电工电子第11章
半导体及其常用器件资料
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电工电子技术
1. 半导体中少子的浓度虽然很低 ，但少子对温度 非常敏感，因此温度对半导体器件的性能影响很 大。而多子因浓度基本上等于杂质原子的掺杂浓
是这种半导体的导 电主流。
＋4
＋4
＋4
在室温情况下，本征硅中的磷杂质等于10-6数量级时，电 子载流子的数目将增加几十万倍。掺入五价元素的杂质半导
体由于自由电子多而称为电子型半导体，也叫做N型半导体。
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电工电子技术
＋4
＋－ 4
＋4
掺入硼杂质的硅半
+
B
导体晶格中，空穴 载流子的数量大大
＋4
＋4
＋4
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电工电子技术
＋4
＋4
＋4
自由电子载流子运动可以形
容为没有座位人的移动；空穴
载流子运动则可形容为有座位
＋4
＋4
＋4 的人依次向前挪动座位的运动。
半导体内部的这两种运动总是
共存的，且在一定温度下达到
动态平衡。
＋4
＋4
＋4
半导体的导电机理
半导体的导电机理与金属导体导电机理有本质上的区别： 金属导体中只有自由电子一种载流子参与导电；而半导体中 则是本征激发下的自由电子和复合运动形成的空穴两种载流 子同时参与导电。两种载流子电量相等、符号相反，即自由 电子载流子和空穴载流子的运动方向相反。
学习与归纳 度，所以说多子的数量基本上不受温度的影响。
2. 半导体受温度和光照影响，产生本征激发现象而出现电子、空 穴对；同时，其它价电子又不断地 “转移跳进”本征激发出现 的空穴中，产生价电子与空穴的复合。在一定温度下，电子、空 穴对的激发和复合最终达到动态平衡状态。平衡状态下，半导体 中的载流子浓度一定，即反向电流的数值基本不发生变化。
电子教案 电工学(少学时)--吴显金
i
IS
iS
-U +
+
Is
Ro U
-
R
实际电流源模型
2.电流源的并联 is
is1
is2
isn
is
is is1 is2 isn
n
isk
k1 （外特性不变）
3.电流源一般不允许串联 注意：只有相同的电流源才允许串联。
4.电流源与其它元件串联等效于电流源本身
Ro
Is Is
例1 试将下图所示电路化简成最简形式。
电工学
（少学时）
模拟电子技术
论
电子技术 数字电子技术
第1章 电路基本概念及元器件
第 一 章
电
路
基 本
本章主要内容
概
念
及
元
器
件
1.1 电路概述 1.2 电路的基本物理量 1.3 无源元件 1.4 有源元件 1.5 半导体器件 1.6 集成运算放大器 1.7 集成逻辑门电路
1.1 电路概述
电路：电流流通的路径，由各种元件和器件组成
I
O
U
3、二极管电路分析举例
例1 电路如图所示，VD为理想 二极管。试判断图中二极管是导 通还是截止，并求出ＡＯ两端的 电压ＵＡＯ。
分析方法：将二极管断开，分析二极管两极电位。 ①理想二极管：若V阳>V阴 ，二极管导通；若V阳<V阴 ，二
极管截止。 ②普通二极管：（以硅管为例，正向导通电压取0.7V） 若V阳-V阴 >0.7V，二极管导通；若V阳-V阴<0.7V，则二极
uS
u 伏安特性
US
(1) 电压源两端电压与外接电路无关；
i
(2) 流过电压源的电流与外电路有关。
华南理工大学 电工与电子技术 随堂练习及参考答案
第1章电路的基本概念与基本定律??1.(单选题)? 如图所示电路中，电流实际方向为__A___。
A． e流向d B. d流向e C. 无法确定?2.(单选题)? 如图所示电路中，电流实际方向是由d流向e，大小为4A，电流I数值为__ C____。
A． 4A???????? B. 0A???????? C. ―4A?3.(单选题)? 电流与电压为关联参考方向是指??A????。
A. 电流参考方向与电压降参考方向一致B. 电流参考方向与电压升参考方向一致C. 电流实际方向与电压升实际方向一致D. 电流实际方向与电压降实际方向一致4.(单选题) 下面说法正确的是C。
A．电压源与电流源在电路中都是供能的。
B. 电压源提供能量，电流源吸取能量。
C. 电压源与电流源有时是耗能元件，有时是供能元件。
D. 以上说法都不正确。
5.(单选题) 计算元件功率时应注意和的正方向，当和的正方向一致时，计算公式＝，当和的正方向相反时，计算公式＝－，计算结果若＞0表示元件（吸收）功率，表明此元件起（负载）作用。
CA. 吸收，电源B. 发出，电源C. 吸收，负载D. 发出，负载6.(单选题) 额定值为110V，60W的一个白炽灯和额定值为110V，40W的一个白炽灯串联后接到220V的电源上，后果是（B）的白炽灯烧坏。
A. 40WB. 60WC. 40W和60W7.(单选题) 如图所示电路中，供出功率的电源是（A ）。
