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1、刘润华刘润华李震梅李震梅主编主编本课程是测控技术与仪器专业的一本课程是测控技术与仪器专业的一理论学时理论学时40实验学时实验学时8课程的性质和任务：课程的性质和任务：学时学时:总学时总学时48参考书参考书: 康华光康华光康华光康华光 电子技术基础电子技术基础电子技术基础电子技术基础王王王王 远远远远模拟电子技术基础学习指导模拟电子技术基础学习指导模拟电子技术基础学习指导模拟电子技术基础学习指导华成英华成英华成英华成英帮你学模拟电子技术基础帮你学模拟电子技术基础帮你学模拟电子技术基础帮你学模拟电子技术基础一一门技门技术基础课，它具有自身的体系，是实践性很强的术基础课，它具有自身的体系，是实践性很
2、强的课程。课程。本课程的任务是使学生获得电子技术方面的本课程的任务是使学生获得电子技术方面的基本基本理论理论、基本知识基本知识和和基本技能基本技能，培养学生分析问题和解决，培养学生分析问题和解决问题问题的能力，为后续课程打好基础。的能力，为后续课程打好基础。是研究是研究电子器件电子器件、电子电路电子电路及其及其应用应用的的电子技术电子技术电子技术电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术：数字电子技术数字电子技术数字电子技术数字电子技术：研究模拟信号研究模拟信号研究模拟信号研究模拟信号研究数字信号研究数字信号研究数字信号研究数字信号模拟信号：模拟信号：模拟信号：模拟信号：在时间上
3、和幅值上都是连续变化的信号在时间上和幅值上都是连续变化的信号在时间上和幅值上都是连续变化的信号在时间上和幅值上都是连续变化的信号数字信号：数字信号：数字信号：数字信号：在时间上和幅值上都是离散的信号在时间上和幅值上都是离散的信号在时间上和幅值上都是离散的信号在时间上和幅值上都是离散的信号（模拟信号）（模拟信号）（数字信号）（数字信号）（数值（数值的的变化变化总是发生在一系列离散的瞬间；总是发生在一系列离散的瞬间；电子技术电子技术：数值的数值的数值的数值的大大大大小小小小及及及及增减增减增减增减总是某一个最小单位的整数倍。）总是某一个最小单位的整数倍。）总是某一个最小单位的整数倍。）总是某一个最
4、小单位的整数倍。）科学技术。科学技术。目目 录录第一章第一章 常用半导体器件常用半导体器件第二章第二章 基本放大电路基本放大电路第三章第三章 集成运算放大电路集成运算放大电路第四章第四章 负反馈放大电路负反馈放大电路第五章第五章 信号的运算和处理电路信号的运算和处理电路第六章第六章 波形的产生与变换转换波形的产生与变换转换第七章第七章 功率放大电路功率放大电路第八章第八章 直流电源直流电源管管路路信信号号单单方方向向传传输输信信号号双双向向传传输输小小信信号号放放大大电电路路大信号大信号微变等效法微变等效法图解分析法图解分析法提供能源的电路提供能源的电路信号源信号源第一章第一章常用半导体器件常
5、用半导体器件11 11 半导体基本知识半导体基本知识12 12 PN结及其单向导电性结及其单向导电性13 13 半导体二极管半导体二极管14 14 半导体三极管半导体三极管15 15 场效应管场效应管 本章要求掌握：二极管、三极管的掌握：二极管、三极管的外特性外特性及主要参数的物理意义及主要参数的物理意义理解：理解：PN结结、二极管的单向导电性、稳压管的稳压作、二极管的单向导电性、稳压管的稳压作用用及三极管的放大作用及三极管的放大作用了解：二极管、三极管的选用原则了解：二极管、三极管的选用原则11 11 半导体基本知识半导体基本知识1.1.11.1.1本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体(
6、 ( ( (导体导体导体导体 10101010-4-4-4-4cm cm cm cm , , , ,1.1.1.1.半导体半导体半导体半导体常见材料常见材料常见材料常见材料硅硅硅硅(Si)(Si)锗锗锗锗( (GeGe) )Ge和和Si原子的简化模型原子的简化模型纯净的具有纯净的具有纯净的具有纯净的具有晶体结构晶体结构晶体结构晶体结构的半导体称为本征半导体。的半导体称为本征半导体。的半导体称为本征半导体。的半导体称为本征半导体。绝缘体绝缘体绝缘体绝缘体 101010109 9 9 9cm)cm)cm)cm)1010-4-4cm cm 10109 9cmcm2. 2.特性特性特性特性: :3.
7、3.本征半导体晶体结构本征半导体晶体结构本征半导体晶体结构本征半导体晶体结构本征半导体晶体结构示意图本征半导体晶体结构示意图共价键结合力强共价键结合力强共价键结合力强共价键结合力强本征半导体导力弱本征半导体导力弱本征半导体导力弱本征半导体导力弱热敏性、光敏性、掺杂性热敏性、光敏性、掺杂性热敏性、光敏性、掺杂性热敏性、光敏性、掺杂性晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式共价健共价健SiSiSiSi价电子价电子共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为价电子价电子价电子价电子。4.本征半导体中的两种载流
8、子本征半导体中的两种载流子本征半导体中的两种载流子本征半导体中的两种载流子 热力学零度热力学零度热力学零度热力学零度 （T=0KT=0K）, ,本征半导体不导电本征半导体不导电本征半导体不导电本征半导体不导电常温（常温（常温（常温（T=300KT=300K）热激发热激发热激发热激发：共价键中的价电子共价键中的价电子共价键中的价电子共价键中的价电子能量能量自由电子自由电子自由电子自由电子空穴空穴空穴空穴+(+)(-)在电场的作用下在电场的作用下在电场的作用下在电场的作用下空穴运动：空穴运动：空穴运动：空穴运动：价电子填补空穴的运动价电子填补空穴的运动价电子填补空穴的运动价电子填补空穴的运动晶体共
9、价键结构平面示意图晶体共价键结构平面示意图图图本征半导体中的自由电子和空穴本征半导体中的自由电子和空穴+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴自由电子自由电子图图图图 自由电子进入空穴产生复合运动自由电子进入空穴产生复合运动自由电子进入空穴产生复合运动自由电子进入空穴产生复合运动复合：复合：复合：复合：自由电子和空穴相遇自由电子和空穴相遇自由电子和空穴相遇自由电子和空穴相遇温度温度温度温度T T一定一定一定一定, ,n ni i（自由电子浓度）自由电子浓度）自由电子浓度）自由电子浓度）T T= =p pi i( (空穴浓度）空穴浓度）空穴浓度）空穴浓度）n ni i = =p pi i 半
