第1章晶体二极管

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1、1.1 1.1 半导体物理基础知识半导体物理基础知识1.3 1.3 晶体二极管电路分析方法晶体二极管电路分析方法1.2 PN1.2 PN结结1.4 1.4 晶体二极管的应用晶体二极管的应用1.0 1.0 概述概述第一章第一章 晶体二极管晶体二极管 练习题练习题电子线路：电子线路：指包含电子器件、并能对电指包含电子器件、并能对电 信号实现某种处理的功能电路。信号实现某种处理的功能电路。概概 述述电路组成：电路组成：电子器件电子器件 + + 外围电路外围电路电子器件：电子器件：二极管、三极管、场效应管、二极管、三极管、场效应管、 集成电路。集成电路。外围电路：外围电路：直流电源、电阻、电容、直流电

2、源、电阻、电容、 电流源电路等。电流源电路等。晶体二极管结构及电路符号：晶体二极管结构及电路符号：PNPN结正偏（结正偏（结正偏（结正偏（P P接接接接+ +、N N接接接接- - - -），D D导通。导通。导通。导通。PN正极正极负极负极晶体二极管的主要特性：晶体二极管的主要特性：单向导电特性单向导电特性PNPN结反偏（结反偏（结反偏（结反偏（N N接接接接+ +、P P接接接接- - - -） ，D D截止。截止。截止。截止。即即主要用途：主要用途：用于整流、开关、检波电路中。用于整流、开关、检波电路中。+-将将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。结封装，引出两个电极，就构成了二极

3、管。小功率小功率二极管二极管大功率大功率二极管二极管稳压稳压二极管二极管发光发光二极管二极管本章重点:1 1、理解、理解PNPN结的工作原理，掌握结的工作原理，掌握PNPN结的单向导电性；结的单向导电性；2 2、二极管的伏安特性：死区电压、导通电压、反向击、二极管的伏安特性：死区电压、导通电压、反向击穿电压等概念；穿电压等概念；3 3、晶体二极管电路分析方法：重点掌握理想模型分析、晶体二极管电路分析方法：重点掌握理想模型分析法和恒压降模型分析法；法和恒压降模型分析法；4 4、掌握晶体二极管的应用：整流、稳压、限幅等电路、掌握晶体二极管的应用：整流、稳压、限幅等电路1.1 1.1 半导体物理基础

4、知识半导体物理基础知识 根据物体导电能力根据物体导电能力( (电阻率电阻率) )的不同，划分为导的不同，划分为导体、绝缘体和半导体。体、绝缘体和半导体。 半导体的电阻率为半导体的电阻率为1010-3-310109 9 cmcm。典型的半导典型的半导体有体有硅硅SiSi和和锗锗GeGe以及以及砷化镓砷化镓GaAsGaAs等。半导体的特点：等。半导体的特点：1 1）导电能力不同于导体、绝缘体；）导电能力不同于导体、绝缘体；2 2）受外界光和热刺激时电导率发生很大变化）受外界光和热刺激时电导率发生很大变化光敏光敏元件、热敏元件；元件、热敏元件；3 3）掺进微量杂质，导电能力显著增加）掺进微量杂质，导

5、电能力显著增加半导体。半导体。半导体：半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。硅硅 ( Si ) 、锗锗 ( Ge ) 原子结构及简化模型：原子结构及简化模型：+14 2 8 4+32 2 8418+4价电子价电子惯性核惯性核硅硅硅硅和和锗锗锗锗是四价元素，在原子最外层轨道上的四个电子称为是四价元素，在原子最外层轨道上的四个电子称为价电价电子子。它们分别与周围的四个原子的价电子形成它们分别与周围的四个原子的价电子形成共价键共价键。+4+4+4+4+4+4+4+4 硅和锗共价键结构示意图：硅和锗共价键结构示意图：共价键共价键共用电共用电子对子对1.1.1

6、1.1.1 本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体完全纯净的、结构完整的半导体晶体。完全纯净的、结构完整的半导体晶体。载流子载流子可以自由移动的带电粒子。可以自由移动的带电粒子。电导率电导率与材料单位体积中所含载流子数有关，载与材料单位体积中所含载流子数有关，载流子浓度越高，电导率越高。流子浓度越高，电导率越高。 硅和锗的单晶称为硅和锗的单晶称为本征半导体本征半导体。它们是制造。它们是制造半导体器件的基本材料。半导体器件的基本材料。q当当T T升高或光线照射时，升高或光线照射时，价电子能量增高，有的价电子可以价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚，挣脱原子核的束缚，产生产生自由电子空

