模电课件1
合集下载
模拟电子技术第1章PPT课件
多数载流子——自由电子 施主离子
少数载流子—— 空穴
7
8
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
8
电子空穴对
空穴
+4 +4
P型半导体
－ － －－
+3 +4
－ － －－
－ － －－
+4 +4
受主离子
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 9
杂质半导体的示意图
(1) 稳定电压UZ ——
在规定的稳压管反向工作电流IZ下UZ，所对应的Iz反min 向工作电u压。
(2) 动态电阻rZ ——
△I
rZ =U /I
rZ愈小，反映稳压管的击穿特性△愈U 陡。
I zmax
(3) 最小稳定工作 电流IZmin——
保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。
(4) 最大稳定工作电流IZmax——
17
EW
R
18
(2) 扩散电容CD
当外加正向电压
不同时，PN结两 + 侧堆积的少子的 数量及浓度梯度 也不同，这就相 当电容的充放电 过程。
P区 耗 尽 层 N 区 －
P 区中电子 浓度分布
N 区中空穴 浓度分布
极间电容（结电容）
Ln
Lp
x
电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来
18
19
1.2 半导体二极管
30
31
四、稳压二极管
稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管
பைடு நூலகம்
模电课件第一节
一、放大的基本概念
放大的本质: 是实现能量的控制。 放大作用: 是小能量对大能量的控制作用。 放大的对象: 是变化量。 放大电路的核心元件: 是双极型三极管和场效应管。
上页 下页 首页
二、放大电路的主要技术指标
1.放大倍数
Rs Ii
Io
正弦测 +
试电压 -Us
+
放大 Ro
+
Ui Ri 电路 +
Uo
上页 下页 首页
4. 输入电阻
放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号， 那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大 电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大， 从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。
US ~
Ii
Ui
Au
Ri
Ui Ii
上页 下页
上页 下页 首页
2.2.1 共射放大电路的基本放组大元成件iC= iB，
+EC
工作在放大区， 要保证集电结反
偏，发射结正偏。
C1
RC
C2
T
输入 ui
RB EB
uo 输出
参考点
上页 下页 首页
集电极电源，
为电路提供能
+EC
量。并保证集
电结反偏。
C1
RC
C2
T
RB
EB
上页 下页 首页
集电极电阻，
+EC 将变化的电流
C1
RC
C2
T
可以省去
RB
EB
上页 下页 首页
RB C1
+EC
RC
C2
T
单电源供电电路
上页 下页 首页
2.2.2 简单工作原理
放大的本质: 是实现能量的控制。 放大作用: 是小能量对大能量的控制作用。 放大的对象: 是变化量。 放大电路的核心元件: 是双极型三极管和场效应管。
上页 下页 首页
二、放大电路的主要技术指标
1.放大倍数
Rs Ii
Io
正弦测 +
试电压 -Us
+
放大 Ro
+
Ui Ri 电路 +
Uo
上页 下页 首页
4. 输入电阻
放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号， 那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大 电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大， 从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。
US ~
Ii
Ui
Au
Ri
Ui Ii
上页 下页
上页 下页 首页
2.2.1 共射放大电路的基本放组大元成件iC= iB，
+EC
工作在放大区， 要保证集电结反
偏，发射结正偏。
C1
RC
C2
T
输入 ui
RB EB
uo 输出
参考点
上页 下页 首页
集电极电源，
