電路和電路元件演示文稿

電路和電路元件演示文稿當(dāng)前第1頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)優(yōu)選電路和電路元件當(dāng)前第2頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.1電路和電路的基本物理量

電路

電路元件和電路模型

電路功率第1章上頁下頁返回

電壓、電流及其參考方向當(dāng)前第3頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

電路

電路是電流的通路，它是為了某種需要或?qū)崿F(xiàn)某種應(yīng)用目的而由某些電工、電子器件或設(shè)備按一定的方式相互連接而成的。電路的組成：電源、負(fù)載和導(dǎo)線、開關(guān)等。翻頁實(shí)際電路電路模型第1章上頁下頁返回E+–SIR當(dāng)前第4頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)翻頁上頁下頁返回第1章各種蓄電池和干電池由化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。電源當(dāng)前第5頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)翻頁上頁下頁返回第1章

汽輪發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。當(dāng)前第6頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

實(shí)際的負(fù)載包括電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)工具和家用電器等等。電動(dòng)機(jī)手電鉆吸塵器負(fù)載翻頁上頁下頁返回第1章當(dāng)前第7頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)電力系統(tǒng)擴(kuò)音器電路的作用實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換(俗稱強(qiáng)電）實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理（俗稱弱電）電路的作用和分類翻頁上頁下頁返回第1章電燈電爐電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器話筒揚(yáng)聲器放大器當(dāng)前第8頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.1.2電路元件和電路模型翻頁上頁下頁返回第1章實(shí)際電路元件：用于構(gòu)成電路的電工、電子元器件或設(shè)備統(tǒng)稱為實(shí)際電路元件，簡(jiǎn)稱為實(shí)際器件。實(shí)際電路：用實(shí)際元件構(gòu)成的電路稱為實(shí)際電路。實(shí)際電路當(dāng)前第9頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)翻頁上頁下頁返回第1章理想電路元件（簡(jiǎn)稱為電路元件）：是對(duì)實(shí)際元件在一定條件下進(jìn)行科學(xué)抽象而得到的，具有某種理想的電路特性。電路模型：電路模型是由一些理想電路元件相互連接而構(gòu)成的整體，是實(shí)際電路的一種等效電路。電路模型E+–SIR實(shí)際電路當(dāng)前第10頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)翻頁上頁下頁返回第1章理想化電路元件實(shí)際電路元件實(shí)際電路電路模型理想化連接連接當(dāng)前第11頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.1.3電壓、電流及其參考方向1.基本物理量W、kW、mWV、kV、mV、μVA、mA、μA(用電或供電)電位降的方向（高電位低電位）

正電荷移動(dòng)的方向高電位流向低電位PU（直流）

u（交流）i（交流）I（直流）物理量定義和單位方向功率電流電壓翻頁上頁下頁返回第1章當(dāng)前第12頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)電流和電壓的定義電流：某時(shí)刻單位時(shí)間內(nèi)通過某點(diǎn)的電荷數(shù)量。電荷量對(duì)時(shí)間的變化率。

i=dq/dt電壓：電場(chǎng)力驅(qū)使單位正電荷從a點(diǎn)移至b點(diǎn)所做的功。

uab=dwab/dq翻頁上頁下頁返回第1章直流—

大小和極性不隨時(shí)間變化交流—

大小和極性隨時(shí)間變化當(dāng)前第13頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)2.電壓、電流參考方向

在復(fù)雜電路中難于預(yù)先判斷某段電路中電流的實(shí)際方向，從而影響電路求解。問題電流方向ba,ab？abR5R2R1R3R4R6++E1E2E＋ˉ＋URIab電壓、電流實(shí)際方向：翻頁上頁下頁返回第1章ˉ當(dāng)前第14頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

在解題前先任意選定一個(gè)方向，稱為參考方向（或參考正方向）。依此參考方向，根據(jù)電路定理、定律列電路方程，從而進(jìn)行電路分析計(jì)算，計(jì)算出電壓、電流的結(jié)果。解決方法:計(jì)算結(jié)果為正，實(shí)際方向與假設(shè)方向一致；計(jì)算結(jié)果為負(fù)，實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。

