中等职业教育国家规划教材 HEP
《电子技术基础》教学演示文稿
陈振源主编
第四节 滤波电路
将脉动直流电中的交流成分滤除掉，这一过程称为滤波。
一、电容滤波器
电容滤波器是在负载的两端并联一个电容构成的。
半波整流接滤波电容
桥式整流接滤波电容
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第一章 晶体二极管及整流电路
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●桥式整流电路中的二极管极性不允许接错，否则会造成二极管或变压器过电 流而损坏。
●要获得负极性的直流脉动电源，只要将4个二极管的极性都对调即可。
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第一章 晶体二极管及整流电路
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第二节 晶体二极管
一、二极管的结构与电路符号
用于电视机、收音机、电源装置等电子产品中的各种不同外形的二极管如下图 所示。二极管通常用塑料、玻璃或金属材料作为封装外壳，外壳上一般印有标记以 便区别正负电极。
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第一章 晶体二极管及整流电路
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第一章 晶体二极管及整流电路
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2．负载上的直流电压和电流
负载上的直流电压： VL=0.9V2
负载上的直流电流： VL 0.9
V2 RL
工
程
应
用
●半波整流电路的变压器选用：次级电压V2=VL/0.45，额定功率P应大于负载 功率。 ●半波整流二极管的选用：最高反向工作电压VRM不低于输入交流电的峰值电 压V2，额定电流不低于负载上的直流电流IL。 ●半波整流电路的优点是电路简单，使用的元件少。但它的明显缺点是输出电 压脉动很大，效率低，所以只能应用在对直流电压波动要求不高的场合，如蓄电池 的充电等。
半导体 导电能力介于导体与绝缘体之间的物质，硅（Si）、锗（Ge） 是最常见的用于制造各种半导体器件的材料。 二、电子技术的核心是半导体 掺杂性 在纯净的半导体中掺入极其微量的杂质元素，则它的导电能力 将大大增强。应用掺杂技术可以制造出各种半导体元器件。
热敏性 温度升高，将使半导体的导电能力大大增强。
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4．二极管的简易测量
将万用表拨到电阻挡的R×100或R×1k，，将万用表的红、黑表笔分别接在二 极管两端，若测得电阻比较小(几千欧以下)，再将红、黑表笔对调后连接在二极管 两端，而测得的电阻比较大(几百千欧)，说明二极管具有单向导电性，质量良好。 测得电阻小的那一次黑表笔接的是二极管的正极。
半导体受热或用光进行照射时，部分价电子获得 足够的能量，得以挣脱共价键的束缚而成为自由电子 和空穴， 这就是半导体具有热敏性和光敏性的原因。
半导体晶体结构示意图
三、
P型半导体和N型半导体
1．P型半导体
P型半导体是在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等3价元素。这类掺杂后导体 的特点是：空穴数量多，自由电子数量少，故又称为空穴半导体。
的最高反向电压。
反向饱和电流IR ：它指管子未进入击穿区的反向电流，其值越小，则管子的单向导电
性越好。
最高工作频率fM ：是保证管子正常工作的最高频率。
工
程
应
用
实际工作中一般从两个方面使用二极管器件手册： ●已知二极管的型号查找其器件用途和主要参数，这常用于对已知型号的二极 管进行分析，看是否满足电路要求。 ●根据使用的要求，选用二极管型号。例如当设备中的二极管坏了，如没有同 型号的管子更换，应查看手册，选用三项主要参数IFM 、VRM、fM满足要求的其它型 号二极管代用。
测量正向电阻
测量反向电阻
如果测得二极管的正、反向电阻都很小，甚至为零，表示管子内部已短路。 如果测得二极管的正、反向电阻都很大，则表示管子内部已断路。
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1．观测电容滤波情况
在未接滤波电容C时，负载RL上的电压波形如图中的虚线所示。当在负载RL的两
端并联滤波电容C后，输出波形就如图中的实线所示。显然，加上滤波器后的输出电 压脉动程度明显减小了。
