《模拟电子技术基础》教学课件 9.2整流电路
模拟电子技术基础(第4版)ppt课件
多子浓度高
多子浓度很 低，且很薄
面积大
晶体管有三个极、三个区、两个PN结。
华成英 hchya@
二、晶体管的放大原理
（发射结正偏） uBE U on 放大的条件 （集电结反偏） uCB 0，即 uCE uBE
少数载流 子的运动 因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区 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 因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区 基区空穴 的扩散
华成英 hchya@
§1.3
晶体三极管
一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 四、温度对晶体管特性的影响
五、主要参数
华成英 hchya@
一、晶体管的结构和符号
为什么有孔？
小功率管
中功率管
大功率管
华成英 hchya@
2、本征半导体的结构
共价键
由于热运动，具有足够能量 的价电子挣脱共价键的束缚 而成为自由电子 自由电子的产生使共价键中 留有一个空位置，称为空穴 自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。 动态平衡 一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高， 热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴对 的浓度加大。
指数曲线
若正向电压 UT，则i ISe u
u UT
若反向电压u UT，则i IS
2. 伏安特性受温度影响
反向特性为横轴的平行线
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
华成英 hchya@
华成英 hchya@
模拟电子技术基础PPT精选文档
二、发展趋势及应用
21世纪仍然是电子技术发展的世纪。微电子 技术；光电子技术；分子、生物、传感器电子 技术；存储、显示电子技术是电子技术领域四 项特别引人注目的技术。这些技术的迅速成熟 使得电子技术呈现出的明显的发展速度快；应 用领域广；高新技术含量高；机电一体化；光 电一体化；控制自动化；操作傻瓜化；逐步实 现人工智能化的发展趋势。各种技术的相互渗 透，数字化、多媒体、微电子等信息技术促进 了电子技术、计算机通信技术的逐步融合。
击穿”和“齐纳击穿”两类。
29
• 雪崩击穿的过程是这样的，当反向电压较高 时，结内电场很强，而结层又有一定的宽度， 在结内作漂移运动的少数载流子受强电场的 加速作用可获得很大的能量。它与结内原子 碰撞时，使原子的价电子摆脱束缚状态而形 成电子－空穴对。新产生的电子和空穴在强 电场作用下，再去碰撞其它原子，产生更多 的电子－空穴对。如此连锁反应，使耗尽层 中载流子的数量急剧增加，反向电流迅速增 大，PN结发生了雪崩击穿。雪崩击穿的本质 是碰撞电离。
12
三、本征半导体中的两种载流子
物质内部运载电荷的粒子称为载流子。 物质的导电能力决定于载流子的数目和 运动速度。晶体中的共价键具有很强的 结合力，在热力学零度，价电子没有能 力脱离共价键的束缚，这时晶体中没有 自由电子，半导体不能导电。在室温下， 少数价电子因热激发而获得足够的能量， 因而脱离共价键的束缚变为自由电子， 同时在原来共价键处留下一个空位。这 个空位叫空穴。
1、势垒电容
PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽 度随之变化，即耗尽层的电荷量随外加电 压而增多或减少，这种现象与电容器的充、 放电过程相同，耗尽层宽窄变化所等效的 这个电容称为势垒电容Cb。
32
2、扩散电容 当PN结加正向偏压时，P区和N区的多子
模拟电子技术基础PPT课件-经典全
绪论
一、电子技术的发展 二、模拟信号与模拟电路 三、电子信息系统的组成 四、模拟电子技术基础课的特点 五、如何学习这门课程
一、电子技术的发展
电子技术的发展，推动计算机技术的发展，使之“无 孔不入”，应用广泛！
