電子技術(shù)課件PPT第1章上zlw

1、電子技術(shù)課件電子技術(shù)課件PPTPPT第第1 1章上章上zlwzlw 參考教材：參考教材：電子技術(shù)電子技術(shù)陳正傳陳正傳 羅會昌主編，羅會昌主編， 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 答疑安排：每周四晚答疑安排：每周四晚17：3019：00。 地點(diǎn)：西苑校區(qū)地點(diǎn)：西苑校區(qū)10-408， 中部中部“電工電子教研室電工電子教研室”。 模擬信號模擬信號是指在時(shí)間和數(shù)值上都是指在時(shí)間和數(shù)值上都連續(xù)連續(xù)的信號。的信號。 數(shù)字信號數(shù)字信號是指在時(shí)間和數(shù)值上都是指在時(shí)間和數(shù)值上都不連續(xù)不連續(xù)的信的信 號，即所謂離散的。號，即所謂離散的。 t t 學(xué)習(xí)電子技術(shù)，就是要掌握常用半導(dǎo)體器件的學(xué)習(xí)電子技術(shù)，就是要掌握常用半導(dǎo)

2、體器件的 原理、特性，以及由這些器件所組成的電子電路原理、特性，以及由這些器件所組成的電子電路 的分析方法。二極管與晶體管是最常用的半導(dǎo)體的分析方法。二極管與晶體管是最常用的半導(dǎo)體 器件，而器件，而PN結(jié)是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。結(jié)是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。 第一節(jié)第一節(jié) PNPN結(jié)結(jié) 半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。 例如：硅、鍺、硒以及大多數(shù)金屬氧化物和硫例如：硅、鍺、硒以及大多數(shù)金屬氧化物和硫 化物都是半導(dǎo)體?；锒际前雽?dǎo)體。 半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力在不同的條件下有很大的差別。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力在不同的條件下有很大的差別。 共價(jià)健共價(jià)健

3、 Si Si Si Si 價(jià)電子價(jià)電子 Si Si Si Si 價(jià)電子價(jià)電子 這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。 空穴空穴 自由電子自由電子 Si Si Si Si p+ 多多 余余 電電 子子 磷原子磷原子 在常溫下即可在常溫下即可 變?yōu)樽杂呻娮幼優(yōu)樽杂呻娮?失去一個(gè)失去一個(gè) 電子變?yōu)殡娮幼優(yōu)?正離子正離子 動畫動畫 Si Si Si Si B 硼原子硼原子 空穴空穴 動畫動畫 PN結(jié)是通過特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo)結(jié)是通過特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo) 體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為N型半導(dǎo)體，型半導(dǎo)體， 另一邊為另一邊為P型半導(dǎo)體，

4、其交界面便形成了型半導(dǎo)體，其交界面便形成了PN結(jié)結(jié)。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + PN 結(jié)也稱空間電荷區(qū)、或耗盡層、或內(nèi)電場、結(jié)也稱空間電荷區(qū)、或耗盡層、或內(nèi)電場、 或阻擋層?；蜃钃鯇印?多子的擴(kuò)散運(yùn)動多子的擴(kuò)散運(yùn)動 內(nèi)電場內(nèi)電場 少子的漂移運(yùn)動少子的漂移運(yùn)動 濃度差濃度差 擴(kuò)散的結(jié)果使空擴(kuò)散的結(jié)果使空 間電荷區(qū)變寬。間電荷區(qū)變寬。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 動畫動畫 形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū) PN 結(jié)變窄結(jié)變窄 P接正、接正、N接負(fù)接負(fù) 外電場外電場

5、IF 內(nèi)電場內(nèi)電場 PN + + + + + + + + + + + + + + + + + + 動畫動畫 + 動畫動畫 + 內(nèi)電場被加內(nèi)電場被加 強(qiáng)，少子的漂強(qiáng)，少子的漂 移加強(qiáng)，由于移加強(qiáng)，由于 少子數(shù)量很少，少子數(shù)量很少， 形成很小的反形成很小的反 向電流。向電流。IR 動畫動畫 + 二極管是最基本的電子元件，其內(nèi)部主要是二極管是最基本的電子元件，其內(nèi)部主要是 一個(gè)一個(gè)PN結(jié)，加上引出的兩個(gè)電極。結(jié)，加上引出的兩個(gè)電極。 陰極引線陰極引線 陽極引線陽極引線 二氧化硅保護(hù)層二氧化硅保護(hù)層 P型硅型硅 N型硅型硅 ( c ) 平面型 平面型 金屬觸絲金屬觸絲 陽極引線陽極引線 N型鍺片型鍺片

