⑴ 怎样用二极管的伏安特性来分析电路的好坏
1、二极管伏安的正向特性,理想的二极管,正向电流和电压成指数关系。 但是实际的二极管,加正向电压的时候,需要克服PN结内电压,所以电压要大于内电压时,才会出现电流。
这个最小电压称作开启电压。小于开启电压的区域,叫做死区。 当电压大于开启电压,那么电流成指数关系上升。增加很快,所以二极管上的压降,其实很小,否则由于电流太大,就烧坏了。
2、二极管伏安的反向特性,理想的二极管,不论反向电压多大,反向都无电流。实际的二极管,反向截止时,也是有电流的,这个电流叫做反向饱和电流。在电压没有达到反向击穿电压时岩隐,二极管的电流一直等于方向饱和电流。
但是当电压大到一定程度,二极管被反向击穿,电流急剧增大。 反向击穿分齐纳击穿和雪崩击穿两种。 有的二极管击穿后撤去反向电压,还能恢复原状态,比如稳压二极管就是工作在反向击穿区的。 有的反向击穿就直接烧坏了。
3、二极管的伏安特性存在4个区:死区电压、正向导通区、反向截止区、反向击穿区。
(1)死区电压:通常为,锗管0.2~0.3V,硅管0.5~0.7V;
(2)正向导通区:当加正向电压超过死区电压时则导通,该区为正向导通区;
(3)反向截止区:加一定反向电压时截止;
(4)反向击穿区:当加反向电压大于管子反向承认电压时,击穿。
(1)死压电路扩展阅读:
1、某一个金属导体,在温度没有显著变化时,电阻是不变的,它的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线,具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。因为温度可以决定电阻的大小。
欧姆定律是个实验定律,实验中用的都是金属导体。这个结论对其它导体是否适用,仍然需要实验的检验。实验表明,除金属外,欧姆定律对电解质溶液也适用,但对气态导体(如日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件并不适用。也就是说,在这桥核些情况下电流与电压不成正敏枣掘比,这类电学元件叫做非线性元件。
2、相关概念:
(1)变容二极管:当PN结加反向电压时,Cb明显随u的变化而变化,而制成各种变容二极管。如下图所示。
(2)平衡少子:PN结处于平衡状态时的少子称为平衡少子。
(3)非平衡少子:PN结处于正向偏置时,从P区扩散到N区的空穴和从N区扩散到P区的自由电子均称为非平衡少子。
(4)扩散电容:扩散区内电荷的积累和释放过程与电容器充、放电过程相同,这种电容效应称为Cd。
⑵ 死区电压对应电流大小
死区电压指的是电子元器件的输出端需要经过一定电压变化才能使其开始输出电流的情况。具体来说,就是当输入的电压在一个电压范围内,输出端并不会有任何电流输出,这个电压范围就是死区电压。
在普通的电子电路中,当输入信号电压低于死区电压时,郑孙输出端电流为0;当信号电压大于死区电压后,输出电流随着输入电压的增加而增加。因此,死区电压对应的输出电流大小为0。
但是,在一些特殊的电子元器件中,或丛陵如震荡器、振荡器等频率依赖性元件,其死区电压对应的输出电流大小与输入信号的频率、振幅等因素有关。因此,在应用这些元器件时,需要结合具体的应用场景和元件的参数进行分析和设计,以达到期衫戚望的输出效果。
⑶ TL494的输出占空比和死区电压有怎样的线性关系
TL494是专用双端脉冲宏漏调制器件,TL494为固定频率的PWM控制电路,它结合了全部方块图所需之功能,在切换式电源供给器里可单端式或双坡道式的输出控制。如图1所示为TL494控制器的内部结构与方块图其内部的线性锯齿波振荡器乃为频率可规划式(frequencyprogrammable),在脚5与脚6连接两个外部元件RT与CT,既可获得所需之频率其频率可由下式计算得知
0
图1TL494控制器的内部结构与方块图片
输出脉波宽度调变之达成可借着在电容器CT端的正锯齿波形与两个控制信号中的任一个做比较而得之。电路中的NOR闸可用来驱动输出三极管Q1与Q2,而且仅当正反器的时钟输入信号是在低准位时,此闸才会在有效状态,此种情况的发生也是仅当锯齿波电压大于控制信号电压的期间里。当控制信号的振幅增加时,此时也会一致引起输出脉波宽度的线性减少。如图2所示的波形图。
图2TL494控制器时序波形图
