng)外加反向電壓超過某一值時(shí)，反向電流突然增大，稱為反向擊穿，這時(shí)的電壓稱反向擊穿電壓： 。反向擊穿電壓電擊穿熱擊穿電擊穿可恢復(fù)，用作穩(wěn)壓管（燒毀）半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)14.2.3 主要參數(shù)1. 最大整流電流 IF

12、數(shù)值上fM主要決定于PN結(jié)電容的大小。因?yàn)榻Y(jié)電容限制了fM 。2. 最大反向工作(峰值)電壓UR與反向擊穿電壓UBR UR是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。手冊(cè)上給出的最高反向工作峰值電壓UWRM一般是UBR的一半。3. 反向電流 IR 指二極管加反向工作峰值電壓時(shí)的反向電流值。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦?，主要?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)

13、等等。4. 最高工作頻率 fM二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)1. 靜態(tài)電阻RD與動(dòng)態(tài)（微變)電阻 rdiDuD RD是二極管的正向電壓與正向電流靜態(tài)工作點(diǎn)Q處之比：顯然，rd是對(duì)Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。14.3.4 二極管的等效電路模型 rd是二極管特性曲線上工作點(diǎn)Q 附近電壓的變化與電流的變化之比：IUIFUFQUSRUSUFIF+-+-半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)idud2. 理想二極管的 電路模型IUIFUFQUS0UDID伏安特性ID導(dǎo)通截止開關(guān)特性二極管大信號(hào) 電路模型0IDUDUDUD理想4. 二極管微變信號(hào) 電路模型（動(dòng)態(tài)模型）ud

14、rdiD二極管：死區(qū)電壓=0 .5V，正向 壓降0.7V(硅二極管) 理想二極管：死區(qū)電壓=0 ，正向壓降=0，反向電流0。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)二極管：死區(qū)電壓=0 .5V，正向壓降0.7V(硅二極管) 理想二極管：死區(qū)電壓=0 ，正向壓降=0 RLuiuouiuott二極管的應(yīng)用舉例例1 二極管半波整流RDEuiuo4半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)按電路圖，求VY 。YABR-12VDADB0V+3V解：由于A端電位比B端高， A端電壓降較高，故DA搶先導(dǎo)通，若管正向壓降為0.3V，則DA起鉗位作用；DB起隔離作用。此時(shí)Y端電位比B端高, DB 處反向偏置，截止；例2半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)u

15、oRRLuiuRDC+-tuitpt1t20RC微分電路如圖(a), 輸入電壓為方波如圖(b), 試畫出輸出電壓uo的波形。 設(shè)uC(0) = 0。tuc0ucuRuot0t0t0uDuD補(bǔ)充例題半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)如圖所示，E=1V， R=2k，UD，RUiUoUDEUR當(dāng) Ui 分別為 0V，3V, 12V時(shí)，求 UO 和ID ？RUiUoEURUD解：設(shè)二極管截止（開路）時(shí)，開路電壓UD ，則由于開路， ID=0, UR=0, 則 當(dāng)E=1V， 若要二極管導(dǎo)通，應(yīng)有UD UD ， 即(1) Ui =0V，二極管截止RUi=0Uo1VUD(b)RUi=3VUo1VID0.6V(c)(2

16、) Ui ，二極管導(dǎo)通(3) Ui ，二極管導(dǎo)通補(bǔ)充例題半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)電源變壓器: 將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整 流 電 路濾 波 電 路穩(wěn) 壓 電 路u1u2u3u4整 流 電 路濾 波 電 路穩(wěn) 壓 電 路整流電路: 將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路: 將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路: 清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。uo整流電路直流穩(wěn)壓電源的組成和功能整流電路的作用：把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓。常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式和倍壓整流等。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)整流電路的任務(wù)：把交流電壓

17、轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓。常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式和倍壓整流等。 為分析簡單起見，把二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。單相三相二極管可控硅橋式倍壓整流半波全波本課主要介紹：單相半波整流，單相全波整流，單相橋式整流整流電路分類：1 單相半波整流電路-僅采用一只二極管的最簡單整流電路。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)單相半波整流電壓波形u1u2aTbDRLuouDu2t2340io+二極管導(dǎo)通， uo=u2二極管截止, uo=0u2 0 時(shí):u20 時(shí)D1,D3導(dǎo)通D2,D4截止電流通路:a D1RLD3bu20 時(shí)D2,D4導(dǎo)通D1,D3截止電流通路:

18、b D2RLD4a單相橋式整流電路輸出波形：RLu2D4D2D1D3uoab 整流輸出電壓平均值： Uo22 負(fù)載電流平均值: Io= Uo /RL =0.9 U2 / RL 二極管平均電流： ID=Io/2=0.45 U2 / RL u2uD2uD4uD1,uD3uo2. 單相橋式整流電路的性能指標(biāo)輸出是脈動(dòng)的直流電壓！半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)u1u2TD3D2D1D4RLuo例14-3-2如圖所示，已知負(fù)載電阻RL=120.要求負(fù)載電壓U0=30V，交流電源電壓220V，試選用二極管并求變壓器變比。 解查手冊(cè)選用2CP1（500mA，100V）半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

19、電容與負(fù)載 RL 并聯(lián)，或電感與負(fù)載RL串聯(lián)。交流電壓脈動(dòng)直流電壓整流濾波直流電壓RLLRLC14.4 濾波電路原理：利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性, 濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)14.4.1 電容濾波電路以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，其電路如圖所示。一、濾波原理au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+（C濾波器）RL未接入時(shí) (忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot設(shè)t1時(shí)刻接通電源t1整流電路為電容充電充電結(jié)束沒有電容時(shí)的輸出波形RL接入（且 RLC 較大） 時(shí) (忽略整流電路內(nèi)阻

