第6章半導(dǎo)體二極管及整流電路及三極管

1、 自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體導(dǎo)體，金，金屬一般都是導(dǎo)體。屬一般都是導(dǎo)體。 有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體絕緣體，如橡，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。皮、陶瓷、塑料和石英。 另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為之間，稱為半導(dǎo)體半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。硫化物、氧化物等。 半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。比如：以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。比如：當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)當(dāng)受外界熱

2、和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能力明顯變化。電能力明顯變化。往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會使它的導(dǎo)電能力明顯改變。會使它的導(dǎo)電能力明顯改變。在熱力學(xué)溫度零度在熱力學(xué)溫度零度和沒有外界激發(fā)時(shí)和沒有外界激發(fā)時(shí),本征半導(dǎo)體不導(dǎo)電。本征半導(dǎo)體不導(dǎo)電。 把純凈的沒有結(jié)把純凈的沒有結(jié)構(gòu)缺陷的半導(dǎo)體單晶構(gòu)缺陷的半導(dǎo)體單晶稱為本征半導(dǎo)體。稱為本征半導(dǎo)體。 它是共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。它是共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。 本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)硅原子硅原子價(jià)電子價(jià)電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子自由電子空空穴穴本征激發(fā)本征激發(fā)復(fù)合復(fù)合在常溫下自由

3、電子和空穴的形成在常溫下自由電子和空穴的形成成對出現(xiàn)成對出現(xiàn)成對消失成對消失+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴導(dǎo)電的空穴導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是共價(jià)實(shí)質(zhì)是共價(jià)鍵中的束縛鍵中的束縛電子依次填電子依次填補(bǔ)空穴形成補(bǔ)空穴形成電流。故半電流。故半導(dǎo)體中有電導(dǎo)體中有電子和空穴兩子和空穴兩種載流子。種載流子。 空穴移動(dòng)方向空穴移動(dòng)方向 電子移動(dòng)方向電子移動(dòng)方向 1.兩種載流子兩種載流子 價(jià)電子填補(bǔ)空穴價(jià)電子填補(bǔ)空穴結(jié)論結(jié)論1.本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即流子，即自由電子自由電子和和空穴空穴。3.溫度越高，載流子的濃度越高。因此本溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)

4、體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。的一大特點(diǎn)。2.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。的濃度。+4+4+4+4+4+4+4+4（1） N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺的晶體在硅或鍺的晶體中中 摻入少量的摻入少量的五價(jià)元五價(jià)元 素素,如磷如磷,則形成則形成N型半導(dǎo)型半導(dǎo)體。體。 磷原子磷原子+4+5多余價(jià)電子多余價(jià)電子自由電子自由電子正離子正離子 N 型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖少數(shù)載流子少數(shù)載流子多數(shù)載流子多數(shù)載流子正離子正離子在在

5、N型半導(dǎo)中型半導(dǎo)中,電子是多數(shù)載流子電子是多數(shù)載流子, 空穴是少數(shù)載流子?？昭ㄊ巧贁?shù)載流子。+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴（2） P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺的晶體中在硅或鍺的晶體中 摻入少量的三價(jià)元摻入少量的三價(jià)元 素素,如硼如硼,則形成則形成P 型型半導(dǎo)體。半導(dǎo)體。 +4+4硼原子硼原子填補(bǔ)空位填補(bǔ)空位+3負(fù)離子負(fù)離子 P 型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖電子是少數(shù)載流子電子是少數(shù)載流子負(fù)離子負(fù)離子空穴是多數(shù)載流子空穴是多數(shù)載流子1.N型半導(dǎo)體中電子是多子型半導(dǎo)體中電子是多子，其中大部分是摻雜提供，其中大部分是摻雜提供的電子，本征半導(dǎo)體中受激產(chǎn)生的電子只占少數(shù)的電子，本征半導(dǎo)體中受