7、穴对，从而参与导电。自由电子空穴对，从而参与导电。q 共价键具有很强的结合力。共价键具有很强的结合力。 当当T=0K（无外界影响）时，无外界影响）时，共价键中无自由移动的电子，不导电。共价键中无自由移动的电子，不导电。这种现象称这种现象称注意：注意：空穴的出现是半导体区别于导体的重要特征；空穴的出现是半导体区别于导体的重要特征；半导体是依靠自由电子和空穴两种载流子导电的物半导体是依靠自由电子和空穴两种载流子导电的物质。质。本征本征激发激发。 本征激发本征激发 当当原原子子中中的的价价电电子子激激发发为为自自由由电电子子时时，原原子子中中留下空位，同时原子因失去价电子而带正电。留下空位，同时原子

8、因失去价电子而带正电。 当邻近原子中的价电子不断填补这些空位时形成当邻近原子中的价电子不断填补这些空位时形成一种运动，该运动可等效地看作是一种运动，该运动可等效地看作是空穴的运动。空穴的运动。注意：注意：空穴运动方向与价电子填补方向相反。空穴运动方向与价电子填补方向相反。自由电子自由电子 带负电带负电半导体中有两种导电的载流子半导体中有两种导电的载流子 空穴的运动空穴的运动空空 穴穴 带正电带正电温度一定时：温度一定时： 激发与复合在某一热平衡值上达到激发与复合在某一热平衡值上达到动态平衡。动态平衡。v 热平衡载流子浓度热平衡载流子浓度热平衡载流子浓度：热平衡载流子浓度：本征本征半导体中半导体

9、中本征激发本征激发产生产生自由电子空穴对。自由电子空穴对。电子和空穴相遇释放能量电子和空穴相遇释放能量复合。复合。T导电能力导电能力ni或光照或光照热敏热敏特性特性光敏特性光敏特性vN N型半导体：型半导体：1.1.2 1.1.2 杂质半导体杂质半导体+4+4+5+4+4简化模型：简化模型：N型半导体型半导体多多子子自由电子自由电子少子少子空穴空穴自由电子自由电子本征半导体中掺入少量本征半导体中掺入少量五价五价元素构成。元素构成。v P P型半导体型半导体+4+4+3+4+4简化模型：简化模型：P型半导体型半导体少子少子自由电子自由电子多子多子空穴空穴空空 穴穴本征半导体中掺入少量本征半导体中

10、掺入少量三价三价元素构成。元素构成。 多子和少子热平衡浓度计算多子和少子热平衡浓度计算N型半导体型半导体（热平衡条件）（热平衡条件）（电中性方程）电中性方程）P型半导体型半导体杂质半导体呈电中性杂质半导体呈电中性少子少子浓度取决于温度。浓度取决于温度。多子浓度取决于掺杂浓度。多子浓度取决于掺杂浓度。1.1.3 1.1.3 两种导电机理两种导电机理漂移和扩散漂移和扩散 载流子在电场作用下的运动运动称载流子在电场作用下的运动运动称漂移运动，漂移运动，所形成的电流称所形成的电流称漂移电流。漂移电流。漂移电流密度漂移电流密度总漂移电流密度：总漂移电流密度：迁移率迁移率漂移与漂移电流漂移与漂移电流浓度浓

11、度 迁移率表示单位场强下的平均漂移速度。温度越高，掺杂浓迁移率表示单位场强下的平均漂移速度。温度越高，掺杂浓度越大，迁移率越小。并且空穴的迁移率比自由电子的小。度越大，迁移率越小。并且空穴的迁移率比自由电子的小。电导电导率：率： 半导体的电导率半导体的电导率电阻：电阻：电压：电压： V = E l电流：电流： I = S Jt+ - -V长度长度l截面积截面积S电场电场EI 载流子在浓度差作用下的运动称载流子在浓度差作用下的运动称扩散运动，扩散运动，所形成所形成的电流称的电流称扩散电流。扩散电流。由非平衡载流子浓度差作用下产生由非平衡载流子浓度差作用下产生的扩散电流与浓度梯度成正比。的扩散电流

