模擬電子技術(shù)教案2

1、半導體的特點？N型半導體：自由電子多，空穴少P型半導體：空穴多，自由電子少2、雜質(zhì)半導體的特點？①半導體中有自由電子和空穴兩種載流子參與導電。②半導體的導電能力極易受外界因素的影響。③在純凈半導體中摻入雜質(zhì)，可改變其導電能力。復習：3、PN結(jié)的特點?正向電壓：反向電壓：PN結(jié)的電流方程：P區(qū)電位高于N區(qū)電位P區(qū)電位低于N區(qū)電位具有單向?qū)щ娦?.3

二極管1.3.1二極管的類型和結(jié)構(gòu)1.二極管的結(jié)構(gòu)——由一個PN結(jié)加上電極引線、管殼。如圖：圖形符號2.二極管的分類

按材料硅管鍺管按結(jié)構(gòu)點接觸型面接觸型3.二極管的特點：具有單向?qū)щ娦浴?/p>

正向電壓：正極電位高于負極電位（正極接電源正極，負極接電源負極）。

反向電壓：正極電位低于負極電位。一、二極管的伏安特性

2.反向特性

①當外加反向電壓時，產(chǎn)生很小的反向電流Is。

【Is大小極易受溫度的影響，鍺管Is>硅管Is】②當反向電壓大于某一數(shù)值后，二極管擊穿損壞。

1.正向特性：要使二極管導通，正向電壓必須大于開啟電壓硅：0.5V

鍺：0.1V二極管正向?qū)ê?，正向壓降基本不變硅管?.6～0.8V

鍺管:0.1～0.3V1.3.2二極管的伏安特性二極管端電壓與電流的關(guān)系曲線。溫度對二極管伏安特性的影響溫度↑→正向特性左移 反向特性下移即：當外加電壓一定時，電流↑Ou/Vi/mA25℃60℃U(BR)Bi/μA死區(qū)電壓正向特性反向特性A

硅二極管所允許的結(jié)溫比鍺二極管的高（硅管的最高結(jié)溫約為150℃，鍺管的約為90℃）故大功率的二極管幾乎均為硅管。

二極管的特性曲線不是直線，而是近似為指數(shù)曲線。故二極管是一個非線性器件?！咎貏e提示】06.1.3.3二極管的主要參數(shù)1.最大整流電流IFM——實用中ID<IFM2.最高反向工作電壓URM

——實用中UD<

URM3.反向電流

IS

——IS越小越好4.靜態(tài)電阻RD

——二極管的靜態(tài)電阻（又稱直流等效電阻）是指靜態(tài)時加到二極管兩端的直流電壓U與所通過的直流電流I之比，用RD表示。

u/Vi/mAOUIQ圖1.3.5二極管的靜態(tài)電阻α靜態(tài)工作點顯然，靜態(tài)工作點不同，二極管的靜態(tài)電阻也不同。靜態(tài)工作點越高（即靜態(tài)電流I越大），靜態(tài)電阻越小。4.動態(tài)電阻Rd二極管的動態(tài)電阻（又稱交流等效電阻）是指二極管在靜態(tài)工作點附件電壓的變化量與電流的變化量之比，用rd表示，即u/Vi/mAOQ圖1.3.6二極管的動態(tài)電阻△i△uα若加到二極管兩端的電壓僅在靜態(tài)工作點的附近作微量的變化，則可以得出常溫下，由于UT=26mV故上式又可寫為可見，二極管的動態(tài)電阻與靜態(tài)工作點的位置有關(guān)，靜態(tài)工作點越高，即靜態(tài)電流I越大，則二極管的動態(tài)電阻越小。理想二極管正向?qū)妷航岛头聪螂娏骶鶠榱?。特點uiO實際特性實際特性理想特性理想特性當外加電壓遠大于二極管的正向?qū)妷航?，且不計其反向電流時，可將二極管視為理想二極管。定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)導通截止若二極管是理想的，正向?qū)〞r正向管壓降為零。否則，正向管壓降硅0.6～0.8V（典型值取0.7V）鍺0.1～0.3V（典型值取0.2V）分析二極管電路的一般方法：

