第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識

第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第1頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第五節(jié)晶閘管第六節(jié)單結(jié)晶體管第七節(jié)集成電路及其應(yīng)用第八節(jié)邏輯門電路電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)第2頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用一、二極管的結(jié)構(gòu)二、二極管的特性三、穩(wěn)壓管的特性與參數(shù)四、二極管的檢測與應(yīng)用第3頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用半導(dǎo)體第4頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。摻雜性：往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電能力明顯改變

(可做成各種不同用途的半導(dǎo)體器件，如二極管、三極管和晶閘管等）。光敏性：當(dāng)受到光照時，導(dǎo)電能力明顯變化(可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等)。熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第5頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三一、二極管的結(jié)構(gòu)完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。晶體中原子的排列方式單晶硅中的共價健結(jié)構(gòu)共價鍵中的兩個電子，稱為價電子。

Si

Si

Si

Si(一)半導(dǎo)體的種類1.本征半導(dǎo)體共價健價電子價電子第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第6頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三

Si

Si

Si

Si價電子

價電子在獲得一定能量（溫度升高或受光照）后，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電），同時共價鍵中留下一個空位，稱為空穴（帶正電）。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理:這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)?？昭囟扔撸w中產(chǎn)生的自由電子便愈多。自由電子在外電場的作用下，空穴吸引相鄰原子的價電子來填補(bǔ)，而在該原子中出現(xiàn)一個空穴，其結(jié)果相當(dāng)于空穴的運動（相當(dāng)于正電荷的移動）。第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第7頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理:(1)自由電子作定向運動電子電流(2)價電子遞補(bǔ)空穴空穴電流(1)本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少,其導(dǎo)電性能很差；(2)溫度愈高，載流子的數(shù)目愈多,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈好。所以，溫度對半導(dǎo)體器件性能影響很大。自由電子和空穴都稱為載流子。

自由電子和空穴成對地產(chǎn)生的同時，又不斷復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動態(tài)平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時，在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流:注意：第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第8頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三

摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。摻入五價元素:

Si

Si

Si

Sip+多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€電子變?yōu)檎x子在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì)（某種元素）,形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。

在N

型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。2.N型半導(dǎo)體第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第9頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三3.

P型半導(dǎo)體摻雜后空穴數(shù)目大量增加，空穴導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。摻入三價元素:

Si

Si

Si

Si

在P

型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。B–硼原子接受一個電子變?yōu)樨?fù)離子空穴無論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對外不顯電性。第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第10頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(三)PN

結(jié)及其單相導(dǎo)電性PN

結(jié)的形成:多子的擴(kuò)散運動內(nèi)電場少子的漂移運動濃度差P

型半導(dǎo)體N

型半導(dǎo)體內(nèi)電場越強(qiáng)，漂移運動越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬?？臻g電荷區(qū)也稱PN

結(jié)

擴(kuò)散和漂移這一對相反的運動最終達(dá)到動態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－形成空間電荷區(qū)第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第11頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三1.

正向?qū)ㄌ匦訮N

結(jié)變窄

P接正、N接負(fù)

外電場IF

內(nèi)電場被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)，形成較大的擴(kuò)散電流。

PN

結(jié)加正向電壓時，PN結(jié)變窄，正向電流較大，正向電阻較小，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。內(nèi)電場PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第12頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三2.

反向截止特性外電場

P接負(fù)、N接正內(nèi)電場PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－–+第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第13頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三PN

結(jié)變寬外電場

內(nèi)電場被加強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，形成很小的反向電流。IR

P接負(fù)、N接正

溫度越高少子的數(shù)目越多，反向電流將隨溫度增加。–+

PN

結(jié)加反向電壓時，PN結(jié)變寬，反向電流較小，反向電阻較大，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。內(nèi)電場PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第14頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三半導(dǎo)體及PN結(jié)第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第15頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(四)二極管的結(jié)構(gòu)和類型(1)點接觸型(2)面接觸型

結(jié)面積小、結(jié)電容小、正向電流小。用于檢波和變頻等高頻電路。

結(jié)面積大、正向電流大、結(jié)電容大，用于工頻大電流整流電路。(3)平面型

用于集成電路制作工藝中。PN結(jié)結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第16頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三陰極引線陽極引線二氧化硅保護(hù)層P型硅N型硅(

c)平面型金屬觸絲陽極引線N型鍺片陰極引線外殼(

a

)

點接觸型鋁合金小球N型硅陽極引線PN結(jié)金銻合金底座陰極引線(

b

)

面接觸型

半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和符號二極管的結(jié)構(gòu)示意圖陰極陽極(d)符號V第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第17頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(一)二極管的單向?qū)щ娦?.二極管加正向電壓（正向偏置，陽極接正、陰極負(fù)）

時，二極管處于正向?qū)顟B(tài)，二極管正向電阻較小，正向電流較大。2.二極管加反向電壓（反向偏置，陽極接負(fù)、陰極接正0）時，二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài),二極管反向電阻較大，反向電流很小。

