电工学2第2讲：稳压管、三极管
课件：二极管、三极管、晶闸管知识讲解
vi
＋
D
＋
0
t
vi
RL
vo
6
vo
－
－
0
t
(a)
(b)
稳压
稳压二极管的特点就是反向通电尚 未击穿前，其两端的电压基本保持不变。 这样，当把稳压管接入电路以后，若由 于电源电压发生波动，或其它原因造成
6
电路中各点电压变动时，负载两端的电 压将基本保持不变。 稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字 表示
管加反向电压时，不管控制极加
怎样的电压，它都不会导通，而
处于截止状态，这种状态称为晶
闸管的反向阻断。
主回路加反向电压
c 触发导通 d 反向阻断
可控硅只有导通和关断两种工作状态，它具有 开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化， 此条件见下表
状态
条件
说明
从关断到导通
1、阳极电位高于是阴极电位
2、控制极有足够的正向电压和电流
图a
开关断开
b 正向阻断
（2）触发导通 在图（c）所示
电路中，晶闸管加正向电压，在
控制极上加正向触发电压，此时
指示灯亮，表明晶闸管导通，这
种状态称为晶闸管的触发导通。
（3）反向阻断 在图（d）所示
电路中，晶闸管加反向电压，即
a极接电源负极，k极接电源正极，
此时不论开关s闭合与否，指示
灯始终不亮。这说明当单向晶闸
单向可控硅的结构
不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型 硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。它有三 个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引 出阳极A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制 极G，所以它是一种四6 层三端的半导体器件。
二极管和三极管原理ppt课件
2、PN 结的单向导电性
PN 压结
加 正 向 电
（导通）
• 如果在PN结上加正向电压，即外电源的正 端接P区，负端接N区。
• 可见外电场与内电场的方向相反，因此扩 散与漂移运动的平衡被破坏。外电场驱使P 区的空穴进入空间电荷区抵消一部分负空 间电荷，同时N区的自由电子进入空间电荷 区抵消一部分正空间电荷。于是，整个空 间电荷区变窄，电内电场被削弱，多数载 流子的扩散运动增强，形成较大的扩散电 流(正向电流)。
第二讲 逻辑门电路－附
一、半导体的基本知识
1、半导体
导电能力介于导体和绝缘体之间的材料称为 半导体。最常用的半导体为硅(Si)和锗(Ge)。它 们的共同特征是四价元素，每个原子最外层电 子数为 4。
+
Si
+
Ge
2、半导体材料的特性
纯净半导体的导电能力很差； 温度升高——导电能力增强； 光照增强——导电能力增强；型场效应管（JFET）
具体分为： ① N沟道结型场效应管 ② P沟道结型场效应管
① N沟道结型场效应管
基底:N型半导体
D（drain）
两边是P区
G（grid）
N PP
D G
D G
S
S
S（source）
导电沟道
② P沟道结型场效应管
D（drain）
G（grid）
P NN
S（source）
D G
一般情况下，掺杂半导体中多数载流子的数量可达到少数 载流子的1010倍或更多。
二、半导体二极管
PN 结的形成
PN结是由P型和N型半导体组成的，但它 们一旦形成PN结，就会产生P型和N型半导体 单独存在所没有的新特性。
电工学三极管资料
调制与解调电路
调制：将信号转 换为适合传输的 形式
解调：将接收到 的信号还原为原 始信号
三极管在调制与 解调电路中的应 用：放大、开关 、滤波等功能
调制与解调电路 中的三极管选择 ：根据电路需求 选择合适的三极 管类型和参数
三极管的选用与注
06
意事项
选择合适的类型和型号
根据电路需求选择合适的三极管类型，如NPN型、PNP型 等
耗散功率
定义：三极管在正常工作状态 下，由于内部电阻和电流产生 的热量
计算公式：P=I^2*R
影响因素：温度、电流、电压 等
应用：用于评估三极管的散热 性能和稳定性
频率特性
频率响应：三极 管的频率响应范 围
截止频率：三极 管能够正常工作 的
相位裕度：三极 管在特定频率下 的相位裕度
