電子電路中常用器ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 M和最大穩定電流 IZM。 額定耗散功率 PZM是在穩壓管允許結溫下的最大功率損耗 。 IZM是指穩壓管允許通過的最大電流 。 二者關系可寫為： PZM=UZIZM 討論 回顧二極管的反向擊穿時特性：當反向電壓超過擊穿電壓時，流過管子的電流會急劇增加。 擊穿并不意味著管子一定要損壞，如果我們采取適當的措施限制通過管子的電流，就能保證管子不因過熱而燒壞。 在反向擊穿狀態下，讓流過管子的電流在一定的范圍內變化，這時管子兩端電壓變化很小，利用這一點可以達到“穩壓”的效果。 穩壓管是怎么實現穩壓作用的？ 第 3頁 跳轉到第一頁 2. 發光二極管 單個發光二極管實物 發光二極管圖符號 發光二極管是一種能把電能直接轉換成光能的固體發光元件。發光二極管和普通二極管一樣，管芯由 PN結構成，具有單向導電性。左圖所示為發光二極管的實物圖和圖符號。 發光二極管是一種功率控制器件，常用來作為數字電路的數碼及圖形顯示的七段式或陣列式器件；單個發光二極管常作為電子設備通斷指示燈或快速光源以及光電耦合器中的發光元件等。 3. 光電二極管 光電二極管也和普通二極管一樣，管芯由 PN結構成，具有單向導電性。光電二極管的管殼上有一個能射入光線的“窗口”，這個窗口用有機玻璃透鏡進行封閉，入射光通過透鏡正好射在管芯上。 問題討論 利用穩壓管的正向壓降，是否也可以穩壓？ 利用穩壓管的正向壓降是不能進行穩壓的。 因為穩壓管的正向特性與普通二極管相同，正向電阻非常小，工作在正向導通區時，正向電壓一般為 ，此電壓數值一般變化不大。 第 3頁 跳轉到第一頁 晶體管 晶體管的基本結構 雙極型晶體管是由兩個背靠背、互有影響的 PN結構成的。在工作過程中兩種載流子都參與導電，所以全名稱為雙極結型晶體管。 雙極結型晶體管有三個引出電極，人們習慣上又稱它為晶體三極管或簡稱晶體管。 晶體管的種類很多 ,按照頻率分，有高頻管、低頻管；按照功率分，有小、中、大功率管；按照半導體材料分，有硅管、鍺管等等。但是從它的外形來看，晶體管都有三個電極，常見的晶體管外形如圖所示： 從晶體管的外形可看出，其共同特征就是具有三個電極，這就是“三極管”簡稱的來歷。 第 3頁 跳轉到第一頁 由兩塊 N型半導體中間夾著一塊 P型半導體的管子稱為 NPN管。還有一種與它成對偶形式的，即兩塊 P型半導體中間夾著一塊 N型半導體的管子，稱為 PNP管。晶體管制造工藝上的特點是： 發射區是高濃度摻雜區 ， 基區很薄且雜質濃度底，集電結面積大。 這樣的結構才能保證晶體管具有 電流放大作用 。 基極 發射極 集電極 晶體管有兩個結 晶體管有三個區 晶體管有三個電極 第 6章 跳轉到第一頁 結論： 三極管是一種具有電流放大作用的模擬器件。 晶體管的電流放大作用 μ A mA mA IC IB IE UBB UCC RB 3DG6 NPN型晶體管電流放大的實驗電路 RC C E B 左圖所示為驗證三極管電流放大作用的實驗電路，這種電路接法稱為共射電路。其中，直流電壓源 UCC應大于 UBB，從而使電路滿足放大的外部條件：發射結正向偏置，集電極反向偏置。改變可調電阻 RB，基極電流 IB，集電極電流 IC和發射極電流 IE都會發生變化，由測量結果可得出以下結論： 晶體管電流放大的條件： 晶體管內部： a） 發射區雜質濃度 基區 集電區； b） 基區很薄。 晶體管外部： 發射結正偏，集電結反偏。 1. IE ＝ IB ＋ IC （符合 KCL定律） 2. IC ≈ β IB， β 為管子的流放大系數，用來表征三極管的電流放大能力： 3. △ IC ≈ β △ IB BCI??? I?第 6章 跳轉到第一頁 晶體管的電流放大原理： N I C I E I B R B U BB U CC R C N P 發射區向基區擴散電子的過程： 由于發射結處于正向偏置，發射區的多數載流子自由電子將不斷擴散到基區，并不斷從電源補充進電子，形成發射極電流 IE。 電子在基區的擴散和復合過程： 由于基區很薄，其多數載流子空穴濃度很低，所以從發射極擴散過來的電子只有很少一部分和基區空穴復合，剩下的絕大部分都能擴散到集電結邊緣。 