合病生醫(yī)微羅屏遺傳電子學(xué)計(jì)算機(jī)

緒論緒論學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的研究到臨床、治療和監(jiān)護(hù)都離不開電子技術(shù)的應(yīng)用。電子域和其它學(xué)科的知識(shí)，如生物物理學(xué)、生物工程醫(yī)學(xué)電子學(xué)(dalElectrsM)。緒論緒論一一、電子學(xué)在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)中的作1903年，v.Einthoven1929年，德國(guó)醫(yī)生HansBerger用檢流計(jì)在開換言之，生命的本質(zhì)在于“電因此通過(guò)檢測(cè)現(xiàn)象，各種疾病。經(jīng)肌肉疾患的法。國(guó)外將電刺激用于癱瘓治其它物理量用于治療：如微波、激光、射人們將電子學(xué)應(yīng)用到生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)中的同的啟發(fā)。二、醫(yī)學(xué)電子學(xué)研究的內(nèi)容和應(yīng)用范育提高臨床、治療、護(hù)理和等工作的質(zhì)量育緒論緒論⒈在醫(yī)用電子技術(shù)裝置的設(shè)計(jì)方 X線電視(X－TV)獲得廣泛

緒論緒論X－TV與熒光 相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)從暗室中解放出來(lái)； 便于實(shí)現(xiàn)影像數(shù)字化， 模擬信號(hào)通過(guò)A/D化，可獲得數(shù)字圖像和遠(yuǎn)距離傳輸影像層次、密度對(duì)比度更好，病灶顯示更清晰，有⒋隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，同位素裝置在準(zhǔn)確學(xué)電子學(xué)在治療裝置方⒍由于的發(fā)展，目前對(duì)高能粒子治療癌⒎生物磁學(xué)（Biomagnetics）在防止生緒論緒論⒏電子學(xué)直接用于醫(yī)學(xué)方面取得了很大發(fā)測(cè)技

