电工学第二讲PPT课件
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电工学电工技术第二章ppt课件
U R1 R2 (3)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；
11 1
–
R R1 R2
(4)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。
I
两电阻并联时的分流公式：
+ U –
R
I1
R2 R1 R2
I
应用：
I2
R1 R1 R2
I
分流、调节电流等。(最广泛)
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例1:图示为变阻器调节负载电阻RL两端电压的 分压电路。 RL = 50 ，U = 220 V 。中间环节是变 阻器，其规格是 100 、3 A。今把它平分为四段，
R2
R =R1+R2
(4)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。
I
+ U –
两电阻串联时的分压公式：
R
应U1用：R1R1R2 U
U2
R2 R1 R2
U
降压、限流、调节电压等。 编辑版pppt
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2.1.2 电阻的并联
I
特点:
+ I1 I2
(1)各电阻联接在两个公共的结点之间； (2)各电阻两端的电压相同；
(2) 若所选回路中包含恒流源支路, 则因恒流源两
端的电压未知，所以，有一个恒流源就出现一个未
知电压，因此，在此种情况下不可少列KVL方程。
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例3：试求各支路电流。
a
c
+ 42V –
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解: (4) 在 e 点：
U 220
IeaRea
电工学PPT第二章
Z R2 X 2 X arctan R
阻抗角
R Z cos X Z sin
基本元件R、L、C的阻抗
RLC串联电路的阻抗特性：
Z R j ( X L X C ) R jX
(1) 当 X L X C 时，X 0, 0
阻抗角
相量模型 电压、电流用相量表示；
Z R 2 ( X L X C )2
X L XC arctan R
U U u Z ＝ Z （） I I i
阻抗表示了电路的电 压与电流之间的大小 和相位的关系:
阻抗模值
Z＝R jX
电阻 电抗
Z Z
UC
UR
UL
I
电路呈电容性， 此时总电压滞后电流。
U L UC
UL
UR
I
U
UC
＋
u
－
uR
uL
R I jX L I jX C I
[ R j ( X L X C )] I
定义电路的阻抗：
def
C
uc
用相量法分析R、L、C串联电路
＋
I R
jX L
U
－
U R
U L jX C
Uc
U Z ＝R j ( X L X C ) I 阻抗模值 Z Z
RLC串联电路UI
UL
UC U L UC UC
UL
相量图
U
UR
I
电路呈电感性； 此时总电压超前电流。
(2) 当 X L X C 时，X 0, 0
阻抗角
R Z cos X Z sin
基本元件R、L、C的阻抗
RLC串联电路的阻抗特性：
Z R j ( X L X C ) R jX
(1) 当 X L X C 时，X 0, 0
阻抗角
相量模型 电压、电流用相量表示；
Z R 2 ( X L X C )2
X L XC arctan R
U U u Z ＝ Z （） I I i
阻抗表示了电路的电 压与电流之间的大小 和相位的关系:
阻抗模值
Z＝R jX
电阻 电抗
Z Z
UC
UR
UL
I
电路呈电容性， 此时总电压滞后电流。
U L UC
UL
UR
I
U
UC
＋
u
－
uR
uL
R I jX L I jX C I
[ R j ( X L X C )] I
定义电路的阻抗：
def
C
uc
用相量法分析R、L、C串联电路
＋
I R
jX L
U
－
U R
U L jX C
Uc
