二极管整流电路试题
晶体二极管及整流电路试题（一） 姓名学号 一、填空 1、纯净的半导体称为，它的导电能力很。在纯净的半导体中掺入少量的价元素，可形成P型半导体，又称型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为。 2、在本征半导体中掺入价元素，可形成N型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为，它的导电能力比本征半导 体。 3、如图，这是材料的二极管的____ 曲线，在正向电压超过 V 后，二极管开始导通，这个电压称为 电压。正常导通后，此管的正向压降约 为 V。当反向电压增大到 V时， 即称为电压时，反向电流会急剧 增大，该现象为。若反向电压 继续增大，容易发生现象。其中 稳压管一般工作在区。
4、二极管的伏安特性指和关系，当正向电压超过_____后，二极管导通。正常导通后，二极管的正向压降很小，硅管约为V,锗管约为 V。 5、二极管的重要特性是，具体指：给二极管加电压，二极管导通；给二极管加电压，二极管截止。 6、PN结的单向导电性指，当反向电压增大到 时，反向电流会急剧增大，这种现象称。 7、二极管的主要参数有 ________、____ ___、 _ 和，二极管的主要特性是。 8、用模拟式万用表欧姆档测二极管的正、反向电阻时，若两次测得的阻值都较小，则表明二极管内部；若两次测得的阻值都较大，则表明二极管内部。两次测的阻值相差越大，则说明二极管的 性能越好。 9、整流是指_______________________________________，单相整流电路分、和电路。 10、有一直流负载R L =9Ω，需要直流电压V L =45V,现有 2CP21(I FM =3000mA,V RM =100V)和2CP33B(I FM =500mA, V RM =50V) 两种型号的二极 管,若采用桥式整流电路，应选用型二极管只。
整流二极管工艺问题 整流二极管工艺问题 关于“二极管反向击穿电压飘动”的问题，很多同行都发表了自己的看法。本人经过几个月废寝忘食的摸索，发现酸洗中使用的氨水可能会造成反向击穿电压飘动。我们这里用的酸洗工艺，第一道是混酸，第二道是磷酸+双氧水，第三道是氨水+双氧水。然后发现用过氨水以后，很难将芯 片表面和铜引线上的氨水去除，所有有可能造成芯片表面污染，在塑封后固化以后出现击穿电压蠕变或者说飘动的不良品。- X" R. ~/ H Y8 c$ H* w3 X 整流二极管工艺问题 1. 损伤磨片不可避免地产生10微米以上的损伤层；喷砂形成的损伤可能更大！这些损伤会导致硅片易碎，并会形成扩散沟道。对于较大的机械损伤，在腐蚀过程中非但消除不了，反而会更加扩大，使表面耐压大大下降。切割的损伤对芯片耐压的影响非常大。切割硅片表面的损伤层包括镶嵌层和应力层两部分，晶片表面是镶嵌层，下层为具有较严重损伤的损伤层和应力层。它们的厚度为15～25μm，这 是对于整个切片平均值而言
3. 金属杂质重金属杂质会使少子寿命大大降低，它们在PN结内会引起较大的漏电流，严重的甚至使电压降为零。重金属多积于单晶尾部，可予以切除。另外在扩散后可以利用磷硅玻璃或硼硅玻璃于950—1050 ℃进行1小时的吸收，但吸收对碱金属（钠、钾）和碱土金属（钙、镁）离子作用不大。 4. 磷扩散由于浓度很高，高温时会在硅中引起很大的位错，加上硅单晶本身的位错，会使磷沿着位错较大或较集中的地方扩进更深，空间电荷区展宽时易形成局部的穿通。所以磷扩散的浓度不宜太高。要防止磷硼扩散产生合金点导致基区宽度变窄。 5. 如雪崩击穿发生在PN结的某一小部分，则迅速增大的电流集中在这一区域，就会因热量集中而烧毁。这种破坏性的击穿称为热击穿，热击穿不可逆。这大多是因为PN结表面不平坦或有残余的机械损伤造成的。 6. 表面离子沾污负电荷排斥电子吸引空穴，形成P型反型层沟道，因而使漏电流增大；而正电荷吸引电子排斥空
整流二极管的作用及其整流电路 整流二极管的作用及其整流电路 一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。 P区的载流子是空穴,N区的载流子是电子，在P区和N区间形成一定的位垒。外加使P区相对N区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降（典型值为0.7V）,称为正向导通状态。 若加相反的电压,使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），称为反向阻断状态。整流二极管具有明显的单向导电性,。 整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造。这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下。整流二极管主要用于各种低频整流电路。 二极管整流电路 一、半波整流电路 图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ，组成。变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。 下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。在π～2π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。 这种除去半周、留下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压 Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。 二、全波整流电路(单向桥式整流电路) 如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。
