电子技术教程

第1章半导体二极管及其应用电路本章重点内容zPN结及其单导游电特点z半导体二极管的伏安特点曲线z二极管在实质中的应用PN结本征半导体

＋4＋4＋4共价键的两个价电子＋4＋4＋4价电子自由电子cba4＋4＋4＋4空穴（a）硅和锗原子的简化结构模型(b)晶体的共价键结构及电子空穴对的产生图硅、锗原子结构模型及共价键结构表示图杂质半导体1．N型半导体2．P型半导体＋4＋4＋4自由电子＋4＋5＋4磷原子＋4＋4＋4电子一空穴对图N型半导体的结构空穴＋4＋4＋4＋4＋3＋4磷原子＋4＋4＋4电子一空穴对图P型半导体的结构PN结的形成P区N区空间电荷区P区区内电场图PN结的形成4．PN结的单导游电特点(1)PN结的正导游通特点P变薄NP变厚N空穴电子(多数)(少许)电子空穴(多数)(少许)RRIR内电场IR≈0内电场外电场外电场(a)正向偏置（b）反向偏置图PN结的导电特点PN结的反向截止特点半导体二极管半导体二极管的结构及其在电路中的符号外壳VD(阳极)(阴极)(阴极)PN－＋－阳极引线阴极引线（a）结构（b）电路符号（c）实物外形图二极管结构、符号及外形半导体二极管的伏安特点iv/m硅A锗BB1-U（-′uv/530VBR）1CCI′AA00R5-5DD（μA）′图二极管伏安特点曲线1．正向特点2．反向特点3．反向击穿特点4．温度对特点的影响半导体二极管的主要参数1．最大整流电流IF2．最大反向工作电压URM3．反向饱和电流IR4．二极管的直流电阻R5．最高工作频率fM半导体二极管的命名及分类1．半导体二极管的命名方法用数字表示规格用数字表示序号用字母表示种类用字母表示资料和极性用数字表示电极数目图半导体器件的型号组成2．半导体二极管的分类二极管的鉴识及使用注意事项1．二极管的鉴识（用万用表进行检测）1）二极管正、负极性及利害的判断2）二极管利害的鉴识3）硅二极管和锗二极管的判断4）一般二极管和稳压管的鉴识2．二极管使用注意事项几种常用的特别二极管稳压二极管1．稳压二极管的工作特点I／mAUZUZUBU0AVDU／VIA（Izmin）AIZIZIA（Izmax）B(a)伏安特点（b）符号图稳压二极管的特点曲线和符号2稳.压管的主要参数发光二极管1．一般发光二极管2．红外线发光二极管3．激光二极管光电二极管变容二极管JC/pF80604020VD02468101214U/V(a)压控特点曲线(b)电路符号图变容二极管的压控特点曲线和电路符号半导体二极管的应用整流钳位限幅+R+VDVD2ui1－+－－s1Us2U+－

U(+)VDAF图1.13二极管钳位电路uo/V100t-10uo/V+50t-5（a）限幅电路（b）波形图二极管限幅电路及波形4.电路中的元件保护SREiVDeLL图二极管保护电路第2章半导体三极管及其放大电路本章重点内容z晶体三极管的放大原理、输入特点曲线、输出特点曲线z基本放大电路的工作原理及放大电路的三种基本偏置方式z利用估计法求静态工作点z微变等效电路及其解析方法z三种基本放大电路的性能、特点半导体三极管三极管的结构及分类1．三极管的内部结构及其在电路中的符号集电结基极b发射结

集电极cc集电极cccc集电区PNP基极bNbbN基区Pbb发射区ee发射极e发射极eee(a)NPN(b)PNP图三极管的结构表示图及其在电路中的符号2．三极管的分类三极管的放大作用．三极管放大时必定的内部条件2．三极管放大时必定的外面条件3．三极管内部载流子的传输过程1）发射区向基区发射电子的过程2）电子在基区的扩散和复合过程3）电子被集电区收集的过程cICBOICNIbIBBNRB+VBB－Ie

ICNRC+PVCc－NE图三极管内部载流子的运动情况4．三极管电流放大作用的进一步理解表IB、IC、IE的实验数据IB/mA0IC/mAIE/mA0三极管的特点曲线1．输入特点曲线iB/μAc饱和区i/mA100μA100480μA80360μA25℃放60≥uCE=uCE01V402大40μA区20μA201iB=0μA248106uCE/vuBE/v（a）（b）截止区图三极管的特点曲线2．输出特点曲线(1)放大区(2)饱和区(3)截止区三极管正常工作时的主要特点1．三极管工作于放大状态的条件及特点2．三极管工作于饱和状态的条件及特点3．三极管工作于截止状态时的条件及特点＊特别晶体管简介1．光电三极管c(+)ILcICbe(－)