6、激產(chǎn)生的電子只占少數(shù)。 N型半導(dǎo)體中空穴是少子，少子的遷移也能形型半導(dǎo)體中空穴是少子，少子的遷移也能形成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。2.P型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。結(jié)論結(jié)論P(yáng) 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū) 用專門的制造工藝在同一塊半導(dǎo)體單晶上用專門的制造工藝在同一塊半導(dǎo)體單晶上, ,形成形成 P型半導(dǎo)體區(qū)域型半導(dǎo)體區(qū)域 和和 N型半導(dǎo)體區(qū)域型半導(dǎo)體區(qū)域, ,在這兩個(gè)區(qū)域的交界處就形成了一個(gè)在這兩個(gè)區(qū)域的交界處就形成了一個(gè)PN 結(jié)。結(jié)。N區(qū)的電子向區(qū)的電

7、子向P區(qū)擴(kuò)散并與空穴復(fù)合區(qū)擴(kuò)散并與空穴復(fù)合P區(qū)的空穴向區(qū)的空穴向N區(qū)擴(kuò)散并與電子復(fù)合區(qū)擴(kuò)散并與電子復(fù)合空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)內(nèi)電場方向內(nèi)電場方向多子擴(kuò)散多子擴(kuò)散少子漂移少子漂移內(nèi)電場方向內(nèi)電場方向空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)P 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū)在一定的條件下，多子擴(kuò)散與少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，在一定的條件下，多子擴(kuò)散與少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡， 空間電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定下來?？臻g電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定下來。 內(nèi)電場方向內(nèi)電場方向E外電場方向外電場方向RIP 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū)外電場驅(qū)使外電場驅(qū)使P區(qū)的空穴進(jìn)入空間區(qū)的空穴進(jìn)入空間電荷區(qū)抵消一部分負(fù)空間電荷電荷區(qū)抵消一部分負(fù)空間電荷N區(qū)電子進(jìn)入空間電荷區(qū)區(qū)電子進(jìn)入空間電

8、荷區(qū)抵消一部分正空間電荷抵消一部分正空間電荷空間電荷區(qū)變窄空間電荷區(qū)變窄 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，形擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，形成較大的正向電流成較大的正向電流（1 1） 外加正向電壓外加正向電壓P 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū)內(nèi)電場方向內(nèi)電場方向ER空間電荷區(qū)變寬空間電荷區(qū)變寬 外電場方向外電場方向IR（2 2） 外加反向電壓外加反向電壓外電場驅(qū)使空間電荷區(qū)兩側(cè)的空穴和自由電子移走外電場驅(qū)使空間電荷區(qū)兩側(cè)的空穴和自由電子移走少數(shù)載流子越過少數(shù)載流子越過PN結(jié)結(jié)形成很小的反向電流形成很小的反向電流 多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)難于進(jìn)行多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)難于進(jìn)行1、空間電荷區(qū)中沒有載流子又稱耗盡層。、空間電荷區(qū)中沒有載流子又稱耗盡層。2、

9、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場阻礙、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場阻礙擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的進(jìn)的進(jìn)行。（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)為多子形成的運(yùn)動(dòng)）行。（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)為多子形成的運(yùn)動(dòng)）3、少子少子數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。4、PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?正向偏置正向偏置： P區(qū)加正、區(qū)加正、N區(qū)加負(fù)電壓區(qū)加負(fù)電壓 多子運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，多子運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，PN結(jié)導(dǎo)通結(jié)導(dǎo)通 反向偏置：反向偏置：P區(qū)加負(fù)、區(qū)加負(fù)、N區(qū)加正電壓區(qū)加正電壓 少子運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，少子運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，PN結(jié)截止結(jié)截止結(jié)論結(jié)論 正極引線正極引線觸絲觸絲N型鍺型鍺支架支架外殼外殼負(fù)極引線負(fù)極引線點(diǎn)接觸型二極管點(diǎn)接觸型二極管二極管的符號二極管

