模擬電子線路模電二極管和三極管

模擬電子線路模電二極管和三極管第一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日開頭的話告別了冰天雪地的嚴(yán)寒，回到花香鳥語(yǔ)的校園，電子世界無窮奧秘等待我們?nèi)ヌ剿?，?guó)家期盼開創(chuàng)性人才大量涌現(xiàn)。金城學(xué)子，以天下為己任，想國(guó)家之所急。努力掌握電子技術(shù)，為人民立新功。金城金城，金戈鐵馬，眾志成城。第二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日一、課程性質(zhì)電類專業(yè)三大硬件技術(shù)基礎(chǔ)課之一！

電路理論、數(shù)字電路、模擬電路

考研專業(yè)課之一

第三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日在本課程中我們將學(xué)習(xí)1

電子器件二極管器件的特性、管子晶體管參數(shù)、等效電路

場(chǎng)效應(yīng)管（熟悉）

第四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2

、

電子電路

晶體管放大器電路組成放大電路場(chǎng)效應(yīng)管放大器工作原理集成運(yùn)算放大器性能特性功率放大器基本分析方法

負(fù)反饋在放大電路中的應(yīng)用工程計(jì)算方法比較電路，振蕩電路放大器的頻率響應(yīng)（要求掌握）

總結(jié)：管為路用以路為主管路結(jié)合第五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、課程作用（Why）1、電子線路用在各行各業(yè)：

航空電子、消費(fèi)電子、醫(yī)療電子…例：壓力溫度測(cè)控系統(tǒng)（火電廠、煉鋼爐、空調(diào)、熱水器…)

——設(shè)計(jì)硬件電路的基礎(chǔ)

第六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日傳感器壓力1壓力2溫度1溫度2......放大濾波疊加組合數(shù)模轉(zhuǎn)換電路模數(shù)轉(zhuǎn)換電路計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理......驅(qū)動(dòng)電路......驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路傳感器傳感器傳感器執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)模擬電子技術(shù)數(shù)字信號(hào)處理模擬電子技術(shù)壓力1壓力2溫度1溫度2...壓力1壓力2溫度1溫度2...傳感器...傳感器傳感器傳感器...放大濾波疊加組合數(shù)模轉(zhuǎn)換電路模數(shù)轉(zhuǎn)換電路計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理...驅(qū)動(dòng)電路...驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路...執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)模擬電子技術(shù)數(shù)字信號(hào)處理模擬電子技術(shù)第七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、電子信息類與控制類專業(yè)的特長(zhǎng)

就業(yè)缺口：缺乏硬件高級(jí)設(shè)計(jì)人才學(xué)生弱點(diǎn)：軟件強(qiáng)硬件弱

——成為硬件電路設(shè)計(jì)人才

學(xué)好模電、數(shù)電、單片機(jī)、DSP等。初步具備“看、算、選、干”能力

第八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日1、本課程研究?jī)?nèi)容：各種半導(dǎo)體器件的性能、電路及應(yīng)用三、學(xué)什么？（What）（1）按處理信號(hào)：1)模擬(A)2)數(shù)字(D)

（2）按信號(hào)頻率：1)高頻

2)中頻3)低頻2、具體研究對(duì)象：系統(tǒng)電路器件細(xì)化細(xì)化第九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日項(xiàng)目模擬信號(hào)(Analog)數(shù)字信號(hào)(Digital)特點(diǎn)連續(xù)離散

波形數(shù)學(xué)十進(jìn)制二進(jìn)制電平數(shù)無窮多個(gè)有限個(gè)典型溫度、壓力等數(shù)字系統(tǒng)的信號(hào)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)比較表第十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日1、抓特點(diǎn)1）規(guī)律性2）非線性3）工程性基本電子電路組成具有規(guī)律性半導(dǎo)體器件具有非線性，需進(jìn)行線性等效即近似或忽略次要因素，抓主要矛盾3、勤于實(shí)踐，重視理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)入硬、軟件(EDA)實(shí)驗(yàn)室；參加電子競(jìng)賽；閱讀相關(guān)雜志；進(jìn)行電子小制作...2、抓“三基”基本概念、基本原理、基本分析方法目標(biāo)：精講多練，能夠設(shè)計(jì)中小型實(shí)用電路。四、怎么學(xué)？（How）第十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日4、學(xué)會(huì)估算例：I=20/（1+0.9）

=10.5mA

若把1K//10K=1K

則I=20/2K=10mA

僅差5%而采用一般電阻元件其誤差有10%

即1K的元件可能是1.1K?或900?+20v-1K1k10k0.9k第十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日怎樣學(xué)好這門課？多思考，勤練習(xí)。很重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，有點(diǎn)難。一課不拉，凡缺課在下次課前及時(shí)補(bǔ)上。筆記本------記課堂內(nèi)容教材中找不到的；參考書------好的解題方法,電子小制作。期末考試成績(jī)70%，平時(shí)成績(jī)30%。平時(shí)成績(jī)=考試成績(jī)+課堂成績(jī)

課堂成績(jī)---基本答對(duì)者，10分/次；基本不會(huì)者，0分；曠課者，-10分；擾亂秩序者，-10分?？荚嚦煽?jī)50-59，上報(bào)及格。鼓勵(lì)搶答，參與競(jìng)爭(zhēng)。上課時(shí)手機(jī)請(qǐng)撥到靜音。第十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日參考書：1，現(xiàn)代電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）解題指南王成華 邵杰 編著北京航空航天大學(xué)出版社 28.00元

2，有志于考研同學(xué)最好借到考研學(xué)校所用的相應(yīng)教材和習(xí)題集。第十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日電子技術(shù)的水平是國(guó)家國(guó)力強(qiáng)弱標(biāo)志之一。學(xué)習(xí)，改變命運(yùn)學(xué)習(xí)，成就未來

第十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)1.2半導(dǎo)體二極管1.3半導(dǎo)體三極管第十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)

在物理學(xué)中，根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，可以將它們劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。