3.外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?.二極管的反向電流受溫度的影響，溫度愈高反向電流愈大。二、二極管的特性第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第18頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三硅管0.5V,鍺管0.1V。反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦?。正向特性反向特性特點：非線性硅0.6~0.8V鍺0.2~0.3VUI死區(qū)電壓PN+–PN–+反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。(二)伏安特性第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第19頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(三)二極管的主要參數(shù)1.最大整流電流IOM二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。2.反向工作峰值電壓URWM是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓UBR的一半或三分之二。二極管擊穿后單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。3.反向峰值電流IRM指二極管加最高反向工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆睿琁RM受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流較大，為硅管的幾十到幾百倍。第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第20頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三四、二極管的檢測與應(yīng)用(一)二極管的型號與選用1.二極管的型號第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第21頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三汽車交流發(fā)電機(jī)用整流二極管型號規(guī)格參數(shù)型號ZQ5ZQ10ZQ15ZQ20ZQ25ZQ50正向平均電流

(A)浪涌電流

(A)正向峰值電壓

(V)反向重復(fù)峰值電流

(mA)反向重復(fù)峰值電壓

(V)工作結(jié)溫

()5601.63270-40~+150101201.63270-40~+150151801.63270-40~+150202401.63270-40~+180253001.67270-40~+180506001.67270-40~+180第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第22頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三2.二極管的選用(1)普通二極管(2)整流二極管(3)開關(guān)二極管(4)穩(wěn)壓二極管如2AP1~2AP9，2CP1~2CP20等，適用于高頻檢波、限幅和小電流整流等。如2CZ11~2CZ27等，適用于不同功率的整流器。如2AK1~2AK4、2CK1~2CK19

等，適用于計算機(jī)、脈沖控制電路和開關(guān)電路。如2CW1~2CW10、2DW1~2DW7等，適用于各種穩(wěn)壓電路。第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第23頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三一般二極管的正向電阻約為幾十到幾百歐姆。反向電阻約為幾十千歐到幾百千歐。二極管的正反向電阻相差越大，二極管的單向?qū)щ娦栽胶?。若測得管子的正反向電阻值相近，表明管子的單相導(dǎo)電特性差。1.好壞的判別:用萬用表的紅黑表筆測量二極管的正反向電阻值。（二）二極管的簡易檢測第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第24頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三2.極性的判別通過測量二極管正反向電阻的方法進(jìn)行判別。若測得的阻值較小，則與紅表筆相接的電極是二極管的負(fù)極(因紅表筆接內(nèi)電池的負(fù)極)；與黑表筆相接的是二極管的正極；當(dāng)測得阻值較大時，與紅表筆相接的為管子的正極，與黑表筆相接的為管子的負(fù)極。若正反向電阻值都很小或為零，表明管子已被擊穿，兩電極已被短路。若正反向電阻都很大，則表明管子內(nèi)部已斷路，不能使用。第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第25頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三整流電路的作用:

將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓。常見的整流電路：

半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。分析時可把二極管當(dāng)作理想元件處理：

二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。整流原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦?三)二極管的應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第26頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三uDO1.

二極管單相半波整流電路(2)工作原理

u

正半周，Va>Vb，二極管D導(dǎo)通；(3)工作波形

u

負(fù)半周，Va<Vb，

二極管D

截止。(1)電路結(jié)構(gòu)–++–aTrDuoubRLioutOuoO第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第27頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(4)參數(shù)計算1)整流電壓平均值

Uo2)整流電流平均值

Io3)流過每管電流平均值

ID4)每管承受的最高反向電壓

UDRM5)變壓器副邊電流有效值

I第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第28頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(5)整流二極管的選擇

平均電流ID與最高反向電壓UDRM

是選擇整流二極管的主要依據(jù)。選管時應(yīng)滿足：

IOM

ID，URWMUDRM第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第29頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(2)工作原理u

正半周，Va>Vb，二極管

D1、D3

導(dǎo)通，

D2、D4

截止。(3)工作波形uD2uD4(1)電路結(jié)構(gòu)－uouDttRLuiouo1234ab+–+–－u2.

二極管單相橋式整流電路第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第30頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(2)工作原理u

負(fù)半周，Va<Vb，二極管

D1、D3

截止，

D2、D4

導(dǎo)通。(3)工作波形uD2uD4(1)電路結(jié)構(gòu)－uouDttRLuiouo1234ab+

–+

–－u2.

二極管單相橋式整流電路第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第31頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三[例]單相橋式整流電路，已知交流電網(wǎng)電壓為220V，負(fù)載電阻

RL=50，負(fù)載電壓Uo=100V,試求變壓器的變比和容量，并選擇二極管。

I=1.11Io=21.11=2.2A

變壓器副邊電流有效值變壓器容量

S=UI=122

2.2=207.8VA變壓器副邊電壓

U

122V

可選用二極管2CZ11C，其最大整流電流為1A，反向工作峰值電壓為300V。2.

二極管單相橋式整流電路第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第32頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三[例]

試分析圖示橋式整流電路中的二極管D2或D4斷開時負(fù)載電壓的波形。如果D2或D4接反，后果如何？如果D2或D4因擊穿或燒壞而短路，后果又如何？

uo+_~u+_RLD2D4D1D3[解]當(dāng)D2或D4斷開后電路為單相半波整流電路。正半周時，D1和D3導(dǎo)通，負(fù)載中有電流過，負(fù)載電壓uo=u；負(fù)半周時，D1和D3截止，負(fù)載中無電流通過，負(fù)載兩端無電壓，uo=0。

uo

u

π2π3π4πtwtwπ2π3π4πoo第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第33頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三如果D2或D4接反,則正半周時，二極管D1、D4或D2、D3導(dǎo)通，電流經(jīng)D1、D4或D2、D3而造成電源短路，電流很大，因此變壓器及D1、D4或D2、D3將被燒壞。如果D2或D4因擊穿燒壞而短路則正半周時，情況與D2或D4接反類似，電源及D1或D3也將因電流過大而燒壞。uo+_~u+_RLD2D4D1D32.