12、与浓度梯度成正比。扩散电流密度扩散电流密度: 扩散与扩散电流扩散与扩散电流N N 型型 硅硅光照光照n(x)p(x)载流子浓度载流子浓度xnopo浓度梯度浓度梯度减小减小 自由电子扩散电流方向与浓度减小方向相反，空穴扩散电自由电子扩散电流方向与浓度减小方向相反，空穴扩散电流方向与浓度减小方向一致。流方向与浓度减小方向一致。总结1 1、半导体依靠自由电子和空穴两种载流子导电；本征激发和、半导体依靠自由电子和空穴两种载流子导电；本征激发和复合动态平衡时，热平衡载流子浓度随温度升高而迅速增大。复合动态平衡时，热平衡载流子浓度随温度升高而迅速增大。2 2、半导体掺杂后形成、半导体掺杂后形成N N型和型

13、和P P型两种杂质半导体。型两种杂质半导体。 N N型半导体：多子为自由电子；少子为空穴；型半导体：多子为自由电子；少子为空穴； P P型半导体：多子为空穴；少子为自由电子；型半导体：多子为空穴；少子为自由电子；3 3、半导体有两种导电方式：、半导体有两种导电方式： 外加电场产生的漂移电流，与电场强度成正比；外加电场产生的漂移电流，与电场强度成正比； 非平衡载流子浓度差产生的扩散电流，与浓度梯度成正比；非平衡载流子浓度差产生的扩散电流，与浓度梯度成正比；半导体为什么能导电视频演示半导体为什么能导电视频演示1.2 PN1.2 PN结结 利用掺杂工艺，把利用掺杂工艺，把P P型半导体和型半导体和N

14、 N型半导体在原子型半导体在原子级上紧密结合，级上紧密结合，P P区与区与N N区的交界面就形成了区的交界面就形成了PNPN结。结。 掺杂掺杂N型型P型型PN结结实际的实际的PNPN结为不对称结。根据掺杂浓度的不同，有结为不对称结。根据掺杂浓度的不同，有P P+ +N N结和结和PNPN+ +结之分。结之分。P P区空穴区空穴( (多子多子) )向向N N区扩散区扩散，留下不能移动的负离子；，留下不能移动的负离子；N N区电子区电子( (多子多子) )向向P P区扩散，区扩散，留下不能移动的正离子；留下不能移动的正离子；正负离子形成空间电荷区（阻挡层、耗尽层、势垒区）正负离子形成空间电荷区（阻

15、挡层、耗尽层、势垒区） 由于由于P P型和型和N N型半导体交界面两侧，自由电子和空型半导体交界面两侧，自由电子和空穴的浓度存在极大差异穴的浓度存在极大差异（导致扩散运动）（导致扩散运动）: :1.2.1 1.2.1 动态平衡下的动态平衡下的PN结结出现内建电场出现内建电场开始因浓度差开始因浓度差产生空间电荷区产生空间电荷区引起多子扩散引起多子扩散最终达动态平衡最终达动态平衡注意：注意： PNPN结处于动态平衡时，扩散电流与漂移电流相抵消，结处于动态平衡时，扩散电流与漂移电流相抵消，通过通过PNPN结的电流为零。空间电荷区宽度一定、内电场一定，结的电流为零。空间电荷区宽度一定、内电场一定，形成

16、形成PNPN结。结。 PNPN结形成的物理过程结形成的物理过程方向由方向由N N区指向区指向P P区区阻止多子扩散阻止多子扩散（扩散运动（扩散运动 ）利于少子漂移利于少子漂移（漂移运动（漂移运动 ）P型半导体型半导体N N型半导体型半导体+扩散运动扩散运动内电场内电场E漂移运动漂移运动扩散的结果是使空间扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽，内电间电荷区越宽，内电场越强。场越强。内电场越强，就使漂移内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。间电荷区变薄。空间电荷区空间电荷区也称耗尽层也称耗尽层漂移运动漂移运动P型半导体型半导体N型半导

17、体型半导体+扩散运动扩散运动内电场内电场E扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，相当于两个扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。 注意：注意：掺杂浓度（掺杂浓度（Na、Nd）越大或者内建电位差越大或者内建电位差 VB 越小（越小（温度升高，温度升高，V VB B减小减小），阻挡层宽度），阻挡层宽度 l0 0 就就越小。越小。 内内建建电位差：电位差： 阻挡层宽度：阻挡层宽度：室温时室温时锗管锗管 VB 0.2 0.3V硅管硅管 VB 0.5 0.7V 动态平衡时，由内建电场动态平衡

