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1、第第1414章章 半半导体二极管和三极管体二极管和三极管14.3 14.3 半半半半导导体二极管体二极管体二极管体二极管14.4 14.4 稳压稳压二极管二极管二极管二极管14.5 14.5 半半半半导导体三极管体三极管体三极管体三极管14.2 PN14.2 PN结结14.1 14.1 半半半半导导体的体的体的体的导电导电特性特性特性特性根本要求根本要求1.1.了解了解了解了解PNPNPNPN结结的的的的单导单导游游游游电电性，三极管的性，三极管的性，三极管的性，三极管的电电流分配和流分配和流分配和流分配和电电流放大作用；流放大作用；流放大作用；流放大作用；2.2.了解二极管、了解二极管、了解
2、二极管、了解二极管、稳压稳压管和三极管的根本构造、任管和三极管的根本构造、任管和三极管的根本构造、任管和三极管的根本构造、任务务原理和特性曲原理和特性曲原理和特性曲原理和特性曲线线，了解主要参数的意，了解主要参数的意，了解主要参数的意，了解主要参数的意义义；3.3.会分析含有二极管的会分析含有二极管的会分析含有二极管的会分析含有二极管的电电路。路。路。路。4.4.了解晶体三极管的了解晶体三极管的了解晶体三极管的了解晶体三极管的类类型，了解三极管的型，了解三极管的型，了解三极管的型，了解三极管的电电流分流分流分流分配、主要参数、特性曲配、主要参数、特性曲配、主要参数、特性曲配、主要参数、特性曲线
3、线和放大、和放大、和放大、和放大、饱饱和、截止和、截止和、截止和、截止三种任三种任三种任三种任务务形状。形状。形状。形状。重点掌握的内容重点掌握的内容1.1.含有二极管的含有二极管的含有二极管的含有二极管的电电路分析与路分析与路分析与路分析与计计算；算；算；算；2.2.三极管的放大、三极管的放大、三极管的放大、三极管的放大、饱饱和、截止三种任和、截止三种任和、截止三种任和、截止三种任务务形形形形状分析与状分析与状分析与状分析与计计算算算算3.3.三极管的三极管的三极管的三极管的输输入入入入输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线PN结的的单导游游电性性 1. PN 1. PN 结结加正向加正向
4、加正向加正向电压电压正向偏置正向偏置正向偏置正向偏置PN 结变窄窄 P接正、接正、N接接负 外电场外电场IF内内内内电场电场被减被减被减被减弱，多子的弱，多子的弱，多子的弱，多子的分散加分散加分散加分散加强强，构成构成构成构成较较大的大的大的大的分散分散分散分散电电流。流。流。流。 PN PN 结结加正向加正向加正向加正向电压时电压时，PNPN结变结变窄，正向窄，正向窄，正向窄，正向电电流流流流较较大，正向大，正向大，正向大，正向电电阻阻阻阻较较小，小，小，小，PNPN结处结处于于于于导导通形状。通形状。通形状。通形状。内电场内电场PN+PN PN 结变宽结变宽2. PN 2. PN 结结加反
5、向加反向加反向加反向电压电压反向偏置反向偏置反向偏置反向偏置外外外外电场电场 内内电场被加被加强，少子的漂，少子的漂移加移加强，由于，由于少子数量很少，少子数量很少，构成很小的反构成很小的反向向电流。流。IR P P接接接接负负、N N接正接正接正接正 温度越高少子的数目越多，反向温度越高少子的数目越多，反向温度越高少子的数目越多，反向温度越高少子的数目越多，反向电电流将随温度添加。流将随温度添加。流将随温度添加。流将随温度添加。+ PN PN 结结加反向加反向加反向加反向电压时电压时，PNPN结变宽结变宽，反向，反向，反向，反向电电流流流流较较小，小，小，小，反向反向反向反向电电阻阻阻阻较较
6、大，大，大，大，PNPN结处结处于截止形状。于截止形状。于截止形状。于截止形状。内内内内电场电场P PN N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +伏安特性伏安特性硅管硅管硅管硅管0.5V,0.5V,0.5V,0.5V,锗锗锗锗管管管管0.1V0.1V0.1V0.1V。反向击穿反向击穿电压电压U(BR)导通压降导通压降导通压降导通压降 外加外加外加外加电压电压大于死区大于死区大于死区大于死区电压电压二极管才干二极管才干二极管才干二极管才干导导通。通。通。通。 外加外加外加外加电压电压大于反向大于反向大于反向大于反向击击穿穿穿穿电压电压二极管被二极管被二极管被二
