模擬電路與數(shù)字電路2_2

1、第二章第二章 半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)NoImage晶體二極管晶體二極管晶體二極管晶體二極管晶體二極管應(yīng)用電路舉例晶體二極管應(yīng)用電路舉例將將PN結(jié)封裝，引出兩個電極，就構(gòu)成了二極管。結(jié)封裝，引出兩個電極，就構(gòu)成了二極管。小功率小功率二極管二極管大功率大功率二極管二極管穩(wěn)壓穩(wěn)壓二極管二極管發(fā)光發(fā)光二極管二極管晶體二極管晶體二極管晶體二極管晶體二極管1. 1. 符號符號 VD 陰極 陽極 電流方向 伏安特性圖伏安特性圖 2. 2. 伏安特性伏安特性 存在門限電壓存在門限電壓Ur Ur 鍺管鍺管 Ur Ur 0.2V 0.2V 硅管硅管 Ur Ur 0.6V 0.6V 反向飽和電流反向飽和電流

2、I IS S曲線近似呈水平線，曲線近似呈水平線，略有傾斜略有傾斜重要參數(shù)：重要參數(shù)：U UZ Z反向電流急劇增加而二反向電流急劇增加而二極管端壓近似不變。極管端壓近似不變。 （） 反向電流急劇增加而二反向電流急劇增加而二極管端壓近似不變。極管端壓近似不變。 （） 反向電流急劇增加而二反向電流急劇增加而二極管端壓近似不變。極管端壓近似不變。 （） 正向特性近似正向特性近似) 1(/TUuseIi ; 時時 sIi1/TUue反向特性近似反向特性近似 ; 時時TUuseIi/1/TUue2. 2. 伏安特性伏安特性26 qkTUT式中式中：mV T=300K時時(b)(b)反向特性反向特性(a)(

3、a)正向特性正向特性T T 則則U Ur r T T 則則I IS S 2. 2. 伏安特性伏安特性表征性能表征性能性能參數(shù)性能參數(shù)表征安全工作范圍表征安全工作范圍極限參數(shù)極限參數(shù)3. 3. 主要參數(shù)主要參數(shù)參數(shù)參數(shù)定義定義 R RD D = U / I |= U / I |Q Q點處點處 R RD D是是 u u 或或 i i 的函數(shù)的函數(shù) 3. 3. 主要參數(shù)主要參數(shù)定義定義 r rd d = d= du / u / d di i | |Q Q點處點處 伏安特性圖伏安特性圖 微變等效電路微變等效電路DdDuri 當二極管在靜態(tài)基礎(chǔ)上有一動態(tài)信號作用時，則可將二極當二極管在靜態(tài)基礎(chǔ)上有一動態(tài)

4、信號作用時，則可將二極管等效為一個電阻，稱為動態(tài)電阻，也就是微變等效電路。管等效為一個電阻，稱為動態(tài)電阻，也就是微變等效電路。ui=0時直流電源作用時直流電源作用小信號作用小信號作用 工作電流工作電流 I Ir r易導(dǎo)致二極管過熱失效易導(dǎo)致二極管過熱失效 允許加到二極管允許加到二極管( (非穩(wěn)壓管非穩(wěn)壓管) )的最高反向電壓。通常規(guī)定的最高反向電壓。通常規(guī)定為擊穿電壓的一半為擊穿電壓的一半 室溫下，二極管兩端加峰值電壓時的反向電流室溫下，二極管兩端加峰值電壓時的反向電流3. 3. 主要參數(shù)主要參數(shù)1. 1. 晶體二極管電路分析方法晶體二極管電路分析方法iRUu i = f (u )電路 圖解

