中职电子技术基础

第一章二极管及其应用

第一节二极管的基本知识

一、半导体及PN结

物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性差的材料,如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。

1、本征半导体

最常用的半导体是硅和锗。硅和锗都是四价元素,原子结构的最外层轨道上有四个价电子,当把硅或锗制成晶体时,它们是靠共价键的作用而紧密联系在一起。晶体硅原子整齐排列见上右图。半导体一般都具有晶体结构,所以也称为单晶体。纯净晶体结构的半导体我们称之为本征半导体。本征半导体中相邻原子靠共价键结构结合起来。

共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量,从而摆脱共价键的约束成为自由电子,同时在共价键上留下空位,我们称这些空位为空穴,它带正电。在外电场作用下,自由电子产生定向移动,形成电子电流;同时价电子也按一定的方向一次填补空穴,从而使空穴产生定向移动,形成空穴电流。在晶体中存在两种载流子,即带负电自由电子和带正电空穴,它们是成对出现的。

2、N型半导体和P型半导体

在本征半导体中两种载流子的浓度很低,因此导电性很差。我们向晶体中有控制的掺入特定的杂质来改变它的导电性,这种半导体被称为杂质半导体。

a. N型半导体

在本征半导体中,掺入5价元素,使晶体中某些原子被杂质原子所代替,因为杂质原子最外层有5个价电子,它与周围原子形成共价键后,还多余一个自由电子,因此使其中的空穴的浓度远小于自由电子的浓度。但是,电子的浓度与空穴的浓度的乘积是一个常数,与掺杂无关。在N型半导体中自由电子是多数载流子,空穴是少数载流子。

b. P型半导体

在本征半导体中,掺入3价元素,晶体中的某些原子被杂质原子代替,但是杂质原子的最外层只有3个价电子,它与周围的原子形成共价键后,还多余一个空穴,因此使其中的空穴浓度远大于自由电子的浓度。

在P型半导体中,自由电子是少数载流子,空穴使多数载流子。

3、PN结

我们通过现代工艺,把一块本征半导体的一边形成P型半导体,另一边形成N型半导体,于是这两种半导体的交界处就形成了PN结,它是构成其它半导体的基础。

a. PN结的形成

在形成的PN结中,由于两侧的电子和空穴的浓度相差很大,因此它们会产生扩散运动(高浓度向低浓度扩散):电子从N区向P区扩散;空穴从P去向N 区扩散。因为它们都是带电粒子,它们向另一侧扩散的同时在N区留下了带正电的空穴,在P区留下了带负电的杂质离子,这样就形成了空间电荷区,也就是形成了电场(自建场)。

在电场的作用下,载流子将作漂移运动,它的运动方向与扩散运动的方向相反,阻止扩散运动。电场的强弱与扩散的程度有关,扩散的越多,电场越强,同时对扩散运动的阻力也越大,当扩散运动与漂移运动相等时,通过界面的载流子为0。此时,PN结的交界区就形成一个缺少载流子的高阻区,我们又把它称为阻挡层或耗尽层。

b. PN结的单向导电性

我们在PN结两端加不同方向的电压,可以破坏它原来的平衡,从而使它呈现出单向导电性。PN结外加正向电压的接法是P区接电源的正极,N区接电源的负极。这时外加电压形成电场的方向与自建场的方向相反,从而使阻挡层变窄,扩散作用大于漂移作用,多数载流子向对方区域扩散形成正向电流,方向是从P 区指向N区。

PN结加反向电压的接法与正向相反,即P区接电源的负极,N区接电源的正极。此时的外加电压形成电场的方向与自建场的方向相同,从而使阻挡层变宽,漂移作用大于扩散作用,少数载流子在电场的作用下,形成漂移电流,它的方向与正向电压的方向相反,所以又称为反向电流。因反向电流是少数载流子形成,故反向电流很小,即使反向电压再增加,少数载流子也不会增加,反向电压也不会增加,因此它又被称为反向饱和电流,即:I D=-I S。

此时,PN结处于截止状态,呈现的电阻为反向电阻,而且阻值很高。

综上所述,PN结在正向电压作用下,处于导通状态,在反向电压的作用下,处于截止状态,因此PN结具有单向导电性。

二、二极管的结构及其符号

半导体二极管是由PN结加上引线和管壳构成的。

二极管按制造材料分硅二极管和锗二极管。

二极管按管子的结构来分有点接触型二极管、面接触型二极管和平面型。点接触型二极管—PN结面积小,结电容小,用于检波和变频等高频电路。面接触型二极管—PN结面积大,用于工频大电流整流电路。平面型二极管—往往用于集成电路制造工艺中。PN 结面积可大可小,用于高频整流和开关电路中。三、二极管的特性

二极管的特性是单向导电,可以通过二极管伏安特性曲线了解二极管两端电压与电流之间的关系。

1、正向特性

正向电压U F小于门槛电压U T时,二极管截止,正向电流I F =0;

其中,门槛电压

U F > U T时,V导通,I F急剧增大。导通后V两端电压基本恒定:

正偏时电阻小,具有非线性。

2、反向特性

反向电压U R < U RM (反向击穿电压)时,反向电流I R很小,且近似为常数,称为反向饱和电流。

U R > U RM时,I R剧增,此现象称为反向电击穿。对应的电压U RM称为反向击穿电压。

反偏电阻大,存在电击穿现象。

3、温度特性

二极管是温度的敏感器件,温度的变化对其伏安特性的影响主要表现为:随着温度的升高,其正向特性曲线左移,即正向压降减小;反向特性曲线下移,即反向电流增大。一般在室温附近,温度每升高1°C,其正向压降减小2~2.5mV;温度每升高10°C:,反向电流大约增大1倍左右。

综上所述,二极管的伏安特性具有以下特点:①二极管具有单向导电性;

②二极管的伏安特性具有非线性;③二极管的伏安特性与温度有关。

四、常用二极管

二极管按用途分,常用有整流二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管等。

1、稳压二极管

稳压二极管又叫齐纳二极管。利用PN结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很小的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更高的稳定电压。

2、发光二极管

发光二极管简称为LED,由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。

3、光电二极管

光电二极管和普通二极管一样,也是由一个PN结组成的半导体器件,也具有单方向导电特性。但在电路中它不是作整流元件,而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。光电二极管是在反向电压作用下工作的,没有光照时,反向电流极其微弱,叫暗电流;有光照时,反向电流迅速增大到几十微安,称为光电流。光的强度越大,反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化,这就可以把光信号转换成电信号,成为光电传感器件。

4、变容二极管

变容二极管又称"可变电抗二极管"。是一种利用PN结电容(势垒电容)与其反向偏置电压Vr的依赖关系及原理制成的二极管变容二极管的作用是利用PN结之间电容可变的原理制成的半导体器件,在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。

三、二极管的主要参数及型号

1、二极管的主要参数

二极管的参数是反映二极管电性能的质量指标,是正确选择和使用二极管的依据。

a.最大整流电流I FM它是二极管允许通过的最大正向平均电流。

b.最大反向工作电压U RM它是二极管允许的最大工作电压,我们一般取击穿电压的一半作U R

c.反向电流I R二极管未击穿时的电流,它越小,二极管的单向导电性越好。

d.最高工作频率f M它的值取决于PN结结电容的大小,电容越大,频率约高。

2、二极管的型号

常用二极管的型号有2AP,2CP,2CZ,2CW,2DW等,型号中2表示二极管,第一个字母表示材料(A表示N型锗材料,C表示N型硅材料,D表示P型硅材料),第二字母表示类型(P表示普通管,Z表示整流管,W表示稳压管)。

技能拓展:二极管管脚极性及质量的判断

1. 判别正负极性

万用表测试条件:R×100Ω或R×1kΩ

将红、黑表笔分别接二极管两端。所测电阻小时,黑表笔接触处为正极,红表笔接触处为负极。

2.判别好坏

万用表测试条件:R×1kΩ

(1)若正反向电阻均为零,二极管短路。

(2)若正反向电阻非常大,二极管开路。

(3)若正向电阻约几千欧姆,反向电阻非常大,二极管正常。

第二节整流电路及其应用

将交流电转换成直流电称为整流。利用二极管的单向导电性,可将交流电变成直流电,起到整流作用。

一、单相半波整流电路

半波整流是一种利用二极管的单向导通特性来进行整流的常见电路,除去半周、剩下半周的整流方法,叫半波整流。

只要在单相交流电路中串联一只整流二极管,利用它的单向导电性,使交流电压为正半周期时电路导通,负半周期时电路截止,如下图所示,就可以得到单一方向的直流电流,这个直流电流是半波脉动电流,见下图(下图波形是在理想条件下的波形,即不计死区电压、正向压降和反向电流)。