第1章 晶体二极管和 二极管整流电路 教学重点 1．了解半导体的基本知识：本征半导体、掺杂半导体；掌握PN 结的基本特性。 2．理解半导体二极管的伏安特性和主要参数。 3．了解几种常用的二极管：硅稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等。 4．掌握单相半波、桥式全波整流电路的电路组成、工作原理与性能特点；了解电容滤波电路的工作原理。 5．了解硅稳压管的稳压特性及稳压电路的稳压原理。 教学难点 1．PN 结的单向导电特性。 2．整流电路和滤波电路的工作原理。 3．硅稳压管稳压电路的稳压过程。 学时分配 1.1 晶体二极管 1.1.1 晶体二极管的单向导电特性 ???体三极管等器件：晶体二极管、晶 等、变压器、电感电容、 元件：电阻电子元器件T)()()()(L C R
1．晶体二极管 (1) 外形 如图1.1.1(a )所示，晶体二极管由密封的管体和两条正、负电极引线所组成。管体外壳的标记通常表示正极。 (2) 图形、文字符号 如图1.1.1(b )所示，晶体二极管的图形由三角形和竖杠所组成。其中，三角形表示正极，竖杠表示负极。V 为晶体二极管的文字符号。 2．晶体二极管的单向导电性 动画 晶体二极管的单向导电性 (1) 正极电位＞负极电位，二极管导通； (2) 正极电位＜负极电位，二极管截止。 即二极管正偏导通，反偏截止。这一导电特性称为二极管的单向导电性。 [例1.1.1] 图1.1.3所示电路中，当开关S 闭合后，H 1、H 2两个指示灯，哪一个可能发光？ 解 由电路图可知，开关S 闭合后，只有二极管V 1 正极电位高于负极电位，即处于正向导通状态，所以H 1指示灯发光。 1.1.2 PN 结 二极管由半导体材料制成。 动画 PN 结 1．半导体 导电能力介于导体与绝缘体之间的一种物质。如硅(Si )或锗(Ge )半导体。 半导体中，能够运载电荷的的粒子有两种： —载流子—均可运载电荷量的正电空穴：带与自由电子等自由电子：带负电???? ?? 载流子：在电场的作用下定向移动的自由电子和空穴，统称载流子。如图1.1.4所示。 2．本征半导体 不加杂质的纯净半导体晶体。如本征硅或本征锗。 本征半导体电导率低，为提高导电性能，需掺杂，形成杂质半导体。 3．杂质半导体 为了提高半导体的导电性能，在本征半导体(4价)中掺入硼或磷等杂质所形成的半导体。 根据掺杂的物质不同，可分两种： 图1.1.4 半导体的两种载流子 图1.1.3 [例1.1.1]电路图 图1.1.1 晶体二极管的外形和符号
整流二极管的作用及其整流电路 Rectifier diode 整流二极管一种用于将交流电转变为直流电的半导体器件。通常它包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。其结构如图1所示。P区的载流子是空穴,N区的载流子是电子，在P区和N区间形成一定的位垒。外加使P 区相对N区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降（典型值为0.7V）,称为正向导通状态。若加相反的电压,使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），称为反向阻断状态。整流二极管具有明显的单向导电性。整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造(掺杂较多时容易反向击穿）。这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下。整流二极管主要用于各种低频半波整流电路，如需达到全波整流需连成整流桥使用。一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。 二极管整流电路 一、半波整流电路 图5-1是一种最简单整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz 组成。变压器把市电电压（多为220V）变换为所需要的交变电压E2、D 再把交流电变换为脉动直流电。下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
图5-7 示出了二极管并联的情况：两只二极管并联、每只分担电路总电流的一半，三只二极管并联，每只分担电路总电流的三分之一。总之，有几只二极管并联，"流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。但是，在实际并联运用时"，由于各二极管特性不完全一致，不能均分所通过的电流，会使有的管子困负担过重而烧毁。因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器，使各并联二极管流过的电流接近一致。这种均流电阻R一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。电流越大，R应选得越小。 图5-8示出了二极管串联的情况。显然在理想条件下，有几只管子串联，每只管子承受的反向电压就应等于总电压的几分之一。但因为每只二极管的反向电阻不尽相同，会造成电压分配不均：内阻大的二极管，有可能由于电压过高而被击穿，并由此引起连锁反应，逐个把二极管击穿。在二极管上并联的电阻R，可以使电压分配均匀。 整流二极管的选用 1N4001整流二极管一般为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。 普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。例如1N系列、2CZ系列、RLR系列等。 开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管，应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管（例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等）或选择快恢复二极管，还有一种肖特基整流二极管。