A. 理想电压源B. 理想电流源C. 理想电压源与理想电流源8.(单选题) 如图所示电路，电压源和电流源释放的功率分别为（ B ）A. 12W，-4WB.–12W，4WC. 12W，4WD.–12W，-4W9.(单选题) 电源电动势为3V，内电阻为0.3Ω，当外电路断开时，电路中的电流和电源端电压分为 A 。
A. 0A，3VB. 3A，1VC. 0A，0V10.(单选题) 电源电动势为3V，内电阻为0.3Ω，当外电路短路时，电路中的电流和电源端电压分为D。
《电工电子技术》习题答案
第一章1-1 填空题1．实际电气设备包括电工设备、联接设备两个部分。
电工设备通过联接设备相互联接，形成一个电流通路便构成一个实际电路。
具体分析实际电路时，总是将实际元件理想化，在一定条件下突出其主要电磁性质，忽略其次要性质，这样的元件所组成的电路称为实际电路的电路模型，简称电路。
2．关于电流的方向，有实际方向和参考方向之分，应加以区别。
带电粒子规则运动形成的电流是客观存在的物理现象，这种客观存在的电流方向便是电流的实际方向。
习惯上规定：正电荷运动的方向或负电荷运动的相反方向为电流的实际方向。
3．对于电压的方向，应区分端电压、电动势两种情况。
端电压的方向规定为高电位端（即“+”极）指向低电位端（即“-”极），即为电位降低的方向。
电源电动势的方向规定为在电源内部由低电位端（“-”极）指向高电位端（“+”极），即为电位升高的方向。
4．在分析计算电路时，常可任意选定某一方向作为其参考方向。
不加说明，电路图中所标的电压、电流、电动势的方向均为参考方向。
选定电压电流的参考方向是电路分析的第一步，只有参考方向选定以后，电压电流之值才有正负。
当实际方向与参考方向一致时为正，反之，为负。
5．若某个元件对外只有两个联接端钮，这样的元件称为二端元件。
若某个电路单元对外只有两个联接端钮，这个电路单元整体称为二端网络。
6．对二端网络的外部电路而言，如果两个二端网络的伏安关系相同，那么，它们对二端网络的外部电路的作用也就相同，也就是说，这两个二端网络等效。
7．回路是一个闭合的电路。
从回路任一点出发，沿回路循行一周（回到原出发点），则在这个方向上的电位降之和等于电位升之和。
8．电路中的每一分支称为支路，一条支路流过同一个电流，称为支路电流。
电路中3条或3条以上的支路相联接的点称为结点。
在任一瞬时，流向某一结点的电流之和应该等于由该结点流出的电流之和。
9．电阻元件联接方式主要有：串联联接、并联联接、三角形联接、星形联接、桥式联接等。
电工电子技术 ppt课件
2020/11/24
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实际电路器件品种繁多，其电磁特性多元而复杂，采取 模型化处理可获得有意义的分析效果
白炽灯电路
消耗电能的电 特性可用电阻 元件表征
由于白炽灯中耗能 的因素大大于产生 磁场的因素，因此
R L 可以忽略。
i
产生磁场的电 特性可用电感 元件表征
白炽灯的电
L 路模型可表
示为：
R
理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性惟 一、精确，可定量分析和计算。
当外界电场的作用力超过原子核对外层 电子的束缚力时，绝缘体的外层电子同样 也会挣脱原子核的束缚成为自由电子，这 种现象我们称为“绝缘击穿”。绝缘体一 旦被击穿，就会永久丧失其绝缘性能而成 为导体。
半导体的导电性虽然介于导体和绝缘体之间，但半 导体在外界条件发生变化时，其导电能力将大大增强 ；若在纯净的半导体中掺入某些微量杂质后，其导电 能力甚至会增加上万乃至几十万倍，半导体的上述特 殊性，使它在电子技术中得到了极其广泛地应用。
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（2）电压
高中物理学中对电压的定义：电场力把单位正电荷从电 场中的一点移到另一点所做的功。表达式为：
u ab
dw ab dq
直流情况下
U ab
W ab Q
注意：物理量用小字表示变量，用大写表示恒量。
从工程应用的角度来讲，电路中的电压是产生电流的根 本原因；在数值上，电压等于电路中两点电位的差值。
2.对于集总参数元件，任何时刻，从元件一端流入的电 流，恒等于从元件另一端流出的电流，并且元件两端的 电压值是完全确定的。
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4. 电路中的电压、电流及其参考方向
（1）电流
电子电工技术11考试复习
1. 整流电路： 电路，工作原理，输出电压电流波形，数值，
会选择二极管。
2.滤波电路：
电路，原理，特点，输出电压波形，大小，滤波电容的选择。
3.稳压电路：
（1）稳压管稳压电路：掌握稳压原理，选择电路参数 。
（2）串联型稳压电路：理解原理，估算输出电压范围；
