晶体管与protuse(03版)

1、 晶体管与仿真软件电气协会第二次培训培训内容提要1.proteus的简介2.proteus的安装，破解，汉化以及使用3.半导体的基本知识4.PN结的形成及特性5.二极管基本电路及其分析6.特殊二极管 Isis仿真软件的简介： P r o t e u s I S I S是英国L a b c e n t e r公司开发的电路设计、分析与仿真软件，功能极其强大。该软件的主要特点是： 集原理图设计、仿真分析（I S I S) 和印刷电路板设计（A R E S) 于一身。可以完成从绘制原理图、仿真分析到生成印刷电路板图的整个硬件开发过程。 提供几千种电子元件（分立元件和集成电路、模拟和数字电路）的电路符

2、号、仿真模型和外形封装。 支持大多数单片机系统以及各种外围芯片（R S 2 3 2动态仿真、I 2 C调试器、S P I调试器、键盘和 L C D系统仿真等）的仿真。 提供各种虚拟仪器，如各种测量仪表、示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 过去需要昂贵的电子仪器设备、繁多的电子元件才能完成的电子电路、单片机等实验，现在只要一台电脑，都可在该软件环境下快速轻松地实现。Isis的安装方法解压解压” ” proteus7.5proteus7.5完美汉化破解版完美汉化破解版.rar.rar” 解压所得文件解压所得文件打开打开“crack”crack”文件夹，检查一下有无以下两个文件文件夹，检查一下有无以

3、下两个文件 因为因为“LXK Proteus 7.5 SP3 v2.1.3.exe”LXK Proteus 7.5 SP3 v2.1.3.exe”这个破解这个破解程序软件较小，容易被杀毒软件当作病毒、木马误杀，所程序软件较小，容易被杀毒软件当作病毒、木马误杀，所以有时解压后可能找不到这个程序。若出现这种情况，可以有时解压后可能找不到这个程序。若出现这种情况，可暂时关闭杀毒软件，重新解压。暂时关闭杀毒软件，重新解压。确认无误后点击确认无误后点击“Proteus 7.5 SP3 Setup.exe”Proteus 7.5 SP3 Setup.exe”，开始安装。，开始安装。点击点击“Next”Ne

4、xt”直到出现以下界面，然后直到出现以下界面，然后点击点击“Yes”Yes”选择选择“Use a locally installed Licence Key ”,Use a locally installed Licence Key ”,点击点击“Next”Next”继续继续“Next”Next”出现以下界面：出现以下界面：代表你的计算机里没有安装任何的代表你的计算机里没有安装任何的licencelicence，所以，所以点击点击“Browse For Key File”Browse For Key File”在弹出的对话框中找到在弹出的对话框中找到 “ “crackcrack”文件夹下的文件

5、夹下的“Grassington Grassington North Yorkshire.lxkNorth Yorkshire.lxk”，点击，点击“打开打开”点击点击“install”install”点击点击“Close”Close”点此更改安装点此更改安装路径路径选择安装路径，可以改也可以不改，点击选择安装路径，可以改也可以不改，点击“Next”Next”若更改了安装路径，可把更改的路径保存下来，待若更改了安装路径，可把更改的路径保存下来，待会破解时会用到。会破解时会用到。勾上此项勾上此项按图继续按图继续继续继续“Next”Next”安装中安装中点击点击“finish”finish”完成安装

6、完成安装至此，至此，proteusproteus暂时安装完成，但还不能使用，还暂时安装完成，但还不能使用，还须要进行破解。须要进行破解。二、破解二、破解双击运行双击运行“crack”crack”文件文件夹下的文件文件夹下的“LXK Proteus 7.5 SP3 v2.1.3.exe”LXK Proteus 7.5 SP3 v2.1.3.exe” 选择安装路径，选择刚装好的选择安装路径，选择刚装好的proteusproteus的安装路径，若安装的安装路径，若安装proteusproteus时有更改过安装路径，则必须填入更改后的安装路径，然后单时有更改过安装路径，则必须填入更改后的安装路径，然后

7、单击击“update”update” 汉化汉化如需汉化如需汉化, ,将压缩包中将压缩包中 汉化汉化 目录下文件覆盖到安装路径下的目录下文件覆盖到安装路径下的BINBIN目录目录。 点击点击“开始菜单开始菜单”中选择中选择“proteus7 professional”proteus7 professional”文件夹，文件夹，选择如图所示的图标，开始运行软件。选择如图所示的图标，开始运行软件。 Proteus的使用1 1.Proteus.Proteus系统包括系统包括.ISIS.EXE.ISIS.EXE（电路原理图设计（电路原理图设计. .电路原理仿真）电路原理仿真） ARES.EXEARES.