由計(jì)算結(jié)果可確定U、I

的實(shí)際方向：翻頁上頁下頁返回第1章當(dāng)前第15頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)解：假定I的參考方向如圖所示。

則：（實(shí)際方向與參考方向相反！）

已知：E

=2V,R=1Ω問：當(dāng)Uab為1V時(shí)，I=?翻頁,上頁下頁返回第1章[例1.1.1]URE

IRabd＋－＋－當(dāng)前第16頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

假定U、I

的參考方向如圖所示，若I=-3A

，E

=2V,R=1Ω

Uab=？（實(shí)際方向與參考方向一致）

小結(jié)1.電壓電流“實(shí)際方向”是客觀存在的物理現(xiàn)象，“參考方向”是人為假設(shè)的方向。解：翻頁上頁下頁返回第1章URE

IRabd＋－＋－={[-(-3）]×1+2}V=5V[例1.1.2]當(dāng)前第17頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)4.為方便列電路方程，習(xí)慣假設(shè)I與U

的參考方向一致（關(guān)聯(lián)參考方向）。

2.方程U/I=R

只適用于R中U、I參考方向一致的情況。即歐姆定律表達(dá)式含有正負(fù)號(hào)，當(dāng)U、I參考方向一致時(shí)為正，否則為負(fù)。

3.在解題前，一定先假定電壓電流的“參考方向”，然后再列方程求解。即

U、I為代數(shù)量，也有正負(fù)之分。當(dāng)參考方向與實(shí)際方向一致時(shí)為正，否則為負(fù)。翻頁上頁下頁返回第1章

小結(jié)當(dāng)前第18頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為U，電流為I,則這部分電路消耗的功率為1.1.4電路功率如果假設(shè)方向不一致怎么辦？功率有無正負(fù)？問題：翻頁上頁下頁返回第1章bI電路Ua+-P=UI當(dāng)前第19頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1)按所設(shè)參考方向列式U、I參考方向一致

P=UI功率的計(jì)算

U、I參考方向相反翻頁上頁下頁返回第1章bIUa+-IbUa-+bUa+-IbIUa-+P=–UI當(dāng)前第20頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)2）將U、I

的代數(shù)值代入式中

若計(jì)算的結(jié)果P>

0,則說明U、I

的實(shí)際方

向一致，此部分電路吸收電功率（消耗能量）

負(fù)載

。

若計(jì)算結(jié)果P<0,則說明U、I

的實(shí)際方向相反，此部分電路輸出電功率（提供能量）

電源

。P=UI翻頁上頁下頁返回第1章當(dāng)前第21頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)已知：U=

10

V,I=

1A

。按圖中

P=10

W

(負(fù)載性質(zhì)）假設(shè)的正方向列式：P=UI

1

)

P為“＋”表示該元件吸收功率；P為“－”則表示輸出功率。2）在同一電路中，電源產(chǎn)生的總功率和負(fù)載消耗的總功率是平衡的。小結(jié)：若：U=10

V,I=－1

A

則

P=－10W

（電源性質(zhì)）IbaU＋－上頁下頁第1章返回本節(jié)結(jié)束[例1.1.3]當(dāng)前第22頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.2

電阻、電感和電容元件

電阻元件1.2.2電感元件

電容元件第1章上頁下頁返回

實(shí)際元件的主要參數(shù)當(dāng)前第23頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)翻頁上頁下頁第1章返回1.2.1電阻元件電阻（R）：具有消耗電能特性的元件。

元件的伏安特性：元件上電壓與電流間的關(guān)系稱為伏安特性。Riu＋－當(dāng)前第24頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)iu當(dāng)電壓與電流之間不是線性函數(shù)關(guān)系時(shí)，稱為非線性電阻。當(dāng)恒定不變時(shí)，稱為線性電阻。翻頁iu＋-第1章上頁下頁返回Riu＋－

伏-安特性曲線iu

伏-安特性曲線當(dāng)前第25頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)翻頁第1章上頁下頁返回

實(shí)際的金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的尺寸及材料的導(dǎo)電性能有關(guān)。式中ρ稱為電阻率，是表示材料對(duì)電流起阻礙作用的物理量。l