10、的符號正極正極負(fù)極負(fù)極 正極引線正極引線二氧化硅保護(hù)層二氧化硅保護(hù)層P型區(qū)型區(qū)負(fù)極引線負(fù)極引線 面接觸型二極管面接觸型二極管N型硅型硅PN結(jié)結(jié)PN結(jié)結(jié)二極管的型號 例如：2 C K 18 序號 （K-開關(guān)、W-穩(wěn)壓、Z- 功能 整流、P-檢波） （A、B-鍺） 材料（C、D-硅） 二極管2. 2.伏安特性伏安特性UI死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅管硅管0.5V,鍺管鍺管0.2V。導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降: : 硅硅管管0.60.7V,鍺鍺管管0.20.3V。反向擊穿電反向擊穿電壓壓U(BR)小結(jié)：小結(jié)：（1）二極管正向電壓很）二極管正向電壓很 小時(shí)，有死區(qū)。小時(shí)，有死區(qū)。（2）二極管正向?qū)〞r(shí)）二極管正向?qū)〞r(shí)

11、 管壓降基本固定。管壓降基本固定。 導(dǎo)通電阻很小。導(dǎo)通電阻很小。（3）二極管反向截止時(shí)，）二極管反向截止時(shí)， 反向電流很小，并反向電流很小，并 幾乎不變，稱反向幾乎不變，稱反向 飽和電流。飽和電流。（4）反向電壓加大到一）反向電壓加大到一 定程度二極管反向定程度二極管反向 擊穿。擊穿。3. 3.主要參數(shù)主要參數(shù)（1）最大整流電流）最大整流電流 IOM二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。向平均電流。（2）反向擊穿電壓）反向擊穿電壓UBR二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员?/p>

12、破壞，甚至過熱而劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓URM一般是一般是UBR的一半。的一半。（3 3）最大反向電流）最大反向電流 I IRMRM指二極管加最大反向工作電壓時(shí)的反向電流指二極管加最大反向工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆睿虼?。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆睿虼朔聪螂娏髟叫≡胶?。反向電流受溫度的影響，溫反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，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，鍺管的反向電流要大幾十到幾百倍。管的反向電流要大幾十到幾

13、百倍。以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用是以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦园ㄕ鳌⑾薹?、保護(hù)等主要利用它的單向?qū)щ娦园ㄕ鳌⑾薹?、保護(hù)等例例1. 1. 試求下列電路中的電流。（二極管為硅管）試求下列電路中的電流。（二極管為硅管） 二極管為非線性元件在分析計(jì)算時(shí)和以往線性元二極管為非線性元件在分析計(jì)算時(shí)和以往線性元件不同下面我們以例子說明。件不同下面我們以例子說明。4. 4.分析、應(yīng)用舉例分析、應(yīng)用舉例 二極管的二極管的應(yīng)用范圍很廣應(yīng)用范圍很廣,它可用與整流、檢波、限幅、它可用與整流、檢波、限幅、元件保護(hù)以及在數(shù)字電路中作為開關(guān)元件。元件保護(hù)以及在數(shù)字電路中

14、作為開關(guān)元件。 其中：其中： US=5V，R=1K解：所示電路中二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，解：所示電路中二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此：因此：mARUIS4 . 416 . 056 . 0+-USRI二極管為電流控制型元件，二極管為電流控制型元件，R是限流電阻。是限流電阻。特殊二極管特殊二極管1. 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管是一種特殊的二極管，穩(wěn)壓管是一種特殊的二極管， 它專門工作在反向工作區(qū)它專門工作在反向工作區(qū) +I+穩(wěn)定穩(wěn)定電壓電壓UZ特性曲線：特性曲線：曲線越陡，曲線越陡，電壓越穩(wěn)電壓越穩(wěn)定。定。工作區(qū)工作區(qū)UZIZU 例例2：下圖中，已知：下圖中，已知VA=3V， VB=0V， VDA 、VDB

15、為鍺為鍺管，求輸出端管，求輸出端Y的電位并說明的電位并說明二極管的二極管的作用。作用。 解：解： VDA優(yōu)先導(dǎo)通，則優(yōu)先導(dǎo)通，則VY=30.3=2.7VVDA導(dǎo)通后導(dǎo)通后, VDB因反偏而截止因反偏而截止,起隔離作用起隔離作用, VDA起鉗位作用起鉗位作用,將將Y端的電位鉗制在端的電位鉗制在+2.7V。 VDA 12VYABVDBR二極管導(dǎo)通后，管子上的管壓降基本恒定。二極管導(dǎo)通后，管子上的管壓降基本恒定。uo to to to to 2 3 uou2u2u1uDioioRLT 2 3 2U22U22U2Im 2 2 3 3 uDVDu2正正半周半周負(fù)負(fù)t uo輸出電壓平均輸出電壓平均值（值（

