模拟电子技术基础课件(同名117107).ppt

1、多媒体教学课件多媒体教学课件模拟电子技术基础模拟电子技术基础Fundamentals of Analog Electronics装装备备部部技技术术科科11. 本课程的性质本课程的性质 电子技术基础课电子技术基础课2. 特点特点 非纯理论性课程非纯理论性课程 实践性很强实践性很强 以工程实践的观点来处理电路中的一些问题以工程实践的观点来处理电路中的一些问题3. 研究内容研究内容 以器件为基础、以电信号为主线，研究各种模拟电子电路的工作以器件为基础、以电信号为主线，研究各种模拟电子电路的工作原理、特点及性能指标等。原理、特点及性能指标等。4. 教学目标教学目标 能够对一般性的、常用的模拟电子电路

2、进行分析，同时对较简单能够对一般性的、常用的模拟电子电路进行分析，同时对较简单的单元电路进行设计。的单元电路进行设计。导导 言言装装备备部部技技术术科科2装装备备部部技技术术科科电子技术电子技术: : 通常我们把由电阻、电容、三极管、二极管、集成通常我们把由电阻、电容、三极管、二极管、集成电路等电子元器件组成并具有一定功能的电路称为电子电路等电子元器件组成并具有一定功能的电路称为电子电路，简称为电路。电路，简称为电路。 一个完整的电子电路系统通常由若干个功能电路组一个完整的电子电路系统通常由若干个功能电路组成，功能电路主要有：放大器、滤波器、信号源、波形成，功能电路主要有：放大器、滤波器、信号

3、源、波形发生电路、数字逻辑电路、数字存储器、电源、模拟发生电路、数字逻辑电路、数字存储器、电源、模拟/数数字转换器等。字转换器等。 电子技术就是研究电子技术就是研究电子器件电子器件及及电路系统电路系统设计、分析设计、分析及制造的工程实用技术。目前电子技术主要由及制造的工程实用技术。目前电子技术主要由模拟电子模拟电子技术技术和和数字电子技术数字电子技术两部分组成。两部分组成。 在电子技术迅猛发展的今天，电子电路的应用在日在电子技术迅猛发展的今天，电子电路的应用在日常生活中无处不在，小到门铃、收音机、常生活中无处不在，小到门铃、收音机、DVD播放机、播放机、电话机等，大到全球定位系统电话机等，大到

4、全球定位系统GPS（Global Positioning Systems）、雷达、导航系统等。）、雷达、导航系统等。3装装备备部部技技术术科科模拟电子技术：模拟电子技术： 模拟电子技术主要研究处理模拟信号的电子电路。模拟电子技术主要研究处理模拟信号的电子电路。 模拟信号就是幅度连续的信号，如温度、压力、流量等。模拟信号就是幅度连续的信号，如温度、压力、流量等。 数字电子技术主要研究处理数字信号的电子电路。数字电子技术主要研究处理数字信号的电子电路。 数字信号通常是指时间和幅度均离散的信号，如电报数字信号通常是指时间和幅度均离散的信号，如电报信号、计算机数据信号等等。信号、计算机数据信号等等。时

5、间时间时间时间幅度幅度幅度幅度 T 2T 3T 4T 5T 6T数字电子技术：数字电子技术：4装装备备部部技技术术科科第一章第一章 常用半导体器件常用半导体器件 1.1 半导体二极管半导体二极管 1.2 双极型晶体管双极型晶体管 1.3 场效应管场效应管 1.4 单结晶体管和晶闸管单结晶体管和晶闸管 1.5集成电路中的元件集成电路中的元件5 1.1 半导体二极管半导体二极管在在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型点接触型、面接触型和平面型图图1.2.11.2.1二极管的几种二极管的几种外形外形

6、装装备备部部技技术术科科61 点接触型二极管点接触型二极管(a)(a)点接触型点接触型 二极管的结构示意图二极管的结构示意图1.1.1半导体二极管的几种常见结构半导体二极管的几种常见结构 PN结面积小，结结面积小，结电容小，用于检波和变电容小，用于检波和变频等高频电路。频等高频电路。装装备备部部技技术术科科73 平面型二极管平面型二极管 往往用于集成电路制造往往用于集成电路制造工艺中。工艺中。PN 结面积可大可小，结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。用于高频整流和开关电路中。2 面接触型二极管面接触型二极管 PN结面积大，用结面积大，用于工频大电流整流电路。于工频大电流整流电路。(b)(

