模擬電子技術第一章080304(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 二極管開關電路 * 例 如圖所示電路。 試求VI VI2為 0和 +5V時 V0的值 。R 10K?V0Vcc +5V例 電路圖VI1VI2D1D2000+5V0 0 0 +5V +5V 0 +5V +5VV0VI1 VI2 圖 例 電路圖自己看圖 直流電壓源和交流小幅值電壓同時作用的二極管電路i L圖 圖 所示電路的波形分析ur求流過負載電阻 RL的電流 IL直流分量 變化分量（ 1） 穩壓二極管的伏安特性? 穩定電壓 VZ? 穩定電流 IZ（ IZmin 、 IZmax ）? 額定功耗 PZM? 動態電阻 rZ? 溫度系數 ?圖 穩壓管的 伏安特性（ 2） 穩壓二極管的主要參數 利用二極管反向擊穿特性實現穩壓。穩壓二極管穩壓時工作在反向電擊穿狀態。其伏安特性如圖 示。 穩壓二極管 注意： 穩壓二極管在工作時應反接，并串入一只電阻。 電阻的作用 一是起限流作用，以保護穩壓管；其次是當輸入電壓或負載電流變化時，通過該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號以調節穩壓管的工作電流，從而起到穩壓作用。（ 3） 穩壓二極管構成的穩壓電路 例 設計如圖所示穩壓管穩壓電路，已知 VO=6V， 輸入電壓 VI 波動 ?10% ， RLmin=1k?。穩壓管穩壓電路解： （ 1）選擇 DZ ：查手冊， 選擇 DZ 為2CW13 ， VZ =(5~) ， IZmax=38mA, IZmin=5mA（ 2）選擇限流電阻 R：圖 穩壓管穩壓電路 [例 1． 2． 2*] 在圖 1． 2． 11所示穩壓管穩壓電路中，已知穩壓管的穩定電壓 Uz=6V，最小穩定電流 Izm=5mA，最大穩定電流 IZmax=25mA；負載電阻 RL=600Ω。求解限流電阻R的取值范圍。解：從圖 ， R上電流 IR等于穩壓管中電流 IDZ 和負載電流 IL之和，即 :IDZ=5~20mA限流電阻 R的取值范圍為 114～ 227Ω。 其它類型二極管(1) 發光二極管 LED發光二極管包括可見光、不可見光、激光等不同類型，這里只對可見光發光二極管做一簡單介紹。發光二極管的發光顏色決定于所用材料，目前有 紅 、 綠 、 黃 、 橙 等可以制成各種形狀，如長方形，圓形。開啟電壓比普通二極管的大， 工作電壓一般在 ~，工作電流在 5~30mA之間，電流越大，發光越強。發光二極管的開啟電壓圖 發光二極管紅光： ~綠光： ~黃光： ~藍光： ~白光： ~ 發光二極管因其驅動電壓低、功耗小、壽命長、可靠性高等優點廣泛用于顯示電路之中。 外加反向電壓，無光照時的反向電流稱之為暗電流；有光照時的反向電流稱之為光電流，光照越強，光電流越大。 (2)光電二極管 （ 利用 PN結的光敏特性，將光能轉換成電能）圖 光電二極管的外形和符號圖 光電二極管的伏安特性 (3)變容二極管(4)激 光二極管 (5)隧道二極管和肖特基二極管廣泛用于遙控、報警及光電傳感器之中圖 例圖 電路圖[例 1． 2． 3*] 電路如圖 1． 2． 15所示，已知發光二極管的導通電壓 UD = V，正向電流為 5～ 20mA時才能發光。試問： (1)開關處于何種位置時發光二極管可能發光 ? (2)為使發光二極管發光，電路中 R的取值范圍為多少 ? 解：(1)當開關斷開時發光二極管有可能發光。當開關閉合時發光二極管的端電壓為零，因而不可能發光。(2)因為 IDmin = 5mA， IDmax = 20mA小小 結結 本講主要介紹了以下基本內容：216。PN結形成：216。 PN結的單向導電性：正偏導通、反偏截止216。 PN結的特性曲線：167。 正向特性：死區電壓、導通電壓167。 反向特性：反向飽和電流、溫度影響大167。 擊穿特性：電擊穿（雪崩擊穿、齊納擊穿）、熱擊穿216。 