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1、电子技术简介,电工学研究内容： 电工技术（电能应用） 电子技术（信号处理）,电子技术简介,电子技术研究内容： 电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的接收、发生、放大、转换、处理、驱动、输出。 Analog (模拟) 电子技术和 Digital (数字) 电子技术。,电子系统举例：,传感器,压力1,压力2,温度1,温度2,. . .,. . .,放大 滤波 叠加 组合,数模转换电路,模数转换电路,计算机数据处理,驱动电路,. . .,. . .,驱动电路,驱动电路,驱动电路,传感器,传感器,传感器,执行机构,执行机构,执行机构,执行机构,放大 滤波 叠加 组合,数模转换电路
2、,模数转换电路,计算机数据处理,信号是信息的载体。,声音信号传达语言、音乐。,图像信号传达人类视觉系统能接受的图像信息。,信号源等效电路,信号:,电信号： 由电流、电压、电脉冲序列表达的信息。,其它信息 光、速度、压力、流量,物理量信号：,数字信号和数字电子电路,模拟信号的离散化处理方法（采样）：,在时间和幅度上都是不连续变化的信号。,数字信号：,数字信号：,数字信号只存在高、低两种电平。,数字电子电路：,处理数字信号的电路。,第6章 半导体二极管和三极管,6.1 半导体的基础知识 6.2 半导体二极管 6.3 稳压二极管及其稳压电路 6.4 晶体管,目 录,6.1 半导体的基础知识,6.1
3、半导体的基础知识,半导体：,半导体特性：热敏特性、光敏特性、掺杂特性,导电能力介乎于导体和绝缘体之 间的物质。,本征半导体就是完全纯净的半导体。,应用最多的本征半导体为锗和硅，它们各有四个价电子，都是四价元素.,硅的原子结构,1.本征半导体,纯净的半导体其所有的原子基本上整齐排列，形成晶体结构，所以半导体也称为晶体 晶体管名称的由来,本征半导体晶体结构中的共价健结构,1.本征半导体,自由电子与空穴,1. 本征半导体,共价键中的电子在获得一定能量后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子,同时在共价键中 留下一个空位，称为空穴。,温度一定时，本征半导体中的自由电子空穴对的数目基本不变。温度愈高，自由
4、电子空穴对数目越多。,本征激发与复合现象,由于受热或光照产生自由电子和空穴的现象- 本征激发,1.本征半导体,自由电子在运动中遇到空穴后，两者同时消失，称为复合现象,半导体导电方式,在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这是半导体导电方式的最大特点，也是半导体和金属在导电原理上的本质差别。,载流子,自由电子和空穴,因为，温度愈高，载流子数目愈多，导电性能也就愈好，所以，温度对半导体器件性能的影响很大。,当半导体两端加上外电压时，自由电子作定向运动形成电子电流；而空穴的运动相当于正电荷的运动,1.本征半导体,2. 杂质半导体,N型半导体,在硅或锗的晶体中掺入微量的磷（或其它五价元素）。,自由
5、电子是多数载流子，空穴是少数载流子。,电子型半导体或N型半导体,P型半导体,在硅或锗晶体中掺入硼（或其它三价元素）。,空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。,空穴型半导体或P型半导体。,2. 杂质半导体,注意：不论N型半导体还是P型半导体，虽然它们都有一种载流子占多数，但是整个晶体仍然是不带电的。,2. 杂质半导体,3.PN结,PN结的形成,PN结内部载流子运动形成了一个内电场,PN结内部载流子运动：扩散和漂移,PN结的形成,4. PN结的单向导电性,1 外加正向电压使PN结导通,PN结呈现低阻导通状态，通过PN结的电流基本是多子的扩散电流正向电流,2 外加反向电压使PN结截止,PN结呈现高
