電工與電子技術(shù)A

1、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(huì)昌主編，羅會(huì)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：每周答疑安排：每周四下午四下午5：006：30。地點(diǎn)：地點(diǎn)：工科工科2-301 模擬信號(hào)模擬信號(hào)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(hào)。的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)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(hào)，即所謂離散的。號(hào)，即所謂離散的。tt 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)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

2、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。化物都是半導(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 Si Si Si Si價(jià)電子價(jià)電子 Si Si Si Si價(jià)電子價(jià)電子空穴空穴自由電子自由電子 Si Si Si Sip+多多余余電電子子磷原子磷原

3、子在常溫下即可在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮幼優(yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)失去一個(gè)電子變?yōu)殡娮幼優(yōu)檎x子正離子 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴 雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法 P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 空間電荷空間電荷 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，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(chǎng)、結(jié)也稱空間電荷區(qū)、或耗盡層、或內(nèi)電場(chǎng)、或阻擋層。

4、或阻擋層。 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)：擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)： 多數(shù)載流子由于濃度的差別而形成的運(yùn)動(dòng)。多數(shù)載流子由于濃度的差別而形成的運(yùn)動(dòng)。 內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)PN 結(jié)結(jié) 多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，使多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，使 PN 結(jié)加寬結(jié)加寬， 內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)。內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)。 內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，多數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)越難以進(jìn)行。內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，多數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)越難以進(jìn)行。 內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)越易于進(jìn)行。內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)越易于進(jìn)行。 漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng) 漂移運(yùn)動(dòng)：漂移運(yùn)動(dòng)： 少數(shù)載流子在內(nèi)電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)。少數(shù)載流子在內(nèi)電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)。 漂移運(yùn)動(dòng)使漂移運(yùn)動(dòng)使 PN 結(jié)變薄，內(nèi)電場(chǎng)削弱。結(jié)變薄，內(nèi)電場(chǎng)削弱。 內(nèi)電場(chǎng)削

5、弱，又有利于多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，內(nèi)電場(chǎng)削弱，又有利于多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)， 而不利于少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)。而不利于少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)。 多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與少數(shù)載流子的漂移運(yùn)多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與少數(shù)載流子的漂移運(yùn) 動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 PN 結(jié)結(jié)寬度不變寬度不變。內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)PN 結(jié)變窄結(jié)變窄 P接正、接正、N接負(fù)接負(fù) 外電場(chǎng)外電場(chǎng)IF內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)PN+ 內(nèi)電場(chǎng)被加內(nèi)電場(chǎng)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+ 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

6、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。陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極 D符號(hào)符號(hào)反向擊穿反向擊穿電壓電壓U(BR)反向特性反向特性UIPN+PN+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：D6V12V3k BAUAB+例例2:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+V sin18itu t 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

7、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。+AKUZIZIZM UZ IZUIOZZ ZIUr二、發(fā)光二極管二、發(fā)光二極管 當(dāng)發(fā)光二極管正向偏置有電流通過時(shí)，由于電子與空穴當(dāng)發(fā)光二極管正向偏置有電流通過時(shí)，由于電子與空穴復(fù)合而釋放能量，從而發(fā)出不同顏色的光。復(fù)合而釋放能量，從而發(fā)出不同顏色的光。所發(fā)出光的顏色所發(fā)出光的顏色由半導(dǎo)體中所摻雜質(zhì)決定由半導(dǎo)體中所摻雜質(zhì)決定,常見的紅、黃、綠色摻入了磷砷化常見的紅、黃、綠色摻入了磷砷化鎵和磷化鎵。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

8、種重要的半導(dǎo)，是一種重要的半導(dǎo)體器件。它的體器件。它的放大作用放大作用和和開關(guān)作用開關(guān)作用引起了電子技引起了電子技術(shù)的飛躍發(fā)展。術(shù)的飛躍發(fā)展。 晶體管晶體管根據(jù)材料分為根據(jù)材料分為硅管硅管和和鍺管。鍺管。 從制造型號(hào)上，常分為從制造型號(hào)上，常分為NPN型和型和PNP型。型。NNPBECBECIBIEICBECIBIEICEEBRBRC共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路BCIIBC II 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(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(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

9、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常常數(shù)數(shù) CE)(BEBUUfIIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VOIB=020 A40 A60 A80 A100 A常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE(V)912O放大區(qū)放大區(qū)特點(diǎn)：特點(diǎn)：IC =IB 0UCEUCC UCE = UCCRC IC 晶體管處于放大狀態(tài)。晶體管處于放大狀態(tài)。條件條件: 發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏, 集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏。O特點(diǎn)：特點(diǎn)： IB= 0 IC= 0 UCE= UCC 晶體管相當(dāng)于開路。晶體管相當(dāng)于開路。CERCUCC O

10、特點(diǎn)：特點(diǎn)： IC 不再受不再受IB的控制，的控制， IB,IC 基本不變基本不變。 ICUCC / RC 。 UCE0 。 晶體管相當(dāng)于短路。晶體管相當(dāng)于短路。CERCUCC ICBO A+EC AICEOIB=0+其總的效果將會(huì)使其總的效果將會(huì)使IC增大。增大。SABC10K100K3V3V10V=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)：30.60.024100BImAK0.024 50 1.2CBIImA10 3 1.2 6.41CEUVV 所以晶體管處所以晶體管處于放大區(qū)。于放大區(qū)。SABC10K100K3V3V10V=503K解：解：3、S接接C點(diǎn)時(shí)：點(diǎn)時(shí)：30.60.2410BImAK0.24 50 12CBIImA10 3 12261CEUVV 所以晶體管