U Z ＝R j ( X L X C ) I 阻抗模值 Z Z
RLC串联电路UI
UL
UC U L UC UC
UL
相量图
U
UR
I
电路呈电感性； 此时总电压超前电流。
(2) 当 X L X C 时，X 0, 0
电工学2
一．电阻的串联
+
i
R1 R2
u
+ u1 － + u2 － + un －
i
+ u － R
－
Rn
n个电阻串联可等效为一个电阻
R = R1 + R2 + + Rn
分压公式
Rk uk = Rk i = u R
两个电阻串联时
R1 u1 = u R1 + R2
R2 u2 = u R1 + R2
+ u
i
R1 R2
U -U2 = I1 R1 - I2 R2 1
独立方程只有 1 个
小
结
设：电路中有N个节点，B个支路
则： 独立的节点电流方程有 (N -1) 个
独立的回路电压方程有 (B -N+1)个
a
+
N=2、B=3
R2
R3 U2
+
R1
-
U1
独立电流方程：１个
_
b
独立电压方程：２个 （一般为网孔个数）
1-4电阻电路的等效变换 具有相同电压电流关系（即伏安关系， 简写为VAR）的不同电路称为等效电路， 将某一电路用与其等效的电路替换的过程 称为等效变换。将电路进行适当的等效变 换，可以使电路的分析计算得到简化。
R1 I1
R2
I
I3
R3 R4
Is
R5 (接上页) R1 I1 R2
I
I3
R3 R4
Is
R5
I R4 I1+I3
Is R1//R2//R3
R5
I I1+I3 R4 R1//R2//R3
电工学课件2
−
I I7
R12 1Ω
I12 I5
3V
−
I +
3V −
5
R7 R5 3Ω 6Ω
R34 2Ω
R5 6Ω R6 1Ω
R6 1Ω
(a)
+
I I7
(b) I R
12
12
1Ω R7 3Ω
R = 1•5Ω
3V
−
R 3456 2Ω
(d)
(c)
由(d)图可知 R = 1•5Ω
I
+ 3V
−
U , I = = 2A R
一般不限于内阻R0 ，只要 一个电动势为E的理想电 压源和某个电阻R串联的 电路，都可以化为一个电 流为 I S的理想电流源和这 个电阻并联的电路。 a
a
E
IS
R
R
b
E IS = R
b
注：其它含源支路的等效
• 电压源并电阻
•
电流源串电阻
电压源与电流源并联或串联，如何等效？ 电压源与电流源并联或串联，如何等效？ 两个电压源串联，如何等效？ 两个电压源串联，如何等效？ 两个电流源并联，如何等效？ 两个电流源并联，如何等效？ 两个相同的电压源并联，如何等效？ 两个相同的电压源并联，如何等效？ 两个相同的电流源串联，如何等效？ 两个相同的电流源串联，如何等效？
例题2.1 例题2.1
计算图中所示电阻电路的等效电阻R，并 求电流 I 和I5 。
I + 3V
−
R1 2Ω R2 2Ω R7 3Ω I R3 4Ω R4 4Ω
5
R5 6Ω R6 1Ω
解
可以利用电阻串联与并联的特征对电路进行简化
I
+
I I7
R12 1Ω
I12 I5
3V
−
I +
3V −
5
R7 R5 3Ω 6Ω
R34 2Ω
R5 6Ω R6 1Ω
R6 1Ω
(a)
+
I I7
(b) I R
12
12
1Ω R7 3Ω
R = 1•5Ω
3V
−
R 3456 2Ω
(d)
(c)
由(d)图可知 R = 1•5Ω
I
+ 3V
−
U , I = = 2A R
一般不限于内阻R0 ，只要 一个电动势为E的理想电 压源和某个电阻R串联的 电路，都可以化为一个电 流为 I S的理想电流源和这 个电阻并联的电路。 a
a
E
IS
R
R
b
E IS = R
b
注：其它含源支路的等效
• 电压源并电阻
•
电流源串电阻
电压源与电流源并联或串联，如何等效？ 电压源与电流源并联或串联，如何等效？ 两个电压源串联，如何等效？ 两个电压源串联，如何等效？ 两个电流源并联，如何等效？ 两个电流源并联，如何等效？ 两个相同的电压源并联，如何等效？ 两个相同的电压源并联，如何等效？ 两个相同的电流源串联，如何等效？ 两个相同的电流源串联，如何等效？
例题2.1 例题2.1
计算图中所示电阻电路的等效电阻R，并 求电流 I 和I5 。
I + 3V
−
R1 2Ω R2 2Ω R7 3Ω I R3 4Ω R4 4Ω
