汽車電工電子教案

1、汽汽 車車 電電 子子 技技 術(shù)術(shù) (普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”國家級規(guī)劃教材國家級規(guī)劃教材)馮淵馮淵 主編主編2014年3月1. 本課程的性質(zhì)本課程的性質(zhì) 是汽車電子技術(shù)專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，目的是是汽車電子技術(shù)專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，目的是使學(xué)生掌握模、數(shù)電路的基本理論，基本知識和基本使學(xué)生掌握模、數(shù)電路的基本理論，基本知識和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生分析與解決汽車電子電路問題的能力。技能，培養(yǎng)學(xué)生分析與解決汽車電子電路問題的能力。為后續(xù)汽車復(fù)雜電路的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)為后續(xù)汽車復(fù)雜電路的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)及今后從及今后從事實(shí)際的工作事實(shí)際的工作打下良好的基礎(chǔ)。打下良好的基礎(chǔ)。 4、學(xué)

2、習(xí)方法、學(xué)習(xí)方法 課前預(yù)習(xí)，課堂做筆記，跟上老師的講課進(jìn)度，課前預(yù)習(xí)，課堂做筆記，跟上老師的講課進(jìn)度，帶著問題聽課，沒有明白的問題下課后一定要帶著問題聽課，沒有明白的問題下課后一定要問老師，作業(yè)按時獨(dú)立完成。注重理解和掌握問老師，作業(yè)按時獨(dú)立完成。注重理解和掌握集成器件的功能和應(yīng)用，注重把理論與實(shí)訓(xùn)緊集成器件的功能和應(yīng)用，注重把理論與實(shí)訓(xùn)緊密聯(lián)系起來。密聯(lián)系起來。5、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)目標(biāo) （1）養(yǎng)成嚴(yán)肅、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和良好的學(xué)）養(yǎng)成嚴(yán)肅、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和良好的學(xué)習(xí)方法；習(xí)方法； （2）養(yǎng)成獨(dú)立分析問題和解決問題的能力并）養(yǎng)成獨(dú)立分析問題和解決問題的能力并具有協(xié)作和團(tuán)隊(duì)精神；具有協(xié)作和團(tuán)隊(duì)精神；

3、 （3）能獨(dú)立運(yùn)用所學(xué)知識和技能獨(dú)立解決課）能獨(dú)立運(yùn)用所學(xué)知識和技能獨(dú)立解決課程設(shè)計(jì)中遇到的實(shí)際問題；程設(shè)計(jì)中遇到的實(shí)際問題； （4）具有一定的創(chuàng)新意識；具有一定的自學(xué)、）具有一定的創(chuàng)新意識；具有一定的自學(xué)、表達(dá)、獲取信息等方面的能力。表達(dá)、獲取信息等方面的能力。 參考書：參考書：秦曾煌主編秦曾煌主編電工學(xué)第六版電工學(xué)第六版 高等教育出版社高等教育出版社其它參考書見書后參考書目其它參考書見書后參考書目6、教材及教學(xué)參考書、教材及教學(xué)參考書7 7、電子技術(shù)的分類：、電子技術(shù)的分類： 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)-研究模擬電路研究模擬電路 Analog CircuitsAnalog Circuits

4、：傳遞和處理模擬信號：傳遞和處理模擬信號-A A 數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)-研究數(shù)字電路研究數(shù)字電路 Digital CircuitsDigital Circuits ：傳遞和處理數(shù)字信號：傳遞和處理數(shù)字信號-D D電子電路中的信號電子電路中的信號模擬信號模擬信號-Analog signalAnalog signal數(shù)字信號數(shù)字信號- Digital signalDigital signal時間和幅度上連續(xù)的信號時間和幅度上連續(xù)的信號時間和幅度都是離散的信號時間和幅度都是離散的信號8 8、電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域：、電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域：CommunicationCommunicationContro

5、lControlComputerComputerCulture lifeCulture life汽車、電視、雷達(dá)、通信、電子計(jì)算機(jī)、自動控制、汽車、電視、雷達(dá)、通信、電子計(jì)算機(jī)、自動控制、電子測量儀表、航天、核物理、生物、醫(yī)療和日常生活電子測量儀表、航天、核物理、生物、醫(yī)療和日常生活（門鈴、游戲、家電、生活管理）等，無處不存在。（門鈴、游戲、家電、生活管理）等，無處不存在。 4C 4C人類進(jìn)入到數(shù)字時代人類進(jìn)入到數(shù)字時代,數(shù)字技術(shù)是發(fā)展最快數(shù)字技術(shù)是發(fā)展最快 、 應(yīng)用最廣泛的技術(shù)應(yīng)用最廣泛的技術(shù). 航空航天航空航天“勇氣勇氣”號號 火星探測器火星探測器雷達(dá)技術(shù)雷達(dá)技術(shù)通信技術(shù)通信技術(shù)計(jì)算機(jī)、自