• 广播通信：发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电 话、手机
• 网络：路由器、ATM交换机、收发器、调制解调器
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
最大功耗PZM＝ IZM UZ
动态电阻rz＝ΔUZ /ΔIZ
若稳压管的电流太小则不稳压，若稳压管的电流太大则会
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！
§1.3 晶体三极管
一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 四、温度对晶体管特性的影响 五、主要参数
结电容小，故结允许 结电容大，故结允许 可大，小的工作频率
的电流小，最高工作 的电流大，最高工作 高，大的结允许的电
频率高。
频率低。
流大。
二、二极管的伏安特性及电流方程
二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。
i f (u)
u
i IS(eUT 1) (常温下UT 26mV)
击穿 电压
温度的 电压当量
漂移运动
因电场作用所产 生的运动称为漂移 运动。
参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态 平衡，就形成了PN结。
PN 结的单向导电性
PN结加正向电压导通： 耗尽层变窄，扩散运动加
剧，由于外电源的作用，形 成扩散电流，PN结处于导通 状态。
2020年模拟电子技术基础电子版_《模拟电子技术基础》电子教案
《模拟电子技术基础》教案 1、本课程教学目的本课程是电气信息类专业的主要技术基础课。
其目的与任务是使学生掌握常用半导体器件和典型集成运放的特性与参数，掌握基本放大、负反馈放大、集成运放应用等低频电子线路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和工程计算方法；使学生具有一定的实践技能和应用能力；培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续课程和深入学习这方面的内容打好基础。
2、本课程教学要求1．掌握半导体器件的工作原理、外部特性、主要参数、等效电路、分析方法及应用原理。
2．掌握共射、共集、共基、差分、电流源、互补输出级六种基本电路的组成、工作原理、特点及分析，熟悉改进放大电路，理解多级放大电路的耦合方式及分析方法，理解场效应管放大电路的工作原理及分析方法，理解放大电路的频率特性概念及分析。
3．掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法，理解负反馈对放大电路性能的影响，熟练掌握深度负反馈条件下闭环增益的近似估算，了解负反馈放大电路产生自激振荡的条件及其消除原则。
4．了解集成运算放大器的组成和典型电路，理解理想运放的概念，熟练掌握集成运放的线性和非线性应用原理及典型电路；掌握一般直流电源的组成，理解整流、滤波、稳压的工作原理，了解电路主要指标的估算。
3、使用的教材杨栓科编，《模拟电子技术基础》，高教出版社主要参考书目康华光编，《电子技术基础》（模拟部分）第四版，高教出版社童诗白编，《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，张凤言编，《电子电路基础》第二版，高教出版社，谢嘉奎编，《电子线路》（线性部分）第四版，高教出版社，陈大钦编，《模拟电子技术基础问答、例题、试题》，华中理工大学出版社，唐竞新编，《模拟电子技术基础解题指南》，清华大学出版社，孙肖子编，《电子线路辅导》，西安电子科技大学出版社，谢自美编，《电子线路设计、实验、测试》（二），华中理工大学出版社，绪论本章的教学目标和要求要求学生了解放大电路的基本知识；要求了解放大电路的分类及主要性能指标。
晶闸管及其应用《模拟电子技术基础》课件(全集)
利用逆变技术将直流电转换为交流 电，为电子设备提供电源。
04
04 晶闸管与其他电子元件的 比较
与二极管的比较
总结词
二极管与晶闸管在结构和工作原理上存在显著差异。
详细描述
二极管是由一个PN结组成的半导体器件，具有单向导电性，主要用于整流、检波和保护等电路中。而 晶闸管则是由三个PN结组成的半导体器件，具有可控的单向导电性，主要用于可控整流、开关和调压 等电路中。