5
R5 6Ω R6 1Ω
解
可以利用电阻串联与并联的特征对电路进行简化
I
+
电工技术的课件第二章
例 分析以下电路中应列几个电流方程？几个 电压方程？
I1
a
I2
E1
+R1 #1
-
I3
R2 #2 R3
#3
+ _ E2
b
（1-7）
I1
a
I2
E1
+R1 #1
-
I3
R2 #2 R3
#3
+ _ E2
b 基尔霍夫电流方程：
#1
结点a：I1I2 I3 #2
结点b： I3 I1I2 #3
基尔霍夫电压方程：
E1 I1R1 I3R3 E2 I2R2 I3R3 E1 E2 I1R1 I2R2
需补足 B -（N -1）个方程。
2. 独立回路的选择：
EU
#1 #2 #3 一般按网孔选择
4 解联立方程组
根据未知数的正负决定电流的实际方（向2-1。5）
.P４６ 例：求IG
解：
解得：
支路电流法的优缺点
优点：支路电流法是电路分析中最基本的 方法之一。只要根据基尔霍夫定律、
欧姆定律列方程，就能得出结果。 缺点：电路中支路数多时，所需方程的个
数较多，求解不方便。
a
支路数 B=4
b
须列4个方程式
（2-17）
2.1.3 结点电压法
结点电位的概念： 在电路中任选一结点，设其电 位为零（用 标记），此点称为 参考点。其它各结点对参考点的电 压，便是该结点的电位。记为： “VX”（注意：电位为单下标）。
（2-18）
结点电位法中的未知数：结点电位“VX”。
式中分母为各支路电阻倒数和，分子 为各有源支路中电动势除以电阻后求其代 数和。电动势方向指向未知结点，则该项 为正，反之为负。
电工学习第二章PPT课件
(1) 若uC(0)U00， 电容元件用恒压源代替， 其值等于U 0 ; 若uC(0)0，电容元件视为短路。
(2) 若 iL(0)I00, 电感元件用恒流源代替 ， 其值等于I0 , 若iL(0)0, 电感元件视为开路。
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(3) 时间常数 的计算
原则: 要由换路后的电路结构和参数计算。
(同一电路中各物理量的 是一样的)
对于一阶RC电路 R0C
对于一阶RL电路
L R0
注意：
1) 对于简单的一阶电路 ，R0=R ;
2) 对于较复杂的一阶电路， R0为换路后的电路 除去电源和储能元件后，在储能元件两端所求得的
无源二端网络的等效电阻。
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例1：
t=0 S R1
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第3章 电路的暂态分析
重点： 1．换路定则； 2．一阶线性电路暂态分析的三要素法。
难点： 1．用换路定则求初始值和稳态值； 2．用一阶线性电路暂态分析的三要素法求解暂态 电路； 3．微分电路与积分电路的分析。
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3 .3 .3 RC电路的全响应
f () O
(d)f()0 t
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三要素法求解暂态过程的要点
(1) 求初始值、稳态值、时间常数； (2) 将求得的三要素结果代入暂态过程通用表达式； (3) 画出暂态电路电压、电流随时间变化的曲线。
（由初始值稳态值）
f(t)
终点 f ()
起点 f (0 )
O
0 .63 [f( 2)f(0) ]f(0)
结论1： 全响应 = 零输入响应 + 零状态响应
(2) 若 iL(0)I00, 电感元件用恒流源代替 ， 其值等于I0 , 若iL(0)0, 电感元件视为开路。
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(3) 时间常数 的计算
原则: 要由换路后的电路结构和参数计算。
(同一电路中各物理量的 是一样的)
对于一阶RC电路 R0C
对于一阶RL电路
L R0
注意：
1) 对于简单的一阶电路 ，R0=R ;
2) 对于较复杂的一阶电路， R0为换路后的电路 除去电源和储能元件后，在储能元件两端所求得的