整流二极管怎么测量_如何用万用表检测整流二极管的好坏 整流二极管概述整流二极管（recTIfierdiode）一种用于将交流电转变为直流电的半导体器件。二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。通常它包含一个PN结，有正极和负极两个端子。其结构如图所示。P区的载流子是空穴，N区的载流子是电子，在P区和N区间形成一定的位垒。外加电压使P区相对N区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降（典型值为0.7V），称为正向导通状态。若加相反的电压，使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），称为反向阻断状态。整流二极管具有明显的单向导电性。整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造（掺杂较多时容易反向击穿）。这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下。整流二极管主要用于各种低频半波整流电路，如需达到全波整流需连成整流桥使用。 整流二极管特性整流二极管是利用PN结的单向导电特性，把交流电变成脉动直流电。整流二极管漏电流较大，多数采用面接触性料封装的二极管。整流二极管的外形如图1所示，另外，整流二极管的参数除前面介绍的几个外，还有最大整流电流，是指整流二极管长时间的工作所允许通过的最大电流值。它是整流二极管的主要参数，是选项用整流二极管的主要依据。 整流二极管常用参数（1）最大平均整流电流IF：指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。该电流由PN结的结面积和散热条件决定。使用时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值，并要满足散热条件。例如1N4000系列二极管的IF为1A。 （2）最高反向工作电压VR：指二极管两端允许施加的最大反向电压。若大于此值，则反向电流（IR）剧增，二极管的单向导电性被破坏，从而引起反向击穿。通常取反向击穿电
详述二极管的整流原理 摘要二极管作为常用的分立元件,广泛应用在检波,整流,续流等电路中,在交流电转化为直流电的过程中,二极管由于其单向导通特性在构成整流器件后能将方向变化的电流改变为单一方向的电流。本文通过对二极管理想化模型的建立，将二极管等效为开关：即正向偏置时等效为导通的开关，反向偏置时等效为断开的开关。文中利用建立的等效模型对二极管构成整流电路进行分析，详细描述了由单一二极管构成半波整流电路到四个二极管构成的桥式整流电路的过程。 关键词二极管；整流；等效模型；半波整流；桥式整流 在模拟电子技术基础的课程中，会涉及到二极管特性及应用的讲解。二极管具有检波，整流，续流等作用，是一种应用非常广泛的分立原件。日常生活里面，我们常常面临电流的转化问题，市电提供的交流电有时不能直接的提供给我们的用电设备，需要一个转化的过程：降压，整流，滤波等。二极管在这里面提供的就是整流的作用：即将方向变化的交流电通过二极管后转化为单一方向的电流，教材在这方面的内容上偏向于成形电路的经验式讲解，而忽略了整流电路的构成过程及相应二极管具体作用的讲解。针对这种情况，提出二极管的理想化模型，并利该等效模型描述用一个二极管构成半波整流电路到四个二极管构成整流桥的推导过程。 1交流电向直流电的转化 交流电是电压幅值、方向随时间成周期性变化的电流类型。而直流电是电压方向不随时间变化而改变的电流类型。在交流电向直流电的转化中，首要考虑的是将交流电方向变化的电流转化为方向不变幅值变化的脉动电流。在后续电路结构中再将脉动电流通过滤波等过程转化为平滑的直流电。具体过程如图1所示。图中a所示为低压交流电，b所示为脉动电流，c为直流电。a转化为b的过程为整流作用，b转化为c的过程为滤波作用。在整流作用中利用了二极管的单向导通特性。 2二极管的等效电路
《晶体二极管及二极管整流电路》试题 一、判断题（每空2分，共36分） 1 1. N型半导体中，主要依靠自由电子导电，空穴是少数载流子。（） 2. 晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的PN结。（） 3. 半导体二极管主要是依靠PN结而工作的。（） 4. 二极管是线性器件。（） 5. 二极管处于导通状态，呈现很大的电阻，在电路中相当于开关的断开特性。（） 6. 二极管两端加上正向电压就一定会导通。（） 7. PN结的单向导电性，就是PN结正向偏置时截止，反向偏置时导通。（） 8. 二极管两端加反向电压时，反向电流不随反向电压变化而变化，这时二极管的状态为截止。（） 9. 二极管只要工作在反向击穿区，就一定会被击穿损坏。（） 10. 热击穿和电击穿过程都是不可逆的。（） 11. 所谓理想二极管，就是当其正向偏置时，结电阻为零，等效成开关闭合；当其反向偏置时，结电阻为无穷大，等效成开关断开。（） 12. 使用稳压管时应阳极接高电位，阴极接低电位。 13. 稳压二极管如果反向电流超过允许范围，二极管将会发生热击穿，所以，与其配合的电阻往往起到限流的作用。（） 14. 整流电路由二极管组成，利用二极管的单向导电性把直流电变为交流电。（） 15. 用两只二极管就可实现单相全波整流，而单相桥式整流电路却用了四只二极管，这样做虽然多用了两只二极管，但降低了二极管承受的反向电压。（） 16. 在电容滤波整流电路中，滤波电容可以随意选择（ ） 17. 在电容滤波整流电路中，电容耐压值要大于负载开路时整流电路的输出电压。（） 18.电容滤波器中电容器容量越小滤波效果越好。（） 二、单选题（每空2分，共32分） 1. 本征半导体是（）。 A. 掺杂半导体 B. 纯净半导体 C. P型半导体 D. N型半导体