其中二次绕组输出电压有效值为

半波脉动直流电压U O为U O ≈0.45U2

负载中电流的平均值为 I O=U O/R L

整流二极管中的电流是i D=i O,其平均值为I V=I O

二极管在截止的半个周期承受反向电压,其最大值为U DM ≈1.414U2

在选用整流二极管时,要注意二极管的两个参数:最大整流电流I FM和反向工作峰值电压U RM,要求手册上提供的参数值要大于计算值,即I FM> I O,U RM> U DM。常用的整流二极管的参数表参见教材P15表1-3。

单相半波整流电路使用的元件少,结构简单,但只有半个周期导电,而且输出电压波动大,整流效率低,一般只用在输出电流较小、要求不高的场合。实际用中,大多采用全波整流电路和桥式整流电路。

二、单相桥式整流电路

变压器中心抽头式单相全波整流电路如图。D1~D4为性能相同的整流二极管,T r1为电源变压器。

u1正半周时,T r1次级A点电位高于B点电位,二极管D1、D3导通,电流自上而下流过R L,u1负半周时,T r1次级A点电位低于B点电位,二极管D2、D4导通,电流自上而下流过R L。

所以,在u1一周期内,流过二极管的电流i u1、i u2叠加形成全波脉动直流电流i L,于是R L两端产生全波脉动直流电压U L。故电路称为全波整流电路。

负载和整流二极管上的电压和电流:

(1) 负载电压

(2) 负载电流

(3) 二极管的平均电流

(4) 二极管承受反向峰值电压

目前,已广泛使用将4个硅二极管封装成一个整体的硅桥式整流器,这个整流器有四个接线端,两端接交流电流(标有“~”号),两端接负载(标有“+”、“-”端子)。

第三节滤波电路及其应用

整流电路输出的脉动直流电含有很大的交流成分,不能直接供给电气设备来使用,为此需要将交流成分尽可能滤除,并且提高输出的直流成分,使输出电压接近理想的直流电压,用来完成这一任务的电路就是滤波电路,一般利用电容、电感这类电抗元件根据交、直流阻抗的不同来实现滤波。

一、电容滤波电路

电容滤波利用了电容“通交流阻直流”的特点,将电容C与负载并联后,整流后的脉冲直流电中大部分交流分量就会从电容上通过,而只有直流成分和少量交流成分从负载上经过,从而使得负载上的电压、电流变得平滑。

工作原理:ωt=0接通电源

u2↑ u2↓

D1D3导通四个二极管截止 D2D4导通

电容C充电电容C向R L放电电容C充电

输出直流电压

输出直流电流

整流二极管平均电流

变压器幅边绕组的电流有效值

电容滤波相关特点可参见教材P20-P21。

二、电感滤波电路

电感滤波电路利用了电感“通直流阻交流”的特点,将电感L与负载串联,整流后的脉动直流中直流成分经过电感后几乎没有损失,送到负载上,而交流成分经过分压后大部分落在电感上,从而使得负载上的电压、电流变得平滑。

电感电流不能突变输出电流波形平滑输出电压波形平滑当流过电感的电流变化时,电感线圈中产生的感生电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时,电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反,阻止电流的增加,同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中;当通过电感线圈的电流减小时,自感电动势与电流方向相同,阻止电流的减小,同时释放出存储的能量,以补偿电流的减小。因此经电感滤波后,不但负载电流及电压的脉动减小,波形变得平滑,而且整流二极管的导通角增大。

在电感线圈不变的情况下,负载电阻愈小,输出电压的交流分量愈小。只有在R L>>ωL时才能获得较好的滤波效果。L愈大,滤波效果愈好。

另外,由于滤波电感电动势的作用,可以使二极管的导通角接近π,减小了二极管的冲击电流,平滑了流过二极管的电流,从而延长了整流二极管的寿命。

电感滤波相关特点可参见教材P22-P23。

第四节晶闸管

晶闸管是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅。晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个极:阳极,阴极和门极;晶闸管具有

硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

晶闸管是由一个P-N-P-N四层 (4 layers) 半导体构成的,中间形成了三个PN结。它的导通条件为:加正向电压且门极有触发电流;其派生器件有:快速晶闸管,双向晶闸管,逆导晶闸管,光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器件,在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示。

晶闸管在工作过程中,它的阳极(A)和阴极(K)与电源和负载连接,组成晶闸管的主电路,晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接,组成晶闸管的控制电路。

晶闸管为半控型电力电子器件,它的工作条件如下:

1. 晶闸管承受反向阳极电压时,不管门极承受何种电压,晶闸管都处于反向阻断状态。

2. 晶闸管承受正向阳极电压时,仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态,这就是晶闸管的闸流特性,即可控特性。

3. 晶闸管在导通情况下,只要有一定的正向阳极电压,不论门极电压如何,晶闸管保持导通,即晶闸管导通后,门极失去作用。门极只起触发作用。

4. 晶闸管在导通情况下,当主回路电压(或电流)减小到接近于零时,晶闸管关断。

晶闸管相关特点可参见教材P23-P24。

第二章三极管及放大电路基础

第一节三极管的基本知识

一、三极管的结构及其符号

三极管,全称为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。晶体三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。通过工艺的方法,三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。它们的结构示意图和符号图如下所示(符号中的箭头表示发射结加正向电压时的内部电流方向):

三极管均包含三个区:发射区,基区,集电区,同时相应的引出三个电极:发射极,基极,集电极;同时又在两两交界区形成PN结,分别是发射结和集电结。三极管的结构特点如下:

(1)发射区的掺杂浓度远远大于集电区掺杂浓度。

(2)基区要制造得很薄且载流子浓度很低。

三极管出来按照结构分类外,还可按制造材料的不同分为硅管与锗管;按照功率大小,可分为小功率管、中功率管和大功率管;按照工作频率高低不同,分为高频管和低频管;按照用途不同,可分为放大管和开关管。

二、三极管的结构及其符号

我们知道,把两个二极管背靠背的连在一起,是没有放大作用的,要想使它

具有放大作用,必须做到以下几点:

1、结构特点:发射区中掺杂浓度高,基区必须很薄,集电结的面积应很大。

2、工作时条件:发射结应正向偏置,集电结应反向偏置。

而内部载流子的传输过程:发射区向基区注入载流子,载流子在基区的扩散与复合,集电区收集载流子。其中:I CEO为发射结少数载流子形成的反向饱和电流;I CBO为I B=0时,集电极和发射极之间的穿透电流。α为共基极电流的放大系数,β为共发射极电流的放大系数。

三、三极管的特性曲线

用来描述三极管各电极电流与电压关系的曲线称为三极管的特性曲线,又称为三极管伏安特性曲线。三极管的特性曲线实际上是三极管内部特性的外部表现,是分析和设计电子电路的重要依据之一。

三极管连接一般分为三种接法,分别为共基极、共发射极和共集电极三种。

下面以NPN三极管为例,分析三极管共射极电路的输入与输出的特性曲线。

1、输入特性曲线

在三极管共射极连接的情况下,当集电极与发射极之间的电压U BE维持不同的定值时,U BE和I B之间的一簇关系曲线,称为共射极输入特性曲线。输入特性曲线的数学表达式为:

I B=f(U BE) U CE = 常数

从三极管的输入特性曲线可发现以下几个特点:

(1)U BE=0的一条曲线与二极管的正向特性相似。这是因为U CE=0时,集电极与发射极短路,相当于两个二极管并联,这样I B与U CE 的关系就成了两个并联二极管的伏安特性。

(2)U CE由零开始逐渐增大时输入特性曲线右移,而且当U CE的数值增至较大时(如U CE>1V),各曲线几乎重合。这是因为U CE由零逐渐增大时,使集电结宽度逐渐增大,基区宽度相应地减小,使存贮于基区的注入载流子的数量减小,复合减小,因而I B减小。如保持I B为定值,就必须加大U BE,故使曲线右移。当U CE较大时(如U CE>1V),集电结所加反向电压,已足能把注入基区的非平衡载流子绝大部分都拉向集电极去,以致U CE再增加,I B也不再明显地减小,这样就形成了各曲线几乎重合的现象。