是導(dǎo)體的長(zhǎng)度，S

為導(dǎo)體的截面積。電阻的單位是歐姆（Ω），千歐（kΩ）。當(dāng)前第26頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)翻頁第1章上頁下頁返回幾種常見的電阻元件普通金屬膜電阻繞線電阻電阻排熱敏電阻電位器當(dāng)前第27頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.2.2電感元件

單位：H,mH,H單位電流產(chǎn)生的磁鏈

電感：能夠存儲(chǔ)磁場(chǎng)能量的元件。翻頁上頁下頁第1章返回L符號(hào)i當(dāng)前第28頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)電感元件的基本伏—安關(guān)系式電感元件的基本關(guān)系式翻頁其中：第1章上頁下頁返回uiL+-eL+-iu=Ldidt當(dāng)前第29頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)電感是一種儲(chǔ)能元件，儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量為電感元件在直流電路中相當(dāng)于一根無阻導(dǎo)線!翻頁第1章上頁下頁返回當(dāng)前第30頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)翻頁第1章上頁下頁返回

線圈的電感與線圈的尺寸、匝數(shù)以及附近介質(zhì)的導(dǎo)磁性能等有關(guān)。

對(duì)于一個(gè)密繞的N

匝線圈，其電感可表示為

式中μ即為線圈附近介質(zhì)的磁導(dǎo)率（H/m)，S為線圈的橫截面積（m2)，l是線圈的長(zhǎng)度（m）。當(dāng)前第31頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)翻頁第1章上頁下頁返回幾種常見的電感元件帶有磁心的電感陶瓷電感鐵氧體電感當(dāng)前第32頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

1.2.3電容元件C相當(dāng)于開路!電容元件在直流電路中：電容：具有存儲(chǔ)電場(chǎng)能量特性的元件。翻頁dudt=0i=0第1章上頁下頁返回ui＋－Ci=Cdudt電容元件的基本伏—安關(guān)系式i=dud

tCdqdt=當(dāng)前第33頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

電容是一種儲(chǔ)能元件，儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量為：第1章上頁下頁返回翻頁

電容器的電容與其極板的尺寸及其間介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。式中ε即為其間介質(zhì)的介電常數(shù)（F/m)，S

為極板的面積（m2)，d是極板的距離（m）。當(dāng)前第34頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)翻頁第1章上頁下頁返回幾種常見的電容器普通電容器電力電容器電解電容器當(dāng)前第35頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)理想元件的伏安關(guān)系第1章上頁下頁返回RLCu=Rii=Cdudtu=Ldidt翻頁（u與i參考方向一致）當(dāng)前第36頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁下頁返回1.2.4實(shí)際元件的主要參數(shù)RLC電阻值和額定功率電感值和額定電流電容值和額定電壓

注意：同性質(zhì)元件串聯(lián)和并聯(lián)時(shí)參數(shù)的計(jì)算公式（P9）翻頁當(dāng)前第37頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁下頁返回任何電氣設(shè)備的電壓、電流和功率都有一定的限額額定值額定電壓UN額定電流IN額定功率PN負(fù)載設(shè)備通常工作于額定狀態(tài)。*

電源設(shè)備的額定功率標(biāo)志著電源的供電能力，是長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)允許的上限值。*電源輸出的功率由外電路決定，不一定等于電源的額定功率。*電氣設(shè)備的額定值翻頁當(dāng)前第38頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)電路模型理想電路模型:

電阻器R、電感器L、電容器C實(shí)際電路模型:

理想元件模型的不同組合。如考慮電能損耗時(shí)電容器可以用理想電容和電阻并聯(lián)模型表示，圖1.2.2(a);考慮電能損耗和磁場(chǎng)儲(chǔ)能時(shí)用圖1.2.2(b)。翻頁第1章上頁下頁返回當(dāng)前第39頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

在實(shí)際使用中，如單個(gè)電阻器、電感器、電容器不能滿足要求，可將幾個(gè)元件并聯(lián)或串聯(lián)起來使用。串聯(lián)：R=R1+R2并聯(lián)：