整流桥－桥式整流工作原理 整流桥－桥式整流工作原理(2009-10-12 13:24:27) 分类：电子元器件 整流桥－桥式整流工作原理 整流桥 有多种方法可以用整流二极管将交流电转换为直流电，包括半波整流、全波整流以及桥式整流等。整流桥，就是将桥式整流的四个二极管封装在一起，只引出四个引脚。四个引脚中，两个直流输出端标有＋或－，两个交流输入端有～标记。 应用整流桥到电路中，主要考虑它的最大工作电流和最大反向电压。 图一整流桥（桥式整流）工作原理
图二各类整流桥 （有些整流桥上有一个孔，是加装散热器用的） 这款电源的整流桥部分采用了一体式的整流桥，整流桥的作用就是能够通过二极管的单向导通的特性将电平在零点上下浮动的交流电转换为单向的直流电，通常电源中采用的整流桥除了这种单颗集成式的还有采用四颗二极管实现的，它们的原理完全相同 作用就是整流，把交流电变为直流电。实质上就是把4个硅二极管接成桥式整流电路之后封装在一起用塑料包装起来，引出4个脚，其中2个脚接交流电源，用~~符号表示，2个脚是直流输出，用+ -表示。 特点是方便小巧。不占地方。 规格型号一般直接用参数表示：50伏1安，100伏5安等等。 如果你要使用整流桥，选择的时候留点余量，例如要做12伏2安培输出的整流电源，就可以选择25伏5安培的桥。 选择整流桥要考虑整流电路和工作电压. 整流桥堆 整流桥堆一般用在全波整流电路中，它又分为全桥与半桥。 全桥是由4只整流二极管按桥式全波整流电路的形式连接并封装为一体构成的，图是其外形。 全桥的正向电流有0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、5A、10A、20A、35A、50A等多种规格，耐压值（最高反向电压）有25V、50V、100V、200V、300V、400V、500V、600V、800V、1000V等多 种规格。 常用的国产全桥有佑风YF系列，进口全桥有ST、IR等。 整流桥命名规则 一般整流桥命名中有3个数字,第一个数字代表额定电流,A;后两个数字 代表额电压(数字*100),V 如:KBL410 即4A，1000V RS507 即5A，700V 整流这一个术语，它是通过二极管的单向导通原理来完成工作的，通俗的来说二极管它是正向导通和反向截止，也就是说，二极管只允许它的正极进正电和负极进负电。二极管只允许电流单向通过，所以将其接入交流电路时它能使电路中的电流只按单向流动，即所谓“整流”，用两只管是半泼整流， 四只是全泼整流。
晶体二极管和整流电路测试题 一．填空题：（每空2分，共40分） 1．二极管的P 区接电位 端，极管的N 区接电位 端，称正向偏置，二极管导通；反之称反向偏置，二极管截止；所二极管具有 性。 2．二极管的PN 结面积不同可分为点接触型、面接触型和 型； 型二极管适用于高频、小电流的场合， 型二极管适用于低频、大电流的场合。 3．普通二极管工作时要避免工作于 ，而稳压管通常工作于 。 4．单相 用来将交流电压变换成单相脉动直流电压。 5．直流电源中，除电容滤波电路外，其它形式的滤波电路包括 、 等。 6．W7805的输出电压为 V ，额定输出电流为 A ； 7．开关稳压电源的调整管工作在 状态，依靠调节调整管 的比例来实现稳压。 8．发光二极管能将电信号转换成 信号，它工作时需要加 偏置电压；光电二极管能将 转换成电信号，它工作时需要加 偏置电压； 二．判断题：（每题2分，共10分） 1．二极管在反向电压超过最高反向工作电压V RM 时会损坏。 （ ） 2．稳压二极管在工作中只能作反向连接。 （ ） 3．电容滤波电路适用于小负载电流，而电感滤波电路适用于大负载电流。（ ） 4．在单相桥式整流电容滤波电路中,若有一只整流管断开，输出电压的平均值变为原来的一半。 （ ） 5．二极管的反向漏电流越小，其单相导电性能越好。 （ ） 三．选择题：（每题2分，共10分） 1．图1.17所示符号中，表示发光二极管的为 （ ） 2．从二极管的伏安特性可以看出，二极管两端压降大于（ ）时，处于正向导通状态。 （ ） A ．0 B ．死区电压 C ．反向击穿电压 D ．正向压降 3．．用万用表电阻挡测量小功率二极管性能好坏时，应把量程开关旋到 （ ）位置。 A ．R ×100 B ．R ×1K C ．R ×1 D ．R ×10K 4．直流稳压电源中，滤波电路的作用是 （ ） A ．将交流电变为较平滑的直流电 B ．将交流电变为稳定的直流电 C ．滤除直流电中的交流成分 D ．将交流电变为脉动直流电 5．开关稳压电源效率高的主要原因是 （ ） A ．调整管工作在开关状态 B ．输出端有L C 滤波电路 C ．省去电源变压器 D ．电路元件少 四．技能实践题：（每题10分，共20分） A . B . C .D .图1.17