(3)和二极管一样,三极管也有一个门限电压Vγ,通常硅管约为0.5~0.6V,锗管约为0.1~0.2V。

2、输出特性曲线

产生集电极电流I C的电路称为三极管的输出电路。当三极管基极电流为常数时,输出电路中集电极电流I C同集电极与发射极之间的电压U CE的关系曲线称为三极管的输出特性曲线,数学表达式为:

I C=f(U CE) I B = 常数

从三极管输出特性曲线可看出它分为三个区域:

(1)截止区:指I B=0的那条特性曲线以下的区域。在此区域里,三极管的发射结和集电结都处于反向偏置状态,三极管失去了放大作用,集电极只有微小的穿透电流I CEO。

(2)饱和区:指绿色区域。在此区域内,对应不同I B值的输出特性曲线簇几乎重合在一起。也就是说,U CE较小时,I c虽然增加,但I c增加不大,即I B失去了对I c的控制能力。这种情况,称为三极管的饱和。饱和时,三极管的发射给和集电结都处于正向偏置状态。三极管集电极与发射极间的电压称为集一射饱和压降,用U CES表示。U CES很小,通常中小功率硅管U CES<0.5V;三极管基极与发射极之间的电压称为基一射饱和压降,以U CES表示,硅管的U CES在0.8V左右。OA线称为临界饱和线(绿色区域右边缘线),在此曲线上的每一点应有|U CE| = |U BE|。它是各特性曲线急剧拐弯点的连线。在临界饱和状态下的三极管,其集电极电流称为临界集电极电流,以I cs表示;其基极电流称为临界基极电流,以I BS表示。这时I cs与I BS 的关系仍然成立。

(3)放大区:在截止区以上,介于饱和区与击穿区之间的区域为放大区。在此区域内,特性曲线近似于一簇平行等距的水平线,Ic的变化量与I B的变量基本保持线性关系,即ΔI c=βΔI B,且ΔI c >>ΔI B,就是说在此区域内,三极管具有电流放大作用。此外集电极电压对集电极电流的控制作用也很弱,当U CE>1 V 后,即使再增加U CE,I c几乎不再增加,此时,若I B 不变,则三极管可以看成是一个恒流源。在放大区,三极管的发射结处于正向偏置,集电结处于反向偏置状态。

四、三极管的主要参数与型号

三极管的参数是判断管子质量的标准,同时又是正确安全使用的依据。一般分为性能参数和极限参数两大类。

1、三极管的主要性能参数

放大系数主要是表征管子放大能力。三极管的放大系数分为动态放大系数和静态放大系数。

当输入信号为零时,集电极电流和基极电流的比值称为静态电流放大系数,

当输入信号不为零时,在保持U CE不变的情况下,集电极电流的变化量与基极电流的变化量的比值称为动态电流放大系数。

集-基反向饱和电流I CBO是指发射极开路,在集电极与基极之间加上一定的反向电压时,所对应的反向电流。它是少子的漂移电流。在一定温度下,I CBO是一个常量。随着温度的升高I CBO将增大,它是三极管工作不稳定的主要因素。在相同环境温度下,硅管的I CBO比锗管的I CBO小得多

穿透电流I CEO是指基极开路,集电极与发射极之间加一定反向电压时的集电极电流,即穿透电流。I CBO与I CEO都是表征三极管热稳定性的参数,这两个参数值越小,则三极管工作越稳定,质量越好。

2、三极管的极限参数

最大允许集电极耗散功率P CM是指三极管集电结受热而引起晶体管参数的变化不超过所规定的允许值时,集电极耗散的最大功率。当实际功耗P c大于P CM时,不仅使管子的参数发生变化,甚至还会烧坏管子。P CM可由下式计算:P CM=I C U CE。当已知管子的P CM时,利用上式可以在输出特性曲线上画出P CM曲线。

当I C很大时,β值会逐渐下降。一般规定在β值下降到额定值的2/3时所对应的最大允许集电极电流为I CM当I C>I CM时,β值已减小到不实用的程度,且有烧毁管子的可能。

B VCEO是指基极开路时,集电极与发射极间的反向击穿电压。B VCBO是指发射极开路时,集电极与基极间的反向击穿电压。一般情况下同一管子的B VCEO(0.5~0.8)

B VCBO。三极管的反向工作电压应小于击穿电压的(1/2~1/3),以保证管子安全可靠地工作。三极管的3个极限参数P CM、I CM、B VCEO和前面讲的临界饱和线、截止线所包围的区域,便是三极管安全工作的线性放大区。一般作放大用的三极管,均须工作于此区。

3、三极管的型号

国产的三极管的型号一般由5部分组成,如下图所示。具体型号的意义与管子类型可参见教材P37页。

第二节基本放大电路

三极管是放大器的核心元件。三极管在放大器中有共基极、共射极和共集电极三种连接方式,即分别把基极、发射极和集电极作为输入和输出的公共端。无论哪种方式都要保证三极管能够满足放大的外部条件,即发射结正偏、集电结反偏。

一、共射极放大电路

1.共射极放大电路的基本特征与组成

共射极放大电路的基本特征如下:

(1)一个微弱的电信号通过放大器后,输出电压或电流的幅度得到放大,它随时间变化的规律不变。

(2)输出信号的能量得到加强,这个能量是由直流电源提供的,经过三极管的控制,使之转换成信号能量,提供给负载。

共射极放大电路的基本组成可归结如下:三极管起放大作用;集电极电阻R C 将变化的集电极电流转换为电压输出;偏置电路使三极管工作在放大区;耦合电容将输入的交变信号加到发射结,并将交变的信号进行输出。

2.静态工作点

在没有交流数日信号时,放大电路中都是直流量,这种工作状态称为静态或直流工作状态。此时放大电路中的直流电压、直流电流均是一确定的量,在三极管的特性曲线上即对应一个确定的点,习惯上称该点为静态工作点Q。放大电路的主要目的是将微弱信号不失真的放大,因此三极管在放大的过程当中要保证三极管始终工作在放大区。这就对静态工作点的位置有一定的要求,即必须给放大电路设置一个合适的静态工作点。

3.共射极放大电路的工作原理

在共射极放大电路的输入端加入微弱的交流信号后,三极管的各级电流、电压大小都是在直流的基础上叠加了一个交流量。发射结两端的电压为u BE=U BEQ+u be =U BE+u i,由于所加交流信号变化微弱,在输入信号u i整个周期内,三极管都工作于放大区,i B随着U BE变化,在静态基础上叠加了一个交流i b,即i B=I BQ+i b。由于三极管的电流放大作用,i C=βi B=βI BQ+βi b≈I CQ+i c,也是在静态的基础上叠加了交流分量i c。三极管集射极电压u CE=U CC-i C R C=U CEQ-i C R C,同样也是在直流的基础上叠加了交流分量。u CE中的U CEQ在经过耦合电容后直流分量被滤除,交流分量传送至输出端,即u O。

中职《电子技术基础》教案_246

中职《电子技术基础》教案篇一:《电子技术基础》教案 教案 2009 ~ 2010 学年第一学期 学院、系室机电教研室 课程名称《电子技术基础》 专业、年级、班级09级机电一体化 主讲教师李春菊 中国矿业大学银川学院 课程表 《电子技术基础》教案 编号:01

篇二:《电子技术基础》正式教案电 子 技 术 基 础 教 案 1-1 半导体的基础知识 目的与要求

1. 了解半导体的导电本质, 2. 理解N型半导体和P型半导体的概念 3. 掌握PN结的单向导电性 重点与难点 重点 1.N型半导体和P型半导体 2. PN结的单向导电性 难点 1.半导体的导电本质 2. PN结的形成 教学方法

讲授法,列举法,启发法 教具 二极管,三角尺 小结 半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。载流子在电场作用下的定向运动称为漂移运动。在半导体中,如果载流子浓度分布不均匀,因为浓度差,载流子将会从浓度高的区域向浓度低的区域运动,这种运动称为扩散运动。多数载流子因浓度上的差异而形成的运动称为扩散运动 PN结的单向导电性是指PN结外加正向电压时处于导通状态,外加反向电压时处于截止状态。 布置作业 1.什么叫N型半导体和P型半导体

