半导体二极管及其电路分析备课件.ppt

1、南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路温故知新温故知新1、电流方向（、电流方向（），电压方向（），电压方向（）2、并联总电阻和分电阻的关系。、并联总电阻和分电阻的关系。3、电解电容在电路中如何连接。、电解电容在电路中如何连接。4、基尔霍夫电压定律的内容与解题、基尔霍夫电压定律的内容与解题方法。方法。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路温故知新温故知新内容：回路总电压和为零。内容：回路总电压和为零。方法：方法：1、选择合适回路。、选择合适回路。2、标出回路中各元件电压方向、标出回路中各元件电压方向3、若元件电压方向和回路绕行方向、若元件电压方向和回路绕行方向相同则电

2、压为正，反之为负。相同则电压为正，反之为负。4、列回路方程解题。、列回路方程解题。5、学会用工程观点解决问题（估算法）、学会用工程观点解决问题（估算法）南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路第一章第一章 半导体二极管及其电路分析半导体二极管及其电路分析 半导体器件是构成电路的基本半导体器件是构成电路的基本元件，构成半导体器件的材料是经元件，构成半导体器件的材料是经过加工的半导体材料，因此半导体过加工的半导体材料，因此半导体材料的性质在很大程度上决定了半材料的性质在很大程度上决定了半导体器件的性能。导体器件的性能。新语新知新语新知南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路

3、1.1 1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识1.2 1.2 半导体二极管及其特性半导体二极管及其特性1.3 1.3 二极管基本应用电路二极管基本应用电路及其分析方法及其分析方法1.4 1.4 特殊二极管特殊二极管南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路1.1 1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 自然界中的物体，根据导电能力自然界中的物体，根据导电能力(电阻电阻率率)可分为：导体、绝缘体、半导体。可分为：导体、绝缘体、半导体。常见的半导体材料为硅（常见的半导体材料为硅（SiSi）和锗（）和锗（GeGe）。）。价电子价电子价电子价电子惯性核惯性核南理工紫金学院南理工紫金学院模

4、拟电子线路模拟电子线路1.1.1 1.1.1 本征半导体本征半导体共价键：共价键：半导体的基础知识半导体的基础知识对电子束缚较强对电子束缚较强电子电子 -空穴空穴 载流子载流子1 1、本征半导体中电子空穴成对出现，且、本征半导体中电子空穴成对出现，且数量少数量少 结论：结论：2 2、半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电、半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电3 3、本征半导体导电能力、本征半导体导电能力弱弱，并与，并与光照和温度光照和温度有关有关。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路 制造半导体器件的材料不是本制造半导体器件的材料不是本征半导体，而是人为的掺入杂质的征半导体，

5、而是人为的掺入杂质的半导体，目的是为了提高半导体的半导体，目的是为了提高半导体的导电能力导电能力 1.1.2 1.1.2 杂质半导体杂质半导体1 1、掺入、掺入5 5价元素（价元素（磷、砷、锑磷、砷、锑）2 2、掺入、掺入3 3价元素（价元素（硼、铝、铟硼、铝、铟）南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路1 1 掺入掺入5 5价元素（磷）价元素（磷）自由电子自由电子电子电子为多数载流子为多数载流子多子多子空穴空穴为少数载流子为少数载流子少子少子掺杂磷掺杂磷产生的自由电子数产生的自由电子数本征激发本征激发产生产生 的电子数的电子数自由电子数自由电子数空穴数空穴数N N型半导体型半导体

6、载流子数载流子数 电子数电子数磷原子：磷原子：施主原子施主原子杂质半导体杂质半导体南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路N N型半导体的简化图示型半导体的简化图示多子多子少子少子南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路2 2 掺入掺入3 3价元素（硼）价元素（硼）掺杂硼产生的空穴数掺杂硼产生的空穴数热激发产生的空穴热激发产生的空穴空穴数空穴数自由电子自由电子空穴空穴为为多子多子电子电子为为少子少子P P型半导体型半导体硼原子：硼原子：受主原子受主原子载流子数载流子数 空穴数空穴数南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路P P型半导体的简化图示型半导体的简化