5、1.1.晶體二極管電路分析方法晶體二極管電路分析方法 將實際二極管的將實際二極管的V-AV-A特性曲線作折線化近似。特性曲線作折線化近似。1. 1. 晶體二極管電路分析方法晶體二極管電路分析方法理想特性曲線理想特性曲線只考慮門限只考慮門限 的特性曲線的特性曲線V-A特性特性符號符號考慮門限電壓和考慮門限電壓和 正向?qū)娮璧恼驅(qū)娮璧?特性曲線特性曲線V-A特性特性符號符號r rd d：工作點處的動態(tài)電阻：工作點處的動態(tài)電阻1. 1. 晶體二極管電路分析方法晶體二極管電路分析方法僅考慮正、反向僅考慮正、反向 導(dǎo)通電阻的特性導(dǎo)通電阻的特性 曲線曲線V-AV-A特性及符號特性及符號 特殊二極管

6、特殊二極管穩(wěn)壓管主要參數(shù)穩(wěn)壓管主要參數(shù)穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓U UZ Z：即即PNPN結(jié)擊穿電壓結(jié)擊穿電壓穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流I IZ Z ： I Izminzmin I IZ Z I IZmaxZmax 動態(tài)電阻動態(tài)電阻r rZ Z ：定義定義r rZ Z = =u/u/i i r rZ Z越小，則穩(wěn)壓性能越好越小，則穩(wěn)壓性能越好 額定功耗額定功耗P PZ Z ：實際功耗超過實際功耗超過P PZ Z易使穩(wěn)壓易使穩(wěn)壓管損壞管損壞 特殊二極管特殊二極管Ur為門限電壓為門限電壓穩(wěn)壓管等效電路穩(wěn)壓管等效電路這時穩(wěn)壓管這時穩(wěn)壓管 就是一只二極管就是一只二極管 光電二極管工作于光電二極管工作于。其反向。其反向電流

7、與光照度電流與光照度E E成正比關(guān)系。成正比關(guān)系。 光電二極管可用作光測量或做成光光電二極管可用作光測量或做成光電電池。池。 發(fā)光二極管工作于發(fā)光二極管工作于。其發(fā)光。其發(fā)光強度隨正向電流增大而增大。強度隨正向電流增大而增大。 發(fā)光二極管主要用作顯示、照明器件。發(fā)光二極管主要用作顯示、照明器件。特殊二極管特殊二極管水立方的外觀顏色是由安置的LED燈所控制的。這種半導(dǎo)體發(fā)光材料非常節(jié)能，可以呈現(xiàn)紅藍綠三種基色，通過自動化系統(tǒng)控制，三種基色可以自由組合，能呈現(xiàn)出任何一種顏色。二極管的單向?qū)щ娦詰?yīng)用電路：整流、檢波、限幅、鉗位等。例例 限幅電路，設(shè)二極管為理想器件。分析輸出波形。結(jié)合圖中給定的參數(shù)分

8、析：結(jié)合圖中給定的參數(shù)分析： VD1、VD2 開路時，陽極對地電位為開路時，陽極對地電位為+5V，陰極對，陰極對 地電位分別為地電位分別為+1V、0V，是判斷電路中二極管的通斷。采用的方法是判斷電路中二極管的通斷。采用的方法是比較各二極管的正向開路電壓，正向開是比較各二極管的正向開路電壓，正向開路電壓最大的一只二極管搶先導(dǎo)通。路電壓最大的一只二極管搶先導(dǎo)通。例例： 如圖所示二極管門電如圖所示二極管門電路（路（VDVD 理想），求：理想），求：u uO O 解：解：分析的關(guān)鍵分析的關(guān)鍵可見可見VD2導(dǎo)通。導(dǎo)通。鉗位電路：分析輸出波形例例 在圖中，已知穩(wěn)壓二極管的在圖中，已知穩(wěn)壓二極管的6.3V6.3V，當，當V V20V20V，R Rlklk，求，求V VO O? ?已知穩(wěn)壓二極管的正向壓降已知穩(wěn)壓二極管的正向壓降V V0 07V7V。解解 當當V V20V20V，V V反向擊穿穩(wěn)壓反