第一章第一二節(jié)新教材

第一章第一二節(jié)新教材第一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四信號(hào):

信號(hào)是運(yùn)載消息的工具，是消息的載體。從廣義上講，它包括光信號(hào)、聲信號(hào)和電信號(hào)等。其中，電信號(hào)是指隨時(shí)間而變化的電壓u或電流i，u=f(t)或i=f(t)。電信號(hào)容易傳送和控制，應(yīng)用廣泛。也是本門課程研究是重點(diǎn)。第0章

預(yù)備知識(shí)信號(hào)可分為:

模擬信號(hào)：在時(shí)間和幅值上都是連續(xù)的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：在時(shí)間和幅值上都是離散的信號(hào)。第二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

模擬信號(hào)無(wú)處不在，在自然界中能夠提取到的未經(jīng)處理的信號(hào)，幾乎都是模擬信號(hào),如：說(shuō)話的聲音、一天中室內(nèi)的溫度、交流電傳輸線路中的電壓、等等這些都是模擬信號(hào)。

模擬電子技術(shù)就是一門對(duì)產(chǎn)生、處理模擬信號(hào)的電路即模擬電路進(jìn)行研究的課程。其中所涉及到的模擬信號(hào)，在本門課程中只涉及到模擬電信號(hào)。在本門課程中，我們首先將會(huì)學(xué)習(xí)到一些典型的，重要的模擬電子器件，他們是：二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、運(yùn)算放大器等。之后，我們將介紹一些基本的模擬電路,并對(duì)其做進(jìn)一步的分析研究，這些電路包括：基本放大電路、運(yùn)算放大器電路、負(fù)反饋放大電路、低頻功放電路、電源電路等。第三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四對(duì)象溫度、濕度等物理信號(hào)模擬電信號(hào)信號(hào)提取信號(hào)預(yù)處理信號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)加工傳感器、紅外接收器等隔離、濾波、放大調(diào)制解調(diào)轉(zhuǎn)換放大、隔離等信號(hào)執(zhí)行運(yùn)算比較信號(hào)運(yùn)算執(zhí)行，控制器件

在我們學(xué)習(xí)過典型的模擬電路之后，結(jié)合其他所學(xué)課程，就可以完成一個(gè)完整的模擬信號(hào)處理系統(tǒng)。一個(gè)完整模擬信號(hào)處理系統(tǒng)框圖如下所示：第四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1半導(dǎo)體器件2基本放大電路3集成運(yùn)算放大電路4

放大電路的頻率響應(yīng)5負(fù)反饋放大電路6信號(hào)處理與波形產(chǎn)生電路7低頻功率放大器8直流電源課程內(nèi)容

56學(xué)時(shí)

3.5學(xué)分6學(xué)時(shí)12學(xué)時(shí)8學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)8學(xué)時(shí)8學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)6學(xué)時(shí)考核形式期末閉卷筆試成績(jī)占80%選擇填空等客觀題40%分析計(jì)算等占60%平時(shí)成績(jī)占20%第五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第1章半導(dǎo)體器件1.1半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識(shí)1.2半導(dǎo)體二極管1.3半導(dǎo)體三極管1.4場(chǎng)效應(yīng)管第六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四物質(zhì)按導(dǎo)電性能可劃分為：導(dǎo)體：一般為低價(jià)元素，如銅、鐵、鋁等金屬元素。導(dǎo)電率為105S.cm-1量級(jí)。導(dǎo)電能力強(qiáng)。

