二稳压二极管课件.ppt

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1、二稳压二极管课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望(一一).).势垒电容势垒电容CT:把把PNPN结看成平板电容器，加正向电压或反向电压时像电容的结看成平板电容器，加正向电压或反向电压时像电容的充放电。（此电容效应为充放电。（此电容效应为势垒电容势垒电容）(二二).).扩散电容扩散电容CD:扩散电容是由载流子在扩散过程中的积累引起的电容。扩散电容是由载流子在扩散过程中的积累引起的电容。(三三).).变容二极管：变容二极管：利用结势垒电容利用结势垒电容

2、CT随外电压随外电压U的变化而变化的特点制成的二的变化而变化的特点制成的二极管。极管。六六.晶体二极管的电容和变容二极管：晶体二极管的电容和变容二极管：符号符号二二.发光二极管：发光二极管：定义：当管子加正向电压时，在正向电流激发下，管子发光。定义：当管子加正向电压时，在正向电流激发下，管子发光。类型：发光的颜色有红，黄，绿，蓝，紫。类型：发光的颜色有红，黄，绿，蓝，紫。用途：主要用于显示。用途：主要用于显示。第三节 光电二极管与发光二极管符号符号符号符号光电器件可分为两大类光电器件可分为两大类：1.1.光敏器件：把光能转变成电能的器件。光敏器件：把光能转变成电能的器件。2.2.发光器件：光辐

3、射器件，把电能转变成光能的器件发光器件：光辐射器件，把电能转变成光能的器件。一一.光电二极管：光电二极管：定义：有光照射时，就有电流产生的二极管。定义：有光照射时，就有电流产生的二极管。类型：有类型：有PNPN结型，结型，PINPIN结型，雪崩型。结型，雪崩型。用途用途:光电池（光电二极管其光电池（光电二极管其PNPN结工作在反偏置状态）结工作在反偏置状态）什么是N型半导体？什么是P型半导体？将两种半导体制作在一起时会产生什么现象？N P结上所加端电压与电流符合欧姆定律吗？为什么具有单向导电性？两种半导体制作在一起时会产生电流吗？在N P结加反向电压时真没有电流吗？220Ve2iDuL一、一、

4、整流电路整流电路整流电路是将交流转换为直流的电路，整流电路是将交流转换为直流的电路，（一）半波整流（一）半波整流:e2E2m+-iDuL整流电路中的二极管是作为整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。开关运用，具有单向导电性。220Ve2iDuL+-第四节 二极管的应用输入交流电压：输入交流电压：e e2 2=E=Em2m2sinsin t t 经整流；经整流；直流输出电压为：（平均值）直流输出电压为：（平均值）=E=Em2m2/=0.318E=0.318Em2 m2 0.45E 0.45E2 2 E E2 2为为e e2 2的有效值的有效值优点：优点：电路简单电路简单缺点：缺点：输

5、出直流电压低。输出直流电压低。二极管应用二极管应用二极管应用二极管应用220VuLioRLe2e2+-+220VuLioRLe2e2-+-+e2uL（二）全波整流（二）全波整流:输入交流电压：输入交流电压：e2=Em2sin t 经整流后，经整流后，为半波的两倍。为半波的两倍。Udc=Udc(半半)=0.9E2E2为为e2的有效值的有效值优点：优点：输出电压高输出电压高缺点：缺点：变压器需要抽头。变压器需要抽头。220Ve2uL+-220Ve2uL+-e2uL（三）桥式整流（三）桥式整流:二极管应用二极管应用二极管应用二极管应用输入交流电压：输入交流电压：e2=Em2sin t 经整流直流输出

6、电压：经整流直流输出电压：U Udcdc=U=Udc(dc(半半)=0.9E=0.9E2 2E E2 2为为e e2 2的有效值的有效值与全波整流相同：与全波整流相同：优点：优点：输出电压高，输出电压高，变压器不需要抽头。变压器不需要抽头。缺点：缺点：电路复杂电路复杂（五）电容滤波电路（五）电容滤波电路:1.对直流信号对直流信号:C的容抗的容抗无穷无穷(相当相当于开路于开路)2.对交流信号对交流信号:依靠电容的充放电作依靠电容的充放电作用可减小纹波：用可减小纹波：当电压小于电容两端电当电压小于电容两端电压时，电容向负载放电。压时，电容向负载放电。二极管应用二极管应用二极管应用二极管应用三三.L

7、ED.LED显示器：显示器：1.共阴极电路共阴极电路:7只发光管的阴极接地，接高电只发光管的阴极接地，接高电位的段可发光。位的段可发光。共阳极电路共阳极电路共阴极电路共阴极电路abcg a+5vbcg2.共阳极电路：共阳极电路：7只发光管的阳极接正电源，接只发光管的阳极接正电源，接地的区段可发光。地的区段可发光。abcdfge四四.半导体二极管的型号半导体二极管的型号国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：半导体二极管图片半导体二极管图片作业：作业：4，5，6，7，8，9半导体特性半导体特性：半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物体。半导体是导电能