7、极管被击击穿，穿，穿，穿，失去失去失去失去单导单导游游游游电电性。性。性。性。正向特性正向特性正向特性正向特性反向特性反向特性特点：非特点：非特点：非特点：非线线性性性性硅硅硅硅0.60.8V0.60.8V0.60.8V0.60.8V锗锗锗锗0.20.3V0.20.3V0.20.3V0.20.3VUI死区电压死区电压死区电压死区电压PN+PN+ 反向电流反向电流反向电流反向电流在一定电压在一定电压在一定电压在一定电压范围内坚持范围内坚持范围内坚持范围内坚持常数。常数。常数。常数。二极管的单导游电性二极管的单导游电性 1. 1. 二极管加正向二极管加正向二极管加正向二极管加正向电压电压正向偏置，
8、阳极接正、阴正向偏置，阳极接正、阴正向偏置，阳极接正、阴正向偏置，阳极接正、阴极接极接极接极接负负 时时， 二极管二极管二极管二极管处处于正于正于正于正导导游通形状，二极管正游通形状，二极管正游通形状，二极管正游通形状，二极管正向向向向电电阻阻阻阻较较小，正向小，正向小，正向小，正向电电流流流流较较大。大。大。大。 2. 2. 二极管加反向二极管加反向二极管加反向二极管加反向电压电压反向偏置，阳极接反向偏置，阳极接反向偏置，阳极接反向偏置，阳极接负负、阴、阴、阴、阴极接正极接正极接正极接正 时时， 二极管二极管二极管二极管处处于反向截止形状，二极管反于反向截止形状，二极管反于反向截止形状，二极
9、管反于反向截止形状，二极管反向向向向电电阻阻阻阻较较大，反向大，反向大，反向大，反向电电流很小。流很小。流很小。流很小。 3. 3. 3. 3. 外加外加外加外加电压电压大于反向大于反向大于反向大于反向击击穿穿穿穿电压电压二极管被二极管被二极管被二极管被击击穿，失穿，失穿，失穿，失去去去去单导单导游游游游电电性。性。性。性。 4. 4. 4. 4. 二极管的反向二极管的反向二极管的反向二极管的反向电电流受温度的影响，温度愈高反流受温度的影响，温度愈高反流受温度的影响，温度愈高反流受温度的影响，温度愈高反向向向向电电流愈大。流愈大。流愈大。流愈大。 二极管二极管二极管二极管电电路分析路分析路分析
10、路分析举举例例例例 定性分析：判定性分析：判别二极管的任二极管的任务形状形状导通通截止截止否那么，正向管否那么，正向管否那么，正向管否那么，正向管压压降降降降硅硅硅硅0.60.7V0.60.7V0.60.7V0.60.7V锗锗锗锗0.20.3V0.20.3V0.20.3V0.20.3V 分析方法：将二极管断开，分析二极管两端分析方法：将二极管断开，分析二极管两端分析方法：将二极管断开，分析二极管两端分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电电位位位位的高低或所加的高低或所加的高低或所加的高低或所加电压电压UDUD的正的正的正的正负负。假假假假设设 V V阳阳阳阳 V V阴或阴或阴或阴或 UD U
11、D为为正正正正( ( 正向偏置正向偏置正向偏置正向偏置 ) )，二极管，二极管，二极管，二极管导导通通通通假假假假设设 V V阳阳阳阳 V V阴或阴或阴或阴或 UD UD为负为负( ( 反向偏置反向偏置反向偏置反向偏置 ) )，二极管截止，二极管截止，二极管截止，二极管截止 假假设二极管是理想的，正二极管是理想的，正导游通游通时正向管正向管压降降为零，零，反向截止反向截止时二极管相当于断开。二极管相当于断开。稳压二极管二极管1. 1. 符号符号符号符号 UZIZIZM UZ IZ2. 2. 伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性 稳压管正常任务稳压管正常任务稳压管正常任务稳压管正常任务时加反向电压时
12、加反向电压时加反向电压时加反向电压运用时要加限流电阻运用时要加限流电阻运用时要加限流电阻运用时要加限流电阻 稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其电流变化很大，但其电流变化很大，但其电流变化很大，但其两端电压变化很小，两端电压变化很小，两端电压变化很小，两端电压变化很小，利用此特性，稳压管利用此特性，稳压管利用此特性，稳压管利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作在电路中可起稳压作在电路中可起稳压作在电路中可起稳压作用。用。用。用。_+UIO半半导体三极管体三极管NNP基极基极基极基极发发射极射极射极射极集集集集电电极极极极NPNNPN型型型型B