无源二端网络的等效电阻。
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例1：
t=0 S R1
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第3章 电路的暂态分析
重点： 1．换路定则； 2．一阶线性电路暂态分析的三要素法。
难点： 1．用换路定则求初始值和稳态值； 2．用一阶线性电路暂态分析的三要素法求解暂态 电路； 3．微分电路与积分电路的分析。
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3 .3 .3 RC电路的全响应
f () O
(d)f()0 t
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三要素法求解暂态过程的要点
(1) 求初始值、稳态值、时间常数； (2) 将求得的三要素结果代入暂态过程通用表达式； (3) 画出暂态电路电压、电流随时间变化的曲线。
（由初始值稳态值）
f(t)
终点 f ()
起点 f (0 )
O
0 .63 [f( 2)f(0) ]f(0)
结论1： 全响应 = 零输入响应 + 零状态响应
电工学2
3 j4 U
3 j 4 U
3 j 4 U
u 5 2 sin( t 531 )
u 5 2 sin( t 126 9 )
u 5 2 sin( t 126 9 )
33
符号说明
瞬时值 --- 小写 有效值 --- 大写 最大值 --- 大写+下标
i
35
交流电也遵循克希荷夫定律,即:
i(t) 0 , u(t) 0
用相量表示:
I 0 ,
U 0
或:
Im 0 ,
Um 0
36
注意
正弦量的幅值（或有效值） 不能直接进行加减。
正误判断
u 100sin t U ？
瞬时值
复数
37
正误判断
第二章 正弦交流电路
§2 . 1 正弦交流电的基本概念 §2 . 2 正弦量的相量表示法 §2 . 3 单一参数的交流电路 §2 . 4 RLC串联交流电路 §2 . 5 阻抗的串联和并联 §2 . 6 串联谐振和并联谐振
§2 . 7 功率因数的提高
§2 . 8 三相电源
§2 . 9 三相负载的联结
有利于电器设备的运行；
. . . . .
3
正弦交流电的方向
正弦交流电也有正方向,一般按正半周的方向假设。
i
u
R
i
实际方向和假设方向一致
t
实际方向和假设方向相反
交流电路进行计算时，首先也要规定物理量 的正方向，然后才能用数字表达式来描述。
4
二、正弦量的三要素
Im
i
i I m sin t
电工学 (2)ppt课件
6
本章要求:
1.了解电路模型及理想电路元件的意义； 2.理解电压与电流参考方向的意义；掌握电源
与负载的判别。 3. 理解电路的基本定律并能正确应用； 4. 了解电源的有载工作、开路与短路状态，
理解电功率和额定值的意义； 5. 掌握分析与计算电路中各点电位的方法。
7
§1.1 电路的基本概念
一、电路的组成和作用
负载：将电能转换成非电能的装置，或消耗电能的装置。 例如：电动机、电炉、灯
中间环节：连接电源和负载的部分，起传输和分
配电能的作用。例如：输电线路
9
二、 电路模型
I
电 池
灯 泡
+ E
_
+
RU
_
电源
负载
理想电路元件：在一定条件下，突出其主要电磁性能，
忽略次要因素，将实际电路元件理想化
（模型化）。
主要有电阻、电感、电容元件、电源元件。
在电路中任选一节点，设其电位为零（用 标记）， 此点称为参考点。其它各节点对参考点的电压，便是
该节点的电位。记为：“VX”（注意：电位为单下标）。
a
a
1 b 5A
a 点电位： Va = 5V
1
b 5A
b 点电位： Vb = -53V5
注意：电位和电压的区别
某点电位值是相对的，参考点选得不同， 电路中其它各点的电位也将随之改变；
1.1.3/7 图1.1.9中，哪些元件吸收功率，哪些元件提供 功率，并求出吸收与提供的功率大小。
20
§1.2 电路元件
二端元件： 电阻 电感 电容 电压源 电流源
一、电阻元件 R :（单位：、k、M ）
1. 线性电阻:电阻值与它所通过的电流 和所施加 的电 压无关。即电阻值固定不变. 也可以说满足欧姆定 律的电阻为线性电阻.