《晶体二极管整流电路》说课稿 宿城区职教中心王翠荣 一、教材分析： 1．地位和作用：本节内容选自陈其纯编著的《电子线路》§1.2内容,此内容既是第一章的重点和难点，也是整个教材的重点，教材的第一节介绍了晶体二极管的结构与特性，而整流电路正是晶体二极管单向导电性的具体应用。同时，该内容也是后面滤波、稳压电路的基础。因此，本节课的内容就显得尤为重要。 2．学生现状：所任班的学生，为电子专业二年级的学生,与平行班相比，学生学习习惯总体较好，相关的课程《电工基础》刚学完，由于《电子线路》这门专业课本身的特点，入门难，学生又是刚开始学，学生在学习过程中普遍感到困难，有少数学生学习较被动，还未 掌握好一定的学习方法。 3．学习目标及确立依据 （1）学习目标 （2）确立依据：首先根据现行教学大纲的要求，电路组成、整流工作原理及整流电路的计算是学生必须掌握的内容，由此确立了学习目标的知识目标。而根据学生的现状，学生虽有一定的学习能力，但学习方式仍较被动，还处于一种简单的记忆、接受和模仿的阶段，为了使学生的学习方式有所改变，引导学生主动参与、独立思考，学会合作探究、与人交流，从而提高学生主动获取新知识、分析和解决问题的能力，故确立了学习目标能力目标。 4．教学重点与难点：根据大纲及学生的实际情况确立了本节课的重点和难点。整流电路工作原理的分析需要学生在理解二极管的单向导电性的基础上，根据电位的高低判断二极管的状态，从而准确画出整流电流通路，此为分析电压和电流波形、计算负载上电压和电流及二极管选择的关键所在。而这又需要学生有一定的运用知识的能力，故工作原理的分析既 是难点也是重点。 二、教学设计理论基础及研究重点： 1．教学设计理论基础：（1）建构主义的教学理论，更加强调学习者的主观认识，更加重视建立有利于学习者主动探索知识的情境，始终保持教师与学生、学生与学生之间有效的互动过程。（2）根据探究教学理论，学生学习应在教师指导下运用探究的方法学习，让学生能够主动获取知识，从而发展学生的能力，培养学生的创新精神和实践能力。 2．研究重点与教学模式及方法：本节课采用的是“达标式问题情景的创设”的教学模式，该模式的关键是如何创设问题情境，故研究重点是问题情境的创设。《电子线路》课由于其理论性强，抽象不易理解，学生普遍感到难学，为了分解难点，创设便于学生学习的问题情境，通过一个个问题的解决，激发学生的求知欲望和学习兴趣，引导学生进入探索、认识、解决问题的情境，从而提高学生的自主学习的能力，加强学生的创新意识。 本节课采用启发讲授、实验演示、讨论、练习等教学方法。 三、教学过程的设计： （一）复习导入 设计了3个复习练习，通过复习题，让学生掌握二极管伏安特性，这既是上节课的重点内容，也是本节课学生学习的基础；而整流电路正是晶体二极管单向导电性的具体应用。由 此自然引入新课。 （二）新课内容 1、电路将电路直接呈现给学生，并让学生进行比较单相半波、变压器中心抽头式整 流电路，桥式电路。
上次在这里发了个帖子，关于“二极管反向击穿电压飘动”的问题，很多同行都发表了自己的看法。小弟经过几个月废寝忘食的摸索，发现酸洗中使用的氨水可能会造成反向击穿电压飘动。我们这里用的酸洗工艺，第一道是混酸，第二道是磷酸+双氧水，第三道是氨水+双氧水。然后发现用过氨水以后，很难将芯片表面和铜引线上的氨水去除，所有有可能造成芯片表面污染，在塑封后固化以后出现击穿电压蠕变或者说飘动的不良品。 希望大家一起来谈谈各自的看法，以及如何解决这一问题 整流二极管工艺问题 1. 损伤磨片不可避免地产生10微米以上的损伤层；喷砂形成的损伤可能更大！这些损伤会导致硅片易碎，并会形成扩散沟道。对于较大的机械损伤，在腐蚀过程中非但消除不了，反而会更加扩大，使表面耐压大大下降。切割的损伤对芯片耐压的影响非常大。切割硅片表面的损伤层包括镶嵌层和应力层两部分，晶片表面是镶嵌层，下层为具有较严重损伤的损伤层和应力层。它们的厚度为15～25μm，这是对于整个切片平均值而言 2. 应力来源：硅片之间的相互摩擦和挤压、金属镊子的夹取、硅片和石英舟的热失配、快速升降温导致的硅片边缘温度变化比中心快、腐蚀时产生的高温、重掺杂时原子直径的失配、芯片和极片的热膨胀系数不同……应力易导致硅片破碎和翘曲。 3. 金属杂质重金属杂质会使少子寿命大大降低，它们在PN结内会引起较大的漏电流，严重的甚至使电压降为零。重金属多积于单晶尾部，可予以切除。另外在扩散后可以利用磷硅玻璃或硼硅玻璃于950— 1050 ℃进行1小时的吸收，但吸收对碱金属（钠、钾）和碱土金属（钙、镁）离子作用不大。 4. 磷扩散由于浓度很高，高温时会在硅中引起很大的位错，加上硅单晶本身的位错，会使磷沿着位错较大或较集中的地方扩进更深，空间电荷区展宽时易形成局部的穿通。所以磷扩散的浓度不宜太高。要防止磷硼扩散产生合金点导致基区宽度变窄。 5. 如雪崩击穿发生在PN结的某一小部分，则迅速增大的电流集中在这一区域，就会因热量集中而烧毁。这种破坏性的击穿称为热击穿，热击穿不可逆。这大多是因为PN结表面不平坦或有残余的机械损伤造成的。 6. 表面离子沾污负电荷排斥电子吸引空穴，形成P型反型层沟道，因