半波整流电容滤波的输出波形
桥式整流电容滤波的输出波形
二极管型号的读识
2
二极管
A
P
1
器件序号
N型锗材料 普通管
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2.二极管的主要参数 最大整流电流IFM：是管子长期运行时允许通过的最大正向平均电流。 最高反向工作电压VRM ：又称额定工作电压，它是保证二极管不至于反向击穿而规定
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第一章 晶体二极管及整流电路
半导体的主要特性 晶体二极管 整流电路 滤波电路 特种二极管及应用 本章小结
半导体的问世是在1948年，其核心是具 有单向导电性的PN结。在实际应用中的二极 管种类很多，用途也十分广泛，掌握二极管 的特性和应用常识是本章的重点。在功率变 换中，二极管的主要用途是构成整流器，将 交流电变换为直流电。
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4．整流桥堆的应用
将若干只整流二极管用绝缘瓷、环氧树脂等外壳封装成一体就制成整流堆，常 见的有半桥和全桥整流堆。
整流桥堆
整流桥堆的实际接线图
整流硅堆的主要参数是最高反向电压和最大整流电流，在选用硅堆时，也主要 是根据电路具体要求来选择这二个参数。
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3．负载上的直流电压和电流
负载上的直流电压： 负载上的直流电流： VL=0.9V2
VL 0.9 V2 RL
工
率。
程
应
用
●桥式整流电路变压器的选用：次级电压V2=VL/0.9，额定功率P应大于负载功 ●桥式整流二极管的选用：最高反向工作电压VRM不低于输入交流电的峰值电 压V2，最大整流电流IFM不低于负载上的直流电流IL。
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二、桥式整流电路
1．电路结构
单相桥式整流电路由电源变压器T、整流二极管Vl～V4和负载RL组成。
输入电压波形
桥式整流原理电路图
输出电压波形
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2.二极管主要特性曲线
二极管的电流iD与加在二极管两端的电压vD的关系曲线，称为二极管伏安特性 曲线。 （1）正向特性 死区 当二极管外加正向电压较小时，正 向电流几乎为零。 正向导通区 当二极管正向电压大于死区 电压Vth时，电流随电压增加，二极管处于导通 状态。 导通电压 硅二极管约为0.7V，锗二极管 约为0.3V。 二极管伏安特性曲线 （2）反向特性 反向截止区 当二极管承受的反向电压未达到击穿电压V（BR）时，二极管呈 现很大电阻。 反向击穿区 当二极管承受的反向电压已达到击穿电压V（BR）时，反向电流 急剧增加，该现象称为二极管反向击穿。
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第三节 整流电路
整流电路的功能是将交流电转换成脉动直流电。
一、半波整流电路
单相半波整流电路由整流二极管、电源变压器和负载RL构成。
半波整流原理电路图
1．整流原理
半波整流电路波形
当v2为正半周时，二极管V承受正向电压而导通，在负载RL上获得上正下负电 压 v L。 当v2为负半周时，二极管V承受反向电压而截止，负载RL上的电压vL=0。
稳压二极管（2CW、2DW）用在各种稳压电源和晶闸管电路中。
开关二极管（2AK、2CK等系列）一般IFM较小，fM较高，用于数字电路和控 制电路中。
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《电子技术基础》教学演示文稿6ຫໍສະໝຸດ 第一章 晶体二极管及整流电路
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三、二极管器件手册的使用 1．二极管型号
国产二极管的型号由五部分组成。 第一部分是数字“2”，表示二极管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料。 A——N型锗材料，B——P型锗材料， C——N型硅材料，D——P型硅材料。 第三部分是用拼音字母表示管子的类型。 第四部分用数字表示器件的序号。 第五部分用拼音字母表示规格号。
2．整流原理
v2为正半周时，Vl和V3正偏导通，V2、V4受到反向电压而截止。单向脉动电 流的流向为：A端→V1→RL→V3→B端，RL上的脉动电压极性为上正下负 。