本章要求:
1.了解电路模型及理想电路元件的意义； 2.理解电压与电流参考方向的意义；掌握电源
与负载的判别。 3. 理解电路的基本定律并能正确应用； 4. 了解电源的有载工作、开路与短路状态，
理解电功率和额定值的意义； 5. 掌握分析与计算电路中各点电位的方法。
7
§1.1 电路的基本概念
一、电路的组成和作用
负载：将电能转换成非电能的装置，或消耗电能的装置。 例如：电动机、电炉、灯
中间环节：连接电源和负载的部分，起传输和分
配电能的作用。例如：输电线路
9
二、 电路模型
I
电 池
灯 泡
+ E
_
+
RU
_
电源
负载
理想电路元件：在一定条件下，突出其主要电磁性能，
忽略次要因素，将实际电路元件理想化
（模型化）。
主要有电阻、电感、电容元件、电源元件。
在电路中任选一节点，设其电位为零（用 标记）， 此点称为参考点。其它各节点对参考点的电压，便是
该节点的电位。记为：“VX”（注意：电位为单下标）。
a
a
1 b 5A
a 点电位： Va = 5V
1
b 5A
b 点电位： Vb = -53V5
注意：电位和电压的区别
某点电位值是相对的，参考点选得不同， 电路中其它各点的电位也将随之改变；
1.1.3/7 图1.1.9中，哪些元件吸收功率，哪些元件提供 功率，并求出吸收与提供的功率大小。
20
§1.2 电路元件
二端元件： 电阻 电感 电容 电压源 电流源
一、电阻元件 R :（单位：、k、M ）
1. 线性电阻:电阻值与它所通过的电流 和所施加 的电 压无关。即电阻值固定不变. 也可以说满足欧姆定 律的电阻为线性电阻.
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2021
锗管 0.2 ~ 0.3V
外加电压大于死区电压二
极管才能导通。
6
I
I
0 UD U
近似特性
0 U
理想特性
当电源电压与二极管导通时的正向电压降相差不 多时，正向电压降不可忽略。二极管的电压小于其导 通电压的正向电压降时，二极管截止，电流等于零； 二极管导通后，正向电压降恒等于UD。
当电源电压远大于二极管导通时的正向电压降时，
例1： D
3k 6V
12V
V阳 =－6 V
A
+
电路如图，求：UAB
UAB
取 B 点作参考点，
– B
断开二极管，分析二 极管阳极和阴极的电
位。
V阴 =－12 V
V阳>V阴 二极管导通
若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB =－ 6V 否则， UAB低于－6V一个管压降，为－6.3Ｖ或－6.7V
在这里，二极管起钳位作用。
(3)本征半导体中加入三价杂质元素，便形成P型半导 体。其中空穴是多数载流子，电子是少数载流子， 此外还有不参加导电的负离子。
(4)杂质半导体中，多子浓度决定于杂质浓度，少子由
本征激发产生，其浓度与202温1 度有关。
2
(5) PN结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流， 呈现低电阻，PN结导通； (6) PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流， 呈现高电阻，PN结截止。
2021
9
二极管电路分析举例
定性分析：判断二极管的工作状态
导通 截止
若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，
反向截止时二极管相当于断开。 “开关特性”
否则，正向管压降
硅0.6~0.8V 锗0.2~0.3V
问题：如何判断二极管是导通还是截止？ 分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 的高低或所加电压UD的正负。 若 V阳 >V阴或 UD为正( 正向偏置 )，二极管导通 若 V阳 <V阴或 UD为负( 反202向1 偏置 )，二极管截止 10
平均电流。
2. 反向工作峰值电压URWM 是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，
一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二。 二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。
3. 反向峰值电流IRM 指二极管加反向工作峰值电压时的反向电流。反
向电流大，说明管子的单向导电性差，IRM受温度的 影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小， 锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。
t
二极管阴极电位为 8 V
ui > 8V，二极管导通，可看作短路 uo = 8V
ui < 8V，二极管截止，可看作开路 uo = ui
2021
13
二极管的应用面很广，都是利用它的单向导电性。 可用于整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中 作为开关元件。
二极管的应用举例1：二极管半波整流
ui
ui
二极管可看作理想二极管。加正向电压时，二极管导
通，正向电压降和正向电阻等于零，二极管相当于短
路；加反向电压时，二极管截止，反向电流等于零，
反向电阻等于无穷大，二2极021管相当于开路。
7
二极管的单向导电性
1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴 极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正 向电阻较小，正向电流较大。
2021
11
例2: D2
D1
3k 6V
12V
求：UAB
两个二极管的阴极接在一起
A +
取 B 点作参考点，断开二极
UAB 管，分析二极管阳极和阴极 – B 的电位。
V1阳 =－6 V，V2阳=0 V，V1阴 = V2阴= －12 V
UD1 = 6V，UD2 =12V
∵ UD2 >UD1 ∴ D2 优先导通， D1截止。
2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴 极接正 ）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反 向电阻较大，反向电流很小。