16、U0）：）：輸出電壓波形：輸出電壓波形： 2022ooU45. 0U2tdu21Uuou2u1ioRLTuDVDuO t0 t t t 2 3 uOu2u2u1uDuDiOiOVDRLT 2 3 2U22U22U2Im 2 2 3 3 UO=0.45U2 ,IO=UORL =0.45U2RLID= IO ,UDRM=2U2U2=2.22 UOI2= Im2 ,I2=1.57 IO ,IO=Im 000Im=2U2RL221oiTIVD1和和V VD3導(dǎo)通導(dǎo)通,V,VD2和和V VD4截止截止( (相當(dāng)于開路相當(dāng)于開路) )第第8章章 u2Tu1RLuoio+由變壓器由變壓器 T 和二極管和二極

17、管V D1 VD4 及負(fù)載及負(fù)載 RL 組成。組成。VD4VD3VD2VD1第第8章章 u2Tu1RLVD4VD3VD2uoioVD1+VD2和和VD4導(dǎo)通，導(dǎo)通，VD1和和VD3截止截止 to to to to 2 3 2 3 2U22U22U2Im 2 2 3 3 uD1uD3uD4uD2UO = 0.9U2 ,0.9U2RLIO=UORL=UDRM =2U2 ,IO= 0.9I2 ,I2 = 1.11 IO , U2 =1.11 UO選用二極管的依據(jù)是選用二極管的依據(jù)是:ID 應(yīng)小于應(yīng)小于IOM (最大整流電流）最大整流電流）UDRM應(yīng)小于應(yīng)小于UR M(最高反向工作電壓最高反向工作電壓

18、)uOu2uDiOID = IO12第第8章章 濾波原理濾波原理:交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路利用儲能元件利用儲能元件電容電容兩端的電壓兩端的電壓(或通過或通過電感電感中的電中的電流流)不能突變的特性不能突變的特性, 將將電容電容與負(fù)載與負(fù)載RL并聯(lián)并聯(lián)(或?qū)⒒驅(qū)㈦婋姼懈信c負(fù)載與負(fù)載RL串聯(lián)串聯(lián))，濾掉整流電路輸出電壓中的交，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)到平滑輸出電壓波流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。形的目的。二極管導(dǎo)通

19、時(shí)給電容充電二極管導(dǎo)通時(shí)給電容充電, ,二極管截止時(shí)電容向負(fù)載放電二極管截止時(shí)電容向負(fù)載放電. .第第8章章 u2Tu1RLVD1VD4VD3VD2uoioCuCau0RL接入（且接入（且RLC較大）時(shí)較大）時(shí)u2tu0t忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻沒有電容時(shí)的沒有電容時(shí)的輸出波形輸出波形整流電路為電整流電路為電容充電容充電電容通過電容通過RL放電，在整放電，在整流電路電壓小于電容電流電路電壓小于電容電壓時(shí)，二極管截止，整壓時(shí)，二極管截止，整流電路不為電容充電，流電路不為電容充電，u0會逐漸下降。會逐漸下降。具體分析：具體分析：u1u2u1bD4D2D1D3RLSCu2tu0t忽略整流電路

20、內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻只有整流電路輸只有整流電路輸出電壓大于出電壓大于u0的的時(shí)間區(qū)間，才有時(shí)間區(qū)間，才有充電電流。因此充電電流。因此整流電路的輸出整流電路的輸出電流是脈沖波。電流是脈沖波。整流電路的整流電路的輸出電流輸出電流RL接入（且接入（且RLC較大）時(shí)較大）時(shí)u1u2u1bD4D2D1D3RLSCu0輸出波形隨負(fù)載電阻輸出波形隨負(fù)載電阻RL或或C的變化而改變的變化而改變,U0也隨也隨之改變。之改變。如如:RL愈小愈小(I0越大越大),U0下降多。下降多。電容濾波電路適用于輸出電壓較高電容濾波電路適用于輸出電壓較高,負(fù)載電負(fù)載電流較小且負(fù)載變動(dòng)不大的場合。流較小且負(fù)載變動(dòng)不大的場合。(4)