絕緣體：一般為高價(jià)元素，如：橡膠、云母、塑料等。導(dǎo)電率為10-22~10-14S.cm-1量級(jí)。導(dǎo)電能力弱。半導(dǎo)體：一般為四價(jià)元素，如：硅（Si）鍺（Ge）等。導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間。且導(dǎo)電能力隨條件變化。1.1.1半導(dǎo)體材料1.1半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識(shí)第七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四半導(dǎo)體物質(zhì)特性：摻入雜質(zhì)則導(dǎo)電率顯著增加摻雜特性半導(dǎo)體器件溫度增加使導(dǎo)電率大為增加溫度特性熱敏器件光照不僅大為增加導(dǎo)電率還可產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)光照特性光敏器件、光電器件第八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四完全純凈、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體被稱為本征半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體晶體內(nèi)所含的原子為硅（Si）或鍺（Ge）原子、其簡(jiǎn)化的原子結(jié)構(gòu)如右下圖所示：本征半導(dǎo)體在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)。（見左下圖）1.1.2本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體：本征半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)Si+14284Ge+3228184+4常見本征半導(dǎo)體原子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型第九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四+4+4+4+4+4+4+4+4+41.在T=0K，且無(wú)外部激發(fā)能量時(shí)：本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性:常見本征半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)平面示意圖本征半導(dǎo)體內(nèi)部沒有能夠運(yùn)載電荷、自由移動(dòng)的帶電粒子，即載流子，此時(shí)本征半導(dǎo)體呈絕緣特性。第十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四+4+4+4+4+4+4+4+4+42.在有外部激發(fā)能量（如溫度升高，光照）時(shí)，本征半導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生本征（熱）激發(fā)現(xiàn)象：掙脫原子核束縛的電子稱為自由電子，在本征（熱）激發(fā)下形成帶負(fù)電荷的載流子。留下的空位稱為空穴，成為帶正電荷的載流子。本征半導(dǎo)體的載流子在外加電場(chǎng)的作用下可定向移動(dòng)形成漂移電流。共價(jià)鍵內(nèi)的電子稱為束縛電子第十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.載流子在外電場(chǎng)的作用下，定向移動(dòng)形成的漂移電流由以下兩種電流組成：空穴電流：電子電流：由帶負(fù)電的，運(yùn)動(dòng)方向與外電場(chǎng)方向相反的電子流形成。由帶正電的，價(jià)電子遞補(bǔ)空穴運(yùn)動(dòng)形成的，與外電場(chǎng)方向相同的空穴流形成。電子流和空穴流方向相反，所形成的電子電流和空穴電流方向相同，兩者之和即為漂移電流。1.在本征半導(dǎo)體中，一方面由于熱激發(fā)，自由電子-空穴對(duì)不斷產(chǎn)生；另一方面，自由電子在運(yùn)動(dòng)過程中又會(huì)不斷地填補(bǔ)空穴從而使自由電子-空穴對(duì)消失，這一過程稱為復(fù)合。

第十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.本征半導(dǎo)體漂移電流的大小，取決于可用于導(dǎo)電的載流子的濃度。一定溫度下，激發(fā)和復(fù)合作用相對(duì)平衡，載流子濃度一定。載流子濃度受溫度影響很大（可以證明成指數(shù)變化規(guī)律），與電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)關(guān)。4.本征半導(dǎo)體只能由本征（熱）激發(fā)獲得載流子，其濃度很小，得到的漂移電流也很小。導(dǎo)電性能不強(qiáng)。

為了改善并控制本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，人們?cè)诒菊靼雽?dǎo)體內(nèi)參入了雜質(zhì)，得到雜質(zhì)半導(dǎo)體。第十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四雜質(zhì)半導(dǎo)體N（電子）型半導(dǎo)體(摻入的五價(jià)元素如P、Se等)1.1.3雜質(zhì)半導(dǎo)體P（空穴）型半導(dǎo)體(摻入的三價(jià)元素如B、Al、In等)