7、b)面接触型面接触型(c)(c)平面型平面型阴极阴极引线引线阳极阳极引线引线PNP 型支持衬底型支持衬底4二极管的代表符号二极管的代表符号(d) 代表符号代表符号k 阴极阴极阳极阳极 aD装装备备部部技技术术科科8 1.1.2二极管的伏安特性二极管的伏安特性0 D/V0.2 0.40.6 0.8 10 20 30 405101520 10 20 30 40iD/ AiD/mA死死区区VthVBR硅二极管硅二极管2CP102CP10的的伏安伏安特性特性+iDvD-R正向特性正向特性反向特性反向特性反向击穿特性反向击穿特性开启电压：开启电压：0.5V导通电压：导通电压：0.7一、伏安特性一、伏安特

8、性0 D/V0.2 0.4 0.6 20 40 605101520 10 20 30 40iD/ AiD/mAVthVBR锗二极管锗二极管2AP152AP15的的伏安伏安特性特性UonU(BR)开启电压：开启电压：0.1V导通电压：导通电压：0.2V装装备备部部技技术术科科9二、温度对二极管伏安特性的影响二、温度对二极管伏安特性的影响在环境温度升高时，二极管的正向特性将左移，反在环境温度升高时，二极管的正向特性将左移，反向特性将下移。向特性将下移。二极管的特性对温度很敏感，二极管的特性对温度很敏感，具有负温度系数。具有负温度系数。 50I / mAU / V0.20.4 25510150.01

9、0.020温度增加温度增加装装备备部部技技术术科科10 1.1.3 二极管的参数二极管的参数(1) 最大整流电流最大整流电流IF(2) 反向击穿电压反向击穿电压U（BR）和最高反向工作电压和最高反向工作电压URM(3) 反向电流反向电流I IR R(4) 最高工作频率最高工作频率f fM M(5) 极间电容极间电容Cj在实际应用中，应根据管子在实际应用中，应根据管子所用的场合，按其所承受的所用的场合，按其所承受的最高反向电压、最大正向平最高反向电压、最大正向平均电流、工作频率、环境温均电流、工作频率、环境温度等条件，选择满足要求的度等条件，选择满足要求的二极管。二极管。装装备备部部技技术术科科

10、11 1.1.4 二极管二极管等效电路等效电路一、由伏安特性折线化得到的等效电路一、由伏安特性折线化得到的等效电路 1. 理想模型理想模型装装备备部部技技术术科科12 1.1.4 二极管二极管等效电路等效电路一、由伏安特性折线化得到的等效电路一、由伏安特性折线化得到的等效电路 2. 恒压降模型恒压降模型装装备备部部技技术术科科131.1.5 稳压二极管稳压二极管一、稳压管的伏安特性一、稳压管的伏安特性(a)符号符号(b)2CW17 伏安特性伏安特性 利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态，反向电压应大于稳压稳压时工作在反向

11、电击穿状态，反向电压应大于稳压电压。电压。DZ装装备备部部技技术术科科14(1) 稳定电压稳定电压UZ(2) 动态电阻动态电阻rZ 在规定的稳压管反向在规定的稳压管反向工作电流工作电流IZ下，所对应的下，所对应的反向工作电压。反向工作电压。rZ = VZ / IZ(3)(3)最大耗散功率最大耗散功率 PZM(4)(4)最大稳定工作电流最大稳定工作电流 IZmax 和最小稳定工作电流和最小稳定工作电流 IZmin(5)温度系数温度系数 VZ二、稳压管的主要参数二、稳压管的主要参数装装备备部部技技术术科科15 稳压电路稳压电路正常稳压时正常稳压时 UO =UZUI UOUZ IZUOUR IR +

12、R-IR+-RLIOVOVIIZDZUOUI装装备备部部技技术术科科如电路参数变化？如电路参数变化？16一、发光二极管一、发光二极管 LED ( (Light Emitting Diode) )1. 符号和特性符号和特性工作条件：工作条件：正向偏置正向偏置一般工作电流几十一般工作电流几十 mA， 导通电压导通电压 (1 2) V符号符号u /Vi /mAO2特性特性1.1.6其它类型的二极管其它类型的二极管装装备备部部技技术术科科17发光类型：发光类型： 可见光：可见光：红、黄、绿红、黄、绿显示类型：显示类型： 普通普通 LED ，不可见光：不可见光：红外光红外光点阵点阵 LED七段七段 LE