（3）集成稳压电路：了解稳压原理，掌握使用方法。
C. 整流管将因电流过大而烧坏
（3）直流稳压电源中滤波电路的目的是 C 。 A. 将交流变为直流 B. 将高频变为低频 C. 将交、直流混合量中的交流成分滤掉 （4）滤波电路应选用 B 。
A. 高通滤波电路 B. 低通滤波电路 C. 带通滤波电路
二、在图10.3.1（a）中，已知 变压器副边电压有效值U2为 10V，（T为电网电压的周期）。
Zmax
的小值约为多少？（4）若将稳压管反接，结果如何？（5）若R=0 又将如何？
（3）若稳压管的 I Z
5 mA I Zmax 20 mA R L 200 Ω时，稳压管能否正常工作？
负载电阻的最小值约为多少？（4）若将稳压管反接，结果如何？ （5）若R=0又将如何？
U o U Z 15V
IVD
1 2
Io 75m A
30 1 .2
T 2
U2
U VDRM U 2 m
RLC 5 T 2
Uo 1 .2
25V
2U 2 35.35 V
1 50 2 0 .0 5 s C
0 .0 5 RL 0 .0 5 U o / Io 0 .0 5 3 0 / 0 .1 5
W7805
3
2
RL
VD3
电子电工复习题精华版
第一章直流电路1.电路的基本组成有电源、负载、中间环节三个部分。
2.20Ω的电阻与80Ω电阻相串联时的等效电阻为 100 Ω，相并联时的等效电阻为 16 Ω。
3.某点的电位就是该点到参考点的电压。
4.任意两点间的电压就是这两点的电位差。
5.电气设备工作时高于额定电压称为过载。
6.电气设备工作时低于额定电压称为负载。
7.电气设备工作时等于额定电压称为满载。
8.通常所说负载的增加是指负载的电阻增加。
9.叠加原理只适用于线性电路，而不适用于非线性电路。
10．如图所示电路中，当电阻Ｒ2增加时，电流Ｉ将__A___。
(A) 增加(B) 减小(C) 不变11．二只白炽灯的额定电压为220V,额定功率分别为100W和25W，下面结论正确的是____A____。
(A) 25Ｗ白炽灯的灯丝电阻较大(B) 100Ｗ白炽灯的灯丝电阻较大(C) 25Ｗ白炽灯的灯丝电阻较小12．图示电路中,A点电位为______V。
13．图示电路中C点的电位为______V。
14．图示电路中A点的电位为______V。
15．图示电路中A点的电位为______V。
16．图示电路中A点的电位为______V。
17.在图示电路中，已知：I1=3A，I2=2A，I3=-5A；则I5=______A。
18.如图所示,一个电源的电动势Ｅ1＝110V，内阻R1＝10Ω, 另一个电动势Ｅ2＝110V，内阻R2＝5Ω，负载两端电压表读数为90V，求：⑴电流Ｉ1，Ｉ2。
⑵负载电阻Ｒ3。
（设电压表内阻为无穷大）解:⑴求电流Ｉ1和Ｉ2：Ｉ1=(Ｅ1-90)/R1=2A , Ｉ2=(Ｅ2-90)/R2=4A⑵负载电阻Ｒ3=90/(Ｉ1+Ｉ2)=15Ω 。
19.求如图所示电路中的电流I3。
（建议用电压源与电流源等效变换的方法）解：将电流源化成电压源，然后合并电压源，再将电压源化成电流源，由分流公式计算。
4.2635326321323=⨯=⨯+=I （A ） 教材1.25已知电路如题1.25图所示。
电工电子全套PPT课件
RL 2k
要求当输入电压由正常值发生20%波动时，负载电压
基本不变。求：电阻R和输入电压 ui 的正常值。
解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电
流为Izmax
iIzmax RULZ 25mA
1 .2 u i iR U z2R 5 10——方程1
(10-39)
令输入电压降到下限 时，流过稳压管的电
的电子，N型半导体中空穴是少子，少子的迁移也 能形成电流，由于数量的关系，起导电作用的主
要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。 3.P型半导体中空穴是多子，电子是少子。
(10-17)
6.2 PN结
6.2.1 PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导 体和N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的 交界面处就形成了PN 结。
(10-11)
6.1.2 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会 使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺 杂半导体的某种载流子浓度大大增加。
N 型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，
也称为（电子半导体）。
P 型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也