三极管的工作原理
基本结构：由两个PN结组成，分为发射极、基极和集电极 工作状态：分为截止区、放大区和饱和区 电流关系：基极电流IB、集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系 放大作用：通过改变基极电流IB来控制集电极电流IC，实现信号放大
03
三极管的类型
按材料分类
硅三极管：使用硅材料制作，广泛应用于电子设备中
锗三极管：使用锗材料制作，具有较高的电子迁移率
化合物三极管：使用化合物材料制作，如砷化镓、磷化铟等，具有较高的工作频率和功率 密度
碳化硅三极管：使用碳化硅材料制作，具有较高的热导率和电子迁移率，适用于高温、高 压、高频等恶劣环境
按结构分类
双极型三极管：由两个PN结组成，分为NPN型和PNP型
根据电路参数选择合适的三极管型号，如电流、电压、频 率等
注意三极管的封装形式，如TO-92、SOT-23等
稳压管和三极管 稳压源
稳压管和三极管稳压源
稳压管和三极管都是电子器件，它们在电路中常用于实现稳压功能，但原理和应用有所不同。
1. 稳压管（Zener二极管）：
•稳压管是一种特殊设计的二极管，工作时处于反向击穿状态。
•当稳压管的反向电压超过其击穿电压时，它会使电流通过，但维持一个几乎恒定的电压差，称为Zener电压。
•稳压管通常用于电路中实现固定的稳压功能，例如提供特定的电压源。
2. 三极管：
•三极管是一种三端器件，由发射极、基极和集电极组成，可以放大电流或作为开关使用。
•在电路中，三极管通常用于放大电流或电压信号，控制电路中的电流流动。
•虽然三极管也可以用于稳压，但它的主要功能是放大信号或作为开关使用。
稳压源：稳压源是一种电路，可以提供相对稳定的输出电压或电流，不受负载变化或输入电源波动的影响。
稳压源可以通过各种电子元件实现，包括稳压管、三极管、运算放大器等。
其设计目的是确保电路中某些部分得到恒定的电压或电流，以确保电路的稳定性和可靠性。
1/ 1。
培训资料 稳压管肖特基三极管
Zener/Schottky/DTC(A) ©Copyright 2009,Prisemi¾Zener Diode¾Schottky Barrier Diode¾DTC/DTA2稳压管(齐纳二极管) (Zener Diode)稳压管的特点¾反向击穿电压前，电阻很大，电流很小¾达到击穿电压后，在一定范围内，电压变化很小¾稳压效果明显：±2%，±5%¾主要功率规格：0.2W，0.5W，1W，3W，10W¾需要高压：串联，V=V Z*n¾需要大功率：并联，P=P D*n¾使用时，与被保护芯片并联4Forward Voltage @ I FV F Typical Capacitance @ 0V , 1MHzCForward Current I F Reverse Voltage V R Reverse Voltage I R Maximum Zener Impedance @ I ZK Z ZK Reverse CurrentI ZK Maximum Zener Impedance @ I ZT Z ZT Reverse CurrentI ZT Reverse Zener Voltage @ I ZT V Z ParameterSymbolVII FV FI ZTI R V Z V R图一稳压管的电学参数PZ3D4V2H/PZ5D4V2H特点¾稳态功率：>0.5W¾漏电流小：<10uA@4.2V¾瞬态功率：200W (8/20us)¾无限冲击¾静电承受能力强：IEC61000-4-2Contact :15KVAir :25KV6Z e n e r D i o d e0.2W0.5wEspecially for MTKSOD-523SOD-323PZ5D5V1UPZ5D5V6U PZ5D75VUPZ3D5V1U PZ3D5V6U PZ3D75VUSOD-523SOD-323PZ5D5V1H PZ5D5V6H PZ5D75VHPZ3D5V1H PZ3D5V1H PZ3D75VHPZ5D4V2HPZ3D4V2H3588.673.452.50.051.0500255179.075.070.0PZ5D75V130106.08.00.11.08025512.712.011.4PZ5D12VU 1309.05.48.00.11.016020511.611.010.4PZ5D11VU 