第七章電工電子技術基礎——PPT

1、課題l7.1二極管從本章開始，我們進入電子電路的學習。電子電路有兩大基礎電路模擬和數字電路。模擬電路是將一個小的電信號放大到一個大的大信號，這就需要一個能放大的電子器件；數字電路處理的是間斷的開關信號，需要一個受控的電子開關。本章介紹的二極管、晶體管、場效晶體管等電子器件，可以作為模擬電路的放大器件和作為數字電路的開關器件。二極管、晶體管、場效晶體管等稱為分離元件，由這些分立元件組成的電路稱為分立電路。一個分立電路有的要用很多只分立元件，電路很復雜，人們就將這些分立的電子元件制造在同一塊硅片上，稱為集成電路。集成電路根據用途不同，有模擬集成電路、數字集成電路、專用集成電路等?，F在的集成電路技術

2、已能將上億個晶體管集成在一塊小小的硅片上。分立電路也好，集成電路也好，基礎器件就是二極管、晶體管、場效晶體管，因此，掌握這些電子器件的工作原理，是進一步學習電子電路的基礎。肖特基二極管單晶硅共價鍵示意圖7.1.1 PN結簡介半導體：是指原子結構為四價元素的一類材料，如硅、鍺等1.摻雜半導體（a）硅中摻磷形成電子（N型） （b）硅中摻硼形成空穴（P型）（c）N型半導體符號 （d）P型半導體符號型型2.PN結PN結具有單向導電的特性(a) PN結加正向電壓而導通 (b) PN結加反向電壓而截止7.1.2 二極管及特性參數1二極管的結構原理將一個PN結兩端各接上電極引線，封裝在管殼內，就制成一個二極

3、管。 (a) 二極管外形(b) 使用符號2二極管的U- I特性（1）正向特性（2）反向特性3二極管的主要參數（1）最大整流電流IFM（2）最高反向工作電壓URM穩(wěn)壓應用7.1.3 特殊二極管1硅穩(wěn)壓二極管簡稱穩(wěn)壓管，是利用反向特性工作的。因反向擊穿電壓穩(wěn)定，當將反向電流控制在一定范圍內，可用于穩(wěn)定電路兩端的電壓。擊穿特性發(fā)光二極管又稱LED當電流流過發(fā)光二極管時，其PN結發(fā)出一定波長的光。制作PN結的材料不同，發(fā)光的顏色不同2發(fā)光二極管（1）發(fā)光二極管種類常見的有：指示燈、字段顯示、大屏幕顯示牌、計算機顯示屏（比液晶顯示更清晰）；紅外線發(fā)射二極管，用于遙控器發(fā)射頭、傳感器發(fā)射頭、光電耦合器等。

4、（2）照明發(fā)光二極管白光的LED轉化效率已達到了170 流明/瓦（lm/W），遠高于熒光燈（60 lm/W）的發(fā)光效率。LED照明裝置的照明電路簡單，額外的損耗小，節(jié)能環(huán)保由LED燈具取代傳統的燈具已經成為歷史的必然 3光電二極管 4發(fā)光二極管和光電二極管的應用 （1）光電耦合器 （2）在光纜傳輸中的應用 （3）在家用電器中的應用 5.光伏電池二極管是電子電路的基礎器件，他由一個PN結組成。PN結又是組成三極管、場效晶體管、晶閘管等電子器件的基礎。通過控制PN的厚度和將兩個以上PN結按一定的規(guī)律結合在一起，可形成各種可控器件。大功率二極管可承受幾千伏的高壓，可通過上千安的電流，廣泛應用在變流技

5、術中。課題l7.2三極管l7.3場效晶體管7.2.1 三極管的結構 三極管是在一塊半導體晶片上通過摻雜工藝形成3個導電區(qū)域和兩個PN結，并分別引出3個電極線，加上管殼封裝而成(a) PNP型(b) NPN 型7.2.2 三極管的電流放大作用 （1）三極管的三個電流之間有如下關系 且 （2）集電極電流IC與基極電流IB的比值，稱為三極管的直流電流放大系數BCEIIICIBIBCII7.2.3 三極管的特性曲線及3個工作區(qū)域 1三極管特性曲線(a) 輸入特性 (b) 輸出特性三個區(qū)域的應用：在模擬信號放大電路中，管子必須工作在放大區(qū)域，否則會產生信號失真；在數字電路中，因為是開關信號，管子必須工作

6、在飽和或截止兩種狀態(tài)，飽和相當于開關閉合；截止相當于開關打開2三極管的3個工作區(qū)域3三極管的主要參數（1）共發(fā)射極電流放大系數（2）集電極最大允許電流ICM（3）集電極反向擊穿電壓UCE(BR)（4）集電極最大允許耗散功率PCM7.3.1 絕緣柵型場效晶體管的導電類型絕緣柵型場效晶體管也是一個三電極電子器件，它的3個電極分別為柵極G（控制極，對應于三極管的基極B）、漏極D（對應于三極管的集電極C）和源極S（對應于三極管的發(fā)射極E）。(a) NPN型三極管 （b）N溝道增強型 (c) N溝道耗盡型7.3.2 NMOS管特性曲線 1增強型NMOS管特性曲線(a) 轉移特性（b） 輸出特性 2耗盡型NMOS特性曲線(a) 轉移特性曲線 (b) 輸出特性曲線3.跨導 表征場效應管控制能力的參數稱為跨導，動態(tài)跨導的定義為：當UDS固定時，ID的變化量ID與UGS的變化量UGS的比值 UDS = 常數GSDmUIg7.4.1 三極管開關放大應用 1. 信號開關應用 信號放大應用的特點為管子所加電壓和通過的電路都很小，主要是處理信號之間的邏輯關系 2.功率開關應用 負載為直流電動機，通過管子開關工作，進行電動機調速控制。7.4.2 場效晶體管開關應用 1.小信號開關應用