13、ECB BE EC CPNPPNP型型型型P PP PN N基极基极基极基极发发射极射极射极射极集集集集电电极极极极符号：符号：符号：符号：BECIBIEICBECIBIEICNPNNPN型三极管型三极管型三极管型三极管PNPPNP型三极管型三极管型三极管型三极管电流分配和放大原理流分配和放大原理1. 1. 三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件B BEC CN NN NP PEBRBECECRC发发射射射射结结正偏、集正偏、集正偏、集正偏、集电结电结反偏反偏反偏反偏 PNP PNP发发射射射射结结正偏正偏正偏正偏 VBVE VBVE集集集集电结电结反
14、偏反偏反偏反偏 VCVB VCVEVBVE集集集集电结电结反偏反偏反偏反偏 VCVB VCVB 1. 1. 输输入特性入特性入特性入特性特点特点特点特点: : : :非非非非线线性性性性死区电压：死区电压：死区电压：死区电压：硅管硅管硅管硅管0.5V0.5V0.5V0.5V，锗管锗管锗管锗管0.1V0.1V0.1V0.1V。正常任务时发射结电正常任务时发射结电正常任务时发射结电正常任务时发射结电压：压：压：压： NPNNPNNPNNPN型硅管型硅管型硅管型硅管 UBE UBE UBE UBE 0.60.7V0.60.7V0.60.7V0.60.7VPNPPNPPNPPNP型锗管型锗管型锗管型锗
15、管 UBE UBE UBE UBE 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3V0.3V0.3V0.3VIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VO2. 输出特性出特性IB=020A40 A60 A80 A100 A36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区放大区输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线通常分三个任通常分三个任通常分三个任通常分三个任务务区：区：区：区：(1) (1) 放大区放大区放大区放大区 在放大区有在放大区有在放大区有在放大区有 IC= IC= IB IB ，也称，也称，也称，也称为线为线性区，具有性区，具有性区，具有性区，具有恒流特性。恒流特
16、性。恒流特性。恒流特性。 在放大区，在放大区，在放大区，在放大区，发发射射射射结处结处于正向偏置、集于正向偏置、集于正向偏置、集于正向偏置、集电结处电结处于反向偏置，晶体管任于反向偏置，晶体管任于反向偏置，晶体管任于反向偏置，晶体管任务务于放大形状。于放大形状。于放大形状。于放大形状。IB=0IB=02020A A4040A A6060A A8080A A100100A A3 36 6IC(mA IC(mA ) )1 12 23 34 4UCE(V)UCE(V)9 91212O2 2截止区截止区截止区截止区IB 0 IB u 时， uo = +Uo(sat) u+ 1ABY2Y21. 1. 常
17、量与常量与常量与常量与变变量的关系量的关系量的关系量的关系逻辑代数运算法那么代数运算法那么2. 2. 逻辑逻辑代数的根本运算法那代数的根本运算法那代数的根本运算法那代数的根本运算法那么么么么自等律自等律自等律自等律0-10-1律律律律重叠律重叠律重叠律重叠律复原律复原律复原律复原律互互互互补补律律律律交交交交换换律律律律2. 2. 逻辑逻辑代数的根本运算法那代数的根本运算法那代数的根本运算法那代数的根本运算法那么么么么结结合律合律合律合律分配律分配律分配律分配律反演律反演律反演律反演律吸收律吸收律吸收律吸收律(1) A+AB = A (2) A(A+B) = A34逻辑函数的表示方法函数的表示