为电路提供能
+EC
量。并保证集
电结反偏。
C1
RC
C2
T
RB
EB
上页 下页 首页
集电极电阻，
+EC 将变化的电流
C1
RC
C2
T
可以省去
RB
EB
上页 下页 首页
RB C1
+EC
RC
C2
T
单电源供电电路
上页 下页 首页
2.2.2 简单工作原理
模电课件-第1章-精选文档
（3）运算电路：完成一个或多个信号的各种运算。 （4）信号转换电路： 电压（流）→电流（压）、
直（交）流→交（直）流。
（5）信号发生电路：产生正弦、三角、矩形波等。 （6）直流电源：将交流电转换成不同输出电压和电流的 直流电。
33 MHz
目录
Analog Electronics
1
导言
33 MHz
2 运算放大器 3 二极管及其基本电路 4 晶体三极管及放大电路基础 5 场效应管放大电路 6 模拟集成电路 7 反馈放大电路 8 信号的运算和滤波 9 波形的发生与变换电路 10 直流稳压电源
信号的 信号的 信号的
信号的
提取
传感器 接收器
预处理
隔离、滤波 放大、阻抗 变换
加工
运算、转 换、比较
执行
功率放大 A/D转换
33 MHz
图1.2.1电子信息系统示意图
Analog Electronics
1.2.3
电子信息系统中的模拟电路
信号的 预处理 信号的 加工 信号的 执行
信号的 提取
（1）放大电路：用于信号的电压、电流或功率放大。 （2）滤波电路：用于信号的提取、变换或抗干扰。
Analog Electronics
模拟电子技术基本教程 Fundamentals of Analog Electronics 华成英 主编
33 MHz
Analog Electronics 1. 电子技术的发展简史
电子技术诞生的历史虽短，但深入的领域却是最深最广， 它不仅是现代化社会的重要标志，而且成为人类探索宇宙宏观 世界和微观世界的物质技术基础。 1904年第一只电子器件发明以来，世界电子技术经历了 电子管、晶体管和集成电路等重要发展阶段。
直（交）流→交（直）流。
（5）信号发生电路：产生正弦、三角、矩形波等。 （6）直流电源：将交流电转换成不同输出电压和电流的 直流电。
33 MHz
目录
Analog Electronics
1
导言
33 MHz
2 运算放大器 3 二极管及其基本电路 4 晶体三极管及放大电路基础 5 场效应管放大电路 6 模拟集成电路 7 反馈放大电路 8 信号的运算和滤波 9 波形的发生与变换电路 10 直流稳压电源
信号的 信号的 信号的
信号的
提取
传感器 接收器
预处理
隔离、滤波 放大、阻抗 变换
加工
运算、转 换、比较
执行
功率放大 A/D转换
33 MHz
图1.2.1电子信息系统示意图
Analog Electronics
1.2.3
电子信息系统中的模拟电路
信号的 预处理 信号的 加工 信号的 执行
信号的 提取
（1）放大电路：用于信号的电压、电流或功率放大。 （2）滤波电路：用于信号的提取、变换或抗干扰。
Analog Electronics
模拟电子技术基本教程 Fundamentals of Analog Electronics 华成英 主编
33 MHz
Analog Electronics 1. 电子技术的发展简史
电子技术诞生的历史虽短，但深入的领域却是最深最广， 它不仅是现代化社会的重要标志，而且成为人类探索宇宙宏观 世界和微观世界的物质技术基础。 1904年第一只电子器件发明以来，世界电子技术经历了 电子管、晶体管和集成电路等重要发展阶段。
模电PPT
交流: 动态电阻 rd ≈U T / ID＝10Ω
故：动态电流有效值 Id ＝Ui / rd ≈ 1mA
四、二极管的主要参数
器件的参数是其特性的定量描述，是合理选择器件的依据。
❖ 最大整流电流 IF：最大平均值 ❖ 最大反向工作电压 UR：最大瞬时值 ❖ 反向电流 IR：即 IS ❖ 最高工作频率 fM：因PN结有电容效应
i f (u)
u
i IS(eUT 1) (常温下UT 26mV)
击穿 电压
反向饱 开启 和电流 电压
温度的 电压当量
材料 硅Si 锗Ge
开启电压 0.5V 0.1V
导通电压 0.5~0.8V 0.1~0.3V
反向饱和电流 1µA以下 几十µA
从二极管的伏安特性可以反映出：
1、单向导电性
因基区薄且多子浓度低，使极少 数扩散到基区的电子与空穴复合
基区空穴 的扩散
因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成 基极电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