二極管單相橋式整流電路第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第34頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三3.

二極管三相橋式整流電路(2)工作原理

在每一瞬間共陰極組中陽極電位最高的二極管導(dǎo)通；共陽極組中陰極電位最低的二極管導(dǎo)通。(1)電路

D1RLuoD6

D3D5D4D2io

Cbau++––

o共陽極組共陰極組第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第35頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三在

t1~

t2

期間共陰極組中a點電位最高，D1導(dǎo)通；共陽極組中b點電位最低，D4導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓uab。

D1RLuoD6

D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓變壓器副邊電壓uouaubuC2uoot1t2t3t4t5t6t7t8t9(2)工作原理第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第36頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三在

t2~

t3

期間共陰極組中a點電位最高，D1導(dǎo)通；

共陽極組中c點電位最低，D6導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓uaC。

D1RLuoD6

D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓變壓器副邊電壓uouaubuC2t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo(2)工作原理第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第37頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三在t3~

t4

期間共陰極組中b點電位最高，D3導(dǎo)通；共陽極組中c點電位最低，D6導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓ubC。

D1RLuoD6

D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓變壓器副邊電壓uouaubuC2t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第38頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三在

t4~

t5

期間共陰極組中b點電位最高，D3導(dǎo)通；

共陽極組中a點電位最低，D2導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓uba。D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓變壓器副邊電壓uouaubuC2t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第39頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo結(jié)論：

在一個周期中，每個二極管只有三分之一的時間導(dǎo)通（導(dǎo)通角為120°）。D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––

o變壓器副邊電壓負(fù)載電壓負(fù)載兩端的電壓為線電壓。uouaubuC2第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第40頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(3)參數(shù)計算整流電壓平均值Uo整流電流平均值Io流過每管電流平均值ID每管承受的最高反向電壓UDRM第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第41頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成份又有交流成份。

濾波原理：濾波電路利用儲能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性,濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。

方法：將電容與負(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)載RL串聯(lián))。4.

濾波電路第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第42頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(1)電容濾波器工作原理：

u>uC時，二極管導(dǎo)通，電源在給負(fù)載RL供電的同時也給電容充電，

uC

增加，uo=uC。

u<uC時，二極管截止，電容通過負(fù)載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，

uo=uC

。+Cici–++–aDuoubRLio=uC

工作波形：uoutOtO電路結(jié)構(gòu)：第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第43頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三電容濾波電路的特點：(T—電源電壓的周期)A:輸出電壓的脈動程度與平均值Uo與放電時間常數(shù)RLC有關(guān)。

RLC越大電容器放電越慢

輸出電壓的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算?。?/p>

Uo

=1.2U(

橋式、全波）

Uo

=1.0U（半波）當(dāng)負(fù)載RL開路時，UO

第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用二極管承受的最高反向電壓為。第44頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三B:外特性曲線有電容濾波1.4U

無電容濾波0.45UUooIO結(jié)論采用電容濾波時，輸出電壓受負(fù)載變化影響較大，即帶負(fù)載能力較差。因此電容濾波適合于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小且負(fù)載變化較小的場合。C:流過二極管的瞬時電流很大選管時一般取

IOM=2ID

RLC越大ＵO

越高，IO

越大整流二極管導(dǎo)通時間越短iD

的峰值電流越大。iDtuotOO第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第45頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三例題：一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率f=50Hz，負(fù)載電阻RL=200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。流過二極管的電流:二極管承受的最高反向電壓:變壓器副邊電壓的有效值:uRLuo++––~+C[解]1.選擇整流二極管可選用二極管2CP11IOM=100mA

UDRM=50V

第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第46頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三電路結(jié)構(gòu)：L

uRLuo++––~+C濾波原理：對直流分量:XL=0，L相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對諧波分量:

f

越高,XL越大,電壓大部分降在L上。因此,在負(fù)載上得到比較平滑的直流電壓。當(dāng)流過電感的電流發(fā)生變化時，線圈中產(chǎn)生自感電勢阻礙電流的變化,使負(fù)載電流和電壓的脈動減小。

LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動較小的場合，用于高頻時更為合適。(2)

電感濾波器第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第47頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三

穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出電壓的一種電子設(shè)備。穩(wěn)壓電路的輸出電壓大小基本上與電網(wǎng)電壓、負(fù)載及環(huán)境溫度的變化無關(guān)。理想的穩(wěn)壓器是輸出阻抗為零的恒壓源。實際上，它是內(nèi)阻很小的電壓源。其內(nèi)阻越小，穩(wěn)壓性能越好。穩(wěn)壓電路是整個電子系統(tǒng)的一個組成部分，也可以是一個獨立的電子部件。5.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第48頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(1)小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓。u4uou3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第49頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(2)穩(wěn)壓二極管的特性及主要參數(shù)符號UZIZIZMUZIZ伏安特性