13、D ,装装备备部部技技术术科科181.2双极型晶体管双极型晶体管( (BJT) )又称半导体三极管、晶体三极管，或简称晶体管。又称半导体三极管、晶体三极管，或简称晶体管。( (Bipolar Junction Transistor) )三极管的外形如下图所示。三极管的外形如下图所示。三极管有两种类型：三极管有两种类型：NPN 型和型和 PNP 型。型。主要以主要以 NPN 型为例进行讨论。型为例进行讨论。图图 1.3.1三极管的外形三极管的外形X：低频小功率管：低频小功率管D：低频大功率管：低频大功率管G：高频小功率管：高频小功率管A：高频大功率管：高频大功率管装装备备部部技技术术科科191.

14、2.1晶体管的结构及类型晶体管的结构及类型常用的三极管的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。常用的三极管的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。图图1.3.2a三极管的结构三极管的结构( (a) )平面型平面型( (NPN) )( (b) )合金型合金型( (PNP) )NecNPb二氧化硅二氧化硅becPNPe 发射极，发射极，b基极，基极，c 集电极。集电极。发射区发射区集电区集电区基区基区基区基区发射区发射区集电区集电区装装备备部部技技术术科科20图图 1.3.2(b)三极管结构示意图和符号三极管结构示意图和符号NPN 型型ecb符号符号集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区

15、集电极集电极 c基极基极 b发射极发射极 eNNP装装备备部部技技术术科科21集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区集电极集电极 c发射极发射极 e基极基极 bcbe符号符号NNPPN图图 1.3.2三极管结构示意图和符号三极管结构示意图和符号( (b) )PNP 型型装装备备部部技技术术科科221.2.2晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用以以 NPN 型三极管为例讨论型三极管为例讨论cNNPebbec表面看表面看三极管若实三极管若实现放大，必须从现放大，必须从三极管内部结构三极管内部结构和和外部所加电源外部所加电源的极性的极性来保证。来保证。不具备不具备放大作用放大作

16、用装装备备部部技技术术科科23三极管内部结构要求：三极管内部结构要求：NNPebcN N NP P P1. 发射区高掺杂。发射区高掺杂。2. 基区做得很薄基区做得很薄。通常只有。通常只有几微米到几十微米，而且几微米到几十微米，而且掺杂较掺杂较少少。三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使：外加电源的极性应使发射发射结处于正向偏置结处于正向偏置状态，而状态，而集电结处于反向偏置集电结处于反向偏置状态。状态。3. 集电结面积大。集电结面积大。装装备备部部技技术术科科24becRcRb一、晶体管内部载流子的运动一、晶体管内部载流子的运动I EIB1. 发射结加正向电压，扩散发射结

17、加正向电压，扩散运动形成发射极电流运动形成发射极电流发射区的电子越过发射结扩散发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴扩散到发到基区，基区的空穴扩散到发射区射区形成发射极电流形成发射极电流 IE ( (基基区多子数目较少，空穴电流可区多子数目较少，空穴电流可忽略忽略) )。2. 扩散到基区的自由电子与扩散到基区的自由电子与空穴的复合运动形成基极空穴的复合运动形成基极电流电流电子到达基区，少数与空穴复电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流合形成基极电流 Ibn，复合掉的复合掉的空穴由空穴由 VBB 补充补充。多数电子在基区继续扩散，到达多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。集电结的一侧

18、。晶体管内部载流子的运动晶体管内部载流子的运动装装备备部部技技术术科科25becI EI BRcRb3.集电结加反向电压，漂移集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流运动形成集电极电流Ic 集电结反偏，有利于收集基区集电结反偏，有利于收集基区扩散过来的电子而形成集电极扩散过来的电子而形成集电极电流电流 Icn。其能量来自外接电源其能量来自外接电源 VCC 。I C另外，集电区和基区的少另外，集电区和基区的少子在外电场的作用下将进子在外电场的作用下将进行漂移运动而形成行漂移运动而形成反向反向饱饱和电流和电流，用用ICBO表示表示。ICBO晶体管内部载流子的运动晶体管内部载流子的运动装装备备部部技