緒論緒論自自1961年出現(xiàn)磁帶錄象機(jī)（T）以來(lái)，接著又出VTR多采用螺旋式，磁帶繞過(guò)⒏電子學(xué)直接用于醫(yī)學(xué)方面取得了很大發(fā)控技 錄技授課授課名稱：醫(yī)學(xué)電子：醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)（第3版陳仲主 楊素行，模楊素行，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)等教童詩(shī)白，模擬電子技術(shù)，高等教卜錫濱，電路與模擬電子技術(shù)，人民郵，人體人體器與提提取非電生物信錄介紹內(nèi)容第一用半導(dǎo)體器件第二章基本放大電路第三效應(yīng)管放大電第四物醫(yī)學(xué)常用放大電路第五成運(yùn)算放大器及應(yīng)用第六章直流穩(wěn)壓電源第七章醫(yī)用儀器干擾的抑制和安全用建議學(xué)習(xí)建議學(xué)習(xí)方知之，好之，樂(lè)適應(yīng)本課程學(xué)習(xí)的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折與標(biāo)志分析→綜合（設(shè)計(jì)需要學(xué)習(xí)的三器件，電路，系學(xué)習(xí)的三個(gè)方本課程的理本課程的實(shí)本課程與其它課5．5．PAGE2PAGE2這個(gè)問(wèn)題很大，解決這個(gè)問(wèn)題是一個(gè)系統(tǒng)工程，首先需要時(shí)間，還要多看書和多實(shí)踐。電子技術(shù)、無(wú)線電維修技術(shù)絕不是一門容易學(xué)好、短各方面又相互聯(lián)系，只有在整體上了解、初步掌握它。通過(guò)這門科學(xué)至少包 面的內(nèi)容：電路工作原理，這其一故障分析理論和檢查方法，這是其二；動(dòng)手操作能力這是其三。這 面技能 ，并且相互影響。從學(xué)習(xí)方法上講，看一遍書是不能解決問(wèn)題的，看一書是不行的。看書時(shí)，先通讀一至二遍，在通讀過(guò)程中能看懂就去下來(lái)，不能看懂的問(wèn)題就暫時(shí)放一邊，繼續(xù)向下看，不要第一遍就精讀，就想搞懂所有問(wèn)題，對(duì)初學(xué)工作原理有一定的整體了解之后，再去精讀全書。學(xué)習(xí)中，要以一本書為主輔多的類書為考書在主中有看不懂部分時(shí)，參考其他書的相關(guān)部分。應(yīng)該分五步來(lái)走：第一步，培養(yǎng)。對(duì)電子技術(shù)要產(chǎn)生濃厚，如可音機(jī)、機(jī)、機(jī)、充電器、器、音樂(lè)門鈴、無(wú)線PAGE3PAGE3第二步，增強(qiáng)自。產(chǎn)生了，并不一定就能堅(jiān)持下去。比如修理某一電子產(chǎn)品，打開后蓋，看到密密麻麻的電阻、電容、晶體管、集成塊，可能會(huì)感到無(wú)從下手，看看電路圖東扯西連如同天書，自然打消了一半積極性，若再不知所措地?fù)v鼓半天，一無(wú)所獲，甚至造成故障擴(kuò)大化，或者不幸遭到電擊，都會(huì)讓你的喪失殆盡，產(chǎn)生畏懼心理，從而失去學(xué)好電子技術(shù)的自信心。這時(shí)最好的辦法是不要急于只要成功了也會(huì)興奮不已。平時(shí)更要找一些簡(jiǎn)易電路比如閃爍發(fā)光燈、小功率的音頻放大器、聲光控制器等，動(dòng)手焊接既可享受成功帶來(lái)的喜悅，又能不斷增強(qiáng)自信，堅(jiān)持不懈地學(xué)下去。PAGE6PAGE6才能練就扎實(shí)的基本功第四步，完善理?，F(xiàn)在不少維修工作者拿來(lái)故障電器知道怎么修，知道該動(dòng)哪兒，但不知道為什么要這么做，只知其然，不知其所以然。這完全是由于只有經(jīng)驗(yàn)而不懂理論造成的。這種人小打小鬧可以，若真要遇上復(fù)雜些的故障，也就束手無(wú)策 為力了。只有掌握理論明白其中的道理，才會(huì)應(yīng)對(duì)自如臨陣不慌。先學(xué)維修后學(xué)理論，會(huì)減少枯燥感有所針對(duì)性，學(xué)好理論返過(guò)來(lái)又能更好地指導(dǎo)實(shí)踐，兩者相輔相成，互為促進(jìn)。學(xué)習(xí)理論時(shí)，可先找一些最基礎(chǔ)的模擬和數(shù)字電路書籍，從易到難，逐步掌握常用電子元器件的功能作用、圖形符號(hào)、型號(hào)分類、基本參數(shù)、測(cè)量方法、使用事項(xiàng)，明白電子技術(shù)中常用概念、單位換算，熟悉單元功能電路的原理、組成和狀態(tài)分析等。同時(shí)還可以訂一些技術(shù)報(bào)從專門文章及維修實(shí)例中汲取豐富的知識(shí)營(yíng)養(yǎng)第五步，深入鉆研。能走到這一步者，說(shuō)明已經(jīng)具備了一定的理論和操作水平，多數(shù)電器的常見(jiàn)故障已不在話下，較復(fù)雜的故障也能順利應(yīng)對(duì)排除，并能熟練運(yùn)用所掌握的電子技術(shù)知識(shí)設(shè)計(jì)稍復(fù)雜的功能電路，研制一些實(shí)用電子產(chǎn)品但學(xué)習(xí)不能戛然而止就此滿足，世上萬(wàn)物都不是一成不變的，電子技術(shù)發(fā)展更是迅猛，新技術(shù)與新理論層出不窮、日新月異，新產(chǎn)品猶如連綿不絕的大海潮水不斷涌現(xiàn)，吸引著人們的眼球，同時(shí)也進(jìn)一步提高了人們的生活質(zhì)量對(duì)此我們只有積極尋找各種途徑，特別是利用因特網(wǎng)不斷學(xué)習(xí)不斷充實(shí)，深入鉆研，才會(huì) 立于不敗之地，不被飛速發(fā)展的歷史無(wú)情拋棄。