⑴ 怎樣用二極體的伏安特性來分析電路的好壞
1、二極體伏安的正向特性,理想的二極體,正向電流和電壓成指數關系。 但是實際的二極體,加正向電壓的時候,需要克服PN結內電壓,所以電壓要大於內電壓時,才會出現電流。
這個最小電壓稱作開啟電壓。小於開啟電壓的區域,叫做死區。 當電壓大於開啟電壓,那麼電流成指數關繫上升。增加很快,所以二極體上的壓降,其實很小,否則由於電流太大,就燒壞了。
2、二極體伏安的反向特性,理想的二極體,不論反向電壓多大,反向都無電流。實際的二極體,反向截止時,也是有電流的,這個電流叫做反向飽和電流。在電壓沒有達到反向擊穿電壓時岩隱,二極體的電流一直等於方向飽和電流。
但是當電壓大到一定程度,二極體被反向擊穿,電流急劇增大。 反向擊穿分齊納擊穿和雪崩擊穿兩種。 有的二極體擊穿後撤去反向電壓,還能恢復原狀態,比如穩壓二極體就是工作在反向擊穿區的。 有的反向擊穿就直接燒壞了。
3、二極體的伏安特性存在4個區:死區電壓、正向導通區、反向截止區、反向擊穿區。
(1)死區電壓:通常為,鍺管0.2~0.3V,硅管0.5~0.7V;
(2)正向導通區:當加正向電壓超過死區電壓時則導通,該區為正向導通區;
(3)反向截止區:加一定反向電壓時截止;
(4)反向擊穿區:當加反向電壓大於管子反向承認電壓時,擊穿。
(1)死壓電路擴展閱讀:
1、某一個金屬導體,在溫度沒有顯著變化時,電阻是不變的,它的伏安特性曲線是通過坐標原點的直線,具有這種伏安特性的電學元件叫做線性元件。因為溫度可以決定電阻的大小。
歐姆定律是個實驗定律,實驗中用的都是金屬導體。這個結論對其它導體是否適用,仍然需要實驗的檢驗。實驗表明,除金屬外,歐姆定律對電解質溶液也適用,但對氣態導體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)和半導體元件並不適用。也就是說,在這橋核些情況下電流與電壓不成正敏棗掘比,這類電學元件叫做非線性元件。
2、相關概念:
(1)變容二極體:當PN結加反向電壓時,Cb明顯隨u的變化而變化,而製成各種變容二極體。如下圖所示。
(2)平衡少子:PN結處於平衡狀態時的少子稱為平衡少子。
(3)非平衡少子:PN結處於正向偏置時,從P區擴散到N區的空穴和從N區擴散到P區的自由電子均稱為非平衡少子。
(4)擴散電容:擴散區內電荷的積累和釋放過程與電容器充、放電過程相同,這種電容效應稱為Cd。
⑵ 死區電壓對應電流大小
死區電壓指的是電子元器件的輸出端需要經過一定電壓變化才能使其開始輸出電流的情況。具體來說,就是當輸入的電壓在一個電壓范圍內,輸出端並不會有任何電流輸出,這個電壓范圍就是死區電壓。
在普通的電子電路中,當輸入信號電壓低於死區電壓時,鄭孫輸出端電流為0;當信號電壓大於死區電壓後,輸出電流隨著輸入電壓的增加而增加。因此,死區電壓對應的輸出電流大小為0。
但是,在一些特殊的電子元器件中,或叢陵如震盪器、振盪器等頻率依賴性元件,其死區電壓對應的輸出電流大小與輸入信號的頻率、振幅等因素有關。因此,在應用這些元器件時,需要結合具體的應用場景和元件的參數進行分析和設計,以達到期衫戚望的輸出效果。
⑶ TL494的輸出占空比和死區電壓有怎樣的線性關系
TL494是專用雙端脈沖宏漏調制器件,TL494為固定頻率的PWM控制電路,它結合了全部方塊圖所需之功能,在切換式電源供給器里可單端式或雙坡道式的輸出控制。如圖1所示為TL494控制器的內部結構與方塊圖其內部的線性鋸齒波振盪器乃為頻率可規劃式(frequencyprogrammable),在腳5與腳6連接兩個外部元件RT與CT,既可獲得所需之頻率其頻率可由下式計算得知
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圖1TL494控制器的內部結構與方塊圖片
輸出脈波寬度調變之達成可借著在電容器CT端的正鋸齒波形與兩個控制信號中的任一個做比較而得之。電路中的NOR閘可用來驅動輸出三極體Q1與Q2,而且僅當正反器的時鍾輸入信號是在低准位時,此閘才會在有效狀態,此種情況的發生也是僅當鋸齒波電壓大於控制信號電壓的期間里。當控制信號的振幅增加時,此時也會一致引起輸出脈波寬度的線性減少。如圖2所示的波形圖。
圖2TL494控制器時序波形圖