称为（空穴半导体）。
(10-12)
(10-10)
本征半导体中电流由两部分组成：
1. 自由电子移动产生的电流。
2. 空穴移动产生的电流。
本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。
温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半 导体的导电能力越强，温度是影响半导体性 能的一个重要的外部因素，这是半导体的一 大特点。
（在本征半导体中 自由电子和空穴成对出现，同时 又不断的复合）
(10-8)
空穴
+4
电工电子学第一章_9.9
U=ISR 升高
例3
A √
电路如图所示，起电源作用的元件是 （ ）。
电流源 B 电压源 C 电流源和电压源 + 10V -
2A
P10V=10×2＝20W>0 P2A=－10×2＝－20W<0
44
练习
电路如图所示，起电源作用的元件是 （ ）。 R分别取 1Ω 10Ω
B 电压源 I1 C 电流源和电压源 I2 R + 10V -
2
电工电子技术已渗透到生产生活的各个角落
温度检测和控制系统
3
第四次工业革命
4
创新
5
姚军教授在《中国科学G辑》发表论文下载量第一
6
随钻测井
下井仪器总长 下井仪器直径 泥浆脉冲发生 器外径 最高工作温度 最高承受压力 冲击 振动 泥浆含砂量 排量
7
6800mm 48mm 85mm 、 126mm 、 140mm 155 ℃ 140MPa 4900m/s² ，半正弦波形 1ms 58.8m/s²扫频范围 5Hz ～ 200Hz ＜ 1% 7 ～ 15L/s 、 15 ～ 47L/s 、 15 ～ 60L/s
12
论文（卓越班） 学生两人一组，由学生自主选定生活中的电 气电子产品作为研究对象，通过查阅资料、调研 和独立思考，撰写论文。 选题：一次两个志愿，先到先得，今天下午 6点开始发邮件。标题：产品名+姓名 论文要求：阐述所选电气电子产品的主要工 作原理，指出该产品存在的问题，展望该产品的 发展方向。 学生通过幻灯片做报告，并回答同学提问， 每组10分钟。从第六周开始，每次课最后20分钟 用于学生报告。 学期末，学生提交论文。
i出 i入
IA I AB
电工电子技术课后习题答案
第一章在图1-18中，五个元件代表电源或负载。
电压和电流的参考方向如图所标，现通过实验测得 I 1 =－4A I 2 =6A I 3 =10A U 1 =140V U 2 =－90V U 3= 60V U 4=－80V U 5=30V ，（1）试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性（可另画一图）； （2）判断哪些元件是电源、哪些元件是负载（3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载消耗的功率是否平衡U 2U 1U 2U 1题1-18图 题1．1改画图解：（1）将原电路图根据实测的电压、电流值重新标出各电流的实际方向和电压的实际极性如改画图所示：（2）根据电源和负载的定义及电路图可知： 元件3、4、5是电源，元件1、2是负载。
（3）电源发出的功率554433I U I U I U P s ++=W 11006304801060=⨯+⨯+⨯= 负载消耗的功率 2211I U I U P R +=W 11006904140=⨯+⨯= R s P P =，电路的功率守恒。
1．2 在图1-19中，已知 I 1 = -3mA ，I 2 = 1mA 。
试确定电路元件3中的电流I 3和其二端电压U 3,并说明它是电源还是负载，并验证整个电路的功率是否平衡。
解 对A 点写KCL 有： mA I I I 213213-=+-=+=对第一个回路写KVL 有： 301031=+U IU 1U 22题1．2图即： V I U 60)3(1030103013=-⨯-=-= 根据计算结果可知，元件3是电源。
这样，V 80的电源的元件3是电路中的电源，其余元件为负载。
电源提供的功率： W I U I U P s 2002601803322=⨯+⨯=+=负载消耗的功率： W I I I U P 200120310330201022222111=⨯+⨯+⨯=++= 这说明电路的功率平衡。
1．3 一只110V 8W 的指示灯，现要接在380V 的电源上，问要串联多大阻值的电阻该电阻应选用多大功率的电阻解 根据题意，电阻上的电压为V 270，则此时电路中的电流也就是灯泡中的电流，即： A U P i 07.01108≈==电阻消耗的功率为： W P R 2007.0270≈⨯= 电阻的阻值为： Ω≈==k i U R R 7.307.02701．4 如图1-20所示， 试求电路中每个元件的功率，并分析电路的功率是否守衡，说明哪个电源发出功率，哪个电源吸收功率。