电流分配： IE＝IB＋IC ❖ IE－扩散运动形成的电流 ❖ IB－复合运动形成的电流 ❖ IC－漂移运动形成的电流
正向特性为 指数曲线
u
i IS(eUT 1)
u
若正向电压u
U
T，则i
I
eUT
S
若反向电压u UT，则i IS
反向特性为横轴的平行线
2、伏安特性受温度影响
T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓ →反向饱和电流IS↑，U(BR) ↓ 增大1倍/10℃
T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
结电容不是常量！若PN结外加电压频率高到一定程 度，则失去单向导电性！
故：动态电流有效值 Id ＝Ui / rd ≈ 1mA
四、二极管的主要参数
器件的参数是其特性的定量描述，是合理选择器件的依据。
❖ 最大整流电流 IF：最大平均值 ❖ 最大反向工作电压 UR：最大瞬时值 ❖ 反向电流 IR：即 IS ❖ 最高工作频率 fM：因PN结有电容效应
i f (u)
u
i IS(eUT 1) (常温下UT 26mV)
击穿 电压
反向饱 开启 和电流 电压
温度的 电压当量
材料 硅Si 锗Ge
开启电压 0.5V 0.1V
导通电压 0.5~0.8V 0.1~0.3V
反向饱和电流 1µA以下 几十µA
从二极管的伏安特性可以反映出：
1、单向导电性
因基区薄且多子浓度低，使极少 数扩散到基区的电子与空穴复合
基区空穴 的扩散
因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成 基极电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
电流分配： IE＝IB＋IC ❖ IE－扩散运动形成的电流 ❖ IB－复合运动形成的电流 ❖ IC－漂移运动形成的电流
正向特性为 指数曲线
u
i IS(eUT 1)
u
若正向电压u
U
T，则i
I
eUT
S
若反向电压u UT，则i IS
反向特性为横轴的平行线
2、伏安特性受温度影响
T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓ →反向饱和电流IS↑，U(BR) ↓ 增大1倍/10℃
T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
结电容不是常量！若PN结外加电压频率高到一定程 度，则失去单向导电性！
模拟电子技术基础ppt课件
2. PN 结外加反向电压时处于截止状态(反偏) 反向接法时，外电场与内电场的方向一致，增强了内 电场的作用；
外电场使空间电荷区变宽； 不利于扩散运动，有利于漂移运动，漂移电流大于扩 散电流，电路中产生反向电流 I ； 由于少数载流子浓度很低，反向电流数值非常小。
24
P
耗尽层
N
IS
内电场方向
外电场方向
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如 磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体(或称电子型 半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
12
本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受 自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。
36
二、温度对二极管伏安特性的影响(了解)
在环境温度升高时，二极管的正向特性将左移，反
向特性将下移。
I / mA
15
温度增加
10
5
– 50 – 25
–0.01 0 0.2 0.4 U / V
–0.02
二极管的特性对温度很敏感。
37
1.2.3 二极管的参数
(1) 最大整流电流IF
(2) 反向击穿电压U（BR）和最高反向工作电压URM
3. 折线模型
3. 杂质半导体总体上保持电中性。
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
(a)N 型半导体
(b) P 型半导体
图 杂质半导体的的简化表示法 17
1.1.3 PN结
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体，另 一侧掺杂成为 N 型半导体，两个区域的交界处就形成了 一个特殊的薄层，称为 PN 结。
