大学 电子技术课程1.ppt

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1、课课 程程 介介 绍绍模拟电子技术模拟电子技术 基本放大电路 集成运算放大器及其应用 直流电源 晶闸管电路数字电子技术数字电子技术 基本门电路 组合逻辑电路 触发器 时序逻辑电路课课 程程 要要 求求教学内容：教学内容：1、基本部件的工作原理2、基本电子器件的特性及其应用3、基本电路的分析4、简单电路的设计试验内容：试验内容：1、基本放大电路测试2、集成运算放大器的使用3、整流滤波的认识4、数字电子电路测试 基本门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路考考 核核 方方 式式1、闭卷考试（80%）2、作业（10%）3、实验（10%）第一章第一章 基本放大电路基本放大电路第一节第一节 PN结结一、半导体

2、一、半导体1、纯净半导体（硅、锗）中的载流子（电子与空穴）、纯净半导体（硅、锗）中的载流子（电子与空穴）（1）在外界能量作用下产生 成对存在的电子与空穴。成对存在的电子与空穴。（2）在电场作用下产生，由 电子形成电子流电子流，而由 空穴形成空穴流空穴流。（3）电子与空穴成对复合。N型半导体中电子数远远大于空穴数型半导体中电子数远远大于空穴数。多子是电子多子是电子（其数量主要取决于杂质的（其数量主要取决于杂质的掺杂浓度掺杂浓度）少子是空穴少子是空穴（其数量主要取决于（其数量主要取决于环境的温度环境的温度）（1）N型半导体型半导体（在硅（锗）中掺入 5 价元素（磷、砷等）多子多子2、杂质半导体中、

3、杂质半导体中 P型半导体中空穴数远远大于电子数型半导体中空穴数远远大于电子数。多子是空穴多子是空穴（其数量主要取决于杂质的掺杂浓度）（其数量主要取决于杂质的掺杂浓度）少子是电子少子是电子（其数量主要取决于环境的温度）（其数量主要取决于环境的温度）（2）P型半导体型半导体（在硅（锗）中掺入 3 价元素（硼、铟等）空穴空穴多子多子二、二、PN结及其单向导电性结及其单向导电性1、PN结的形成结的形成（1）多子扩散逐渐加宽空间电荷层多子扩散逐渐加宽空间电荷层（耗尽层，阻挡层），形成 逐渐增强并阻碍多子扩散、阻碍空间电荷层加宽的内电场。（2）少子少子在内电场作用下产生漂移漂移，消弱内电场消弱内电场，使阻

4、挡层变窄；（3）多子扩散和少子漂移最终达到动态平衡动态平衡，空间电荷层相对稳定。扩散电流与漂移电流大小相等，方向相反扩散电流与漂移电流大小相等，方向相反，PN结中电流为零结中电流为零。2、PN结单向导电性结单向导电性（1）PN结加正向电压结加正向电压 （正向偏置）（正向偏置）限流电阻限流电阻 a、外加电场使得外加电场使得内电场被消弱内电场被消弱，从而，从而加剧了多子扩散加剧了多子扩散；多子向耗尽层的扩散使空间电荷层变窄；多子向耗尽层的扩散使空间电荷层变窄；b、空间电荷层变窄更有利于多子扩散而抑制少子漂移；空间电荷层变窄更有利于多子扩散而抑制少子漂移；c、多子扩散电流称为正向电流（多子扩散电流称

5、为正向电流（P N），），此时称此时称PN结导通；结导通；PN结正偏：结正偏：PN结导通，电阻很小，正向电流较大；结导通，电阻很小，正向电流较大；a、外加电场外加电场增强内电场增强内电场，从而阻碍多子扩散而增强了少子的，从而阻碍多子扩散而增强了少子的 漂移，使得漂移，使得空间电荷层变宽空间电荷层变宽；b、少子漂移电流（少子漂移电流（N P），），称为反向饱和电流称为反向饱和电流；c、反向饱和电流很小，且外加电压超过一定数值时，基本不随反向饱和电流很小，且外加电压超过一定数值时，基本不随 电压的增加而增加。电压的增加而增加。（2）PN结加反向电压结加反向电压 （反向偏置）（反向偏置）PN结反偏：

6、结反偏：PN结截止，电阻很大，反向电流很小；结截止，电阻很大，反向电流很小；第二节第二节 半导体二极管半导体二极管一、二极管的结构一、二极管的结构1、组成、组成 PN结、阳极引线、阴极引线、管壳；2、分类、分类 点接触型(图a)高频、工作电流小 面接触型(图b)低频、工作电流较大2、符号、符号 (图c)二、二极管的二、二极管的VA特性特性UII =f（U）1、正向特性、正向特性死区电压死区电压：硅：0.5V 锗：0.1V正常工作时的管压降正常工作时的管压降 硅：0.7V 锗：0.3V 2、反向特性、反向特性 反向电流由少子形成，因此反向电流一般很小很小；小功率硅管：小于1微安；小功率锗管：几十