21、、輸出特性、輸出特性(外特性外特性):uL電容電容濾波濾波純電阻負(fù)載純電阻負(fù)載1.4U20.9U20IL結(jié)論結(jié)論濾波濾波電路電路整流整流電路電路穩(wěn)壓穩(wěn)壓電路電路負(fù)負(fù)載載變壓變壓器器交流交流電源電源各部分電路輸出波形各部分電路輸出波形TRLCUiRIRUZIZVZUou2iou1穩(wěn)壓穩(wěn)壓當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓Ui發(fā)生變化，發(fā)生變化，負(fù)載負(fù)載RL變化時(shí)，輸出電壓基本不變變化時(shí)，輸出電壓基本不變下面分別以兩種情況來討論：下面分別以兩種情況來討論：U0IZUR=IRR=（IZ+Io）RU0當(dāng)當(dāng)Ui增加使增加使U0升高時(shí)升高時(shí)TRLCUiRIRUZIZVZUou2iou1U0IZUR=IRR=（IZ+Io

22、）RU0當(dāng)當(dāng)RL減小，輸出電流增加，使減小，輸出電流增加，使U0減小時(shí)減小時(shí)（1）穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓的實(shí)質(zhì)是靠穩(wěn)壓管的調(diào)節(jié)作用）穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓的實(shí)質(zhì)是靠穩(wěn)壓管的調(diào)節(jié)作用 和電阻的補(bǔ)償作用。和電阻的補(bǔ)償作用。（2）使用穩(wěn)壓管時(shí)必須串聯(lián)電阻。）使用穩(wěn)壓管時(shí)必須串聯(lián)電阻。 （3）在穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管通常為反接；）在穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管通常為反接；UZ= UO ，IZmax 2 3 IOmaxRLUiUZIZVZUoioRIR1. 1.簡介簡介隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展,現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高可靠性高,使用使用

23、靈活靈活,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。壓器。本節(jié)主要介紹常用的本節(jié)主要介紹常用的W7800系列系列三端集成穩(wěn)壓三端集成穩(wěn)壓器，其內(nèi)部是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。器，其內(nèi)部是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過熱保護(hù)通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過熱保護(hù)環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。1端端: 輸入端輸入端2端端: 公共端公共端3端端: 輸出端輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形

24、系列穩(wěn)壓器外形1231端端: 公共端公共端2端端: 輸入端輸入端3端端: 輸出端輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形123W78，W79系列內(nèi)部是：系列內(nèi)部是：由五個(gè)環(huán)節(jié)組成由五個(gè)環(huán)節(jié)組成UoUi整整流流濾濾波波Uo = 12VW7812123Co+UiCi可根據(jù)需要可根據(jù)需要, 選用選用W78XX, 則則 Uo = XX V。第第8章章輸入與輸輸入與輸出端之間出端之間的電壓一的電壓一般不得低般不得低于于3V3V！W7915W7815CO+15V15VUO1選用不同穩(wěn)壓值的選用不同穩(wěn)壓值的 78XX 和和 79XX, 可構(gòu)成可構(gòu)成同時(shí)輸出不對稱正、負(fù)電壓的穩(wěn)壓電路同時(shí)輸出不對稱正、負(fù)電