18、时，由内建电场E E产生的电位差称内建电位差，产生的电位差称内建电位差，用用V VB B表示，实际就是表示，实际就是PNPN结两侧的电位差。结两侧的电位差。室温下，室温下，VT26mV1.1.动态平衡时，空间电荷区中没有载流子。动态平衡时，空间电荷区中没有载流子。2.2.空间电荷区中内电场阻碍空间电荷区中内电场阻碍P P区中的空穴和区中的空穴和N N区区中的电子（中的电子（都是多子都是多子）向对方运动（）向对方运动（扩散扩散运动运动）。）。3.P3.P区中的电子和区中的电子和N N区中的空穴（区中的空穴（都是少子都是少子），数），数量有限，因此由它们形成的漂移电流很小。量有限，因此由它们形成的

19、漂移电流很小。注意1.2.2 1.2.2 PN结的结的伏安特性伏安特性 外加的正向电压，方向与外加的正向电压，方向与PNPN结内电场方向相反，削弱了结内电场方向相反，削弱了内电场。内电场。于是于是, ,内电场对多子扩内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。加大。扩散电流远大于漂移电扩散电流远大于漂移电流流，可忽略漂移电流的影响，可忽略漂移电流的影响，PNPN结呈现低阻性。结呈现低阻性。P P区的电位高区的电位高于于N N区的电位，称为加区的电位，称为加正向电压正向电压，简称简称正偏正偏。 (1)PN(1)PN结加正向电压结加正向电压 外加正向电压越大，通外加正向

20、电压越大，通过阻挡层的电流就越大。过阻挡层的电流就越大。为防止为防止PNPN结结烧毁烧毁，一般，一般接限流电阻接限流电阻R R。PN结正偏动画演示结正偏动画演示P P区区N N区区 PNPN结结单向导电特性（正偏导通）单向导电特性（正偏导通）P+N内建内建电场电场E Elo+ -+ -VPN结结正偏正偏阻挡层变薄阻挡层变薄内建电场减弱内建电场减弱多子扩散多子扩散少子漂移少子漂移多子扩散形成多子扩散形成较大较大的正向电流的正向电流IPNPN结导通结导通I电压电压V V 电流电流I I 外加反向电压外加反向电压, ,方向与方向与PNPN结内电场方向相同，加强结内电场方向相同，加强了内电场。了内电场

21、。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。电流大大减小。此时此时PNPN结区的少子在内电场的作用下结区的少子在内电场的作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PNPN结呈现高阻性。结呈现高阻性。P P区的电位低于区的电位低于N N区的电位，称为加区的电位，称为加反反向电压向电压，简称，简称反偏反偏。 在一定的温度条件下，由本征在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无

22、关，本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为这个电流也称为反向饱和电流反向饱和电流。 （2 2）PNPN结加反向电压结加反向电压PN结反偏动画演示结反偏动画演示P P区区N N区区 PNPN结结单向导电特性（反偏截止）单向导电特性（反偏截止）P+N内建内建电场电场E Elo- +- +VPN结结反偏反偏阻挡层变宽阻挡层变宽内建电场增强内建电场增强少子漂移少子漂移多子扩散多子扩散少子少子漂移漂移形成形成微小微小的反向电流的反向电流IRPNPN结截止结截止IRI IR R与与V V 近似无关。近似无关。温度温度T T 电流电流I IR RPNPN结具有单向导电特性。结具有单向导电特性。总之：总

23、之：PNPN结正向电阻小，反向电阻大。结正向电阻小，反向电阻大。 二极管二极管 ：一个一个PNPN结就是一个二极管。结就是一个二极管。单向导电：单向导电：二极管正极接电源正极，负极接电源二极管正极接电源正极，负极接电源负极时电流可以通过。反之电流不能通过。负极时电流可以通过。反之电流不能通过。符号：符号： PN结结伏安特性方程式伏安特性方程式PNPN结正、反向特性，可用理想的指数函数来描述：结正、反向特性，可用理想的指数函数来描述： 热电压热电压 26mV（室温）室温）其中：其中： IS为反向饱和电流，其值与外加电压近似无关，为反向饱和电流，其值与外加电压近似无关，但受温度影响很大。但受温度影

24、响很大。正偏时：正偏时： VVVVT T 反偏时：反偏时： V0V VD(on)时时 随着随着V 正向正向R R很小很小 I PNPN结导通；结导通；V 6V) ) 形成原因形成原因: : 碰撞电离碰撞电离。V(BR)ID(mA)V(V)形成原因形成原因: : 场致激发。场致激发。 发生条件发生条件PNPN结掺杂浓度较高结掺杂浓度较高 ( (lo o较窄较窄) )外加反向电压较小外加反向电压较小( (6V) ) 反向击反向击穿电压穿电压因为因为T 载流子运动的平均自由路程载流子运动的平均自由路程 V(BR)(BR) 。 击穿电压的温度特性击穿电压的温度特性 雪崩击穿电压雪崩击穿电压具有正温度系