L=L1+L2

C=C1+C2翻頁第1章上頁下頁返回當(dāng)前第40頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)例

現(xiàn)需要電阻值為150歐姆，功率為1.5W的電阻，而現(xiàn)有150歐姆，額定功率為0.5W的電阻，問應(yīng)取多少個(gè)電阻加以組合才能滿足要求。翻頁第1章上頁下頁返回當(dāng)前第41頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.3獨(dú)立電源元件

電壓源和電流源

實(shí)際電源的模型

兩種電源的等效互換下頁上頁返回第1章當(dāng)前第42頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)概述獨(dú)立電源：能向電路獨(dú)立地提供電壓、電流的器件稱為獨(dú)立電源。獨(dú)立電源的例子：化學(xué)電池、太陽能電池、發(fā)電機(jī)、穩(wěn)壓電源、穩(wěn)流電源理想電源：電壓源和電流源翻頁第1章上頁下頁返回當(dāng)前第43頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

電壓源和電流源

1.電壓源外特性：輸出電壓與輸出電流的關(guān)系。U

翻頁第1章上頁下頁1.端電壓始終恒定，等于直流電壓

。2.輸出電流是任意的，即隨負(fù)載(外電路）的改變而改變。US返回特點(diǎn)：_U+IUS+_RLIO當(dāng)前第44頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

1.輸出電流恒定不變

2.端電壓是任意的,即隨負(fù)載不同而不同IUIS＋－

2.電流源RLU=IS.RLI=IS外特性方程翻頁下頁上頁第1章返回IUISO特點(diǎn)：當(dāng)前第45頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)分析：IS

固定不變,US

固定不變。USIRU-=翻頁上頁下頁第1章返回IsU=?＋－IUS+-R所以：

I=Is,

已知：Is

，US

，R

問：I

等于多少？U

又等于多少？[例1.3.1]當(dāng)前第46頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)解：1.Uab=US

,

2.若R

減小為1Ω，電流源的功率不變！電壓源的功率IUs

=I–Is=3A

增大！P=USIUs=12WI=USR=4A翻頁上頁下頁第1章返回

已知：Is

，US

，R0試分析：[例1.3.2]US+bRIsIIUsa-1A4V2ΩI=USR=42=2A2.若使R減小為1Ω，I如何變？?jī)蓚€(gè)電源的功率如何變？1.I等于多少？當(dāng)前第47頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.3.2實(shí)際電源的模型1.實(shí)際電源的模型電源模型電壓源模型電流源模型具有相同的外特性下頁上頁翻頁第1章返回IU+-實(shí)際電源R當(dāng)前第48頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)ba2.電壓源模型翻頁U=US-IR0--外特性方程第1章下頁上頁返回IR+U-USR0+–當(dāng)前第49頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)3.電流源模型I=IS-IR0---外特性方程翻頁上頁下頁第1章返回baIR+U-R0IR0Is當(dāng)前第50頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.3.3兩種電源的等效互換翻頁上頁下頁返回第1章U＋－RLI

電源IUS+UR0＋－－IsR0U＋－I當(dāng)前第51頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)等效互換條件U=UsI·R0U=IR0·R0

=Is·R0I·R0=(

IsI)·R0翻頁上頁下頁第1章返回IUS+UR0＋－－IsR0U＋－IIUIR0

Us=

R0=R0Is·R0當(dāng)前第52頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)電壓源模型電流源模型電流源模型電壓源模型R0USIs=R0=R0US=Is·R0

R0=R0下頁上頁第1章翻頁返回IUS+UR0＋－－IsR0U＋－IIsR0U＋－IIUS+UR0＋－－當(dāng)前第53頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)2）所謂“等效”是指“對(duì)外電路”等效（即對(duì)外電路的伏－安特性一致），對(duì)于電源內(nèi)部并不一定等效。例如，在電源開路時(shí)：1）電壓源模型與電流源模型互換前后電流的方向保持不變，即IS和Us方向一致。R0