醫(yī)學(xué)電子學(xué)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基 醫(yī)學(xué)電子學(xué)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基內(nèi)容簡(jiǎn)內(nèi)容簡(jiǎn)醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PAGE1半導(dǎo)體材：絕緣體：半導(dǎo)體：10－4Ω·cm<<109Ω·cm，導(dǎo)電性能介半導(dǎo)體的晶體結(jié)典型的元素半導(dǎo)體有硅Si和鍺Ge，此外，還醫(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PAGE3元素半導(dǎo)體硅和在絕對(duì)零度時(shí)，價(jià)電子都處于穩(wěn)定32，但它們有一狀態(tài)，在純凈的半導(dǎo)體中基本上電子（價(jià)電子）有自由電子，是一個(gè)絕緣體。本征半導(dǎo)本征半導(dǎo)體：化學(xué)成分純凈、結(jié)構(gòu)完整的體。它在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)本征激發(fā)(熱激發(fā)：受溫度、光照等環(huán)境因素的影響，半導(dǎo)體共價(jià)鍵中的價(jià)電子獲得足夠的稱之為本征激發(fā)（熱激發(fā)）（見(jiàn)圖1..2）?？昭ǎ汗矁r(jià)鍵中的空位空穴對(duì)。所以，在本征半導(dǎo)體ni=pi（ni－自K1—常數(shù)，硅為3.8710-6K-3/2/cm3，鍺1.7610-6K-3/2/cm3；T—熱力學(xué)溫度；EGO—禁帶寬度，硅為1.21eV，鍺為0.785eV；k—波耳茲曼常數(shù)，8.6310-5eV/K。（e—單位電荷醫(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PAGE4場(chǎng)下，形成定向運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生電場(chǎng)下，形成定向運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生電流。所以，在導(dǎo)體中具有兩種載流子：自由電子和空達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，則ni=pi的值一定ni與pi的值與溫度有關(guān)，對(duì)于硅材料，大約溫度每升高8oC，ni或pi增加一倍；對(duì)于鍺材料，大約溫度每升高12oC，ni或pi增加一倍。載流子：能夠參與導(dǎo)電的帶電粒子半導(dǎo)體中載流子的移動(dòng)：如圖1.1.3所示。從圖中醫(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PAGE5雜質(zhì)半導(dǎo)雜質(zhì)半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中參入微量的雜醫(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PAGE6醫(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PAGE7PP醫(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PAGE8所示。常用的五價(jià)元素的雜質(zhì)有磷、砷和銻等醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基N型半導(dǎo)體結(jié)N型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意9少少數(shù)載流多數(shù)載流正離醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基典型數(shù)據(jù)如下T=300K室溫下,本征硅的電子和空穴濃度ni=pi摻雜后N型半導(dǎo)體中的自由電子濃度ni= 以上三個(gè)濃度基本上依次相差106/cm3 掌握下列半導(dǎo)體的基本概念本征半導(dǎo)本征激發(fā)、空穴、載流雜質(zhì)半導(dǎo)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)受主雜質(zhì)、施主雜質(zhì)、多子、醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基5PN 5PN 意圖如圖1.1.6所示二.PN結(jié)的單向?qū)щ娽t(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PN結(jié)加正向電向擴(kuò)散電流PN結(jié)導(dǎo)通。其示圖1.1.7所示。PN結(jié)加反向電向漂移電流，PN結(jié)截止。其示意圖如圖1.1.8PN結(jié)的單向?qū)щ奝N結(jié)加正向電壓（正偏）時(shí)導(dǎo)通；加（反偏）時(shí)截止的特性，稱為PN結(jié)的單向?qū)щ娦葬t(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基三.三.PN結(jié)的特性曲1PN結(jié)的V-I特性表達(dá)S S