25、数。具有正温度系数。 齐纳击穿电压齐纳击穿电压具有负温度系数。具有负温度系数。因为因为T 价电子获得的能量价电子获得的能量 V(BR)(BR) 。 稳压二极管稳压二极管VZID(mA)V(V)IZminIZmax 利用利用PNPN结的反向击穿特结的反向击穿特性，可性，可制成稳压二极管。制成稳压二极管。 要求：要求：Izmin Iz CD ，则则 Cj CT PN结总电容：结总电容： Cj = CT + CD PN结正偏时，结正偏时，CD CT ，则则 Cj CD故：故：PN结正偏时，以结正偏时，以CD（扩散电容）（扩散电容）为主。为主。 故：故：PNPN结结反偏时，以反偏时，以CT（势垒电容）

26、（势垒电容）为主。为主。通常：通常：CD 几十几十pF 几千几千pF。通常：通常：CT 几几pF 几十几十pF。总结2 2、PNPN结正向导通、反向截止。结正向导通、反向截止。3 3、PNPN结的反向击穿有两种。雪崩击穿（低掺杂）电压高结的反向击穿有两种。雪崩击穿（低掺杂）电压高（6V6V），具有正温度系数；齐纳击穿（高掺杂）电压低），具有正温度系数；齐纳击穿（高掺杂）电压低（6V VD(on)时时 二极管二极管导通导通当当V VD(on)时时 二极管二极管截止截止当当反向电压反向电压V V (BR)时时 二极管反向二极管反向击穿击穿晶体二极管的伏晶体二极管的伏安特性曲线，通安特性曲线，通常由

27、实测得到。常由实测得到。当当反向电压反向电压V 0，则管子导通；反之截止。则管子导通；反之截止。实际二极管：若实际二极管：若VVD(on)，管子导通；反之截止。管子导通；反之截止。当电路中存在多个二极管时，正偏电压最大的管子当电路中存在多个二极管时，正偏电压最大的管子优先导通。其余管子需优先导通。其余管子需重新分析重新分析其工作状态。其工作状态。例例1 1：判别二极管是导判别二极管是导通还是截止。通还是截止。+9V- -+1V- - +2.5V - - +12.5V - - +14V - -+1V- -截止截止+18V- -+2V- - +2.5V - - +12.5V - - +14V -

28、-+1V- -导通导通- -9V+- -1V+ +2.5V - - +12.5V - - +14V - -+1V- -截止截止例例2 2、由二极管构成的电路如图所示，试判断二极由二极管构成的电路如图所示，试判断二极管导通或截止，并求出输出电压。管导通或截止，并求出输出电压。有多个二极管时的判断方法：有多个二极管时的判断方法： 将二极管全部断开，求出将二极管全部断开，求出二极管的阳极和阴极电位，若二极管的阳极和阴极电位，若阳极电位高于阴极电位则该管阳极电位高于阴极电位则该管导通，否则截止。另外哪只管导通，否则截止。另外哪只管子承受的正向电压高，则哪只子承受的正向电压高，则哪只管子先导通。管子先导

29、通。判断结果：判断结果：D1导通，导通，D2截止。截止。VAO= 0V 断开断开D D1 1、D D2 2，则，则D D1 1（负极电位为（负极电位为-12V-12V，正极电位为，正极电位为0 0）；）；D D2 2 （负极电位为（负极电位为-12V-12V，正极电位为，正极电位为-15V-15V）。故）。故D D1 1优先导通，使优先导通，使U UAOAO=0=0，迫使，迫使D D2 2反偏截止。反偏截止。例例3 3：设二极管是理想的，求设二极管是理想的，求VAO值。值。图图(a)(a)，假设假设D开路，则开路，则D D两端电压：两端电压： VD=V1V2= 6 12= 18 0V， VD2