第一章常用半导体器件 1-1 半导体的基础知识 自然界中的物质,按其导电能力可分为三大类:导体、半导体和绝缘体。半导体的特点: ①热敏性 ②光敏性 ③掺杂性 导体和绝缘体的导电原理:了解简介。 一、半导体的导电特性半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,如硅(Si)、锗(Ge)。硅和锗是4价元素,原子的最外层轨道上有4个价电子。 1.热激发产生自由电子和空穴 每个原子周围有四个相邻的原子,原子之间通过共价键紧密结合在一

《电子技术基础》正式教案

电 子 技 术 基 础 教 案 §1-1 半导体的基础知识

目的与要求 1. 了解半导体的导电本质, 2. 理解N型半导体和P型半导体的概念 3. 掌握PN结的单向导电性 重点与难点 重点 1.N型半导体和P型半导体 2. PN结的单向导电性 难点 1.半导体的导电本质 2.PN结的形成 教学方法 讲授法,列举法,启发法 教具 二极管,三角尺 小结 半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。载流子在电场作用下的定向运动称为漂移运动。在半导体中,如果载流子浓度分布不均匀,因为浓度差,载流子将会从浓度高的区域向浓度低的区域运动,这种运动称为扩散运动。 多数载流子因浓度上的差异而形成的运动称为扩散运动 PN结的单向导电性是指PN结外加正向电压时处于导通状态,外加反向电压时处于截止状态。 布置作业 1.什么叫N型半导体和P型半导体 第一章常用半导体器件 §1-1 半导体的基础知识 自然界中的物质,按其导电能力可分为三大类:导体、半导体和绝缘体。 半导体的特点: ①热敏性 ②光敏性 ③掺杂性 导体和绝缘体的导电原理:了解简介。

一、半导体的导电特性 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,如硅(Si)、锗(Ge)。硅和锗是4价元素,原子的最外层轨道上有4个价电子。 1.热激发产生自由电子和空穴 每个原子周围有四个相邻的原子,原子之间通过共价键紧密结合在一起。两个相邻原子共用一对电子。室温下,由于热运动少数价电子挣脱共价键的束缚成为自由电子,同时在共价键中留下一个空位这个空位称为空穴。失去价电子的原子成为正离子,就好象空穴带正电荷一样。 在电子技术中,将空穴看成带正电荷的载流子。 2.空穴的运动(与自由电子的运动不同) 有了空穴,邻近共价键中的价电子很容易过来填补这个空穴,这样空穴便转移到邻近共价键中。新的空穴又会被邻近的价电子填补。带负电荷的价电子依次填补空穴的运动,从效果上看,相当于带正电荷的空穴作相反方向的运动。 3.结论 (1)半导体中存在两种载流子,一种是带负电的自由电子,另一种是带正电的空穴,它们都可以运载电荷形成电流。 (2)本征半导体中,自由电子和空穴相伴产生,数目相同。 (3)一定温度下,本征半导体中电子空穴对的产生与复合相对平衡,电子空穴对的数目相对稳定。 (4)温度升高,激发的电子空穴对数目增加,半导体的导电能力增强。 空穴的出现是半导体导电区别导体导电的一个主要特征。 二、N型半导体和P型半导体 本征半导体 完全纯净的、结构完整的半导体材料称为本征半导体。 杂质半导体 在本征半导体中加入微量杂质,可使其导电性能显著改变。根据掺入杂质的性质不同,杂质半导体分为两类:电子型(N型)半导体和空穴型(P型)半导体。 1. N型半导体 在硅(或锗)半导体晶体中,掺入微量的五价元素,如磷(P)、砷(As)等,则构成N型半导体。 在纯净半导体硅或锗中掺入磷、砷等5价元素,由于这类元素的原子最外层有5个价电子,故在构成的共价键结构中,由于存在多余的价电子而产生大量自由电子,这种半导体主要靠自由电子导电,称为电子半导体或N型半导体,其中自由电子为多数载流子,热激发形成的空穴

模拟电子技术基础试卷及答案

模拟电子技术基础试卷及答案 一、填空(18分) 1.二极管最主要的特性是 单向导电性 。 2.如果变压器二次(即副边)电压的有效值为10V ,桥式整流后(不滤波)的输出电压为 9 V ,经过电容滤波后为 12 V ,二极管所承受的最大反向电压为 14 V 。 3.差分放大电路,若两个输入信号u I1u I2,则输出电压,u O 0 ;若u I1 =100μV ,u I 2=80μV 则差模输入电压u Id = 20μV ;共模输入电压u Ic =90 μV 。 4.在信号处理电路中,当有用信号频率低于10 Hz 时,可选用 低通 滤波器;有用信号频率高于10 kHz 时,可选用 高通 滤波器;希望抑制50 Hz 的交流电源干扰时,可选用 带阻 滤波器;有用信号频率为某一固定频率,可选用 带通 滤波器。 5.若三级放大电路中A u 1A u 230dB ,A u 320dB ,则其总电压增益为 80 dB ,折合为 104 倍。 6.乙类功率放大电路中,功放晶体管静态电流I CQ 0 、静态时的电源功耗P DC = 0 。这类功放的能量转换效率在理想情况下,可达到 78.5% ,但这种功放有 交越 失真。 7.集成三端稳压器CW7915的输出电压为 15 V 。 二、选择正确答案填空(20分) 1.在某放大电路中,测的三极管三个电极的静态电位分别为0 V ,-10 V ,-9.3 V ,则这只三极管是( A )。 A .NPN 型硅管 B.NPN 型锗管 C.PNP 型硅管 D.PNP 型锗管 2.某场效应管的转移特性如图所示,该管为( D )。 A .P 沟道增强型MOS 管 B 、P 沟道结型场效应管 C 、N 沟道增强型MOS 管 D 、N 沟道耗尽型MOS 管 3.通用型集成运放的输入级采用差动放大电路,这是因为它的( C )。 A .输入电阻高 B.输出电阻低 C.共模抑制比大 D.电压放大倍数大 4.在图示电路中,R i 为其输入电阻,R S 为常数,为使下限频率f L 降低,应( D )。 A . 减小C ,减小R i B. 减小C ,增大R i C. 增大C ,减小 R i D. 增大C ,增大 R i 5.如图所示复合管,已知V 1的β1 = 30,V 2的β2 = 50,则复合后的β约为( A )。 A .1500 B.80 C.50 D.30 6.RC 桥式正弦波振荡电路由两部分电路组成,即RC 串并联选频网络和( D )。 A. 基本共射放大电路 B.基本共集放大电路 C.反相比例运算电路 D.同相比例运算电路 7.已知某电路输入电压和输出电压的波形如图所示,该电路可能是( A )。 A.积分运算电路 B.微分运算电路 C.过零比较器 D.滞回比较器 8.与甲类功率放大方式相比,乙类互补对称功放的主要优点是( C )。 0 i D /mA -4 u GS /V 5 + u O _ u s R B R s +V CC V C + R C R i O t u I t u o 4题图 7题图 V 2 V 1

中等职业学校《电子技术基础》教案

第1、2课时

课题半导体三极管课型 教学 目的 1、了解三极管的结构与特性; 2、掌握三极管的类型和电流放大原理; 3、理解三极管的特性曲线和主要参数。 重点 难点 三极管的电流放大原理 三极管的输入输出特性 E2. 1. 1 三极昔结构示意国和表示符W 二、三极管在电路中的联接方式 三、三极管的电流放大作用及原理 三极管实现放大作用的外部条件是发射结正向偏置,集电结反向偏置。 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 I C I B 3)电子被集电区收集的过程 二、特性曲线和主要参数 1、输入特性:i B=f(U BE) U C E常数 2、输出特性:i c=f(U CE) i B常数 三极管的基本结构和类型

了解三极管的结构与特性;掌握三极管的类型和电流放大原理; 理解三极管的特性曲线和主要参数。课后 小结

第5、6 课时 课题 教学 目的 重点 难点 课型 共发射极放大电路 1、了解电路的结构组成 2、用图解法分析静态工作点和动态波形 1、电流放大原理 2、特性曲线 教学过程 三、三极管的基本结构和类型 1 、2、在电路中的联接方式四、极 管的电流放大作用及原理 五、特性曲线和主要参数 输入特性 I E=I C+I B 1 、 I C I 2 、 输出特性 l E=f(U BE)|U CE:常数 |c=f(U CE 常数 3 、 主要参数 直 A /V 课后 小结 了解共发射极放大电路的结构组成,及原理。熟练进行图解法分析放 大器的静态工作点和动态波形。