8、力介于导体和绝缘体之间的一种物体。具有一系列特殊的性能，如掺杂、光照和温度都可以改变具有一系列特殊的性能，如掺杂、光照和温度都可以改变半导体的导电性能。半导体的导电性能。利用这些性能可制作成具有各种特性的半导体器件。利用这些性能可制作成具有各种特性的半导体器件。PN结结：PN结是构成半导体器件的基础，具有单向导电性、非线结是构成半导体器件的基础，具有单向导电性、非线性电阻特性、电容效应、击穿稳压特性。性电阻特性、电容效应、击穿稳压特性。当当PN结加正向电压时，结加正向电压时，PN结导通，呈现低阻特性。结导通，呈现低阻特性。当当PN结加反向电压时，结加反向电压时，PN结截止，呈现高阻特性。结截止

9、，呈现高阻特性。小小 结结二极管二极管：1.晶体二极管实际上就是一个晶体二极管实际上就是一个PN结。结。2.常用常用PN结的伏安特性描述二极管的性能，即用二极管的电流方结的伏安特性描述二极管的性能，即用二极管的电流方程来描述：程来描述：I=Is(e U/UT-1)。硅管：当硅管：当UD0.7V时，二极管导通，导通后，时，二极管导通，导通后，UD=0.7V锗管：当锗管：当UD0.2V时，二极管导通，导通后，时，二极管导通，导通后，UD=0.2V特殊二极管特殊二极管;1.稳压管是一种应用很广的特殊类型的二极管，工作区在反向击稳压管是一种应用很广的特殊类型的二极管，工作区在反向击穿区。可以提供一个稳

10、定的电压。穿区。可以提供一个稳定的电压。使用时注意加限流电阻。使用时注意加限流电阻。2.半导体光电器件：分光敏器件和发光器件，可实现光半导体光电器件：分光敏器件和发光器件，可实现光电、电电、电光转换。光转换。光电二极在反压下工作，而发光二极管在正偏电压下工作。光电二极在反压下工作，而发光二极管在正偏电压下工作。晶体二极管应用晶体二极管应用：基本用途是整流稳压和限幅。基本用途是整流稳压和限幅。小小 结结第二章 双极型晶体二极管及基本放大电路双极型晶体三极管双极型晶体三极管放大器的工作原理放大器的工作原理放大电路的分析方法放大电路的分析方法共集放大电路共集放大电路共基放大电路共基放大电路极间耦合方

11、式极间耦合方式第一节第一节第二节第二节第三节第三节第四节第四节第五节第五节第六节第六节问题问题1.1.一个一个PNPN结具有单向导电性，两个结具有单向导电性，两个PNPN具有何种特性？具有何种特性？2.2.晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的？晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的？晶体三极管有两大类型晶体三极管有两大类型:双极型三极管双极型三极管 场效应管（单极性三极管）场效应管（单极性三极管）一 晶体三极管的工作原理双极型三极管是由两种载流子参双极型三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件与导电的半导体器件;由两个由两个 PN 结组合而成结组合而成;是电流控制电流是电流控制电流(CCCS

12、)器件器件。场效应管仅由一种载流子参与场效应管仅由一种载流子参与导电导电;是电压控制电流是电压控制电流(VCCS)器件器件。第一节 双极型晶体三极管 11/10/2022（一）（一）晶体三极管的结构晶体三极管的结构（二）（二）晶体三极管内部载流子传输过程晶体三极管内部载流子传输过程（三）（三）晶体三极管的电流关系晶体三极管的电流关系（四）（四）晶体三极管的特性曲线晶体三极管的特性曲线（五）（五）晶体三极管的参数晶体三极管的参数（六）（六）晶体三极管的型号晶体三极管的型号 一.晶体三极管的工作原理11/10/2022图图 02.01 02.01 两种极性的双极型三极管两种极性的双极型三极管（一）

13、晶体三极管的结构双极型半导体三极管的结构示意图如图所示。双极型半导体三极管的结构示意图如图所示。分两种类型分两种类型:NPN型和型和PNP型：型：E-B间的间的PN结称为结称为发射结发射结(Je)C-B间的PN结成为集电结(Jc)称为基区，加上电极称为称为基区，加上电极称为基极，基极，用用B或或b表示（表示（Base）；）；称为发射区，电极称为称为发射区，电极称为发射极，发射极，用用E或或e表示（表示（Emitter）；）；称为集电区和称为集电区和集电极，集电极，用用C或或c表示（表示（Collector）。）。11/10/20221.符号：符号：双极型三极管的符号如图双极型三极管的符号如图:

14、2.特点特点:（1 1）.发射区的掺杂浓度大。发射区的掺杂浓度大。（2 2）.集电区掺杂浓度低，且集电结面积大。集电区掺杂浓度低，且集电结面积大。（3 3）.基区要制造得浓度低，且很薄。基区要制造得浓度低，且很薄。（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）发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。（二）（二）.三极管内部载流子的传输过程三极管内部载流子的传输过程1.1.三极管具有放大功能的条件三极管具有放大功能的条件：必须满足：必须满足：(1).(1).内部条件内部条件:发射区浓度高，基区浓度低且薄。发射区浓度高，基区浓度低且薄。

15、(2).(2).外部条件外部条件:发射结加正向电压发射结加正向电压,集电结加反向电压。集电结加反向电压。1.1.使三极管的发射区向基区注入电子使三极管的发射区向基区注入电子;2.2.通过发射结位垒的控制和基区的传送通过发射结位垒的控制和基区的传送;3.3.最后由集电极收集电子。最后由集电极收集电子。结结 论论满足上述条件，则在三极管内部完成如下过程：满足上述条件，则在三极管内部完成如下过程：11/10/2022 (1).由于由于发射结正偏发射结正偏:有大量的电子从发射极向有大量的电子从发射极向基区扩散基区扩散，形成的电流形成的电流IEN。图三图三 极管的电流传输关系极管的电流传输关系(2).基

16、区向发射区也有空基区向发射区也有空穴的扩散运动，但数量小，穴的扩散运动，但数量小，形成的电流形成的电流IEP;2.载流子的传输过程载流子的传输过程:只有少数电子在基区被只有少数电子在基区被复合复合，形成的电流是形成的电流是IBN。图图 三极管的电流传输关系三极管的电流传输关系(3).电子流在基区停电子流在基区停留时间很短留时间很短;在集电结反偏电压在集电结反偏电压作用下作用下,很快进入集很快进入集电结的结电场区域电结的结电场区域;被集电极收集，被集电极收集，形形成集电极电流成集电极电流ICN。另外因集电结反偏，使集电区的少子形成另外因集电结反偏，使集电区的少子形成漂移电流漂移电流ICBO综上所

17、述综上所述,得如下电流关系得如下电流关系:IE=IEN IEP 且有且有IENIEP IEN=ICN+IBN 且有且有IEN IBN 及及ICNIBNIC=ICN+ICBO IB=IEP+IBNICBOIE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEPICBO)(动画2-1)得得:IE=IC+IB 传输到集电极的电子传输到集电极的电子形成的电流形成的电流 由以上分析可知由以上分析可知:1.1.发射区掺杂浓度发射区掺杂浓度高高，基区很，基区很薄薄，是保证三极，是保证三极管能够实现电流放大的关键。管能够实现电流放大的关键。2.2.两个两个PNPN结对接，相当于基

18、区很结对接，相当于基区很厚厚，所以没有，所以没有电流放大作用。电流放大作用。3.3.基区从基区从厚厚变变薄薄，是两个是两个PNPN结演变为三极管从结演变为三极管从量变量变引起引起质变质变的过程。的过程。结结 论论4.三极管极间的电流关系为三极管极间的电流关系为：IE=IC+IB问题问题1.1.一个一个PNPN结具有单向导电性，两个结具有单向导电性，两个PNPN具有何种特性？具有何种特性？2.2.晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的？晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的？（三）三极管共基连接电流分配关系（三）三极管共基连接电流分配关系1.1.三种组态三种组态：三极管有三个电极，两个为三极管有

19、三个电极，两个为输入输入,两个为两个为输出输出，必然，必然有一个极是有一个极是公共电极公共电极。共有三种接法也称。共有三种接法也称三种组态三种组态：(2).共基极接法共基极接法:基极作为公共电极，用基极作为公共电极，用CB表示。表示。(1).共射极接法共射极接法:射极作为公共电极，用射极作为公共电极，用CE表示；表示；(3).共集电极接法：共集电极接法：集电极作为公共电极，用集电极作为公共电极，用CC表示表示11/10/20222.三极管的电流放大系数为表示集电极电流为表示集电极电流IC和发射极电流和发射极电流IE之间的关系，之间的关系，定义了共基接法时的直流电流放大系数定义了共基接法时的直流

20、电流放大系数:IC=ICN+ICBO ICN=IC-ICBO=IC/IB=(ICN+ICBO)/IB定义定义共发射极接法直流电流放大系数共发射极接法直流电流放大系数:IC=ICN+ICBO=IE+ICBO=(IC+IB)+ICBO由于由于:忽略忽略IE=IC+IBIC=IB3.共射极连接时工作原理若：若：rbe=1k,RL=1k ,=100,则则：AU=100。有很小的有很小的 Ui引起引起 Ib 明显的变明显的变化，导致化，导致 Ic较大的变化较大的变化，从而，从而引起较大的引起较大的 Uo变化，变化，以此体现放大作用。以此体现放大作用。输入电压输入电压 Ui;输出电压输出电压 Uo Uo Ui共射极电路的电压增益为共射极电路的电压增益为：Ic Ib