10、导体由于热激发而不断产生电子空穴对，那么，电子空穴半导体由于热激发而不断产生电子空穴对，那么，电子空穴半导体由于热激发而不断产生电子空穴对，那么，电子空穴半导体由于热激发而不断产生电子空穴对，那么，电子空穴对是否会越来越多，电子和空穴浓度是否会越来越大呢对是否会越来越多，电子和空穴浓度是否会越来越大呢对是否会越来越多，电子和空穴浓度是否会越来越大呢对是否会越来越多，电子和空穴浓度是否会越来越大呢？+4+4+4+4+4+4+4+4+41.1.21.1.2杂质半导体杂质半导体杂质半导体杂质半导体在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素所形成的半导体。在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素所形成的半导体。
11、在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素所形成的半导体。在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素所形成的半导体。1. 1.N N型半导体型半导体型半导体型半导体图图N型型半导体半导体( (si si、GeGe中加入中加入中加入中加入5 5价元素）价元素）价元素）价元素）施主杂质：施主杂质：施主杂质：施主杂质：自身成为带自身成为带自身成为带自身成为带正电的离子正电的离子正电的离子正电的离子（电子型半导体）（电子型半导体）（电子型半导体）（电子型半导体）符号：符号：符号：符号：提供一个提供一个提供一个提供一个自由电子自由电子自由电子自由电子，+4+4+4+4+4+4+4+4+4l l掺入五价原子掺入五价原
12、子掺入五价原子掺入五价原子少数少数载流子（流子（简称称少子少子）。）。 N型半导体型半导体杂质半导体中仍有本征激发产生的少量电子空穴对杂质半导体中仍有本征激发产生的少量电子空穴对, ,自由电子的数目高，故导电能力显著提高。自由电子的数目高，故导电能力显著提高。其中的其中的电子电子称为多数载流子（简称称为多数载流子（简称多子多子），），空穴空穴称为称为在在N型半导体中型半导体中自由电子数自由电子数等于等于正离子数正离子数和和空穴数空穴数之和，之和，自由电子带负电，空穴和正离子带正电，整块半导体中正自由电子带负电，空穴和正离子带正电，整块半导体中正负电荷量相等，保持负电荷量相等，保持电中性电中性。
13、 2. 2.P P型半导体型半导体型半导体型半导体图图P型半导体型半导体( (si si、GeGe中加入中加入中加入中加入3 3价元素）价元素）价元素）价元素）受主杂质：受主杂质：受主杂质：受主杂质：自身成为带自身成为带自身成为带自身成为带负电的离子负电的离子负电的离子负电的离子（空穴型半导体）（空穴型半导体）（空穴型半导体）（空穴型半导体）符号：符号：符号：符号：提供一个提供一个提供一个提供一个空穴空穴空穴空穴，l l掺入三价原子掺入三价原子掺入三价原子掺入三价原子+3+4+4+4+4+4+4+4+4+4+3N N型半导体型半导体型半导体型半导体P P型半导体型半导体型半导体型半导体自由电子
14、（掺杂形成自由电子（掺杂形成自由电子（掺杂形成自由电子（掺杂形成）多子多子空穴（掺杂形成）空穴（掺杂形成）空穴（掺杂形成）空穴（掺杂形成）空穴（热激发形成）空穴（热激发形成）空穴（热激发形成）空穴（热激发形成）自由电子（热激发形成自由电子（热激发形成自由电子（热激发形成自由电子（热激发形成）少子少子呈电中性呈电中性呈电中性呈电中性综上所述：上所述：1.2.11.2.1PNPN结的形成结的形成结的形成结的形成在一块完整的本征硅（或锗）片上，用不同的掺杂工艺在一块完整的本征硅（或锗）片上，用不同的掺杂工艺在一块完整的本征硅（或锗）片上，用不同的掺杂工艺在一块完整的本征硅（或锗）片上，用不同的掺杂工
15、艺一边形成一边形成一边形成一边形成N N型半导体，一边形成型半导体，一边形成型半导体，一边形成型半导体，一边形成P P型半导体，在这两种半导体型半导体，在这两种半导体型半导体，在这两种半导体型半导体，在这两种半导体交界面附近形成的一个特殊性质的薄层，称为交界面附近形成的一个特殊性质的薄层，称为交界面附近形成的一个特殊性质的薄层，称为交界面附近形成的一个特殊性质的薄层，称为PNPN结。结。结。结。漂移运动：漂移运动：漂移运动：漂移运动：在电场作用下，载流子的运动。在电场作用下，载流子的运动。在电场作用下，载流子的运动。在电场作用下，载流子的运动。漂移电流漂移电流漂移电流漂移电流扩散运动：扩散运动
16、：扩散运动：扩散运动：同类载流子由于浓度差引起的运动。同类载流子由于浓度差引起的运动。同类载流子由于浓度差引起的运动。同类载流子由于浓度差引起的运动。扩散电流扩散电流扩散电流扩散电流正正正正( (负负负负) ) 电荷电荷电荷电荷在在在在电场电场电场电场作用下作用下作用下作用下，顺顺顺顺( (逆逆逆逆) )电场电场电场电场方向运动。方向运动。方向运动。方向运动。12 12 PNPN结及其单向导电性结及其单向导电性1.PN结结2. 2.PNPN结的形成结的形成结的形成结的形成内电场内电场少子的漂移运动少子的漂移运动PP型半导体型半导体型半导体型半导体NN型半导体型半导体型半导体型半导体内电场越强，
17、漂内电场越强，漂内电场越强，漂内电场越强，漂移运动越强，而漂移运动越强，而漂移运动越强，而漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变移使空间电荷区变移使空间电荷区变移使空间电荷区变薄。薄。薄。薄。扩散的结果使空间扩散的结果使空间电荷区变宽。电荷区变宽。+空间电荷区空间电荷区P(N)区中同类载流子浓度差区中同类载流子浓度差多子的扩散多子的扩散产生空间电荷区（内电场）产生空间电荷区（内电场）促进少子漂移促进少子漂移扩散与漂移运动达到扩散与漂移运动达到态平衡时，态平衡时，PN结形成结形成阻阻止止1.2.21.2.2PNPN结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性1.1.PNPN结外加正向电压
18、（正向偏置）结外加正向电压（正向偏置）结外加正向电压（正向偏置）结外加正向电压（正向偏置）图图PN结加正向电压导通结加正向电压导通外电场与内电场相反外电场与内电场相反外电场与内电场相反外电场与内电场相反内电场被削弱内电场被削弱内电场被削弱内电场被削弱 扩散扩散扩散扩散漂移漂移漂移漂移I I( (正向电流）正向电流）正向电流）正向电流）PNPN结呈低阻值结呈低阻值结呈低阻值结呈低阻值PNPN结导通结导通结导通结导通（正电荷（正电荷（正电荷（正电荷在电场作用下，在电场作用下，在电场作用下，在电场作用下，顺顺顺顺电场方向运动，形成电流的方形与运动方向一致电场方向运动，形成电流的方形与运动方向一致电场