1308.04.58.00.11.016020510.610.09.4PZ5D10VU 1307.03.87.00.21.01601559.69.18.5PZ5D9V1U 1356.23.25.00.71.01601558.78.27.7PZ5D8V2U 1405.32.55.011.01601557.97.57.0PZ5D7V5U 1554.51.24.021.01601557.26.86.4PZ5D6V8U 1853.70.44.031.01001056.66.25.8PZ5D6V2U 2002.5-2.02.011.02004056.05.65.2PZ5D5V6U 2251.2-2.72.021.05006055.45.14.8PZ5D5V1U 2600.2-3.52.031.08008055.04.74.4PZ5D4V7U 4500-3.51.031.010009054.64.34.0PZ5D4V3U 450-2.5-3.51.031.010009054.13.93.7PZ5D3V9U 4500-3.51.051.010009053.83.63.4PZ5D3V6U 4500-3.51.051.010009553.53.33.1PZ5D3V3U 4500-3.51.0101.010*******.23.02.8PZ5D3V0U 4500-3.51.0201.010001052.92.72.5PZ5D2V7U 4500-3.51.0501.010*******.62.42.2PZ5D2V4U pFMaxMinVoltageuAmAΩΩmAMaxNomMinI R @V RZ ZK @I ZKZ ZT @I ZT@I ZT V Z (Voltage)C 0V,1MHzθVZ (mV/k)@I ZTLeakage CurrentZener ImpedanceZener Voltage SOD-523封装稳压管3588.673.452.50.051.0500255179.075.070.0PZ3D75V130106.08.00.11.08025512.712.011.4PZ3D12VU 1309.05.48.00.11.016020511.611.010.4PZ3D11VU 1308.04.58.00.11.016020510.610.09.4PZ3D10VU 1307.03.87.00.21.01601559.69.18.5PZ3D9V1U 1356.23.25.00.71.01601558.78.27.7PZ3D8V2U 1405.32.55.011.01601557.97.57.0PZ3D7V5U 1554.51.24.021.01601557.26.86.4PZ3D6V8U 1853.70.44.031.01001056.66.25.8PZ3D6V2U 2002.5-2.02.011.02004056.05.65.2PZ3D5V6U 2251.2-2.72.021.05006055.45.14.8PZ3D5V1U 2600.2-3.52.031.08008055.04.74.4PZ3D4V7U 4500-3.51.031.010009054.64.34.0PZ3D4V3U 450-2.5-3.51.031.010009054.13.93.7PZ3D3V9U 4500-3.51.051.010009053.83.63.4PZ3D3V6U 4500-3.51.051.010009553.53.33.1PZ3D3V3U 4500-3.51.0101.010*******.23.02.8PZ3D3V0U 4500-3.51.0201.010001052.92.72.5PZ3D2V7U 4500-3.51.0501.010*******.62.42.2PZ3D2V4U pFMaxMinVoltageuAmAΩΩmAMaxNomMinI R @V RZ ZK @I ZKZ ZT @I ZT@I ZT V Z (Voltage)C 0V,1MHzθVZ (mV/k)@I ZTLeakage CurrentZener ImpedanceZener Voltage SOD-323封装稳压管•MTK指定独家供应商，市场上尚无替代产品•采用小型SOD-523特性¾稳态功率：0.5W¾瞬态功率：200W(8/20us)¾静电防护等级：15KV（Contact）25KV（Air）¾漏电流IR<10uA@4.2VIR<2uA@3.8V典型应用：¾手机及相关零部件¾电源保护VBATICController