穩(wěn)壓管正常工作時加反向電壓。使用時要加限流電阻

穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但其兩端電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。_+UIO第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第50頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三主要參數(shù)：穩(wěn)定電壓UZ穩(wěn)壓管正常工作(反向擊穿)時管子兩端的電壓。電壓溫度系數(shù)ｕ環(huán)境溫度每變化1C引起穩(wěn)壓值變化的百分?jǐn)?shù)。動態(tài)電阻：穩(wěn)定電流：IZ、最大穩(wěn)定電流IZM最大允許耗散功率：

PZM=UZIZMrZ愈小，曲線愈陡，穩(wěn)壓性能愈好。第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第51頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三工作原理：UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZRL(IO)

IR設(shè)UI一定，負(fù)載RL變化UO

基本不變

IR

(IRR)

UO

(UZ

)

IZ電路：+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz限流調(diào)壓穩(wěn)壓電路(U0=UI-UR)第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第52頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三工作原理：UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZUI

UZ

設(shè)負(fù)載RL一定，UI變化UO

基本不變

IRR

IZ

IR+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz(U0=UI-UR)第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第53頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三參數(shù)的選擇：①UZ

=UO②IZM=(1.5~3)ICM③UI

=(2~3)UO④為保證穩(wěn)壓管安全工作為保證穩(wěn)壓管正常工作適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負(fù)載變動不大的場合。第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用第54頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識一、三極管的結(jié)構(gòu)與作用二、三極管的特性曲線三、三極管三種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換四、三極管的簡易檢測五、三極管的應(yīng)用第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第55頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用晶體三極管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第56頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三一、三極管的結(jié)構(gòu)與作用基極發(fā)射極集電極NNPBECBECPPN基極發(fā)射極集電極符號：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管PNP型三極管(一)三極管的結(jié)構(gòu)第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第57頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極結(jié)構(gòu)特點：集電區(qū)：面積最大第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第58頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(二)三極管的電流放大作用1.三極管放大的外部條件BECNNPEBRBECRC發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏

PNP發(fā)射結(jié)正偏

VB<VE集電結(jié)反偏

VC<VB從電位的角度看：

NPN

發(fā)射結(jié)正偏

VB>VE集電結(jié)反偏

VC>VB

第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第59頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三2.各電極電流關(guān)系及電流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.10<0.0010.701.502.303.103.95<0.0010.721.542.363.184.05結(jié)論:1）三電極電流關(guān)系

IE=IB+IC2）IC

IB

，

IC

IE

3）IC

IB

把基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱為晶體管的電流放大作用。實質(zhì):用一個微小電流的變化去控制一個較大電流的變化，是CCCS器件。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第60頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三3.三極管內(nèi)部載流子的運動規(guī)律BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。

發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流IE。

進(jìn)入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IBE，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。從基區(qū)擴(kuò)散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。

集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第61頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三4.三極管的電流放大系數(shù)IC=ICE+ICBOICEICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOIB=IBE-ICBOIBEICE與

IBE之比稱為共發(fā)射極電流放大倍數(shù)集－射極穿透電流,溫度ICEO(常用公式)若IB=0,則

ICICE0第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第62頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三二、三極管的特性曲線即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子內(nèi)部載流子運動的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)。為什么要研究特性曲線：1.直觀地分析管子的工作狀態(tài)；2.合理地選擇偏置電路的參數(shù)，設(shè)計性能良好的電路。重點討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第63頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發(fā)射極電路輸入回路輸出回路測量晶體管特性的實驗線路：ICEBmAAVUCEUBERBIBECV++––––++第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第64頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(一)輸入特性特點:非線性死區(qū)電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V。正常工作時發(fā)射結(jié)電壓：

NPN型硅管

UBE0.6~0.7VPNP型鍺管

UBE0.2~0.3VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第65頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(二)輸出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大區(qū)輸出特性曲線通常分三個工作區(qū)：1.放大區(qū)在放大區(qū)有IC=

IB

，也稱為線性區(qū)，具有恒流特性。在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第66頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O2.截止區(qū)IB<0以下區(qū)域為截止區(qū)，有IC0

。在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。飽和區(qū)截止區(qū)3.飽和區(qū)當(dāng)UCEUBE時，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IBIC，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。

深度飽和時，硅管UCES0.3V，鍺管UCES0.1V。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第67頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(四)三極管的主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(shù):交流電流放大系數(shù):當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時，表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計電路、選用晶體管的依據(jù)。和

的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且ICE0

較小的情況下，兩者數(shù)值接近。常用晶體管的

值在20~200之間。注意:第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第68頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三2.穿透電流ICEOAICEOIB=0+–

ICEO受溫度的影響大。溫度ICEO，

所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。3.極限參數(shù)(1)集電極最大允許電流ICM集電極電流IC上升會導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為ICM。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第69頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(3)反向擊穿電壓U(BR)CEO當(dāng)集—射極之間的電壓UCE超過一定的數(shù)值時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數(shù)值是25C、基極開路時的擊穿電壓U(BR)