若U陽>U陰或UVD為正(正向偏置)，二極管導通。

將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UVD的正負。若U陽<U陰或UVD為負(反向偏置)，二極管截止。反向截止時二極管相當于斷開。【例1-4-2】

如圖（a）所示電路，VD為硅管，其正向?qū)▔航?/p>

試求輸出端電壓uO。AUS1US2VDR1R2+-UOBC（a）原電路

可見，A點的電位高于B點的電位。若將二極管接入電路中，則二極管的陽極電位高于陰極電位，故二極管因正向偏置而導通?！窘狻肯葘⒍O管從電路中斷開，并設C點接地，如圖（b）所示。則A點的電位B點的電位

在此，二極管VD起鉗位的作用，它將B點的電位鉗制在8.3V上。（b）二極管斷開時的電路AUS1US2VDR1R2+-UOBC（a）原電路AUS1US2VDR1R2+-UOBC+-UVD練習：如圖，二極管導通電壓UD約為0.7V。試分別估算開關(guān)斷開和閉合時輸出電壓的數(shù)值。解：S斷開時，二極管外加正向電壓，導通輸出電壓：S閉合時，二極管外加反向電壓，截止輸出電壓：1、穩(wěn)壓二極管（簡稱穩(wěn)壓管）

穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導體硅二極管。

一、穩(wěn)壓管的伏安特性

穩(wěn)壓區(qū)：反向擊穿區(qū)正向特性與二極管相同?；?5反向特性：穩(wěn)壓管反向擊穿后，電壓基本不變?yōu)閁Z。1.3.4特殊二極管圖形符號二、穩(wěn)壓管的主要參數(shù)（1）穩(wěn)定電壓UZ（2）穩(wěn)定電流

IZ（或IZmin)（4）最大功率損耗PZMIZ好（3）最大穩(wěn)定電流IZM實用中：IZ<IZM例：

在圖示穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ＝6V，最小穩(wěn)定電流Izmin＝5mA，最大穩(wěn)定電流IZmax＝25mA；負載電阻RL＝600Ω。求：限流電阻R的取值范圍。（5）動態(tài)電阻rz要求：rZ好注意穩(wěn)壓管電路中必須要串聯(lián)限流電阻！解：而：∵UR＝UI－UZ＝10－6＝4V限流電阻R的取值范圍為114～227Ω。+--+

【例1-3-1】

如圖所示電路UI＝24V，VZ的型號為2CW58，

UZ＝10V，IZ＝5mA，IZM＝23mA，限流電阻R＝500Ω，為保證電路為負載RL提供10V的穩(wěn)定直流電壓，試確定負載電阻RL的適用范圍。RRLVZ+-UO+-UIIDZIRIL當穩(wěn)壓管工作于穩(wěn)壓區(qū)時，若負載電阻RL最小，則負載電流IL最大。由于IR不變，故

【解】為保證電路輸出10V的穩(wěn)定直流電壓，應使穩(wěn)壓管安全地工作于穩(wěn)壓區(qū)。根據(jù)KCL得所以RRLVZ+-UO+-UIIDZIRIL若負載電阻RL最大，則負載電流IL最小。由于IR不變，應有所以RRLVZ+-UO+-UIIDZIRIL即：負載電阻RL的適用范圍為435Ω～2kΩ。2、發(fā)光二極管3、光電二極管——將光能轉(zhuǎn)換成電能發(fā)光二極管也具有單向?qū)щ娦浴Ｖ挥挟斖饧诱螂妷菏沟谜螂娏髯銐虼髸r才發(fā)光。特點：無光照或外加正向電壓時，與普通二極管相同。

有光照且外加反向電壓或u=0時，照度越大，光電流越大。遙控、報警、光電傳感器應用：顯示電路1.4二極管的應用電路1.整流

將大小和方向隨時間變化的交流電壓變成單一方向的、脈動的直流電壓的過程稱為整流。整流原理詳見第10章。2.限幅

將輸出電壓的幅值限制在一定數(shù)值范圍之內(nèi)的電路稱為限幅器。限幅器又稱為削波器。3.鉗位將電路中某點的電位鉗制在某一數(shù)值上，稱為鉗位。4.保護保護電路中某些元器件，防止受到過電壓而損壞。5.作開關(guān)元件二極管