PZ5D4V2HPZ5D4V2H¾Zener Diode¾Schottky Barrier Diode¾DTC/DTA11肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode)¾它的特点是：正向导通电压极低：0.2V~0.5V@200mA ¾小功率：0.2W ，0.5W ；1W ，3W ¾大功率：10A ，20A ，30A ，50AVII FV FI RV RForward Voltage @ I F V F PowerPForward CurrentI F Reverse Voltage V R Reverse Current I R ParameterSymbol 肖特基势垒二极管的特点SOT-232000.6130PSBD23T-30SOD-3235000.47120PSBD551V-30SOD-5232000.5130PSBD521S-30SOD-5232000.6130PSBD520S-30PackageI FV FI RV R¾正向导通：<0.5V ¾反向导通：>9V ¾功率：0.2W¾封装要求：SOD-523/SOD-323手机上用到的肖特基•采用小型SOD-523封装•起到正向导通，反向截止的作用特性¾稳态功率：0.2W¾漏电流IR<10uA@20V典型应用：¾手机及相关零部件¾笔记本电脑¾MP3、MP4¾PDA等便携式设备VCCPSBD520S-30PSBD520S-30IC15¾Zener Diode¾Schottky Barrier Diode¾DTC/DTA16数字三极管(Digital Transistor)三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管,晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件.其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 也用作无触点开关。
了解二极管稳压管和三极管的基本构造54页PPT
25、学习是劳动，是充满思想的本构 造
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
电工学讲义二极管稳压管与整流滤波稳压电路
半导体二极管及整流电路
半导体
导电能力介于导体和绝缘体之间。
硅、锗、硒及大多数金属氧化物和硫化物均为半导体。
纯净半导体导电能力不强，加入杂质后，导电能力增强 。利用该特性，制成半导体二极管、三极管、晶闸管等 。
PN结
半导体
N型半导体 P型半导体
通过一定的工艺，使半导体一部分是P型， 一部分N型，则中间交接面形成PN结。
二极管的命名规则： 2 C P 10
2： 二极管
C： N型硅材料, A: P型锗材料 P： 普通型，K: 开关管，Z：整流管,W：稳压管 10： 序号
二极管的主要技术参数：
如何选用二极管
1）最大整流电流ICM： 二极管长期使用时,允许通过的 最大正向平均电流。
2）反向工作峰值电压URWM： 保证二极管不击穿而给出的反向电压峰值， 一般为击穿电压的1/2。
可选用最大整流电流100mA， 反向工作峰值电压100V 的 二极管，电容为250uF，耐压50V的电解电容
例： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率
f=50Hz，负载电阻 RL = 200，要求直流输出电压Uo=30V ，选择整流二极管及滤波电容器。
+
解：1. 选择整流二极管 ~
u
流过二极管的电流
-
-
b
电容滤波
u0
当u2处于正半周：
D导通 u2对C充电
0
D
D
t
截导
止通
(忽略二极管压降)uC（u0）跟随u2变化 u2达最大, uC （
u0）也达最大
aD
无电容滤波
u0
+
+
电子课件-《煤矿电工学(第二版)》-A10-3118 第二节
第二节 晶体三极管 二、晶体三极管的工作电压
极管的基本作用是放大电信号。 工作在放大状态的外部条件是发射结加正向电压，集电结 加反向电压。
图2-13 三极管电源的接法
V为三极管，EC为集电极电源，EB为基极电源，又称偏置电源 ，Rb为基极电阻，Rc为集电极电阻。
第二节 晶体三极管 三、三极管内电流的分配和放大作用