外部輸入端的控制信號可輸入至腳4的截止時間控制端,與腳1、2、15、16誤差放大器的輸入端,其輸入端點的抵補電壓為120mV,其可限制輸出截止時間至最小值,大約為最初鋸齒波周期時間的4%。當13腳的輸出模控制端接地時,可獲得96%最大工作周期,而當13腳接制參考電壓時,可獲得48%最大工作周期。如果我們在第4腳截止時間控制輸入端設定一個固定電壓,其范圍由0V至3.3V之間,則附加的截止時間一定出現在輸出上。
PWM比較器提供一個方法給誤差放大器,乃由最大百分比的導通時間來做輸出脈波寬度的調整,此乃借著設定截止時間控制輸入端降至零電位,而此時再回授輸入腳的電壓變化可由0.5V至3.5V之間,此二個誤差放大器有其模態(common-mode)輸入范圍由-0.3V至(Vcc-2)V,而且可用來檢知電源供給器的輸出電壓與電流。
誤差放大器的輸出會處於高主動狀態,而且在PWM比較器的非反相輸入端與其誤差放大器輸出乃為或閘(OR)運算結合,依此電路結構,放大器需要最小輸出導通時間,此乃抑制迴路的控制,通常第一個誤差放大器都使用參考電壓和穩壓輸出的電壓做比較,其環路增益可依靠回授來控制。而第3腳通常用做頻率的補償,它主要目的是為了整個環路的穩定度,特別注意的是運用回授時必須避免第3腳輸入過載電流大於600µA,否則最大脈波寬度將會被不正常的限制,此兩種誤差放大器,都可利用不管是正相或反相放大都可用來穩壓。
第二個誤差放大器可用來做過電流檢知迴路,可使用檢知電阻來與參考電壓元作比較,這迴路的工作電壓接近地端,基絕拆而此誤差放大器的轉換速率(slewrate)在7V之Vcc時為2V/µs。但無論如何在高頻運用中。由於脈波寬度比較器和控制邏輯的傳播延遲使得他不能用為動態電流限制器。它可運用於恆流限制電路或者外加元件作成電流回疊(currentfeed-back)的限流裝置,而動態電搏棗流限制最好能使用截止時間控制輸入端的第4腳。
當電容器CT放電時,在截止時間比較器輸出端會有正脈波信號輸出,此時鍾脈波可控制操作正反器,且會抑制輸出三極體Q1與Q2,若將輸出模控制的第13腳連接至參考電壓准位線,此時在推挽式操作下,則兩個輸出三極體在脈波信號調變下會交替地導通,這時每一個輸出的轉換頻率是振盪器頻率的一半。
當以單端方式(single-ended)操作時,最大工作周期須少於50%,此時輸出驅動可出三極體Q1或Q2取得,若在單端方式操作下需要較高的輸出電流,可以將Q1與Q2三極體以並聯方式連接,而且輸出模控制的第13腳必須接地,則使得正反器在失效(disable)狀態,此時輸出的轉換頻率乃相當於震盪器之頻率。
因此TL494約兩個輸出級可以用單端方式或是推挽式來輸出,兩個輸出關系是不被拘束的,兩個集極和射極都有輸出端可以利用,在共射極狀態下,集極和射極電流在200mA時,集極和射極飽和電壓大約在1.1V,而在共集極結構下的電壓是15V,在輸出過載之下兩個輸出都有保護作用,一般這兩個輸出在共射極的轉換時間為,所以我們可以知道其轉換速度非常地快,操作頻率可達300KHZ,在25℃時輸出漏電流一般都小於1µA。
TL494組成實際的應用電路原理圖紙
TL494組成升壓電源電路圖
主要參數:
powersupplyvoitage電源電壓
lineregulation輸入電壓調節率
loadregulation負載調整率
outpotripple輸出紋波電壓
shortcircuitcurrent短路電流
efficiency效率
⑷ 電力系統繼電保護~關於電壓死區和潛動的概念~求詳解,求比較~
這是相對於電磁型繼電並念器而言的,現在微機保護已經沒有這些概念了。
所謂電壓死區就是電壓繼電器在被測電壓慢慢地到達動作點時,由穗蔽豎於動作接點需要克服阻力才能動作,導致有一個電壓范圍內接點動作的力≤動作阻力,這個電壓范圍就是電壓死區。
潛動就是需要同時判斷電壓和電流才能動作的繼電器,例如阻抗、功率方向等猜大,在缺少某個條件,即有電壓無電流或有電流無電壓的情況下應有反應(比如鋁盤振動等)但不能有動的趨勢(比如鋁盤旋轉)。
⑸ 二極體死區的應用場景
1.伏安特性
(1)正向特性:當0<V<Vth時,正向電流為零,Vth稱為死區電壓或開啟電壓。當V>Vth時,開始出現正向電流,並友空按指數規律增長。
(2)反向特性:當VBR<V<0時,反向電流很小,且基本不隨反向電壓的變化而變化,此時的反向電流也稱反向飽和電流IS。當V≥VBR時,反向電流急劇增加。VBR稱為反向擊穿電壓。從擊穿的機理上看,硅二極體若|VBR|≥7V時,主要是雪崩擊穿;若VBR≤4V則主要是齊納擊穿,當在4V~7V之間兩種擊穿都有,
