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PN结的单向导电性的应用

(2014-08-15 21:02:15)
分类: 温故知芯
4.  PN结的单向导电性的应用
前面推了这么多,其实就是解释了为什么PN结具有单向导电的特性。
这个特性在实际电路设计中有神马用呢??
暂且用一个晶体二极管符号来代替PN结~~~事实上晶体二极管的核心就是PN结,只不过是做成了半导体器件了

a. 限幅
单向导电可以用来限制电子系统的输入和输出电压的幅度。
参加输入输出限幅电路如图1.1所示。

图1.1

假设D1~D4的内建电势为0.7V,当P端比N端高于0.7V时,PN结正向导通。
所以可以推出,在输入和输出在 -0.7V ~ VDD+0.7V 这个区间时,D1~D4都不导通,电流几乎为0
而超出这范围,就会造成PN结导通。当输入或输出低于 -0.7V时,D2,D4导通,限定输入输出等于-0.7V
当输入或输出高于VDD+0.7V时,D1,D3导通,限定输入输出等于VDD+0.7V

b. 整流

利用单向导电特性可以对交流信号进行整流。整流后通过简单的滤波就可以得到直流电了。不过此时的直流电纹波还是很大的。直接用来供电的话,容易损坏电子设备(就是说千万不要尝试用这种电路做出来的直流电给你的iphone或者Galaxy,充电,后果自负~~~)

b.1 半波整流

上图1.2所示为一个将市电 220V 50Hz 变成直流12V的简易电路。
一般交流变直流的电路结构是:变压,整流,滤波,稳压,滤波
图1.2包括了变压,整流,滤波环节

整流是通过D1的单向导电实现的。
交流电正半周时,D1的P端电位高于N端,D1导通,此时对电容C进行充电。
交流电负半周时,D1的P端电位低于N端,D1不导通,此时电容C没有放电回路,所以电压保持不变。
当然这是理想情况,实际上D1会漏电,所以C上的电荷会走掉一部分,C上电压略有下降。
交流电,整流后,滤波后的波形如图1.3所示
图1.3

半波整流的缺点是对交流电的利用效率低~~~~

.................................整流效率....................................................
怎么计算整流的效率来着。。。头大了。。。

加在二极管两端的最高反向电压为 1.41U2,在选择二极管时,需要考虑管子的耐压值。


半波整流电路简单,元件少,但输出电压直流成分小(只有半个波),

脉动程度大,整流效率低,仅适用于输出电流小、允许脉动程度大、要求较低的场合。




b2. 全波整流(桥式整流)
休息一下(待续)

全波整流拥有更高的效率,图1.4所示是常用全波整流电路
图1.4

全波整流输出的电压是半波整流的2倍,但是每个二极管承受的最大反向电压也是半波时的2倍
所以需要更大的耐压值的二极管。

................................................关于交流电的功率的计算..............................................
。。。。。。电路基础。。。。。
有效值
.....................................................................................................

上述两种都是简单的交流变直流的实现电路,事实上市电是三相电
.......................三相电.................................
这是强电领域的,微电子还是where cool where i stay。。。。
简单说就是相位相差120°的三个正弦波叠加的~220V,50Hz的交流电
相应的整流为三相桥式整流。。。。
复杂。。。。
............................................................................

上面的这种变压整流滤波方式的直流电在获得低电压时需要高匝数比的变压器,变压器的体积很大
不适合小型化,便携设备

现在常用的实现小型化直流电源的实现都是用开关电源实现的....

强电领域就不要插足了~~~~

关键词:PN结,单向导电,应用,限幅,整流,交流到直流




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