外部输入端的控制信号可输入至脚4的截止时间控制端,与脚1、2、15、16误差放大器的输入端,其输入端点的抵补电压为120mV,其可限制输出截止时间至最小值,大约为最初锯齿波周期时间的4%。当13脚的输出模控制端接地时,可获得96%最大工作周期,而当13脚接制参考电压时,可获得48%最大工作周期。如果我们在第4脚截止时间控制输入端设定一个固定电压,其范围由0V至3.3V之间,则附加的截止时间一定出现在输出上。
PWM比较器提供一个方法给误差放大器,乃由最大百分比的导通时间来做输出脉波宽度的调整,此乃借着设定截止时间控制输入端降至零电位,而此时再回授输入脚的电压变化可由0.5V至3.5V之间,此二个误差放大器有其模态(common-mode)输入范围由-0.3V至(Vcc-2)V,而且可用来检知电源供给器的输出电压与电流。
误差放大器的输出会处于高主动状态,而且在PWM比较器的非反相输入端与其误差放大器输出乃为或闸(OR)运算结合,依此电路结构,放大器需要最小输出导通时间,此乃抑制回路的控制,通常第一个误差放大器都使用参考电压和稳压输出的电压做比较,其环路增益可依靠回授来控制。而第3脚通常用做频率的补偿,它主要目的是为了整个环路的稳定度,特别注意的是运用回授时必须避免第3脚输入过载电流大于600µA,否则最大脉波宽度将会被不正常的限制,此两种误差放大器,都可利用不管是正相或反相放大都可用来稳压。
第二个误差放大器可用来做过电流检知回路,可使用检知电阻来与参考电压元作比较,这回路的工作电压接近地端,基绝拆而此误差放大器的转换速率(slewrate)在7V之Vcc时为2V/µs。但无论如何在高频运用中。由于脉波宽度比较器和控制逻辑的传播延迟使得他不能用为动态电流限制器。它可运用于恒流限制电路或者外加元件作成电流回叠(currentfeed-back)的限流装置,而动态电搏枣流限制最好能使用截止时间控制输入端的第4脚。
当电容器CT放电时,在截止时间比较器输出端会有正脉波信号输出,此时钟脉波可控制操作正反器,且会抑制输出三极管Q1与Q2,若将输出模控制的第13脚连接至参考电压准位线,此时在推挽式操作下,则两个输出三极管在脉波信号调变下会交替地导通,这时每一个输出的转换频率是振荡器频率的一半。
当以单端方式(single-ended)操作时,最大工作周期须少于50%,此时输出驱动可出三极管Q1或Q2取得,若在单端方式操作下需要较高的输出电流,可以将Q1与Q2三极管以并联方式连接,而且输出模控制的第13脚必须接地,则使得正反器在失效(disable)状态,此时输出的转换频率乃相当于震荡器之频率。
因此TL494约两个输出级可以用单端方式或是推挽式来输出,两个输出关系是不被拘束的,两个集极和射极都有输出端可以利用,在共射极状态下,集极和射极电流在200mA时,集极和射极饱和电压大约在1.1V,而在共集极结构下的电压是15V,在输出过载之下两个输出都有保护作用,一般这两个输出在共射极的转换时间为,所以我们可以知道其转换速度非常地快,操作频率可达300KHZ,在25℃时输出漏电流一般都小于1µA。
TL494组成实际的应用电路原理图纸
TL494组成升压电源电路图
主要参数:
powersupplyvoitage电源电压
lineregulation输入电压调节率
loadregulation负载调整率
outpotripple输出纹波电压
shortcircuitcurrent短路电流
efficiency效率
⑷ 电力系统继电保护~关于电压死区和潜动的概念~求详解,求比较~
这是相对于电磁型继电并念器而言的,现在微机保护已经没有这些概念了。
所谓电压死区就是电压继电器在被测电压慢慢地到达动作点时,由穗蔽竖于动作接点需要克服阻力才能动作,导致有一个电压范围内接点动作的力≤动作阻力,这个电压范围就是电压死区。
潜动就是需要同时判断电压和电流才能动作的继电器,例如阻抗、功率方向等猜大,在缺少某个条件,即有电压无电流或有电流无电压的情况下应有反应(比如铝盘振动等)但不能有动的趋势(比如铝盘旋转)。
⑸ 二极管死区的应用场景
1.伏安特性
(1)正向特性:当0<V<Vth时,正向电流为零,Vth称为死区电压或开启电压。当V>Vth时,开始出现正向电流,并友空按指数规律增长。
(2)反向特性:当VBR<V<0时,反向电流很小,且基本不随反向电压的变化而变化,此时的反向电流也称反向饱和电流IS。当V≥VBR时,反向电流急剧增加。VBR称为反向击穿电压。从击穿的机理上看,硅二极管若|VBR|≥7V时,主要是雪崩击穿;若VBR≤4V则主要是齐纳击穿,当在4V~7V之间两种击穿都有,
2.正向压降(Vf)