3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失 去单向导电性。
4. 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反 向电流愈大。
2021
8
14.3.3 主要参数
1. 最大整流电流 IOM 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向
第十四章
二极管和晶体管
2021
1
复习：
(1)本征半导体中有两种载流子导电，自由电子和空穴 ，但载流子数目极少, 其导电性能很差。温度愈高， 载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。
(2)本征半导体中加入五价杂质元素，便形成N型半导 体。其中电子是多数载流子，空穴是少数载流子， 此外还有不参加导电的正离子。
由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。
2021
3
14.3 半导体二极管
一、普通二极管
1. 基本结构
(1) 按结构分类
点接触型、面接触型。
Ｐ
(2) 按材料分类
阳极
硅管、锗管。
(3) 按用途不同分类
普通管、整流管、开关管等。
N
阴极
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半导体二极管实物图片
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二、伏安特性
(1) 实际特性
正负对称限幅电路:
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14.4 稳压二极管
1. 符号
2. 伏安特性
I
_+
稳压管正常工作
时加反向电压
UZ
O
U
稳压管反向击穿后，
电流变化很大，但其
两端电压变化很小， 利用此特性，稳压管
UZ
IZ
IZ IZM
在电路中可起稳压作 用。
正向 特性
I/mA 锗管 硅管 P +
–N
P– + N
死区电压
反向击穿电压
反向电流 在一定电压
UBR
O
IR
UD
死区电压 Uth ： 硅管 0.5 V 锗管 0.1 V
U/V
范围内保持 常数。
导通压降 UD ： 硅管 0.6 ~ 0.7V
外加电压大于反向击穿 电压二极管被击穿，失去 单向导电性。
反向 特性
若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB = 0 V
D流1过承受D2反的向电电流压为为I－D26V1324mA钳隔在位离这作 作里用 用，， 。DD21起起
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例3：
+ ui –
R
D 8V
ui
18V 8V
+ uo
–
已知：ui 1s8intV
二极管是理想的，试画出
uo 波形。
参考点
在这里，D 起限幅 (或削波) 作用。
RL
uo
t
uo
t
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二极管的应用举例2：
如图由RC构成微分电路，当输 入电压ui为矩形波时，试画出
U
ui
输出电压uo的波形。设uc(0) =0
0 uR t1
t2
t
ui
R
uR RL
0
t
uo
uo
二极管起检波作用，除去正尖
脉冲。
0
t
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二极管的应用举例3：
设输入电压ui=10sinωt(V), Us1=Us2=5V。D为理想二极管
锗管 0.2 ~ 0.3V
外加电压大于死区电压二
极管才能导通。
6
I
I
0 UD U
近似特性
0 U
理想特性
当电源电压与二极管导通时的正向电压降相差不 多时，正向电压降不可忽略。二极管的电压小于其导 通电压的正向电压降时，二极管截止，电流等于零； 二极管导通后，正向电压降恒等于UD。
当电源电压远大于二极管导通时的正向电压降时，
例1： D
3k 6V
12V
V阳 =－6 V
A
+
电路如图，求：UAB
UAB
取 B 点作参考点，
– B
断开二极管，分析二 极管阳极和阴极的电
位。
V阴 =－12 V
V阳>V阴 二极管导通
若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB =－ 6V 否则， UAB低于－6V一个管压降，为－6.3Ｖ或－6.7V
在这里，二极管起钳位作用。
(3)本征半导体中加入三价杂质元素，便形成P型半导 体。其中空穴是多数载流子，电子是少数载流子， 此外还有不参加导电的负离子。
(4)杂质半导体中，多子浓度决定于杂质浓度，少子由
本征激发产生，其浓度与202温1 度有关。
2
(5) PN结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流， 呈现低电阻，PN结导通； (6) PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流， 呈现高电阻，PN结截止。
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二极管电路分析举例
定性分析：判断二极管的工作状态
导通 截止
若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，
反向截止时二极管相当于断开。 “开关特性”
否则，正向管压降
硅0.6~0.8V 锗0.2~0.3V
问题：如何判断二极管是导通还是截止？ 分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 的高低或所加电压UD的正负。 若 V阳 >V阴或 UD为正( 正向偏置 )，二极管导通 若 V阳 <V阴或 UD为负( 反202向1 偏置 )，二极管截止 10
平均电流。
2. 反向工作峰值电压URWM 是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，
一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二。 二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。