第二节 晶体三极管
熟悉三极管的结构、特性和测量方法； 了解三极管的电流放大作用和单相晶闸 管的工作原理。
第二节 晶体三极管
在现实的日常生活中，手机、电脑、电视 机等电子设备已经走进了千家万户，人们对 它们的依赖性也越来越高。这些电子设备虽 然功能各异，但它们的组成中都离不开一种 重要的半导体器件——晶体三极管。
第二节 晶体三极管 一、晶体三极管的结构、符号和分类
1．晶体三极管的结构
三极管的外形其特点是有三个电极，故称三极管。
图2-10 三极管的外形
第二节 晶体三极管
三极管的结构有三个区――发射区、基区、集电区，两个 PN结――发射结（BE结）和集电结（BC结），三个电极 ――发射极e（E）、基极b（B）和集电极c（C），两种 类型――PNP型管和NPN型管。
第二节 晶体三极管
需要注意的是：三极管的电流放大作用，实质上是用较 小的基极电流信号去控制较大的集电极电流信号，是“以小 控大”的作用；
三极管的电流放大作用，需要一定的外部工作条件。由 测试电路可知，三个电极上的电位分布VC＞VB＞VE（如用 PNP管做实验，则电位分布为VC＜VB＜VE）保证了发射结正 偏，集电结反偏。
图2—15 共发射极输入特性曲线
第二节 晶体三极管
2．晶体三极管的输出特性曲线
输出特性曲线：基极电流IB一定时，集 、射极之间的电压VCE与集电极电流IC的 关系曲线。
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3、优先导通原则： 若有2条以上并联的二极管支路，则承受正向电压大者 优先导通。
★二极管的用途：整流、限幅、开关
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14.4 稳压二极管
一. 符号
二. 伏安特性
I
_
+ UZ/ IZ很小
稳压管正常工作
反向偏置
UZ
O
U
反向击穿，电流变 化很大，两端电压 变化很小，故稳压 管在电路中起稳压 作用
请各位同学在作业本封面 写上自己的学号
复习上堂课内容：
阳极 +
D
阴极 -
二极管符号
Diode
复习：二极管的伏安特性
I
mA
µA
U跳转到第一页源自二极管应用分析1、分析步骤：
①首先摘除二极管； ②分别计算两个断口的电位； ③若阳极电位高于阴极，则二极管导通；反之截止。
2、电路模型： （1）理想状态：导通时二极管的正 向压降为0（相当于开关闭合）
0.04 0.06 0.08 0.10 1.50 2.30 3.10 3.95 1.54 2.36 3.18 4.05
结论: 1）三电极电流关系 2） IC IB ， IC IE 3） IC IB
IE = IB + IC
★基极电流的微小变化引起集电极电流较大变化的特性 实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化
100A
80A 60A
也称为线性区，具有恒 流特性，有 IC= IB
40A
20A IB=0 12 UCE(V)
恒流特性：Uce变化 引起Ic变化很小
发射结：正向偏置 集电结：反向偏置 晶体管：放大状态
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（2）截止区 IB < 0 ，有 IC 0 。
发射结:反向偏置，集电结:反向偏置
IC(mA )
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3. 内部载流子的运动规律解释放大作用
集电结:反偏，
形成ICBO
基区:忽略 空穴向发射
C
ICBO ICE B
区的扩散。 RB IBE
进入P 区的电 子：少量与基区
EB
的空穴复合，形
成IBE ，多数扩
散到集电结
E IE
基区扩散来的电 子：作为集电结 少子，漂移进入
N 集电结，形成ICE
P
关于电路结构、工作原理等内容，在以后介绍
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四. 电路结构及工作原理
电路结构：
稳压二极管在使用时 一定要串入限流电阻，不 能使它的功耗超过规定值， 否则会造成损坏！
稳压原理——利用稳压 管的反向击穿特性。由于 反向特性陡直，较大的电 流变化，只会引起较小的 电压变化。
必须有！
i
UZ
u
I zm in
（3）饱和区
饱4 和 区3