第7、8 课时 课题 1共发射极放大电路的动态分析课型 教学1了解微变等效法定量计算共发射极放大电路的动态参数。 目的 重点微变等效法定量计算共发射极放大电路的动态参数 难点微变等效电路的画法 教学过程、三极管的微变等效电路: U i 课后掌握共发射极放大电路的动态分析和交流动态参数的计算。 小结 、交流动态参数的计算:1、电压放大倍数A u =U-02.输入输出电 、放大器的微变等效电

中等职业学校电子技术基础教学大纲

中等职业学校 《电子技术基础与技能》 教学大纲 适用专业:电子技术应用、电子信息技术、机电技术等相关专业 国家示范性职业学校数字化资源共建共享计划 《电子技术应用》精品课程资源建设项目 组长单位:江苏省如皋中等专业学校 修订日期:2012年4月

一、课程性质与任务 本课程是中等职业学校电类专业的一门基础课程。其任务是:使学生掌握电子信息类、电气电力类等专业必备的电子技术基础知识和基本技能,具有分析和处理生产与生活中一般电子问题的基本能力,具备继续学习后续电类专业技能课程的基本学习能力,为获得相应的职业资格证书打下基础。培养学生的职业道德与职业意识,提高学生的综合素质与职业能力,增强学生适应职业变化的能力,为学生职业生涯的发展奠定基础。 二、课程教学目标 1.专业能力目标 (1)初步具有查阅电子元器件手册并合理选用元器件的能力。 (2)会使用常用电子仪器仪表。 (3)了解电子技术基本单元电路的组成、工作原理及典型应用。 (4)初步具有识读电路图、简单电路印制板和分析常见电子电路的能力。 (5)具有制作和调试常用电子电路及排除简单故障的能力。 (6)掌握电子技能实训的安全操作规范,形成安全生产、规范操作的意识。 2.方法能力目标 (1)了解电子技术的认知方法,培养学习兴趣,形成正确的学习方法,有一定的自主学习能力。 (2)具有资料查阅和信息处理能力,具有一定的交流、分析、解决问题的能力。 (3)通过参加电子实践活动,培养运用电子技术知识和工程应用方法解决与生产和生活相关电子问题的能力,形成良好的工作方法与工作作风。 3.社会能力目标 (1)树立辩证唯物主义观点,形成实事求是的科学态度和良好的职业道德,具有创新精神与团队合作精神。 (2)树立节能环保、产品质量等职业意识。 三、教学内容结构 大纲采用模块式结构,教学内容由基础模块与选学模块构成,每个模块下又分为两个部分:模拟电子技术和数字电子技术。 1.基础模块是各专业学生必修的教学内容和应该达到的基本教学要求,建议安排84学时。 2.选学模块是适应不同专业需要,以及不同地域、学校、学制差异,满足学生个性发展的选学内容。选定后也为该专业的必修内容,建议至少选择12学时教学内容。 3.课程总学时数应至少保证96学时。

模拟电子技术基础教案

《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。 本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学) §1-1 电子系统与信号0.5 §1-2 放大电路的基本知识0.5

电工电子技术基础试题库

电工电子技术基础试题库 Prepared on 24 November 2020

一、判断题 1.理想电流源输出恒定的电流,其输出端电压由内电阻决定。 (错) 2.因为正弦量可以用相量来表示,所以说相量就是正弦量。 (错) 3.自耦变压器由于原副边有电的联系,故不能作为安全变压器使用。(对) 4.电动机的额定功率是指电动机轴上输出的机械功率。 (对) 5.一个1/4W,100Ω的金属膜电阻,能够接在50V 电源上使用。 (错) 6.三相对称电路中,负载作星形联接时,P 3I I l 。 (错) 7.电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。 (错) 8. 电压是产生电流的根本原因。因此电路中有电压必有电流。 (错) 9. 正弦量的三要素是指最大值、角频率和相位。 (错) 10.负载作星形联接时,必有线电流等于相电流。 (对) 11.一个实际的电感线圈,在任何情况下呈现的电特性都是感性。 (错) 12.正弦交流电路的频率越高,阻抗越大;频率越低,阻抗越小。 (错) 13.中线不允许断开,因此不能安装保险丝和开关。 (对) 14.互感器既可用于交流电路又可用于直流电路。 ( 错 ) 15.变压器是依据电磁感应原理工作的。 ( 对 ) 16.电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制成。 ( 对 ) 17.自耦变压器由于原副边有电的联系,所以不能作为安全变压器使用。 ( 对 ) 18.电动机的转速与磁极对数有关,磁极对数越多转速越高。 ( 错 ) 19.三相异步电动机在满载和空载下起动时,起动电流是一样的。( 错 ) 20.二极管若工作在反向击穿区,一定会被击穿。 (错) 21.晶体管可以把小电流放大成大电流。 (对) 22.在P 型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。 (对)

中职计算机基础教学设计

中职《计算机基础》项目教学设计 ——用WORD制作电子报为例 课程内容:WORD排版操作 所属学科:计算机基础 课程学时:2节课 教学对象:中专一年级 学习环境:计算机机房,每人一台可以上网的电脑学生可以上网查找所需要的资料 一、中职《计算机基础》项目教学设计基本流程概述 二、项目学习教学设计的背景

培养“技能型、应用型人才”是中等职业技术教育的培养目标是。笔者所在校是国家级重点学校,教学对象是刚入学的新生,他们对职业中专的学习,尤其是计算机课程的学习有较强的新鲜感。学习之初,让学生们多完成一些类似职业岗位要的任务,对培养学生的分析问题、解决问题的能力,培养学生的创新能力大有益处同时,有助于学生走出初中的学习模式,适应中专的学习,建立高效的学习方法,快掌握计算机应用技术,为学生将来主动适应工作需要奠定基础。 基于以上认识,在《计算机应用基础》“文档编辑与管理”模块的教学中,笔设计了用Word 制作电子报的任务。制作电子报虽在教学及研究中常常被采用,不新形式,但以制作电子报为学习Word的载体有无可替代的优势:(1)综合性强,及众多知识点,有一定难度,提高学生应用Word软件的实战水平;(2)锻炼学生实践能力和创新精神;(3)学生经历了搜集信息、整理信息、利用信息、表达信息过程,能够提高学生的信息素养。 电子报的主题为“我的职业目标”。专业技能是中职学生实现职业目标的基础中职生要成功地步入社会,寻找到适合自身发展和社会需要的就业平台,首先必须一技之长。职业教育即就业教育,学生入学时虽己选择了专业,但一些学生对自学习的专业缺乏深入的了解,专业思想不牢,学习意识不强。制作电子报“我的职目标”,要求学生立足自己的专业,规划出近期的职业目标。学生通过任务的完成,不仅能掌握Word图文混排、艺术化版面设计的技术,并且能加深对所学专业的认识熟知专业技能与就业的密切关系,巩固专业思想,激发学习专业技能的动力。在项目教学中,一个合适的项目可使学生形成学习的热情和期待完成的兴奋。 三、项目学习教学设计的理念 1.以实际问题的解决为中心 项目学习的目的是让学生通过解决所面临的实际问题的过程来获得学习。因此,中职计算机应用基础课程项目学习教学设计主要是从学生现有的计算机基础知识基础和学习能力出发,结合职业学校不同专业特点,设计与之相关的问题,以实际问题的解决为中心来开展教学。2.从经验、项目和反思中获得学习在项目学习教学设计中,经验是项目的基础,学生要在原有知识和经验的基础上,寻解决问题的方法,并通过项目来验证方法正确与否,如果项目失败,则在此项目的反思过程中总结新的经验并改进解决问题的方法,然后再次通过项目进行检验,依此类推。因此项目学习是“从做中学”、“从反思中学”以及“在学习中学会学习”的有机结合,是一个循环进行的项目—反思的过程,学生主要是通过交流已有的知识经验,并通过项目、反思来获得学习的。 3.注重操作技能培养 计算机的基本操作能力的掌握,对学生利用其解决工作和生活中所面临的实际问题至关重要,对其利用计算机进行学习的能力也是有着一定的影响。所以在中职计算机应用基础课程项目学习教学设计中,教学的目标主要以提高学生的计算机操作技能为主,逐步培养学生利用计算机解决实际问题的能力。 4.充分体现学生的主体地位 项目学习的过程是学生小组合作学习的过程,教师在项目学习中只是作为学习的指导者,参与小组学习并适时给予恰当的指导,整个学习过程是在学生的相互协作中完成的。因此,项目学习教学设计将学习的主动权交给学生,并通过适当的问题或情景等调动学生积极主动地参与教学过程,帮助学生养成良好的学习习惯。 5.强调团队合作 学生在项目学习的过程中,需要与小组成员相互交流经验,加深对问题的理解,并通过相互合作、互助来共同解决问题。这个过程更注重团队的合作能力,所以项目学习教学设计要强调团队合作,要让学生在项目学习中,既能发展智力、训练思维,又可以提高他们的团队意