2.正向壓降(Vf)
當加在二極體兩端的正向電壓很小時,二極體仍然不能導通,流過二極體的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數值以後,二極體才能直正導通。導通後二極體兩端的電壓稱為二極體的。「正向壓降」。說明此正向壓降時通常必須註明對應之電流(Vf@If),而且一般應用狀況下,系統會希望此二極體之正向壓降愈小愈好。
3.反向電流(IR)
二極體處於反向偏置時,仍然會有微弱的反向電流流過二極體,稱為漏電流(leakagecurrent)。當二極體兩端的反向電壓增大到某一數值,圓廳反向電流會急劇增大,二極體將失去單方向導電特性,這種狀態稱為二極體的擊穿。
反向電流是指二極體在規定的溫度和最高反向電壓作用下,流過二極體的漏電流。反向電流越小,管橘告隱子的單方向導電性能越好。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關系,大約溫度每升高10,反向電流增大一倍。說明此反向電流時通常必須註明對應之電壓及溫度(IR@VR,Temp.)。
4.最高反向工作電壓(VRRM)
加在二極體兩端的反向電壓高到一定值時,會將管子擊穿,失去單向導電能
力。為了保證使用安全,規定了最高反向工作電壓值。例如,IN4001二極體
反向耐壓為50V,IN4007反向耐壓為1000V。
注意:說明或比較VRRM的大小時,必須同時標示其對應的漏電流(IR)大小,這樣才能互相比較。
5.額定正向工作電流(Io)
是指二極體長期連續工作時允許通過的最大正向電流值。因為電流通過管子時會使管芯發熱,溫度上升,溫度超過容許限度時,就會使管芯過熱而損壞。所以,二極體使用中不要超過二極體額定正向工作電流值。通常Io的大小與環境溫度息息相關,在測試及標示上需要特別注意。
6.反向恢復時間(trr)
二極體工作狀態由正向偏置(forwardbias)轉換到反向偏置(reversebias)時,由於電荷儲存(電容)效應,二極體反向漏電流無法立即恢復到正常狀態,甚至會有overshooting的現象產生,也就是必需歷經一些時間才能完全恢復到截止狀態,這段時間通常稱作反向恢復時間,一般較精確的定義為二極體開始發生反向偏置(reversebias)的時間點算起,一直到漏電流恢復到期間最大漏電流的10%為止。
7.正向電流浪涌(IFSM)
二極體工作時,經常會因為輸入開關on/off切換、瞬間啟動或其它電壓/電流感應源的影響,對二極體產生瞬間電流浪涌(SurgeCurrent),若超過二極體容忍程度,會造成二極體特性改變、退化、或嚴重損壞,IFSM就是指二極體能夠承受此瞬間電流浪涌的最大值。
二極體的相關參數和典型應用 帶你簡單
二極體電子元件,具有兩個電極的裝置,只允許電流由單一方向流過,現在用的比較多是應用其整流的功能。它的應用有:
1.整流:利用二極體單向導電性,可把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈沖直流電。
2.開關:二極體在正向電壓作用下電阻很小,處於導通狀態,相當於一隻接通的開關;在反向電壓作用下,電阻很大,處於截止狀態,如同一隻斷開的開關。利用二極體的開關特性,可以組成各種邏輯電路。
3.續流:續流在開關電源的電感中和繼電器等感性負載中起續流作用。
4.檢波:在收音機中起檢波作用。
5.變容:適用於電視機的高頻頭中。
6.限幅:二極體正向導通後,它的正向壓降基本保持不變(硅管為0.7V,鍺管為0.3V)。利用這一特性,在電路中作為限幅元件,可以把信號幅度限制在一定范圍內。
7.穩壓:穩壓二極體實質上是一個面結型硅二極體,穩壓二極體工作在反向擊穿狀態。在二極體的製造工藝上,使它有低壓擊穿特性。穩壓二極體的反向擊穿電壓恆定,在穩壓電路中串入限流電阻,使穩壓管擊穿後電流不超過允許值,因此擊穿狀態可以長期持續並不會損壞。
8.觸發:觸發二極體又稱雙向觸發二極體(DIAC)屬三層結構,具有對稱性的二端半導體器件。常用來觸發雙向可控硅 ,在電路中作過壓保護等用途。
9.顯示:用於VCD、DVD、計算器等顯示器上。
⑹ 死區調整電路裡面的二極體有什麼作用
這個舉運電路中正老梁,二極體D7主要了避免施密特輸入端U5D的9端 施加過高的反含段向電壓而造成損壞。當然,D7如果採用穩壓管,還能同時限制長時間的正向過高電壓值。