当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值以后,二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压称为二极管的。“正向压降”。说明此正向压降时通常必须注明对应之电流(Vf@If),而且一般应用状况下,系统会希望此二极管之正向压降愈小愈好。
3.反向电流(IR)
二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流(leakagecurrent)。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,圆厅反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。
反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下,流过二极管的漏电流。反向电流越小,管橘告隐子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系,大约温度每升高10,反向电流增大一倍。说明此反向电流时通常必须注明对应之电压及温度(IR@VR,Temp.)。
4.最高反向工作电压(VRRM)
加在二极管两端的反向电压高到一定值时,会将管子击穿,失去单向导电能
力。为了保证使用安全,规定了最高反向工作电压值。例如,IN4001二极管
反向耐压为50V,IN4007反向耐压为1000V。
注意:说明或比较VRRM的大小时,必须同时标示其对应的漏电流(IR)大小,这样才能互相比较。
5.额定正向工作电流(Io)
是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热,温度上升,温度超过容许限度时,就会使管芯过热而损坏。所以,二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。通常Io的大小与环境温度息息相关,在测试及标示上需要特别注意。
6.反向恢复时间(trr)
二极管工作状态由正向偏置(forwardbias)转换到反向偏置(reversebias)时,由于电荷储存(电容)效应,二极管反向漏电流无法立即恢复到正常状态,甚至会有overshooting的现象产生,也就是必需历经一些时间才能完全恢复到截止状态,这段时间通常称作反向恢复时间,一般较精确的定义为二极管开始发生反向偏置(reversebias)的时间点算起,一直到漏电流恢复到期间最大漏电流的10%为止。
7.正向电流浪涌(IFSM)
二极管工作时,经常会因为输入开关on/off切换、瞬间启动或其它电压/电流感应源的影响,对二极管产生瞬间电流浪涌(SurgeCurrent),若超过二极管容忍程度,会造成二极管特性改变、退化、或严重损坏,IFSM就是指二极管能够承受此瞬间电流浪涌的最大值。
二极管的相关参数和典型应用 带你简单
二极管电子元件,具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过,现在用的比较多是应用其整流的功能。它的应用有:
1.整流:利用二极管单向导电性,可把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。
2.开关:二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性,可以组成各种逻辑电路。
3.续流:续流在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起续流作用。
4.检波:在收音机中起检波作用。
5.变容:适用于电视机的高频头中。
6.限幅:二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.3V)。利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。
7.稳压:稳压二极管实质上是一个面结型硅二极管,稳压二极管工作在反向击穿状态。在二极管的制造工艺上,使它有低压击穿特性。稳压二极管的反向击穿电压恒定,在稳压电路中串入限流电阻,使稳压管击穿后电流不超过允许值,因此击穿状态可以长期持续并不会损坏。