19、方向运动，形成电流的方形与运动方向一致电场方向运动，形成电流的方形与运动方向一致 ；负电荷负电荷负电荷负电荷在电场作用下在电场作用下在电场作用下在电场作用下，逆逆逆逆电场方向运动，形成电流的方形与运动方向相反。）电场方向运动，形成电流的方形与运动方向相反。）电场方向运动，形成电流的方形与运动方向相反。）电场方向运动，形成电流的方形与运动方向相反。）相关知相关知识识PNPN结变窄结变窄结变窄结变窄外电场外电场I内电场内电场PN+2.2.PNPN结外加反向电压（反向偏置）结外加反向电压（反向偏置）结外加反向电压（反向偏置）结外加反向电压（反向偏置）图图PN结加反向电压时截止结加反向电压时截止外电场
20、与内电场相同外电场与内电场相同外电场与内电场相同外电场与内电场相同内电场增强内电场增强内电场增强内电场增强漂移漂移漂移漂移扩散扩散扩散扩散 I IR R( (反向电流）反向电流）反向电流）反向电流）PNPN结呈高阻值结呈高阻值结呈高阻值结呈高阻值PNPN结结结结截止截止截止截止PNPN结正偏时导通，反偏时截止结正偏时导通，反偏时截止结正偏时导通，反偏时截止结正偏时导通，反偏时截止外电场外电场外电场外电场内电场内电场内电场内电场P PN N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +内电场内电场内电场内电场P PN N+ + + + + + + + + + + +
21、+ + + + + + +IRPNPN结变宽结变宽结变宽结变宽PNPN结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性3.3.PNPN结电流方程结电流方程结电流方程结电流方程u u为为为为PNPN结两端电压结两端电压结两端电压结两端电压I IS S为反向饱和电流为反向饱和电流为反向饱和电流为反向饱和电流U UT T为温度的电压当量为温度的电压当量为温度的电压当量为温度的电压当量, ,常温下常温下常温下常温下T=300KT=300K时，时，时，时，U UT T26mV26mV4.4.PNPN结的伏安特性结的伏安特性结的伏安特性结的伏安特性图图PN结的伏安特性结的伏安特性正向特性：正向特性
22、：正向特性：正向特性：反向特性：反向特性：反向特性：反向特性：u0时，时，i-Is击穿特性：击穿特性：击穿特性：击穿特性：U(BR)时，时，i电击穿电击穿电击穿电击穿齐纳击穿：齐纳击穿：齐纳击穿：齐纳击穿：雪崩击穿：雪崩击穿：雪崩击穿：雪崩击穿：低电压低电压(高掺杂高掺杂)高电压高电压高电压高电压( (低掺杂低掺杂低掺杂低掺杂) )热击穿热击穿热击穿热击穿具有可具有可具有可具有可逆性逆性逆性逆性具有破具有破具有破具有破坏性坏性坏性坏性1.2.41.2.4 PNPN结的电容效应结的电容效应结的电容效应结的电容效应1. 1.势垒电容势垒电容势垒电容势垒电容（PN结的势垒电容）结的势垒电容）势垒电容
23、（势垒电容（CT）：）：PNPN结外加电压变化时，引起耗尽层宽窄变化结外加电压变化时，引起耗尽层宽窄变化结外加电压变化时，引起耗尽层宽窄变化结外加电压变化时，引起耗尽层宽窄变化（空间电荷区空间电荷区空间电荷区空间电荷区电荷量的变化）所等效的电容。电荷量的变化）所等效的电容。电荷量的变化）所等效的电容。电荷量的变化）所等效的电容。平衡少子：平衡少子：平衡少子：平衡少子： PNPN结平衡状态下的少子。结平衡状态下的少子。结平衡状态下的少子。结平衡状态下的少子。非平衡少子：非平衡少子：非平衡少子：非平衡少子：P(N)P(N)区中扩散到对方区区中扩散到对方区区中扩散到对方区区中扩散到对方区域中的空穴（
24、自由电子）域中的空穴（自由电子）域中的空穴（自由电子）域中的空穴（自由电子）n npopo 表示表示表示表示P P区平衡电子浓度区平衡电子浓度区平衡电子浓度区平衡电子浓度u u= =u u1 1u u u u1 1uu1扩散区内扩散区内扩散区内扩散区内，电荷的积累和释放，电荷的积累和释放，电荷的积累和释放，电荷的积累和释放结电容结电容Cj=Cd+CT一般在一般在一般在一般在1PF1PF左右左右左右左右1.2.51.2.5PNPN结等效电路结等效电路结等效电路结等效电路rdCj2.扩散电容扩散电容P区少子浓度分布曲线区少子浓度分布曲线过程与电容器充、放电过程相同，过程与电容器充、放电过程相同，过
25、程与电容器充、放电过程相同，过程与电容器充、放电过程相同，这种这种这种这种电容效应电容效应电容效应电容效应称为称为称为称为扩散电容扩散电容扩散电容扩散电容( (C Cd d) )。13 13 半导体二极管半导体二极管1.3.11.3.1二极管结构及类型二极管结构及类型二极管结构及类型二极管结构及类型 1. 1.二极管：二极管：二极管：二极管： 由由由由PNPN结外加管壳和引线构成。结外加管壳和引线构成。结外加管壳和引线构成。结外加管壳和引线构成。2. 2.二极管类型二极管类型二极管类型二极管类型： 按材料分为按材料分为按材料分为按材料分为硅硅硅硅和和和和锗锗锗锗二极管二极管二极管二极管 按结构
26、分为按结构分为按结构分为按结构分为 点接触型点接触型点接触型点接触型面接触型面接触型面接触型面接触型平面接触型平面接触型平面接触型平面接触型阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P型硅型硅N型硅型硅金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳(a)阴极阴极阳极阳极(d) 符号符号D铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线(b)(c)1.3.2二极管的伏安特性二极管的伏安特性二极管的伏安特性二极管的伏安特性伏安特性：伏安特性： 通过二极管的电流与二极管两端电压之间的关系曲线。通过二极管的电流与二
27、极管两端电压之间的关系曲线。图图1.2.3二极管的伏安特性二极管的伏安特性1.正向特性正向特性: uUon，i=0外加电压不足以克服内电场的作用外加电压不足以克服内电场的作用uUon，Uon开启电压（硅开启电压（硅0.5V，锗，锗0.1V）UD导通电压（硅导通电压（硅0.60.8V，锗，锗0.20.3V）2.反向特性反向特性U(BR)时，时，IIS（反映热稳定性）；（反映热稳定性）；3.击穿特性击穿特性U(BR)时，时，I4.温度对伏安特性的影响温度对伏安特性的影响T少子浓度增加少子浓度增加为为什什么么？PN结变窄结变窄势垒电位差势垒电位差U0在相同在相同u的作用下的作用下正向特性左上移，正向