半導(dǎo)體材料的兩個(gè)特性：（1）溫度升高或受到光照后，其導(dǎo)電能力會(huì)明顯提高。--熱敏性，光敏性（2）在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入微量雜質(zhì)后，其導(dǎo)電能力會(huì)顯著提高。--摻雜特性第十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日硅原子鍺原子硅和鍺最外層軌道上的四個(gè)電子稱為價(jià)電子。常用的半導(dǎo)體材料是硅（Si）和鍺（Ge），它們都是4價(jià)元素。1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)束縛電子在絕對(duì)溫度T=00K時(shí)，所有的價(jià)電子都緊緊束縛在共價(jià)鍵中，不會(huì)成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱，接近絕緣體。一、本征半導(dǎo)體

本征半導(dǎo)體——化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體。1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日+4+4+4+4+4+4+4+4+4

這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。

當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，束縛電子能量增高，有的電子可以掙脫原子核的束縛，而參與導(dǎo)電，成為自由電子。自由電子

自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來的共價(jià)鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)空位，稱為空穴?？昭?.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

可見本征激發(fā)同時(shí)產(chǎn)生電子空穴對(duì)。

外加能量越高（溫度越高），產(chǎn)生的電子空穴對(duì)越多。與本征激發(fā)相反的現(xiàn)象——復(fù)合在一定溫度下，本征激發(fā)和復(fù)合同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。電子空穴對(duì)的濃度一定。自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴電子空穴對(duì)1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日自由電子帶負(fù)電荷逆電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電子流+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子E＋－空穴帶正電荷順電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)空穴流本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化。導(dǎo)電機(jī)制：兩種載流子：自由電子和空穴空穴的運(yùn)動(dòng)：一個(gè)空穴運(yùn)動(dòng)是大量?jī)r(jià)電子集體運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。=總電流1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、雜質(zhì)半導(dǎo)體

在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)元素后的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。

在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷、砷等，稱為N型半導(dǎo)體。1.N型半導(dǎo)體1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日N型半導(dǎo)體多余電子磷原子硅原子多數(shù)載流子——自由電子少數(shù)載流子——空穴++++++++++++N型半導(dǎo)體施主離子自由電子電子空穴對(duì)（本征激發(fā)產(chǎn)生）+1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體

在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵等?？昭ㄅ鹪庸柙佣鄶?shù)載流子——空穴少數(shù)載流子——自由電子受主離子空穴電子空穴對(duì)（本征激發(fā)產(chǎn)生）2.P型半導(dǎo)體－1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖++++++++++++N型半導(dǎo)體多子—電子少子—空穴－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體多子—空穴少子—電子少子濃度——本征激發(fā)產(chǎn)生，與溫度有關(guān)；多子濃度——摻雜產(chǎn)生，與摻雜濃度有關(guān)，與溫度無關(guān)。1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日內(nèi)電場(chǎng)E因多子濃度差形成內(nèi)電場(chǎng)多子的擴(kuò)散空間電荷區(qū)

阻止多子擴(kuò)散，促使少子漂移。PN結(jié)合空間電荷區(qū)多子擴(kuò)散電流少子漂移電流耗盡層三、PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?/p>

1.PN結(jié)的形成

1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日少子漂移補(bǔ)充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，E多子擴(kuò)散又失去多子，耗盡層寬，E內(nèi)電場(chǎng)E多子擴(kuò)散電流少子漂移電流耗盡層當(dāng)擴(kuò)散＝漂移動(dòng)態(tài)平衡耗盡層寬度一定PN結(jié)1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日內(nèi)電場(chǎng)E耗盡層2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1)加正向電壓（正偏）——電源正極接P區(qū)，負(fù)極接N區(qū)

外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。

外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)→耗盡層變窄→擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)＞漂移運(yùn)動(dòng)→多子擴(kuò)散形成正向電流IF

正向電流外電場(chǎng)1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日內(nèi)電場(chǎng)E耗盡層(2)加反向電壓——電源正極接N區(qū)，負(fù)極接P區(qū)

外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同。

外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)→耗盡層變寬→漂移運(yùn)動(dòng)＞擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)→少子漂移形成反向電流IRPN外電場(chǎng)在一定的溫度下，由本征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是一定的，故IR基本上與外加反壓的大小無關(guān)，所以稱為反向飽和電流。但I(xiàn)R與溫度有關(guān)。

1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第三十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日歸納：

PN結(jié)加正向電壓時(shí)，外電場(chǎng)消弱內(nèi)電場(chǎng)，耗盡層變窄，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流，PN結(jié)導(dǎo)通；

PN結(jié)加反向電壓時(shí)，外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)，耗盡層變寬，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流，PN結(jié)截止。

由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第三十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

PN結(jié)三種狀態(tài)

當(dāng)擴(kuò)散=漂移，動(dòng)態(tài)平衡，形成PN結(jié)。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)到對(duì)方區(qū)域載流子越多，耗盡層越寬，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，對(duì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)阻力越大。

當(dāng)外加正向電壓，外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)到對(duì)方區(qū)域載流子減少，耗盡層寬度減小，對(duì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)阻力減小，擴(kuò)散大于漂移，導(dǎo)通。

當(dāng)外加反向電壓，外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)到對(duì)方區(qū)域載流子增多，耗盡層寬度增大，對(duì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)阻力增大，擴(kuò)散小于漂移，截止。第三十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線式中IS為反向飽和電流，VD

為二極管兩端的電壓降，VT=kT/q

稱為溫度的電壓當(dāng)量，k為玻耳茲曼常數(shù)，q

為電子電荷量，T為熱力學(xué)溫度。對(duì)于室溫（相當(dāng)T=300K），則有VT=26mV。

第一象限的是正向伏安特性曲線，第三象限的是反向伏安特性曲線。第三十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日(1)正向特性

硅二極管的死區(qū)電壓Vth=0.5~0.8V左右，

鍺二極管的死區(qū)電壓Vth=0.2~0.3V左右。

當(dāng)0＜V＜Vth時(shí)，正向電流為零，Vth稱死區(qū)電壓或開啟電壓。正向區(qū)分為兩段：當(dāng)V＞Vth時(shí)，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。第三十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日反向區(qū)也分兩個(gè)區(qū)域：

當(dāng)VBR＜V＜0時(shí)，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時(shí)的反向電流也稱反向飽和電流IS

。

當(dāng)V≥VBR時(shí)，反向電流急劇增加，VBR稱為反向擊穿電壓。(2)反向特性第三十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