CEO。(2)集電極最大允許耗散功耗PCM

PCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過大，溫升過高會燒壞三極管。PC

PCM=ICUCE硅管允許結(jié)溫約為150C，鍺管約為7090C。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第70頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三三、三極管三種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換(一)截止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)換條件當(dāng)0<t<t1時,輸入信號電壓ui=-UL,此時發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于反向偏置(UBE<0,UBC<0),因此,IB0,IC0,UCEUCC。~~~~~~(二)放大狀態(tài)的轉(zhuǎn)換條件當(dāng)t1<t<t2時,輸入信號電壓ui=UH.如果UH數(shù)值較小(或RB電阻值較大)使UBE<UBE(t)(稱為電壓,硅管UBE(t)0.5V,鍺管UBE(t)0),此時IB.IC很小,三極管仍不能進(jìn)入放大狀態(tài).只有當(dāng)UBE>UBE(t)時,發(fā)射結(jié)才能導(dǎo)通,三極管才能進(jìn)入放大狀態(tài)。~~~~第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第71頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三當(dāng)三極管在放大狀態(tài)時,發(fā)射結(jié)處于正向偏置(UBE>0),而集電結(jié)處于反向偏置(UBC<0)，IC隨著IB增大而增大,即IC的大小主要取決于發(fā)射區(qū)發(fā)射電子的多少,而與集電極負(fù)載RC和電源UCC的大小基本無關(guān)。(三)飽和狀態(tài)的轉(zhuǎn)換條件如果UL數(shù)值較大(或RB電阻值較小)使基極電流IB足夠大,即(稱為臨界飽和基極電流)時,集電極飽和電流ICS在RC上的壓降(ICSRC)較大,從而使飽和壓降UCES<UCE,因此UBC>0,集電結(jié)轉(zhuǎn)為正向偏置，在此情況下，繼續(xù)增大IB，IC將不再增大。也就是說，當(dāng)IB>ICS/min時，集電極飽和電流基本上取決于UCCRC，三極管就進(jìn)入飽和狀態(tài)。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第72頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三四、三極管的簡易檢測(一)檢測判斷三極管的電極與類型1.檢測判斷管子的基極將萬用表(指針式)的功能開關(guān)撥到檔或檔(數(shù)字式萬用表撥到或檔).假定一個電極為基極“B”,將一只表筆接此電極,另一只表筆分別接其余兩個電極進(jìn)行檢測,如測得電阻都很大(或都很小),則對調(diào)表筆位置再次進(jìn)行檢測,如此時測得阻值都很小(或都很大)，說明假設(shè)正確,該電極為基極“B”。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第73頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三在對調(diào)表筆前或檢測中,只要測得阻值出現(xiàn)一大一小(具體阻值與三極管型號、萬用表型號及其電源電壓等因素有關(guān)),就說明假定錯誤,該電極不是基極,需另設(shè)一個電極為基極,直到假定正確為止。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第74頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三2.檢測判斷管子的類型用指針式萬用表檢測時,將檔位開關(guān)旋至檔，用萬用表的黑表筆接三極管的基極“B”，紅表筆分別接另外兩個電極進(jìn)行測試，如測得阻值都很小，說明三極管為NPN型管子，如測得阻值都很大，說明三極管為PNP型管子。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第75頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三當(dāng)用表的紅表筆接三極管基極“B”，黑表筆分別接另外兩個電極進(jìn)行測試時，如測得阻值都很小，說明該三極管為PNP型管子，如測得阻值都很大，說明三極管為NPN型管子。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第76頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三注意數(shù)字式萬用表的紅表筆是與表內(nèi)電源的正極相連，黑表筆是與表內(nèi)電源的負(fù)極相連；而指針式萬用表的紅表筆是與表內(nèi)電源的負(fù)極相連，黑表筆是與表內(nèi)的電源正極相連。

因此當(dāng)用數(shù)字式萬用表檢測三極管的類型時，判定結(jié)果與指針式正好相反。2.檢測判斷管子的類型第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第77頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三當(dāng)用數(shù)字式萬用表檢測時，功能開關(guān)撥到以上檔位，否則不能正確讀出阻值，表的正極(紅表筆)接三極管基極，負(fù)極(黑表筆)分別接另外兩個電極測試時，如測得阻值都很小，說明三極管為NPN型管子，如測得阻值都很大，說明該三極管為PNP型管子。反之，當(dāng)用數(shù)字式萬用表的負(fù)極(黑表筆)接三極管基極，正極(紅表筆)分別接另外兩個電極測試時，如測得阻值都很小，說明三極管為PNP型管子；如測得阻值都很大，說明該三極管為NPN型管子。注意第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第78頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三3.檢測判斷管子集電極與反射極用指針式萬用表檢測NPN型三極管時，先將兩只表筆分別接基極以外的兩個電極，一手握住管殼，并用嘴含住基極“B”，記下此時測得的阻值；然后對調(diào)表筆檢測位置，重復(fù)上述方法再次測試。比較兩次測得阻值的大小，其中測得阻值較小的一次測試時，萬用表負(fù)極(黑表筆)所接電極即為集電極“C”，正極(紅表筆)所接電極為發(fā)射極“E”。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第79頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三檢測PNP型三極管時，方法與上述相同。兩次測試中阻值較小的一次測試時，萬用表正極（紅表筆）所接電極為集電極“C”、負(fù)極（黑表筆）所接電極為發(fā)射極“E”。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第80頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三如用數(shù)字式萬用表檢測，功能開關(guān)應(yīng)撥到以上檔位，否則不能正確讀出阻值。PNP型三極管測試和判定方法：兩次測試中阻值較小的一次測試時，萬用表正極（紅表筆）所接電極為集電極“C”，負(fù)極（黑表筆）所接電極為發(fā)射極“E”。NPN型三極管測試和判定方法：兩次測試中阻值較小的一次測試時，萬用表負(fù)極（黑表筆）所接電極為集電極“C”，正極（紅表筆）所接電極為發(fā)射極“E”。3.檢測判斷管子集電極與反射極第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第81頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(二)檢測判斷三極管的質(zhì)量1.檢測穿透電流ICEO用萬用表測量集電極—發(fā)射極間的反向電阻，阻值越大，說明ICEO越小，管子性能越好。低頻小功率鍺管約為幾千歐以上。一般來說，硅管比鍺管阻值大；高頻管比低頻管阻值大；小功率管比大功率管阻值大。用指針式萬用表（或檔）測試NPN型三極管時，表的負(fù)極接集電極，正極接發(fā)射極；測試PNP型三極管時，表的負(fù)極接發(fā)射極，正極接集電極。