晶闸管工作原理
总结词
晶闸管通过控制门极电压实现对其通断的控制。
详细描述
当在晶闸管的门极施加适当的正向电压时，晶闸管内部的空穴和电子在强电场的作用下分别向阴极和阳极运动， 形成正向电流。这个电流使晶闸管内部的PN结处于导通状态，允许电流通过。当门极施加反向电压时，晶闸管 内部的PN结处于截止状态，电流无法通过。
未来展望与研究方向
新材料与新工艺
研究新型半导体材料和制程技术，提高 晶闸管的性能和可靠性，以满足不断发
展的应用需求。
集成化与模块化
推动晶闸管的集成化和模块化发展， 简化电路设计和系统搭建，降低成本
并提高可靠性。
高频率、大容量
研究实现更高工作频率和更大容量的 晶闸管，提升电力电子系统的转换效 率和应用范围。
1970-1980年代
随着电力电子技术的快速发展，晶闸管在变频器、 电机控制等领域得到广泛应用。
ABCD
1950-1960年代
晶闸管技术逐渐成熟，开始应用于工业控制和电 力电子领域。
1990年代至今
晶闸管技术不断创新，新型材料和工艺的应用提 高了其性能和可靠性，拓宽了应用领域。
晶闸管的应用前景
新能源领域
02 晶闸管特性
模拟电子技术教案(课时)
《模拟电路》教案课程名称电子三年制《模拟电路》授课学时64主讲(责任)教师参与教学教师________________________________授课班级/人数专业（教研室）电子教案课程名称：模拟电子技术基础教案教案课程名称：模拟电子技术基础教案教案课程名称：模拟电子技术基础教案教案课程名称：模拟电子技术基础教案教案课程名称：模拟电子技术基础教案课程名称：模拟电子技术基础教案课程名称：模拟电子技术基础教案课程名称：模拟电子技术基础1、比例运算电路反向比例电路（15min）（2）同相比例电路（15min）差动比例电路（15min）3、2加法电路（30min）4、扩展练习（15min）以例题讲解集成放大电压线性特点的应用。
用仿真软件展示运算效果。
课后小结教案课程名称：模拟电子技术基础第讲13 授课题目半导体晶体管基本放大电路（2）课型讲授使用教具多媒体教学重点1、减法运算放大器2、积分运算电路3、微分运算电路教学难点1、减法运算放大器2、积分运算电路3、微分运算电路教学内容教学组织过程1、减法电路（20min）2、两级运算电路（20min）3、积分电路（15min）4、微分电路（15min）项目三传声器整体设计讨论、分析（20min）（1）MIC电路（2）负反馈网络（3）LM324两级反相比例放大电路（4）扩音器电路以例题讲解集成放大电压线性特点的应用。
用仿真软件展示运算效果。
课后小结教案课程名称：模拟电子技术基础第讲14 授课题目集成运算放大器的非线性运用（1）课型讲授使用教具多媒体教学重点1、过零比较器的工作原理及电压传输特性；2、任意电压比较器教学难点1、过零比较器的工作原理及电压传输特性；2、任意电压比较器教学内容教学组织过程教案课程名称：模拟电子技术基础1、滞回比较器1）电路结构（10min）2）工作原理及传输特性（15min）3）特点及应用（15min）2、窗口比较器1）电路结构（10min）3）2）工作原理及传输特性（15min）4）特点及应用（15min）5）放大电压非线性特点的应用。
电力电子技术教学_整流电路PPT课件
3.1 单相可控整流电路 3.2 三相可控整流电路 3.3 变压器漏感对整流电路的影响 3.4 电容滤波的不可控整流电路 3.5 整流电路的谐波和功率因数 3.6 大功率可控整流电路 3.7 整流电路的有源逆变工作状态 3.8 相控电路的驱动控制
本章小结
引言
■整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它 的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
Id Id
wt
☞wt=p+a时刻，触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，
w t u2通过VT2和VT3分别向VT1和VT4施加反压使VT1和
w t VT4关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3
