《绪论和二极管》PPT课件.ppt
,模拟电子技术,绪 论,一、课程的性质和特点,电子技术是研究电子器件、电子电路和电子系统及其应用的技术。,二、什么是电子器件和电子技术,三、课程的研究对象（模拟信号和模拟电路）,模拟信号,在时间上和幅值上均具有连续性的信号。,模拟电路,处理模拟信号的电路,第一章 半导体器件第二章 基本单元电路第三章 多级放大电路与频率响应第四章 集成运算放大器第五章 功率放大电路第六章 放大电路中的反馈第七章 集成运算放大器的应用第八章 信号发生电路第九章 直流稳压电源,章节划分与学时分配,61242481046,第一章 半导体器件,第一节 半导体基础知识第二节 半导体二极管第三节 半导体三极管第四节 场效应晶体管（FET）,本章教学主要内容,第一节 半导体基础知识,一、本征半导体,1 半导体及其特点,（1）定义：,导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，如硅(Si)、锗(Ge)。,本征半导体：,高度提纯的、晶体结构完整的半导体材料单晶体。,（2）特点：,光敏特性、热敏特性、掺杂特性,价电子,半导体的结构,2 半导体中的载流子,载流子是指运载电荷的粒子。,半导体中的载流子有两种：自由电子、空穴。,本征热激发产生电子-空穴对。当温度升高（加热或光照），价电子获得足够的能量挣脱原子核及共价键的束缚，进入自由空间成为自由电子参与导电，同时在原来的位置上留下空位，称为空穴。这个过程称为本征热激发。,Key Words:,本征热激发,电子-空穴对,动态平衡,相对平衡状态，电中性,二、杂质半导体,1 定义：,按掺杂的不同分为P型(空穴型)和N型(电子型)两种杂质半导体。,（1）P型半导体,（掺入少量杂质的半导体）,在本征半导体中掺入微量的三价元素。,空穴浓度远大于电子浓度,多数载流子,多子,少数载流子,少子,在P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。,结论,概念,受主杂质,三价杂质原子接受了一个电子，负离子。,（2）N型半导体,电子的浓度远远大于空穴的浓度。,在N型半导体中，电子是多子，空穴是少子。,在本征半导体中掺入微量的五价元素,结论：,施主杂质,三、PN结,1 PN结的形成与特点,浓度差,多子的扩散运动,空间电荷区,（内电场）,少子的漂移运动,动态平衡,稳定的空间电荷区,P,N,2 PN结的单向导电特性,（1）外加正向电压(正偏置)PN结导通,外加电场与内电场方向相反，内电场被削弱，此时多子扩散运动大大超过少子漂移运动，形成较大的正向电流，这时称PN结处于导通状态。,（2）外加反向电压(反偏置)PN结截止,外加电场与内电场方向相同，增强了内电场，多子扩散更加难以进行。少子在电场作用下形成反向电流I，I很小，PN结处于截止状态。,PN 结反偏,PN结正偏导通，反偏截止，这种性质称PN结的单向导电性。,结论,3 PN结的电容效应(了解),势垒电容+扩散电容,第二节 半导体二极管,一、二极管的分类、结构,半导体二极管的型号:,PN结,点接触,面接触,材料,硅管,锗管,用途,普通管,整流管,如2CWXX、2APXX,器件材料，C为N型Si管,XX表示器件序号,器件类型，W为稳压管,（PN结+引线）,二、二极管的伏安特性曲线及电流方程式,1.二极管的电流方程式,常温下，UT=26 mV,反向饱和电流,温度电压当量,加正向电压，,加反向电压时,2 二极管的伏安特性曲线,1.正向特性,Uon：开启电压或死区电压,iD=0,0 U Uon,Uon=(0.6 0.8)V,硅管取 0.7 V,(0.1 0.3)V,锗管取 0.2 V,（横轴、纵轴）,(反向击穿),2.反向特性,U(BR)U 0,U U(BR),三、环境温度对伏安特性曲线的影响,当温度升高时，正向特性曲线左移。,反向饱和特性曲线下移。,四、二极管的主要参数,1 最大整流电流,3 最大反向工作电压,4 反向电流,二极管长时间工作时允许通过的最大直流电流。,二极管正常使用时允许加的最高反向电压。,使用时应注意流过二极管的正向最大电流不能大于这个数值，否则可能损坏二极管。,使用中如果超过此值，二极管将有被击穿的危险。,2 反向击穿电压,UR条件下的反向电流。,五、二极管的等效分析,1 二极管的直流电阻与交流电阻,（1）直流电阻,（2）交流电阻,D非线性器件,与Q点位置有关,过Q点切线斜率倒数,经推导，根据电流方程式得,2 二极管等效电路,根据情况不同选择不同的等效电路。,导通时UD0,导通时UDUon,（1）理想二极管,（2）考虑正向压降,（3）微变等效电路,例1：二极管限幅电路（p53 1-9（1）,在如图所示电路中，已知 为正弦波，二极管的正向压降和反向电流均可忽略（理想二极管），定性画出输出电压 的波形。,六、特殊二极管：,稳压二极管,1 稳压原理：,2 稳压管的主要特点：,应用反向击穿特性具有稳压效应的特殊二极管。,W(Z),3 正向导通时，稳压管的正向特性与普通二极管相同，其导通电压为0.7伏。,4 稳压管的工作条件：,5 稳压管的主要参数：,(1)稳定电压,(2)最小稳定电流,(3)最大稳定电流,(4)动态电阻,(5)额定功耗,(1)反偏且击穿;(2),稳压管反向击穿后，通过规定电流时相应的电压值。,例：,已知：UZ1=5V，UZ2=6V，求：UI=+15V，-15V，-8V 时的Uo。,（1）现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V和8V，正向导通电压为0.7V。试问：若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？,（2）现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V和8V，正向导通电压为0.7V。试问：若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？,可得1.4V、6.7V、8.7V和14V四种稳压值。,两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。,练习：,例2：(P24 例1-5),分析如图所示电路，当UA和UB分别为0和3V的不同组合时，二极管V1、V2的状态，并求出此时Uo的值。设二极管均为硅管。,电路如图所示，二极管为理想二极管，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出AO两端的电压UAO的值。,导通，电压为-6V。,