第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第82頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三用數(shù)字式萬用表（以上檔位）測試NPN型三極管時，表的負(fù)極接發(fā)射極，正極接集電極，測試PNP型三極管時，表的負(fù)極接集電極，正極接發(fā)射極。2.檢測電流放大系數(shù)在測量穿透電流時，如用嘴含住基極，集電極—發(fā)射極間的反向電阻便減小，阻值減小越多，說明電流放大系數(shù)值越大。3.檢測穩(wěn)定性能在檢測穿透電流的同時，用手捏住管殼，受人體溫度影響，三極管集電極—發(fā)射極之間的反向電阻值將有所減小。如阻值減小不多或基本不減小，說明管子穩(wěn)定性能良好。如阻值迅速減小，說明管子穩(wěn)定性能較差。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第83頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三五、三極管的應(yīng)用(一)反向器“非”門電路“非”門邏輯符號T截止時的電路T飽和時的電路反向器的特點：當(dāng)輸入端為低電平時，輸出端為高電平；當(dāng)輸入端為高電平時，輸出端為低電平。第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第84頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三（二）施密特觸發(fā)器(射極耦合雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)觸發(fā)器電路輸入、輸出電壓波形第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第85頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三將正弦波邊為矩形波串聯(lián)RE1以增大U-的值第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第86頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三（三）波形變換與抗干擾輸入電壓波形Ud=Ud1時輸出波形Ud=Ud2時輸出波形第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第87頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三（四）復(fù)合管(達(dá)林頓管)Ib1Ib1NPN型PNP型第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第88頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三Ib1Ib1PNP型NPN型第二節(jié)半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第89頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)發(fā)光二極管與數(shù)碼管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識一、發(fā)光二極管(LED)二、半導(dǎo)體數(shù)碼管第三節(jié)發(fā)光二極管與數(shù)碼管第90頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三符號發(fā)光二極管一、發(fā)光二極管(LED)發(fā)光二極管是一種能夠發(fā)光的半導(dǎo)體二極管。其英文名稱：LightEmitting

