電子電路第五章(簡)

充分的復習掌握課本中的所有主要概念復習課本中的所有例題了解自己易出錯的地方（作業(yè)）模擬電子技術基礎引言

電子技術的基本任務可稱之為—信號的產生、信號的傳輸、信號的處理—對電子器件、電子電路、電子系統(tǒng)的性能的研究按照功能和構成原理的不同，電子電路可分為模擬電路和數字電路兩大類。本書著重討論模擬電路的基本概念、基本原理、基本分析方法及基本應用。模擬信號

模擬信號的特點是，在時間上和幅值上均是連續(xù)的，在一定動態(tài)范圍內可能取任意值。從宏觀上看，我們周圍的世界大多數物理量都是時間連續(xù)、數值連續(xù)的變量。處理模擬信號的電子電路稱為模擬電路。第五章半導體二極管及應用電路介紹半導體的有關基礎知識闡述PN結的原理及主要特性討論以PN結為基本結構的雙極型晶體二極管、工作原理

整流電路簡介，穩(wěn)壓二極管的工作原理及應用電路?，F代電子學中，用的最多的半導體是硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。GeSi鍺原子示意圖硅原子示意圖5.1.1本征半導體概念：完全純凈的、結構完整的半導體晶體。

本征半導體結構示意圖+4表示除去價電子后的原子共價鍵共用電子對5.1.2.1N型半導體概念：在本征半導體中摻入高價元素（施主雜質）使

自由電子濃度大大高于空穴濃度的半導體。圖5-4N型半導體摻入磷元素5.1.2.2P型半導體概念：在本征半導體中摻入低價元素（受主雜質）使

空穴濃度大大高于自由電子濃度的半導體。圖5-5P型半導體摻入硼元素☆5.2PN結與晶體二極管在同一片半導體基片上，用不同的摻雜工藝分別制造P型半導體和N型半導體，經過載流子的擴散，在它們的交界面處就形成了PN

結。5.2.1PN結的形成及其動態(tài)平衡過程和接觸電位差

P型區(qū)到N型區(qū)的過渡帶兩邊的自由電子和空穴濃度相差很大，在濃度差下形成擴散運動，P區(qū)的空穴（多子）向N區(qū)擴散，N區(qū)的自由電子（多子）向P區(qū)擴散;

在過渡區(qū)域產生強烈的復合作用使自由電子和空穴基本消失，在過渡帶中產生一個空間電荷區(qū)（耗盡區(qū)），擴散運動使過渡帶內失去了電中性，產生電場，稱為內建電場，內建電場由N區(qū)指向P區(qū)阻礙多子的擴散運動，卻促進過渡帶中少子的漂移運動，漂移運動中和過渡區(qū)中的電荷從而削弱內建電場，隨著擴散運動和漂移運動的進行，最后達到一個平衡狀態(tài)。P型半導體區(qū)－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導體區(qū)++++++++++++++++++++++++擴散運動內建電場E漂移運動擴散的結果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬內電場越強，就使漂移運動越強，而漂移使空間電荷區(qū)變薄?？臻g電荷區(qū)，也稱耗盡層。PN結的形成5.2.2PN結和晶體二極管的伏安特性與小信號等效模型5.2.2.1單向導電性

PN結加上正向電壓、正向偏置的意思都是：P區(qū)加正、N區(qū)加負電壓。

PN結加上反向電壓、反向偏置的意思都是：P區(qū)加負、N區(qū)加正電壓。概念：正向偏置形成電流較大，反向偏置形成電流很小。5.2.2.2伏安特性伏安特性指流過二極管的電流與二極管兩端電壓之間

的關系式或曲線。二極管理想伏安特性可用PN結的電流方程來表示：式中：iD

表示流過二極管的電流；

vD

表示二極管兩端的電壓，正向偏置為正；

Is

表示反向飽和電流（硅：10-9～10-15A）

VT——溫度的電壓當量。常溫下（T=300°K）

二極管的伏安特性曲線：UI死區(qū)電壓硅管0.6V,鍺管0.2V。導通壓降:硅管0.6~0.8V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓VBR電擊穿（可逆）熱擊穿（不可逆）例1

寫出如圖所示各電路的輸出電壓值，設二極管導通電壓UD＝0.7V。解：UO1≈1.3V，UO2＝0，UO3≈－1.3V，UO4≈2V，UO5≈1.3V，UO6≈－2V。DADBR=9KΩR1=1KΩR2=1KΩUFAB例2求下列幾種情況下的UF及各元件中的電流。（1）UA=10V；UB=0V（2）UA=6V；UB=5.8V（3）UA=UB=5V二極管視為理想二極管設DA導通，則UF=

則，DB截止所以：

UF=9VIDA=10/10K=1mAIR=1mA解答：(2)UA=6VUB=5.8V

設DA與DB均導通（需要驗證）則電路為（二極管為理想二極管）

++1K1K9K6V5.8VF用等效電源原理：+0.5K9K5.9VF(3)UA=5VUB=5V

設DA與DB均導通（需要驗證）則電路為（二極管為理想二極管）

++1K1K9K5V5VF用等效電源原理：+0.5K9K5VF應用舉例：P143例5-1“與門電路”P144例5-2“限幅電路”（要求會畫波形）5.3

單相整流濾波電路介紹直流電源的組成及各部分的作用為適應整流的需要變?yōu)閱蜗蛎}動電流減小紋波穩(wěn)定直流電壓輸出直流電源的組成及各部分的作用OtuOtuOtuOtuOtu220V單向脈動電壓合適的交流電壓濾波穩(wěn)壓單相橋式整流電路單相橋式整流電路簡化的畫法單相橋式整流電路的波形圖單相脈動信號濾波電路-濾除交流分量

(1)濾波的基本概念利用電抗性元件儲能作用（2）電容濾波電路單相橋式整流電容濾波電路

及穩(wěn)態(tài)時的波形未接入負載是電容已經充為U2的最大值.D1D3導電D2D4導電RLC較大輸出電壓不僅變得平滑了，而且平均值也變大了。5.4穩(wěn)壓二極管UIIZIZmaxUZIZ穩(wěn)壓誤差曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。+-UZ動態(tài)電阻：rz越小，穩(wěn)壓性能越好。5.4.1伏安特性

利用反向擊穿特性，在一定的電流的范圍內實現端電壓不變。符號IZmin因此：穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，其特性和普通二極管類似，但它的反向擊穿是可逆的，不會發(fā)生“熱擊穿”，而且其反向擊穿后的特性曲線比較陡直，即反向電壓基本不隨反向電流變化而變化，這就是穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性。穩(wěn)壓二極管的主要參數為穩(wěn)壓值UZ和最大穩(wěn)定電流IZM，穩(wěn)壓值UZ一般取反向擊穿電壓。穩(wěn)壓二極管使用時一般需串聯限流電阻，以確保工作電流不超過最大穩(wěn)定電流IZM

。

在下圖穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路

中，R為限流電阻，RL為負載電阻，只要輸入反向電壓在超過Uz的一定范圍內變化，負載電壓則一直穩(wěn)定在Uz。（R和IZ的調節(jié)作用）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路（P150）（解決電源與負載的波動）穩(wěn)壓二極管組成的穩(wěn)壓電路（利用負反饋）并聯型穩(wěn)壓電路限流電阻RLuiuouiuott二極管的應用舉例1：二極管半波整流二極管的應用舉例2：tttuiuRuoRRLuiuRuo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。穩(wěn)壓二極管的應用舉例1：穩(wěn)壓管的技術參數: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?！匠?uoiZDZRiLi