不消耗能量

消耗

能量R0

上頁下頁第1章翻頁返回說明IUS+UR0＋－－IsR0U＋－I當(dāng)前第54頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)3）電壓源（恒壓源）與電流源（恒流源）之間不能互換。上頁下頁第1章返回IsUS+–翻頁當(dāng)前第55頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)例

圖1.3.2(a)所示的實(shí)際電路中，已知R=0時(shí)I=2A，R=4歐時(shí)，I=1.2A，試求：（1）電流源模型的IS和R0；（2）電壓源模型的US和R0;

（3）R=2歐時(shí)的I值。上頁下頁第1章返回本節(jié)結(jié)束當(dāng)前第56頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

二極管的特性和主要參數(shù)

二極管的電路模型

穩(wěn)壓二極管

發(fā)光二極管和光電二極管

PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?.4晶體二極管第1章上頁下頁返回當(dāng)前第57頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.本征半導(dǎo)體

完全純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。它具有共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。鍺和硅的原子結(jié)構(gòu)單晶硅中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)價(jià)電子硅原子第1章上頁下頁翻頁返回

PN結(jié)及其單向?qū)щ娞匦晕镔|(zhì)按導(dǎo)電能力分為：導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體。當(dāng)前第58頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

在半導(dǎo)體中，同時(shí)存在著電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電?？昭ê妥杂呻娮佣挤Q為載流子。它們成對(duì)出現(xiàn)，成對(duì)消失。常溫下熱激發(fā)自由電子和空穴的形成復(fù)合自由電子本征激發(fā)第1章上頁下頁翻頁返回空穴當(dāng)前第59頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)2.N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體原理圖P自由電子結(jié)構(gòu)圖磷原子正離子P+

在硅或鍺中摻入少量的五價(jià)元素，如磷或砷、銻，則形成N型半導(dǎo)體。多余價(jià)電子少子多子正離子在N型半導(dǎo)體中，電子是多子，空穴是少子第1章上頁下頁N型半導(dǎo)體翻頁返回當(dāng)前第60頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

P型半導(dǎo)體

在硅或鍺中摻入三價(jià)元素，如硼或鋁、鎵，則形成P型半導(dǎo)體。原理圖BB-

硼原子負(fù)離子空穴填補(bǔ)空位結(jié)構(gòu)圖在P型半導(dǎo)體中，空穴是多子，電子是少子。多子少子負(fù)離子第1章上頁下頁

翻頁返回當(dāng)前第61頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)

用專門的制造工藝在同一塊半導(dǎo)體單晶上，形成P型半導(dǎo)體區(qū)域和N型半導(dǎo)體區(qū)域，在這兩個(gè)區(qū)域的交界處就形成一個(gè)PN結(jié)。P區(qū)N區(qū)P區(qū)的空穴向N區(qū)擴(kuò)散并與電子復(fù)合N區(qū)的電子向P區(qū)擴(kuò)散并與空穴復(fù)合空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)方向

3.PN結(jié)的形成第1章上頁下頁翻頁返回當(dāng)前第62頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)方向

在一定條件下，多子擴(kuò)散和少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。P區(qū)N區(qū)多子擴(kuò)散少子漂移第1章上頁下頁翻頁返回當(dāng)前第63頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)最終，多子擴(kuò)散和少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定→PN結(jié)結(jié)論：第1章上頁下頁翻頁返回

濃度差→擴(kuò)散和復(fù)合

空間電荷區(qū)→內(nèi)電場(chǎng)

擴(kuò)散和復(fù)合→空間電荷區(qū)（耗盡層）內(nèi)電場(chǎng)→阻止擴(kuò)散、并引起少數(shù)載流子漂移當(dāng)前第64頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)4.PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮區(qū)N區(qū)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)EI空間電荷區(qū)變窄

P區(qū)的空穴進(jìn)入空間電荷區(qū)和一部分負(fù)離子中和

N區(qū)電子進(jìn)入空間電荷區(qū)和一部分正離子中和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，形成較大的正向電流。第1章上頁下頁翻頁外加正向電壓返回當(dāng)前第65頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)外電場(chǎng)驅(qū)使空間電荷區(qū)兩側(cè)的空穴和自由電子移走空間電荷區(qū)變寬