28、特性左上移，反向特性右下移。反向特性右下移。1.3.3二极管的主要参数二极管的主要参数（1）最大整流电流）最大整流电流IF指二极管长期运行时允许通过的最大指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均正向平均电流。电流。IIF（2）最高反向工作电压）最高反向工作电压URM：二极管工作时允许外加的最大反向电压。二极管工作时允许外加的最大反向电压。URM1/2U(BR)（3）反向电流）反向电流IR(IS)：二极管未击穿时的电流。二极管未击穿时的电流。（4）最高工作频率）最高工作频率f M：指二极管的上限频率。指二极管的上限频率。f f M其值越小单向导电性（热稳定性）越好。其值越小单向导电性（热稳定性）
29、越好。（5）直流电阻）直流电阻RDi /mAu / VI IQUQQ加到二极管两端的直流电压与流过管子的直流加到二极管两端的直流电压与流过管子的直流电流之比。电流之比。（6）交流电阻）交流电阻rd工作点工作点Q附近电压变化量与附近电压变化量与电流变化量之比。电流变化量之比。i /mAu / VQUI1.3.41.3.4二极管的模型二极管的模型二极管的模型二极管的模型二极管是一种非线性器件，因而二极管电路应采用非线性的分析方法。二极管是一种非线性器件，因而二极管电路应采用非线性的分析方法。二极管是一种非线性器件，因而二极管电路应采用非线性的分析方法。二极管是一种非线性器件，因而二极管电路应采用非
30、线性的分析方法。模型分析法模型分析法模型分析法模型分析法简单模型，便于近似估算。简单模型，便于近似估算。简单模型，便于近似估算。简单模型，便于近似估算。复杂模型，为利用程序借助计算机解题提供基础。复杂模型，为利用程序借助计算机解题提供基础。复杂模型，为利用程序借助计算机解题提供基础。复杂模型，为利用程序借助计算机解题提供基础。（注注注注：模型是指二极管正向特性的建模，反向特性电流：模型是指二极管正向特性的建模，反向特性电流：模型是指二极管正向特性的建模，反向特性电流：模型是指二极管正向特性的建模，反向特性电流I I0,0,二极管视为开路）二极管视为开路）二极管视为开路）二极管视为开路）由伏安特
31、性折线化得到的等效电路由伏安特性折线化得到的等效电路由伏安特性折线化得到的等效电路由伏安特性折线化得到的等效电路理想模型理想模型u远大于远大于UDUD=0恒恒压压降降模模型型I1mA1.3.51.3.5其他类型的二极管其他类型的二极管其他类型的二极管其他类型的二极管是一种由是一种由是一种由是一种由硅硅硅硅材料制成的面接触型二极管，材料制成的面接触型二极管，材料制成的面接触型二极管，材料制成的面接触型二极管，简称为稳压管。简称为稳压管。简称为稳压管。简称为稳压管。1.1.稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压管的伏安特性和符号稳压管的伏安特性和符号稳压原理：稳压原理：稳压原理：稳压原理：在
32、反向击穿区，在反向击穿区，在反向击穿区，在反向击穿区，注注注注1 1：稳压管工：稳压管工：稳压管工：稳压管工作时，为反向偏作时，为反向偏作时，为反向偏作时，为反向偏置状态，电路中置状态，电路中置状态，电路中置状态，电路中必须必须必须必须串接限流电串接限流电串接限流电串接限流电阻，一般与负载阻，一般与负载阻，一般与负载阻，一般与负载并联。并联。并联。并联。注注注注2 2 稳压管可以串联使用，一般不能稳压管可以串联使用，一般不能稳压管可以串联使用，一般不能稳压管可以串联使用，一般不能并联使用，因为并联有时会因电流分并联使用，因为并联有时会因电流分并联使用，因为并联有时会因电流分并联使用，因为并联有
33、时会因电流分配不匀而引起管子过载损坏。配不匀而引起管子过载损坏。配不匀而引起管子过载损坏。配不匀而引起管子过载损坏。稳压管的稳压管的稳压管的稳压管的主要参数主要参数主要参数主要参数1)1)稳定电压稳定电压稳定电压稳定电压U UZ Z在在在在规定电流下规定电流下规定电流下规定电流下稳压管的稳压管的稳压管的稳压管的反向反向反向反向击穿电压。击穿电压。击穿电压。击穿电压。2)2)稳定电流稳定电流稳定电流稳定电流I IZ Z和最大稳定电流和最大稳定电流和最大稳定电流和最大稳定电流I IZMZMI IZ Z指指指指稳压管工作在稳压状态时的参考电流，稳压管工作在稳压状态时的参考电流，稳压管工作在稳压状态时
34、的参考电流，稳压管工作在稳压状态时的参考电流， I IZ Z=I Izminzmin. . I IZMZM是稳压管允许通过的最大反向电流。当稳压管工作电流是稳压管允许通过的最大反向电流。当稳压管工作电流是稳压管允许通过的最大反向电流。当稳压管工作电流是稳压管允许通过的最大反向电流。当稳压管工作电流I II IZ Z3)3)动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻r rZ Z r rZ Z越小越小越小越小(I IZ Z越大越大越大越大) )，稳压性能越好。，稳压性能越好。，稳压性能越好。，稳压性能越好。 4)额定功耗额定功耗PZM P PZMZM = U UZZI IZMZM， 正常工作时正常工作时正常
35、工作时正常工作时P PZ Z P PZMZM 一般为几欧一般为几欧一般为几欧一般为几欧 几十欧几十欧几十欧几十欧5 5）温度系数）温度系数）温度系数）温度系数P PZMZM是保证管子不发生热击穿的极限值是保证管子不发生热击穿的极限值是保证管子不发生热击穿的极限值是保证管子不发生热击穿的极限值时，没有稳压效果；正常工作时，时，没有稳压效果；正常工作时，时，没有稳压效果；正常工作时，时，没有稳压效果；正常工作时，I IZ ZI II IZMZM。2.2.发光二极管（发光二极管（发光二极管（发光二极管（LEDLED）3.3.光电二极管光电二极管光电二极管光电二极管将电能转换成光能的特殊二极管将电能转
36、换成光能的特殊二极管工作时加正向电压，典型电流工作时加正向电压，典型电流10mA10mA将光能转换成电能的特殊二极管将光能转换成电能的特殊二极管工作在反向状态工作在反向状态工作在反向状态工作在反向状态iuo o无光照无光照无光照无光照照照度度增增强强14 14 14 14 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管(BJT)(BJT)(BJT)(BJT)类型类型：按频率分（高、低频管）按频率分（高、低频管）按频率分（高、低频管）按频率分（高、低频管）; ;按功率分（大、小功率管）按功率分（大、小功率管）按功率分（大、小功率管）按功率分（大、小功率管）; ;按材料分（硅、锗管）按材料分（硅
37、、锗管）按材料分（硅、锗管）按材料分（硅、锗管）; ;按结构分（按结构分（按结构分（按结构分（NPNNPN、PNPPNP管）。管）。管）。管）。图图1.3.1晶体管的几种常见外形晶体管的几种常见外形1.4.11.4.1三极管结构及符号三极管结构及符号三极管结构及符号三极管结构及符号（晶体管的结构和符号）（晶体管的结构和符号）(1)c(1)c、e e能否互换？能否互换？能否互换？能否互换？内部条件内部条件发射区高浓度掺杂区发射区高浓度掺杂区发射区高浓度掺杂区发射区高浓度掺杂区基区很薄低浓度掺杂区基区很薄低浓度掺杂区基区很薄低浓度掺杂区基区很薄低浓度掺杂区集电结面积大集电结面积大集电结面积大集电结