I(eUD/nU

式中，IS—反向飽和電流n—發(fā)射系數(shù)，與PN結(jié)的的尺寸、材料等有關(guān)，其值為1~2；UT—溫UT=kT/q=0.026V醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基 圖1.1.9PN結(jié)的正向特性n死區(qū)電導(dǎo)通電PN結(jié)的正向特為0.1V左右；。；。醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PN結(jié)的反向特圖1.1.10PN的反向特

反反向電流在一定溫度下，少子的濃度一定，當(dāng)反向電反向電流IR即為反向飽和電流I，基本保持不變。反向電流度的影響大硅 -IS鍺醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PN結(jié)的反向擊穿特

圖1.1.11PN結(jié)的反向擊穿特

反向擊穿分為雪崩擊穿和齊納擊穿兩種類型雪崩擊穿：當(dāng)反向電壓增加時(shí)，空間電荷區(qū)的電場(chǎng)隨之空穴對(duì)在電場(chǎng)的作用下，同樣會(huì)與晶體中的原子發(fā)生碰撞電離，再產(chǎn)生新的電子形成載流子的倍增效應(yīng)。當(dāng)反向電壓增加到一定數(shù)值時(shí)，這種情況就象發(fā)生雪崩一樣，載流子增加得多而快，使反結(jié)的雪崩擊穿。齊納擊穿：齊納擊穿的機(jī)理與雪崩擊穿不同。在較高的反向電壓作用下，空間電荷區(qū)的電場(chǎng)變成強(qiáng)電場(chǎng)，有足夠形成電子空穴對(duì)，造成載流子數(shù)目的急劇增加，從而導(dǎo)致了結(jié)的齊納擊穿。PN結(jié)的電容效勢(shì)壘電容PN結(jié)外加電壓變圖1.1.12壘電容示意空間電荷區(qū)的寬度將隨之變化，即耗盡層的電荷量隨外加電壓增加或減少，呈現(xiàn)出電容充放電的性質(zhì)，其等效的電容稱之為勢(shì)壘電容。當(dāng)圖1.1.12壘電容示意醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基擴(kuò)散電容PN結(jié)外加正向電結(jié)電容CjCb圖1.1.13散電容示意圖1.1.13散電容示意醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基主要介紹了以下基本內(nèi)容PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕赫珜?dǎo)通、反偏PN結(jié)的特性曲線正向特性：死區(qū)電壓、導(dǎo)通電反向特性：反向飽和電流、溫度影響PN結(jié)的電容效應(yīng)：勢(shì)壘電容、擴(kuò)散電 本征半導(dǎo)體：本征激發(fā)、電子—雜質(zhì)半導(dǎo)體：P型半導(dǎo)體和N 醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基半導(dǎo)體二極管的半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)及分結(jié)構(gòu)：在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為個(gè)二極管。由P區(qū)引出的電極為陽(yáng)極（或正極1N區(qū)引出的電極為陰極（或負(fù)極） 醫(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PAGE2一.點(diǎn)接觸型二極點(diǎn)接觸圖1.2.1二極管的結(jié)構(gòu)

結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波 醫(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PAGE3二.面接觸型二極大電流整流電路面接觸圖1.2.1二極管的結(jié)構(gòu)

醫(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PAGE5陽(yáng)引陽(yáng)引陰引PNP(c)圖1.2.1三.作用，在型硅單晶片上僅選擇性地?cái)U(kuò)散一部分而形成的結(jié)。由于半導(dǎo)體故而得名。陽(yáng)極陽(yáng)極k圖1.2.2四.半導(dǎo)體二極管的V-I特二極管的特性與PN結(jié)的特性基本相同，也醫(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基PAGE6 硅管:正向壓降0.6--鍺管 硅管:正向壓降0.6--鍺管:正向壓降0.2--2.半導(dǎo)體二極管的V-I特iDISU /正向特RiD反向特①+V 5 0.20.4A-②V反向擊穿特③鍺管