硅二極管的反向擊穿特性比較硬、比較陡，反向飽和電流也很?。绘N二極管的反向擊穿特性比較軟，過渡比較圓滑，反向飽和電流較大。若|VBR|≥7V時(shí),主要是雪崩擊穿；若|VBR|≤4V時(shí),則主要是齊納擊穿。(3)反向擊穿特性第三十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

PN結(jié)的電容效應(yīng)

(1)

勢(shì)壘電容CB由空間電荷區(qū)的離子薄層形成。當(dāng)外加電壓使PN結(jié)上壓降發(fā)生變化時(shí)，離子薄層的厚度也相應(yīng)地隨之改變，這相當(dāng)PN結(jié)中存儲(chǔ)的電荷量也隨之變化，猶如電容的充放電。第三十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）擴(kuò)散電容CD

當(dāng)外加正向電壓不同時(shí)，PN結(jié)兩側(cè)堆積的少子的數(shù)量及濃度梯度也不同，這就相當(dāng)電容的充放電過程。電容效應(yīng)在交流信號(hào)作用下才會(huì)明顯表現(xiàn)出來極間電容（結(jié)電容）1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)第三十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

PN結(jié)電容

PN結(jié)反偏時(shí)，CB>>CD，則Cj≈CB

PN結(jié)總電容：

Cj=CB+CD

PN結(jié)正偏時(shí)，CD>>CB，則Cj≈CD故：PN結(jié)正偏時(shí)，以CD為主。故：PN結(jié)反偏時(shí)，以CB為主。通常：CD≈幾十PF~

幾千PF。通常：CB≈幾PF~

幾十PF。第三十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.2半導(dǎo)體二極管二極管=PN結(jié)+管殼+引線NP結(jié)構(gòu)符號(hào)陽(yáng)極+陰極-第四十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日半導(dǎo)體二極管的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：2AP9用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。代表器件的類型，P為普通管，Z為整流管，K為開關(guān)管。代表器件的材料，A為N型Ge，B為P型Ge，C為N型Si，D為P型Si。2代表二極管，3代表三極管。1.2半導(dǎo)體二極管第四十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.2半導(dǎo)體二極管部分二極管的外形第四十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日萬(wàn)用表簡(jiǎn)易測(cè)試二極管示意圖

(a)電阻?。?b)電阻大二極管的簡(jiǎn)易測(cè)試將萬(wàn)用表置于R×100或R×1k(Ω)擋（R×1擋電流太大,用R×10k(Ω)擋電壓太高,都易損壞管子）。第四十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

二極管使用注意事項(xiàng)

二極管使用時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

(1)二極管應(yīng)按照用途、參數(shù)及使用環(huán)境選擇。

(2)使用二極管時(shí),正、負(fù)極不可接反。通過二極管的電流,承受的反向電壓及環(huán)境溫度等都不應(yīng)超過手冊(cè)中所規(guī)定的極限值。

(3)更換二極管時(shí),應(yīng)用同類型或高一級(jí)的代替。

(4)二極管的引線彎曲處距離外殼端面應(yīng)不小于2mm,以免造成引線折斷或外殼破裂。第四十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

一、半導(dǎo)體二極管的V—A特性曲線

硅：0.5V

鍺：

0.1V(1)正向特性導(dǎo)通壓降反向飽和電流(2)反向特性死區(qū)電壓擊穿電壓UBR實(shí)驗(yàn)曲線uEiVmAuEiVuA鍺硅：0.7V鍺：0.3V1.2半導(dǎo)體二極管ui0－UBRIs第四十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、二極管的主要參數(shù)

(1)最大整流電流IF——二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)，允許通過的最大整流電流的平均值。(2)反向擊穿電壓UBR———

二極管反向電流急劇增加時(shí)對(duì)應(yīng)的反向電壓值

(3)反向電流IR——

在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下的反向電流值。硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級(jí)；鍺二極管在微安(A)級(jí)。1.2半導(dǎo)體二極管第四十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日(4)動(dòng)態(tài)電阻rd反映了二極管正向特性曲線斜率的倒數(shù)。

rd與工作電流的大小有關(guān)第四十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二極管的模型DU串聯(lián)電壓源模型UD二極管的導(dǎo)通壓降。硅管0.7V；鍺管0.3V。理想二極管模型正偏反偏導(dǎo)通壓降二極管的V—A特性1.2半導(dǎo)體二極管第四十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日小信號(hào)電路模型：為二極管增量結(jié)電阻。（室溫）：PN結(jié)串聯(lián)電阻，數(shù)值很小。Cj：PN結(jié)結(jié)電容，由CD和CT兩部分構(gòu)成。注意：高頻電路中，需考慮Cj影響。因高頻工作時(shí)，

Cj容抗很小，PN結(jié)單向?qū)щ娦詴?huì)因Cj的交流旁路作用而變差。IVQrsrjCj第四十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日簡(jiǎn)化分析法即將電路中二極管用簡(jiǎn)化電路模型代替，利用所得到的簡(jiǎn)化電路進(jìn)行分析、求解。將截止的二極管開路，導(dǎo)通的二極管用直流簡(jiǎn)化電路模型替代，然后分析求解。（1）估算法判斷二極管是導(dǎo)通還是截止？假設(shè)電路中二極管全部開路，分析其兩端的電位。理想二極管：若V>0，則管子導(dǎo)通；反之截止。實(shí)際二極管：若V>VD(on)，管子導(dǎo)通；反之截止。當(dāng)電路中存在多個(gè)二極管時(shí)，正偏電壓最大的管子優(yōu)先導(dǎo)通。其余管子需重新分析其工作狀態(tài)。第五十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：設(shè)二極管是理想的，求VAO值。圖(a)，假設(shè)D開路，則D兩端電壓：VD=V1–V2=–6–12=–18<0V，解：故D截止。VAO=12V。

+-DV2V1+-AOVAO+-12V-6V3K(a)+--+D1D2V2V1+-AOVAO3K6V9V(b)圖(b)，假設(shè)D1、D2開路，則D兩端電壓：VD1=V2–0=9V>0V，VD2=V2–(–V1)=15V>0V