38、面积大（2 2）由两个）由两个）由两个）由两个PNPN结组成的三结组成的三结组成的三结组成的三极管是否具有单向导电性？极管是否具有单向导电性？极管是否具有单向导电性？极管是否具有单向导电性？1.4.21.4.2三极管的电流分配与放大原理三极管的电流分配与放大原理三极管的电流分配与放大原理三极管的电流分配与放大原理1. 1.三极管内部载流子的传输过程三极管内部载流子的传输过程三极管内部载流子的传输过程三极管内部载流子的传输过程晶体管内部载流子运动与外部电流晶体管内部载流子运动与外部电流外部条件外部条件外部条件外部条件发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏V VCCCCV V
39、BBBB(1)发射区自由电子向基区扩散发射区自由电子向基区扩散射极射极电流电流(IE)（2 2）自由电子在基区的扩散与复合）自由电子在基区的扩散与复合）自由电子在基区的扩散与复合）自由电子在基区的扩散与复合基极基极电流电流(IB)（3 3）集电区收集基区的非平衡少子）集电区收集基区的非平衡少子）集电区收集基区的非平衡少子）集电区收集基区的非平衡少子 集电极集电极电流电流(IC)2. 2.三极管内的电流分配关系三极管内的电流分配关系三极管内的电流分配关系三极管内的电流分配关系N NN NP P内内内内（晶体管一旦制成，从（晶体管一旦制成，从（晶体管一旦制成，从（晶体管一旦制成，从e e区发射的电
40、子到达区发射的电子到达区发射的电子到达区发射的电子到达c c区的比例也就定了，此比例区的比例也就定了，此比例区的比例也就定了，此比例区的比例也就定了，此比例3. 3.三极管的共射电流放大系数三极管的共射电流放大系数三极管的共射电流放大系数三极管的共射电流放大系数共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数反映反映反映反映I IB B对对对对I IC C的控制作用的控制作用的控制作用的控制作用反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流一般：一般：一般：一般：I ICEO CEO = =(1(1+) )I ICBOCBO穿透电流穿透电流穿透电流穿透电流称为
41、电流放大系数。）称为电流放大系数。）称为电流放大系数。）称为电流放大系数。）4. 4.三极管的放大作用三极管的放大作用三极管的放大作用三极管的放大作用基本共射放大电路基本共射放大电路基本共射放大电路基本共射放大电路当当当当u uI I=0=0时时时时I ICIB当当当当u uI I00时时时时+IB+IC（一般为几十（一般为几十（一般为几十（一般为几十 几百）几百）几百）几百）共共射射交流交流电流放大系数电流放大系数共共共共基基基基电流放大系数电流放大系数电流放大系数电流放大系数输输入入回回路路输输出出回回路路1.4.31.4.3 三极管的共射特性曲线三极管的共射特性曲线三极管的共射特性曲线三
42、极管的共射特性曲线BJTBJT各电极电压与电流之间的关系曲线，称为伏安特性曲线。各电极电压与电流之间的关系曲线，称为伏安特性曲线。各电极电压与电流之间的关系曲线，称为伏安特性曲线。各电极电压与电流之间的关系曲线，称为伏安特性曲线。1. 1. 输入特性曲线输入特性曲线输入特性曲线输入特性曲线 三极管的输入特性曲线三极管的输入特性曲线三极管的输入特性曲线三极管的输入特性曲线uCE=0时，时， u uCECE 0 0，特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线右移。右移。右移。右移。u uBEBE一定，随着一定，随着一定，随着一定，随着u uC CE E集电区收集集电区收集集电区收集集电区收集载流子的能力增载
43、流子的能力增载流子的能力增载流子的能力增强强强强i iB B 它是它是它是它是BJTBJT内部载流子运动的外内部载流子运动的外内部载流子运动的外内部载流子运动的外部表现。部表现。部表现。部表现。三极管相当于两个并联的二极管；三极管相当于两个并联的二极管；三极管相当于两个并联的二极管；三极管相当于两个并联的二极管；2. 2. 输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线晶体管的输出特性曲线晶体管的输出特性曲线（1 1）截止区：）截止区：）截止区：）截止区：I IB B=0,=0,i iC C= =I ICEOCEO无放大作用；无放大作用；无放大作用；无放大作用；（发射结反偏，集电结反偏发射结
44、反偏，集电结反偏发射结反偏，集电结反偏发射结反偏，集电结反偏）（2 2）放大区：）放大区：）放大区：）放大区：曲线平坦部分曲线平坦部分曲线平坦部分曲线平坦部分（发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏）（3 3）饱和区：）饱和区：）饱和区：）饱和区： 各特性曲线拐点连线左侧部分各特性曲线拐点连线左侧部分（发射结正偏，集电结正偏发射结正偏，集电结正偏发射结正偏，集电结正偏发射结正偏，集电结正偏） u uCECE较小，较小，较小，较小，工程上：工程上：工程上：工程上： u uB BE E = =u uCECE 临界饱和临界饱和临界饱和临界饱和 u u
45、B BE E u uCECE 过饱和过饱和过饱和过饱和 UCES=0.3Vi iC C基本不随基本不随基本不随基本不随I IB B变化变化变化变化, ,而随而随而随而随u uCECE 饱和饱和增加的现象增加的现象增加的现象增加的现象1.4.41.4.4三极管的主要参数三极管的主要参数三极管的主要参数三极管的主要参数1. 1.电流放大系数电流放大系数电流放大系数电流放大系数2)2)共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数 1)1)共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数这是指静态这是指
46、静态这是指静态这是指静态( (无输入信号无输入信号无输入信号无输入信号) )时的电流放大系数，其定义为时的电流放大系数，其定义为时的电流放大系数，其定义为时的电流放大系数，其定义为这是指动态这是指动态这是指动态这是指动态( (有输入信号有输入信号有输入信号有输入信号) )时的电流放大系数，其定义时的电流放大系数，其定义时的电流放大系数，其定义时的电流放大系数，其定义为为为为U UCECE= =常量常量常量常量一般：一般：I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I ICC/ / mmA A1 12 23 34 4U UC