鍺二極管2AP15的V-I特PAGE7PAGE72.半導(dǎo)體二極管的2.半導(dǎo)體二極管的V-I降減小2~2.5mV；溫度每升高10℃，反向電PAGE8PAGE8正負(fù)–+正負(fù)–+正向特性：二極管加正向電正+ 負(fù)反向特性：二極管加反向電9醫(yī)學(xué)電子學(xué)基9醫(yī)學(xué)電子學(xué)基

半導(dǎo)體二極管的最大整流電流長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)允許通過(guò)的 +-IF由PN結(jié)面積和外界散熱條件決定，使用時(shí)，工作電流過(guò)IF且須滿足散熱條件，3.半導(dǎo)體二極管的反向擊穿電壓UBR和最大反向工作電壓的反向電壓的極為了保證二極管URM反向飽和電流

(4正向壓降(4正向壓降R+-

導(dǎo)通壓降

Uon

0.70.2

PN結(jié)的伏安特（鍺二極管典型值（（鍺二極管典型值 3.半導(dǎo)體二極管的極間電容Cj或最高工作頻率極間電容CjPN結(jié)存在擴(kuò)散電容Cd和勢(shì)壘電容Cb，極間電容是反映二極管中PN結(jié)電容效應(yīng)的Cj=Cd+Cb。在高頻或開關(guān)運(yùn)行時(shí)，必須考慮極間電容最高工作頻率fM半導(dǎo)體二極管的(5)極間電容Cj或最高工作頻率r——二極管等效電C——二極管等效電容，PF級(jí)，非常小

C圖1.2.4二極管高頻當(dāng)當(dāng)ω→∞C的阻抗＝可見(jiàn)，頻率ω越高，C的阻抗越小

結(jié)果，影響到二極管的狀態(tài)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基醫(yī)學(xué)電子學(xué)基4.4.(1(1)理想模(2)恒壓降模*3折線型模*(4)小信號(hào)模二極管的等效模型電理想模正偏時(shí)圖1.2.5二極管的理想等效模iD=0,RD圖1.2.5二極管的理想等效模醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基 恒壓降模圖 二極管的恒壓降等效模

正偏時(shí)反偏時(shí)iD=0,相當(dāng)于一理電子開關(guān)和壓源的串聯(lián) 醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基二極管基本電路及模型分析二極管的靜態(tài)工作情況分R

R

R —

(a)原電 (b)理想模型電 (c)恒壓降模型電圖1.2.7例1.2.1的電路例1.2.1求圖1.2.7（a）所示電路的硅二極管電流ID和電壓UD解：（1）理想模

（2）恒壓降模型

VDDUDR

20

則

VDDR

20

例1.2.2如圖1.2.8所示電路。忽略二極管正向壓降和R+R+ui—U+圖1.2.8例1.2.2電路 二極管開關(guān)電例1.2.3如圖1.2.9所示電路。試求UI1、UI2為0和+5VU0UccRUccR圖1.2.9例1.2.3電路 截000醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基二極管選擇原則①當(dāng)要求反向電壓高時(shí)選硅管②當(dāng)要求耐高溫時(shí)選硅③當(dāng)要求反向電流小時(shí)④當(dāng)要求導(dǎo)通電壓和正向壓降低時(shí)選鍺⑤在需要導(dǎo)通電流大時(shí)選面接觸型二極⑥當(dāng)需要工作頻率高時(shí)選點(diǎn)接醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基穩(wěn)壓二極又稱齊納二極管，是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅極管，利用二極管反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。穩(wěn)壓二極管壓時(shí)工作在反向電擊穿狀態(tài)穩(wěn)壓二極管的伏安特正向特性：與普通二極管相同

U穩(wěn)壓管的伏安特

醫(yī)醫(yī)學(xué)電子學(xué)基穩(wěn)壓二極管的伏安特，，管子在擊穿后，通過(guò)其中的電流在很大范圍內(nèi)變化，而管子兩端的電壓變化范圍卻很小，這一現(xiàn)象使二極管在一定范圍內(nèi)能夠起到穩(wěn)定