8、EXE（印刷电路版设计）两个主要程序三大基本功能（印刷电路版设计）两个主要程序三大基本功能 其电路原理仿真功能其电路原理仿真功能, ,不仅有不仅有分离元件分离元件. .小规模集成器件小规模集成器件的仿真功能的仿真功能, , 能用箭头与颜色表示电流的方向与大小能用箭头与颜色表示电流的方向与大小, ,而且有多种带而且有多种带CPUCPU的的可编程序可编程序 器件器件的仿真功能的仿真功能, ,不仅可作不仅可作电路原理电路原理, ,模拟电路模拟电路. .数字电路实验数字电路实验, ,而且可作而且可作单单 片机与接口片机与接口实验实验. .特别是可为特别是可为课程设计课程设计与与毕业设计毕业设计提供综合

9、系统仿真提供综合系统仿真. .2.Proteus的主界面可分为: 三大窗口:1.编辑窗口; 2.器件工具窗口; 3.浏缆窗口. 两大菜单:主菜单与辅助菜单(通用工具与专用工具菜单),其中主菜单有:1)文件菜单:新建.加载.保存.打印; 2)浏览菜单:图纸网络设置,快捷工具选项.3)编辑菜单: 取消.剪切.考贝.粘贴;4)库操作菜单:器件封装库编辑.库管理.5)工具菜单: 实时标注自动放线,网络表生成,电气规则检查; 6)设计菜单: 设计属性编辑.添加删除图纸.电源配置.7)图形分析菜单: 传输特性/频率特性分析,编辑图形,增加曲线,运行分析 8)源文件菜单:选择可编程器件的源文件,编辑工具,外

10、部编辑器等.9)调试菜单:起动调试,复位调试. 10)模板菜单:设置模板格式加载模板11)系统菜单:设置运行环境.系统信息.文件路径.12)帮助菜单:帮助文件.设计实例.主菜单通用工具菜单1. Proteus的主界面简介专用工具菜单PCB电路电路编辑窗口坐标原点浏览窗口器件工具列表窗口仿真按键2. Proteus的主菜单简介 点击主菜单主菜单编辑工具点击鼠标: 点击此键可取消左键的放置功能,但可编辑对象.选择元器件: 在元件表选中器件,在编辑窗中移动鼠标,点击左键放置器件.标注联接点: 当两条连线交叉时,放个接点表示连通.标志网络线标号:电路联线可用网络标号代替,相同标号的线是相同的.放置文本

11、说明: 是对电路的说明,与电路仿真无关! 放置总线: 当多线并行简化联线,用总线标示.放置子电路: 可将部分电路以子电路形式画在另一图纸上.放置器件引脚: 有普通.反相.正时钟.反时钟.短引脚.总线放置图纸内部终端: 有普通.输入.输出.双向.电源.接地.总线.调试工具放置分析图 : 有模拟.数字.混合.频率特性.传输特性.噪声分析等.放置录音机: 可录/放声音文件.放置电源.信号源: 有直流电源,正弦信号源,脉冲信号源等.放置电压探针: 显示网络线上的电压.放置电流探针: 串联在指定的网络线上,显示电流值.放置虚拟仪器: 有示波器.计数器.RS232终端.SPI调试器.I2C调试器.信号发生

12、器. 图形发生器.直流电压表.直流电流表,交流电压表.交流电流表.图形工具放置各种线: 有器件.引脚.端口.图形线.总线等放置矩形框: 移动鼠标到框的一角,按下左键拖动,释放后完成.放置圆形框: 移动鼠标到圆心,按下左键拖动,释放后完成.放置圆弧线: 鼠标移到起点,按下左键拖动,释放后调整弧长,点击鼠标完成.画闭合多边形: 鼠标移到起点,点击产生折点,闭合后完成.放置文字标签: 在编辑框放置说明文本标签.放置特殊图形: 可在库中选择各种图形放置特殊节点: 可有原点.节点.标签引脚名.引脚号.3.Proteus选择图标简介4.Proteus元件库简介搜索关键词元件分类子分类厂商连接器.插头插座库

13、 数据转换ADC.DAC 调试工具库 可编程逻辑器件 电 阻 简单模拟器件 扬声器.音响器件555模拟集成电路库电容库CMOS4000库二极管库ECL1000库电机库电感库拉普拉斯变换库存储器库微处理器库混合类型库简单模式库运算放大库光电器件库开关和继电器开关器件库热电子器件库晶体管库晶体管库TTL74系列库TTL74LS系列库型号类型特性元件图形符号预览元件PCB封装预览确认键555半导体材料半导体材料 根据物体导电能力根据物体导电能力( (电阻率电阻率) )的不同，来划分的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。导体、绝缘体和半导体。典型的半导体有典型的半导体有硅硅SiSi和和锗锗GeGe以及以

