稳压二极管工作原理及故障特点稳压二极管工作原理及故障特点稳压二极管的稳压原理:稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变。
这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。
稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示,如:ZD5表示编号为5的稳压管。
故障特点:稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。
在这3种故障中,前一种故障表现出电源电压升高;后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。
常用稳压二极管的型号及稳压值如下表:型号 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N47441N4750 1N4751 1N4761稳压值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V5.1V 5.6V6.2V 15V27V 30V 75V稳压管也是一种晶体二极管,它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。
稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。
我们把这种类型的二极管称为稳压管,以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。
如图画出了稳压管的伏安特性及其符号。
(1)稳定电压Uz Uz就是PN结的击穿电压,它随工作电流和温度的不同而略有变化。
对于同一型号的稳压管来说,稳压值有一定的离散性。
(2)稳定电流Iz 稳压管工作时的参考电流值。
它通常有一定的范围,即Izmin——Izmax。
(3)动态电阻rz 它是稳压管两端电压变化与电流变化的比值,如上图所示,即这个数值随工作电流的不同而改变。
通常工作电流越大,动态电阻越小,稳压性能越好。
(4)电压温度系数它是用来说明稳定电压值受温度变化影响的系数。
不同型号的稳压管有不同的稳定电压的温度系数,且有正负之分。
稳压值低于4v的稳压管,稳定电压的温度系数为负值;稳压值高于6v的稳压管,其稳定电压的温度系数为正值;介于4V和6V之间的,可能为正,也可能为负。
在要求高的场合,可以用两个温度系数相反的管子串联进行补偿(如2DW7)。
(5)额定功耗Pz 前已指出,工作电流越大,动态电阻越小,稳压性能越好,但是最大工作电流受到额定功耗Pz的限制,超过P2将会使稳压管损坏。
选择稳压管时应注意:流过稳压管的电流Iz不能过大,应使Iz≤Izmax,否则会超过稳压管的允许功耗,Iz也不能太小,应使Iz≥Izmin,否则不能稳定输出电压,这样使输入电压和负载电流的变化范围都受到一定限制。
下图示出了稳压管工作时的动态等效电路,图中二极管为理想二极管。
光敏二极管和光敏三极管光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件,与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好,可靠性好、体积小、使用方便等优。
一、光敏二极管1.结构特点与符号光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件,但在结构上有其特殊的地方。
光敏二极管在电路中的符号如图Z0129 所示。
光敏二极管使用时要反向接入电路中,即正极接电源负极,负极接电源正极。
2.光电转换原理根据PN结反向特性可知,在一定反向电压范围内,反向电流很小且处于饱和状态。
此时,如果无光照射PN结,则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限,反向饱和电流保持不变,在光敏二极管中称为暗电流。
当有光照射PN结时,结内将产生附加的大量电子空穴对(称之为光生载流子),使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增,此时的反向电流称为光电流。
不同波长的光(兰光、红光、红外光)在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。
被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光,在这一区域,因光照产生的光生载流子(电子),一旦漂移到耗尽层界面,就会在结电场作用下,被拉向N区,形成部分光电流;彼长较长的红光,将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对,这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下,分别到达N区和P区,形成光电流。
波长更长的红外光,将透过P型层和耗尽层,直接被N区吸收。
在N区内因光照产生的光生载流子(空穴)一旦漂移到耗尽区界面,就会在结电场作用下被拉向P区,形成光电流。
因此,光照射时,流过PN结的光电流应是三部分光电流之和。
二、光敏三极管光敏三极管和普通三极管的结构相类似。
不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN结作为感光面,一般用集电结作为受光结,因此,光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管。
其结构及符号如图Z0130所示。