UU穩(wěn)壓管的伏安特 穩(wěn)壓二極管的伏安特注意：這個(gè)“一定范圍”就是管子由“擊穿”轉(zhuǎn)化為“穩(wěn)壓”的決定條件，管外電路必須有限制電流的措施，使電擊穿不致于引起熱擊穿而損壞把利用反向擊穿特性制成的二極管稱為穩(wěn)壓管或穩(wěn)壓的條件：制造工藝加以保證，同時(shí)外電路中應(yīng)有限流措施。 穩(wěn)壓二極管的主要參穩(wěn)定電壓動(dòng)態(tài)電阻在正常工作區(qū)的電壓變化量相應(yīng)的電流變化量之比。=UZ ，rZ越小，電壓定性越好最大耗散功率

U不發(fā)生熱擊穿時(shí)的最大功率PZM＝UZ 穩(wěn)壓二極管的主要參最大穩(wěn)定工作電流IZmax和小穩(wěn)定工作電流Z穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)——Z數(shù)為+0.095/℃，如果在20℃

U時(shí)的穩(wěn)壓值是11V，則在50℃時(shí)的穩(wěn)壓值Uz=11+0.095﹪×(50-一般說(shuō)來(lái)，低于6的穩(wěn)壓管電壓溫度系數(shù)為負(fù)，高于6的穩(wěn)壓管電壓溫度系數(shù)為正，6左右的管子穩(wěn)壓值基本上不受溫度影響。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用原理在于，電流有很大增量時(shí)，只引起很小的電壓變化。反向擊穿曲線愈陡，動(dòng)態(tài)電阻愈小，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓性能愈好。在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中一般都加限流電阻R，使穩(wěn)壓管電流工作在IZax和IZmix的穩(wěn)壓范圍。另外，在應(yīng)用中還要采取適當(dāng)?shù)拇胧┫拗仆ㄟ^(guò)管子的電流，以保證管子不會(huì)因過(guò)熱而燒壞（（3）RIILUiDWU0穩(wěn)壓原理RIILUiDWU0電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)Ui↑→Uo↑→IW↑↑→I↑↑→負(fù)載變化時(shí)RLIL

IR

U0U0

IZ

IRRRRUi4U0Ui5U0穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電例 人們最常用的6V左右的穩(wěn)壓管，試用2只6V穩(wěn)壓管利用串、并聯(lián)方式，可以連出多少種輸出電壓的電路RUiRUi U0RUi2U0RUi U0五五種電（3）穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電 壓管穩(wěn)壓電路，已知UO=6V，輸入電壓UI波動(dòng)10%，RL=1k。RR+IRI+Z--圖1.2.10穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電解：（1解：（1）選擇DZUZ UOIZmaxILmax(2~(2~(2~U0RLmin61000A(12~18)mA查手冊(cè)，選擇DZ2CW13，UZ=(5~6.5V)IZmax=38mA,

選擇限流電阻UI

(12

18)V,取UI

1V UI

UO

15(110%)

IZ

38

6/1000 UI

15(110%)

IZ

5

6/1000R可取標(biāo)稱470111111,2,2,2,2,3,3,3,344556,6789）其它類型的二極變?nèi)荻O二極管的結(jié)電容除了與本身結(jié)構(gòu)和工藝有關(guān)外，還與外加的電壓有關(guān)。變?nèi)荻O管是利用增加而顯著減小這一特性制成。工作在反向運(yùn)行狀態(tài)，變?nèi)荻O管的電容量一般較小，其大小為～300p，最大電容和最小電容之比可達(dá)2以上，在高頻技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。變?nèi)荻O管的符號(hào)及結(jié)電容與電壓之間的關(guān)系如下圖a符k

