模拟电子技术教案.ppt

1.本征半导体、N型半导体、P型半导体的特点 2.PN结的形成及特性 3.PN结的电流方程 4.二极管的主要参数（IF和UR）,复 习,1.2 半导体二极管,1.2.4 二极管的等效电路,等效的目的：将非线性的二极管线性化，以便分析和计算。,一、由伏安特性折线化得到的等效电路,1.理想二极管：导通电压UD=Uon=0,2.理想二极管串联电压源：导通电压UD=Uon=常数（0）,3.理想二极管串联电压源和电阻rD(rD=U/I)：导通电压UD=Uon，导通时i与u成线性关系，直线斜率为1/rD,例如：求如图所示的I。,若VUD，则可用图（a）来等效二极管，则IV/R,若用图（b）来等效二极管，则,取UD=Uon0.7V（硅管）,取UD=Uon0.2V（锗管）,若用图（c）来等效二极管，则,一般地，近似分析时，多采用图（b）的等效电路。,【例1.2.1】电路如图所示，若二极管的导通电压UD0.7V。试分别估算开关断开和闭合时UO=？,【解】,开关断开时，二极管导通,开关闭合时，二极管截止,二、二极管的微变等效电路,Q点称为静态工作点,二极管的微变等效电路：将二极管等效为一个动态电阻rd,说 明,动态电阻rd由静态工作点Q处切线斜率决定；,ID为二极管的静态电流,动态电阻rd是交流电阻；,静态工作点Q不同，rd就不同；,在图示电路中，若ui较小，则uR的波形如图所示。,注 意,计算时可先分别求出静态值和动态值，再根据叠加原理叠加。,讨论：若V=0，试画出uR 的波形。,1.2.5 稳压二极管（简称稳压管）,稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。,一、稳压管的伏安特性,稳压区：反向击穿区,二、稳压管的主要参数,（1）稳定电压 UZ,（2）稳定电流 IZ（或IZmin),（3）额定功耗 PZM,（4）动态电阻rz,IZ,好,要求：rZ,好,注意,稳压管电路中必须要串联限流电阻！,【例1.2.2】如图所示，已知UZ=6V，IZmin5mA，IZmax=25mA，RL600。求：R的取值范围。,【解】,由图可知，,其中，,IL=UZ/RL=(6/600)A=10mA,所以,故,所以限流电阻R的取值范围为114227,1.2.6 其他类型二极管,一、发光二极管,1.类型,可见光,不可见光,激光,2.外形及表示符号,3.应用：显示电路,二、光电二极管,1.外形及表示符号,2.伏安特性,说 明,无光照时，与普通二极管一样（反向电流称为暗电流）；,有光照时特性曲线下移。,（a）在第三象限中，照度一定时，光电二极管可视为一恒流源,光电流几十A时光电流光照,遥控、报警、光电传感器,（b）在第四象限中呈光电池特性,光电二极管原理电路,【例1.2.3】电路如图所示，已知UD=1.6V，正向电流为520mA。求：（1）开关处于何种位置时发光二极管可能发光？（2）为使发光二极管发光，则R的取值范围为多少？,1.3 双极型晶体管,（晶体三极管、半导体三极管简称晶体管）,1.3.1 晶体管的结构及类型,晶体管的几种常见外形,1.晶体管的结构（以NPN管为例）及符号,结构特点：,发射区掺杂浓度高，几何尺寸小；,集电区掺杂浓度低，几何尺寸大；,基区掺杂浓度很低，且很薄。,构成：三区、三极、两结,1.晶体管的类型,按结构分,NPN型,PNP型,按材料分,硅管,锗管,多为NPN型,多为PNP型,晶体管的电流放大作用,基本的共射放大电路如图所示,晶体管起电流放大作用的外部条件：,发射结正向偏置,集电结反向偏置,图中VCCVBB,一、晶体管内部载流子的运动,1.发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流IE2.扩散到基区的自由电子与孔穴的复合运动形成基极电流IB3.集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流IC,设uI=0,注 意,晶体管工作于放大状态时各极电流的实际方向NPN管：从基极和集电极流进，从发射极流出。PNP管：从发射极流进，从基极和集电极流出。,二、晶体管的电流分配关系,IE=IEN+IEP=ICN+IBN+IEP IC=ICN+ICBOIB=IBN+IEP-ICBO=IB-ICBO,IE=IC+IB,三、晶体管的共射电流放大系数,1.共射直流电流放大系数,2.共射交流电流放大系数,若uI0，则iB=IB+iB，iC=IC+iC,IE=IB+IC,说 明,一般，不加严格区分；,一般选几十100多的管子为好。,若ICICEO，,3.共基直流电流放大系数,4.共基交流电流放大系数,或,IC=ICN+ICBO,IE=IB+IC,说 明,一般，不加严格区分。,小 结,作业：P64 三、四 P66 1.3、1.6、1.10,