雜質(zhì)半導(dǎo)體：摻入了雜質(zhì)的半導(dǎo)體被叫做雜質(zhì)半導(dǎo)體。被摻入雜質(zhì)越多，導(dǎo)電性能越強(qiáng)。第十四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.N型半導(dǎo)體:+4+4+4+4+4+4+4+4+4+5+5在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素，如P自由電子是多數(shù)載流子（多子）空穴是少數(shù)載流子（少子）雜質(zhì)原子提供由本征（熱）激發(fā)形成由于五價(jià)元素很容易貢獻(xiàn)電子，因此將其稱為施主雜質(zhì)。施主雜質(zhì)因提供自由電子而帶正電荷成為正離子第十五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.P型半導(dǎo)體:+4+4+4+4+4+4+4+4+4+3+3在本征半導(dǎo)體中摻入的三價(jià)元素如B自由電子是少數(shù)載流子空穴是多數(shù)載流子雜質(zhì)原子提供由本征（熱）激發(fā)形成因留下的空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價(jià)雜質(zhì)因而也稱為受主雜質(zhì)。第十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

多子受溫度的影響很小,在雜質(zhì)半導(dǎo)體，摻入雜質(zhì)的濃度決定了多子的濃度，也就控制了雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能；

少子是本征激發(fā)形成的，盡管其濃度很低，卻對(duì)溫度非常敏感，這一特性既可以讓我們用其制作光敏器件和熱敏器件，又是造成半導(dǎo)體器件溫度穩(wěn)定性差的原因。

第十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.1.4PN結(jié)1.PN結(jié)的形成P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體緊密接觸在一起，在接觸面形成PN結(jié)。1、載流子因濃度不同而有“擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)”，形成“擴(kuò)散電流”。P型

N型空間電荷區(qū)4、內(nèi)電場(chǎng)促進(jìn)少子（少數(shù)載流子）的“漂移運(yùn)動(dòng)”，形成“漂移電流”。

內(nèi)電場(chǎng)EPN結(jié)勢(shì)壘區(qū)3、正負(fù)離子電荷在空間電荷區(qū)中形成由N區(qū)指向P區(qū)的“內(nèi)電場(chǎng)”。內(nèi)電場(chǎng)阻擋多子（多數(shù)載流子)擴(kuò)散(阻擋層、勢(shì)壘區(qū))。2、電子空穴在擴(kuò)散中在交界面附近復(fù)合，在P區(qū)留下不能移動(dòng)的負(fù)離子；在N區(qū)留下不能移動(dòng)的正離子。形成“空間電荷區(qū)”。因多數(shù)載流子已耗盡，又叫“耗盡層”。

5、開始時(shí)，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)較弱，隨著擴(kuò)散的進(jìn)行，空間電荷區(qū)加寬、內(nèi)電場(chǎng)加強(qiáng)，阻礙擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)、增強(qiáng)漂移運(yùn)動(dòng)，當(dāng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，漂移電流等于擴(kuò)散電流時(shí)，穩(wěn)定的空間電荷區(qū)，即PN結(jié)形成。第十八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四形成空間電荷區(qū)，產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng)濃度差使多子做擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散，漂移動(dòng)態(tài)平衡，形成PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)阻礙多子繼續(xù)擴(kuò)散，加強(qiáng)少子漂移運(yùn)動(dòng)PN結(jié)形成過程流程圖：第十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦詣倓偹懻摰腜N結(jié)處于平衡狀態(tài)，稱為平衡PN結(jié)。如在PN結(jié)兩端外加不同方向電壓，就會(huì)破壞原平衡，呈現(xiàn)出單向?qū)щ娦浴?/p>

P型

N型空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)EPN結(jié)+-1、外加正向電壓形成外電場(chǎng)，內(nèi)外電場(chǎng)方向相反。內(nèi)電場(chǎng)被削弱。2、外電場(chǎng)使多子趨向分界面的空間電荷區(qū)與離子中和。結(jié)果使空間電荷區(qū)離子層變薄，勢(shì)壘降低。3、勢(shì)壘降低后，便會(huì)有大量的多子越過空間電荷區(qū)作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成較大的正向擴(kuò)散電流。外電場(chǎng)正向電壓有較大正向電流，且隨著正向電壓的增大而增大，此時(shí)PN節(jié)電阻很小。（1）外加正向電壓第二十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四(1)在PN結(jié)外加上正向電壓時(shí)：PN結(jié)正偏（P(+),N(-)）時(shí)，具有較大的正向擴(kuò)散電流，呈現(xiàn)低電阻，PN結(jié)導(dǎo)通。正向電流隨著正向電壓的增大而增大第二十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮型