由于VD2>VD1

，則D2優(yōu)先導(dǎo)通。此時(shí)VD1=–6V<0V，故D1截止。VAO=–V1=–6V。

第五十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）畫輸出信號(hào)波形方法根據(jù)輸入信號(hào)大小判斷二極管的導(dǎo)通與截止找出vO與vI關(guān)系畫輸出信號(hào)波形。例：設(shè)二極管是理想的，vi=6sint(V)，試畫vO波形。解：vi>2V時(shí)，D導(dǎo)通，則vO=vivi2V時(shí)，D截止，則vO=2V由此可畫出vO的波形。

+-DV+-+-2V100RvOvit620vi(V)vO(V)t026第五十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二極管電路的近似計(jì)算IR10VE1kΩIR10VE1kΩ例：串聯(lián)電壓源模型測(cè)量值9.32mA相對(duì)誤差理想二極管模型RI10VE1kΩ相對(duì)誤差0.7V1.2半導(dǎo)體二極管第五十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，R＝1kΩ，UREF=2V，輸入信號(hào)為ui。

（1）若ui為4V的直流信號(hào)，分別采用理想二極管模型、理想二極管串聯(lián)電壓源模型計(jì)算電流I和輸出電壓uo解：（1）采用理想模型分析。0V4V2V1.2半導(dǎo)體二極管第五十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析。0V4V0.7V2V1.2半導(dǎo)體二極管第五十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）如果ui為幅度±4V的交流三角波，分別采用理想二極管模型和理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。解：①采用理想二極管模型分析。0-4V4Vuit2V2Vuot2V1.2半導(dǎo)體二極管第五十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V

②采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析。2V1.2半導(dǎo)體二極管第五十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日解題思路

二極管在外加正偏電壓電壓時(shí)導(dǎo)通，外加反偏電壓時(shí)截止。

正偏時(shí)硅管導(dǎo)通壓降為0.6~0.8v,鍺管導(dǎo)通壓降為0.2~0.3v,理想情況分析時(shí)正向?qū)▔航禐?,相當(dāng)于短路。

反偏時(shí)由于反向電流很小，理想情況下認(rèn)為截止電阻無窮大，相當(dāng)于開路。第五十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日解題思路

分析二極管在電路中工作狀態(tài)的基本方法為“開路法”，即，先假設(shè)二極管所在支路斷開，然后計(jì)算二極管陽(yáng)極與陰極的電位差。

若該電位差使二極管正偏且大于二極管導(dǎo)通壓降，該二極管導(dǎo)通，其兩端電壓為二極管導(dǎo)通壓降。

若該電位差使二極管反偏或雖正偏但小于導(dǎo)通壓降，該二極管截止。第五十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：已知US1=6V，us2=0.2sin3140tV，R=1k，二極管為硅管。求流過二極管的電流iD。US1us2RDiD解：1.求IDUS1RUFID理想二極管2.求idrdus2Rid3.求iD第六十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.限幅電路VRVmvit0Vi>VR時(shí)，二極管導(dǎo)通，vo=vi。（紅色為輸入信號(hào)，藍(lán)色為輸出信號(hào)。）Vi<VR時(shí)，二極管截止，vo=VR。例：理想二極管電路中

vi=VmsinωtV，求輸出波形v0。解：第六十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

例：

二極管限幅電路:已知電路的輸入波形為vi,二極管的VD

為0.6伏，試畫出其輸出波形。解：Vi>3.6V時(shí)，二極管導(dǎo)通，vo=3.6V。Vi<3.6V時(shí)，二極管截止，vo=Vi。第六十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：電路如圖所示，設(shè)二極管為理想的，若Vi=6sinωt(v),E=3V,試畫出輸出VO的波形。

第六十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

正半周：D1、D3導(dǎo)通D2、D4截止

負(fù)半周D2、D4導(dǎo)通D1、D3截止例：求整流電路的輸出波形。解：第六十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：理想二極管電路中vi=VmsinωtV，求輸出波形v0。V1vit0VmV2Vi>V1時(shí)，D1導(dǎo)通、D2截止，Vo=V1。Vi<V2時(shí)，D2導(dǎo)通、D1截止，Vo=V2。V2<Vi<V1時(shí)，D1、D2均截止，Vo=Vi。由此，電路實(shí)現(xiàn)雙向限幅功能。其中：V1為上限幅電平，V2為下限幅電平。第六十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：畫出理想二極管電路的傳輸特性（Vo~VI）。

解：①VI<25V，D1、D2均截止。②VI>25V

，D1導(dǎo)通，D2截止。③VI>137.5V，D1、D2均導(dǎo)通。VO=25VVO=100VVI25V75V100V25V50V100V125VVO50V75V150V0137.5第六十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：畫出理想二極管電路的傳輸特性（Vo~VI）。當(dāng)VI<0時(shí)D1導(dǎo)通D2截止當(dāng)VI>0時(shí)D1截止D2導(dǎo)通0VIVO-5V+5V+5V-5V+2.5V-2.5V第六十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：判別二極管是導(dǎo)通還是截止。+9V-+1V-

+2.5V-

+12.5V-

+14V-+1V-截止-9V+-1V+

+2.5V-

+12.5V-

+14V-+1V-截止解：第六十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日+18V-+2V-

+2.5V-

+12.5V-

+14V-+1V-導(dǎo)通第六十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：

已知二極管D的正向?qū)ü軌航礦D=0.6V，C為隔直電容，vi(t)為小信號(hào)交流信號(hào)源。試求二極管的靜態(tài)工作電流IDQ，以及二極管的直流導(dǎo)通電阻R直。求在室溫300K時(shí)，D的小信號(hào)交流等效電阻r交。CR1KE1.5V+VD－+vi(t)－解：第七十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日利用二極管的單向?qū)щ娦钥勺鳛殡娮娱_關(guān)vI1vI2二極管工作狀態(tài)D1D2v00V0V導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止導(dǎo)通截止截止0V5V5V0V5V5V0V0V0V5V例：求vI1和vI2不同值組合時(shí)的v0值（二極管為理想模型）。解：3.開關(guān)電路第七十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日解題思路

如果電路中存在兩個(gè)以上二極管，由于每個(gè)二極管開路時(shí)的電位差不等，以正向電壓較大者優(yōu)先導(dǎo)通，其兩端電壓為二極管導(dǎo)通壓降。然后再用開路法判斷其余二極管工作狀態(tài)。