整流二极管的作用 一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个PN结，有阳极和阴极两个 端子。 P区的载流子是空穴,N区的载流子是电子，在P区和N区间形成一定的位垒。外加使P区相对N区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降（典型值为0.7V）,称为正向导通状态。 若加相反的电压,使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），称为反向阻断状态。整流二极管具有明显的单向导电性,。 整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造。这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下。整流二极管主要用 于各种低频整流电路。 二极管整流电路 电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。整流，就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可kfq以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。一、半波整流电路 图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B、整流二极管D和负载电阻R fz，组成。变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D再把交流电变换 为脉动直流电。： 下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻R fz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。这时D承受反向电压，不导通，R fz，上无电压。在π～2π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过R fz，在R fz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。 这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场 合，而在一般无线电装置中很少采用。 二、全波整流电路(单向桥式整流电路) 如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。 全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a e2a Rfz与e2b、D2、Rfz，两个通电回路。、D1、、e2b，构成 全波整流电路的工作原理，可用图所示的波形图说明。 ★在0～π间内，e2a D1 导通，在Rfz上得到上正下负的电压；e2b对D2为反向电压， D2 不导通 ★在π-2π时间内，e2b对D2为正向电压，D2导通，在Rfz上得到的仍然是上正下负的电压；e2a D1为反向电压，D1 不导通对对Dl为正向电压，
第1章 晶体二极管和二极管整流电路 教学重点 1．了解半导体的基本知识：本征半导体、掺杂半导体；掌握PN 结的基本特性。 2．理解半导体二极管的伏安特性和主要参数。 3．了解几种常用的二极管：硅稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等。 4．掌握单相半波、桥式全波整流电路的电路组成、工作原理与性能特点；了解电容滤波电路的工作原理。 5．了解硅稳压管的稳压特性及稳压电路的稳压原理。 教学难点 1．PN 结的单向导电特性。 2．整流电路和滤波电路的工作原理。 3．硅稳压管稳压电路的稳压过程。 学时分配 晶体二极管 1.1.1 晶体二极管的单向导电特性 ???体三极管等器件：晶体二极管、晶 等、变压器、电感电容、 元件：电阻电子元器件T)()()()(L C R 1．晶体二极管 (1) 外形
如图1.1.1(a)所示，晶体二极管由密封的管体和两条正、负电极引线所组成。管体外壳的标记通常表示正极。 (2) 图形、文字符号 如图1.1.1(b)所示，晶体二极管的图形由三角形和竖杠所组成。其中，三角形表示正极，竖杠表示负极。V 为晶体二极管的文字符号。 2．晶体二极管的单向导电性 动画 晶体二极管的单向导电性 (1) 正极电位＞负极电位，二极管导通； (2) 正极电位＜负极电位，二极管截止。 即二极管正偏导通，反偏截止。这一导电特性称为二极管的单向导电性。 [例1.1.1] 图所示电路中，当开关S 闭合后，H 1、H 2 两个指示灯，哪一个可能发光 解 由电路图可知，开关S 闭合后，只有二极管V 1正极电位高于负极电位，即处于正向导通状态，所以H 1指示灯发光。 1.1.2 PN 结 二极管由半导体材料制成。 动画 PN 结 1．半导体 导电能力介于导体与绝缘体之间的一种物质。如硅(Si)或锗(Ge)半导体。 半导体中，能够运载电荷的的粒子有两种： —载流子—均可运载电荷量的正电空穴：带与自由电子等自由电子：带负电???? ?? 载流子：在电场的作用下定向移动的自由电子和空穴，统称载流子。如图1.1.4所示。 2．本征半导体 不加杂质的纯净半导体晶体。如本征硅或本征锗。 本征半导体电导率低，为提高导电性能，需掺杂，形成杂质半导体。 3．杂质半导体 为了提高半导体的导电性能，在本征半导体(4价)中掺入硼或磷等杂质所形成的半导体。 根据掺杂的物质不同，可分两种： (1) P 型半导体：本征硅(或锗)中掺入少量硼元素(3价)所形成的半导体，如P 型硅。其中，多数载流子为空穴，少数载流子为电子。 图 1.1.4 半导体的两种 载流子 图1.1.3 [例电路图 图1.1.1 晶体二极管的外形和