47、ECE/V/V9 912120 0Q Q1 1Q Q2 2在在在在 Q Q11点，有点，有点，有点，有由由由由 Q Q11和和和和Q Q2 2点，得点，得点，得点，得2. 2.极间反向电流极间反向电流极间反向电流极间反向电流 1)1)c c、b b极间反向饱和电流极间反向饱和电流极间反向饱和电流极间反向饱和电流I IC CBOBO 指指指指e e极开路，极开路，极开路，极开路，c c、b b间加上一定的反向电压时的反向电流间加上一定的反向电压时的反向电流间加上一定的反向电压时的反向电流间加上一定的反向电压时的反向电流( (如同如同如同如同PNPN结的反向电流结的反向电流结的反向电流结的反向电流
48、) )。其测试电路如图。其测试电路如图。其测试电路如图。其测试电路如图(a)(a)所示所示所示所示。2)2)c c、e e极间反向穿透电流极间反向穿透电流极间反向穿透电流极间反向穿透电流I IC CEOEO指指指指b b极开路，极开路，极开路，极开路，c c、e e间加上一定的反向电压时的间加上一定的反向电压时的间加上一定的反向电压时的间加上一定的反向电压时的c c极电流。极电流。极电流。极电流。 T T一定时，一定时，一定时，一定时，I ICBOCBO为一常数为一常数为一常数为一常数 I ICEOCEO=(1+=(1+ ) )I ICBOCBO I ICBOCBO、I ICEOCEO越小，管
49、子质量越好。越小，管子质量越好。越小，管子质量越好。越小，管子质量越好。 其测试电路如图其测试电路如图其测试电路如图其测试电路如图(b)(b)所示。所示。所示。所示。 A A+ + E EC C A AI ICEOCEOI IB B=0=0+ + I ICBOCBO3. 3.极限参数极限参数极限参数极限参数2)2)最大集电极耗散功率最大集电极耗散功率最大集电极耗散功率最大集电极耗散功率P PC CMM 1)1)最大集电极电流最大集电极电流最大集电极电流最大集电极电流I IC CMMI IC CMM是指是指是指是指BJTBJT的参数变化不超过允许值时，的参数变化不超过允许值时，的参数变化不超过允
50、许值时，的参数变化不超过允许值时，c c极允许的最大电流。极允许的最大电流。极允许的最大电流。极允许的最大电流。（使用时，若（使用时，若（使用时，若（使用时，若i iC CI IC CMM，管子不仅性能会下降，甚至可能会烧坏。）管子不仅性能会下降，甚至可能会烧坏。）管子不仅性能会下降，甚至可能会烧坏。）管子不仅性能会下降，甚至可能会烧坏。）这是指这是指这是指这是指c c结上允许耗散的最大功率，表示如下：结上允许耗散的最大功率，表示如下：结上允许耗散的最大功率，表示如下：结上允许耗散的最大功率，表示如下：晶体管的极限参数晶体管的极限参数晶体管的极限参数晶体管的极限参数3 3）极间反向击穿电压）极
51、间反向击穿电压）极间反向击穿电压）极间反向击穿电压指晶体管指晶体管指晶体管指晶体管某一电极开路时某一电极开路时某一电极开路时某一电极开路时，另外，另外，另外，另外UCBOUCEXUCESUCERUCEO压，超过此值管子会发生击穿现象。压，超过此值管子会发生击穿现象。压，超过此值管子会发生击穿现象。压，超过此值管子会发生击穿现象。两个电极间所允许加的最高反向电两个电极间所允许加的最高反向电两个电极间所允许加的最高反向电两个电极间所允许加的最高反向电4. 4. 特征频率特征频率特征频率特征频率f f T T使使使使 =1=1所对应的信号频率。所对应的信号频率。所对应的信号频率。所对应的信号频率。1
52、.4.51.4.5温度对晶体管特性及参数的影响温度对晶体管特性及参数的影响温度对晶体管特性及参数的影响温度对晶体管特性及参数的影响I ICBOCBO U UBEBE 温度对晶体管输入特性的影响温度对晶体管输入特性的影响温度对晶体管输入特性的影响温度对晶体管输入特性的影响温度对晶体管输出特性的影响温度对晶体管输出特性的影响15 15 场效应管场效应管（FET)FET) 场效应管：场效应管：场效应管：场效应管：利用输入回路的电场效应控制输出回路电流的一种半利用输入回路的电场效应控制输出回路电流的一种半利用输入回路的电场效应控制输出回路电流的一种半利用输入回路的电场效应控制输出回路电流的一种半特点：
53、特点：特点：特点：输入电阻高输入电阻高输入电阻高输入电阻高10107710101212噪声低、噪声低、噪声低、噪声低、 热稳定性好、热稳定性好、抗辐射能力强、功耗小。抗辐射能力强、功耗小。抗辐射能力强、功耗小。抗辐射能力强、功耗小。类型：类型：类型：类型：结型场效应管（结型场效应管（结型场效应管（结型场效应管（JFET)JFET)绝缘栅型场效应管（绝缘栅型场效应管（绝缘栅型场效应管（绝缘栅型场效应管（MOSFETMOSFET）单极型晶体管单极型晶体管单极型晶体管单极型晶体管 （仅靠半导体中多数载流子导电）（仅靠半导体中多数载流子导电）（仅靠半导体中多数载流子导电）（仅靠半导体中多数载流子导电）
54、电压型电压型电压型电压型控制元件控制元件控制元件控制元件导体器件。导体器件。导体器件。导体器件。1.5.11.5.1 结型场效应管结型场效应管结型场效应管结型场效应管1. 1.J JF FETET的结构和符号的结构和符号的结构和符号的结构和符号结型场效应管的结构和符号结型场效应管的结构和符号结型场效应管的结构和符号结型场效应管的结构和符号源源极极漏漏极极栅栅极极N N沟道沟道沟道沟道结型场效应管的结构示意图结型场效应管的结构示意图结型场效应管的结构示意图结型场效应管的结构示意图导导电电沟沟道道+ +2.2.2.2.结型场效应管特性曲线结型场效应管特性曲线结型场效应管特性曲线结型场效应管特性曲线
55、1)1)1)1)输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线常数图图图图1.4.51.4.5场效应管的输出特性场效应管的输出特性场效应管的输出特性场效应管的输出特性 (1)(1)可变电阻区（非饱和区）：可变电阻区（非饱和区）：可变电阻区（非饱和区）：可变电阻区（非饱和区）：预夹断轨迹：指各条曲线上使预夹断轨迹：指各条曲线上使预夹断轨迹：指各条曲线上使预夹断轨迹：指各条曲线上使u uDSDS= = u uGSGS u uGSGS(o(off ff) ) 的点连接而成。的点连接而成。的点连接而成。的点连接而成。因因因因 u uGDGD= = u uGSGS u uDSDS当当当当 u uGSG
