第七章电工电子技术基础——PPT

1、课题l7.1二极管从本章开始，我们进入电子电路的学习。电子电路有两大基础电路模拟和数字电路。模拟电路是将一个小的电信号放大到一个大的大信号，这就需要一个能放大的电子器件；数字电路处理的是间断的开关信号，需要一个受控的电子开关。本章介绍的二极管、晶体管、场效晶体管等电子器件，可以作为模拟电路的放大器件和作为数字电路的开关器件。二极管、晶体管、场效晶体管等称为分离元件，由这些分立元件组成的电路称为分立电路。一个分立电路有的要用很多只分立元件，电路很复杂，人们就将这些分立的电子元件制造在同一块硅片上，称为集成电路。集成电路根据用途不同，有模拟集成电路、数字集成电路、专用集成电路等。现在的集成电路技术

2、已能将上亿个晶体管集成在一块小小的硅片上。分立电路也好，集成电路也好，基础器件就是二极管、晶体管、场效晶体管，因此，掌握这些电子器件的工作原理，是进一步学习电子电路的基础。肖特基二极管单晶硅共价键示意图7.1.1 PN结简介半导体：是指原子结构为四价元素的一类材料，如硅、锗等1.掺杂半导体（a）硅中掺磷形成电子（N型） （b）硅中掺硼形成空穴（P型）（c）N型半导体符号 （d）P型半导体符号型型2.PN结PN结具有单向导电的特性(a) PN结加正向电压而导通 (b) PN结加反向电压而截止7.1.2 二极管及特性参数1二极管的结构原理将一个PN结两端各接上电极引线，封装在管壳内，就制成一个二极

3、管。 (a) 二极管外形(b) 使用符号2二极管的U- I特性（1）正向特性（2）反向特性3二极管的主要参数（1）最大整流电流IFM（2）最高反向工作电压URM稳压应用7.1.3 特殊二极管1硅稳压二极管简称稳压管，是利用反向特性工作的。因反向击穿电压稳定，当将反向电流控制在一定范围内，可用于稳定电路两端的电压。击穿特性发光二极管又称LED当电流流过发光二极管时，其PN结发出一定波长的光。制作PN结的材料不同，发光的颜色不同2发光二极管（1）发光二极管种类常见的有：指示灯、字段显示、大屏幕显示牌、计算机显示屏（比液晶显示更清晰）；红外线发射二极管，用于遥控器发射头、传感器发射头、光电耦合器等。

4、（2）照明发光二极管白光的LED转化效率已达到了170 流明/瓦（lm/W），远高于荧光灯（60 lm/W）的发光效率。LED照明装置的照明电路简单，额外的损耗小，节能环保由LED灯具取代传统的灯具已经成为历史的必然 3光电二极管 4发光二极管和光电二极管的应用 （1）光电耦合器 （2）在光缆传输中的应用 （3）在家用电器中的应用 5.光伏电池二极管是电子电路的基础器件，他由一个PN结组成。PN结又是组成三极管、场效晶体管、晶闸管等电子器件的基础。通过控制PN的厚度和将两个以上PN结按一定的规律结合在一起，可形成各种可控器件。大功率二极管可承受几千伏的高压，可通过上千安的电流，广泛应用在变流技

5、术中。课题l7.2三极管l7.3场效晶体管7.2.1 三极管的结构 三极管是在一块半导体晶片上通过掺杂工艺形成3个导电区域和两个PN结，并分别引出3个电极线，加上管壳封装而成(a) PNP型(b) NPN 型7.2.2 三极管的电流放大作用 （1）三极管的三个电流之间有如下关系 且 （2）集电极电流IC与基极电流IB的比值，称为三极管的直流电流放大系数BCEIIICIBIBCII7.2.3 三极管的特性曲线及3个工作区域 1三极管特性曲线(a) 输入特性 (b) 输出特性三个区域的应用：在模拟信号放大电路中，管子必须工作在放大区域，否则会产生信号失真；在数字电路中，因为是开关信号，管子必须工作

6、在饱和或截止两种状态，饱和相当于开关闭合；截止相当于开关打开2三极管的3个工作区域3三极管的主要参数（1）共发射极电流放大系数（2）集电极最大允许电流ICM（3）集电极反向击穿电压UCE(BR)（4）集电极最大允许耗散功率PCM7.3.1 绝缘栅型场效晶体管的导电类型绝缘栅型场效晶体管也是一个三电极电子器件，它的3个电极分别为栅极G（控制极，对应于三极管的基极B）、漏极D（对应于三极管的集电极C）和源极S（对应于三极管的发射极E）。(a) NPN型三极管 （b）N沟道增强型 (c) N沟道耗尽型7.3.2 NMOS管特性曲线 1增强型NMOS管特性曲线(a) 转移特性（b） 输出特性 2耗尽型NMOS特性曲线(a) 转移特性曲线 (b) 输出特性曲线3.跨导 表征场效应管控制能力的参数称为跨导，动态跨导的定义为：当UDS固定时，ID的变化量ID与UGS的变化量UGS的比值 UDS = 常数GSDmUIg7.4.1 三极管开关放大应用 1. 信号开关应用 信号放大应用的特点为管子所加电压和通过的电路都很小，主要是处理信号之间的逻辑关系 2.功率开关应用 负载为直流电动机，通过管子开关工作，进行电动机调速控制。7.4.2 场效晶体管开关应用 1.小信号开关应用