一般情況下，電路中有多個(gè)二極管時(shí)，對(duì)于陰極連在一起的電路，只有陽(yáng)極電位最高的處于導(dǎo)通狀態(tài)；對(duì)于陽(yáng)極連在一起的二極管，只有陰極電位最低的可能導(dǎo)通。第七十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日當(dāng)穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下,工作電流IZ在Izmax和Izmin之間變化時(shí),其兩端電壓近似為常數(shù)穩(wěn)定電壓四、穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊二極管正向同二極管反偏電壓≥UZ

反向擊穿＋UZ－限流電阻1.2半導(dǎo)體二極管第七十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)應(yīng)反接，并串入一只電阻。電阻起限流作用，保護(hù)穩(wěn)壓管；其次是當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流變化時(shí)，通過該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。第七十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

IR

IZ

Io穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓過程RLIoIRVoIZIRVo分析思路：電壓變化時(shí)，穩(wěn)壓管電流變化與負(fù)載電阻電流變化相反，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻上電流變化，使輸出電壓穩(wěn)定。第七十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日穩(wěn)壓管電路分析思路

穩(wěn)壓管的工作是利用二極管在反偏電壓較高而使二極管擊穿時(shí)，在一定的工作電流限制下，二極管兩端電壓幾乎不變，其電壓值即為穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz。而穩(wěn)壓管如果外加正偏電壓時(shí)，仍處于導(dǎo)通狀態(tài)。特點(diǎn)：*正向特性與普通二極相同*反向擊穿特性較陡*反向擊穿電壓幾~幾十V，在允許范圍內(nèi)為電擊穿第七十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)

(1)穩(wěn)定電壓UZ——(2)動(dòng)態(tài)電阻rZ——

在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。

rZ=U

/I

rZ愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。

(3)最小穩(wěn)定工作電流IZmin——

保證穩(wěn)壓管擊穿所對(duì)應(yīng)的電流，若IZ＜IZmin則不能穩(wěn)壓。

(4)最大穩(wěn)定工作電流IZmax——

超過Izmax穩(wěn)壓管會(huì)因功耗過大而燒壞。1.2半導(dǎo)體二極管第七十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日(5)穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)——VZ

溫度的變化將使VZ改變，在穩(wěn)壓管中當(dāng)UZ

＞7

V時(shí)，VZ具有正溫度系數(shù)，反向擊穿是雪崩擊穿。當(dāng)UZ＜4

V時(shí)，VZ具有負(fù)溫度系數(shù)，反向擊穿是齊納擊穿。當(dāng)4

V＜UZ

＜7

V時(shí)，穩(wěn)壓管可以獲得接近零的溫度系數(shù)。這樣的穩(wěn)壓二極管可以作為標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓管使用。第七十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、使用注意事項(xiàng)1.穩(wěn)壓時(shí)必須反向偏置；2.必須串接限流電阻，以保證IZ<I<IZM。3.反向擊穿電壓較普通二極管小，幾~幾十V。串聯(lián)使用時(shí)穩(wěn)壓值為各管穩(wěn)壓值之和；不能并聯(lián)使用，以免因電流分配不均引起過載使管子損壞。第七十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日[例]已知UZ1

=

8

V，UZ2

=

6

V

，ui

=

12sintV

，畫uO波形。

解ui

正半波，DZ1反偏，

DZ2正偏當(dāng)ui

UZ1+UF2=8.7V時(shí)，DZ1反向擊穿，

DZ2正向?qū)╱i

負(fù)半波，DZ1正偏，

DZ2反偏當(dāng)|ui|

UF1+UZ2=6.7V時(shí)，DZ2反向擊穿，

DZ1正向?qū)ǖ诎耸?yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日【例】圖中，已知穩(wěn)壓二極管的，，時(shí),求Uo穩(wěn)壓二極管的正向?qū)▔航怠．?dāng)解當(dāng)，

反向擊穿穩(wěn)壓

，

正向?qū)ǎ?/p>

；同理，

第八十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：電路如圖所示，其中DZ1的穩(wěn)定電壓為8V，DZ2的穩(wěn)定電壓為10V，它們的正向壓降為0.7V，則輸出電壓為（）A:18VB:2VC:8.7VD:10.7VC第八十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：

已知：Vz的Uz=10V，Pz=1W,Izmin=2mA，R=100Ω，RL=250Ω，試求ui允許變化的范圍。

解:Vz管允許的最大電流為：ui最大值Uimax應(yīng)滿足：即：解得：而ui得最小值Uimin應(yīng)滿足：即：解得：故：VZRL第八十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例:右圖是一個(gè)為汽車收音機(jī)提供UL=9V電壓的等效電路，穩(wěn)壓電路的輸入電壓來自汽車電瓶，電瓶電壓在11到13.6V之間變化。收音機(jī)的電流介于0(關(guān)掉)到100mA(最大音量)之間。確定穩(wěn)壓管的最大功耗和電阻R的值。第八十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日解：當(dāng)收音機(jī)關(guān)閉時(shí)，穩(wěn)壓管上有最大電流，而當(dāng)收音機(jī)音量最大時(shí)，穩(wěn)壓管上有最小電流，無論屬于哪種情況，穩(wěn)壓管都必須處于穩(wěn)壓狀態(tài)，即在選擇穩(wěn)壓管時(shí)，要保證兩種情況下穩(wěn)壓管上的電流都滿足穩(wěn)壓的要求。

當(dāng)電源電壓最小，而收音機(jī)處于最大音量時(shí)，穩(wěn)壓管上的電流最小，因此有

第八十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

當(dāng)電源電壓最大，而收音機(jī)關(guān)閉時(shí)，穩(wěn)壓管上的電流最大，因此有

作為設(shè)計(jì)的最低要求，可以設(shè)穩(wěn)壓管的最小電流是最大電流的1/10，即Izmin=0.1Izmax，可得第八十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日將Izmax＝300mA代入上式得穩(wěn)壓管的最大功耗為

W可確定穩(wěn)壓管的型號(hào)和電阻的阻值，從而設(shè)計(jì)出所需的穩(wěn)壓本例題的主要目的是提供一個(gè)設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路的方案，根據(jù)計(jì)算結(jié)果電路。