整流二极管 整流二极管是一种能够将交流电能转化成为直流电能的半导体器件，整流二极管具有明显的单向导电性，是一种大面积的功率器件，结电容大，工作频率较低，一般在几十千赫兹，反向电压从25V到3000V. 硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好，通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造，这种器件结面积大，能通过较大电流（通常可以达到数千安），但工作频率不高，一般在几十千赫兹以下，整流二极管主要用于各种低频整流电路。 整流二极管的常用参数 （1）最大平均整流电流IF：指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。该电流由PN结的结面积和散热条件决定。使用时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值，并要满足散热条件。例如1N4000系列二极管的IF为1A。 （2）最高反向工作电压VR：指二极管两端允许施加的最大反向电压。若大于此值，则反向电流(IR)剧增，二极管的单向导电性被破坏，从而引起反向击穿。通常取反向击穿电压(VB)的一半作为(VR)。例如1N4001的VR为50V，1N4007的VR为1OOOV （3）最大反向电流IR：它是二极管在最高反向工作电压下允许流过的反向电流，此参数反映了二极管单向导电性能的好坏。因此这个电流值越小，表明二极管质量越好。 （4）击穿电压VR：指二极管反向伏安特性曲线急剧弯曲点的电压值。反向为软特性时，则指给定反向漏电流条件下的电压值。 （5）最高工作频率fm：它是二极管在正常情况下的最高工作频率。主要由PN结的结电容及扩散电容决定，若工作频率超过fm，则二极管的单向导电性能将不能很好地体现。例如1N4000系列二极管的fm为3kHz。 （6）反向恢复时间tre：指在规定的负载、正向电流及最大反向瞬态电压下的反向恢复时间。 （7）零偏压电容CO：指二极管两端电压为零时，扩散电容及结电容的容量之和。值得注意的是，由于制造工艺的限制，即使同一型号的二极管其参数的离散性也很大。手册中给出的参数往往是一个范围，若测试条件改变，则相应的参数也会发生变化，例如在25°C时测得1N5200系列硅塑封整流二极管的IR小于1OuA，而在100°C时IR则变为小于500uA。 整流二极管的选用 整流二极管一般为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。 选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。 普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。例如，1N
桥式整流器原理电路 桥式整流电路（如图5-5所示）是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。 图5-5（a）为桥式整流电路图（b）为其简化画法 桥式整流电路的工作原理如下：e2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。电路中构成e2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz，上形成上正下负的半波整洗电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。电路中构成e2、D2Rfz、D4通电回路，同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。以上两种工作状态分别如图5-6（a）和（b）所示。
图5-6 桥式整流电路的工作原理示意图 如此重复下去，结果在Rfz，上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图5-6中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。 桥式整流电路的整流效率和直流输出与全波整流电路相同，变压器的利用率最高。现在常用的全桥整流，不用单独的四只二极管而用一只全桥，其中包括四只二极管，但是要标清符号，有交流符号的两端接变压器输出，+、-两端接入整流电路。 需要特别指出的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用，造成浪费。表5-1所列参数可供选择二极管时参考。 另外，在高电压或大电流的情况下，如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用。 图5-7示出了二极管并联的情况：两只二极管并联、每只分担电路总电流的一半口三只二极管并联，每只分担电路总电流的三分之一。总之，有几只二极管并联，流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。但是，在实际并联运用时，由于各二极管特性不完全一致，不能均分所通过的电流，会使有的管子困负担过重而烧毁。因此需在每只二极管上串联一只阻
晶体二极管及二极管整流电路 一、判断题 1.半导体的导电能力在不同条件下有很大差别，若提高环境温度导电能力会减 弱。 2.本征半导体温度升高后两种载流子浓度仍然相等。 3.N型半导体中，主要依靠自由电子导电，空穴是少数载流子。 4.P型半导体中不能移动的杂质离子带负电，说明P型半导体呈负电性。 5.PN结正向偏置时，其内外电场方向一致。 6.晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的PN结。 7.半导体二极管主要是依靠PN结而工作的。 8.二极管具有单向导电性。 9.二极管是线性器件。 10.二极管和三极管都是非线性器件。 11.二极管处于导通状态，呈现很大的电阻，在电路中相当于开关的断开特性。 12.二极管两端加上正向电压就一定会导通。 13.二极管的核心是一个PN结，PN结具有单向导电特性。 14.PN结的单向导电性，就是PN结正向偏置时截止，反向偏置时导通。 15.二极管两端加上反向电压时，反向电流不随反向电压变化而变化，这时二极 管的状态为截止。 16.二极管的截止特性是其两端的反向电压增加时，而反向电流基本不变。 17.二极管只要工作在反向击穿区，就一定会被击穿损坏。 18.点接触型二极管其PN结的静电容量小，适用于高频电路。 19.整流二极管多为面接触型的二极管，结面积大、结电容大，但工作频率低。 20.整流二极管多为点接触型的二极管，结面积小、结电容大，但工作频率低。 21.点接触型二极管只能使用于大电流和整流。 22.制作直流稳压电源元件中，整流二极管按照制造材料可分为硅二极管和锗二 极管 23.半导体二极管按结构的不同，可分为点接触型和面接触型，各自能承受的正 向电流值有较大区别。 24.晶体二极管击穿后立即烧毁。