Diode，縮寫為LED。工作原理：當(dāng)發(fā)光二極管的PN結(jié)外加1.1~3.0V正向電壓時，二極管導(dǎo)通，工作電流一般為5~30mA，半導(dǎo)體晶片通過電流時便發(fā)出一定波長的光線，發(fā)光強(qiáng)度與電流成正比。第三節(jié)發(fā)光二極管與數(shù)碼管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第91頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管有兩點不同:1.正向死區(qū)電壓較大，死區(qū)電壓可達(dá)0.9~1.1V，管壓降可達(dá)1.5~3.0V，外加電壓高于死區(qū)電壓時，二極管才會發(fā)光;2.反向擊穿電壓很低，只有6V左右。第三節(jié)發(fā)光二極管與數(shù)碼管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識符號發(fā)光二極管第92頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三二、半導(dǎo)體數(shù)碼管基本單元是PN結(jié)，將多個PN結(jié)分段封裝即可構(gòu)成數(shù)碼管。半導(dǎo)體數(shù)碼管將十進(jìn)制數(shù)碼分成七段，每一段為一只發(fā)光二極管。字形數(shù)碼管電源小數(shù)點恒流源譯碼器電源譯碼器輸入（二—十進(jìn)制編碼）第三節(jié)發(fā)光二極管與數(shù)碼管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第93頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三在半導(dǎo)體數(shù)碼管中，七個發(fā)光二極管有共陰極和共陽極兩種連接方法。上圖所示為共陽極（正極）連接，工作時為負(fù)（陰極）接低電平的字段發(fā)光；當(dāng)發(fā)光二極管負(fù)極（陰極）連接在一起時，稱為共陰極連接，工作時正極（陽極）接高電平的字段發(fā)光。由于發(fā)光二極管工作電流很小（一般設(shè)定為10mA左右），因此在使用時，每只二極管需要串聯(lián)一只限流電阻。第三節(jié)發(fā)光二極管與數(shù)碼管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第94頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)光電二極管與光電耦合器第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識一、光電二極管與關(guān)電三極管二、光電耦合器第四節(jié)光電二極管與光電耦合器第95頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)光電二極管與光電耦合器一、光電二極管與光電三極管光電二極管和光電三極管都是利用光電效應(yīng)制成的半導(dǎo)體器件。也稱為光敏二極管和光敏三極管。統(tǒng)稱為光電管。工作原理：在光電二極管的PN結(jié)上施加一個反向電壓（NPN型光電三極管在集電極與發(fā)射極之間施加正向電壓UCE），當(dāng)管子受到光照時，半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子數(shù)量就會增加，使反向電流（光電流）與光度（光照強(qiáng)度）成正比增加。輸出端就有電信號輸出，從而實現(xiàn)于光為媒介的電信號傳輸。光電器件是一種能有效地隔噪聲、抗干擾的新型半導(dǎo)體器件。第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第96頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三二、光電耦合器二極管—二極管光電耦合器二極管—三極管光電耦合器光電耦合器是一種光電結(jié)合的半導(dǎo)體器件，由發(fā)光器和受光器組成并封裝在一個管殼內(nèi)。發(fā)光器常用的是砷化鎵紅外發(fā)光二極管。連接發(fā)光器（發(fā)光二極管）的管腳是輸入端，連接受光器（光電二極管或光電三極管）的管腳是輸出端。當(dāng)輸入端有電信號輸入時，發(fā)光器發(fā)光，受光器受到光照便產(chǎn)生光電流（光照相當(dāng)于向光電管提供基極電流），輸出端就有電信號輸出。光電耦合器圖形符號第四節(jié)光電二極管與光電耦合器第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第97頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第五節(jié)晶閘管一、晶閘管的結(jié)構(gòu)二、晶閘管的工作原理三、晶閘管的工作特性四、晶閘管的主要參數(shù)五、晶閘管的保護(hù)第98頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三晶閘管又叫可控硅。是一種新型的整流器件。其作用是:1.可以把交流電變換成電壓大小可調(diào)的脈動直流電；2.把直流電轉(zhuǎn)換成交流電;3.可以調(diào)節(jié)交流電壓,做無觸點開關(guān)等。被廣泛應(yīng)用于：

可控整流、直流電動機(jī)的調(diào)速及電鍍行業(yè)。一、晶閘管的結(jié)構(gòu)第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第99頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三由P型和N型交替組成的PNPN四層半導(dǎo)體構(gòu)成?？煽毓栌肰表示。三個結(jié):J1、J2、J3三個極陽極A控制極G陰極C第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第100頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三二、晶閘管的工作原理(一)正向阻斷UAG=E1UGC=0

陽極與陰極之間加正向電壓，控制極與陰極之間電壓為零，則A、G之間不導(dǎo)通。(二)晶閘管的導(dǎo)通和控制極的控制作用陽極與陰極之間加正向電壓，控制極與陰極之間SA開關(guān)閉加上正向電壓，燈亮，電路導(dǎo)通；第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第101頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(三)晶閘管導(dǎo)通后的關(guān)斷

將陽極正向電壓降到一定程度或加反向電壓。即UAG=0。(四)晶閘管的反向阻斷

在陽極與陰極之間加反向電壓，無論UGC的值為多少,可控硅均不導(dǎo)通。工作原理的分析：第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第102頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三工作原理的分析：第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第103頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三三、晶閘管的工作特性維持電流IH—保持可控硅導(dǎo)通的最小陽極電流正向轉(zhuǎn)折電壓UBO---使可控硅由正向阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的電壓。反向擊穿電壓UBR---當(dāng)反向電壓增大到某一數(shù)值時，反向電流突然增加，可控硅被擊穿，對應(yīng)的電壓。第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第104頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三可控硅的型號：第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第105頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三四、可控硅的主要參數(shù)3.額定正向平均電流IF1.正向阻斷峰值電壓UFRM2.反向阻斷峰值電壓URRM環(huán)境溫度小于。標(biāo)準(zhǔn)散熱餓全導(dǎo)通條件下,可控硅陽極與陰極間連續(xù)通過的工頻正弦半波電流平均值;控制極開路、可控硅正向阻斷的條件下,可控硅兩端能夠重復(fù)承受的正向峰值電壓(規(guī)定:該電壓等于正向轉(zhuǎn)折電壓UBO減去100V);控制極開路時可控硅能夠重復(fù)承受的反向峰值電壓(規(guī)定:該電壓等于反向轉(zhuǎn)折電壓URO減去100V);第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第106頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三4.維持電流IH在規(guī)定環(huán)境溫度和控制極開路時，能維持可控硅導(dǎo)通的最小正向電流。IH

值一般為幾十至一百多毫安。5.控制極觸發(fā)電壓UG、觸發(fā)電流IG在室溫下，陽極加正向電壓為直流6V時，使晶閘管由阻斷變?yōu)閷?dǎo)通所需要的最小控制極電壓和電流，t稱為控制極觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流。UG