e（a）等效电路（b）电路符号（c）LED+光电三极管（d）LED+光电池图光电三极管的等效电路与电路符号图光电耦合器电路符号2．光电耦合器3．晶闸管（1）单向晶闸管内部结构工作原理AAχχχGGKAGKK（a）(b)(c)图单向晶闸管外形及电路符号aIAaaP1P1VR2AIC1gIC2N1V1N1N1IVPGAARg2Gg22PPN2N2VGGkkk(a)内部结构表示图(b)分解图（c）等效电路图2.7晶闸管内部结构及其等效电路A.判断晶闸管的电极B.检测量晶闸管的导通情况2）双向晶闸管双向晶闸管的结构T2C336T1T2GGT1(a)(b)图双向晶闸管外形及电路符号②双向晶闸管的测量三极管的主要参数1．电流放大系数2．反向饱和电流ICBO3．穿透电流ICEO4．集电极最大赞同电流ICM．集电极、发射极间的击穿电压UCEO6．集电极最大耗散功率PCM。三极管的检测与代换1．国产三极管的命名方法简介．三极管三个电极（管脚）的估测BEBCEEBCC1397BCEC(a)(b)(c)图三极管引脚鉴识表示图3．南韩、日本三极管介绍。4．彩电和彩显行输出管简介5．三极管利害的鉴识．三极管的代换原则三极管基本放大电路及其解析方法放大的基本看法.三极管在实质应用中的三种放大电路形式放大电路的组成基本放大电路的组成原则2.放大电路的组成及各元件的作用放大电路的两种状态——静态和动向＋VCCiiV＋R2ICQR1′uo＋RLV＋＿＋UCEQuiR1＿＿UCEQ＿）直流通路（b）交流通路图直流、交流通路基本放大电路的工作过程ui0ωt(a)输入信号电压波形IB

ib

iB0UIC00URC

0t0ωt(b)基极电流波形ωticiC0tωturcuRC(c)t集电极电流波形ω0t0

ωt(d)RC上压降的波形uce

0UCE0

uCEωt0t0t(e)管压降的波形ωtuo0ωt(f)输出信号电压波形图基本放大电路的工作波形.放大电路常用的直流偏置电路固定式直流偏置电路分压式电流负反响偏置电路＋VCCI1R3R1++V2CRsC1LuoI2R2IE+Re+Ceui－图分压式电流反响式偏置电路1．工作点牢固过程（1）由基极电阻R1、R2分压而获得固定的基极电位UB。设图中流过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（2）利用发射极电阻Re的电流负反响作用牢固静态工作点2．电容Ce的作用恒流源偏置电路VCCIRIC2=I0IC1V1V2图镜像恒流源的基本电路IC3IB3IV3IIIC2IBIC2IC1IC1IC1V1V2V1V2V1V2Re1Re2Re（a）威尔逊恒流源（b）小电流恒流源（c）改变射极电阻比获得不同样输出电流的恒流源图改进型恒流源电路放大电路的三种基本解析方法静态工作点估计法（1）画出放大电路的直流通路（2）由直流通路列出输入回路和输出回路方程，代入方程，分别求出I、IBQCQ、UCEQ。例1估计图所示放大电路的静态工作点，设V=12V，R=3kΩ，R=280kΩ，β=50。CCcB＋V＋VCCCCRR

cb++VC2RCRLs1us（a）（b）图放大电路的图解解析法1．用图解法确定静态工作点的步骤：（1）在ic、uce平面坐标上作出晶体管的输出特点曲线。（2）依照直流通路列出放大电路直流输出回路的电压方程式：U－I·CCE=VCCCR（3）依照电压方程式，在输出特点曲线所在坐标平面上作直流负载线。因为两点可决定一条直线，所以分别取（I，CECC）和（UCE，CCc）两C=0U=V=0I=E/R点，这两点也就是横轴和纵轴的截距，连接两点，便获得直流负载线。（4）依照直流通路中的输入回路方程求出I。BQ（5）找出IB=IBQ这一条输出特点曲线，该曲线与直流负载线的交点即为Q点（静态工作点），该Q点直观地反响了静态工作点（IBQ、ICQ、UCQ）的三个值。即为所求静态工作点的值。ic/mAVCCRi=80μAcuRb+4+60μAV3RQ40μAL2uiuo20μA10μA6V

MuCEv/（a）电路图（b）特点曲线图例2电路图2．电路参数对静态工作点的影响（1）Rb对Q点的影响（2）R对Q点的影响cic/mAN

ic/mANRb2<RbIBQ2Q2aIBQRb1>RbIBQ1Q10MuCE/v（a）Rb变化对Q点的影响ic/mANR>RV>Vcc2CC2CCQ1QQ2Q2IBQQR<RQcc11VCC1<VCC00MuCE/vuCE/vM变化对Q点的影响（c）VCC变化对Q点的影响（b）Rc图电路参数对Q点的影响（3）VCC对Q点的影响.放大电路的微变等效电路解析法．三极管的微变等效电路(三极管输入端be间和输出端ce间的微变等效电路)（1）三极管输入端（be）间的微变等效电路ibeβiecbb++uuce－bbe+－ube－(a)(b)图三极管的微变等效电路（2）三极管输出端（ce）间的微变等效电路2．放大电路的微变等效电路第一，依照放大电路画出交流通路。用三极管的微变等效电路代替交流通路中的三极管，画出放大电路的微变等效电路。RcRb2++VC2+RC1Rb1RLuos+ReCeui－－（a）放大电路icbibiccib+++rsbrbeRcRLuoie+uiRb2RcRLuousΒibRb1R－－－－riro（b）交流通路（c）微变等效电路图放大电路的微变等效电路放大电路的动向性能指标及解析放大电路的动向性能指标1．放大倍数2．输入电阻ri放大电路++ii+iusoro－uiriRLuo+u`o－－－riro图放大电路的方框图3．输出电阻ro放大电路性能指标估计的方法、步骤1.在放大电路静态解析的基础上，依照静态工作点的数值及