7、图示多子多子少子少子南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路3 3 半导体的导电性半导体的导电性 空空 穴穴 自由电子I=IP+IN本征半导体电流很弱。本征半导体电流很弱。N N型半导体：型半导体：IINP P型半导体：型半导体：IIP南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路 掺入杂质对本征半导体的导电性有很大掺入杂质对本征半导体的导电性有很大的影响。的影响。一些典型的数据如下一些典型的数据如下:T T=300K=300K室温下室温下,本征硅的电子和空穴浓度本征硅的电子和空穴浓度:n n=p p=1.4=1.410101010/cm/cm3 3掺杂后掺杂后 N N 型半

8、导体中的自由电子浓度型半导体中的自由电子浓度:n=n=5 510101616/cm/cm3 3以上两个浓度基本上依次相差以上两个浓度基本上依次相差10106 6/cm/cm3 34 4 杂质对半导体导电性的影响杂质对半导体导电性的影响南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路 N N型半导体：电子为多子，空穴为少子型半导体：电子为多子，空穴为少子 载流子数载流子数自由电子数自由电子数 施主原子提供电子，不能移动，带正电。施主原子提供电子，不能移动，带正电。总结：总结：P P型半导体：空穴为多子，电子为少子型半导体：空穴为多子，电子为少子 载流子数载流子数空穴数空穴数 受主原子提供空穴

9、，不能移动，带负电。受主原子提供空穴，不能移动，带负电。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路1.1.3 PN1.1.3 PN结及其单向导电性结及其单向导电性一一 PNPN结的结的形成形成PN电子电子空穴空穴由于载流子的由于载流子的浓度差浓度差引起多子的引起多子的扩散运动扩散运动由于由于复合复合使交界面形成使交界面形成空间电荷区（空间电荷区（耗尽区耗尽区）空间电荷区空间电荷区内建电场内建电场阻碍多子的扩散运动阻碍多子的扩散运动有利于少子的漂移运动有利于少子的漂移运动南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路引起载流子定向移动的类型引起载流子定向移动的类型1 1、扩散电流

10、扩散电流：载流子的浓度差引起：载流子的浓度差引起2 2、漂移电流漂移电流：由于电场引起的定向移：由于电场引起的定向移动动在在PNPN结中扩散和漂移最后达到结中扩散和漂移最后达到动态平衡动态平衡即扩散电流漂移电流，总电流即扩散电流漂移电流，总电流0 0PNPN结结南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路PNPN结结二、二、PN PN 结的单向导电性结的单向导电性1 1 正向偏置正向偏置（P P区接电源正极，区接电源正极，N N区接电源负极）区接电源负极）内电场内电场外电场外电场 外电场的作用使空间电荷区变外电场的作用使空间电荷区变窄窄，扩散，扩散运动加剧，漂移运动减弱，从而形成运动加

11、剧，漂移运动减弱，从而形成正向电流正向电流。此时此时PNPN结呈现低阻态，结呈现低阻态，PNPN结处于结处于导通导通状态，状态，理想模型为闭合开关。理想模型为闭合开关。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路PNPN结结2 2 反向偏置反向偏置（P P区接电源负极，区接电源负极，N N区接电源正极）区接电源正极）内电场内电场外电场外电场 外电场的作用使空间电荷区变外电场的作用使空间电荷区变宽宽，扩，扩散运动变弱，漂移运动加强，从而形成散运动变弱，漂移运动加强，从而形成反反向电流，也称为漂移电流向电流，也称为漂移电流。此时此时PNPN结呈现高阻态，漂移电流很小，此时结呈现高阻态，漂移

12、电流很小，此时PNPN结处于结处于截止截止状态，模型相当于开关打开。状态，模型相当于开关打开。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路结论结论 PN PN结结反向偏置反向偏置时，呈现高电阻，具时，呈现高电阻，具有很小的有很小的反向漂移电流反向漂移电流，且和温度有关且和温度有关。PN PN结结正向偏置正向偏置时，呈现低电阻，具时，呈现低电阻，具有较大的有较大的正向扩散电流正向扩散电流；由此可以得出结论：由此可以得出结论：PNPN结具有单向导结具有单向导电性电性。PNPN结结南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路1 1、N N型半导体带负电，型半导体带负电，P P型半导体