7、微安；3、反向击穿特性、反向击穿特性 反向击穿反向击穿：外加电压达到一定数值时，在PN结中形成强大的电场，强制产生大量的电子和空穴，使反向电流剧增；4、温度对VA特性的影响（了解）三、二极管的主要参数三、二极管的主要参数用于描述二极管的导电特性，是选择和使用二极管的依据。1、最大整流电流、最大整流电流IF意义意义：二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流；2、最高反向工作电压、最高反向工作电压URM意义意义：二极管工作时允许施加的最大反向电压；URM 通常取反向击穿电压的一半；3、反向电流、反向电流 IR意义意义：室温下二极管未击穿时的反向电流；IR 越小，二极管的单向导电性能越好；4、最高

8、工作频率、最高工作频率 fM意义意义：二极管正常工作时所加电压的最大频率；fM 受PN结的结电容限制，与结电容成反比；例1-1 ui=10sinwt(v)E=5vR=1k欧姆忽略二极管的正向压降和反向电流画出画出uo的波形的波形（1）ui E 时，二极管正向导通，uo=E;例1-2 判断二极管的 工作状态。判断方法判断方法：正向偏置VAVB；导通；反向偏置VAVB；截止；解题方法：解题方法：断开二极管2AP1，求VA和和VBVA=15（10/（10+140）=1V；VB=-10（2/（18+2）+15（5/（25+5）=1.5V；VAVB，所以，二极管所以，二极管2AP1截止；截止；第三节第三

9、节 特殊二极管特殊二极管一、稳压二极管一、稳压二极管1、稳压作用、稳压作用可逆性击穿：可逆性击穿：正常工作时，工作状态处于反向击穿区域当反向电压撤消后，管子仍然完好无损；稳压性能的反映：当IZ较大时，UZ 很小；2、主要参数、主要参数（1）稳定电流）稳定电流IZ稳压管正常工作时的参考电流值；工作电流 IZ 时,在不超过稳压管的额定功耗的条件下，工作电流越大，稳压效果越好；（2）稳定电压）稳定电压UZ稳压管工作电流为规定值时，稳压管两端的电压；（3）动态电阻）动态电阻RZ RZ=UZ /IZ ；（4）最大功耗）最大功耗 PZM 在管子不致于过热损坏前提下的最大功率损耗值；在管子不致于过热损坏前提

10、下的最大功率损耗值；PZM=UZ IZM ；（5）电压温度系数）电压温度系数 描述稳定电压对于温度的敏感程度；温度系数越小越好；衡量稳压管的温度稳定性；例1-3UZ =12V ,IZM=18mA，为保证管子不致烧坏，确定限流电阻？当电路中电流为 IZM 时，R两端的电压为US-UZ 因此，R的最小值应该是：（US-UZ）/IZM=440 欧姆；3、稳压管稳压电路举例、稳压管稳压电路举例实现稳压的基本思路：当输出电压出现波动时，依靠稳压管的VA特性，并配合电阻配合电阻R，将输出电压做反方向调整反方向调整，以使输出电压基本稳定。4、稳压管的串并联、稳压管的串并联并联：稳定电压并联：稳定电压UZ必须

11、一致，或串联电阻后再并联；必须一致，或串联电阻后再并联；串联：稳定电流串联：稳定电流IZ 必须一致；必须一致；例：稳压管例：稳压管DZ1 稳定电压稳定电压UZ1=6V；DZ2 的的UZ2=8V；正向导通压降正向导通压降 均为均为0.7V。设计电路使输出电压为设计电路使输出电压为0.5V、2V、6.5、14V；双向稳压管双向稳压管UIR0.5VUIDZ2DZ12VR1R2UIRDZ2DZ114VUIRDZ2DZ16.5V5、双向稳压管的使用、双向稳压管的使用电路实例：双向稳压管电路实例：双向稳压管DZ的稳定电压为的稳定电压为6V；15V15Vuit6V6Vuot参数：参数：UZUZRRLDZuoui二、光电二极管二、光电二极管1、符号以及特性曲线2、光电转换原理3、用途：光控元件；三、发光二极管三、发光二极管1、工作原理、工作原理（与光电二极管相反）当管子正向偏置并通过一定的电流时，会发出一定波长的光；2、发光光谱比较窄；、发光光谱比较窄；波长由二极管基本材料决定；波长由二极管基本材料决定；5VSR例S闭和，LED亮S端开，LED灭LED