模拟电路课件课件第二次课优秀PPT.ppt

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1、最大整流电流最大整流电流I IF F:二极管长期运行时允许通过管子的二极管长期运行时允许通过管子的最大正向平均电流最大正向平均电流.最高反向工作电压最高反向工作电压U UR R:U:UR R是二极管工作时允许外加是二极管工作时允许外加的最大反向电压的最大反向电压,超过此值时超过此值时,二极管有可能因反二极管有可能因反向击穿而损坏向击穿而损坏.U.UR R=1/2 U=1/2 UB B。反向电流反向电流I IR R:I:IR R是二极管未击穿时的反向电流是二极管未击穿时的反向电流.I.IR R越小越小,二极管的单向导电性越好二极管的单向导电性越好.最高工作频率最高工作频率f fMM:f:fMM是

2、二极管工作时的上限频率是二极管工作时的上限频率.超过超过此值时此值时,由于结电容的作用由于结电容的作用,二极管将不能很好的二极管将不能很好的体现单向导电性体现单向导电性.2.二极管的主要参数1图 1 -16 稳压管伏安特性、符号及电路 稳压管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管稳压管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管,工作在工作在反向击穿区反向击穿区.(a)1.2.6 稳压二极管稳压二极管 2 从稳压二极管的伏安特性曲线上可以确定稳压二极管的参数。(1)稳定电压UZ(2)动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。稳压管工作在稳压区时，两端电压变更量与电流变更量之比

3、。rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。rZ=UZ/IZ3(3)额定功耗 PZ 稳压管反向工作时PN结的功率损耗为 PZ=VZ IZ，由 PZ和VZ可以确定IZmax。稳压管的功耗超过此值时,会因结温上升而损坏.(4)稳定电流IZ 稳压管的稳定工作电流是使稳压管正常工作时的最小电流，低于此值时不能稳压。4 稳压二极管在工作时应反接，电源正极接稳压管的N区，电源负极接稳压管的P区，串入一只限流电阻，并与负载并联 串联电阻的作用是起限流作用，以爱护稳压管；与负载并联是当输入电压或负载电流变更时，由于稳压管两端电压变更量很小，可以使输出电压比较稳定，从而起到稳压作用。5 二极管导通时一般用电压源on.

4、V(硅管,如是锗管用.V)代替,或近似用短路途代替。截止时,一般将二极管断开,即认为二极管反向电阻为无穷大。限幅电路整流电路门电路在应用电路中,关键是推断二极管的导通或截止。1.2.7 二极管的应用二极管的应用志向模型当二极管两端所加电压U0V时，二极管导通；当二极管两端所加电压U0V时，二极管截止。恒压降模型当二极管的电压UUon时，二极管导通；当二极管的电压UUon时，二极管截止。6限幅电路限幅电路 当当输输入入信信号号电电压压在在确确定定范范围围内内变变更更时时,输输出出电电压压随随输输入入电电压压相相应应变变更更；而而当当输输入入电电压压超超出出该该范范围围时时,输输出出电压保持不变电

5、压保持不变,这就是限幅电路。这就是限幅电路。图 1 18 并联二极管上限幅电路 7例题：已知：E=3V，R=1K欧1）ui=0V、4V、6V时，求输出电压uo的值。2）当ui=6sinwtV时，画出输出电压的输出波形ui=0V,二极管截止，uo=ui=0V.ui=4V，二极管导通，uo=E=3V.ui=6V，二极管导通，uo=E=3V.解答：志向状况下考虑导通压降ui=0V,二极管截止，uo=ui=0V.ui=4V，二极管导通，有压降UD=0.7V，uo=E+UD=3.7 V.ui=6V，二极管导通，有压降UD=0.7V，uo=E+UD=3.7 V.8u,二极管截止,uou；u,二极管导通,u

6、o。波形图如图()所示。图 1 -19 二极管并联上限幅电路波形关系9二极管门电路二极管门电路 图 1 -23 二极管“与”门电路 5VUAUBVD100导通50截止05导通55截止VD2UO 导通0导通0截止0截止510发光二极管（LED）是一种干脆将电能转变为光能的半导体器件。当这种二极管通电时将会发出光来。正向导通压降为1.8V2.2V。1.2.8 其它二极管11光电二极管又称光敏二极管，是一种光电转换器件，其基本原理是光照射到PN结上时，吸取光能转变为电能.12光电耦合器件将光电二极管和发光二极管组合起来就组成了光电耦合器件。它以光为媒介可实现电信号的传递。在输入端加入电信号，则发光二

7、极管的光随信号而变，它照在光电二极管上则在输出端产生了与信号变更一样的电信号。由于发光器件和光电器件分别接在输入、输出回路中，相互隔离，因此常用于信号的单方向传输，但须要电路间电隔离的场合。通常运用在计算机限制系统的接口电路中。13 半导体三极管有两大类型，半导体三极管有两大类型，一是一是双极型半导体三极管双极型半导体三极管 二是二是场效应半导体三极管场效应半导体三极管 1.3.1 双极型半导体三极管 场效应型半导体三极管仅由一种场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电。载流子参与导电。1.3 半导体半导体三极管三极管 双极型半导体三极管是由两种载双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半