19、技术术科科261.2.3 晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线uCE = 0VuBE /V(2) 当当uCE1V时，时， uCB= uCE - - uBE0，集电结已进入反偏状态，开始收，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合减少，在同样的集电子，基区复合减少，在同样的uBE下下 IB减小，特性曲线右移。减小，特性曲线右移。(1) 当当uCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。一一. 输入特性曲线输入特性曲线uCE = 0VuCE 1VuBE /V+-bce共射极放大电路UBBUCCuBEiCiB+-uCE装装备备部部技技术术科科271.最

20、大集电极耗散功率最大集电极耗散功率PCM PCM= iCuCE 三、三、 极限参数极限参数2.最大集电极电流最大集电极电流ICM3. 反向击穿电压反向击穿电压 UCBO发射极开路时的集电结反发射极开路时的集电结反 向击穿电压。向击穿电压。 U EBO集电极开路时发射结的反集电极开路时发射结的反 向击穿电压。向击穿电压。 UCEO基极开路时集电极和发射基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系几个击穿电压有如下关系 U UCBOUCEOUEBO装装备备部部技技术术科科28 由由PCM、 ICM和和UCEO在输出特性曲线上可以确在输出特性曲线上可以确定过损耗区、

21、过电流区和击穿区。定过损耗区、过电流区和击穿区。 输出特性曲线上的过损耗区和击穿区输出特性曲线上的过损耗区和击穿区 PCM= iCuCE U (BR) CEOUCE/V装装备备部部技技术术科科291.2.5温度对晶体管特性及参数的影响温度对晶体管特性及参数的影响一、温度对一、温度对ICBO的影响的影响温度每升高温度每升高100C ， ICBO增加约一倍。增加约一倍。反之，当温度降低时反之，当温度降低时ICBO减少。减少。硅管的硅管的ICBO比锗管的小得多。比锗管的小得多。二、温度对输入特性的影响二、温度对输入特性的影响温度升高时正向特性左移，温度升高时正向特性左移，反之右移反之右移604020

22、00.4 0.8I / mAU / V温度对输入特性的影响温度对输入特性的影响200600三、温度对输出特性的影响三、温度对输出特性的影响温度升高将导致温度升高将导致 IC 增大增大iCuCEOiB200600温度对输出特性的影响温度对输出特性的影响装装备备部部技技术术科科30三极管工作状态的判断三极管工作状态的判断例例1：测量某测量某NPN型型BJT各电极对地的电压值如下，各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域？试判别管子工作在什么区域？ 解：原则：原则：正偏正偏反偏反偏反偏反偏集电结正偏正偏正偏正偏反偏反偏发射结饱和饱和放大放大截止截止对NPN管而言，放大时对PNP管而言，放大时

23、（1）放大区）放大区（2）截止区）截止区（3）饱和区）饱和区装装备备部部技技术术科科31原则：先求原则：先求UBE，若等于，若等于0.6-0.7V，为硅管；若等于，为硅管；若等于0.2-0.3V，为锗，为锗管。发射结正偏，集电结反偏。管。发射结正偏，集电结反偏。 NPN管管UBE0， UBC0，即即。 PNP管管UBE0， UBC0，即即。装装备备部部技技术术科科321.2.6光电三极管光电三极管一、等效电路、符号一、等效电路、符号二、光电三极管的输出特性曲线二、光电三极管的输出特性曲线ceceiCuCEO图图1.3.11光电三极管的输出特性光电三极管的输出特性E1E2E3E4E0装装备备部部

24、技技术术科科331.3场效应三极管场效应三极管场效应管：场效应管：一种载流子参与导电，利用输入回路的一种载流子参与导电，利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的三极管，又称电场效应来控制输出回路电流的三极管，又称单极单极型三极管。型三极管。场效应管分类场效应管分类结型场效应管结型场效应管绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管特点特点单极型器件单极型器件( (一种载流子导电一种载流子导电) )； 输入电阻高；输入电阻高；工艺简单、易集成、功耗小、体积小、工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低。成本低。装装备备部部技技术术科科34N沟道沟道P沟道沟道增强型增强型耗尽型耗尽型N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道