N型空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)EPN結(jié)+-1、外加反向電壓形成外電場(chǎng)，內(nèi)外電場(chǎng)方向相同，內(nèi)電場(chǎng)被增強(qiáng)。2、外電場(chǎng)使多子遠(yuǎn)離空間電荷區(qū)，結(jié)果使空間電荷區(qū)離子層變厚，勢(shì)壘增加。

3、勢(shì)壘增加使擴(kuò)散電流很快減到零。只剩下漂移電流。漂移電流由少子形成，其值很小，溫度一定時(shí)，大小一定。不隨外加電壓改變。固又叫反向飽和電流。外電場(chǎng)反向電壓（2）外加反向電壓有很小的漂移電流，即反向飽和電流，其值不隨反向電壓而改變，此時(shí)PN結(jié)電阻很高。第二十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四(2)在PN結(jié)外加上反向電壓時(shí)：PN結(jié)反偏（P(-),N(+)）時(shí)，僅有很小的反向漂移(飽和)電流，呈現(xiàn)高電阻，PN結(jié)截止。第二十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四結(jié)論：

PN結(jié)加正向電壓，即正偏時(shí)，有較大的正向擴(kuò)散電流，此時(shí)PN結(jié)電阻小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)的正向電流隨著PN結(jié)兩端的電壓增大而增大；

PN結(jié)加反向電壓，即反偏時(shí)，只有很小的，不隨PN結(jié)兩端電壓變化的反向飽和電流，此時(shí)PN結(jié)電阻大，處于截止?fàn)顟B(tài)。

即PN結(jié)具有單向?qū)щ娦阅堋５诙捻?yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

當(dāng)加反向電壓時(shí)(U<<UT)

：

當(dāng)加正向電壓時(shí)(U

>>UT)

：反偏正偏UI03.PN結(jié)的伏安特性第二十五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四4.PN結(jié)的擊穿特性反向擊穿PN結(jié)上反向電壓達(dá)到某一數(shù)值(反向擊穿電壓UB)，反向電流激增。雪崩擊穿：齊納擊穿：易發(fā)生于摻雜濃度相對(duì)小的PN結(jié)，反向擊穿電壓相對(duì)較高。易發(fā)生于摻雜濃度高的PN結(jié)，反向擊穿電壓相對(duì)較低?？赡鎿舸㏄N結(jié)的電流或電壓較大，使PN結(jié)耗散功率超過極限值，使結(jié)溫升高，導(dǎo)致PN結(jié)過熱而燒毀。熱擊穿：不可逆擊穿串聯(lián)限流電阻避免第二十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四5.PN結(jié)的電容效應(yīng)

PN結(jié)兩端加上電壓，PN結(jié)內(nèi)就有電荷的變化，說(shuō)明PN結(jié)具有電容效應(yīng)CC1C2Q2Q1UΔUΔQ1ΔQ2電容器定義和公式：第二十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四5.PN結(jié)的電容效應(yīng)勢(shì)壘電容CB：空間電荷區(qū)不能移動(dòng)的正、負(fù)離子構(gòu)成勢(shì)壘電容。其結(jié)構(gòu)類似平板電容，其電荷隨結(jié)電壓變化而變化的過程類似平板電容充放電。PN結(jié)加反向電壓時(shí)，結(jié)電容基本以勢(shì)壘電容為主。擴(kuò)散電容CD：多子擴(kuò)散后，在PN結(jié)的另一側(cè)累積形成的電容為擴(kuò)散電容。PN結(jié)加正向電壓時(shí)的結(jié)電容基本等于擴(kuò)散電容。PN結(jié)的結(jié)電容C：Cj＝CB＋CD。結(jié)電容Cj很小，工作頻率低時(shí)可忽略，高頻時(shí)要考慮電容影響。PN結(jié)結(jié)電容Cj由勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容組成。第二十八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第1章半導(dǎo)體器件1.1半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識(shí)1.2半導(dǎo)體二極管1.3半導(dǎo)體三極管1.4場(chǎng)效應(yīng)管第二十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.2半導(dǎo)體二極管