10520 8.其它類型的二極光電二極是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的特殊二極管。光電二極管的結(jié)構(gòu)與P結(jié)二極管類似，并在N結(jié)處通過(guò)管殼上的一個(gè)玻璃窗口接收外部的光照，結(jié)的結(jié)面積做得比較大，以便接受光的照射。該器件工作在反向偏置狀態(tài)，主要用于光控電路。外加反向電壓，無(wú)光照時(shí)的反向電流稱在外界光線的照射下，其反向電流與光照強(qiáng)度成正比。a特性曲符

ip

Up108 2 8.其它類型的二極發(fā)光二極簡(jiǎn)寫成(LE)，是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的特殊二極管?；窘Y(jié)構(gòu)是一個(gè)結(jié)，工作在正向運(yùn)行狀態(tài)，由于電子和空穴直接復(fù)合而釋放出光能量，使這種管子在有電～之間，工作電流在30之間，電流越大，發(fā)光越強(qiáng)。常采用元素周期表Ⅲ、族元素的化合物砷化鎵、磷化鎵等）半導(dǎo)體制成，其發(fā)光顏色主要取決于所用半導(dǎo)體材料，常見(jiàn)的可發(fā)出紅、黃和綠色等可見(jiàn)光。光譜范圍一般較窄。其發(fā)光亮度與流過(guò)管子的電流成正比。發(fā)光二極管的電路符號(hào)如圖： 符 或矩陣式器件符顏波基本材正向電壓10mA光強(qiáng)10mA，張角光功紅砷化紅磷砷化鮮磷砷化黃磷砷化綠砷化

脈沖發(fā)光二發(fā)光二極發(fā)射電光纜傳光電二極接收電8.其它類型的二極激光二極激光二極管的工作原理與氣體激光器相同。但氣體激光器所發(fā)射出的是可見(jiàn)光，而激光二極管發(fā)射的則是紅外如計(jì)算機(jī)上的光盤驅(qū)動(dòng)器和激光打印機(jī)的打印頭等。 N- N-

P-

激光半導(dǎo)體激光二極 醫(yī)學(xué)電子醫(yī)學(xué)電子學(xué)基折線模型和1雙極性晶體管的結(jié)構(gòu)及類半它一塊半導(dǎo)體上制成兩個(gè)緊密結(jié)合的構(gòu) 半它一塊半導(dǎo)體上制成兩個(gè)緊密結(jié)合的構(gòu) ，表示三極管符

雙極兩

管管

2 2結(jié)構(gòu)特多也很復(fù)雜：摻雜刻、擴(kuò)散等，硅平面管管芯結(jié)構(gòu)剖面度很低；上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)構(gòu)成了晶體管具有放大作用 條件 3 3晶體管的電流放大作（1） （如圖1.3.3所示子(形成Ie)；集電區(qū)流 控制載流子(在基區(qū)擴(kuò)散與合種載流子(自由電子和空穴 管?；駼JT(BipolarJunction4IE=IB+Ic>>Ib，電流放大作用 因Ic>>Ib和IcIb，Ib 5 5電壓放大作用Ube有較小變化Ube，使Ib產(chǎn)生變化Ib，使IcIc，在Rc上產(chǎn)生電壓降變化，從而產(chǎn)生Uce的變化Uce>>Ube綜上所述，三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過(guò)基區(qū)傳輸，然后到達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)這一傳輸過(guò)條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很外部條件：6晶體管的共射特性曲反映三極管各極電壓與電流之間關(guān)系的曲線，有輸入特性曲線和輸出特性曲線。輸入特性曲

IB=f(UBE)當(dāng)UCE一定時(shí)，基極電流IB與UBEUCEUCE=0VUCE圖RE晶體管特性測(cè)試電 7 7輸入特性曲當(dāng)UCE=0V時(shí)，集電極、發(fā)射極短路，發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正偏，相當(dāng)兩個(gè)正偏二極管并聯(lián)，類似于二極管正向特性當(dāng)UCE≥1V時(shí)，UCB=UCE-UBE>0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收集電UCE=UCE=UCE= UCERE 8 8輸入特性曲輸入特性曲線的三個(gè)部①死硅管③線性鍺管Uth③線性

鍺UBEon=0.2V99輸出特性曲線（圖IC=f(UCE)RE輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域RE