第八十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

變?nèi)荻O管符號(hào)工作條件：反向偏置特性特點(diǎn)：*反偏時(shí)，勢(shì)壘電容隨外加電壓升高而降低，可作為壓控可變電容。*電容量較小，幾十~幾百pF。*最大與最小電容比為5:1。用途：*高頻電路中自動(dòng)調(diào)諧、調(diào)頻、調(diào)相等。第八十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

光電器件一、光電(光敏)二極管1．符號(hào)和特性UIO暗電流E=200lxE=400lx工作條件：反向偏置2.結(jié)構(gòu)和工作原理入射光玻璃透鏡管芯管殼電極引線無光照時(shí)，暗電流小，反向電阻高達(dá)幾十兆歐。光照時(shí)，產(chǎn)生光生載流子從而形成光電流，光電流隨光照強(qiáng)弱變化，反向電阻降為幾千歐~幾十千歐。第八十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、發(fā)光二極管LED(LightEmittingDiode)1.符號(hào)和特性工作條件：正向偏置一般工作電流幾十mA，導(dǎo)通電壓(12)V2.主要參數(shù)電學(xué)參數(shù)：IFM

，U(BR)

，IR光學(xué)參數(shù)：峰值波長(zhǎng)P，亮度

L，光通量發(fā)光類型：可見光：紅、黃、綠不可見光：紅外光符號(hào)u/Vi

/mAO2特性材料：砷化鎵，磷化鎵等第九十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日顯示類型:普通LED七段LED點(diǎn)陣LED第九十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日第九十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.特點(diǎn)體積小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、亮度較高、響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)工作電壓低（1.5~3V），工作電流小

(10~30mA)4.應(yīng)用顯示、光電傳輸系統(tǒng)、與光電管構(gòu)成光電耦合器件發(fā)射電路接收電路光纜第九十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日5.驅(qū)動(dòng)電路RUCLEDIFucRDIFLED直流驅(qū)動(dòng)電路交流驅(qū)動(dòng)電路限流電阻的選擇：1.設(shè)定工作電壓：如2V

（LED正向電壓1~2.5V）2.設(shè)定工作電流：如

10mA

（10~30mA)3.根據(jù)歐姆定律求電阻：R=(UCUF)/IF(R要選擇標(biāo)稱值)普通二極管、穩(wěn)壓管限流電阻的選擇也參照此法第九十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日第九十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日練習(xí)：1，判斷二極管工作狀態(tài)的方法？2，PN結(jié)加反向電壓時(shí)，空間電荷區(qū)將

。變寬第九十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值VZ＝6V，穩(wěn)定電流的最小值IZmin＝5mA。圖示電路中，VO1為

伏，VO2為

伏。

6V，5V第九十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日4，電路如圖（a）、（b）所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ＝3V，R的取值合適，vi的波形如圖（c）所示。試分別畫出vO1和vO2的波形。(c)第九十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日5，當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓時(shí)，擴(kuò)散電流

（）漂移電流，耗盡層會(huì)變（）；當(dāng)外加反向電壓時(shí)，擴(kuò)散電流（）漂移電流，耗盡層會(huì)變（）。大于窄小于寬第九十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1.3半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管，也叫晶體三極管。由于工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行，因此，還被稱為雙極型晶體管（BipolarJunctionTransistor,簡(jiǎn)稱BJT）。

BJT是由兩個(gè)PN結(jié)組成的。第一百頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日一、BJT的結(jié)構(gòu)NPN型PNP型符號(hào):三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):（1）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度＞＞集電區(qū)摻雜濃度。（2）基區(qū)要制造得很薄且濃度很低。--NNP發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)集電結(jié)ecb發(fā)射極集電極基極--PPN發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)集電結(jié)ecb發(fā)射極集電極基極1.3半導(dǎo)體三極管第一百零一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、BJT的內(nèi)部工作原理（NPN管）若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)正偏：+UCE

－＋UBE－集電結(jié)反偏：由VBB、Rb保證由VCC、

RC保證

1.外部條件三極管在工作時(shí)要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?。c區(qū)b區(qū)e區(qū)NNPebcBBVRbCCVRC0V0.7V≥0.7V1.3半導(dǎo)體三極管第一百零二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2．BJT內(nèi)部的載流子傳輸過程（1）因?yàn)榘l(fā)射結(jié)正偏，所以發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，形成了擴(kuò)散電流IEN

。發(fā)射極電流IE≈

IEN。（2）發(fā)射區(qū)的電子注入基區(qū)后，少部分遇到的空穴復(fù)合掉，形成IBN?；鶚O電流IB≈

IBN。大部分到達(dá)了集電區(qū)的邊緣。1.3半導(dǎo)體三極管第一百零三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

另外，集電結(jié)區(qū)的少子形成漂移電流ICBO。（3）因?yàn)榧娊Y(jié)反偏，收集擴(kuò)散到集電區(qū)邊緣的電子，形成電流ICN

。

1.3半導(dǎo)體三極管第一百零四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3．電流分配關(guān)系IE=IC+IB定義：（1）IC與IE之間的關(guān)系:所以:其值的大小約為0.9～0.99。三個(gè)電極上的電流關(guān)系:1.3半導(dǎo)體三極管第一百零五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）IC與IB之間的關(guān)系：聯(lián)立以下兩式：得：所以：得：令：1.3半導(dǎo)體三極管第一百零六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.4.3三極管的特性曲線（共發(fā)射極接法）（1）輸入特性曲線

iB=f(uBE)

uCE=const死區(qū)電壓硅0.5V鍺0.1V導(dǎo)通壓降硅0.7V鍺0.3V1.3半導(dǎo)體三極管第一百零七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日VCE=0IB/AVBE/VVBE(on)0.3V10V0V(BR)BEOIEBO+ICBO

VCE=0V：類似二極管伏安特性。

VCE增加：正向特性曲線略右移。由于VCE=VCB+VBEWBWBEBC基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)注：VCE

≥1V后，曲線移動(dòng)可忽略不計(jì)。因此當(dāng)VBE一定時(shí)：VCEVCB復(fù)合機(jī)會(huì)

IB

曲線右移。第一百零八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日=0BBII=20uABI=40uAB=80uAI=100uAIBiCCE(V)(mA)=60uAIBu

