模擬電子技術(shù)教案2

1、半導(dǎo)體的特點(diǎn)？N型半導(dǎo)體：自由電子多，空穴少P型半導(dǎo)體：空穴多，自由電子少2、雜質(zhì)半導(dǎo)體的特點(diǎn)？①半導(dǎo)體中有自由電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電。②半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力極易受外界因素的影響。③在純凈半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)，可改變其導(dǎo)電能力。復(fù)習(xí)：3、PN結(jié)的特點(diǎn)?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(gè)PN結(jié)加上電極引線、管殼。如圖：圖形符號(hào)2.二極管的分類

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

正向電壓：正極電位高于負(fù)極電位（正極接電源正極，負(fù)極接電源負(fù)極）。

反向電壓：正極電位低于負(fù)極電位。一、二極管的伏安特性

2.反向特性

①當(dāng)外加反向電壓時(shí)，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(dāng)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(dǎo)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螅驂航祷静蛔児韫埽?.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(duì)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(dāng)外加電壓一定時(shí)，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(gè)非線性器件。【特別提示】06.1.3.3二極管的主要參數(shù)1.最大整流電流IFM——實(shí)用中ID<IFM2.最高反向工作電壓URM

——實(shí)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(shí)加到二極管兩端的直流電壓U與所通過(guò)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(diǎn)顯然，靜態(tài)工作點(diǎn)不同，二極管的靜態(tài)電阻也不同。靜態(tài)工作點(diǎn)越高（即靜態(tài)電流I越大），靜態(tài)電阻越小。4.動(dòng)態(tài)電阻Rd二極管的動(dòng)態(tài)電阻（又稱交流等效電阻）是指二極管在靜態(tài)工作點(diǎn)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(dòng)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(diǎn)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(dòng)態(tài)電阻與靜態(tài)工作點(diǎn)的位置有關(guān)，靜態(tài)工作點(diǎn)越高，即靜態(tài)電流I越大，則二極管的動(dòng)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(diǎn)uiO實(shí)際特性實(shí)際特性理想特性理想特性當(dāng)外加電壓遠(yuǎn)大于二極管的正向?qū)妷航?，且不?jì)其反向電流時(shí)，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(dǎo)通截止若二極管是理想的，正向?qū)〞r(shí)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(yáng)>U陰或UVD為正(正向偏置)，二極管導(dǎo)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(fù)。若U陽(yáng)<U陰或UVD為負(fù)(反向偏置)，二極管截止。反向截止時(shí)二極管相當(dāng)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(diǎn)的電位高于B點(diǎn)的電位。若將二極管接入電路中，則二極管的陽(yáng)極電位高于陰極電位，故二極管因正向偏置而導(dǎo)通?！窘狻肯葘⒍O管從電路中斷開，并設(shè)C點(diǎn)接地，如圖（b）所示。則A點(diǎn)的電位B點(diǎn)的電位

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

穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)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(hào)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(shí)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(fù)載電阻RL＝600Ω。求：限流電阻R的取值范圍。（5）動(dòng)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(hào)為2CW58，

UZ＝10V，IZ＝5mA，IZM＝23mA，限流電阻R＝500Ω，為保證電路為負(fù)載RL提供10V的穩(wěn)定直流電壓，試確定負(fù)載電阻RL的適用范圍。RRLVZ+-UO+-UIIDZIRIL當(dāng)穩(wěn)壓管工作于穩(wěn)壓區(qū)時(shí)，若負(fù)載電阻RL最小，則負(fù)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(yīng)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(fù)載電阻RL最大，則負(fù)載電流IL最小。由于IR不變，應(yīng)有所以RRLVZ+-UO+-UIIDZIRIL即：負(fù)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?。只有?dāng)外加正向電壓使得正向電流足夠大時(shí)才發(fā)光。特點(diǎn)：無(wú)光照或外加正向電壓時(shí)，與普通二極管相同。

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

將大小和方向隨時(shí)間變化的交流電壓變成單一方向的、脈動(dòng)的直流電壓的過(guò)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(diǎn)的電位鉗制在某一數(shù)值上，稱為鉗位。4.保護(hù)保護(hù)電路中某些元器件，防止受到過(guò)電壓而損壞。5.作開關(guān)元件二極管