6、動控制計(jì)算機(jī)、自動控制第六章第六章 常用半導(dǎo)體器件及應(yīng)用常用半導(dǎo)體器件及應(yīng)用6.1 6.1 半導(dǎo)體簡介半導(dǎo)體簡介6.2 6.2 三極管基本應(yīng)用電路三極管基本應(yīng)用電路6.3 6.3 集成運(yùn)放及其應(yīng)用集成運(yùn)放及其應(yīng)用6.4 6.4 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源本章要點(diǎn)本章要點(diǎn)1.1.半導(dǎo)體的基本知識。半導(dǎo)體的基本知識。 2.2.常用半導(dǎo)體器件特性及其在汽車中的應(yīng)常用半導(dǎo)體器件特性及其在汽車中的應(yīng)用用 。3.3.三極管基本應(yīng)用電路。三極管基本應(yīng)用電路。 4.4.穩(wěn)壓電路的組成以及汽車整流、調(diào)壓電穩(wěn)壓電路的組成以及汽車整流、調(diào)壓電路路。第六章第六章 常用半導(dǎo)體器件及應(yīng)用常用半導(dǎo)體器件及應(yīng)用 根據(jù)物體導(dǎo)電能

7、力根據(jù)物體導(dǎo)電能力( (電阻率電阻率) )的不同，來劃分的不同，來劃分導(dǎo)體、絕緣體和導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體半導(dǎo)體。 導(dǎo)導(dǎo) 體體：109cm 半導(dǎo)體半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間。導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間。 6.1 6.1 半導(dǎo)體簡介半導(dǎo)體簡介 半導(dǎo)體的材料半導(dǎo)體的材料 典型的元素半導(dǎo)體有典型的元素半導(dǎo)體有硅硅Si和和鍺鍺Ge 及化合物半及化合物半導(dǎo)體導(dǎo)體砷化鎵砷化鎵GaAs等。等。本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 純凈的單晶半導(dǎo)體。如硅、鍺單晶體。純凈的單晶半導(dǎo)體。如硅、鍺單晶體。載流子載流子 自由運(yùn)動的帶電粒子。自由運(yùn)動的帶電粒子。共價鍵共價鍵 相鄰原子共有價電子所形成的束縛。相鄰原子共有價電子

8、所形成的束縛。+4+4+4+4硅硅( (鍺鍺) )的原子結(jié)構(gòu)的原子結(jié)構(gòu)Si2 8 4Ge2 8 18 4簡化簡化模型模型+4慣性核慣性核硅硅( (鍺鍺) )的共價鍵結(jié)構(gòu)的共價鍵結(jié)構(gòu)價電子價電子自自由由電電子子( (束縛電子束縛電子) )空空穴穴空穴空穴空穴可在共空穴可在共價鍵內(nèi)移動價鍵內(nèi)移動1、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性一、半導(dǎo)體的基本特性一、半導(dǎo)體的基本特性 半導(dǎo)體的三大導(dǎo)電特性：半導(dǎo)體的三大導(dǎo)電特性： 熱敏性熱敏性 光敏性光敏性 摻雜性（雜敏性）摻雜性（雜敏性） 半導(dǎo)體導(dǎo)電性能是由其原子結(jié)構(gòu)決定的。半導(dǎo)體導(dǎo)電性能是由其原子結(jié)構(gòu)決定的。半導(dǎo)體半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所

9、以的導(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)。例如：它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。例如：1.1.摻雜性摻雜性往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會使往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會使 它的導(dǎo)電能力明顯改變。它的導(dǎo)電能力明顯改變。2.2.熱敏性和光敏性熱敏性和光敏性當(dāng)受外界熱和光的作用時，它的導(dǎo)電能力當(dāng)受外界熱和光的作用時，它的導(dǎo)電能力明顯變化。明顯變化。本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體（1 1）本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)GeGeSiSi現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。的最外層電子（價電子）都是四個

10、。完全純凈的、不含其他雜質(zhì)且具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)完全純凈的、不含其他雜質(zhì)且具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。體稱為本征半導(dǎo)體。 在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每個原子都處在正四面體的中心，晶體點(diǎn)陣，每個原子都處在正四面體的中心，而四個其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個原子而四個其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個原子與其相鄰的原子之間形成與其相鄰的原子之間形成共價鍵共價鍵，共用一對價，共用一對價電子。電子。硅和鍺的晶硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)：通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體晶體。+4+4+4+4+4+4+4+4