电子技术基础考试试题及参考答案

电子技术基础考试试题及参考答案 试题 一、填空题(每空1分,共30分) 1.硅二极管的死区电压为_____V,锗二极管的死区电压为_____V。 2.常用的滤波电路主要有_____、_____和_____三种。 3.晶体三极管的三个极限参数为_____、_____和_____。 4.差模信号是指两输入端所施加的是对地大小_____,相位_____的信号电压。 5.互补对称推挽功率放大电路可分成两类:第一类是单电源供电的,称为_____电路,并有_____通过负载输出;第二类是双电源供电的,称为_____电路,输出直接连接负载,而不需要_____。 6.功率放大器主要用作_____,以供给负载_____。 7.集成稳压电源W7905的输出电压为_____伏。 8.异或门的逻辑功能是:当两个输入端一个为0,另一个为1时,输出为_____;而两个输入端均为0或均为1时,输出为_____。 9.(1111)2+(1001)2=( _____ )2(35)10=( _____ )2 (1010)2–(111)2=( _____ )2(11010)2=( _____ )10 (1110)2×(101)2=( _____ )2 10.逻辑函数可以用_____、_____、_____等形式来表示。 11.组合逻辑电路包括_____、_____、_____和加法器等。 二、判断题(下列各题中你认为正确的,请在题干后的括号内打“√”,错误的打“×”。全打“√”或全打“×”不给分。每小题1分,共10分) 1.放大器采用分压式偏置电路,主要目的是为了提高输入电阻。() 2.小信号交流放大器造成截止失直的原因是工作点选得太高,可以增大R B使I B减小,从而使工作点下降到所需要的位置。() 3.对共集电极电路而言,输出信号和输入信号同相。() 4.交流放大器也存在零点漂移,但它被限制在本级内部。() 5.同相运算放大器是一种电压串联负反馈放大器。() 6.只要有正反馈,电路就一定能产生正弦波振荡。() 7.多级放大器采用正反馈来提高电压放大倍数。() 8.TTL集成电路的电源电压一般为12伏。() 9.流过电感中的电流能够突变。() 10.将模拟信号转换成数字信号用A/D转换器,将数字信号转换成模拟信号用D/A转换器。() 三、单选题(在本题的每小题备选答案中,只有一个答案是正确的,请把你认为正确答案的代号填入题干后的括号内,多选不给分。每小题2分,共26分) 1.用万用表测得某电路中的硅二极管2CP的正极电压为2V,负极电压为1.3V,则此二极管所处的状态是() A.正偏B.反偏C.开路D.击穿 2.放大器的三种组态都具有() A.电流放大作用B.电压放大作用 C.功率放大作用D.储存能量作用 3.下列各图中,三极管处于饱和导通状态的是()

中职电子技术教案课件教材资料

项目一半导体的基础知识 一、半导体: 1、半导体的导电性介于导体与绝缘体之间。 2、导体: 3、绝缘体 二、本征半导体 1、本征半导体:纯净晶体结构的半导体我们称之为本征半导体。常用的半导体材料有:硅和锗。它们都是四价元素,原子结构的最外层轨道上有四个价电子,当把硅或锗制成晶体时,它们是靠的作用而紧密联系在一起。 2、空穴:共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量,从而摆脱共价键的约束成为自由 电子,同时在共价键上留下空位,我们称这些空位为空穴,它带正电。 3、空穴电流: 在外电场作用下,自由电子产生定向移动,形成电子电流;同时价电子也按一定的方向一次填补空穴,从而使空穴产生定向移动,形成空穴电流。在晶体中存在两种载流子,即带负电自由电子和带正电空穴,它们是成对出现的。 三:杂质半导体 1、杂质半导体:在本征半导体中两种载流子的浓度很低,因此导电性很差。我们向晶体中有控制的掺入特定的杂质来改变它的导电性,这种半导体被称为杂质半导体。 1).N型半导体 在本征半导体中,掺入5价元素,使晶体中某些原子被杂质原子所代替,因为杂质原子最外层有5个价电子,它与周围原子形成共价键后,还多余一个自由电子,因此使其中的空穴的浓度远小于自由电子的浓度。但是,电子的浓度与空穴的浓度的乘积是一个常数,与掺杂无关。 在N型半导体中自由电子是多数载流子,空穴是少数载流子。 2).P型半导体 在本征半导体中,掺入3价元素,晶体中的某些原子被杂质原子代替,但是杂质原子的最外层只有3个价电子,它与周围的原子形成共价键后,还多余一个空穴,因此使其中的空穴浓

度远大于自由电子的浓度。在P型半导体中,自由电子是少数载流子,空穴使多数载流子。 四、PN结 一、PN结基础知识 1、 PN结:我们通过现代工艺,把一块本征半导体的一边形成P型半导体,另一边形成N型半导体,于是这两种半导体的交界处就形成了P—N结,它是构成其它半导体的基础,我们要掌握好它的特性!2:异形半导体接触现象 1)扩散运动:在形成的P—N结中,由于两侧的电子和空穴的浓度相差很大,因此它们会产生扩散运动(高浓度向低浓度扩散):电子从N区向P区扩散;空穴从P去向N区扩散。因为它们都是带电粒子,它们向另一侧扩散的同时在N区留下了带正电的空穴,在P区留下了带负电的杂质离子,这样就形成了空间电荷区,也就是形成了电场(自建场). 它们的形成过程如图(1),(2)所示 2)漂移运动:在电场的作用下,载流子将作漂移运动,它的运动方向与扩散运动的方向相反,阻止扩散运动。电场的强弱与扩散的程度有关,扩散的越多,电场越强,同时对扩散运动的阻力也越大,当扩散运动与漂移运动相等时,通过界面的载流子为0。此时,PN结的交界区就形成一个缺少载流子的高阻区,我们又把它称为阻挡层或耗尽层。

《电子技术基础》教案

《电子技术基础》教案 适用学时:前60(54)学时 编写日期:2006年2月1日

§绪言 学时:1学时 教学内容 一、电子技术基础课的性质 电子技术研究怎样通过各种半导体管以及由它们组成的电路将微弱电信号进行放大、变换或重新组合,然后应用到各个领域。 电子技术基础课主要介绍半导体器件的结构、工作原理和功能等,进而说明各种基本电路的应用范围、效率和形式。 二、电子技术基础课程的内容 1、半导体器件 二极管、三极管、场效应管等是最常用的半导体器件,本书重点介绍二极管、三极管、场效应管的结构、工作原理、特性和主要参数,以及它们的简单检测方法。 2、放大和振荡电路 放大电路的放大功能是电子技术的重要理论依据。 3、集成运算放大器 4、直流电源 5、晶闸管电路 6、门电路及组合逻辑电路 7、触发器和时序电路 三、课程目的和学习方法 “电子技术基础”虽然是专业理论基础,但它具有很强的实践性。 §第一章常用半导体器件 第一节半导体的基本知识 学时:1学时 教学要求: 1.了解半导体的一般概念 2.理解半导体的导电机理与导电特性 3.理解掺杂半导体的产生及导电类型 4.了解PN结的概念 5.理解PN结形成的原理及PN结的单向导电性 教学内容 一、半导体的导电特性

(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 1.1硅、锗原子结构模型及共价键结构示意图 二、N 型和P 型半导体 1、N 型半导体 在本征半导体中参入微量五价元素的杂质形成的半导体,其共价键结构如图1.2所示。常用的三价元素的杂质有磷、砷和锑等。 图1.2 N 2、P 型半导体 在本征半导体中参入微量三价元素的杂质形成的半导体,其共价键结构如图1.3所示。常用的三价元素的杂质有硼、铟等。 图1.3 P 三、PN 结及其单向导电性 1、PN 结的形成 所示。