外电场使空间电荷区变宽； 不利于扩散运动，有利于漂移运动，漂移电流大于扩 散电流，电路中产生反向电流 I ； 由于少数载流子浓度很低，反向电流数值非常小。
24
P
耗尽层
N
IS
内电场方向
外电场方向
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如 磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体(或称电子型 半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
12
本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受 自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。
36
二、温度对二极管伏安特性的影响(了解)
在环境温度升高时，二极管的正向特性将左移，反
向特性将下移。
I / mA
15
温度增加
10
5
– 50 – 25
–0.01 0 0.2 0.4 U / V
–0.02
二极管的特性对温度很敏感。
37
1.2.3 二极管的参数
(1) 最大整流电流IF
(2) 反向击穿电压U（BR）和最高反向工作电压URM
3. 折线模型
3. 杂质半导体总体上保持电中性。
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
(a)N 型半导体
(b) P 型半导体
图 杂质半导体的的简化表示法 17
1.1.3 PN结
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体，另 一侧掺杂成为 N 型半导体，两个区域的交界处就形成了 一个特殊的薄层，称为 PN 结。
模电第一节ppt
1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著 名的库仑定律。即两电荷间的力与两电荷的乘积成正 比，与两者的距离平方成反比。库仑定律是电学发展 史上的第一个定量规律，它使电学的研究从定性进入 定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。电荷的 单位库仑就是以他的姓氏命名的。同年，他在给法国 科学院的《电力定律》的论文中详细地介绍了他的实 验装置，测试经过和实验结果。
AHU
Fundamental of Electronic Technology
宋昴
1
AHU
Fundamentபைடு நூலகம்l of Electronic Technology
2
1.1 课程慨述 1.2 电子学发展史 1.3 信号的传输与电子系统 1.4 放大电路的基本知识 1.5 学习方法与要求
3
1.1 课程概述
6
库仑在1736年6月14日生于法国昂古莱姆。青少年 时期，他就受到了良好的教育。他后来到巴黎军事工 程学院学习，离开学校后，他进入西印度马提尼克皇 家工程公司工作。工作了八年以后，他又在埃克斯岛 瑟堡等地服役。这时库仑就已开始从事科学研究工作， 他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上。
1777年法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的 磁针的方法。库仑对磁力进行深入细致的研究发现扭 力和针转过的角度成比例关系，从而可利用这种装置 算出静电力或磁力的大小。这导致他发明了扭秤， 1782年，他当选为法国科学院院士。
• 课程平时成绩占30%（其中课外作业占15%、课堂考勤占 15%），期末考试成绩占70% 。
4
1.2 电子学发展史
1750年，富兰克林指出：雷电与摩擦生电是一回事 1785年，库仑总结出电荷的力学定理 1800年，伏特创立了电位差理论 1820年，奥斯特发现导线通电磁针偏转 1831年，法拉第完成磁生电实验 1865年，麦克斯韦发表电磁理论公式 1888年，赫兹证明了电磁波的存在 1896年，马可尼发明电报，获1908年诺贝尔奖 1897年，汤姆孙发现电子，获1906年诺贝尔奖 1947年，萧克利、巴丁、布拉顿发明晶体管，获56年诺贝尔奖 1958年，基尔比发明集成电路，获2000年诺贝尔奖
AHU
Fundamental of Electronic Technology
宋昴
1
AHU
Fundamentபைடு நூலகம்l of Electronic Technology
2