25、P沟道沟道（耗尽型）（耗尽型）FET场效应管场效应管JFET结型结型MOSFET绝缘栅型绝缘栅型(IGFET)场效应管场效应管分类：分类：装装备备部部技技术术科科351.3.1绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管 MOSFETMOSFETMetal-Oxide Semiconductor Field Effect TransistorMetal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor 由金属、氧化物和半导体制成。称为由金属、氧化物和半导体制成。称为金属金属-氧化物氧化物-半导体场效应管半导体场效应管，或简称，或简称 MOS 场效应管场效应管。特点：输

26、入电阻可达特点：输入电阻可达 1010 以上。以上。类型类型N 沟道沟道P 沟道沟道增强型增强型耗尽型耗尽型增强型增强型耗尽型耗尽型UGS = 0 时漏源间存在导电沟道称时漏源间存在导电沟道称耗尽型场效应管；耗尽型场效应管；UGS = 0 时漏源间不存在导电沟道称时漏源间不存在导电沟道称增强型场效应管。增强型场效应管。装装备备部部技技术术科科361. 工作原理工作原理 绝缘栅场效应管利用绝缘栅场效应管利用 UGS 来控制来控制“感应电荷感应电荷”的多少，改变由这些的多少，改变由这些“感应电荷感应电荷”形成的导电沟道的形成的导电沟道的状况，以控制漏极电流状况，以控制漏极电流 ID。2.工作原理分

27、析工作原理分析( (1) )UGS = 0 漏源之间相当于两个背靠漏源之间相当于两个背靠背的背的 PN 结，无论漏源之间加何结，无论漏源之间加何种极性电压，种极性电压，总是不导电总是不导电。SBD装装备备部部技技术术科科371.3.2场效应管的主要参数场效应管的主要参数一、直流参数一、直流参数1. 饱和漏极电流饱和漏极电流 IDSS2. 夹断电压夹断电压 UP 或或UGS(off)3. 开启电压开启电压 UT 或或UGS(th)4. 直流输入电阻直流输入电阻 RGS为耗尽型场效应管的一个重要参数。为耗尽型场效应管的一个重要参数。为增强型场效应管的一个重要参数。为增强型场效应管的一个重要参数。为

28、耗尽型场效应管的一个重要参数。为耗尽型场效应管的一个重要参数。输入电阻很高。结型场效应管一般在输入电阻很高。结型场效应管一般在 107 以上，以上，绝缘栅场效应管更高，一般大于绝缘栅场效应管更高，一般大于 109 。装装备备部部技技术术科科38三、极限参数三、极限参数3. 漏极最大允许耗散功率漏极最大允许耗散功率 PDM2.漏源击穿电压漏源击穿电压 U(BR)DS4. 栅源击穿电压栅源击穿电压U(BR)GS 由场效应管允许的温升决定。由场效应管允许的温升决定。漏极耗散功率转化漏极耗散功率转化为热能使管子的温度升高。为热能使管子的温度升高。当漏极电流当漏极电流 ID 急剧上升产生雪崩击穿时的急剧

29、上升产生雪崩击穿时的 UDS 。 场效应管工作时，栅源间场效应管工作时，栅源间 PN 结处于反偏状态，结处于反偏状态，若若UGS U(BR)GS ，PN 将被击穿，这种击穿与电容击将被击穿，这种击穿与电容击穿的情况类似，属于破坏性击穿。穿的情况类似，属于破坏性击穿。1.最大漏极电流最大漏极电流IDM装装备备部部技技术术科科39晶体管晶体管场效应管场效应管结构结构NPN型、型、PNP型型结型耗尽型结型耗尽型 N沟道沟道 P沟道沟道绝缘栅增强型绝缘栅增强型 N沟道沟道 P沟道沟道绝缘栅耗尽型绝缘栅耗尽型 N沟道沟道 P沟道沟道C与与E一般不可倒置使用一般不可倒置使用D与与S有的型号可倒置使用有的型

30、号可倒置使用输入量输入量 电流输入电流输入 电压输入电压输入控制控制电流控制电流源电流控制电流源CCCS()电压控制电流源电压控制电流源VCCS(gm)1.3.3 1.3.3 场效应管与晶体管的比较场效应管与晶体管的比较装装备备部部技技术术科科40噪声噪声 较大较大 较小较小温度特性温度特性 受温度影响较大受温度影响较大 较小，可有零温较小，可有零温 度系数点度系数点输入电阻输入电阻 几十到几千欧姆几十到几千欧姆 几兆欧姆以上几兆欧姆以上静电影响静电影响 不受静电影响不受静电影响 易受静电影响易受静电影响集成工艺集成工艺 不易大规模集成不易大规模集成 适宜大规模和适宜大规模和超大规模集成超大规