20、)電容通過 RL 放電，在整流電路電壓小于電容電壓時(shí)，二極管截止，整流電路不為電容充電，uo會(huì)逐漸下降。uot電容放電無濾波電容時(shí)的波形加入濾波電容時(shí)的波形半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)uotu2上升， u2大于電容上的電壓uc，u2對(duì)電容充電，uo= uc u2二極管導(dǎo)通u2下降， u2小于電容上的電壓。二極管承受反向電壓而截止。電容C 通過RL放電， uc 按指數(shù)規(guī)律下降，時(shí)間常數(shù) = RL C二極管導(dǎo)通角半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)u2tuot只有整流電路輸出電壓大于uo時(shí)，才有充電電流 iD 。因此整流電路的輸出電流是脈沖波。整流電路的輸出電流 iDau1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+

21、iD可見，采用電容濾波時(shí)，整流管的導(dǎo)通角較小。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)u2tuot電容充電時(shí)，電容電壓滯后于u2。整流電路的輸出電流RLC 越小，輸出電壓越低。3. RL接入（且RLC 較?。r(shí) (考慮整流電路內(nèi)阻)au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)(b) 流過二極管瞬時(shí)電流很大RLC 越大 Uo越高負(fù)載電流的平均值越大 ; 整流管導(dǎo)電時(shí)間越短 iD的峰值電流越大(a) 輸出電壓 平均值Uo與時(shí)間常數(shù) RLC 有關(guān)RLC 愈大 電容器放電愈慢 Uo(平均值)愈大(c) 二極管承受的最高反向電壓二、電容濾波電路的特點(diǎn)一般取( T: 電源電壓的周期 )uo電容濾

22、波純電阻負(fù)載1.4U20.9U20IL故一般選管時(shí)，取 輸出波形隨負(fù)載電阻 RL 或 C 的變化而改變, Uo 隨之改變。如: RL 愈小( IL 越大), Uo下降越多。(d) 輸出特性(外特性)結(jié)論：電容濾波電路適用于輸出電壓較高，負(fù)載電流較小且負(fù)載變動(dòng)不大的場合。近似估算: Uo=1.2U2 Io= Uo/RL半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+i2橋式整流電容濾波電路如圖所示。已知交流電壓U1=220V，50HZ，負(fù)載要求電流為700mA，電壓為20V。試選擇二極管，濾波電容C。計(jì)算變壓器副繞組電壓U2與電流I2。例14-4-1i0解：查手冊(cè)選2CP1

23、（500mA，100V）耐壓大于23.6V，取30VI2=（1.2-3）I0取I2=2I0=1.4A半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)14.4.2 電感濾波電路結(jié)構(gòu): 在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感 L 就構(gòu)成了電感濾波電路。u2u1RLLuo一、濾波原理對(duì)直流分量: XL=0 相當(dāng)于短路, 直流電壓大部分降在RL上。對(duì)諧波分量: f 越高，XL 越大, 交流電壓大部分降在XL上。 因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓。UoU2當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時(shí)，輸出平均電壓約為：二、電感濾波的特點(diǎn)整流管導(dǎo)電角較大，峰值電流很小，輸出特性比較平坦，適用于低電壓大電流(RL較小)的場合。缺點(diǎn)是電感鐵芯笨重，體積

24、大，易引起電磁干擾。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)改善濾波特性的方法： L-C 型濾波電路：在電感濾波后面再接一電容。RC 型濾波電路：在電容濾波后再接一級(jí)RC 濾波電路。 性能及應(yīng)用場合分別與電容濾波和電感濾波相似。LC 型濾波電路：在電容濾波后面再接L-C 型濾波電路。uoRu2u1C1C2uo1RLLu2u1uoCRLuo1u2u1LuoC2RLuo1C1 采取多級(jí)濾波，使輸出電壓的脈動(dòng)更小。如：半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí).3 L-C 型濾波電路4. LC 濾波電路的直流輸出電壓：u2u1LuoCRLuo1當(dāng)通過鐵心電感線圈的電流發(fā)生變化時(shí)，而線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢 則阻礙電流的變化，因而使 負(fù)載

25、電流和負(fù)載電壓的脈動(dòng)大為減小。2. 當(dāng)L 比 RL 大得愈多，則濾波效果愈好。3. 而后又經(jīng)過電容濾波，再一次慮掉交流分量。 故適用于頻率高，電流大，要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場合。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí).4 LC 型濾波電路u2u1LuoC2RLuo1C1顯然， LC 型濾波電路輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)比只有LC 濾波時(shí)更小，波形更加平滑；由于在輸入端接入了電容，因而較只有LC 濾波時(shí)，提高了輸出電壓。在適當(dāng)選擇電路參數(shù)時(shí)：uot近似估算: UoU2 Io= Uo/RL半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)uoRu2u1C1C2uo1RL14.4.5 RC 型濾波電路uot若負(fù)載電阻RL 阻值較大，負(fù)載電流較小時(shí)，可采用RC 型濾波電路。R與C2的取值 滿足：且 值恒小于R。 則輸出的電壓波形就很平滑。半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)UIIZUZIZ穩(wěn)壓誤差曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。UZ動(dòng)態(tài)電阻：rz越小，穩(wěn)壓性能越好。 穩(wěn)壓管+反向工作IZmax半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)（4）穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。（5）最大允許功耗穩(wěn)壓二極管的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓 UZ（2）電壓溫度系數(shù)U（%/） 穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。（3）動(dòng)態(tài)電阻半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與基本知識(shí)abcdefg發(fā)光二極管510YaYbYgabg510510LED