1.1 课程慨述 1.2 电子学发展史 1.3 信号的传输与电子系统 1.4 放大电路的基本知识 1.5 学习方法与要求
3
1.1 课程概述
6
库仑在1736年6月14日生于法国昂古莱姆。青少年 时期，他就受到了良好的教育。他后来到巴黎军事工 程学院学习，离开学校后，他进入西印度马提尼克皇 家工程公司工作。工作了八年以后，他又在埃克斯岛 瑟堡等地服役。这时库仑就已开始从事科学研究工作， 他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上。
1777年法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的 磁针的方法。库仑对磁力进行深入细致的研究发现扭 力和针转过的角度成比例关系，从而可利用这种装置 算出静电力或磁力的大小。这导致他发明了扭秤， 1782年，他当选为法国科学院院士。
• 课程平时成绩占30%（其中课外作业占15%、课堂考勤占 15%），期末考试成绩占70% 。
4
1.2 电子学发展史
1750年，富兰克林指出：雷电与摩擦生电是一回事 1785年，库仑总结出电荷的力学定理 1800年，伏特创立了电位差理论 1820年，奥斯特发现导线通电磁针偏转 1831年，法拉第完成磁生电实验 1865年，麦克斯韦发表电磁理论公式 1888年，赫兹证明了电磁波的存在 1896年，马可尼发明电报，获1908年诺贝尔奖 1897年，汤姆孙发现电子，获1906年诺贝尔奖 1947年，萧克利、巴丁、布拉顿发明晶体管，获56年诺贝尔奖 1958年，基尔比发明集成电路，获2000年诺贝尔奖
模电课件第一章
+ Vi –
放大电路
+ Vo –
RL
AV AV ( ) ( )
Vo ( j ) AV ( ) V ( j )
i
Av为什么是 f 的函数？
原因：放大电路存在电抗
称为幅频响应 元件，如电容、电感。
称为相频响应
( ) o ( ) i ( )
1.5 放大电路的主要性能指标
九、联系方式
•姓名：张华
•单位：电子信息教研室 408
•Email: 8755166@
课程介绍 部分结束
进入绪论部分学习
1.1 信号 1.2 信号的频谱
1.3 模拟信号与数字信号 1.4 放大电路模型
1.5 放大电路的主要性能指标
1.1 信号
1. 信号： 信息的载体
T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5
在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的 稳态响应，称为放大电路的频率响应。 电压增益可表示为
Vo ( j ) AV ( j ) V ( j )
i
Ii
Io
+ Vs –
Rs
Vo ( j ) [ o ( ) i ( )] Vi ( j )
或写为 其中
课程介绍
一、课程名称及教材 模拟电子技术基础
二、课程的性质
工程性、 实践性强 是一门技术基础课
三、课程的特点
1）规律性 基本电子电路的组成具有规律性
2）非线性 3）工程性
4）实践性
半导体器件具有非线性 即近似性。抓主要矛盾
实验和设计－实验课
四、课程研究内容
器件 二极管(chap3)
三极管(chap4)
模电第一章课件
பைடு நூலகம்
图1.6 PN结的形成过程
空间电荷区：在交界面附近出现的带电离子集中 的薄层，又称耗尽层、阻挡层。
内电场：空间电荷区的左半部是带负电的杂质离 子，右半部是带正电的杂质离子，空间电荷区中 就形成一个N区指向P区的内建电场。
接触电位差 U ：达到动态平衡后的PN结， 内建电场的方向由N区指向P区的电位差。
1.1 半导体的基础知识 1.2 PN结与半导体二极管 1.3 特殊二极管
1.4 半导体三极管
1.5 场效应晶体管
1.1 半导体的基础知识
1.1.1 导体、绝缘体、和半导体 1.1.2 本征半导体 1.1.3 杂质半导体
1.1.1 导体、绝缘体和半导体
导体:导电的物质，如铜、铝、铁、银等。 绝缘体:不导电的物质，石英、橡胶等。 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之 间。常用的半导体材料有硅(Si)、锗 (Ge)、砷化镓(GaAs)等。
4．最大反向工作电压UFM：二极管安全运行时所能承受的最大反向电压。一 般取击穿电压U(BR)的一半作为UFM 。
5．反向电流：指二极管未击穿时反向电流。IR 值越小，二极管单向导电性越 好。随温度变化而改变。 6. 最高工作频率fM ：fM 由PN结的结电容大小决定。二极管的工作频率超过 fM，单向导电性变差。
1.2.3