⑺ 死區電壓與什麼有關,從微觀怎麼解釋他的存在
死區電壓在開關電路中表示上下臂開關管導通之間的空檔區,即兩管交替導通過程中有共同截止的時間,以避免發生共通的危險,保障功率管和電路的安全。死區電壓與電路設計的工作頻率和工作電壓有關。具體找本電子線路相關章節閱讀即可。
⑻ multisim中二極體死區電壓怎麼設置
二極體是P型半導體和N型半導體組成的最簡單的器件,今天達爾聞必考課堂系列(此系列為基礎知識短視頻系列,每周更新)主講二極體。
👉我們先看看下面這個電路:
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上圖是使用Multisim模擬的二極兄殲兄管最基礎的應用電路,電源輸入的是正負5v的正弦波。輸入和輸出兩端添加示波器,查看二極體之後的波形。
為什麼會有這樣子的差異?P-N結的工作原理
我們就不得不提二極體內部的材質。晶體二極體是一個由P型半導體和N型半導體燒結形成的P-N結界面。在其界面的兩側形成空間電荷層,構成自建電場。
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當二極體外加電壓等於零時,由於P-N結兩邊載流子的濃度差引起改敏擴散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態,這也是常態下的二極體特性。
當二極體上加了正向電壓之後,正向電壓很小時,不足以克服P-N結內電場的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區。當正向電壓大於死區電壓以後,P-N結內電場被克服,二極體正向導通,電流隨電壓增大而迅速上升。死區電壓與二極體的材料有關。一般硅二極體的死區電壓為0.5V左羨襲右,鍺二極體的死區電壓為0.1V左右。當二極體導通之後,兩端是存在壓差的,硅二極體的正向導通壓降約為0.6~0.8V,鍺二極體的正向導通壓降約為0.2~0.3V。
當二極體上加的是反向電壓,且不超過一定范圍時,通過二極體的電流是少數載流子漂移運動所形成反向電流。由於反向電流很小,二極體處於截止狀態,就解釋了為什麼負半周的波形不見了。當反向電壓超過某一數值時,反向電流會突然增大,二極體就被擊穿了。
由於篇幅限制,如果大家想更多了解P-N結的工作原理及狀態,推薦大家一本書《半導體物理與器件》 。全書涵蓋了量子力學、固體物理、半導體材料物理及半導體器件物理等,有詳細的介紹二極體、三極體等內部結構。
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二極體重要特性(單向導電性)及多種功能
如果我們把上面講到的二極體的三種狀態用圖形來表示時,就是二極體的伏安特性曲線圖。在二極體兩端加電壓U,然後測出流過二極體的電流I,電壓與電流之間的關系i=f(u)即是二極體的伏安特性曲線。
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右半邊為二極體的正向特性,Uon代表是可以導通的電壓,硅二極體約為0.6~0.8V,鍺二極體為0.2~0.3V。當電壓小於Uon時,沒有電流通過,當電壓大於Uon,二極體導通狀態。
左半邊即使反向特性,UBR代表的反向擊穿電壓,電壓輸入大於這個值時,方向電流快速增加,二極體會被反向擊穿。
通過伏安特性曲線,可以看出二極體非常重要的一個特性:單向導電性。
根據這性能,二極體在實際電路應用中就可以扮演很多種功能。
整流:比如上面我們舉的二極體常用電路圖,一般把這個二極體稱為整流二極體,將輸入的AC信號,變成了DC信號。
限幅:利用二極體正向壓降不變的特性,大多數的二極體都可以做限幅用,可以把信號輸出限制在一定范圍內;
開關:在正向電壓的作用下,電阻很小,處於導通的狀態相當於一隻接通的開關,在反向電壓的作用下,電阻又很大,處於截止的狀態就相當於是一隻斷開的開關;
穩壓:利用二極體的反向擊穿特性,在電路中二極體兩端的電壓是維持不變的,起到了穩定電壓的作用
LED:也是一種發光二極體,是因為內部是用了磷化鎵、磷砷化鎵等材料做成的,正向加壓之後它會驅動發光;
檢波:能把高頻中信號中的低頻信號給摘出來
保護電路:即瞬變電壓抑制二極體,通常我們所說的TVS管,對電路能夠進行快速過壓的保護。