（2）輸出特性曲線iC=f(uCE)

iB=const

（1）當(dāng)uCE=0

V時(shí)，因集電極無收集作用，iC=0。（2）uCE↑→Ic

↑

。

（3）當(dāng)uCE

＞1V后，收集電子的能力足夠強(qiáng)。這時(shí)，發(fā)射到基區(qū)的電子都被集電極收集，形成iC。所以u(píng)CE再增加，iC基本保持不變。同理，可作出iB=其他值的曲線。

現(xiàn)以iB=60uA一條加以說明。1.3半導(dǎo)體三極管第一百零九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日輸出特性曲線飽和區(qū)（VBE0.7V，VCE<0.3V）IC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0特點(diǎn)：條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。IC不受IB控制，而受VCE影響。VCE略增，IC顯著增加。輸出特性曲線可劃分為四個(gè)區(qū)域：飽和區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)、擊穿區(qū)。第一百一十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

放大區(qū)（VBE0.7V，

VCE>0.3V）IC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0特點(diǎn)條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏VCE曲線略上翹具有正向受控作用滿足IC=IB+ICEO說明IC/mAVCE/V0VA上翹程度—取決于厄爾利電壓VA上翹原因—基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)（VCEIC略）第一百一十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日在考慮三極管基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)時(shí)，電流IC的修正方程：基寬WB越小調(diào)制效應(yīng)對(duì)IC影響越大則VA越小。與IC的關(guān)系：IC0在IC一定范圍內(nèi)

近似為常數(shù)。IC過小使IB造成

。IC過大發(fā)射效率

造成

?？紤]上述因素，IB等量增加時(shí)，ICVCE0輸出曲線不再等間隔平行上移。第一百一十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

截止區(qū)（VBE0.5V，

VCE

0.3V）IC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0特點(diǎn)：條件：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。IC

0，IB

0近似為IB≤0以下區(qū)域

嚴(yán)格說，截止區(qū)應(yīng)是IE=

0即IB=

-ICBO以下的區(qū)域。因?yàn)镮B在0

-ICBO時(shí)，仍滿足第一百一十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

擊穿區(qū)特點(diǎn)：VCE增大到一定值時(shí)，集電結(jié)反向擊穿，IC急劇增大。V(BR)CEO集電結(jié)反向擊穿電壓，隨IB的增大而減小。注意：IB=

0時(shí)，擊穿電壓為V(BR)CEOIE=

0時(shí)，擊穿電壓為V(BR)CBOV(BR)CBO>V(BR)CEOIC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0IB=-ICBO(IE=

0)V(BR)CBO第一百一十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

三極管安全工作區(qū)ICVCE0V(BR)CEOICMPCM最大允許集電極電流ICM（若IC>ICM造成）反向擊穿電壓V(BR)CEO（若VCE>V(BR)CEO

管子擊穿）VCE<V(BR)CEO

最大允許集電極耗散功率PCM（PC=ICVCE，若PC>PCM燒管）PC<PCM

要求ICICM第一百一十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日iCIBIB=0uCE(V)(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA飽和區(qū)——iC受uCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)uCE＜0.7V。此時(shí)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏。截止區(qū)——iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時(shí)，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。放大區(qū)——曲線基本平行等距。此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。該區(qū)中有：飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)小結(jié)：輸出特性曲線可以分為三個(gè)區(qū)域:1.3半導(dǎo)體三極管第一百一十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日四、BJT的主要參數(shù)（2）共基極電流放大系數(shù)：一般取20~100之間2.31.5（1）共發(fā)射極電流放大系數(shù)：1.電流放大系數(shù)CE=20uA(mA)B=40uAIu=0(V)=80uAIBBBIIBI=100uACBI=60uAii△C△Bi1.3半導(dǎo)體三極管第一百一十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日觀察輸入信號(hào)作用在那個(gè)電極上，輸出信號(hào)從那個(gè)電極取出，其中共用的電極即為組態(tài)形式。三極管的三種連接方式——三種組態(tài)BCEBTICIEECBETICIBCEBCTIEIB（共發(fā)射極）（共基極）（共集電極）放大電路的組態(tài)是針對(duì)交流信號(hào)而言的。第一百一十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日共基極直流電流傳輸方程BCEBTICIE直流電流傳輸系數(shù)：直流電流傳輸方程：共發(fā)射極直流電流傳輸方程ECBETICIB直流電流傳輸方程：其中：第一百一十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日的物理含義：表示，受發(fā)射結(jié)電壓控制的復(fù)合電流IBB，對(duì)集電極正向受控電流ICn的控制能力。若忽略ICBO，則：ECBETICIB可見，為共發(fā)射極電流放大系數(shù)。第一百二十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

（2）集電極發(fā)射極間的穿透電流ICEO基極開路時(shí)，集電極到發(fā)射極間的電流——穿透電流。其大小與溫度有關(guān)。

（1）集電極基極間反向飽和電流ICBO

發(fā)射極開路時(shí)，在其集電結(jié)上加反向電壓，得到反向電流。它實(shí)際上就是一個(gè)PN結(jié)的反向電流。其大小與溫度有關(guān)。

鍺管：ICBO為微安數(shù)量級(jí)，硅管：ICBO為納安數(shù)量級(jí)。++ICBOecbICEO2.極間反向電流1.3半導(dǎo)體三極管第一百二十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

三極管參數(shù)的溫度特性溫度每升高1C，?

/

增大（0.5

1）%，即：溫度每升高1C

，VBE(on)減小（22.5）mV,即：溫度每升高10C

，ICBO增大一倍，即：

第一百二十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日BICEui(V)IBC=100uAB=80uA=60uA(mA)IIB=0B=40uA=20uABII

3.極限參數(shù)（1）集電極最大允許電流ICM（2）集電極最大允許功率損耗PCM

集電極電流通過集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗，

PCMPC=ICUCE

<PCMIc增加時(shí)，要下降。當(dāng)值下降到線性放大區(qū)值的70％時(shí)，所對(duì)應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM。1.3半導(dǎo)體三極管第一百二十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

（3）反向擊穿電壓

①U（BR）EBO——集電極開路時(shí)，發(fā)射極與基極之間允許的最大反向電壓。其值一般幾伏～十幾伏。②

U（BR）CBO——發(fā)射極開路時(shí)，集電極與基極之間允許的最大反向電壓。其值一般為幾十伏～幾百伏。③U（BR）CEO——基極開路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間允許的最大反向電壓。在實(shí)際使用時(shí)，還有U（BR）CER、U（BR）CES等擊穿電壓。--(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU

BJT有兩個(gè)PN結(jié)，其反向擊穿電壓有以下幾種：1.3半導(dǎo)體三極管第一百二十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

半導(dǎo)體三極管的型號(hào)第二位：A鍺PNP管、B鍺NPN管、

C硅PNP管、D硅NPN管

第三位：X低頻小功率管、D低頻大功率管、

G高頻小功率管、A高頻大功率管、K開關(guān)管用字母表示材料用字母表示器件的種類用數(shù)字表示同種器件型號(hào)的序號(hào)用字母表示同一型號(hào)中的不同規(guī)格三極管國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：3DG110B1.3半導(dǎo)體三極管第一百二十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.3半導(dǎo)體三極管部分三極管的外形第一百二十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

三極管基極的測(cè)試NPN:Rbe小，Rbc小第一百二十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三極管集電極、發(fā)射極的判別基極開路，Rce大,→Iceo小基極接電阻，Rce小，→

β大PNPNPN第一百二十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

判斷硅管和鍺管的電路一般常溫下,鍺管正向壓降為0.2～0.3V,硅管的正向壓降為0.6～0.7V。由電壓表的測(cè)量讀數(shù)大小確定是硅管還是鍺管。第一百二十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.4三極管的模型及分析方法iCIBIB=0uCE(V)(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA非線性器件UD=0.7VUCES=0.3ViB≈0iC≈0一.三極管的模型++++i-uBE+-uBCE+Cibeec1.3半導(dǎo)體三極管第一百三十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日截止?fàn)顟B(tài)ecb放大狀態(tài)UDβIBICIBecb發(fā)射結(jié)導(dǎo)通壓降UD硅管0.7V鍺管0.3V飽和狀態(tài)ecbUDUCES飽和壓降UCES硅管0.3V鍺管0.1V直流模型1.3半導(dǎo)體三極管第一百三十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.晶體管工作狀態(tài)分析通過分析電路的直流電流關(guān)系來判斷晶體管是放大、飽和還是截止?fàn)顟B(tài)IB

<0截止IB

>0VCE

<0.3飽和VCE

>0.7放大第一百三十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日工程近似法--估算法即利用直流通路，計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。直流通路是指輸入信號(hào)為零，耦合及旁路電容開路時(shí)對(duì)應(yīng)的電路。分析步驟：確定三極管工作模式

。用相應(yīng)簡(jiǎn)化電路模型替代三極管。分析電路直流工作點(diǎn)。只要VBE

0.5V（Ｅ結(jié)反偏）截止模式假定放大模式，估算VCE:若VＣE

>0.3V放大模式若VＣE＜0.3V飽和模式第一百三十三頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

例：

測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位，試判斷三極管的工作狀態(tài)。放大截止飽和-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大Vc>Vb>Ve放大Vc<Vb<Ve發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。第一百三十四頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

例：

測(cè)得VB=4.5

V、VE=3.8

V、VC=8

V，試判斷三極管的工作狀態(tài)。放大第一百三十五頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例已知VBE(on)=0.7V，VCE(sat)=0.3V，=30

，試判斷三極管工作狀態(tài)，并計(jì)算VC。解：假設(shè)T工作在放大模式

VCCRCRB(+6V)1k100kT因?yàn)閂CEQ>0.3V，所以三極管工作在放大模式。VC=VCEQ=4.41V第一百三十六頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例若將上例電路中的電阻RB

改為10k，試重新判斷三極管工作狀態(tài)，并計(jì)算VC。解：假設(shè)T工作在放大模式VCCRCRB(+6V)1k10kT因?yàn)閂CEQ<0.3V，所以三極管工作在飽和模式。第一百三十七頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日例已知VBE(on)=0.7V，VCE(sat)=0.3V，=30

，試判斷三極管工作狀態(tài)，并計(jì)算VC。解：所以三極管工作在截止模式。VCCRCRB1(+6V)1k100kTRB22k+-VBBRBRC+-VCC<VBE(on)第一百三十八頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三極管電極判別分析思路

工作在放大電路中的三極管應(yīng)滿足發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏的條件。

1，由PN結(jié)正偏特性可知，正偏時(shí)PN結(jié)電壓不會(huì)太大。一般硅管的|UBE|=0.5~0.7V，鍺管的|UBE|=0.1~0.3V。

所以首先找出電位差在0.1~0.7V的兩個(gè)電極，且其必定為發(fā)射極和基極。余下的一個(gè)電位差較大者必為集電極。硅管鍺管亦可定下。第一百三十九頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三極管電極判別分析思路

2，由集電極必須反偏特性可知，若集電極電位最高，則該管必為NPN型三極管，發(fā)射極電位必定最低。

若集電極電位最低，則該管必為PNP型三極管，發(fā)射極電位必定最高。

由此可確定發(fā)射極。而電位值處于中間者必定為基極。第一百四十頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三極管狀態(tài)分析思路三極管工作于不同區(qū)域，具有不同的偏置特性。

放大區(qū)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；

飽和區(qū)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或零偏；

截止區(qū)，發(fā)射極反偏或正偏小于開啟電壓，集電結(jié)反偏。第一百四十一頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三極管狀態(tài)分析思路

三極管在發(fā)射結(jié)正偏時(shí)，可能工作在放大區(qū)和飽和區(qū)，如何界定？截止區(qū)：IB=0,IC=IE=0,UCE=VCC放大區(qū)：IC=βIB,UCE=VCC-ICRCIB↑→IC↑→UCE↓IB↑↑→IC↑↑→UCE↓↓

當(dāng)UCE降到UCES=0.3V,IC到達(dá)最大值，ICS=(VCC-UCES)/RC,IB增大，IC不再隨之增大，進(jìn)入飽和區(qū)。IBS=ICS/β。第一百四十二頁(yè)，共一百五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三極管狀態(tài)分析思路三極管在發(fā)射結(jié)正偏時(shí)，可能工作在放大區(qū)和飽和區(qū)，如何界定？

取決于基極電流是否超過基極臨界飽和電流IBS。

若IB>IBS，則三極管工作于飽和區(qū)；若IB<IBS