PN结的电容效应
PN结的结电容:在外加电压发生变化时，PN结耗尽层内的空间电 荷量和耗尽层外的载流子数目均发生变化的电容效应。 按产生的机理不同结电容可分为：
一是势垒电容CB 二是扩散电容CD
一、势垒电容CB
指阻挡层中电荷量随外加电压变化而改变所呈 现的电容效应,用CB表示。CB的大小与PN结面积、 阻挡层宽度、半导体材料的介电常数有关， 且随外加反向电压变化而 变化。反向电压越大，CB 越小。 利用PN结的势垒电容 效应，可制造变容二极 管(压控可变电容器)
图1.6 PN结的形成过程
空间电荷区：在交界面附近出现的带电离子集中 的薄层，又称耗尽层、阻挡层。
内电场：空间电荷区的左半部是带负电的杂质离 子，右半部是带正电的杂质离子，空间电荷区中 就形成一个N区指向P区的内建电场。
接触电位差 U ：达到动态平衡后的PN结， 内建电场的方向由N区指向P区的电位差。
1.1 半导体的基础知识 1.2 PN结与半导体二极管 1.3 特殊二极管
1.4 半导体三极管
1.5 场效应晶体管
1.1 半导体的基础知识
1.1.1 导体、绝缘体、和半导体 1.1.2 本征半导体 1.1.3 杂质半导体
1.1.1 导体、绝缘体和半导体
导体:导电的物质，如铜、铝、铁、银等。 绝缘体:不导电的物质，石英、橡胶等。 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之 间。常用的半导体材料有硅(Si)、锗 (Ge)、砷化镓(GaAs)等。
4．最大反向工作电压UFM：二极管安全运行时所能承受的最大反向电压。一 般取击穿电压U(BR)的一半作为UFM 。
5．反向电流：指二极管未击穿时反向电流。IR 值越小，二极管单向导电性越 好。随温度变化而改变。 6. 最高工作频率fM ：fM 由PN结的结电容大小决定。二极管的工作频率超过 fM，单向导电性变差。
1.2.3
PN结的电容效应
PN结的结电容:在外加电压发生变化时，PN结耗尽层内的空间电 荷量和耗尽层外的载流子数目均发生变化的电容效应。 按产生的机理不同结电容可分为：
一是势垒电容CB 二是扩散电容CD
一、势垒电容CB
指阻挡层中电荷量随外加电压变化而改变所呈 现的电容效应,用CB表示。CB的大小与PN结面积、 阻挡层宽度、半导体材料的介电常数有关， 且随外加反向电压变化而 变化。反向电压越大，CB 越小。 利用PN结的势垒电容 效应，可制造变容二极 管(压控可变电容器)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：电路如图所示，已知发光二极管的导通电压UD=1.6V，正向电流
为5 ~ 20mA时才能发光。试问： （1）开关处于何种位置时发光二极管可能发光？ （2）为使发光二极管发光，电路中R的取值范围为多少？
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：在图示电路中，发光二极管导通电压UD＝1.5V，正向电流在5～
§1.4
二极管典型应用电路
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：电路如图所示，二极管导通时UD=0.7V。试求解电路的输出电压。
+
R
+
D1
D2 Uo
UO _
5V 3V 2V
-
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：电路如图所示，二极管导通时UD=0.7V。求各电路的输出电压。
第1章 半导体二极管及其应用电路
第1章 半导体二极管及其应用电路
§1.3
稳压二极管
一、稳压二极管的工作原理 二、稳压二极管的主要参数
一、稳压二极管的工作原理
第1章 半导体二极管及其应用电路
稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内，端电压几乎不变，表现出稳压 特性。因而广泛用于稳压电源与限幅电路之中。
二、稳压二极管的主要参数
稳定电压UZ、稳定电流IZ 动态电阻 rz＝ΔUZ /ΔIZ 若稳压管的电流太小则不稳压，电流太大则会因功耗过大而损坏， 因而稳压管电路中必需有限制稳压管电流的限流电阻！ 最大功耗 PZM＝ IZM UZ
讨论：解决两个问题
• 如何判断二极管的工作状态？ • 如何选用二极管的等效电路？
第1章 半导体二极管及其应用电路
若V与uD可比，则需图解：
实测特性
Q
uD V iD R
对于V 和ui，二极管的 模型有什么不同？
第1章 半导体二极管及其应用电路
问题