13、带正电。这种型半导体带正电。这种说法是否正确？说法是否正确？3 3、N N型半导体的多子是（），型半导体的多子是（），P P型半导体的多型半导体的多子是（）。子是（）。4 4、PNPN结中扩散电流的方向是从（结中扩散电流的方向是从（）区指向（）区指向（）区，）区，漂移电流的方向是（漂移电流的方向是（）区指向（）区指向（）区。）区。温故知新温故知新2 2、SiSi参杂（参杂（）形成）形成N N型半导体，掺杂（型半导体，掺杂（）形成形成P P型半导体。型半导体。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路5 5、解释、解释PNPN结结正向偏置正向偏置。9 9、PNPN结单向导电性是指什么？

14、结单向导电性是指什么？PNPN结结温故知新温故知新6 6、PNPN结结正向偏置正向偏置后所具有的特点后所具有的特点。7 7、解释、解释PNPN结结反向偏置反向偏置。8 8、PNPN结结反向偏置反向偏置后所具有的特点后所具有的特点。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路1.2.1 1.2.1 二极管的结构与类型二极管的结构与类型构成：构成：PN PN 结结 +管壳管壳 +引线引线=二极管二极管(Diode)(Diode)南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路二极管的符号：二极管的符号：正极（阳极）正极（阳极）负极（阴极）负极（阴极）南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子

15、线路模拟电子线路分类：分类：按材料分按材料分硅二极管硅二极管锗二极管锗二极管按结构分按结构分点接触型点接触型面接触型面接触型平面型平面型半导体二极管的类型半导体二极管的类型稳压二极管稳压二极管按用途分按用途分整流二极管整流二极管开关二极管开关二极管检波二极管检波二极管南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路点接触型点接触型 PN PN结面积小，结电容小，用于结面积小，结电容小，用于检波和变频等检波和变频等高频小电流高频小电流电路。电路。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路面接触型面接触型 PN PN结面积大，结面积大，用于工频大电用于工频大电流整流电路。流整流电路。

16、南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路平面型二极管平面型二极管 往往用于集往往用于集成电路制造工艺成电路制造工艺中。中。PN PN 结面积可结面积可大可小，用于高大可小，用于高频整流和开关电频整流和开关电路中。路中。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路tiaotiao南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路1.2.2 1.2.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性二极管的伏安特性曲线可用下式表示二极管的伏安特性曲线可用下式表示(1)DTuUDSiIe正向特性正向特性Uth死区死区电压电压反向特性反向特性ISOuD/ViD/mA-U(BR)反向击穿反向击穿

17、U南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路一一 正向特性正向特性iD=0Uth=0.5 V 0.1 V(硅管硅管)(锗管锗管)U Uthi iD D 急剧上升急剧上升0 U Uth UD(on)=(0.6 0.8)V 硅管硅管 0.7 V(0.1 0.3)V锗管锗管 0.2 VOuD/ViD/mA正向特性正向特性Uth反向特性反向特性IS-U(BR)反向击穿反向击穿南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路-U(BR)U 0 iD=IS (硅硅)0.1 0.1 A A (锗锗)几十几十 A AU -U(BR)反向电流急剧增大反向电流急剧增大(反向击穿反向击穿)二二 反向特

18、性反向特性OuD/ViD/mA正向特性正向特性Uth反向特性反向特性IS-U(BR)反向击穿反向击穿南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路硅管的伏安特性硅管的伏安特性锗管的伏安特性锗管的伏安特性604020 0.02 0.040 0.4 0.82550iD/mAuD/ViD/mAuD/V0.20.4 25 50510150.010.020南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路三三 反向击穿特性：反向击穿特性：电击穿电击穿热击穿热击穿反向击穿原因反向击穿原因：齐纳击穿齐纳击穿：(Zener)(Zener)反向电场太强，将电子强行拉出共价键。反向电场太强，将电子强行拉出

19、共价键。(击穿电压击穿电压 6 V 6 V 6 V)南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路四四 温度对二极管特性的影响：温度对二极管特性的影响：606040402020 0.02 0.020 00.40.425255050i iD D /mA/mAu uD D/V/V2020 C C9090 C C随着温度的升高，随着温度的升高，正向正向特性曲线特性曲线左移左移，即，即正向压降减小；正向压降减小；反向反向特性曲线特性曲线下移下移，即反向电流增大。即反向电流增大。一般在室温附近，温度每一般在室温附近，温度每升高升高11，其，其正正向压降减小向压降减小2-2.5mV2-2.5mV；温

