第七章電工電子技術(shù)基礎(chǔ)——PPT

1、課題l7.1二極管從本章開始，我們進(jìn)入電子電路的學(xué)習(xí)。電子電路有兩大基礎(chǔ)電路模擬和數(shù)字電路。模擬電路是將一個(gè)小的電信號放大到一個(gè)大的大信號，這就需要一個(gè)能放大的電子器件；數(shù)字電路處理的是間斷的開關(guān)信號，需要一個(gè)受控的電子開關(guān)。本章介紹的二極管、晶體管、場效晶體管等電子器件，可以作為模擬電路的放大器件和作為數(shù)字電路的開關(guān)器件。二極管、晶體管、場效晶體管等稱為分離元件，由這些分立元件組成的電路稱為分立電路。一個(gè)分立電路有的要用很多只分立元件，電路很復(fù)雜，人們就將這些分立的電子元件制造在同一塊硅片上，稱為集成電路。集成電路根據(jù)用途不同，有模擬集成電路、數(shù)字集成電路、專用集成電路等?，F(xiàn)在的集成電路技術(shù)

2、已能將上億個(gè)晶體管集成在一塊小小的硅片上。分立電路也好，集成電路也好，基礎(chǔ)器件就是二極管、晶體管、場效晶體管，因此，掌握這些電子器件的工作原理，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電子電路的基礎(chǔ)。肖特基二極管單晶硅共價(jià)鍵示意圖7.1.1 PN結(jié)簡介半導(dǎo)體：是指原子結(jié)構(gòu)為四價(jià)元素的一類材料，如硅、鍺等1.摻雜半導(dǎo)體（a）硅中摻磷形成電子（N型） （b）硅中摻硼形成空穴（P型）（c）N型半導(dǎo)體符號 （d）P型半導(dǎo)體符號型型2.PN結(jié)PN結(jié)具有單向?qū)щ姷奶匦?a) PN結(jié)加正向電壓而導(dǎo)通 (b) PN結(jié)加反向電壓而截止7.1.2 二極管及特性參數(shù)1二極管的結(jié)構(gòu)原理將一個(gè)PN結(jié)兩端各接上電極引線，封裝在管殼內(nèi)，就制成一個(gè)二極

3、管。 (a) 二極管外形(b) 使用符號2二極管的U- I特性（1）正向特性（2）反向特性3二極管的主要參數(shù)（1）最大整流電流IFM（2）最高反向工作電壓URM穩(wěn)壓應(yīng)用7.1.3 特殊二極管1硅穩(wěn)壓二極管簡稱穩(wěn)壓管，是利用反向特性工作的。因反向擊穿電壓穩(wěn)定，當(dāng)將反向電流控制在一定范圍內(nèi)，可用于穩(wěn)定電路兩端的電壓。擊穿特性發(fā)光二極管又稱LED當(dāng)電流流過發(fā)光二極管時(shí)，其PN結(jié)發(fā)出一定波長的光。制作PN結(jié)的材料不同，發(fā)光的顏色不同2發(fā)光二極管（1）發(fā)光二極管種類常見的有：指示燈、字段顯示、大屏幕顯示牌、計(jì)算機(jī)顯示屏（比液晶顯示更清晰）；紅外線發(fā)射二極管，用于遙控器發(fā)射頭、傳感器發(fā)射頭、光電耦合器等。

4、（2）照明發(fā)光二極管白光的LED轉(zhuǎn)化效率已達(dá)到了170 流明/瓦（lm/W），遠(yuǎn)高于熒光燈（60 lm/W）的發(fā)光效率。LED照明裝置的照明電路簡單，額外的損耗小，節(jié)能環(huán)保由LED燈具取代傳統(tǒng)的燈具已經(jīng)成為歷史的必然 3光電二極管 4發(fā)光二極管和光電二極管的應(yīng)用 （1）光電耦合器 （2）在光纜傳輸中的應(yīng)用 （3）在家用電器中的應(yīng)用 5.光伏電池二極管是電子電路的基礎(chǔ)器件，他由一個(gè)PN結(jié)組成。PN結(jié)又是組成三極管、場效晶體管、晶閘管等電子器件的基礎(chǔ)。通過控制PN的厚度和將兩個(gè)以上PN結(jié)按一定的規(guī)律結(jié)合在一起，可形成各種可控器件。大功率二極管可承受幾千伏的高壓，可通過上千安的電流，廣泛應(yīng)用在變流技

5、術(shù)中。課題l7.2三極管l7.3場效晶體管7.2.1 三極管的結(jié)構(gòu) 三極管是在一塊半導(dǎo)體晶片上通過摻雜工藝形成3個(gè)導(dǎo)電區(qū)域和兩個(gè)PN結(jié)，并分別引出3個(gè)電極線，加上管殼封裝而成(a) PNP型(b) NPN 型7.2.2 三極管的電流放大作用 （1）三極管的三個(gè)電流之間有如下關(guān)系 且 （2）集電極電流IC與基極電流IB的比值，稱為三極管的直流電流放大系數(shù)BCEIIICIBIBCII7.2.3 三極管的特性曲線及3個(gè)工作區(qū)域 1三極管特性曲線(a) 輸入特性 (b) 輸出特性三個(gè)區(qū)域的應(yīng)用：在模擬信號放大電路中，管子必須工作在放大區(qū)域，否則會產(chǎn)生信號失真；在數(shù)字電路中，因?yàn)槭情_關(guān)信號，管子必須工作

6、在飽和或截止兩種狀態(tài)，飽和相當(dāng)于開關(guān)閉合；截止相當(dāng)于開關(guān)打開2三極管的3個(gè)工作區(qū)域3三極管的主要參數(shù)（1）共發(fā)射極電流放大系數(shù)（2）集電極最大允許電流ICM（3）集電極反向擊穿電壓UCE(BR)（4）集電極最大允許耗散功率PCM7.3.1 絕緣柵型場效晶體管的導(dǎo)電類型絕緣柵型場效晶體管也是一個(gè)三電極電子器件，它的3個(gè)電極分別為柵極G（控制極，對應(yīng)于三極管的基極B）、漏極D（對應(yīng)于三極管的集電極C）和源極S（對應(yīng)于三極管的發(fā)射極E）。(a) NPN型三極管 （b）N溝道增強(qiáng)型 (c) N溝道耗盡型7.3.2 NMOS管特性曲線 1增強(qiáng)型NMOS管特性曲線(a) 轉(zhuǎn)移特性（b） 輸出特性 2耗盡型NMOS特性曲線(a) 轉(zhuǎn)移特性曲線 (b) 輸出特性曲線3.跨導(dǎo) 表征場效應(yīng)管控制能力的參數(shù)稱為跨導(dǎo)，動(dòng)態(tài)跨導(dǎo)的定義為：當(dāng)UDS固定時(shí)，ID的變化量ID與UGS的變化量UGS的比值 UDS = 常數(shù)GSDmUIg7.4.1 三極管開關(guān)放大應(yīng)用 1. 信號開關(guān)應(yīng)用 信號放大應(yīng)用的特點(diǎn)為管子所加電壓和通過的電路都很小，主要是處理信號之間的邏輯關(guān)系 2.功率開關(guān)應(yīng)用 負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)，通過管子開關(guān)工作，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制。7.4.2 場效晶體管開關(guān)應(yīng)用 1.小信號開關(guān)應(yīng)用