1、電子技術(shù),電氣與信息工程學院,小班研討課安排1、討論和本門課程有關(guān)以及同學們感興趣的內(nèi)容進行討論，歡迎同學們獻計獻策，踴躍參加；2、習題課堂練習，作業(yè)講評。請大家以后每次上小班課時都帶好作業(yè)本。,第1章半導體器件,1.1PN結(jié)1.2半導體二極管,1.3特殊二極管,1.4雙極型三極管1.5場效應(yīng)晶體管（下次小班課內(nèi)容）,半導體二極管和晶體管是常用的半導體器件。它們的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、特性曲線和主要參數(shù)是學習電子技術(shù)和分析電子電路的基礎(chǔ)。而PN結(jié)又是構(gòu)成各種半導體器件的基礎(chǔ)。因此，本章主要知識點：(1)半導體的導電特性；(2)PN結(jié)的形成及其導電特性；(3)半導體二極管的工作原理及其特性曲線、主

2、要參數(shù)及應(yīng)用；(4)特殊二極管；(5)晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性曲線和主要參數(shù)。,本章小課補充內(nèi)容：場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性曲線和主要參數(shù)學習的重點是半導體器件的工作原理、特性曲線、主要參數(shù)及其應(yīng)用。,一、半導體二極管二極管的特性：單向?qū)щ娦远O管：死區(qū)電壓=0.5V，正向壓降0.7V(硅二極管0.7V)理想二極管：死區(qū)電壓=0，正向壓降=0,二極管的直流參數(shù)：最大整流電流：管子長期運行時允許通過的最大正向平均電流反向擊穿電壓：管子反向擊穿時的電壓反向電流：管子未擊穿時的反向電流補充介紹二極管的兩個交流參數(shù)。,(1).微變電阻rD(rd),uD,rD是二極管特性曲線上工作點Q附近電

3、壓的變化與電流的變化之比：,顯然，rD是對Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。,(2).二極管的極間電容,二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組成：勢壘電容CB和擴散電容CD。,勢壘電容：勢壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當電壓變化時，就會引起積累在勢壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現(xiàn)出的電容是勢壘電容。,擴散電容：為了形成正向電流(擴散電流)，注入P區(qū)的少子(電子)在P區(qū)有濃度差，越靠近PN結(jié)濃度越大，即在P區(qū)有電子的積累。同理，在N區(qū)有空穴的積累。正向電流大，積累的電荷多。這樣所產(chǎn)生的電容就是擴散電容CD。,勢壘電容CB在正向和反向偏置時均不能忽略。而反向偏置時，由于載流子數(shù)目很少，擴散電容可忽略。,

4、PN結(jié)高頻小信號時的等效電路：,勢壘電容和擴散電容的綜合效應(yīng),二極管電路分析,定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài),導通截止,分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UD的正負。,若V陽V陰或UD為正(正向偏置)，二極管導通若V陽V陰或UD為負(反向偏置)，二極管截止,若二極管是理想的，正向?qū)〞r正向管壓降為零，反向截止時二極管相當于斷開。,二極管的用途：整流、檢波、限幅、鉗位、開關(guān)、元件保護、溫度補償?shù)?。教材P7-8例題1.1鉗位、隔離1.2限幅,二極管的應(yīng)用舉例：二極管整流,圖示兩個電路。已知ui=10sintV，試畫出輸出電壓uo的波形。,解：,圖(a)ui0，D導通，uO=

5、0，ui0，D截止，uO=ui,圖(b)ui0，D導通，uO=ui，ui0，D截止，uO=0,二極管的應(yīng)用舉例：檢波,電路中RC構(gòu)成微分電路，已知ui的波形，試畫出輸出電壓uO的波形。,解：t=0時，uR為正脈沖,t=t1時，uR為負脈沖,t=t2時，uR為正脈沖,uR0時，D截止,輸出uO=0,uR0時，D導通,輸出uO=uR負脈沖,二極管的應(yīng)用舉例：元件保護,電工技術(shù)中的例題：在圖示電路中，開關(guān)斷開前電路已處于穩(wěn)態(tài)，在t=0時開關(guān)S斷開，試求斷開后電壓表兩端電壓的初始值。已知L=1mH，電壓表內(nèi)阻，電源電壓U=6V。,解,可見，換路瞬間電壓表兩端出現(xiàn)了1200V的高電壓，會使電壓表擊穿，損

6、壞電氣設(shè)備。如何防止損壞電氣設(shè)備？,開關(guān)斷開前,根據(jù)換路定律,故,加入二極管：元件保護,V,課堂練習：教材P231.3,1.3所示電路中，試求下列幾種情況下輸出端F的電位UF及各元件（R、VDA、VDB）中的電流，圖中的二極管為理想元件。（1）UA=UB=0V。（2）UA=3V,UB=0V。（3）UA=UB=3V。,二、特殊二極管：穩(wěn)壓管,穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用,當UUZ時，穩(wěn)壓管擊穿。,此時,選R，使IZIZM,負載電阻。,要求當輸入電壓由正常值發(fā)生20%波動時，負載電壓基本不變。,例：穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù):,求：電阻R和輸入電壓ui的正常值。,負載電阻。,要求當輸入電壓由正常值發(fā)生20%波動時，負載

7、電壓基本不變。,例：穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù):,解：令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmax。,求：電阻R和輸入電壓ui的正常值。,方程1,令輸入電壓降到下限時，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmin。,方程2,聯(lián)立方程1、2，可解得：,課堂練習：教材P241.7有兩個穩(wěn)壓管VDZ1和VDZ2，其穩(wěn)定電壓分別為5.5V和8.5V，正向壓降都是0.5V，如果要得到0.5V、3V、6V、9V和14V幾種穩(wěn)定電壓，這兩個穩(wěn)壓管（還有限流電阻）應(yīng)該如何連接，畫出各個電路。,三、雙極性三極管輸出特性三個區(qū)域的特點:,放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。IC=IB,且IC=IB,(2)飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。

8、UCEUBE，IBIC，UCES0.3V,(3)截止區(qū)：為可靠截止，常使發(fā)射極反偏，集電結(jié)也反偏。IB=0，IC=ICEO0,解：,返回目錄,晶體管臨界飽和時的基極電流,返回目錄,返回目錄,（討論：其他方法？）,練習：=50，UCC=12V，RB=70k，RC=6k當UBB=-2V，2V，5V時，晶體管靜態(tài)工作在哪個區(qū)？,練習：=50，UCC=12V，RB=70k，RC=6k當UBB=-2V，2V，5V時，晶體管靜態(tài)工作在哪個區(qū)？,解：當UBB=-2V時：,發(fā)射結(jié)反偏,晶體管工作在截止區(qū)。UBB=2V,5V時，發(fā)射結(jié)正偏，是放大還是飽和？,IBIBS，位于放大區(qū)。,UBB=2V時：,IC最大飽和電流：,臨界基極電流：,練習：=50，UCC=12