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1、本章重点内容 l PN结及其单向导电特性 l 半导体二极管的伏安特性曲线 l 二极管在实际中的应用,1.1 PN结,1.1.1 本征半导体,（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,第1章 半导体二极管及其应用电路,1.1.2 杂质半导体,1N型半导体,2P型半导体,图1.2 N型半导体的结构,图1.3 P型半导体的结构,3. PN结的形成,图1.4 PN结的形成,4 PN结的单向导电特性 (1) PN结的正向导通特性,(a) 正向偏置 （b）反向偏置 图1.5 PN结的导电特性,(2) PN结的反向截止特性,1.
2、2 半导体二极管,1.2.1 半导体二极管的结构及其在电路中的符号,（a） 结构 （b）电路符号 （c）实物外形 图1.6 二极管结构、符号及外形,1.2.2 半导体二极管的伏安特性,1正向特性,2反向特性,3反向击穿特性,4温度对特性的影响,1.2.3 半导体二极管的主要参数,1最大整流电流IF,2最大反向工作电压URM,3反向饱和电流IR,4二极管的直流电阻R,5最高工作频率fM,1.2.4 半导体二极管的命名及分类,1半导体二极管的命名方法,图1.8 半导体器件的型号组成,2半导体二极管的分类,1.2.5 二极管的判别及使用注意事项,1二极管的判别（用万用表进行检测） （1）二极管正、负
3、极性及好坏的判断,（2）二极管好坏的判别,（3）硅二极管和锗二极管的判断,（4）普通二极管和稳压管的判别,2二极管使用注意事项,*1.3 几种常用的特殊二极管,1.3.1 稳压二极管 1稳压二极管的工作特性,(a) 伏安特性 （b）符号 图1.9 稳压二极管的特性曲线和符号,2.稳压管的主要参数,1.3.2 发光二极管,1普通发光二极管,2红外线发光二极管,3激光二极管,1.1.3 光电二极管,1.3.4 变容二极管,(a) 压控特性曲线 (b) 电路符号 图1.12 变容二极管的压控特性曲线和电路符号,1.4 半导体二极管的应用,1.4.1 整流,1.4.2 钳位,1.4.3 限幅,（a）限
4、幅电路 （b）波形 图1.14 二极管限幅电路及波形,4. 电路中的元件保护,本章重点内容 l 晶体三极管的放大原理、输入特性曲线、输出特性曲线 l 基本放大电路的工作原理及放大电路的三种基本偏置方式 l 利用估算法求静态工作点 l 微变等效电路及其分析方法 l 三种基本放大电路的性能、特点,2.1 半导体三极管,2.1.1 三极管的结构及分类,1三极管的内部结构及其在电路中的符号,第2章 半导体三极管及其放大电路,(a) NPN (b) PNP 图2.1 三极管的结构示意图及其在电路中的符号,2三极管的分类,2.1.2 三极管的放大作用,1三极管放大时必须的内部条件,2三极管放大时必须的外部
5、条件,3三极管内部载流子的传输过程,（3）电子被集电区收集的过程,（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,4三极管电流放大作用的进一步理解,表2.1 IB、IC、IE的实验数据,2.1.3 三极管的特性曲线,1输入特性曲线,2输出特性曲线,(1)放大区,(2) 饱和区,(3) 截止区,2.1.4 三极管正常工作时的主要特点,1三极管工作于放大状态的条件及特点,2三极管工作于饱和状态的条件及特点,3三极管工作于截止状态时的条件及特点,2.1.5 特殊晶体管简介,1光电三极管,（a）等效电路 （b）电路符号 （c）LED+光电三极管 （d）LED+光电池 图2.4 光电
6、三极管的等效电路与电路符号 图2.5 光电耦合器电路符号,2光电耦合器,3晶闸管,（1）单向晶闸管,A. 内部结构,B. 工作原理,（a） (b) (c),图2.6 单向晶闸管外形及电路符号,(a) 内部结构示意图 (b) 分解图 （c）等效电路 图2. 7 晶闸管内部结构及其等效电路,A. 判定晶闸管的电极,B. 检测量晶闸管的导通情况,（2）双向晶闸管 双向晶闸管的结构,(a) (b) 图2.8 双向晶闸管外形及电路符号,双向晶闸管的测量,2.1.6 三极管的主要参数,1电流放大系数,2反向饱和电流ICBO,3穿透电流ICEO,4集电极最大允许电流ICM,5集电极、发射极间的击穿电压UCE
7、O,6集电极最大耗散功率PCM。,2.1.7 三极管的检测与代换,1国产三极管的命名方法简介,2三极管三个电极（管脚）的估测,(a) (b) (c) 图2.10 三极管引脚识别示意图,3南韩、日本三极管介绍。,4彩电和彩显行输出管简介,5三极管好坏的判别,6三极管的代换原则,2.2 三极管基本放大电路及其分析方法,2.2.1 放大的基本概念,2.2.2 三极管在实际应用中的三种放大电路形式,2.2.3 放大电路的组成,1. 基本放大电路的组成原则,2. 放大电路的组成及各元件的作用,2.2.4 放大电路的两种状态静态和动态,（a）直流通路 （b）交流通路 图2.13 直流、交流通路,2.2.5