11、+4在在絕對溫度（絕對溫度（T=0KT=0K）或或沒有外界激發(fā)沒有外界激發(fā)時，時，所有的價電子都被共所有的價電子都被共價鍵緊緊價鍵緊緊束縛束縛在共價在共價鍵中，不會成為自由鍵中，不會成為自由電子，因此本征半導(dǎo)電子，因此本征半導(dǎo)體的體的導(dǎo)電能力很弱導(dǎo)電能力很弱，接近絕緣體。接近絕緣體。本征半導(dǎo)體共價鍵結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體共價鍵結(jié)構(gòu)正離子核正離子核價電子價電子（2 2）本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)示意圖）本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)示意圖 共價鍵共價鍵室溫室溫（T=300KT=300K）或）或光照光照下，下，少數(shù)少數(shù)價電子即可擺脫共價鍵價電子即可擺脫共價鍵的束縛成為的束縛成為自由電子自由電子，同時，同時在共價鍵中留

12、下在共價鍵中留下空位空位，稱為，稱為空穴空穴。 這一現(xiàn)象稱為這一現(xiàn)象稱為本征激本征激發(fā)發(fā)，也稱熱激發(fā)。，也稱熱激發(fā)?？梢?，自由電子和空穴總是伴可見，自由電子和空穴總是伴隨著本征激發(fā)隨著本征激發(fā)成對成對出現(xiàn)的，也出現(xiàn)的，也叫叫電子空穴對電子空穴對。+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴自由電子自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子和空穴在運(yùn)動中相自由電子和空穴在運(yùn)動中相遇遇重新結(jié)合重新結(jié)合而而成對消失成對消失，這，這種現(xiàn)象稱為種現(xiàn)象稱為復(fù)合復(fù)合。（與導(dǎo)電。（與導(dǎo)電無關(guān)）無關(guān)）空穴的移動方向和價電子移空穴的移動方向和價電子移動的方向相反動的方向相反電子與空穴的移動電子與空穴的移

13、動價電子填充空位移動看成價電子填充空位移動看成空穴的移動空穴的移動載流子：運(yùn)載電荷運(yùn)動的粒載流子：運(yùn)載電荷運(yùn)動的粒子。子?？昭ㄝd流子和電子載流空穴載流子和電子載流子子（3 3）本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理）本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理+4+4+4+4+4+4+4+4在外界因素的作用下，在外界因素的作用下，空穴吸引附近的電子空穴吸引附近的電子來填補(bǔ)，結(jié)果相當(dāng)于來填補(bǔ)，結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，效果相空穴的遷移，效果相當(dāng)于正電荷的移動，當(dāng)于正電荷的移動，因此可以認(rèn)為空穴是因此可以認(rèn)為空穴是載流子，能定向移動載流子，能定向移動而形成電流。而形成電流。本征半導(dǎo)體中兩種載流子的數(shù)量相等，稱本征半導(dǎo)體中兩種載流子的數(shù)量相等，

14、稱自由自由電子空穴對電子空穴對。溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一能的一個重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)大特點(diǎn)-半導(dǎo)體的半導(dǎo)體的熱敏性熱敏性。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成： （1 1）自由電子移動產(chǎn)生的電流。）自由電子移動產(chǎn)生的電流。 （2 2）空穴移動產(chǎn)生的電流。）空穴移動產(chǎn)生的電流。（在本征半導(dǎo)體中（在本征半導(dǎo)體中 自由電

15、子和空穴成對出現(xiàn)，自由電子和空穴成對出現(xiàn)，同時又不斷的復(fù)合）同時又不斷的復(fù)合）結(jié)結(jié) 論論 （1）半導(dǎo)體中存在兩種載流子，一）半導(dǎo)體中存在兩種載流子，一種是帶負(fù)電的自由電子，另一種是帶正種是帶負(fù)電的自由電子，另一種是帶正電的空穴，它們都可以運(yùn)載電荷形成電電的空穴，它們都可以運(yùn)載電荷形成電流。流。 （2）本征半導(dǎo)體中，自由電子和空）本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴相伴產(chǎn)生，數(shù)目相同。穴相伴產(chǎn)生，數(shù)目相同。 （3）一定溫度下，本征半導(dǎo)體中電）一定溫度下，本征半導(dǎo)體中電子空穴對的產(chǎn)生與復(fù)合相對平衡，電子子空穴對的產(chǎn)生與復(fù)合相對平衡，電子空穴對的數(shù)目相對穩(wěn)定?？昭▽Φ臄?shù)目相對穩(wěn)定。 （4）溫度升高，激發(fā)的電

16、子空穴對）溫度升高，激發(fā)的電子空穴對數(shù)目增加，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力增強(qiáng)。數(shù)目增加，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力增強(qiáng)。 空穴的出現(xiàn)是半導(dǎo)體導(dǎo)電區(qū)別導(dǎo)體導(dǎo)電空穴的出現(xiàn)是半導(dǎo)體導(dǎo)電區(qū)別導(dǎo)體導(dǎo)電的一個主要特征。的一個主要特征。2 2、雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性、雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)原子，在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)原子，形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能將發(fā)生形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能將發(fā)生顯著變化，其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃顯著變化，其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。度大大增加。P P 型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也空穴濃度大大增加的雜