8.触发:触发二极管又称双向触发二极管(DIAC)属三层结构,具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅 ,在电路中作过压保护等用途。
9.显示:用于VCD、DVD、计算器等显示器上。
⑹ 死区调整电路里面的二极管有什么作用
这个举运电路中正老梁,二极管D7主要了避免施密特输入端U5D的9端 施加过高的反含段向电压而造成损坏。当然,D7如果采用稳压管,还能同时限制长时间的正向过高电压值。
⑺ 死区电压与什么有关,从微观怎么解释他的存在
死区电压在开关电路中表示上下臂开关管导通之间的空档区,即两管交替导通过程中有共同截止的时间,以避免发生共通的危险,保障功率管和电路的安全。死区电压与电路设计的工作频率和工作电压有关。具体找本电子线路相关章节阅读即可。
⑻ multisim中二极管死区电压怎么设置
二极管是P型半导体和N型半导体组成的最简单的器件,今天达尔闻必考课堂系列(此系列为基础知识短视频系列,每周更新)主讲二极管。
👉我们先看看下面这个电路:
.png
上图是使用Multisim仿真的二极兄歼兄管最基础的应用电路,电源输入的是正负5v的正弦波。输入和输出两端添加示波器,查看二极管之后的波形。
为什么会有这样子的差异?P-N结的工作原理
我们就不得不提二极管内部的材质。晶体二极管是一个由P型半导体和N型半导体烧结形成的P-N结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。
.png
当二极管外加电压等于零时,由于P-N结两边载流子的浓度差引起改敏扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的二极管特性。
当二极管上加了正向电压之后,正向电压很小时,不足以克服P-N结内电场的阻挡作用,正向电流几乎为零,这一段称为死区。当正向电压大于死区电压以后,P-N结内电场被克服,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。死区电压与二极管的材料有关。一般硅二极管的死区电压为0.5V左羡袭右,锗二极管的死区电压为0.1V左右。当二极管导通之后,两端是存在压差的,硅二极管的正向导通压降约为0.6~0.8V,锗二极管的正向导通压降约为0.2~0.3V。
当二极管上加的是反向电压,且不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态,就解释了为什么负半周的波形不见了。当反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,二极管就被击穿了。
由于篇幅限制,如果大家想更多了解P-N结的工作原理及状态,推荐大家一本书《半导体物理与器件》 。全书涵盖了量子力学、固体物理、半导体材料物理及半导体器件物理等,有详细的介绍二极管、三极管等内部结构。
.png
二极管重要特性(单向导电性)及多种功能
如果我们把上面讲到的二极管的三种状态用图形来表示时,就是二极管的伏安特性曲线图。在二极管两端加电压U,然后测出流过二极管的电流I,电压与电流之间的关系i=f(u)即是二极管的伏安特性曲线。
.png
右半边为二极管的正向特性,Uon代表是可以导通的电压,硅二极管约为0.6~0.8V,锗二极管为0.2~0.3V。当电压小于Uon时,没有电流通过,当电压大于Uon,二极管导通状态。
左半边即使反向特性,UBR代表的反向击穿电压,电压输入大于这个值时,方向电流快速增加,二极管会被反向击穿。
通过伏安特性曲线,可以看出二极管非常重要的一个特性:单向导电性。
根据这性能,二极管在实际电路应用中就可以扮演很多种功能。
整流:比如上面我们举的二极管常用电路图,一般把这个二极管称为整流二极管,将输入的AC信号,变成了DC信号。
限幅:利用二极管正向压降不变的特性,大多数的二极管都可以做限幅用,可以把信号输出限制在一定范围内;
开关:在正向电压的作用下,电阻很小,处于导通的状态相当于一只接通的开关,在反向电压的作用下,电阻又很大,处于截止的状态就相当于是一只断开的开关;
稳压:利用二极管的反向击穿特性,在电路中二极管两端的电压是维持不变的,起到了稳定电压的作用
LED:也是一种发光二极管,是因为内部是用了磷化镓、磷砷化镓等材料做成的,正向加压之后它会驱动发光;
检波:能把高频中信号中的低频信号给摘出来
保护电路:即瞬变电压抑制二极管,通常我们所说的TVS管,对电路能够进行快速过压的保护。