56、S = = u uGSGS(o(off ff) ) uDS较小较小uGS 一定，一定，iDr rDSDS为一常数为一常数为一常数为一常数 uDSu uGSGS 改变，改变，改变，改变，r rDSDS 随随随随之改变之改变之改变之改变（2 2 2 2）恒流区（）恒流区（）恒流区（）恒流区（饱和区饱和区饱和区饱和区）：uGDUGS(off)uGS 一定，一定， i iD D几乎不随几乎不随几乎不随几乎不随u uDSDS变化变化变化变化uDS 一定，一定， i iD D随随随随u uGSGS变化变化变化变化（3 3 3 3）夹断区）夹断区）夹断区）夹断区：uGS uGS(off)，iD0场效应管的转
57、移特性曲线场效应管的转移特性曲线常数u uGSGS=0=0时，产生预夹断点的电流。时，产生预夹断点的电流。时，产生预夹断点的电流。时，产生预夹断点的电流。I IDSSDSS饱和漏极电流：饱和漏极电流：饱和漏极电流：饱和漏极电流：2)2)转移特性曲线转移特性曲线转移特性曲线转移特性曲线在恒流区内，在恒流区内，在恒流区内，在恒流区内，1.5.21.5.2绝缘栅型场效应管（绝缘栅型场效应管（绝缘栅型场效应管（绝缘栅型场效应管（MOSMOSMOSMOS管管管管) ) ) ) MOSMOSMOSMOS管管管管的工作原理建立在半导体表面场效应现象的基础上。的工作原理建立在半导体表面场效应现象的基础上。的工
58、作原理建立在半导体表面场效应现象的基础上。的工作原理建立在半导体表面场效应现象的基础上。MOSMOSMOSMOS管管管管u uGSGS=0=0时，就存在导电沟道时，就存在导电沟道时，就存在导电沟道时，就存在导电沟道( (i iD D0)0)u uGSGS=0=0时，不存在导电沟道时，不存在导电沟道时，不存在导电沟道时，不存在导电沟道( (i iD D=0)=0)耗尽型：耗尽型：耗尽型：耗尽型：增强型：增强型：增强型：增强型：1.1.1.1.N N N N沟道增强型沟道增强型沟道增强型沟道增强型MOSMOSMOSMOS管管管管N沟道增强型沟道增强型MOS管结构示意图管结构示意图及增强型及增强型M
59、OS的符号的符号 1)1)结结结结构构构构：金金金金属属属属(Al)(Al)氧氧氧氧化化化化物物物物(SIO(SIO2 2)半导体半导体半导体半导体所谓表面场效应是指半导体表面有电场作用时，表面载流子浓所谓表面场效应是指半导体表面有电场作用时，表面载流子浓所谓表面场效应是指半导体表面有电场作用时，表面载流子浓所谓表面场效应是指半导体表面有电场作用时，表面载流子浓度发生变化的现象。度发生变化的现象。度发生变化的现象。度发生变化的现象。(P(P(P(P型型型型Si)Si)Si)Si)三层结构。三层结构。三层结构。三层结构。2 2 2 2）特性曲线与电流方程特性曲线与电流方程特性曲线与电流方程特性曲
60、线与电流方程N沟道增强型沟道增强型MOS管的特性管的特性曲线曲线(a)(a)转移特性转移特性(b)(b)输出特性输出特性在恒流区，在恒流区，在恒流区，在恒流区，2.N N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSMOSN沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管管结构示意图及符号结构示意图及符号同增强型区别：同增强型区别：这种管子在制造时已在这种管子在制造时已在SiO2绝缘层中掺入了大量的正离子，绝缘层中掺入了大量的正离子，即使在即使在uGS=0时，时，NMOS管也能在管也能在uDS的作用下，产生漏极电流的作用下，产生漏极电流iD=IDSS。若若uGS0，则削弱了正离子的作用，则削弱了正离子的作用，iD将减小；将减小；若若
61、uGS0，则增强了正离子的作用，则增强了正离子的作用，iD增加。增加。当当uGS下降到下降到uGS=UGS(off)(0)，导电沟道消失，导电沟道消失，iD0正离子会把电子吸引到表面，形成原始的电子沟道正离子会把电子吸引到表面，形成原始的电子沟道(N沟道沟道)，如图示。，如图示。1.5.3 场效应管的主要参数场效应管的主要参数1)直流参数直流参数(1)夹断电压夹断电压UGS(off)：(3)饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS：(4)直流输入电阻直流输入电阻RGS：(2)开启电压开启电压UGS(th)：这是指这是指uDS一定时，一定时，iD与与uGS的微变量之比的比值，即的微变量之比的比值，即2)
62、交流参数交流参数(1)低频跨导低频跨导(或称互导或称互导)gm常数（由于（由于iG0，故，故RGS很高，一般大于很高，一般大于108。）。）这是指这是指uDS一定，使一定，使iD某一规定值某一规定值(0或或5A)的的uGS。这是指这是指uDS一定，使一定，使iD某一规定值（某一规定值（5A)的的uGS。这是指这是指uGS=0，产生预夹断（产生预夹断（uDS|UGS(off)|）时的时的iD。这是指这是指uDS=0时，时，uGS与与iG之比的比值。之比的比值。gm反映了反映了uGS对对iD的控制能力，的控制能力，a.通过计算式求导求出来，即通过计算式求导求出来，即如何求如何求gmb.通过作图法估
63、算出来通过作图法估算出来3)极限参数极限参数(1)漏极最大耗散功率漏极最大耗散功率PDM、漏极最大允许电流漏极最大允许电流IDM，同，同BJT的的PCM、ICM类同类同(2)击穿电压：击穿电压：击穿电压击穿电压U(BR)DS指指uDS增大到使增大到使iD开始急剧增加，发生雪崩击穿时的开始急剧增加，发生雪崩击穿时的uDS值。使用时值。使用时uDS不不击穿电压击穿电压U(BR)GS指指G、S间间P+N结的反向击穿电压。若结的反向击穿电压。若UGS超过此值，超过此值，P+N结将被击穿。结将被击穿。一般，一般，G与与S和和G与与D间之电容间之电容Cgs和和Cgd约为约为1pF3pF，D与与S之间之间(
64、2)极间电容极间电容:具体方法为：当在具体方法为：当在转移特性曲线上求转移特性曲线上求时，时，gm是工作是工作点点Q处的斜率；处的斜率；当在当在输出特性曲线上求输出特性曲线上求时，时，能超过此值。能超过此值。电容电容Cds约为约为0.1pF1pF。场效应管的符号及特性场效应管的符号及特性iD=0iD0增增强强型型MOS耗耗尽尽强强型型FETuGS(th)0为为N沟道沟道uGS(th)0为为P沟道沟道uGS=0iD=IdmaxJFETiDIdmaxMOSuGS(off)0为为P沟道沟道uGS(off)0为为N沟道沟道uGS(off)0为为P沟道沟道uGS(off)0为为N沟道沟道二极管应用举例二