實驗表明： IC比 IB大數十至數百倍，因而 IB雖然很小，但對 IC有控制作用， IC隨 IB的改變而改變，即基極電流較小的變化可以引起集電極電流較大的變化，表明基極電流對集電極電流具有小量控制大量的作用，這就是三極管的 電流放大作用 。 集電區收集從發射區擴散過來的電子過程： 由于集電結反向偏置，可將從發射區擴散到基區并到達集電區邊緣的電子拉入集電區，從而形成較大的集電極電流 IC。 第 6章 跳轉到第一頁 晶體管的特性曲線 ICIBRBUBBUCCRCVVμ AmA +UCE －+UBE－ 0. 4 0. 8 U BE / V40302010IB / m A0UCE≥ 1V測量三極管特性的實驗電路 三極管的輸入特性曲線1．輸入特性曲線 晶體管的輸入特性與二極管類似 死區電壓 UCE ≥1V，原因是 b、 e間加正向電壓。這時集電極的電位比基極高，集電結為反向偏置，發射區注入基區的電子絕大部分擴散到集電結，只有一小部分與基區中的空穴復合，形成 IB。 與 UCE=0V時相比 ，在 UBE相同的條件下， IB要小的多。從圖中可以看出，導通電壓約為 。嚴格地說，當 UCE逐漸增加 時， IB逐漸減小，曲線逐漸向右移。這是因為UCE增加時，集電結的耗盡層變寬，減小了基區的有效寬度，不利于空穴的復合，所以IB減小。不過 UCE超過 1V以后再增加， IC增加很少，因為 IB的變化量也很小，通常可以忽略 UCE變化對 IB的影響，認為 UCE 1V時的 曲線都重合在一起。 第 6章 跳轉到第一頁 4 3 2 1 I B =0 0 3 6 9 1 2 U CE /V 20 μ A 4 0 μ A 6 0 μ A 8 0 μ A 10 0 μ A 飽和區 截止區 放 大 區 I C / m A （ 1）放大區：發射極正向偏置，集電結反向偏置 （ 2）截止區：發射結反向偏置，集電結反向偏置 （ 3）飽和區：發射結正向偏置，集電結正向偏置 2．輸出特性曲線 BC ii ??0 0 CB ?? ii ；iB0， uBE0， uCE≤uBE BC ii ??第 6章 跳轉到第一頁 晶體管的主要參數 電流放大倍數 β ： iC= β iB 極間反向電流 iCBO、 iCEO： iCEO=（ 1+ β ） iCBO 極限參數 （ 1）集電極最大允許電流 ICM： ?下降到額定值 的2/3時所允許的最大集電極電流。 （ 2）反向擊穿電壓 U（ BR） CEO： 基極開路時，集電極、發射極間的最大允許電壓：基極開路時、集電極與發射極之間的最大允許電壓。為保證晶體管安全工作，一般應取： （ 3）集電極最大允許功耗 PCM ：晶體管的參數不超過允許值時，集電極所消耗的最大功率。 ( B R ) C E OCC )32~21( UU ?第 6章 跳轉到第一頁 基極電源 基本放大電路 雙電源共發射極單管放大電路 EC C2 + RC RB + C1 3DG6 IC IB IE ＋ － EB ＋ RL 輸入回路 輸出回路 集電極電阻，約為幾至幾十歐 NPN型管 耦合電容 耦合電容 基極電阻，約幾十至幾百千歐 集電極電源，約為幾至幾十伏 負載電阻 電路中發射極是輸入、輸出回路的公共支路，而且放大的是電壓信號，因此稱之為共發射極 電壓放大器。 電路各部分作用： 晶體管 T：放大器的核心部件，在電路中起電流放大作用； 電源 EC：為放大電路提供能量和保證晶體管工作在放大狀態； 電源 EB和電阻 RB：使管子發射結處于正向偏置，并提供適當的基極電流 IB； 耦合電容 C1和 C2：一般為幾微法至幾十微法，利用其通交隔直作用，既隔離了放大器與信號源、負載之間的直流干擾，又保證了交流信號的暢通； 電阻 RC：將集電極的電流變化變換成集電極的電壓變化，以實現電壓放大作用。 第 2頁 跳轉到第一頁 單電源共發射極單管放大電路 +UCC C2 + RC RB + C1 RL 實用中，一般都采用單電源供電，而且把發射極的公共端作為“地”點，并按習慣畫法把集電極電源以電位形式標在圖中。 放大電路的直流通道 晶體管放大電路實際上是一個 交、直流共存 的電路。當交流信號 ui=0時，電路所處的工作狀態稱為“靜態”， 靜態時等效電路稱為它的 直流通道。 +U