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一.1.(3)半导体二极管基本电路的分析方法及常见应用电路

1.二极管基本电路的分析方法

先标正负极,再看是否理想二极管

将二极管视为断路,求两端电压

两端电压均大于导通电压,压差大的先导通(由于电源不是完全的阶跃,而是有一个电压爬升的过程)


2.常见应用电路

1.求两端电压的

2.压差大先导通的

3.二极管结合电压源限制输出幅度

4.稳压管根据工作电流求限流电阻的

5.判断稳压管,是否工作在反向击穿区

6.两个稳压管一正一负串联,给交流信号输入,求输出被削峰的图像的

拓展:

1.稳压管

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

Vz 稳定电压:反向击穿后稳定工作的电压

Iz  稳定电流:工作电压等于稳定电压时的工作电流

Pz 额定功率:正常工作的最大功率损耗(这个记得调好串联电阻)

Zzt和Zzk 动态电阻:就是dv/di,这个值越小,说明性能越好

Ir 反向漏电流:

Vf 正向电压:

简单小项目哈

QC2.0诱骗器(固定输出12v) - 嘉立创EDA开源硬件平台(项目未验证)

稳压管的稳压值是5.1V,电源电压是12V,就必须串一个电阻来承担超出的6.9V电压,如果串一个1kΩ的电阻电流就是12mA,如果串500Ω就是24mA,具体串多大的合适,要根据稳压管的耗散功率和负载电流决定。

2.发光二极管

根据能量守恒原则,电子和空穴复合时应释放一定的能量,如果能量以光子的形式放出,这种复合称为辐射复合(光子就是光波的一部或全部)

玩过一些小项目,

RGB灯板(已经测试,放心打板) - 嘉立创EDA开源硬件平台(反面教材)

飞控WS2812灯带 - 嘉立创EDA开源硬件平台(该板子未验证)

LED爆闪灯(已经测试) - 嘉立创EDA开源硬件平台(课设)

说说几点问题,

第一个项目

1.灯板散热时需要重点考虑的问题

2.考虑元器件电阻的功耗

3.好的灯板得有恒流源

3.TVS二极管

TVS二极管是和被保护电路并联的,当瞬态电压超过电路的正常工作电压时,二极管发生雪崩,为瞬态电流提供通路,使内部电路免遭超额电压的击穿或超额电流的过热烧毁。

(1)工作峰值反向电压VRWM(Working peak reverse voltage)

VRWM是TVS二极管能够保持高电阻状态的最小反向电压值。一般VRWM会低于85%Vc而高于正常工作电压,以便TVS接入电路而不影响正常。让这个参数略大于你的电源最大值(Vrwm≈1.1~1.2*Vin )

(2)反向击穿电压VBR(Reverse breakdown voltage)

VBR是通过TVS二极管的反向电压是指TVS保护二极管开启时的电压,从此点开始器件进入雪崩击穿。(当电路电压超过该值,TVS内部自由电子轰击原子核,大量电子被释放,形成雪崩,这时,TVS近乎于短路,提供了一个回流路径,保护后端电路

(3)钳位电压VC(Clamp voltage)

VC是钳位电压,施加规定波形的峰值脉冲电流 IPP 时,TVS 两端测得的峰值电压。在相同IPP下的VC越小,说明TVS的钳位特性越好。(注意:要小于后级电路最高承受的瞬态电压

(4)反向漏电流IR(Reverse Leakage Current)

漏电流,也称待机电流。在规定温度和最高工作电压条件下,流过 TVS 的最大电流。TVS 的漏电流一般是在截止电压下测量。

(5)脉冲峰值功率PPK(Peak pulse power,tp = 8/20 us)

PPK是在TVS二极管本身损坏之前可以分流的最大浪涌功率。PPK测量采用下图所示的8/20us脉冲波形。(8/20us表示波形8us电流到100%,20 us电流到50%。(没怎么考虑过这个参数,以后用到补充)

空讲参数没用,简单分析一下,大疆C板这个电路

TVS具体参数

 已知电池的正常工作电压VCC是24V,电池能冲到最大电压是27V附近,后级电路可承受的最高瞬态电压参数不知

考虑到电压波动,27*1.1=29.7,所以可得Vrmw=30v,即电源电压30V以下时,TVS呈现高阻态;

电压超过33.3-36.8V,TVS开始工作,提供泄流路径;

至于大于62.9的后端最大承受电压,查了查后端降压TPS54540的datasheet,没怎么理解。

芯片耐压最高42V,所以只能推断是去库存和保证大多数参数的一种无奈的妥协?

4.光电二极管

将光转换为电的二极管,结构与PN结二极管类似

5.整流二极管

将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管,因结电容大,故工作频率低。

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