25、壓的穩(wěn)壓電路。UiUO1CiCOCi4.集成穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo)集成穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo)以以CW7805為例為例最大輸入電壓：最大輸入電壓：35V最小輸入電壓：最小輸入電壓：7V最大輸出電流：最大輸出電流：1.5A電壓調(diào)整率：電壓調(diào)整率：7.0mV（輸入電壓變化（輸入電壓變化10%時(shí)，輸出電壓的時(shí)，輸出電壓的 相對變化量。）相對變化量。）輸出電阻：輸出電阻：17m （輸入電壓和溫度不變時(shí)，輸出電壓變（輸入電壓和溫度不變時(shí)，輸出電壓變 化量和輸出電流變化量之比的絕對值。）化量和輸出電流變化量之比的絕對值。）最大耗散功率：最大耗散功率：15W（必須按規(guī)定散熱片）（必須按規(guī)定散熱片）第七章 晶體

26、三極管及基本放大電路 晶體三極管是具有放大作用的半導(dǎo)體器件，由三極管組成的放大電路廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，例如收音機(jī)、擴(kuò)音機(jī)、測量儀器及自動(dòng)控制裝置等。本章介紹三極管應(yīng)用的必備知識及由它構(gòu)成的基本放大電路的工作原理和一般分析方法。 第一節(jié)第一節(jié) 晶體三極管晶體三極管晶體三極管是一種利用輸入電流控制輸出電流的電流控制型器件，它由兩個(gè)晶體三極管是一種利用輸入電流控制輸出電流的電流控制型器件，它由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，在電路中主要作為放大和開關(guān)元件使用。結(jié)構(gòu)成，在電路中主要作為放大和開關(guān)元件使用。 一、結(jié)構(gòu)與分類一、結(jié)構(gòu)與分類 1 1外形外形 近年來生產(chǎn)的小、中功率管多采用硅酮塑料封裝；大功率三極管多采

27、用金屬封近年來生產(chǎn)的小、中功率管多采用硅酮塑料封裝；大功率三極管多采用金屬封裝，通常做成扁平形狀并有螺釘安裝孔，有的大功率管制成螺栓形狀。裝，通常做成扁平形狀并有螺釘安裝孔，有的大功率管制成螺栓形狀。2.2.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 三極管的核心是兩個(gè)互相聯(lián)系的三極管的核心是兩個(gè)互相聯(lián)系的PN結(jié)，按兩個(gè)結(jié)，按兩個(gè)PN結(jié)的組合方式不同，可分為結(jié)的組合方式不同，可分為NPN型和型和PNP型兩類型兩類。 PNP型三極管 NPN型三極管三極管內(nèi)部有發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，引出電極分別為三極管內(nèi)部有發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，引出電極分別為發(fā)射極發(fā)射極e e、基極基極b b、集電集電極極c c。發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的。發(fā)射區(qū)與基區(qū)

28、之間的PNPN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)與基區(qū)之間的結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)與基區(qū)之間的PNPN結(jié)稱為集電結(jié)。結(jié)稱為集電結(jié)。 BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高雜濃度較高基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄，摻雜濃度低摻雜濃度低集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大3.3.分類分類 三極管的種類很多，通常按以下方法進(jìn)行分類：三極管的種類很多，通常按以下方法進(jìn)行分類：按半導(dǎo)體制造材料可分為：按半導(dǎo)體制造材料可分為：硅管和鍺管。硅管受溫度影響較小、工作穩(wěn)定，硅管和鍺管。硅管受溫度影響較小、工作穩(wěn)定，因此在自動(dòng)控制設(shè)備中常用硅管。因此在自動(dòng)控制設(shè)備中常用硅管。 按三

29、極管內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)可分為：按三極管內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)可分為：NPN型和型和PNP型兩類。目前我國制造的硅管型兩類。目前我國制造的硅管多為多為NPN型型(也有少量也有少量PNP型型)，鍺管多為，鍺管多為PNP型。型。 按工作頻率可分為：按工作頻率可分為：高頻管和低頻管。工作頻率高于高頻管和低頻管。工作頻率高于3MHz為高頻管，工作為高頻管，工作頻率在頻率在3MHz以下為低頻管。以下為低頻管。按功率可分為：按功率可分為：小功率管和大功率管。耗散功率小于小功率管和大功率管。耗散功率小于1W為小功率管，耗散為小功率管，耗散功率大于功率大于1W為大功率管。為大功率管。按用途可分為：按用途可分為：普通放大三極管和