圖行等距。此時(shí)，

IC IB,

IB正偏，集電結(jié)反偏

I

對(duì)I 的控晶體管的主要參直流參(a共射直流電流放大系數(shù)

一般

~圖=IC/I圖*(b)共基極直流電流放大系數(shù)=IC/IE

(0.95

極間反向電

圖ICBO

Ie集電極發(fā)射極間的穿透電流ICEO=（1+基極開路時(shí)，集電極與發(fā)射極間的穿透電流ICEO也稱為集

交流參共射交流電流放大系數(shù)

圖

共基交流電流放大系數(shù)ICEE

UCBcos

當(dāng)ICBO和ICEO很小時(shí)

≈

加區(qū)分。引入后，三極管各極電流間IE=IC+IB，IC=IB，IE=(1+)IB 交流參共發(fā)射極截止頻率f和特征頻率f隨f12當(dāng)f增高，下降12

1時(shí)的頻率，稱為截止率f。 11

（2）交流（2）交流參fT：當(dāng)f進(jìn)一步升高，下降為1時(shí)的頻率。由 0 可 1(f

f

010ff

f時(shí)，0 1f時(shí) 1

0

或f f/f 即與頻率f的乘積不

f

則 fT

0f（2）交流（2）交流參輸入電阻rbe：Ube與對(duì)應(yīng)的Ib的比值。

bIbbb

0

（2）交流（2）交流參 300(1

E

(e)輸(e)輸出電阻rce：Ib不變時(shí)，Uce與對(duì)應(yīng)的Ic的比即r IccIb常數(shù)QcI其值可由輸出特性曲求得。如圖所示0UI 極限參

極限參

圖集電極最大允許

使用時(shí)不允許超過(guò)PCM=ICUCE=反向擊穿電BUCBO—發(fā)射極開路時(shí)的集電結(jié)反向擊穿電壓BUEBO—集電極開路時(shí)發(fā)射結(jié)的反向擊穿電壓其關(guān)系為BUCBO＞BUCEO＞BUEBO 圖1.3.12輸出圖1.3.12輸出特性曲線上的過(guò)損耗區(qū)和擊穿由PCMICM和BUCEO在輸出特性曲線上可以確 晶體管的選管原保證其工作在安全區(qū)工作時(shí)，IC<ICM，PC<PCM，Uce<BUCEO輸出電流大時(shí)，選ICM大的管；輸出功率大時(shí)，選大的管，注意散熱工作電壓高時(shí)，選UCE大的管；三極管作為開關(guān)元件時(shí)，發(fā)射結(jié)要加反向電壓，這時(shí)注意使U<B。輸入信號(hào)頻率高時(shí)，選高頻管要求耐溫性好，選硅管；要求導(dǎo)通電壓低，選鍺管同型號(hào)管，優(yōu)先選用反向電流小的管子。

特殊三極光電三極管：又稱光敏二極管與一只晶體管相連。般光電三極管只引出兩個(gè)電極，基極不引出，也有兩個(gè)結(jié)，并有型和型之分，與普通三極管的差別在于基區(qū)面積做得較大，發(fā)射區(qū)面積做得較小，入射光主要被基區(qū)吸收。如圖所示。 6殊三極6殊三極光電光電耦合光電耦合器c是一種光電結(jié)合的半導(dǎo)體器件，它是將一個(gè)發(fā)光二極管器的工作原理是輸入端加電信號(hào)時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光，光電現(xiàn)電－光－電的傳輸和轉(zhuǎn)換。光電耦合器的特點(diǎn)是，以光為效地、隔噪聲。ce輸輸e輸輸—6殊三極6殊三極光電耦合器應(yīng)用電

RT

光電耦合器組成的開關(guān)電6殊三極6殊三極(3)、光電耦合器應(yīng)用電路T截ucT截uc高電發(fā)光管無(wú)電流不發(fā) T

輸 無(wú)觸點(diǎn)常開式開關(guān)電(3)、光電耦合器應(yīng)用電路