3. 反向峰值电流IRM 指二极管加反向工作峰值电压时的反向电流。反
向电流大，说明管子的单向导电性差，IRM受温度的 影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小， 锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。
t
二极管阴极电位为 8 V
ui > 8V，二极管导通，可看作短路 uo = 8V
ui < 8V，二极管截止，可看作开路 uo = ui
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二极管的应用面很广，都是利用它的单向导电性。 可用于整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中 作为开关元件。
二极管的应用举例1：二极管半波整流
ui
ui
二极管可看作理想二极管。加正向电压时，二极管导
通，正向电压降和正向电阻等于零，二极管相当于短
路；加反向电压时，二极管截止，反向电流等于零，
反向电阻等于无穷大，二2极021管相当于开路。
7
二极管的单向导电性
1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴 极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正 向电阻较小，正向电流较大。
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例2: D2
D1
3k 6V
12V
求：UAB
两个二极管的阴极接在一起
A +
取 B 点作参考点，断开二极
UAB 管，分析二极管阳极和阴极 – B 的电位。
V1阳 =－6 V，V2阳=0 V，V1阴 = V2阴= －12 V
UD1 = 6V，UD2 =12V
∵ UD2 >UD1 ∴ D2 优先导通， D1截止。
2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴 极接正 ）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反 向电阻较大，反向电流很小。
3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失 去单向导电性。
4. 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反 向电流愈大。
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14.3.3 主要参数
1. 最大整流电流 IOM 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向
第十四章
二极管和晶体管
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复习：
(1)本征半导体中有两种载流子导电，自由电子和空穴 ，但载流子数目极少, 其导电性能很差。温度愈高， 载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。
(2)本征半导体中加入五价杂质元素，便形成N型半导 体。其中电子是多数载流子，空穴是少数载流子， 此外还有不参加导电的正离子。
由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。
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14.3 半导体二极管
一、普通二极管
1. 基本结构
(1) 按结构分类
点接触型、面接触型。
Ｐ
(2) 按材料分类
阳极
硅管、锗管。
(3) 按用途不同分类
普通管、整流管、开关管等。
N
阴极
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半导体二极管实物图片
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二、伏安特性
(1) 实际特性
正负对称限幅电路:
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14.4 稳压二极管
1. 符号
2. 伏安特性
I
_+
稳压管正常工作
时加反向电压
UZ
O
U
稳压管反向击穿后，
电流变化很大，但其
两端电压变化很小， 利用此特性，稳压管
UZ
IZ
IZ IZM
在电路中可起稳压作 用。
正向 特性
I/mA 锗管 硅管 P +
–N
P– + N
死区电压
反向击穿电压
反向电流 在一定电压
UBR
O
IR
UD
死区电压 Uth ： 硅管 0.5 V 锗管 0.1 V
U/V
范围内保持 常数。
导通压降 UD ： 硅管 0.6 ~ 0.7V
外加电压大于反向击穿 电压二极管被击穿，失去 单向导电性。
反向 特性
若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB = 0 V
D流1过承受D2反的向电电流压为为I－D26V1324mA钳隔在位离这作 作里用 用，， 。DD21起起
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例3：
+ ui –
R
D 8V
ui
18V 8V
+ uo
–
已知：ui 1s8intV
二极管是理想的，试画出
uo 波形。
参考点
在这里，D 起限幅 (或削波) 作用。
RL
uo
t
uo
t
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二极管的应用举例2：
如图由RC构成微分电路，当输 入电压ui为矩形波时，试画出
U
ui
输出电压uo的波形。设uc(0) =0
0 uR t1
t2
t
ui
R
uR RL
0
t
uo
uo
二极管起检波作用，除去正尖
脉冲。
0
t
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二极管的应用举例3：
设输入电压ui=10sinωt(V), Us1=Us2=5V。D为理想二极管