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一、二极管的其他应用  1.限幅电路

利用二极管导通后压降很小且基本不变的特性可组成限幅(削波)电路,用来限制输出 电压的幅度。

图  1.4.1­1(a)所示为单向限幅电路,图(b)所示为单向限幅电路输出波形。分析限幅 电路时,仍然把二极管看成理想元件。

(a)二极管限幅电路 (b)限幅波形图 图 1.4.1­1  二极管限幅电路及波形图 

u  正半周时,正弦电压的瞬时值小于  5V,二极管 VD 截止,输出电压  uo= ;正弦电压 u 的瞬时值大于 5V 时,二极管 VD 导通,其管压降为零,输出电压为直流电源电压 u = 5V。

在 u  的负半周,正弦电压为负值,二极管 VD 截止,输出电压  uo= u

。 

2.钳位电路

钳位电路的作用是将输出电压钳制在一定数值上。

二极管钳位电路如图  1.4.1­2  所示。二极管 VD  、  VD  的阳极  、 电位相同,当二极 管 VD  输入端电位为 1V, 二极管 VD  输入端电位为 0V 时, 由于二极管 VD  两端的电压差大, 

VD  优先导通。二极管  VD  导通后,忽略二极管的管压降,则  a  、  a  的电位与  b  点电位相同

(1V) ,此时二极管 VD  因承受反向电压而截止,输出端被钳位在 1V。

任务一

图 1.4.1­2  二极管钳位电路

二、其他二极管及其应用  1.发光二极管

发光二极管(LED)是一种把电能变成光能的特殊二极管,其符号和外形如图  1.4.2­1  所示。

发光二极管由磷化镓、砷化镓等化合物半导体材料制成,当外加正向电压使正向电流足 够大时,发光二极管就会发光,其发光颜色决定于所用的材料,目前有红、绿、黄、橙等颜色。

发光二极管的导通电压比普通二极管大,一般为 1.7~2.4V,工作电流为 5~20mA。应用 时加正向电压并应接入相应的限流电阻。

发光二极管的驱动电路如图 1.4.2­2 所示,图中电阻R为限流电阻。 

U I

= -

图 1.4.2­1  发光二极管外形及符号 图 1.4.2­2  发光二极管驱动电路

发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定且亮度较高、响应速 度快及使用寿命长等优点,广泛应用于各种显示和光电转换电路中。

使用时应特别注意不要超过最大功率、最大正向电流和反向击穿电压等极限参数。 

2.光电二极管

(1)光电二极管的结构和符号。

光电二极管又叫光敏二极管,是一种将光信号转换为电信号的特殊二极管,外形和电路 符号如图 1.4.2­3 所示。

与普通二极管一样,光电二极管也是由一个 PN 结构成,但是它的 PN 面积较大,其管壳

任务一

上开有一个嵌着玻璃的窗口来接收入射光。

(a)外形 (b)符号 (c)应用电路 图 1.4.2­3  光电二极管外形、符号及应用电路

(2)光电二极管的工作原理。

光电二极管工作时需要加反向偏置。在无光照射时和普通二极管一样,反向电流很小(一 般小于  0.1μA),该电流称为暗电流,反向电阻高达几十兆欧。当有光照时,产生电子-空穴 对(称为光生载流子),在反向电压的作用下形成比无光照时大得多的反向电流,称为光电流。

此时光电二极管的电阻只有几千欧至几十千欧, 光电流的大小与光照强度成正比。 如果外电路 接上负载,便可获得随光照强弱而变化的电信号,如图 1.4.2­3(c)所示。

(3)光电二极管的主要参数。

l 最高工作电压 U RM :光电二极管在无光照的条件下,反向电流不超过 100mA 时所能 承受的最高反向电压。

l 暗电流 I  :光电二极管在无光照的条件下,在最高反向电压作用下的反向电流。 l 光电流 I  :光电二极管在有光照时所产生的光电流。

光电二极管可用于光测量、光电自动控制、光纤通信等方面。大面积  PN  结的光电二极 管可作为微型光电池。

三、三端集成稳压器

三端稳压器属于集成稳压器。三端稳压器只有三个引脚:输入端、输出端和公共端,使 用十分方便可靠,因此最为常用。常见的三端稳压器的外形及引脚排列如图 1.4.3­1 所示。

图 1.4.3­1  固定三端稳压器  1.三端固定输出式集成稳压器系列

固定输出式三端稳压器输出电压有正、负之分。通用产品有 CW78XX 系列(输出正电压)

任务一

和 CW79XX 系列(输出负电压)。

根据国家标准 GB3430-82,其型号的意义如下: 

CW78XX 系列和 CW79XX 系列输出电压均有 5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V 共 7  个档次。CW78XX 系列和 CW79XX 系列管脚功能有较大差异,这一点需要注意。  CW7812 型号的稳压器。

(2)提高输出电压的稳压电路。

当实际需要电压超过集成稳压器规定值时, 可外接适当元件来提高输出电压。 如 CW78XX  系列,最大输出电压为 24V,当负载所需电压高于此值时,可采用图 1.4.3­3 所示的电路。

图 1.4.3­3(a)所示的电路, 两端电压为集成稳压器额定电压 XX , I  为 CW78XX 系

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