8、 基本放大电路的工作过程,图2.14 基本放大电路的工作波形,2.3. 放大电路常用的直流偏置电路,2.3.1 固定式直流偏置电路,2.3.2 分压式电流负反馈偏置电路,图2.15 分压式电流反馈式偏置电路,1工作点稳定过程,（1）由基极电阻R1、R2分压而得到固定的基极电位UB。设图2.15中流过R1、R2的电流分别为I1、I2，则 （2）利用发射极电阻Re的电流负反馈作用稳定静态工作点,2电容Ce的作用,2.3.3 恒流源偏置电路,（a）威尔逊恒流源 （b）小电流恒流源 （c）改变射极电阻比获得不同 输出电流的恒流源 图2.17 改进型恒流源电路,2.4 放大电路的三种基本分析方法,2.4
9、.1静态工作点估算法,（1）画出放大电路的直流通路 （2）由直流通路列出输入回路和输出回路方程，代入方程，分别求出IBQ、ICQ、UCEQ。,例1 估算图2.18所示放大电路的静态工作点，设VCC=12V，Rc=3k，RB=280k，=50。,（a） （b） 图2.18,2.4.2 放大电路的图解分析法,1用图解法确定静态工作点的步骤： （1）在ic、uce平面坐标上作出晶体管的输出特性曲线。 （2）根据直流通路列出放大电路直流输出回路的电压方程式：UCE = VCCICRC （3）根据电压方程式，在输出特性曲线所在坐标平面上作直流负载线。因为两点可决定一条直线，所以分别取（IC=0，UCE=
10、VCC）和（UCE=0，IC=EC/Rc）两点，这两点也就是横轴和纵轴的截距，连接两点，便得到直流负载线。 （4）根据直流通路中的输入回路方程求出IBQ。 （5）找出IB = IBQ这一条输出特性曲线，该曲线与直流负载线的交点即为Q点（静态工作点），该Q点直观地反映了静态工作点（IBQ、ICQ、UCQ）的三个值。即为所求静态工作点的值。,（a）电路图 （b）特性曲线 图2.19 例2电路图,2电路参数对静态工作点的影响,（1）Rb对Q点的影响 （2）Rc对Q点的影响,图2.20 电路参数对Q点的影响,（3）VCC对Q点的影响,2.4.3 放大电路的微变等效电路分析法,1三极管的微变等效电路 (
11、 三极管输入端be间和输出端ce间的微变等效电路 ) （1）三极管输入端（be）间的微变等效电路,b,e,ic,+ uce ,ib,+ ube ,c,iC,ib,+ uce ,rbe,+ ube ,ib,(a),(b) 图2.21 三极管的微变等效电路,（2）三极管输出端（ce）间的微变等效电路,2放大电路的微变等效电路,第一， 根据放大电路画出交流通路。 用三极管的微变等效电路代替交流通路中的三极管，画出放大电路的微变等效电路。,（a）放大电路,图2.22 放大电路的微变等效电路,（b）交流通路 （c）微变等效电路,2.5 放大电路的动态性能指标及分析,2.5.1 放大电路的动态性能指标,1
12、放大倍数,2输入电阻ri,图2.23 放大电路的方框图,3输出电阻ro,2.5.2 放大电路性能指标估算的方法、步骤 1. 在放大电路静态分析的基础上，根据静态工作点的数值及相关公式，求出rbe。 2. 画 出放大电路的微变等效电路。 3. 根据微变等效电路及Au、ri、ro的定义式，分别求出Au、ri、ro。 2.5.3 共 射放大电路基本动态参数的估算,1. 电压放大倍数,2源电压放大倍数Aus,3输入电阻ri,4. 输出电阻ro,2.5.4 共集电极、共基极放大电路,1共集电极放大电路,(a) 典型电路 ( b) 交流通路 图 2.25 共集电极电路,（1）静态工作点的估算,（2）动态分
13、析,2共基极电路,(a) 电路图 (b) 交流通路 图2.27 共基放大电路,（1）静态分析,（2）动态分析,电压放大倍数Au,输入电阻ri,输出电阻ro,2.6 三种基本放大电路的比较,*2.7 多级放大电路,2.7.1多级放大电路的组成,图2.29 多级放大电路的结构框图,2.7.2 多级放大电路的耦合方式,（1）保证信号在级与级之间能够顺利地传输； （2）耦合后，多级放大电路的性能必须满足实际的要求。 为了满耦合后，各级电路仍具有合适的静态工作点,2.7.3 阻容耦合,图2.30 两级阻容耦合放大电路,（1）优点：因电容具有“隔直”作用，所以各级电路的静态工作点相互独立，互不影响。这给放
14、大电路的分析、设计和调试带来了很大的方便。此外，还具有体积小、重量轻等优点。,（2）缺点：因电容对交流信号具有一定的容抗，在信号传输过程中，会受到一定的衰减。尤其对于变化缓慢的信号容抗很大，不便于传输。此外，在集成电路中，制造大容量的电容很困难，所以这种耦合方式下的多级放大电路不便于集成,2.7.4 直接耦合,1优点：既可以放大交流信号，也可以放大变化非常缓慢（直流）的信号；电路简单，便于集成，所以集成电路中多采用这种耦合方式。 2 缺点：存在着各级静态工作点相互牵制和零点漂移这两个问题。（第5章将讨论零点漂移问题。,2.7.5 变压器耦合,（1）优点：因变压器不能传输直流信号，只能传输交流信号和进行阻抗变换，所以，各级电路的静态工作点相互独立，互不影响