二極管以PN結(jié)為核心，P端引出的電極為正（稱正極或陽(yáng)極），N端引出的電極為負(fù)（稱負(fù)極或陰極）。按使用材料，二極管分為硅管和鍺管。1.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和類型第三十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四PN結(jié)面積小，結(jié)電容小用于檢波和變頻等高頻電路，為小功率管。

二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。(1)點(diǎn)接觸型(2)面接觸型用于低頻大電流整流電路PN結(jié)面積大(3)平面型用于高頻整流和開關(guān)電路PN結(jié)面積可大可小往往用于集成電路制造中第三十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四各類半導(dǎo)體二極管第三十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.2.2半導(dǎo)體二極管的伏安特性反向特性正向特性U0IUth導(dǎo)通壓降:硅管0.6~0.8V鍺管0.1~0.3V擊穿特性UB+NP-N+P-二極管具有單向?qū)щ娦蚤撝惦妷?硅管約0.5V鍺管約0.1V第三十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.2.3半導(dǎo)體二極管的主要電參數(shù)反向特性正向特性U0IUth導(dǎo)通壓降:硅管0.6~0.8V鍺管0.1~0.3V擊穿特性UB

IF—最大整流電流(最大正向平均電流)URM—最高反向工作電壓

IR—反向電流fM—最高工作頻率(超過時(shí)單向?qū)щ娦宰儾?

IFURM

IR

URM≈UB/2

第三十四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四UIUD

在實(shí)際分析計(jì)算時(shí)，為方便起見，可將二極管的伏安特性曲線折線化處理。圖中，藍(lán)線為截止區(qū)，紅線為導(dǎo)通區(qū)。注意圖中閾值導(dǎo)通電壓UD的取值：當(dāng)二極管為非理想二級(jí)管時(shí)，UD=0.7V（硅管）、0.2V（鍺管）；當(dāng)二極管為理想二極管時(shí)，UD=0V。二極管應(yīng)用等效模型及分析方法（重要）在分析二極管狀態(tài)，可先將其視為斷開，觀察或計(jì)算二極管兩端電壓后再行判斷。當(dāng)二極管兩端加的正向電壓大于閾值導(dǎo)通電壓UD時(shí)導(dǎo)通，小于該值時(shí)二極管截止。導(dǎo)通時(shí)二極管視作其值為UD的電壓源，截止時(shí)視作斷路。二極管應(yīng)用等效模型2.分析方法1.應(yīng)用等效模型理想二級(jí)管導(dǎo)通時(shí)視為？第三十五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四補(bǔ)充：半導(dǎo)體二極管的應(yīng)用1.整流電路所謂整流，就是利用二極管的單向?qū)щ娦?，將交流電壓變成單向的直流電壓。例：在下圖所示的半波整流電路中，二極管被視為理想元件，試根據(jù)輸入電壓波形畫出輸出電壓的相應(yīng)波形。uiuott第三十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.開關(guān)電路（邏輯開關(guān)）利用二極管的單向?qū)щ娦裕沟秒娐分休斎腚妷捍笥谝欢ㄖ禃r(shí)電路導(dǎo)通，小于一定值時(shí)截止斷開，達(dá)到開關(guān)目的。例1：由理想二極管組成的電路如圖，其中輸入波形ui1、ui2如下，試畫出輸出波形uo。ui1t05Vui2t05Vuot03VVD1VD2R+3VuoVD1VD2ui1ui2導(dǎo)通導(dǎo)通截止導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止截止導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止第三十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四例2：由理想二極管組成的電路如圖，試確定各電路的輸出電壓（例1-1）R6kΩ-18VUoVD1VD2VD3-6V0V-6VR6kΩ+18VUoVD1VD2VD3+6V0V-6VVD2導(dǎo)通，UO=0VVD2導(dǎo)通，UO=-6V判斷二極管導(dǎo)通與否，先斷開二極管，再分析。若有兩只以上二極管，則承受正向電壓最大的優(yōu)先導(dǎo)通,然后再行判斷其他二極管是否導(dǎo)通第三十八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.限幅電路