电子技术基础试题

。电子技术基础试题库(第四版) 第一章:半导体二极管 一、填空题 1、根据导电能力来衡量,自然界的物质可以分为______________、__________和__________三类。 导体、绝缘体、半导体 2、PN节具有__________特性,即加正向压时__________,加反向压时__________。 单向导电特性、导通、截止 3、硅二极管导通时的正向管压降约__________V,锗二极管导通时的正向管压降约__________V。 、 4、使用二极管时,应考虑的主要参数是__________、__________。 最大整流电流、最高反向工作电压 5、在相同的反向电压作用下,硅二极管的反向饱和电流常__________于锗二极管的反向饱和电流,所以硅二极管的热稳定性较__________ 小、好 6、根据导电能力来衡量,自然界的物质可分为_______ 、_________和__________三类。导体, 绝缘体,半导体 7、PN结具有_____________性能,即加正向电压时PN结________,加反向电压时的PN结 _________。单向导电性,导通,截止 二,判断题 1、半导体随温度的升高,电阻会增大。()N 2、二极管是线性元件。()N 3、不论是哪种类型的半导体二极管,其正向电压都为0.3V左右。()N 4、二极管具有单向导电性。()Y 5、二极管的反向饱和电流越大,二极管的质量越好。()N 6、二极管加正向压时一定导通()N 7、晶体二极管是线性元件。()N 8、一般来说,硅晶体二极管的死区电压小于锗晶体二极管的死区电压。()Y 三、选择题 1、PN结的最大特点是具有()C A、导电性B、绝缘性C、单相导电性 2、当加在硅二极管两端的正向电压从0开始逐渐增加时,硅二极管()C A、立即导通B、到0.3V才开始导通C、超过死区压才开始导通D、不导通 3、当环境温度升高时,二极管的反向电流将()A A、增大B、减少C、不变D、先变大后变小 4、半导体中传导电流的载流子是()。C A、电子 B、空穴 C、电子和空穴 5、P型半导体是()B A、纯净半导体 B、掺杂半导体 C、带正电的 四、综合题

(完整word版)中等职业学校《电子技术基础》教案.doc

第1、2课时 课题半导体特性、 PN 结、二极管课型 教学了解半导体的特性和PN 结的形成与特性 目的掌握二极管、稳压管的特性 重点PN结的形成与特性 难点二极管的伏安特性 教学过程 一、半导体的导电特性 1、光敏性、热敏性、可掺杂性 2、本征半导体:纯净的半导体称为本征半导体。 3、 N 型半导体 结构形成方式:掺入五价杂质元素使载流子数目增多,自由电子是多子 4、 P 型半导体 结构形成方式:掺入三价杂质元素使载流子数目增多,空穴是多子 二、 PN结的形成与特性 1、形成过程 2、特性:单向导电性 三、二极管 1、结构、外形、分类: (1)按材料分 : 有硅二极管,锗二极管和砷化镓二极管等。 (2 )按结构分 : 根据 PN结面积大小 , 有点接触型、面接触型二极管。 (3 )按用途分 : 有整流、稳压、开关、发光、光电、变容、阻尼等二极管。 (4 )按封装形式分: 有塑封及金属封等二极管。 (5)按功率分 : 2、主要参数 3、判别办法:用万用表欧姆档判别正、负极及好坏。 4、二极管的伏安特性。 5、特殊功能二极管:稳压管、发光二极管 课后小结半导体有自由电子和空穴两种载流子参与导电 PN结具有单向导电性普通 二极管电路的分析主要采用模型分析法 稳压二极管和光电二极管结构与普通二极管类似,均由 PN 结构成。但稳压二极管工作在反向击穿区

第 3、4 课时 课题半导体三极管课型 教学1、了解三极管的结构与特性;2、掌握三极管的类型和电流放大原理; 目的3、理解三极管的特性曲线和主要参数。 重点三极管的电流放大原理 难点三极管的输入输出特性 教学过程 一、三极管的基本结构和类型 二、三极管在电路中的联接方式 三、三极管的电流放大作用及原理 三极管实现放大作用的外部条件是发射结正向偏置, 集电结反向偏置。 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 I C I B 3)电子被集电区收集的过程 二、特性曲线和主要参数 1、输入特性:i B=f(u BE)u CE常数 2、输出特性:i C=f(u CE)i B常数 课后小结了解三极管的结构与特性;掌握三极管的类型和电流放大原理;理解三极管的特性曲线和主要参数。

电子技术基础(模拟部分)试卷二及答案

试卷二 系别学号姓名成绩 考试课程模拟电子技术基础考试日期2002 年12月12日 题号一二三四五六七八九总分分数 得分核分人阅卷人 1.单项选择题(在每一小题的四个备选答案中,选出一个正确的答案,并将其序号写在题干后的( )内。每小题2分,共20分) (1)杂质半导体中的少数载流子浓度取决于( )。 A.掺杂浓度 B.工艺 C.温度 D.晶体缺陷 (2)硅稳压管在稳压电路中稳压时,工作于( )。 A.正向导通状态 B.反向电击穿状态 C.反向截止状态 D.反向热击穿状态 (3)测得一放大电路中的三极管各电极相对于“地”的电压如图1所示, A.NPN型硅管 B.NPN型锗管 C.PNP型锗管 D.PNP型硅管 (4)温度上升时,半导体三级管的( )。 A.β和I CBO 增大,U BE 下降 B.β和U BE 增大,I CBO 减小 C.β减小,I CBO 和U BE 增大 D.β、I CBO 和U BE 均增大 (图1) (5)在共射极、共基极、共集电极、共漏极四种基本放大电路中,u o与u i 相位相反、 ︱A U ︱>1的只可能是( )。 A.共集电极放大电路 B.共基极放大电路 C.共漏极放大电路 D.共射极放大电路 (6)在四种反馈组态中,能够使输出电压稳定,并提高输人电阻的负反馈是( )。 A.电压并联负反馈 B.电压串联负反馈 C.电流并联负反馈 D.电流串联负反馈 (7)关于多级放大电路下列说法中错误的是( )。 A.A u等于各级电压放大倍数之积 B.R i 等于输入级的输入电阻 C.R。等于输出级的输出电阻 D.A u 等于各级电压放大倍数之和 (8)用恒流源电路代替典型差动放大电路中的公共射极电阻R E ,可以提高电路的 ( )。 A.︱A ud ︱ B.︱A ue ︱ C.R id D.K CMR (9)电路如图2所示,其中U 2 =20V,C=100uF。变压器内阻及各二极管正向导通时 的电压降、反向电压均可忽略,该电路的输出电压U 0 ≈( )。 A.24V B.28V C.-28V D.-18V (图2) (10)在下列四种比较器中.抗干扰能力强的是( )。 A.迟滞比较器 B.零比较器 C.三态比较器 D.窗口比较器 2.填充题(每格1分,共20分) (11)当放大电路输入非正弦信号时,由于放大电路对不同频率分量有不同的放大倍数 而产生的输出失真称为失真,由于相位滞后与信号频率不成正比而产生的输 出失真称为失真,这两种失真统称为失真或失真。 (12)半导体三极管属控制器件,而场效应管属于控制器件。 (13)按结构不同,场效应管可分为型和型两大类。 (14)集成运放内部电路实际上是一个、、放大电路。 (15)直流稳压电源由、、、四个部分组成。 (16)按幅频特性不同,滤波器可分为滤波器、滤波器、滤 波器、滤波器及滤波器等五种。 3.分析计算题(共60分) (17)电路如图3所示.已知R B1=50KΩ, R B2=10KΩ, R C=6KΩ, R E=750Ω,信号源内阻R S= 5KΩ,负载电阻R L=10KΩ,电源电压+V CC=12V,电容C1、C2的电容量均足够大,晶体管的β=99、 r be=1 KΩ、U BE=0.7V。试求:(a)电压放大倍数A u(=U O/U I)及A us(=U O/U S); (b)输入电阻R i和输出电阻R O。 ① -2V ② -8V ③ -2.2V + u1 - TR + u2 - D1 D4 D3 D 2 C + U o -

中职《 电子技术基础 》期末试卷(含参考答案)