20、度每温度每升高升高1010，反向反向电流电流大约大约增大增大1 1倍左右。倍左右。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路1.2.3 1.2.3 二极管的参数二极管的参数1.1.I IF F 最大整流电流最大整流电流(二极管长期二极管长期连续工作时允许通过的最大正连续工作时允许通过的最大正向平均电流向平均电流 )2 2.U UBR BR 管子反向击穿时的电压管子反向击穿时的电压3 3.U URM RM 最高反向工作电压最高反向工作电压，实际上实际上只按照只按照U U(BR)(BR)的一半来计算的一半来计算南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路4 4.I IR R 反向

21、电流反向电流(管子未被击穿前的反管子未被击穿前的反 向电流，该值越小单向导电性越好向电流，该值越小单向导电性越好)6 6.f fM M 最高工作频率最高工作频率(二极管工作的二极管工作的 上限频率，超过该频率时，结电容起上限频率，超过该频率时，结电容起 作用，不能很好的体现单相导电性作用，不能很好的体现单相导电性)。5 5.U UD(on)D(on)导通电压：导通电压：二极管在正向电压二极管在正向电压工作时，管两端会产生正向电压工作时，管两端会产生正向电压降，其压降值越小管越好。硅为降，其压降值越小管越好。硅为0.7V0.7V，锗为，锗为0.2V0.2V。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线

22、路模拟电子线路一、理想二极管一、理想二极管特性曲线特性曲线uDiD符号及等效模型：符号及等效模型：S正偏导通，正偏导通，u uD D=0=0；反偏截止，反偏截止，i iD D=0=0S南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路二、二极管的恒压降模型二、二极管的恒压降模型uDiDUD(on)uD=UD(on)0.7 V(Si)0.2 V(Ge)iDuDU(BR)I FURMO南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路硅二极管基本电路如图所示，试求电流硅二极管基本电路如图所示，试求电流I1,I2,IO,和和UO例例南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路1 1、二极

23、管符号、二极管符号2 2、二极管的正向恒压特性、二极管的正向恒压特性3 3、二极管的导通电压、二极管的导通电压4 4、理想模型二极管的导通、截止条件、理想模型二极管的导通、截止条件5 5、恒压降模型二极管的导通、截止条件、恒压降模型二极管的导通、截止条件6 6、二极管基本电路的解题步骤、二极管基本电路的解题步骤南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路6 6、二极管基本电路的解题步骤、二极管基本电路的解题步骤1)1)标出二极管正负极标出二极管正负极2)2)去掉二极管，判断去掉二极管，判断V V+和和V V-3)3)利用不同的模型判断二极管状态（导通利用不同的模型判断二极管状态（导通或

24、截止），在二极管不同的状态下解题或截止），在二极管不同的状态下解题南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路二极管基本电路如图所示，二极管基本电路如图所示，V VDDDD=10=10V V，应，应用理想模型求解电路的用理想模型求解电路的U UD D和和I ID D。例例1 ID=（VDD-UD）R =（10-0）V10K =1mA UD=0V解：解：南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路1 1、限幅电路：、限幅电路：它是用来让信号在预置的电平它是用来让信号在预置的电平范围内，有选择地传输一部分。范围内，有选择地传输一部分。例例：一限幅电路如图所示，：一限幅电路如图所示，

25、R R=1K=1K，V VREFREF=3V=3V。当。当U Ui i=6sint(V)=6sint(V)时，利用时，利用恒压降模型恒压降模型绘出相应的绘出相应的输出电压输出电压U UO O的波形。二极管的恒压降为的波形。二极管的恒压降为0.7V0.7V。Ui3.7V时时D导通，导通，UO=0.7+3=3.7VUi0V时时D2、D3导通，导通，UO=UiUi0V时时D4、D1导通，导通，UO=-Ui南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路 二极管的单向导电性应用二极管的单向导电性应用很广，可用于：限幅、整流、很广，可用于：限幅、整