內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)少子越過PN結(jié)形成很小的反向電流IRE第1章上頁下頁翻頁

外加反向電壓N區(qū)P區(qū)返回當(dāng)前第66頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)由上述分析可知：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?/p>

即在PN結(jié)上加正向電壓時(shí)，PN結(jié)電阻很低，正向電流較大。（PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)）

加反向電壓時(shí)，PN結(jié)電阻很高，反向電流很小。（PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)）切記第1章上頁下頁翻頁返回當(dāng)前第67頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.4.2二極管的特性和主要參數(shù)

1.結(jié)構(gòu)

表示符號(hào)

面接觸型點(diǎn)接觸型引線觸絲外殼N型鍺片N型硅陽極引線PN結(jié)陰極引線金銻合金底座鋁合金小球第1章上頁下頁陰極陽極D翻頁返回當(dāng)前第68頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)2.二極管的伏安特性-40-20OU/VI/mA604020-50-250.40.8正向反向擊穿電壓死區(qū)電壓U(BR)硅管的伏安特性I/μA第1章上頁下頁翻頁返回-20-40-250.40.2-5010O155I/mAU/V鍺管的伏安特性I/μA死區(qū)電壓死區(qū)電壓：硅管約為：0.5V,鍺管約為：0.1V。導(dǎo)通時(shí)的正向壓降：硅管約為:0.6V～0.8V,鍺管約為:0.2V～0.3V。常溫下，反向飽和電流很小.當(dāng)PN結(jié)溫度升高時(shí)，反向電流明顯增加。注意:當(dāng)前第69頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)3.二極管的主要參數(shù)-40-20OI/mA604020-50-250.40.8正向反向擊穿電壓死區(qū)電壓U(BR)I/μAU/V第1章上頁下頁最大整流電流IFM

最高反向電壓URM

最高工作頻率fM

最大反向電流IRM

翻頁返回在選用二極管時(shí)，應(yīng)根據(jù)用途來選擇二極管，如整流二極管、開關(guān)二極管等。當(dāng)前第70頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁返回下頁1.4.3二極管的電路模型

1.二極管的工作點(diǎn)EERUQIQER＋-＋D-UQU=E–RI工作點(diǎn)：Q翻頁IUO當(dāng)前第71頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁返回下頁二極管的靜態(tài)電阻和動(dòng)態(tài)電阻翻頁靜態(tài)電阻：UQIQRD=動(dòng)態(tài)電阻：rD=UIIUUQIQQIUO靜態(tài)電阻作用：估算靜態(tài)工作點(diǎn)動(dòng)態(tài)電阻作用：估算電壓、電流的變化量當(dāng)前第72頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁返回下頁IU2.二極管特性的折線近似及模型Q翻頁U0NOPU=UON+rD

I二極管的電路模型+－UONrDDi當(dāng)前第73頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁返回下頁特例一：理想模型翻頁二極管的理想模型DiIUO假設(shè)：UON=0，rD=0，反向電流IR=0當(dāng)前第74頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁返回下頁特例二：電壓源模型翻頁二極管的電壓源模型IUO假設(shè)：UON=UD，rD=0，反向電流IR=0U0N+－UONDi當(dāng)前第75頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁返回下頁典型問題：在多個(gè)二極管電路中如何判斷各二極管的導(dǎo)通情況翻頁一般方法：利用假設(shè)法，然后進(jìn)行驗(yàn)證特殊方法：（1）兩個(gè)二極管并聯(lián)，共陽極接法時(shí)，陰極電位最低的二極管導(dǎo)通（2）兩個(gè)二極管并聯(lián)，共陰極接法時(shí)，陽陽極電位最高的二極管導(dǎo)通。當(dāng)前第76頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁返回下頁翻頁例子：例題（P18）當(dāng)前第77頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體二極管。符號(hào):DZ陰極陽極特點(diǎn):(1)反向特性曲線比較陡(2)工作在反向擊穿區(qū)