65、极管应用举例例例1试判断图中二极管是截止还是导通，并求试判断图中二极管是截止还是导通，并求UAO(设二极管为理想二极管）设二极管为理想二极管）D1D2OA12V6V3K(d)AOD3K15V12V(b)6V12VODA3K(a)D1AOD215V12V3K(c)分析：从电路中断开二极管，求出二极管原位置处阳、阴极之间的分析：从电路中断开二极管，求出二极管原位置处阳、阴极之间的电压。若电压。若uUD(0),则二极管导通；反之，二极管截止。则二极管导通；反之，二极管截止。解解:(a)(b)D截止、截止、UAO=-12V(c)D1导通、导通、D2截止截止,UAO=0(d)D2优先导通、优先导通、使使
66、若两二极管阳、阴极之间若两二极管阳、阴极之间的电压均满足的电压均满足uUD(0)，则，则u大的二极管优先导大的二极管优先导通通 + + u -UAO=-6VD导通、导通、D1截止截止,UAO=-6V例例2电路及输入电压电路及输入电压ui 的的波形如图所示，画出输出电压波形如图所示，画出输出电压uo的波形。的波形。uo波形如图波形如图(c)所示。所示。图图二二极极管管双双向向限限幅幅电电路路(a)电电路路；(b)波波形形(a)解：解：当当ui+10V时：时：uo=+10V。当当ui -10V时：时：uo=-10V。当当-10Vui+10V时：时：uo=ui。 uo /Vowt-1010 ui /
67、Vowt-2020(b)D1正偏导通（短路），正偏导通（短路），D2反偏截止反偏截止（开路），（开路），D1反偏截止（开路），反偏截止（开路），D2正偏导通（短路），正偏导通（短路），D1、D2均反偏开路，均反偏开路，例例3已知稳压管的稳压值已知稳压管的稳压值UZ=6V,稳定电流的最小值稳定电流的最小值Izmin=5mA,求图示电路中的求图示电路中的U01、U02。分析：分析：法一法一、断开稳压管，求、断开稳压管，求U0若若U0UZ U0=UZ U0UZ5002K(a)2K2K(b)解解：DZ工作在稳压状态工作在稳压状态(a)(b)DZ工作在反向偏置状态工作在反向偏置状态U01=6VU02=5
68、V法二：设稳压管工作在稳压状态法二：设稳压管工作在稳压状态(a)(b)工作在反工作在反向偏置状向偏置状态，无稳态，无稳压作用压作用U02=5VU01=6V 例例4 4 用万用表分别测得某放大电路中三极管三个管脚对地电位分别为用万用表分别测得某放大电路中三极管三个管脚对地电位分别为V1=-7V，V2=-2V，V3=-2.7V。试判断此三极管的类型？由何种材料制成？三个管脚对试判断此三极管的类型？由何种材料制成？三个管脚对应电极。应电极。PPNNPN:VcVbVeNNPc cbePNP:VcVbVe （1 1）无论是）无论是NPNNPN还是还是PNPPNP型三极管，基极电位居中间电位，确定基极型三
69、极管，基极电位居中间电位，确定基极b b确定确定e极，同时判断是硅（锗）材料极，同时判断是硅（锗）材料（3 3） 第三管脚为第三管脚为c c极极（4 4） U CE0,为为NPN型，型，U CE0,为为PNP型。型。分析：分析：解：遵循上述规则，解：遵循上述规则，3b3b，（2 2）2 e,2 e,1c1cuCE=-5V,uBE=0.7V,管子为管子为PNP硅管硅管 例例55现已测得某电路中几只晶体管三个极的直流电位如表所示现已测得某电路中几只晶体管三个极的直流电位如表所示, ,各晶体管各晶体管bebe间开启电压间开启电压Uon均为均为0.5V0.5V。试分别说明各管子的工作状态。试分别说明各
70、管子的工作状态。 晶体管晶体管T1T2T3T4基极直流电位基极直流电位UB/V0.71-10发射极直流电位发射极直流电位UE/V00.3-1.70集电极直流电位集电极直流电位UC/V50.7015工作状态工作状态解解： （T1）UBE=0.7VUon，UCE=5V，（T2）UBE=0.7VUon，（T3）UBE=0.7VUon，（T4）UBE=0Uon，UCE=0.4V，UCE=1.7V，UCE=15V，UCEUBE放大状态放大状态UCEUBE截止状态截止状态UCEUBE饱和状态饱和状态分析：分析：NPNNPN型三极管型三极管UBEUon截止状态；截止状态；UBEUon，UCEUBE放大状态；
71、放大状态；UBEUon，UCEUBE饱和状态。饱和状态。UCEUBE放大状态放大状态练习练习 ：已已知知两两只只晶晶体体管管的的电电流流放放大大系系数数分分别别为为5050和和100100，现现测测得得放放大大电电路路中中这这两两只只管管子子两两个个电电极极的的电电流流如如图图所所示示。分分别别求求另另一一电电极极的的电电流流，标标出出其其实实际际方方向，并在圆圈中画出管子。向，并在圆圈中画出管子。解：答案如解图所示。解：答案如解图所示。分析：分析：I IBI ICI IEI IEI IBI IC练习练习 P67：1.10电路如图所示，晶体管导通时电路如图所示，晶体管导通时U UBE0.7V0
72、.7V，=50=50。试分析试分析V VBB为为0V0V、1V1V、3V3V三种情况下三种情况下T T的工作状态及输出电压的工作状态及输出电压u uO的值。的值。 解：（解：（1 1）当）当VBB0 0时，时，T T截止，截止，（2 2）当）当VBB1V1V时，因为时，因为所以所以T T处于放大状态。处于放大状态。 （3 3）当）当VBB3V时，因为时，因为所以所以T T处于饱和状态处于饱和状态 uO0.3V。uO12V。（b b） 由特性曲线可知由特性曲线可知 uGS(th)=4V 例例66 电路如图电路如图(a)(a)所示，其中管子的输出特性曲线如图所示，其中管子的输出特性曲线如图(b)(
73、b)所示。所示。试分析试分析uI为为0 0、8 8V和和1010V三种情况下三种情况下u0 0分别为多少伏分别为多少伏? ?（a a）解：解：uI=0时，时，uGS=uI=0uGS(th)，T截止截止iD=0u0=uDS=VDD-iD RD=15VuI=8时，时，设工作在恒流区，设工作在恒流区，iD1mA预夹断点的预夹断点的uDS=UGS-UGS(th) =4V，u0=uDS=VDD-iD RD=10V所以假设成立，所以假设成立， u0=10VuI=10时，设工作在恒时，设工作在恒流区，流区， iD2.2mAu0=uDS=VDD-iD RD=4V预夹断点的预夹断点的uDS=UGS-UGS(th) =6V，所以假设不成立所以假设不成立，工作在可变电阻工作在可变电阻区区 例例7 7 电路如图所示，场效应管的夹断电压电路如图所示，场效应管的夹断电压UGS(off）=-4V，饱和饱和漏极电流漏极电流IDSS=4mA=4mA。试问：为保证负载电阻试问：为保证负载电阻RL上的电流为恒流，上的电流为恒流，RL的取值范围应为多少的取值范围应为多少? ?解：解： uGS=0,iD=IDSS ,预夹断点的预夹断点的 uDS=UGS-UGS(off) =4V，由电路当由电路当uDS=VDD-iDRL 4V，管子工作在恒流区管子工作在恒流区所以所以iDRL VDD-uDS=8VRL 0 RL 2K