14、及砷化镓砷化镓GasAGasA等。等。半导体的共价键结构半导体的共价键结构硅晶体的空间排列硅晶体的空间排列半导体的共价键结构半导体的共价键结构本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体化学成分纯净的半导体。它在物理结构上呈单晶体形态。化学成分纯净的半导体。它在物理结构上呈单晶体形态。空穴空穴共价键中的空位。共价键中的空位。电子空穴对电子空穴对由热激发而由热激发而产生的自由电子和空穴对。产生的自由电子和空穴对。空穴的移动空穴的移动空穴的运动空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子是靠相邻共价键中的价电子依次充填空穴来实现的。依次充填空穴来实现的。杂质半导体杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂

15、在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为导体称为杂质半导体杂质半导体。 N N型半导体型半导体掺入五价杂质元素（如磷）掺入五价杂质元素（如磷）的半导体。的半导体。 P P型半导体型半导体掺入三价杂质元素（如硼）掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。的半导体。N N型半导体型半导体 因五价杂质原子中只因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子个半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一形成

16、共价键，而多余的一个价电子因无共价键束缚个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。而很容易形成自由电子。 在在N N型半导体中型半导体中自由自由电子是多数载流子，电子是多数载流子，它主要由杂质原它主要由杂质原子提供；子提供；空穴是少数载流子空穴是少数载流子, , 由热激发形成。由热激发形成。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子正离子，因此五价杂质原子也称为因此五价杂质原子也称为施主杂质施主杂质。P P型半导体型半导体 因三价杂质因三价杂质原子在与硅原子形成原子在与硅原子形成共价键时，缺少一个共价键时，缺少一个价电子而在共价键中价电子而在

17、共价键中留下一个空穴。留下一个空穴。 在在P P型半导体中型半导体中空穴是多数载流子，空穴是多数载流子，它主要由它主要由掺杂形成掺杂形成；自由自由电子是少数载流子，电子是少数载流子， 由热激发形成。由热激发形成。 空穴很容易俘获电子，使杂质原子成为空穴很容易俘获电子，使杂质原子成为负离负离子子。三价杂质。三价杂质 因而也称为因而也称为受主杂质受主杂质。PNPN结的形成及特性结的形成及特性 在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质杂质, ,分别形成分别形成N N型半导体和型半导体和P P型半导体。此时将型半导体。此时将在在N N型半导体和型半导体和P P型半导

18、体的结合面上形成如下物型半导体的结合面上形成如下物理过程理过程: : 因浓度差因浓度差空间电荷区形成内电场空间电荷区形成内电场 内电场促使少子漂移内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散内电场阻止多子扩散 最后最后, ,多子的多子的扩散扩散和少子的和少子的漂移漂移达到达到动态平衡动态平衡。 对于对于P P型半导体和型半导体和N N型半导体结合面，型半导体结合面，离子薄层形成的离子薄层形成的空间电荷区空间电荷区称为称为PNPN结结。 在空间电荷区，由于缺少多子，所在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称以也称耗尽层耗尽层。 多子的扩散运动多子的扩散运动 由由杂质离子形成空间电荷区杂质离子形成空间电荷区

19、 PN结加正向电压时，呈现低电阻，结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；具有较大的正向扩散电流； PN结加反向电压时，呈现高电阻，结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。具有很小的反向漂移电流。 由此可以得出结论：由此可以得出结论：PN结具有单结具有单向导电性。向导电性。半导体二极管的结构半导体二极管的结构 在在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有管。二极管按结构分有点接触型、面接触型和平点接触型、面接触型和平面型面型三大类。三大类。(1) 点接触型二极管点接触型二极管 PN结面积小，结电容小，用结面积小，结电容

20、小，用于检波和变频等高频电路。于检波和变频等高频电路。(a)(a)点接触型点接触型 二极管的结构示意图二极管的结构示意图(3) 平面型二极管平面型二极管 往往用于集成电路制造艺中。往往用于集成电路制造艺中。PN 结面积可大可小，用于高频整流和开结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。关电路中。(2) 面接触型二极管面接触型二极管 PN结面积大，用于工频大结面积大，用于工频大电流整流电路。电流整流电路。(b)(b)面接触型面接触型(c)(c)平面型平面型阴极阴极引线引线阳极阳极引线引线PNP 型支持衬底型支持衬底(4) 二极管的代表符号二极管的代表符号(d) 代表符号代表符号k 阴极阴极阳极阳

21、极 a硅管正向导通压降约硅管正向导通压降约0.7V锗管正向导通压降约锗管正向导通压降约0.2V二极管的伏安特性二极管的伏安特性二极管的伏安特性曲线可用下式表示二极管的伏安特性曲线可用下式表示)1(/SDD TVveIi0 D/V0.2 0.4 0.6 0.8 10 20 30 405101520 10 20 30 40iD/ AiD/mA死区死区VthVBR硅二极管硅二极管2CP102CP10的的V V- -I I 特性特性0 D/V0.2 0.4 0.6 20 40 605101520 10 20 30 40iD/ AiD/mAVthVBR锗二极管锗二极管2AP152AP15的的V V- -I I 特性特性+iDvD-R正向特性正向特性反向特性反向特性反向击穿特性反向击穿特性 二极管的重要参数二极管的重要