30、開關(guān)三極管等。普通放大三極管和開關(guān)三極管等。 ECBIIIBCII電流放大原理電流放大原理NNP發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏發(fā)射區(qū)電發(fā)射區(qū)電子不斷向子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射形成發(fā)射極電流極電流I IE E。電子與基電子與基區(qū)空穴復(fù)區(qū)空穴復(fù)合形成合形成I IB B穿過集電穿過集電結(jié)形成結(jié)形成I IC CIBICEBRBECIE三個(gè)極電流的關(guān)系為三個(gè)極電流的關(guān)系為IC與與IB之比稱為電流放大倍數(shù)之比稱為電流放大倍數(shù)二、三極管的電流放大作用二、三極管的電流放大作用 1 1三極管放大條件三極管放大條件要使三極管能夠正常放大信號，發(fā)射結(jié)應(yīng)加正向電壓，集電結(jié)應(yīng)加反向電壓。要使三極管

31、能夠正常放大信號，發(fā)射結(jié)應(yīng)加正向電壓，集電結(jié)應(yīng)加反向電壓。 NPN管偏置電路 PNP管偏置電路 電源電源VCC通過偏置電阻通過偏置電阻Rb為發(fā)射結(jié)提供正向偏置，為發(fā)射結(jié)提供正向偏置，RC阻值小于阻值小于Rb阻值，所以集阻值，所以集電結(jié)處于反向偏置。電結(jié)處于反向偏置。 在實(shí)際放大電路中，除了共發(fā)射極聯(lián)接方式外，還有共集電極和共基極聯(lián)接方在實(shí)際放大電路中，除了共發(fā)射極聯(lián)接方式外，還有共集電極和共基極聯(lián)接方式。式。 共發(fā)射極接法 共基極接法 共集電極接法 特性曲線特性曲線一、一、輸入特性輸入特性IB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE =0.5VUCE 1V 死區(qū)電死區(qū)電壓，硅管壓

32、，硅管0.5V，鍺，鍺管管0.2V。工作壓降：工作壓降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,鍺鍺管管UBE 0.20.3V。二、二、輸出特性輸出特性1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 AIC(mA )當(dāng)當(dāng)UCE大于一大于一定的數(shù)值時(shí)，定的數(shù)值時(shí)，IC只與只與IB有關(guān)，有關(guān)，IC= IB。此區(qū)域滿此區(qū)域滿足足IC= IB稱為線性稱為線性區(qū)（放大區(qū)（放大區(qū)）。區(qū)）。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A截止區(qū)截止區(qū)放大放大區(qū)區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):放大區(qū)：放大區(qū)：發(fā)射

33、結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 即：即： IC= IB , 且且 IC = IB(2) 飽和區(qū)：飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。 即：即：UCE UBE ， IBIC，UCE 0.3V (3) 截止區(qū)：截止區(qū)： UBE 死區(qū)電壓，死區(qū)電壓， IB=0 ， IC=ICEO 0 1 1三極管型號三極管型號 國產(chǎn)三極管的型號由五部分組成。國產(chǎn)三極管的型號由五部分組成。 第一部分是數(shù)字第一部分是數(shù)字“3”，表示三極管。，表示三極管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料和極第二部分是用拼音字母表示管子的材料和極性。性。 APNP鍺材料，BNPN鍺材料， CPNP硅材料，DNPN硅材料。 第三部分是用拼音字母表示管子的類型。第三部分是用拼音字母表示管子的類型。 X低頻小功率管，G 高頻小功率管， D低頻大功率管，A 高頻大功率管。 第四部分用數(shù)字表示器件的序號。第四部分用數(shù)字表示器件的序號。 第五部分用拼音字母表示規(guī)格號。第五部分用拼音字母表示規(guī)格號。三極管型號的讀識3AG54A三極管三極管 PNP鍺材料鍺材料 高頻小功率高頻小功率 序號序號 規(guī)格規(guī)格號號五、三極管引腳與管型的判別五、三極管引腳與管型的判別 （1）先確定）先確定b極極（2）判斷）判斷e