6、 陰極引線陰極引線 外殼外殼 ( a ) 點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型 鋁合金小球鋁合金小球 N型硅型硅 陽極引線陽極引線 PN結(jié)結(jié) 金銻合金金銻合金 底座底座 陰極引線陰極引線 ( b ) 面接觸型面接觸型 陰極陰極陽極陽極 ( d ) 符號符號 D 反向擊穿反向擊穿 電壓電壓U(BR) 反向特性反向特性 U I P N + P N + 定性分析：定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)判斷二極管的工作狀態(tài) 導(dǎo)通導(dǎo)通 截止截止 若二極管是理想的，若二極管是理想的， 例例1： D 6V 12V 3k B A UAB + 例例2: mA4 3 12 2D I B D1 6V 12V 3k A D2 UAB + V s

7、in18 i tu t 動畫動畫 穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管， 由于它與適當(dāng)阻值的電阻配合后能起穩(wěn)壓作由于它與適當(dāng)阻值的電阻配合后能起穩(wěn)壓作 用，故稱用，故稱穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管。 穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿狀態(tài)，當(dāng)反向電穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿狀態(tài)，當(dāng)反向電 壓撤去后，管子還是正常的，稱壓撤去后，管子還是正常的，稱可逆性擊穿可逆性擊穿。 + AK UZ IZ IZM UZ IZ U I O Z Z ZI U r UOUI IZ R DZ UZ IR R US-UZ = 20-8 500 US=20V R UZ=8V 20-8 18 三、發(fā)光二極管

8、三、發(fā)光二極管 三、發(fā)光二極管三、發(fā)光二極管 所發(fā)出光的顏色由半導(dǎo)體中所摻雜質(zhì)決定所發(fā)出光的顏色由半導(dǎo)體中所摻雜質(zhì)決定,常見常見 的紅、黃、綠色摻入了磷砷化鎵和磷化鎵。的紅、黃、綠色摻入了磷砷化鎵和磷化鎵。 晶體管晶體管又稱又稱半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管，是一種重要的半導(dǎo)，是一種重要的半導(dǎo) 體器件。它的放大作用和開關(guān)作用引起了電子技體器件。它的放大作用和開關(guān)作用引起了電子技 術(shù)的飛躍發(fā)展。術(shù)的飛躍發(fā)展。 晶體管的結(jié)構(gòu)，目前常見的有平面型和合金晶體管的結(jié)構(gòu)，目前常見的有平面型和合金 型兩類。硅管主要是平面型，鍺管都是合金型。型兩類。硅管主要是平面型，鍺管都是合金型。 而從制造型號上，常分為而從制造

9、型號上，常分為NPN型和型和PNP型。型。 NNP B E C B E C IB IE IC B E C IB IE IC E EB RB RC B E C N N P EB RB EC IE IBE ICE ICBO IC IB B E C N N P EB RB EC IE IBE ICE ICBO B C CBOB CBOC BE CE I I II II I I CEOBCBOBC )(1 IIIII BC CEO III ，有，有忽略忽略 即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子 內(nèi)部載流子運(yùn)動的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，內(nèi)部載流子運(yùn)動的外

10、部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能， 是分析放大電路的依據(jù)。是分析放大電路的依據(jù)。 重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線 共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路 輸入回路輸入回路 輸出回路輸出回路 IC EB mA A V UCE UBE RB IB EC V + + + + 常常數(shù)數(shù) CE )( BEB U UfI IB( A) UBE(V) 20 40 60 80 0.40.8 UCE 1V O IB=0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 常常數(shù)數(shù) B )( CEC I UfI 36 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 912 O 放大

11、區(qū)放大區(qū) O B C I I _ B C I I 537 040 51 B C . . . I I 40 040060 5132 B C . . I I ICBO A + EC A ICEO IB=0 + ICM U(BR)CEO 安全工作區(qū)安全工作區(qū) IC UCE O 其總的效果將會使其總的效果將會使IC增大。增大。 S A B C 10K 100K 3V 3V 10V =503K 解：解： 1、S接接A點(diǎn)時(shí)，晶點(diǎn)時(shí)，晶 體管發(fā)射結(jié)反向偏體管發(fā)射結(jié)反向偏 置，晶體管截止，置，晶體管截止， 所以晶體管處于截所以晶體管處于截 止區(qū)。止區(qū)。 2、S接接B點(diǎn)時(shí)：點(diǎn)時(shí)： 30.6 0.024 100 B ImA K 0.024 50 1.2 CB IImA 10 3 1.2 6.41 CE UVV 所以晶體管處所以晶體管處 于放大區(qū)。于放大區(qū)。 S A B C 10K 100K 3V 3V 10V =503K 解：解： 3、S接接C點(diǎn)時(shí)：點(diǎn)時(shí)： 30.6 0.24 10 B ImA K 0.24 50 12 CB IImA 10 3 12261 CE UVV 所以晶體管處所以晶體管處 于飽和區(qū)。于飽和區(qū)。 而：而： 10