2015 学年第 1 学期 《电子技术基础》期末试卷 (A卷,四大题型34小题) 考试形式:闭卷 一、填空题(10小题,20空格,每空格1分,共20分。) 1、直流放大器产生零点漂移的原因是:________________;________________。 2、差分放大电路的共模抑制比KCMR的含义是___________________________________,KCMR 越大,抑制零漂的能力越强。 3、集成运放在应用时,电路中需加保护电路,常用的保护电路有:________________保护;________________保护;________________保护。 4、要求放大电路输入电阻大、输出电阻小,可采用________________反馈;要求放大电路输入电阻小、输出电阻大,可采用________________反馈。 5、如果要求稳定放大器输出电压,并提高输入电阻,则应该对放大器施加_______________反馈;如果要求稳定放大器输出电流,并提高输出电阻,则应该对放大器施加_______________反馈。 6、如要产生较高频率的信号,可选用________________振荡器,如要产生较低频率的信号,可选用________________振荡器,如要产生频率________________的信号,可选用石英晶体振荡器。 7、放大器能否正常工作的首要重要条件是有合适的________________。 8、在单级共射极放大电路中,输入电压和输出电压的频率________________,________________电压被放大,而相位________________。 9、在桥式整流电路中,若输出电压为9V,负载中的电流为1A,则每个整流二极管应承受的反向电压为________________。 10、已知下图中三极管各极的电位,该三极管将处于________________工作状态。 二、判断题(11小题,每小题2分,共22分。将叙述正确的每小题用√填写在下面表格对应的序号中,叙述错误的每小题用x填写在下面表格对应的序号中。) 1、衡量一个直流放大器零漂的程度只需看输出零漂电压的大小。 2、理想运算放大器两输入端的电位相等并且恒等于0V。 3、差分放大器的放大倍数与组成它的单管放大器的放大倍数相同。 4、反相输入比例运算放大器的反馈类型是电压串联负反馈。 5、两个电压放大倍数不同的直流放大器,若它们输出端的零漂电压相同,则电压放大倍数小的直流放大器,其零漂现象要严重些。 6、共集电极放大器属电压串联负反馈放大器,所以该电路的输入阻抗高,输出阻抗低。 7、负反馈能使放大器的通频带扩展,也能减小放大器的波形失真。 8、在共射极单管放大电路中,若电源电压不变,只要改变集电极电阻Rc就能改变集电极电流Ic值。 9、固定偏置放大电路中,若更换三极管,则基极偏流电阻必须重新调整。 10、全波整流电路中,二极管与负载串联,流过二极管的电流和负载电流相等。 11、二极管在反向电压小于反向击穿电压时,反向电流极小;当反向电压大于反向击穿电压后,反向电流迅速增大。 三、选择题(10小题,每小题2分,共20分。将每小题正确的选项答案填写在下面 题号123456789101112 答案 1、同相输入比例运算放大器的反馈类型是_________。 A、电流串联负反馈 B、电流并联负反馈 C、电压串联负反馈 D、电压并联负反馈 2、引起直流放大器零点漂移的因素很多,其中最难控制的是_________。 A、半导体器件参数的变化 B、电路中电容和电阻数值的变化 C、电源电压的变化 班级: 姓名:学号:题号一二三四总分得分

数字电子技术基础期末考试试卷及答案

数字电子技术基础试题(一) 一、填空题 : (每空1分,共10分) 1. (30.25) 10 = ( ) 2 = ( ) 16 。 2 . 逻辑函数L = + A+ B+ C +D = 1 。 3 . 三态门输出的三种状态分别为:、和。 4 . 主从型JK触发器的特性方程= 。 5 . 用4个触发器可以存储位二进制数。 6 . 存储容量为4K×8位的RAM存储器,其地址线为 12 条、数据线为 8 条。 二、选择题: (选择一个正确的答案填入括号内,每题3分,共30分 ) 1.设下图中所有触发器的初始状态皆为0,找出图中触发器在时钟信号作用下, 输出电压波形恒为0的是:(C )图。 2.下列几种TTL电路中,输出端可实现线与功能的电路是( D)。 A、或非门 B、与非门 C、异或门 D、OC门 3.对CMOS与非门电路,其多余输入端正确的处理方法是(D )。

A、通过大电阻接地(>1.5KΩ) B、悬空 C、通过小电阻接地(<1KΩ) B、 D、通过电阻接V CC 4.图2所示电路为由555定时器构成的(A )。 A、施密特触发器 B、多谐振荡器 C、单稳态触发器 D、T触发器 5.请判断以下哪个电路不是时序逻辑电路(C )。 A、计数器 B、寄存器 C、译码器 D、触发器 6.下列几种A/D转换器中,转换速度最快的是(A )。 A、并行A/D转换器 B、计数型A/D转换器 C、逐次渐进型A/D转换器 B、 D、双积分A/D转换器 7.某电路的输入波形 u I 和输出波形 u O 如下图所示,则该电路为( C)。 A、施密特触发器 B、反相器 C、单稳态触发器 D、JK触发器 8.要将方波脉冲的周期扩展10倍,可采用(C )。 A、10级施密特触发器 B、10位二进制计数器 C、十进制计数器 B、D、10位D/A转换器 9、已知逻辑函数与其相等的函数为( D)。 A、 B、 C、 D、 10、一个数据选择器的地址输入端有3个时,最多可以有( C)个数据信号输出。 A、4 B、6 C、8 D、16 三、逻辑函数化简(每题5分,共10分) 1、用代数法化简为最简与或式

(完整版)中职电子技术基础教案

中职电子技术基础教案 中职电子技术基础教案随着科学技术的发展,电子技术目前被广泛应用于各个领域,与其他学科相比,电子技术更注重对学生思维和创新意识的提高,注重提升学生的综合能力。电子技术教学课程主要包括“模拟电子技术” 和“数字电子技术” 两部分,这是一门理论与实践并重的技术课程。中职院校要大力改革电子技术传统教学模式,创新教学体制,调整教学,不仅要使学生掌握基础理论知识,掌握专业技能,锻炼学生的逻辑思维和独立分析问题、解决问题的能力,坚持以培养学生创新实践能力为主要目的,激发学生的学习积极性,根据教学实际调整教学内容和考核方式,创新电子技术教学模式。 1. 教师专业素质有待提高,教学方式陈旧目前中职院校教师的专业教学水平还较低,教学呈现滞后状态,教学内容陈旧,教师简单的根据教材死板的开展教学,使学生处于被动的状态,学生的主体性难以发挥。其次,教师不会使用多种形式开展教学,教学方法过于单一,对于多媒体教学设备使用不够充分。 2. 理论教学与实践教学脱节现在中职院校电子技术过于强调理论知识教学,而且理论教学与实践教学分开进行,教师先讲解相关课程理论知识,之后进行相应的实验教学,这种教学设置导致理论教学与实践教学联系不够紧密,二者距离较远,且课堂教学略显枯燥,电子技术教学效果欠佳。 3. 学生文化基础较为薄弱中职院校一般招生大多是针对高中

毕业没有考上本科的学生,学生文化基础较为薄弱,对学习的自主性与兴趣不够,导致高职专业教育和电子技术教学效果不佳。 1. 按照教学大纲开展教学高职院校要根据教学大纲的要求,做好电子技术教学,教学内容既要涵盖重要的基础理论、基础技能,电子技术教师要结合现代科学技术发展情况,在教学中增加介绍现代电子技术的新内容,做好基础理论教学,学生在扎实掌握电子技术知识基础上发挥自己的主观能动性,用正确理论指导实践,教师在调整教学时要做到开拓学生视野。 2. 营造优良的实践教学环境电子技术教学是一门理论知识与实践教学相结合的学科,因此教师要注重培养学生的专业理论知识和电子技能,高职院校要加大投入,建设电子教室和电子技术训练室的建设,为学生提供良好的实践教学环境和实践操作演练的设备设施,教师要增加实践环节的教学力度,提高实践教学在教学课时中的比重。教师要把理论教学与实践有机结合起来,合理安排实践课程的内容,确保实践课的教学质量。 3. 构建能力本位的课程体系 电子技术课程所包含的内容特别多,例如半导体二极管、三极管、集成运算放大器电路、信号产生电路等,教学难度很大,加之高职学生的文化基础较为薄弱,他们学习理论知识的兴趣不高,排斥枯燥的教学内容,但对实验性的知识很感兴趣。教师要根据学生特点,以提高学生能力为核心调整教学,以专业培养目标和就业

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