三、光敏二极管的两种工作状态光敏二极管又称光电二极管,它是一种光电转换器件,其基本原理是光照到P-N结上时,吸收光能并转变为电能。
它具有两种工作状态:(1)当光敏二极管加上反向电压时,管子中的反向电流随着光照强度的改变而改变,光照强度越大,反向电流越大,大多数都工作在这种状态。
(2)光敏二极管上不加电压,利用P-N结在受光照时产生正向电压的原理,把它用作微型光电池。
这种工作状态,一般作光电检测器。
光敏二极管分有P-N结型、PIN结型、雪崩型和肖特基结型,其中用得最多的是P-N结型,价格便宜。
光信号放大和开关电路集成线性稳压电路1.三端固定式集成稳压器如果将前述的串联型稳压电源电路全部集成在一块硅片上,加以封装后引出三端引脚,就成了三端集成稳压电源了。
正电压输出的78××系列,负电压输出的79××系列。
其中××表示固定电压输出的数值。
如:7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等,指输出电压是+5V、+6V、+9V、+12V、+15V、+18V、+24V。
79××系列也与之对应,只不过是负电压输出。
这类稳压器的最大输出电流为1.5A,塑料封装(TO-220)最大功耗为10W(加散热器);金属壳封装(TO-3)外形,最大功耗为20W(加散热器)。
2. 78系列三端集成稳压器内部电路框图3. 三端集成稳压器的典型应用⑴固定输出连接在使用时必须注意:(VI)和(Vo)之间的关系,以W7805为例,该三端稳压器的固定输出电压是5V,而输入电压至少大于8V,这样输入/输出之间有3V的压差。
使调整管保证工作在放大区。
但压差取得大时,又会增加集成块的功耗,所以,两者应兼顾,即既保证在最大负载电流时调整管不进入饱和,又不致于功耗偏大。
⑵固定双组输出连接⑶扩大输出电流连接二极管D以低消T管VBE压降而设置,扩大的输出电流为:,原输出电流是Io,现可以近似扩大β倍。
⑷扩大输出电压范围,所以:⑹三端可调式集成稳压电路其型号有正输出三端可调式、负输出三端可调式两种。
如LM317型是正电压输出型,LM337是负电压输出可调式。
其输出电压可在1.25~40V之间调节。
其中,VREF=1.25V,而Iadj很小,通常略去,所以,由公式可得,只要调节R2就能在一定范围调节输出电压的大小。
具有正负输出的实际应用电路如下图所示。
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正电压输出的78××系列,负电压输出的79××系列。
其中××表示固定电压输出的数值。
如:7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等,指输出电压是+5V、+6V、+9V、+12V、+15V、+18V、+24V。
79××系列也与之对应,只不过是负电压输出。
这类稳压器的最大输出电流为1.5A,塑料封装(TO-220)最大功耗为10W(加散热器);金属壳封装(TO-3)外形,最大功耗为20W(加散热器)。
2. 78系列三端集成稳压器内部电路框图3. 三端集成稳压器的典型应用⑴固定输出连接在使用时必须注意:(VI)和(Vo)之间的关系,以W7805为例,该三端稳压器的固定输出电压是5V,而输入电压至少大于8V,这样输入/输出之间有3V的压差。
使调整管保证工作在放大区。
但压差取得大时,又会增加集成块的功耗,所以,两者应兼顾,即既保证在最大负载电流时调整管不进入饱和,又不致于功耗偏大。
⑵固定双组输出连接⑶扩大输出电流连接二极管D以低消T管VBE压降而设置,扩大的输出电流为:,原输出电流是Io,现可以近似扩大β倍。
⑷扩大输出电压范围,所以:⑹三端可调式集成稳压电路其型号有正输出三端可调式、负输出三端可调式两种。
如LM317型是正电压输出型,LM337是负电压输出可调式。
其输出电压可在1.25~40V之间调节。
其中,VREF=1.25V,而Iadj很小,通常略去,所以,由公式可得,只要调节R2就能在一定范围调节输出电压的大小。
具有正负输出的实际应用电路如下图所示。
与非门电路介绍图15-26甲是我们实验用的与非门,它也有两个输入瑞A、B,图乙是它在电路中的接法。
空着的输入端是高电位.当两个输入端都空着时,输出端是低电位,二极管不发光。
可见,与非门跟与门相反,只要有一个输入端是低电位,或者两个输入端都是低电位,输出端都是高电位;只是在两个输入端都是高电位时,输出端才是低电位,空着的输入端是高电位。
与非门的应用图15-27是应用与非门的基本电路,只要输入端有一个开关低电位间接通,输出端就是高电位,用电器开始工作。
TTL门电路一、TTL与非门电路(1)电路结构及工作原理TTL与非门是TTL逻辑门的基本形式,典型的TTL与非门电路结构如图8-16所示。
该电路由输入级、倒相级、输出级三部分组成。
图8-16 TTL与非门电路及其逻辑符号输入级由多发射极三极管T1和电阻R1构成。
可以把T1的集电结看成一个二极管,而把发射结看成与前者背靠背的两个二极管。
这样,T1的作用和二极管与门的作用完全相同。
倒相级由三极管T2和电阻R2、R3构成。
通过T2的集电极和发射极,提供两个相位相反的信号,以满足输出级互补工作的要求。
输出级是由三极管T3、T4,二极管D和电阻R4构成的“推拉式”电路。
当T3导通时,T4和D截止;反之T3截止时,T4和D导通。
倒相级和输出级的作用等效于逻辑非的功能。
输入端A、B中至少有一个为0。
设A端为0,其电位约0.3 V;其余为l,其电位约为3.6 V。
T1对应于输入端接低电位的发射结导通,设发射结的正向导通电压为0.7 V,此时T1的基极电位为:该电压作用于T1管的集电结和T2、T3的发射结,显然不可能使T2和T3导通,所以T2和T3均处于截止状态。