當(dāng)輸入信號(hào)電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓隨輸入電壓相應(yīng)變化；而當(dāng)輸入電壓超出該范圍時(shí)，輸出電壓保持不變，這種電路就是限幅電路。Ruiuouiuott二極管導(dǎo)通電壓不為零。例：在下圖所示的限幅電路中，二極管的導(dǎo)通電壓為UD，輸入波形如圖所示，輸入電壓的最大值大于UD，試根據(jù)輸入電壓波形畫出輸出電壓的相應(yīng)波形。UD第三十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四例3（教材例1-2）:二極管的雙向限幅電路如圖1-20（a）所示。設(shè)ui為幅值大于直流電源值的正弦波，二極管為理想器件。試畫出的波形。分析圖中二極管導(dǎo)通情況：VD1導(dǎo)通條件ui>U1，導(dǎo)通后uo=U1VD2導(dǎo)通條件ui<-U2，導(dǎo)通后uo=-U2當(dāng)-U2<ui<U1時(shí)兩二極管都不導(dǎo)通，此時(shí)uo=uiuiuo第四十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四4.檢波電路將調(diào)幅波上的語(yǔ)音信號(hào)取出。第四十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四二極管的補(bǔ)充應(yīng)用例題例1：二極管導(dǎo)通電壓UD約為0.7V。試估算開關(guān)斷開和閉合時(shí)輸出電壓值。開關(guān)斷開時(shí)，二極管正向?qū)?，UO=V1-UD=5.3V開關(guān)閉合時(shí)，二極管反向截止，UO=V2=12V判斷二極管的導(dǎo)通否，先斷開二極管，再看正負(fù)極的電位高低，判斷是否導(dǎo)通第四十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四例3電路如下圖所示：估算流過二極管的電流IVD和A點(diǎn)電位UA，設(shè)二極管的正向壓降為0.7V（1）先判斷VD是否導(dǎo)通:

假定VD斷開，則A點(diǎn)電位為

10V*（2000/2500）=8V，VD正向壓降超過0.7V，導(dǎo)通。（2）VD導(dǎo)通，有恒壓降0.7V，所以A點(diǎn)電位UA=6V+0.7V=6.7V。（3）由UA=6.7V計(jì)算流過電阻的電流：

IR1=(10V-6.7V)/0.5kΩ=6.6mA

IR2=6.7V/2kΩ=3.35mA（4）流過VD的電流為

IVD=IR1-IR2=3.25mA+6V+Ucc=10V圖1-23（a）AR2

2kΩR1=500ΩVDUA=6.7VIR1IR2IVD第四十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四例3電路如下圖所示:估算流過二極管的電流IVD和A點(diǎn)電位UA，設(shè)二極管的正向壓降為0.7V（1）先判斷VD是否導(dǎo)通:

假定VD斷開，則A點(diǎn)電位為

10V*（10/13）=7.69V，VD正向壓降超過0.7V，導(dǎo)通。（2）VD導(dǎo)通，有恒壓降0.7V。（3）考慮A點(diǎn)流入流出的電流：

IR1=IR2+IR3

(10-UA)/3=UA/10+(UA-0.7)/2

解得UA=3.95V（4）流過VD的電流為

IVD=(UA-0.7V)/2kΩ=1.63mAUAIR1IR2+Ucc=10V圖1-23（b）AR2

10kΩR1=3kΩVDR3=2kΩUA-0.7VIR3第四十四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1.2.5特殊二極管1.硅穩(wěn)壓二極管伏安特性穩(wěn)壓二極管利用二極管的反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，穩(wěn)壓時(shí)工作在反向擊穿區(qū)。思考：二極管的正向?qū)▍^(qū)也有一定的穩(wěn)壓特性，可以利用該特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓?jiǎn)?？穩(wěn)壓二極管使用時(shí)與負(fù)載并聯(lián)，且流過的電流大小IDZ有范圍限制：