8、导体器件，它由两流子参与导电的半导体器件，它由两个个 PN 结组合而成。结组合而成。14双极型三极管双极型三极管（BJT）又称为半导体三极管、晶体三极管，或简称为三极管、晶体管。三极管有三个电极，如图所示.图1.3.1 双极型三极管的几种外形15三极管有三个电极，依据结构的不同，BJT一般可分为NPN型和PNP型。接受工艺的方法将两个PN结“背靠背”（同极区相对）连接,则组成三极管。NPNNPNPNNPPNPPNPN型三极管PNP型三极管三极管的结构及类型16三极管的结构及类型三极管的结构及类型 图 1 29 三极管的结构示意图和符号 集电极 一侧称为放射区，电极称为放射极，用E或e表示（Em

9、itter）；另一侧称为集电区和集电极，用C或c表示（Collector）。中间部分称为基区，连上电极称为基极，用B或b表示（Base）；双极型三极管的符号在图的右方给出，放射极的箭头代表放射极电流的实际方向。PNP17bec NNP基极基极发射极发射极集电极集电极放射结放射结集电结集电结18 内部结构：放射区的掺杂浓度大，集电区掺内部结构：放射区的掺杂浓度大，集电区掺杂浓度低，且集电结面积大。基区要制造得很薄，杂浓度低，且集电结面积大。基区要制造得很薄，其厚度一般在几个微米至几十个微米。其厚度一般在几个微米至几十个微米。三极管的放大作用becNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：较薄，

10、基区：较薄，掺杂浓度低掺杂浓度低集电区：集电区：面积较大面积较大放射区：掺放射区：掺杂浓度较高杂浓度较高19 外部条件：放射结处于正向偏置，集电结处外部条件：放射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。于反向偏置。放射结正偏放射结正偏(对于对于NPNNPN型晶体三极管即放射结的型晶体三极管即放射结的P P区区上连正电压，从而上连正电压，从而P-NP-N正偏）正偏）集电结反偏（对于集电结反偏（对于NPNNPN型晶体三极管即集电型晶体三极管即集电结的结的N N区上连正电压，从而区上连正电压，从而N-PN-P反偏）反偏）N（）P（）N（）P（）UcUbUe20图 1 -30 三极管的三种连接方式ui+-

11、uo+-ui+-ui+-uo+-uo+-三极管的三种连接方式三极管的三种连接方式 21becNNPUBBRbUCCIE基区空穴基区空穴向发射区向发射区的扩散可的扩散可忽略。忽略。IBn进入进入P区的电子区的电子少部分与基区的少部分与基区的空穴复合，形成空穴复合，形成电流电流IBn，多数扩，多数扩散到集电结。散到集电结。放射结正放射结正偏，放射偏，放射区电子不区电子不断向基区断向基区扩散，形扩散，形成放射极成放射极电流电流IE。1.3.3 三极管的放大过程三极管的放大过程 1.载载流流子子的的传传输输过过程程放放射射区区放放射射电电子子形形成成IE。IEn，IEp(2)基基区区扩扩散散和和复复合

12、电子。合电子。IBn 22becNNPUBBRbUCCIE集电结反偏，集电结反偏，有少子形成的有少子形成的反向电流反向电流ICBO。ICBOIBnICn从基区扩散从基区扩散来的电子作来的电子作为集电结的为集电结的少子，漂移少子，漂移进入集电结进入集电结而被收集，而被收集，形成形成ICn。1.载流子的传输过程载流子的传输过程(3)集电区收集电子形成IC。231.载流子的传输过程载流子的传输过程放射区放射电子形成放射区放射电子形成IE。IEn，IEp(2)基区扩散和复合电子。基区扩散和复合电子。IBn(3)集电区收集电子形成集电区收集电子形成IC。图 1 31 三极管中载流子的传输过程1.3.3

13、三极管的放大过程三极管的放大过程 242.电流安排电流安排 图 1 -32 三极管电流安排 25En为放射区放射的电子所形成的电流,Ep是由基区向放射区扩散的空穴所形成的电流。因为放射区是重掺杂,所以Ep忽视不计,即En1)放射极电流=En+Ep26Bn是从放射区扩散到基区的自由电子有极少数部分与基区的空穴复合形成的。大部分的自由电子会接着扩散到基极。2)基极电流基极电流是是Bn与与CBO之差：之差：27Cn是由放射区放射的电子被集电极收集后形成的,CBO是由集电区和基区的少数载流子漂移运动形成的,称为反向饱和电流.CnCBO即:3)集电极电流集电极电流=Cn+CBO28EnCnCBO放射极：

14、基极：集电极：IBIC=IBn-ICBO+ICn+ICBO =IBn+ICnIEn=IBn+ICn故:IE=IB+IC29 放射区放射的电子极少数到达基区与空穴复合形成Bn，而绝大多数能够到达集电极,形成集电极电流Cn,因此CnBn 称为共放射极直流电流放大系数。(1-14)IE=IB+IC又故30 当输入电压有微小变更时，则晶体管的基极电流将在IB的基础上也产生一个微小的变更 IB，相应的集电极电流也将在IC基础上叠加一个动态变更的电流IC，我们定义这两个变更电流之比为共放射极沟通电流放大系数，记为一般状况下，不对它们进行区分，一般三极管的 约为几十几百。太小，管子的放大实力就差，而 过大管子的性能就不够稳定。31表表1 -3 三极管电流关系的一组典型数据三极管电流关系的一组典型数据 IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.9632