71159020xx611-张尧-开关式直流稳压电源的设计

71159020xx611-张尧-开关式直流稳压电源的设计内容摘要：

照外加 电压 的方向，具备单向电流的转导性。 一般来讲，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 pn结界面。 在其界面的两侧形成 空间电荷 层，构成自建 电场。 当外加电压等于零时，由于pn 结两边 载流子 的浓度差引起 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。 ：大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“ 整流（ Rectifying）”功能。 二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过（称为顺向偏压），反向时阻断（称为逆向偏压）。 因此，二极管可以想成电子版的逆止阀。 然而实际上二极管并不会表现出如此完美的开与关的方向性，而是较为复杂的非线性电子特征 —— 这是由特定类型的二极管技术决定的。 二极管使用上除了用做开关的方式之外还有很多其他的功能。 ，外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不 足以克服 PN 结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为 死区。 这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。 当正向电压大于死区电压以后， PN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。 在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的正向电压。 ，外加反向电压不超过一定范围时，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。 这个反向电流又称为反向饱和电流或 漏电流 ，二极管的反向饱和电流受温度影响很大。 ,外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。 引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。 电击穿时二极管失去单向导电性。 如果二极管没有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被永久破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，否则二极管就损坏了。 因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。 8 （如图 26） ： 与 PN结一样，二极管具有单向导电性。 硅二极管典型伏安特性曲线（图）。 在二极管加有正向电压，当电压值较小时，电流极小；当电压超过 时，电流开始按 指数规律增大，通常称此为二极管的开启电压；当电压达到约 时，二极管处于完全导通状态，通常称此电压为二极管的导通电压，用符号 UD 表示。 对于锗二极管，开启电压为 ，导通电压 UD 约为。 图 26 二极管特性曲线 在二极管加有反向电压，当电压值较小时，电流极小，其电流值为反向饱和电流 IS。 当 反向电压超过某个值时，电流开始急剧增大，称之为反向击穿，称此电压为二极管的反向击穿电压，用符号 UBR 表示。 不同型号的二极管的击穿电压 UBR 值差别很大，从几十伏到几千伏。 ： ，整流二极管主要用于整流电路，即把交流电变换成脉动的直流电。 整流二极管都是面结型，因此结电容较大，使其工作频率较低，一般为 3kHZ 以下。 ，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 9 用二极管的开关特 性，可以组成各种 逻辑电路。 ，二极管正向导通后，它的 正向压降 基本保持不变（硅管为 ， 锗 管为 ）。 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。 ，在 开关电源 的电感中和 继电器 等感性 负载中起续流作用。 ，检波二极管的主要作用是把高频信号中的低频信号检出。 它们的结构为点接触型。 其结电容较小，工作频率较高，一般都采用锗材料制成。 ，阻尼二极管多用在高频电压电路中，能承受较高的反向击穿电压和较大的峰值电流，一般用在电视机电路中，常用的阻尼二极管有 2CN 2CN BSBS44等。 ，用于 VCD、 DVD、计 算器 等 显示器 上。 ，这种管子是利用二极管的反向击穿特性制成的，在电路中其两端的电压保持基本不变，起到稳定电压的作用。 常用的稳压管有 2CW5 2CW56 等。 ， 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。 三、电容 电容（ Capacitance）亦称作“电容量”，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为 C，国际单位是 法拉 （ F）。 一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在 导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。 电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直、耦合、旁路、 滤波 、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。 ：电容器的基本作用就是充电与放电，但由这种基本充放电作用所延伸出来的许多电路现象，使得电容器有着种种不同的用途。 ：用在 耦合电路 中的电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用。 b,滤波电容：用在 滤波电路 中的电容器称为滤波电容，在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路，滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。 ，用在退耦电路中的电容器称为退耦电容，在多级放大器的直 流电 10 压供给电路中使用这种电容电路，退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。 、谐振电容、旁路电容、中和电容、定时电容、积分电容、微分电容、补偿电容、自举电容、分频电容、负载电容、调谐电容、等。 四、电阻 电阻（ Resistance，通常用“ R”表示），在 物理学 中表示 导体 对 电流 阻碍作用的大小。 导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。 不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。 电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。 五、电感 电感（ inductance of an ideal inductor）是闭合回路的一种属性。 当线圈通过电流后，在线圈中形成 磁场 感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。 这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（ H）”。 六、三极管 ： 半导体 三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。 在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的 PN结，组成一个 PNP（或 NPN）结构。 中间的 N 区（或 P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别叫 基极 B、 发射极 E 和 集电极 C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。 ：晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。 而每一种又有 NPN和 PNP 两种结构形式，但使用最多的是硅 NPN 和锗 PNP 两种三极管，（其中， N 表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而 p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。 两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍 NPN 硅管的电流放大原理。 对于NPN管，它是由 2块 N型半导体中间夹着一块 P 型半导体所组成，发射区与基区之间形成的 PN结称为发射结，而集电区与基区形成的 PN结称为集电结，三条引线分别称为发射极 e、基极 b 和 集电极 c。 当 b 点电位高于 e 点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而 C点电位高于 b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极 11 电源 Ec要高于基极电源 Ebo。 在制造三极管时，有意识地使发射区的多数 载流子 浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）及基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流了。 由于基区很薄，加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电极电流Ic，只剩下很少（ 110%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由。