IDZ,min<IDZ<IDZ,maxVDZ第四十五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四(1)穩(wěn)定電壓UDZ(5)動(dòng)態(tài)電阻rZ(2)最小穩(wěn)定工作電流

IDZ，min(6)穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)穩(wěn)壓二極管主要參數(shù)(3)最大允許工作電流

IDZ，max(4)最大允許功耗

PZmaxUDZIDZminIDZmax第四十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四在判斷穩(wěn)壓二極管狀態(tài)時(shí)，同普通二極管一樣，應(yīng)先將其兩端斷開，再對(duì)兩端電壓進(jìn)行判斷。與普通二極管有兩種狀態(tài)相對(duì)，穩(wěn)壓二極管有三種狀態(tài)，應(yīng)在判斷時(shí)加以區(qū)分：當(dāng)U>Uth（根據(jù)具體題目，Uth可為0）時(shí)，穩(wěn)壓二極管處于正向?qū)顟B(tài)，兩端電壓等于Uth。

當(dāng)Udz<U<Uth時(shí)，穩(wěn)壓二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，穩(wěn)壓二極管看做斷開狀態(tài)。當(dāng)U<Udz時(shí),穩(wěn)壓二極管處于反向擊穿狀態(tài)，兩端電壓等于Udz。穩(wěn)壓二極管應(yīng)用等效模型：第四十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四穩(wěn)壓二極管應(yīng)用等效模型：第四十八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱LED（LightEmittingDiode），在發(fā)光二極管兩端加正向電壓時(shí)，多子在擴(kuò)散中復(fù)合時(shí)，部分能量以光子放出，使二極管發(fā)光。3.光電二極管光電二極管工作在反向電壓下，通過光照增加少子濃度，利用漂移電流導(dǎo)電。電路電流隨光照變化。第四十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四4.光電耦合器件5.變?nèi)荻O管利用結(jié)勢(shì)壘電容CT隨外電壓U的變化而變化的特點(diǎn)制成的二極管。變?nèi)荻O管工作在反向電壓下。變?nèi)荻O管用于高頻電子線路。將光電二極管和發(fā)光二極管組合可以得到二極管型的光電耦合器。光電耦合器隔離輸入輸出回路，回路間互不影響，但只能實(shí)現(xiàn)信號(hào)單向傳輸。第五十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四例4（教材例1-3）圖示是利用穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路。其中UI為未經(jīng)穩(wěn)定的直流輸入電壓，R為限流電阻，RL為負(fù)載電阻，UO為穩(wěn)壓電路的輸出電壓。試分析此電路的穩(wěn)壓原理。穩(wěn)壓二極管特點(diǎn)：很小的電壓變化引起很大的電流變化，動(dòng)態(tài)電阻很小。穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用例題第五十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四例4（教材例1-3）圖示是利用穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路。其中UI為未經(jīng)穩(wěn)定的直流輸入電壓，R為限流電阻，RL為負(fù)載電阻，UO為穩(wěn)壓電路的輸出電壓。試分析此電路的穩(wěn)壓原理。UO=VDZ=UI-(IL+IZ)*R穩(wěn)壓管特點(diǎn)：很小的VDZ變化將引起IZ的很大變化。不管什么原因引起VDZ的微小變化，都能使得IZ發(fā)生很大變化，從而使電阻R上的壓降發(fā)生很大變化，而保持UO=VDZ基本不變。第五十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四例5（教材例1-4）圖示電路穩(wěn)壓管VDZ1=5V，VDZ2=7V，穩(wěn)壓特性是理想的，正向壓降為0.7V。根