31、模集成晶体管晶体管场效应管场效应管装装备备部部技技术术科科411.4晶闸管晶闸管（晶体闸流管）（晶体闸流管）一、结构和等效模型一、结构和等效模型图图 1.5.5晶闸管的结构和符号晶闸管的结构和符号CCC阳极阳极阴极阴极控制极控制极装装备备部部技技术术科科硅可控元件，由三个硅可控元件，由三个PN结构成的大功率半导体器件。结构成的大功率半导体器件。42二、工作原理二、工作原理图图 1.5.61. 控制极不加电压，无论在阳极与阴极控制极不加电压，无论在阳极与阴极之间加正向或反向电压，晶闸管都不导通。之间加正向或反向电压，晶闸管都不导通。称为阻断称为阻断2. 控制极与阴极间加正向电压，阳极与控制极与阴

32、极间加正向电压，阳极与阴极之间加正向电压，晶闸管阴极之间加正向电压，晶闸管导通导通。PNPIG1 2IG1IG图图 1.5.5CNPNCC装装备备部部技技术术科科C43结论：结论：晶闸管由阻断变为晶闸管由阻断变为导通的条件是在阳极和阴极之导通的条件是在阳极和阴极之间加正向电压时，再在控制极加一个正的触发脉冲；间加正向电压时，再在控制极加一个正的触发脉冲；晶闸管由导通变为晶闸管由导通变为阻断的条件是减小阳极电流阻断的条件是减小阳极电流 IA ，或改变或改变A-C电压极性的方法实现。电压极性的方法实现。晶闸管导通后，管压降很小，约为晶闸管导通后，管压降很小，约为 0.61.2 V 左右。左右。装装

33、备备部部技技术术科科44三、晶闸管的伏安特性三、晶闸管的伏安特性1. 伏安特性伏安特性OUACIAUBOABCIHIG= 0正向阻断特性正向阻断特性：当：当 IG= 0 ，而阳，而阳极电压不超过一定值时，管子处极电压不超过一定值时，管子处于阻断状态。于阻断状态。UBO 正向转折电压正向转折电压正向导通特性正向导通特性：管子：管子导通后，伏安特性与二导通后，伏安特性与二极管的正向特性相似。极管的正向特性相似。IH 维持电流维持电流当控制极电流当控制极电流 IG 0 时，时， 使晶闸管由阻断变为导通使晶闸管由阻断变为导通所需的阳极电压减小。所需的阳极电压减小。IG 增大增大反向特性反向特性：与二极

34、管的反向特性相似。：与二极管的反向特性相似。UBR图图 1.5.7晶闸管的伏安特性曲线晶闸管的伏安特性曲线装装备备部部技技术术科科45四、晶闸管的四、晶闸管的 主要参数主要参数1.额定正向平均电流额定正向平均电流 IF 2.维持电流维持电流 IH3.触发电压触发电压 UG和触发电流和触发电流 IG4.正向重复峰值电压正向重复峰值电压 UDRM5.反向重复峰值电压反向重复峰值电压 URRM其它：正向平均电压、控制极反向电压等。其它：正向平均电压、控制极反向电压等。装装备备部部技技术术科科46例：单相桥式可控整流电路例：单相桥式可控整流电路+- -uG在在 u2 正半周，当控制极加正半周，当控制极

35、加触发脉冲，触发脉冲，VT1 和和 VD2 导通；导通；在在 u2 负半周，当控制极加负半周，当控制极加触发脉冲，触发脉冲，VT2和和 VD1 导通；导通； ：控制角；：控制角； ：导电角：导电角图图 1.5.8装装备备部部技技术术科科47小小 结结第第 1 章章装装备备部部技技术术科科48两种载流两种载流子的运动子的运动电子电子空穴空穴两两 种种半导体半导体N 型型 ( (多电子多电子) )P 型型 ( (多空穴多空穴) )二极管二极管单向单向正向电阻小正向电阻小( (理想为理想为 0) )，反向电阻大反向电阻大( ( ) )。第第四四版版童童诗诗白白49iDO uDU (BR)I FURM

