模拟电路基础课件

模拟电路基础

二极管的伏安特性

将PN结封装在塑料、玻璃或金属外壳里，再从P区和N区分别焊出两根引线作正、负极。二极管的结构：(a)外形图半导体二极管又称晶体二极管。(b)符号图1.2.4二极管的外形和符号二极管的伏安特性

在二极管的两端加上电压U，测量流过管子的电流I

，I

=f(U

)之间的关系曲线。604020–0.002–0.00400.51.0–25–50I/mAU/V正向特性硅管的伏安特性死区电压击穿电压U(BR)反向特性–50I/mAU

/V0.20.4–2551015–0.01–0.02锗管的伏安特性0图1.2.4二极管的伏安特性二、单相整流电路（一）半波整流电路 单相半波整流电路如下图(a)所示，图中Tr为电源变压器，用来将市电220V交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。设V为整流二极管，令它为理想二极管，RL为要求直流供电的负载等效电阻。 由图可见，负载上得到单方向的脉动电压，由于电路只在u2的正半周有输出，所以称为半波整流电路。半波整流电路结构简单，使用元件少，但整流效率低，输出电压脉动大，因此，它只使用于要求不高的场合。桥式整流电路稳压管

一种特殊的面接触型半导体硅二极管。

稳压管工作于反向击穿区。I/mAU/VO+正向+反向U(b)稳压管符号(a)稳压管伏安特性+I图1.2.10稳压管的伏安特性和符号集电区集电结基区发射结发射区集电极c发射极e基极b

cbe符号NNPPN图1.3.3三极管结构示意图和符号(b)PNP型1.3.2

三极管的电流“放大”作用

以NPN型三极管为例讨论cNNPebbec表面看三极管要实现放大，必须从三极管内部结构和外部所加电源的极性来保证。不具备放大作用电流“放大”的内部条件：NNPebcNNNPPP

1.发射区高掺杂。

2.基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。

电流“放大”的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。3.集电结面积大。输出回路输入回路+UCE-

1.3.3三极管的特性曲线IBUCE三极管共射特性曲线测试电路ICVCCRbVBBcebRcV+V+A++mA

输入特性：输出特性：+UCE-+UCE-IBIBIBUBE一、输入特性

(1)UCE=0时的输入特性曲线RbVBBcebIB+UBE_VBBIB+UBE_bceOIB/A当UCE=0时，基极和发射极之间相当于两个PN结并联。所以，当b、e之间加正向电压时，应为两个二极管并联后的正向伏安特性。

(2)

UCE>0时的输入特性曲线

当UCE>0时，这个电压有利于将发射区扩散到基区的电子收集到集电极。UCE>UBE，三极管处于放大状态。

*特性曲线右移(因集电结开始吸引电子)OIB/AUCE≥1时的输入特性具有实用意义。IBUCEICVCCRbVBBcebRCV+V+A++mAUBE*UCE

≥1V，特性曲线重合。

三极管共射特性曲线测试电路三极管的输入特性2.放大区：条件：发射结正偏集电结反偏

特点：各条输出特性曲线比较平坦，近似为水平线，且等间隔。二、输出特性放大区集电极电流和基极电流体现放大作用，即放大区放大区对NPN管UBE>0，UBC<0NPN三极管的输出特性曲线IC

/mAUCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O5101554321物理意义？3.饱和区：条件：两个结均正偏对NPN型管，UBE>0UBC>0。

特点：IC不随IB而变化，在饱和区三极管失去放大作用。IC

<

IB。当UCE=UBE，即UCB=0时，称临界饱和，UCE

<

UBE时称为过饱和。饱和管压降UCES<0.4V(硅管)，UCES<0.2V(锗管)饱和区饱和区饱和区IC

/mAUCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O51015543211.3.4

三极管的主要参数一、电流放大系数1.共射直流电流放大系数忽略穿透电流

ICEO

时，2.共射交流电流放大系数

同一管子，β≈βNPN型三极管驱动蜂鸣器

1.4.2绝缘栅型场效应管由金属、氧化物和半导体制成。称为金属-氧化物-半导体场效应管，或简称MOS场效应管。特点：输入电阻可达109以上。类型N沟道P沟道增强型耗尽型增强型耗尽型UGS=0时漏源间存在导电沟道称耗尽型场效应管；UGS=0时漏源间不存在导电沟道称增强型场效应管。

1.4场效应管P型衬底N+N+BGSDSiO2源极S漏极D衬底引线B栅极G铝

N沟道增强型MOS场效应管一、N沟道增强型MOS场效应管1.结构P型衬底N+N+BGSDSiO2源极S漏极D衬底引线B栅极GN沟道增强型MOS场效应管铝SGDBP型衬底N+N+BGSD---------------------(2)

UDS>0，0<UGS<UTP型衬底中的电子被吸引靠近

栅极与空穴复合，产生由负离子(不动)组成的耗尽层，ID=0，增大

UGS，

耗尽层变宽，ID仍等于零

。VGS(3)

UDS>0，UGS≥UT由于吸引了足够多的电子，会在耗尽层和SiO2之间形成可移动的表面电荷层——反型层(N型导电沟道)，ID>0，UGS升高，N沟道变宽，

ID增大。UT

为开始形成反型层所需的UGS，称开启电压。VDSID---------H桥式电机驱动电路图4.12H桥驱动电路4.1、三极管的经典应用：H桥驱动电路一、H桥驱动电路图4.11中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图4.11及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）。

要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。例如，如图4.13所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导