穩(wěn)壓二極管第1章上頁下頁翻頁返回I/mAU/V0UZIZIU＋-當(dāng)前第78頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)穩(wěn)壓管的主要參數(shù):第1章上頁下頁返回I/mAU/V0UZIZ翻頁穩(wěn)定電壓UZ穩(wěn)定電流IZmin動(dòng)態(tài)電阻rZrz=△UZ/△IZ最大穩(wěn)定電流IZmax當(dāng)前第79頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁下頁本節(jié)結(jié)束返回穩(wěn)壓管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路

圖中R為限流電阻，用來限制流過穩(wěn)壓管的電流。RL為負(fù)載電阻。UiR＋-＋-DZRL＋-UOIILIZUZ

由于穩(wěn)壓管工作在二極管的反向特性上，因而在反向擊穿的情況下可以保證負(fù)載兩端的電壓在一定的范圍內(nèi)基本保持不變。當(dāng)前第80頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁下頁本節(jié)結(jié)束返回穩(wěn)壓管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路限流電阻R的選取原則：UiR＋-＋-DZRL＋-UOIILIZUZ

在電網(wǎng)電壓波動(dòng)的情況下，選取限流電阻R，使穩(wěn)壓管始終工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，即要求在電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍內(nèi)，穩(wěn)壓管中的電流滿足：IZmin≤IZ≤IZmax當(dāng)前第81頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁下頁本節(jié)結(jié)束返回穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的典型例子UiR＋-＋-DZRL＋-UOIILIZUZ習(xí)題當(dāng)前第82頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.4.5發(fā)光二極管和光電二極管1.發(fā)光二極管正向?qū)ê蟀l(fā)光

導(dǎo)通壓降大于普通二極管2.光電二極管光照射后導(dǎo)通，反向電流與光照強(qiáng)度相關(guān)。

第1章上頁下頁返回當(dāng)前第83頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁下頁翻頁返回幾種二極管外觀圖小功率二極管大功率二極管

發(fā)光二極管穩(wěn)壓

二極管光電

二極管當(dāng)前第84頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.5

雙極型晶體管1.5.1基本結(jié)構(gòu)和電流放大作用1.5.2特性曲線和主要參數(shù)1.5.3簡(jiǎn)化的小信號(hào)模型第1章上頁下頁返回當(dāng)前第85頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)1.5.1基本結(jié)構(gòu)和電流放大作用NPN型CPNNEB發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)基極發(fā)射極集電結(jié)發(fā)射結(jié)集電極BETCNPN第1章上頁下頁翻頁返回結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：基區(qū)：很薄，且雜質(zhì)濃度低發(fā)射區(qū)：雜質(zhì)濃度最高集電區(qū)：雜質(zhì)濃度較高，但比發(fā)射區(qū)低圖形符號(hào)：當(dāng)前第86頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)雙極型晶體管的兩種類型NPN型PNP型CPNNNPPEEBB發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)基極發(fā)射極集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電區(qū)發(fā)射區(qū)集電極集電極C發(fā)射極基極BETCNPNBETCPNP第1章上頁下頁翻頁返回當(dāng)前第87頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)第1章上頁返回下頁翻頁部分晶體管的照片當(dāng)前第88頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)晶體管的電流放大原理IEIBRBUBBICUCC輸入電路輸出電路公共端

晶體管具有電流放大作用的外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置集電結(jié)反向偏置NPN

管：

UBE>0

UBC<0即VC>VB>VERCBCE共發(fā)射極放大電路第1章上頁下頁翻頁返回當(dāng)前第89頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)三極管的電流控制原理UBBRBIBICUCCRCNPIEN發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子電源負(fù)極向發(fā)射區(qū)補(bǔ)充電子形成發(fā)射極電流IE電子在基區(qū)的擴(kuò)散與復(fù)合集電區(qū)收集電子電子流向電源正極形成IC電源正極拉走電子，補(bǔ)充被復(fù)合的空穴，形成IB第1章上頁下頁翻頁返回當(dāng)前第90頁\共有98頁\編于星期六\12點(diǎn)由上所述可知:由于基區(qū)很薄且摻雜濃度小,電子在基區(qū)擴(kuò)散的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于復(fù)合的數(shù)量。即：IC>>IB