36、正向正向 最大平均电流最大平均电流 IF反向反向 最大反向工作电压最大反向工作电压 U(BR)( (超过则击穿超过则击穿) )反向饱和电流反向饱和电流 IR ( (IS) )( (受温度影响受温度影响) )IS装装备备部部技技术术科科503. 二极管的等效模型二极管的等效模型理想模型理想模型 ( (大信号状态采用大信号状态采用) )uDiD正偏导通正偏导通 电压降为零电压降为零 相当于理想开关闭合相当于理想开关闭合反偏截止反偏截止 电流为零电流为零 相当于理想开关断开相当于理想开关断开恒压降模型恒压降模型UD(on)正偏电压正偏电压 UD(on) 时导通时导通 等效为恒压源等效为恒压源UD(o

37、n)否则截止，相当于二极管支路断开否则截止，相当于二极管支路断开UD(on) = (0.6 0.8) V估算时取估算时取 0.7 V硅管：硅管：锗管：锗管：(0.1 0.3) V0.2 V折线近似模型折线近似模型相当于有内阻的恒压源相当于有内阻的恒压源 UD(on)装装备备部部技技术术科科514. 二极管的分析方法二极管的分析方法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法5. 特殊二极管特殊二极管工作条件工作条件主要用途主要用途稳压二极管稳压二极管反反 偏偏稳稳 压压发光二极管发光二极管正正 偏偏发发 光光光电二极管光电二极管反反 偏偏光电转换光电转换第第四四版版童童诗诗白白52三、两种半导体放

38、大器件三、两种半导体放大器件双极型半导体三极管双极型半导体三极管( (晶体三极管晶体三极管 BJT) )单极型半导体三极管单极型半导体三极管( (场效应管场效应管 FET) )两种载流子导电两种载流子导电多数载流子导电多数载流子导电晶体三极管晶体三极管1. 形式与结构形式与结构NPNPNP三区、三极、两结三区、三极、两结2. 特点特点基极电流控制集电极电流并实现基极电流控制集电极电流并实现放大放大装装备备部部技技术术科科53放放大大条条件件内因：发射区载流子浓度高、内因：发射区载流子浓度高、 基区薄、集电区面积大基区薄、集电区面积大外因：外因：发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏3.

39、电流关系电流关系IE = IC + IBIC = IB + ICEO IE = (1 + ) IB + ICEOIE = IC + IBIC = IB IE = (1 + ) IB 第第四四版版童童诗诗白白544. 特性特性iC / mAuCE /V100 A80 A60 A40 A20 AIB = 0O 3 6 9 124321O0.4 0.8iB / AuBE / V60402080死区电压死区电压( (Uth) )：0.5 V ( (硅管硅管) ) 0.1 V ( (锗管锗管) )工作电压工作电压( (UBE(on) ) ) ： 0.6 0.8 V 取取 0.7 V ( (硅管硅管) )

40、 0.2 0.3 V 取取 0.3 V ( (锗管锗管) )饱饱和和区区截止区截止区装装备备部部技技术术科科55iC / mAuCE /V100 A80 A60 A40 A20 AIB = 0O 3 6 9 124321放大区放大区饱饱和和区区截止区截止区放大区特点：放大区特点：1) )iB 决定决定 iC2) )曲线水平表示恒流曲线水平表示恒流3) )曲线间隔表示受控曲线间隔表示受控装装备备部部技技术术科科56场效应管场效应管1. 分类分类按导电沟道分按导电沟道分 N 沟道沟道P 沟道沟道按结构分按结构分 绝缘栅型绝缘栅型( (MOS) )结型结型增强型增强型耗尽型耗尽型( (耗尽型耗尽型) )第第四四版版童童诗诗白白四、晶体管电路的基本问题和分析方法四、晶体管电路的基本问题和分析方法三种工作状态三种工作状态状态状态电流关系电流关系 条条 件件放大放大I C = IB发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏饱和饱和 I C IB两个结正偏两个结正偏ICS = IBS 集电结零偏集电结零偏临界临界截止截止IB U(th) 则则导通导通以以 NPN为为 例：例：UBE UB UE放大放大UE UC UB饱和饱和PNP 管管UC UB UC U B饱和饱和装装备备部部技技术术科科