半導體二極管的構成和類型：點接觸型、面接觸型、平面型；硅管、鍺管；整流管、開關管、檢波管、發光管、光敏管、穩壓管等。216。 半導體二極管的特性：與 PN結基本相同。216。 半導體二極管的參數216。 半導體二極管的等效模型：理想模型、恒壓降模型、折線模型和小信號模型 216。 應用二極管等效模型分析和計算半導體二極管電路的基本方法216。 簡要介紹了其它類型的二極管。、結構、類型及符號 晶體管的結構示意圖如圖 。它有兩種類型 :NPN型和 PNP型。 圖 兩種極性的晶體管eb間的 PN結稱為 發射結 (Je) cb間的 PN結稱為 集電結 (Jc) 中間部分稱為基區，連上電極稱為 基極 ，用 B或 b表示（ Base）； 一側稱為發射區，電極稱為 發射極 ，用 E或 e表示（ Emitter）； 晶體管 另一側稱為集電區和 集電極 ，用 C或 c表示（ Collector）。發射極的箭頭代表發射極電流的實際方向2023/3/8 星期一 晶體管內部結構特點 ： (1) 基區很薄，且摻雜濃度很低； (2) 發射區的摻雜濃度遠大于基區和集電區的摻雜濃度； (3) 集電結的結面積很大。 上述結構特點構成了 晶體管具有放大作用的內部條件 。圖 晶體管的幾種常見外形 晶體管的電流分配與控制圖 晶體管內部載流子運動與外部電流 發射結正偏，集電結反偏。 對于 NPN管， VC VB VE； 對于 PNP管， VE VB VC。（ 2） 晶體管內部載流子的運動 發射區：擴散形成 IE； 發射載流子 基區：復合形成 IB； 傳送和控制載流子集電區：漂移形成 IC； 收集載流子（ 1）晶體管具有放大作用的外部條件晶體管在工作時一定要加上適當的直流偏置電壓。特點：小的基極電流控制大的集電極電流 放大的對象是 變化量2023/3/8 星期一（ 3） 晶體管的電流分配關系IE=IEN+IEP=ICN+IBN+ICBOIC=ICN+ICBOIB=IBN+IEPICBO=IB’ICBO從外部看 IE =IC+IB 共射（基）直流 電流放大系數， 它只與管子的結構尺寸和摻雜濃度有關，與外加電壓無關。 一般 幾十 ~一百多倍 一般 ? 當輸入為變化量（動態量）時，相應的電流放大倍數為交流電流放大倍數：三種組態 晶體管有三個電極，其中兩個可以作為輸入 , 兩個可以作為輸出，這樣必然有一個電極是公共電極。三種接法也稱三種 組態 ，見圖 。 共集電極接法 ，集電極作為公共電極，用 CC表示 。 共基極接法 ， 基極作為公共電極，用 CB表示。共發射極接法 ，發射極作為公共電極，用 CE表示；圖 三極管的三種組態2023/3/8 星期一 晶體管的特性曲線（ 共射接法 ）iB是輸入電流， vBE是輸入電壓(1)輸入特性曲線 — iB=f(vBE)? vCE=const+bce共射極放大電路VBBVCCvBEiCiB +vCERbRc圖 基本共射放大電路 圖 輸入特性曲線(a) 當 vCE=0V時，相當于 2個 PN結并聯，伏安特性與 PN結相似。(b) 當 vCE≥0V時， 且滿足 vCB= vCE vBE0， 集電結已進入反偏狀態，開始收集電子，基區復合減少，同樣的 vBE下 IB減小，特性曲線右移。(c) 當 vCE≥1V時， IB基本不變。 IC不再增大。2023/3/8 星期一輸出特性曲線可以分為三個區域 :飽和區 —— 該區域內 vCE的數值較小， iC受 vCE顯著控制 的區域，一般 vCE＜ V(硅管 )。此時 發射結正偏， 集電結正偏 或反偏電壓很小 。截止區 —— iC接近零的區域，相當 iB=0的曲線的下方。 此時， 發射結反偏， 集電結反偏。放大區 —— iC平行于 vCE軸的區域， 曲線基本平行等距。 此時， 發射結正偏， 集電結反偏， vCE大于 V (硅管 ) 。(2)輸出特性曲線 — iC=f(vCE)? iB=const iC是輸出電流， vCE是輸出電壓圖 晶體管的輸出特性曲線2. 共基直流電流放大系數=（ IC－ ICBO） /IE≈IC/IE3.