26、流、开关、检波、元件保护等。开关、检波、元件保护等。应用应用南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路三、二极管的折线近似模型三、二极管的折线近似模型uDiDUONUIIUr D斜率斜率1/1/r rD DrDUONiDuDU(BR)I FURMO南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路三三 小信号模型小信号模型 如果二极管工作在如果二极管工作在V-IV-I特性的某一小范围内工作特性的某一小范围内工作时，则可以把时，则可以把V-IV-I特性看特性看成一条直线，其斜率的倒成一条直线，其斜率的倒数就是动态电阻数就是动态电阻 r rd dDDdiur)1(TDUuSDeIiDT

27、uQUSDDdDTTTIIdiigeduUUU126TddQQUmVrgII南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路例例:如图所示如图所示,输入电压输入电压UI为为10V,分析当分析当UI变化变化1V时时,输出电压输出电压UO的相应变化量和的相应变化量和输出电压量输出电压量.南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路1.4 1.4 特殊二极管特殊二极管1.4.1 稳压管稳压管 稳压管又称稳压管又称齐纳二极管，它齐纳二极管，它是一种特殊工艺是一种特殊工艺制造的半导体二制造的半导体二极管。它的符号极管。它的符号如图所示。如图所示。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电

28、子线路 当反向电压加到当反向电压加到某一定值时某一定值时UZ ，产，产生反向击穿，反向生反向击穿，反向电流急剧增加，电流急剧增加，只只要控制反向电流不要控制反向电流不超过一定值超过一定值，管子，管子就不会损坏。就不会损坏。1 1、稳压管的伏安特性、稳压管的伏安特性工作在反向击穿特性区工作在反向击穿特性区_南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路2 2、稳压管的主要参数、稳压管的主要参数 稳定电压稳定电压U UZ Z 指规定电流下稳压管的反向击穿电压。稳指规定电流下稳压管的反向击穿电压。稳压管的稳定电压低的为压管的稳定电压低的为3V，高的可达，高的可达300V，它的正向电压约为它的正

29、向电压约为0.6V。稳定电流稳定电流I IZ Z（I Izminzmin-I-Izmaxzmax ）指稳压管工作在稳压状态时的参考电流。指稳压管工作在稳压状态时的参考电流。电流低于电流低于Izmin时稳压效果变坏，甚至根本不时稳压效果变坏，甚至根本不稳压。稳压。_南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路 额定功耗额定功耗P PZMZM 指稳压管的稳定电压与最大稳定电流的乘积。指稳压管的稳定电压与最大稳定电流的乘积。温度系数温度系数 指温度每变化指温度每变化1 1时稳压值的变化量。时稳压值的变化量。VZ小于小于4V的管子具有负温度系数，的管子具有负温度系数，VZ大于大于7V的管子具的

30、管子具有正温度系数。有正温度系数。4V至至7V的管子温度系数非常小。的管子温度系数非常小。动态电阻动态电阻r rz z 指稳压管两端的电压变化与电流变化之比。曲线指稳压管两端的电压变化与电流变化之比。曲线越陡，动态电阻愈小，稳压管的稳压性能愈好。越陡，动态电阻愈小，稳压管的稳压性能愈好。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻 电阻的作用一是起电阻的作用一是起限流限流作用，以保护稳压管；作用，以保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化

31、，取出误差信号以电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节调节稳稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。压管的工作电流，从而起到稳压作用。注意注意南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路接法：接法：反接反接电阻电阻R的作用：的作用：限流限流RL代表：代表：负载负载 工作区：工作区：反向击穿反向击穿3 3、稳压管的基本电路、稳压管的基本电路南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路三、应用三、应用 例例1 1：电路如图，求流过稳压管的电流电路如图，求流过稳压管的电流I IZ Z，R R是否合适？是否合适？解：解：mAImARUIZZZ18520故，故，R R是合适的。是合适的。mA

32、IZ3min南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路例例2 2：电路如图，电路如图，I IZmaxZmax=50mA=50mA，R R=0.15K,=0.15K,UIUI =24V,=24V,I IZ Z=5mA,=5mA,U UZ Z=12V=12V，问当，问当 R RL L=0.2K =0.2K 时，时，电路能否稳定，为什么？当电路能否稳定，为什么？当 R RL L =0.8K =0.8K 时，时，电路能否稳定，为什么？电路能否稳定，为什么？解：解：不能稳定时，可以稳定时，;658.0;202.0mAIKRmAIKRRURUUIDZLDZLLZZIDZ南理工紫金学院南理工紫金学