18、方法表示方法表示方法表示方法表示方法逻辑逻辑式式式式逻辑逻辑形状表形状表形状表形状表逻辑图逻辑图卡卡卡卡诺图诺图 1. 逻辑形状表形状表用用用用输输入、入、入、入、输输出出出出变变量的量的量的量的逻辑逻辑形状形状形状形状“1“1或或或或“0“0以以以以表格方式来表示表格方式来表示表格方式来表示表格方式来表示逻辑逻辑函数。函数。函数。函数。 0 0 0 0 A B C Y A B C Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1 2. 逻辑式式取取 Y=“1( 或或Y=“0 ) 列列逻辑式式取取 Y = “1 用用用用“ “与与与与“ “或
19、或或或“ “非等运算来表达非等运算来表达非等运算来表达非等运算来表达逻辑逻辑函数函数函数函数的表达式。的表达式。的表达式。的表达式。(1)由由逻辑形状表写出形状表写出逻辑式式对应于于Y=1，假，假设输入入变量量为“1，那么取，那么取输入入变量本身量本身(如如 A )；假；假设输入入变量量为“0那么那么取其反取其反变量量(如如 A )。一种一种组合中，合中，输入入变量之量之间是是“与关系，与关系， 0 0 0 0 A B C Y A B C Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1 3. 3. 逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图YCBA1&111
20、CBA 4 卡卡诺图BA0101二二二二变变量量量量BCA0010011110三三三三变变量量量量AB00011110CD00011110四四四四变变量量量量运用运用运用运用逻辑逻辑代数运算法那么化代数运算法那么化代数运算法那么化代数运算法那么化简简1 1并并并并项项法法法法2 2配配配配项项法法法法3 3加加加加项项法法法法4 4吸收法吸收法吸收法吸收法运用卡运用卡运用卡运用卡诺图诺图化化化化简逻辑简逻辑函数函数函数函数步步步步骤骤1.卡诺图卡诺图2.合并最小项合并最小项3.写出最写出最简“与或与或逻辑式式1.将取将取将取将取值为值为“1“1的相的相的相的相邻邻小方格圈成圈，小方格圈成圈，小
21、方格圈成圈，小方格圈成圈，2.所圈相所圈相所圈相所圈相邻邻小方格的个数小方格的个数小方格的个数小方格的个数应为应为2n2n，(n=0,1,2)(n=0,1,2)3.圈的个数圈的个数圈的个数圈的个数应应最少最少最少最少4.每个每个每个每个“ “圈要最大圈要最大圈要最大圈要最大5.每个每个每个每个“ “圈至少要包含一个未被圈圈至少要包含一个未被圈圈至少要包含一个未被圈圈至少要包含一个未被圈过过的最小的最小的最小的最小项项卡卡卡卡诺图诺图化化化化简简法：保管一个圈内最小法：保管一个圈内最小法：保管一个圈内最小法：保管一个圈内最小项项的一的一的一的一样变样变量，量，量，量，而消去相反而消去相反而消去相
22、反而消去相反变变量。量。量。量。组合合逻辑电路的分析与路的分析与综合合 组组合合合合逻辑电逻辑电路：任何路：任何路：任何路：任何时时辰辰辰辰电电路的路的路的路的输输出形出形出形出形状只取决于状只取决于状只取决于状只取决于该时该时辰的辰的辰的辰的输输入形状，而与入形状，而与入形状，而与入形状，而与该时该时辰辰辰辰以前的以前的以前的以前的电电路形状无关。路形状无关。路形状无关。路形状无关。组组合合合合逻辑电逻辑电路框路框路框路框图图X1X1XnXnX2X2Y2Y2Y1Y1Y Yn n. . . . .组组合合合合逻辑电逻辑电路路路路输输入入入入输输出出出出组合合逻辑电路的分析路的分析 (1) (1
23、) 由由由由逻辑图逻辑图写出写出写出写出输输出端的出端的出端的出端的逻辑逻辑表达式表达式表达式表达式(2) (2) 运用运用运用运用逻辑逻辑代数化代数化代数化代数化简简或或或或变换变换(3) (3) 列列列列逻辑逻辑形状表形状表形状表形状表(4) (4) 分析分析分析分析逻辑逻辑功能功能功能功能知逻辑电路知逻辑电路确定确定逻辑功能逻辑功能分析步分析步骤：组合合逻辑电路的路的综合合根据逻辑功能要求根据逻辑功能要求逻辑电路路设计设计 (1) 由由逻辑要求，列出要求，列出逻辑形状表形状表 (2) 由由逻辑形状表写出形状表写出逻辑表达式表达式 (3) 简化和化和变换逻辑表达式表达式 (4) 画出画出逻辑图设计步步骤如下：如下：