上，此过程称为换相，亦称换流。
wt
图3-6 单相桥式全控整流电流带阻感负载时 的电路及波形
(3-4)
8/21
3.1.1 单相半波可控整流电路
√若为定值，a角大，q越小。 若a为定值，越大，q越大 ，且 平均值Ud越接近零。为解决上述矛 盾，在整流电路的负载两端并联一
个二极管，称为续流二极管，用 VDR表示。 ◆有续流二极管的电路 ☞电路分析 √u2正半周时，与没有续流二极管 时的情况是一样的。 √当u2过零变负时，VDR导通，ud 为零，此时为负的u2通过VDR向VT 施加反压使其关断，L储存的能量保 证了电流id在L-R-VDR回路中流通， 此过程通常称为续流。 √若L足够大，id连续，且id波形接
a)
u2
b)
uOd
w t1
wt
c)
O
wt
id
d)
Id
O
wt
i VT
Id
e)
模拟电子技术基础ppt课件
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。
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I O AV
UOAV RL
110 80
1.4A
每个二极管通过的平均电流
ID
1 2
I OAV
0.7A
变压器副边电压的有效值
U2
UO 0.9
110 0.9
122V
9.2 整流电路
考虑到变压器副边绕组及管子上的压降，变压器副边电压大约要高出 10%， 即 122 1.1 = 134 V。于是
整流管中流过的电流
ID
I OAV
0.45U2 RL
整流管所承受的最大反向电压
UDRM 2U2
考虑到电网电压波动范围为±10％，
二极管的极限参数应满足：
IO(AV)
I
F
(1.1
~
1.2)
0.45U2 RL
UDRM (1.1 ~ 1.2) 2U2
9.2 整流电路
3. 单向半波整流电路特点
UO(AV)
UDRM 2 134 189V
选 2CZ55E 二极管，其最大整流电流为 1 A，反向工作峰值电压为 300 V。
ห้องสมุดไป่ตู้
(2)变压器的变比及容量
380
变压器的变比
K = 134 = 2.8
变压器副边电流有效值为 变压器的容量为
I2
IO 0.9
1.4 0.9
1.55
A
S UI 134 1.55 208V A
UDRM 2U2
0.9U2 RL
输出电压直流平均值大，脉动系数小，
电源变压器充分利用，效率高。
9.2 整流电路
【例 1】 已知负载电阻 RL = 80 ，负载电压 UO = 110 V。 采用单相桥式整流电路，交流电源电压为 380 V。 (1)如何选用晶体二极管？ (2)求整流变压器的变比及容量。
u2 2U2 sint
整流输出电压的平均值
U O AV
1
0
2U2 sin(t)d(t)
22 U2 0.9U2
整流输出电流的平均值
I O AV
0.9U2 RL
0.9U 2
9.2 整流电路
流经每个二极管的电流
ID
1 2
I O AV
1 0.9U2 2 RL
0.45U2 RL
整流管所承受的最大反向电压
IO(AV)
半波整流电路结构简单，但输 出电压脉动系数大，直流成分 低，变压器只有半个周期工作， 利用率低。
9.2 整流电路
9.2.2 单相全波整流电路 1. 电路组成
整流电路中最常用的是单相桥式全波整流电路， 它由四个二极管 D1 D4 接成电桥的形式构成。
9.2 整流电路
9.2.2 单相全波整流电路
9.2 整流电路
9.2.1 单向半波整流电路 1. 电路组成
9.2 整流电路
2. 工作原理
u2 2U2 sint
整流输出平均电压：
U O AV
1
0
2V2 sin(t)d(t) 0.45U2
整流输出平均电流：
I U OAV
OAV
RL 0.45U2
RL
UO(AV)
IO(AV)
9.2 整流电路
可选用BK300(300 V ·A)，380/134 V 的变压器。
9.2 整流电路
9.2.3 倍压整流电路 1. 二倍压整流电路
2. 多倍压整流电路
uC1m 2U2 uC2m 2 2U2
uC3m 2 2U2 uO vC1m vC2m 3 2U2
①在输出端接负载时，输出电压总要低于输 出开路时的数值。 ②倍压电路只有在放电时间常数远大于电源 周期的情况下才有使用价值。 ③为了简便起见，分析倍压整流电路时，总 是假设负载开路。