33、院模拟电子线路模拟电子线路例例3 3、电路如图，电路如图，U UI I=1212V V，U UZ Z=6 6V V，R=R=0.150.15K K，I IZ Z=5 5mAmA，I IZMAXZMAX=3030mAmA,问保证电问保证电路正常工作时路正常工作时RLRL 的取值范围的取值范围ZMAXDZZIII解：解：LZZIDZRURUUIZMAXZIZLZZIZIRUUURIRUUUKRKL6.017.0南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路例例4 4：已知已知u=10sin(t)V,UZ=6V,IZ=10mA，Izmax=30mA,画出画出uouo的波形，并求限流电阻的波形，

34、并求限流电阻R R的最的最小值。小值。200maxminZZmIUURiutV6V10V10V6南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路例例5 5：已知：已知u=10sin(t)V,UZ=+6V,IZ=10mA，Izmax=30mA,画出画出uouo的波形，的波形，并求限流电阻并求限流电阻R R的最小值。的最小值。200maxminZZmIUURiutV6V10V10V6iuRouZD南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路例例6 6：已知已知u=3sin(t)V,UZ=6V,IZ=10mA，Izmax=30mA,画出画出uouo的波形，并求限流电阻的波形，并求限流电阻

35、R R的最的最小值。小值。200maxminZZmIUURiutV6V10V10V6南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路例例7 7 稳压电路如图所示，直流输入电压稳压电路如图所示，直流输入电压V VI I的电压的电压在在12V13.6V之间。负载为之间。负载为9V的收音机，当它的的收音机，当它的音量最大时，需供给的功率为音量最大时，需供给的功率为0.5W。稳压管的。稳压管的VZ=9V，稳定电流，稳定电流IZmin=5mA，额定功率为，额定功率为1W，R=51。试分析稳压管电路能否正常工作。试分析稳压管电路能否正常工作。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路收音机所

36、需电流收音机所需电流流过流过R R的电流为的电流为流过稳压管的电流为流过稳压管的电流为mAVW.IImaxLminL569500mA.V.RVVImA.VRVVIRVVIZaxImmaxRZinImminRZIR29051961395851912mA.IIImA.IIIIIIminLmaxRmaxZmaxLminRminZLRZ29002909256958南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路由于收音机音量最大时，稳压管流由于收音机音量最大时，稳压管流过的电流过的电流稳压管的稳定电流范围为：稳压管的稳定电流范围为：mAVWImAImaxZminz111915minzminzII所

37、以所以稳压管失去了稳压作用。稳压管失去了稳压作用。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路其它类型二极管发光二极管光电二极管南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路发光二极管发光二极管 发光二极管是通过电流时发光的一种器发光二极管是通过电流时发光的一种器件，这是由于电子与空穴直接复合而放出能件，这是由于电子与空穴直接复合而放出能量的结果。发出的光的波长由所使用的基本量的结果。发出的光的波长由所使用的基本材料而定。它的符号如图所示。材料而定。它的符号如图所示。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路工作区：工作区：正向偏置正向偏置接法：接法：正接正接作用：作用

38、：把电信号转换成光信号把电信号转换成光信号主要应用：主要应用：作为显示器件作为显示器件南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路光电二极管光电二极管 光电二极管的结构与普通二极管类似，光电二极管的结构与普通二极管类似，但在它的但在它的PNPN结处，通过管壳上的一个玻璃窗结处，通过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照。这种器件的口能接收外部的光照。这种器件的PNPN结在结在反反向偏置状态向偏置状态下运行，它的反向电流随光照度下运行，它的反向电流随光照度的增加而上升。它的符号如图所示。的增加而上升。它的符号如图所示。南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路接法：接法：反接反接工作区：工作区：反向偏置反向偏置作用：作用：把光信号转换成电把光信号转换成电 信号信号南理工紫金学院南理工紫金学院模拟电子线路模拟电子线路光电二极管的伏安特性光电二极管的伏安特性