• 如何从PN结的电流方程来理解其伏安特性曲线和温度对 伏安特性的影响？ • 为什么结面积小的二极管的整流平均电流IF小，而最高工 作频率fH高？结面积大的二极管的整流平均电流IF大，而 最高工作频率fH低？ • 二极管有几种折线化的伏安特性？它们分别适用于什么 应用场合？ • 什么是二极管的微变等效电路？什么情况下应用二极管 的微变等效电路来分析电路？ • 能否将1.5V的电池直接以正向接法接到二极管两端？为什 么？
稳定电流Izmin=5mA，求电路中UO1和UO2各为多少伏？
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：在图示稳压管稳压电路中，已知稳压管的稳定电压UZ=6V，最小
稳定电流Izmin=5mA，最大稳定电流Izmax=25mA。 （1）分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值。 （2）若UI=35V时负载开路，则会出现什么现象？为什么？
第1章 半导体二极管及其应用电路
第1章 半导体二极管及其应用电路
§1.1 半导体基础知识
§1.2
§1.3
半导体二极管
稳压二极管
§1.4
二极管典型应用电路
2. 二极管的微变等效电路
第1章 半导体二极管及其应用电路
当二极管在静态基础上有动态信号作用时，可将二极管等效为一个电阻，称 为动态电阻，也就是微变等效电路。 ui=0时直流电源作用
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：在图示稳压管稳压电路中，已知稳压管的稳定电压UZ=6V，最小
稳定电流Izmin=5mA，最大稳定电流Izmax=25mA；负载电阻RL=600。求 解限流电阻R的取值范围。
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：在图示稳压管稳压电路中，已知稳压管的稳定电压UZ=6V，最小
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：电路如图所示，已知ui=5sint(V)，画出uo波形。二极管为理想元
件。
ui/V 5V
O
‒5V uo/V
t
O
t
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：二极管电路如图所示，考虑二极管的正向压降为0.7V，求输出电压Uo 。
第1章 半导体二极管及其应用电路
15mA时才能正常工作。试问： （1）开关S在什么位置时发光二极管才能发光？ （2）R的取值范围是多少？
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为5V和9V，正向导通电
压为0.7V。试问： （1）若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？ （2）若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？
讨论：电路如图所示，已知ui=10sint(V) ，E=5V，二极管为理想元件，画出
ui与uo的波形，并标出幅值。 + uo
E
ui/V 10V
O
‒10V uo/V
t
－
O
t
根据二极管电流方程
i D I S (e
uD UT
1)
ui
O
u D U T rd iD ID
Q越高，rd 越小。
t
uD
UD
O
t
第1章 半导体二极管及其应用电路
四、二极管的主要参数 • • • • 最大整流电流IF：最大平均值 最大反向工作电压UR：最大瞬时值 反向电流 IR：即IS 最高工作频率fM：因PN结有电容效应
讨论：电路如图所示，已知ui=10sint(V)，画出ui与uo的波形。设二极
管正向导通电压可忽略不计。
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：电路如图所示，已知u =5sint
i
画出u 与uo的波形，并标出幅值。
i
(V)，二极管导通电压UD=0.7V。试
ui/V
5V
O
‒5V
t
‒0.7
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：电路如图所示，已知u =5sint
i
画出u 与uo的波形，并标出幅值。
i
(V)，二极管导通电压UD=0.7V。试
ui/V
5V
O
‒5V
t
第1章 半导体二极管及其应用电路
讨论：电路如图所示，其输入电压u 和u 的波形如图所示，二极管导通电压
I1 I2
UD=0.7V。试画出uO的波形，并标出幅值。