一般為3.5~5V，IG

約為幾十至幾百毫安。實際應(yīng)用時，加在控制極的觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流比額定值稍微大一點，以保證可靠觸發(fā)。第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第107頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三由于可控硅承受過電壓和過電流的能力較差，短時間的過電流和過電壓就會導(dǎo)致可控硅損壞。(一)可控硅過電流保護(hù)1.裝置快速熔斷器（短路保護(hù)）IRD=1.57IV接在輸入端接在輸出端與元件串聯(lián)五、晶閘管的保護(hù)第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第108頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三2.裝過電流繼電器（過載保護(hù)）在輸出端的直流側(cè)，裝置過電流繼電器。該方式對過載有效，但對短路效果不好。(二)過電壓保護(hù)過電壓操作性過電壓：（可控硅裝置的拉閘、合閘、電路元件的關(guān)斷等）非操作性過電壓：（由于雷擊等原因從電網(wǎng)侵入的偶然性浪涌電壓）晶閘管額定平均電流IF(A)熔斷絲額定電流IFU(A)510203050100200300500300150805030158選擇快速熔斷器的參考數(shù)據(jù)第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第109頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三1.阻容吸收2.硒堆保護(hù)阻容保護(hù)阻容保護(hù)阻容保護(hù)阻容保護(hù)硒堆保護(hù)第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第110頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三六、可控硅的簡易測試

用萬用表的歐姆檔，通過測量其各極間正反向電阻，判斷其極性和好壞。性能良好的可控硅:陽極與陰極、陽極與控制極之間的正反向電阻，都在幾百以上；控制極與陰極之間的正向電阻，只有幾歐至幾百歐，反向電阻比正向電阻要大；但有時控制極與陰極的反向電阻也不大，但并不能說明控制極特性不好；如果測得各極間短路，或控制極與陰極斷路，說明元件已經(jīng)損壞。第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第111頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三可控硅充電機(jī)電路電路舉例：第五節(jié)晶閘管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第112頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三第六節(jié)單結(jié)晶體管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識一、結(jié)構(gòu)二、晶體管的工作特性三、單結(jié)晶體管的型號及簡易測試第六節(jié)單結(jié)晶體管第113頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三一、結(jié)構(gòu)外形PN結(jié)發(fā)射結(jié)N形硅片第一基極第二基極結(jié)構(gòu)第六節(jié)單結(jié)晶體管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第114頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三圖形符號等效電路單結(jié)晶體管大發(fā)射極與任意一極之間都存在單向?qū)щ娦浴？蓪谓Y(jié)晶體管看成一個二極管D和兩個電阻RB1、RB2的等效電路。其中RB1和RB2分別為兩個基極至PN結(jié)之間的電阻，兩基極之間的電阻RBB=RB1+RB2，一般約為2~1.5千歐。一、結(jié)構(gòu)第六節(jié)單結(jié)晶體管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第115頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三二、單結(jié)晶體管的工作特性(一)單結(jié)晶體管的分壓比RB1兩端分得的電壓為:其中:RB1RBB單結(jié)晶體管的分壓比()第六節(jié)單結(jié)晶體管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第116頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三調(diào)節(jié)RP，使UE從零開始增加，當(dāng)UE<UA+UP時，單結(jié)晶體管內(nèi)的PN結(jié)承受反向電壓，E和B1之間不能導(dǎo)通，呈現(xiàn)很大的電阻，故單結(jié)晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)UE=UA+UF時，單結(jié)晶體管PN結(jié)便承受正向電壓而導(dǎo)通，發(fā)射結(jié)電流突然增大。使E、B1之間由截止突然變?yōu)閷?dǎo)通的控制電壓稱為單結(jié)晶體管的峰點電壓，用UP表示。第六節(jié)單結(jié)晶體管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第117頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三單結(jié)晶體管導(dǎo)通后，因E、B1之間的電阻下降很多，雖然這時IE

較大，但RB1上的壓降不大，所以A點的電位較低，此時即使控制極電壓調(diào)節(jié)到低于峰點電壓UP以下，單結(jié)晶體管仍繼續(xù)導(dǎo)通。直到控制電壓UE降到某一數(shù)值以下，使PN結(jié)再次反偏時，單結(jié)晶體管才由導(dǎo)通突然變?yōu)榻刂?。使單結(jié)晶體管從導(dǎo)通變?yōu)榻刂沟目刂齐妷悍Q為單結(jié)晶體管的谷點電壓(UV)。(二)單結(jié)晶體管的工作特點1.單結(jié)晶體管相當(dāng)于一個開關(guān)；2.不同的單結(jié)晶體管，它們有不同的UP和UV；3.單結(jié)晶體管的發(fā)射極與第一基極之間的電阻RB1是一個隨發(fā)射極電流變化而變化的電阻。第六節(jié)單結(jié)晶體管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第118頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三三、單結(jié)晶體管的型號及簡易測試(一)型號單結(jié)晶體管的型號有BT31、BT32、BT33、BT35等。表示耗散功率100、200、300、500毫瓦。表示三個電極T表示特種管B表示半導(dǎo)體第六節(jié)單結(jié)晶體管第八章電子技術(shù)基礎(chǔ)知識第119頁，共166頁，2023年，2月20日，星期三(二)測量方法用萬用表歐姆檔進(jìn)行測量。再將黑表筆接發(fā)射極，紅表筆接觸兩基極，測得兩次電阻阻值進(jìn)行比較，較小的為基極B2，一般在幾千歐或幾十千歐，基極B1