100A
80A 60A
UCE UBE 发射结:正向偏置，
集电结:正偏
2 1 O3
40A
深度饱和时，
20A
硅管UCES 0.3V，
IB=0
锗管UCES 0.1V。
6 9 12
截止区
UCE(V模) 拟电路，三级管多工作于放大区，
数字电路则多是截止、饱和区
14.5.4 主要参数
PNP型三极管
C IC B
C IC B
IB E
IE
IB E
IE
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常见的几种三极管外型结构如图所示。
常见的几种三极管外型
1.3 原理结构和符号 三极管的原理结构和电路符号，如图所示。
14. 5. 2 电流分配和放大原理
1. 放大的外部条件:
发射结正偏、集电结反偏
C
发射结正偏 集电结反偏
发射结正偏 集电结反偏
△I
△U
I zm a x
说明：一般只串联使用，很少并联使用
设两只稳压管如图：
（正向导通压降均UD=0.7V）
则：正向串联
反向串联UZ= 6.7V或3.7V
14.5 双极型晶体管
14.5.1 基本结构
NPN型
PNP型
集电极
发射极 集电极
发射极
C NP N E
PN P
C
E
基极
基极
B
B
符号：
NPN型三极管
UBE 0.6~0.7V PNP型锗管
UBE 0.2 ~ 0.3V
即PN结压降，对于硅管
死区电压：硅管0.5V，
一般取0.7V
锗管0.1V。
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2. 输出特性(重点)
IC f (UCE ) IB 常数
三个区：放大区、饱和区、截止区
IC(mA ) 4 3
2 放大区
1 O3 6 9
(1) 放大区
IC
mA
IB
+
RC
A
RB
+ V UBE 输入回路
V UCE
+ EC
输出回路 –
+– –
–
EB 共发射极电路
发射极是输入回路、输出回路的公共端
1. 输入特性
IB f (U ) BE UCE常数
IB(A) 80 60 40
20 O 0.4
UCE1V 0.8 UBE(V)
正常工作时发射结电压： NPN型硅管
NPN VB>VE VC>VB
PNP VB<VE VC<VB
N
B
P
RC
N RB
E EB
EC
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2. 各电极电流关系及电流放大作用
IC
实验线路
mA
IB
+
RC
A
RB
+ V UBE 输入回路
V UCE
+ EC
输出回路 –
+– –
–
EB 共发射极电路
发射极是输入回路、输出回路的公共端
各电极电流
IB(mA) 0 0.02 IC(mA) <0.001 0.70 IE(mA) <0.001 0.72
表示晶体管特性的数据，是设计电路、选用晶体管的重要依据
1. 电流放大系数( ，要求会算)
共发射极电路：
直流电流放大系数 交流电流放大系数
___
IC
IB
Δ Δ
ib
交流
可见：电流控制电流
14.5.3 特性曲线
管子各电极电压与电流的关系曲线 内部看：载流子运动的表现 外部看：反映了晶体管的性能，分析放大电路的依据
为什么要研究特性曲线： 1）直观地分析管子的工作状态 2）合理选择偏置电路参数，设计性能良好的电路 重点： 应用最广泛的共发射极电路
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测量晶体管特性的实验线路
IZ
IZ
UZ
IZM
Notice:须加限流电阻
正向导通压降均0.7V（硅管）
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三、主要参数
(1) 稳定电压UZ :正常工作时稳压管两端的电压
(2) 稳定电流 IZ 、最大稳定电流 IZM
其余自学：
(3) 最大允许耗散功率 PZM = UZ IZM (4) 动态电阻
(5) 电压温度系数ｕ
EC
N
发射结：正偏， 发射区电子向基
区扩散，形成IE
4. 重要公式
ICE 与 IBE 之比称为共 发射极电流放大倍数
(1). ICE IC
IBE IB
直流 即：IC IB
C IC
IB ICBO ICE
N
P EC
B
RB IBE N
EB
E IE
(2).
ΔIC ΔIB
ic ib
,即：ΔIC
ΔI B , 或ic