整流二极管
整流二极管 整流二极管是一种能够将交流电能转化成为直流电能的半导体器件，整流二极管具有明显的单向导电性，是一种大面积的功率器件，结电容大，工作频率较低，一般在几十千赫兹，反向电压从25V到3000V. 硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好，通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造，这种器件结面积大，能通过较大电流（通常可以达到数千安），但工作频率不高，一般在几十千赫兹以下，整流二极管主要用于各种低频整流电路。 整流二极管的常用参数 （1）最大平均整流电流IF：指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。该电流由PN 结的结面积和散热条件决定。使用时应注意通过二极管的平均电流不能大于此值，并要满足散热条件。例如1N4000系列二极管的IF为1A。（2）最高反向工作电压VR：指二极管两端允许
施加的最大反向电压。若大于此值，则反向电流(IR)剧增，二极管的单向导电性被破坏，从而引起反向击穿。通常取反向击穿电压(VB)的一半作为(VR)。例如1N4001的VR为50V，1N4007的VR 为1OOOV （3）最大反向电流IR：它是二极管在最高反向工作电压下允许流过的反向电流，此参数反映了二极管单向导电性能的好坏。因此这个电流值越小，表明二极管质量越好。 （4）击穿电压VR：指二极管反向伏安特性曲线急剧弯曲点的电压值。反向为软特性时，则指给定反向漏电流条件下的电压值。 （5）最高工作频率fm：它是二极管在正常情况下的最高工作频率。主要由PN结的结电容及扩散电容决定，若工作频率超过fm，则二极管的单向导电性能将不能很好地体现。例如1N4000系列二极管的fm为3kHz。 （6）反向恢复时间tre：指在规定的负载、正向电流及最大反向瞬态电压下的反向恢复时间。（7）零偏压电容CO：指二极管两端电压为零时，扩散电容及结电容的容量之和。值得注意的是，由于制造工艺的限制，即使同一型号的二极管其
肖特二极管的工作原理是什么 SBD是肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode,缩写成SBD）的简称。SBD不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属－半导体结原理制作的。因此，SBD也称为金属－半导体（接触）二极管或表面势垒二极管，它是一种热载流子二极管。 肖特基二极管是近年来问世的低功耗、大电流、超高速半导体器件。其反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右，而整流电流却可达到几千毫安。这些优良特性是快恢复二极管所无法比拟的。中、小功率肖特基整流二极管大多采用封装形式。 肖特基二极管是贵金属（金、银、铝、铂等）A为正极，以N型半导体B为负极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。因为N型半导体中存在着大量的电子，贵金属中仅有极少量的自由电子，所以电子便从浓度高的B中向浓度低的A中扩散。显然，金属A中没有空穴，也就不存在空穴自A向B的扩散运动。随着电子不断从B扩散到A，B表面电子浓度逐渐降低，表面电中性被破坏，于是就形成势垒，其电场方向为B→A。但在该电场作用之下，A中的电子也会产生从A→B的漂移运动，从而消弱了由于扩散运动而形成的电场。当建立起一定宽度的空间电荷区后，电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡，便形成了肖特基势垒。 典型的肖特基二极管基整流管的内部电路结构是以N型半导体为基片，在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层。阳极使用钼或铝等材料制成阻档层。用二氧化硅（SiO2）来消除边缘区域的电场，提高管子的耐压值。N型基片具有很小的通态电阻，其掺杂浓度较H-层要高100%倍。在基片下边形成N+阴极层，其作用是减小阴极的接触电阻。通过调整结构参数，N型基片和阳极金属之间便形成肖特基势垒，当在肖特基势垒两端加上正向偏压（阳极金属接电源正极，N型基片接电源负极）时，肖特基势垒层变窄，其内阻变小；反之，若在肖特基势垒两端加上反向偏压时，肖特基势垒层则变宽，其内阻变大。 综上所述，肖特基整流管的结构原理与PN结整流管有很大的区别通常将PN结整流管称作结整流管，而把金属-半导管整流管叫作肖特基整流管，近年来，采用硅平面工艺制造的铝硅肖特基二极管也已问世，这不仅可节省贵金属，大幅度降低成本，还改善了参数的一致性。 肖特基二极管是贵金属（金、银、铝、铂等）A为正极，以N型半导体B为负极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。因为N型半导体中存在着大量的电子，贵金属中仅有极少量的自由电子，