30、=V2( (V1) )=15V 0V 由于由于VD2 VD1 ，则，则D2优先导通优先导通。此时此时VD1= 6V 0V时，时，D D导通，则导通，则vO O= =vi当当vi 0V时，时，D D截止，则截止，则vO O=0V由由此此，利利用用二二极极管管的的单单向向导导电电性性，实实现现了了半半波波整整流流。将将交流电转化成脉动直流电。交流电转化成脉动直流电。 若输入信号为正弦波：若输入信号为正弦波： 平均值：平均值： VOt0vit0vO O画输出信号波形的方法画输出信号波形的方法 根据输入信号大小根据输入信号大小 判断二极管的导通与截止判断二极管的导通与截止 找出找出vO O与与vI I

31、关系关系 画输出信号波形。画输出信号波形。例例1 1：设二极管是理想的，：设二极管是理想的，vi =6sin=6sin t(V)t(V)，试画试画vO O波形。波形。解：解：vi 2V时，时，D D导通，则导通，则vO O= =vivi 2V时，时，D D截止，则截止，则vO O=2V由此可画出由此可画出vO O的的波形。波形。 +-DV+-+-2V100RvO Ovit620vi(V)vO O(V)t026 电路如图电路如图(a)(a)，k k，REFREF=3V=3V，二极管为硅管。试，二极管为硅管。试分别用理想模型和恒压降模型求解：分别用理想模型和恒压降模型求解：当当vi=4Vvi=4V

32、时，输出电压值；时，输出电压值；当当vi=6Sinvi=6Sint t 时时 ，输出电压波形。，输出电压波形。例例2 2：解：（解：（2 2）输出波形如（）输出波形如（d d）、（）、（e e）所示）所示正半周：正半周：D1D1、D3 D3 导通导通D2D2、D4 D4 截止截止负半周：负半周：D2D2、D4D4导通导通D1D1、D3D3截止截止例例3 3、求整流电路的输出波形。求整流电路的输出波形。解：解： 稳压电路稳压电路某原因某原因VO IZ I 限流电阻限流电阻R：保证稳压管工作在保证稳压管工作在Izmin Izmax之间之间稳压原理：稳压原理： VO VR VO= VZ （稳压管的稳

33、定电压）（稳压管的稳定电压）输出输出电压：电压：D+-+-RRLILVIVOIZI+ +- -例例1 1、稳压电路如图所示，已知：稳压电路如图所示，已知：V VZ Z=6.8V=6.8V，r rZ Z=20=20。I IZmaxZmax10mA10mA，I IZminZmin0.2mA0.2mA，输入电压，输入电压V Vi i=10V ,=10V ,其不稳定量其不稳定量V Vi i= =1V 1V ，试求：，试求： （1 1）输出直流电压输出直流电压VoVo； （2 2）为保证稳压管正常工作，求限流电阻为保证稳压管正常工作，求限流电阻R R的最小值的最小值； （3 3）为保证稳压管可靠击穿，求

34、负载电阻为保证稳压管可靠击穿，求负载电阻R RL L的最小值的最小值； （4 4）R RL L开路时，由于开路时，由于ViVi产生的输出电压不稳定量产生的输出电压不稳定量V Vo1o1； （5 5）V Vi i=10V =10V 时，在时，在R RL L变化范围内，变化范围内，V VO O的不稳定量的不稳定量V Vo2o2。voiZDZRiLiviRL解解（1）求）求VoVo=VZ=6.8V（2）Rmin(3) RLminvoiZDZRiLiviRL(4) Vo1(5) Vo2画出画出RL开路时的小信号等效电路。开路时的小信号等效电路。当当Vi=10V，即，即Vi=0时的小信号等时的小信号等效

35、电路。效电路。第第2 2次作业：次作业：P P4040 1-16 1-161.4.2 1.4.2 限幅电路限幅电路( (或削波电路或削波电路） V2viVVD D(on)+Vz1(on)+Vz1时，时，D2D2正向导通、正向导通、D1D1反向击穿反向击穿V Vo o= =VomaxVomax= V= VD D(on)+Vz1(on)+Vz12 2、 V Vi i-(V-(VD D(on)+Vz2)(on)+Vz2)时，时，D1D1正向导通、正向导通、D2D2反向击穿反向击穿V Vo o= =VominVomin= -(V= -(VD D(on)+Vz2)(on)+Vz2)3 3、 -(V-(VD D(on)+Vz2)V(on)+Vz2)Vi iVV1时，时，D1导通、导通、D2截止，截止，Vo=V1。ViV2时，时，D2导通、导通、D1截止，截止，Vo=V2。V2Vi 3.6V时，二极管导通，时，二极管导通，v vo o= =3.6V3.6V。V Vi 3.6V时，二极管截止，时，二极管截止， v vo o= =V Vi i。