6、阻状态，通过PN结的电流是少子的漂移电流 -反向电流 特点: 受温度影响大 原因: 反向电流是靠热激发产生的少子形成的,4. PN结的单向导电性,结 论,PN结具有单向导电性,（1） PN结加正向电压时，处在导通状态，结电阻很低，正向电流较大。,（2）PN结加反向电压时，处在截止状态，结电阻很高，反向电流很小。,4. PN结的单向导电性,6.2 半导体二极管,贴片式二极管,插件式二极管,6.2 半导体二极管,1. 结构和用途,用途： 主要利用二极管的单向导电性。可用于整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中作为开关元件。,2.伏安特性,半导体二极管的伏安特性是非线性的。大致可分为四个区域：
7、死区； 正向导通区； 反向截止区； 反向击穿区。,死区电压： 硅管：0.5伏左右，锗管： 0.1伏左右。 正向压降： 硅管：0.6 0.7伏左右，锗管： 0.2 0.3伏。,(1) 正向特性,2.伏安特性,反向电流： 反向饱和电流： 反向击穿电压U（BR）,(2) 反向特性,2.伏安特性,3.主要参数,(1) 最大整流电流IOM： 二极管长时间使用时，允许流过的最大正向平均电流。,(2) 反向工作峰值电压URWM: 保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压。,(3) 反向峰值电流IRM: 二极管上加反向工作峰值电压时的反向电流值。,图中电路，DADB为硅管，输入端A的电位VA=+3V，B的电位V
8、B=0V，求输出端Y的电位VY。电阻R接负电源-12V。,VY=+2.3V,解：,DA优先导通， DA导通后， DB上加的是反向电压，因而截止。,DA起钳位作用， DB起隔离作用。,看例题6.1,含有二极管电路的分析,二极管的导通判断。采用方法： 断开二极管的两端，分析电路中该两端的端电压。 正向导通(UBE死区电压)，反相截止，多个二极管时正向端电压大的先导通。 分析二极管电路的输出波形。采用方法： 分析各个二极管导通和截止条件。 结合输入信号波形和导通、截止条件，画出波形。,6.3 稳压管及其稳压电路,6.3 稳压管及其稳压电路,一种特殊的面接触型半导体硅二极管。它在电路中与适当数值的电阻
9、配合后能起稳定电压的作用。故称为稳压管。,1.稳压管表示符号：,特殊性: 1.它工作在反向击穿状态。其PN结的温度不会超过允许数值。 2.这种管子的击穿是可逆的，切断外加电压后，PN结仍能恢复原状。,IZ,UZ,2.稳压管的伏安特性：,3 . 稳压管稳压原理：,稳压管工作于反向击穿区。稳压管击穿时，电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端的电压变化很小。利用这一特性，稳压管在电路中能起稳压作用。,稳压管的反向特性曲线比一般二极管要陡。,反向击穿 是可逆的。,（3）动态电阻,（4）稳定电流,（5）最大允许耗散功率,rZ,稳压管端电压的变化量与相应的电流变化量的比值,IZ,PZM,管子不致发生热击穿
10、的最大功率损耗。 PZM=UZIZM,3. 主要参数,（2）电压温度系数,稳压管在正常工作下管子两端的电压。,说明稳压管受温度变化影响的系数,例题,稳压管的稳压作用,当UUZ大于时,稳压管击穿,此时,选R，使IZ0,UBC0,UBC=UBE-UCE,UBE 0.5，UBC UBE。,(2) 截止区,IB = 0 的曲线以下的区域称为截止区。 IB = 0 时, IC = ICEO( VB VE,PNP 型三极管 UEB 0 UCB 0； UCE 0 VC VB VE,正常工作时，发射结的压降： 硅管 B、E间电位差 0.60.7V; 锗管 B、E间电位差 0.20.3V；,根据电位关系识别：,步骤：,见习题 6.13,晶体管类型的识别,根据电流关系：,步骤：,见习题6.14,判断晶体管的工作状态,2.求实际的电路,3.当 ，处于饱和状态，反之处于放大状态。,定性分析：,定量分析：,作业,6.1, 6.4, 6.7中图a,b,c,d,e,f 6.13, 6.14,结 束,第 6 章,