17、質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為空穴型半導(dǎo)體。稱為空穴型半導(dǎo)體。N N 型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為電子型半導(dǎo)體。也稱為電子型半導(dǎo)體。雜質(zhì)半導(dǎo)體分為兩大類：雜質(zhì)半導(dǎo)體分為兩大類：（1） N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 在硅（或鍺）半導(dǎo)體晶體中，摻入微在硅（或鍺）半導(dǎo)體晶體中，摻入微量的五價元素，如磷（量的五價元素，如磷（P）、砷（）、砷（As）等，）等，則構(gòu)成則構(gòu)成N型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。在硅或鍺晶體（本征半導(dǎo)體）中摻入少量的五在硅或鍺晶體（本征半導(dǎo)體）中摻入少量的五價元素，如磷，晶體中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)價元素，如磷，晶體中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)原子取代

18、。由于磷原子的最外層有五個價電子，原子取代。由于磷原子的最外層有五個價電子，其中四個與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價鍵，必定其中四個與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價鍵，必定多出一個電子，這個電子不受共價鍵的束縛，很多出一個電子，這個電子不受共價鍵的束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動的帶正電的離子（不能移動的帶正電的離子（施主離子施主離子）。）。自由電自由電子參與導(dǎo)電移動后，在原來的位置留下一個不能子參與導(dǎo)電移動后，在原來的位置留下一個不能移動的正離子，半導(dǎo)體仍然呈現(xiàn)電中性，但與此移動的正離子，半導(dǎo)體仍然呈現(xiàn)電中性，但與此同時沒有相應(yīng)的空穴產(chǎn)

19、生，同時沒有相應(yīng)的空穴產(chǎn)生，本征半導(dǎo)體電子和空本征半導(dǎo)體電子和空穴成對出現(xiàn)的現(xiàn)象也被打破。穴成對出現(xiàn)的現(xiàn)象也被打破。 N型半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)示意圖 +4+4+4+4+5+5+4+4多余多余電子電子磷原子磷原子N N 型半導(dǎo)體中型半導(dǎo)體中的載流子有哪的載流子有哪些呢？些呢？（1 1）由磷原子提供的電子，濃度與磷原子相同。）由磷原子提供的電子，濃度與磷原子相同。（2 2）本征半導(dǎo)體中成對產(chǎn)生的電子和空穴。）本征半導(dǎo)體中成對產(chǎn)生的電子和空穴。一般情況下，摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃一般情況下，摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)自由電子濃度

20、遠(yuǎn)大于空穴濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為體稱為N N型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。在在N N型半導(dǎo)體中，自由電子為型半導(dǎo)體中，自由電子為多數(shù)多數(shù)載流子載流子（多子多子），空穴為），空穴為少數(shù)載流子少數(shù)載流子（少子少子）。）。（2 2）P P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體（本征半導(dǎo)體）中摻入少量的在硅或鍺晶體（本征半導(dǎo)體）中摻入少量的三價元素，如硼（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半三價元素，如硼（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)原子取代。硼原子的最外層有三導(dǎo)體原子被雜質(zhì)原子取代。硼原子的最外層有三個價電子，與相鄰的個價電子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價鍵時，半導(dǎo)體原子形成共價鍵時，產(chǎn)生一個空穴。這個空穴產(chǎn)生一個空穴

21、。這個空穴可能吸引束縛電子來填補(bǔ)，可能吸引束縛電子來填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動使得硼原子成為不能移動的帶負(fù)電的離子。的帶負(fù)電的離子。+4+4+4+4+3+3+4+4空穴空穴硼原子硼原子P 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。 三價的元素只有三個價電子，在與三價的元素只有三個價電子，在與相鄰的硅（或鍺）原子組成共價鍵時，相鄰的硅（或鍺）原子組成共價鍵時，由于缺少一個價電子，在晶體中便產(chǎn)生由于缺少一個價電子，在晶體中便產(chǎn)生一個空位，鄰近的束縛電子如果獲取足一個空位，鄰近的束縛電子如果獲取足夠的能量，有可能填補(bǔ)這個空位，使原夠的能量，有可能填補(bǔ)這個空位，使原子成為

22、一個不能移動的負(fù)離子（子成為一個不能移動的負(fù)離子（受主離受主離子子），半導(dǎo)體仍然呈現(xiàn)電中性，但與此），半導(dǎo)體仍然呈現(xiàn)電中性，但與此同時沒有相應(yīng)的自由電子產(chǎn)生，如圖所同時沒有相應(yīng)的自由電子產(chǎn)生，如圖所示。示。 P型半導(dǎo)體共價鍵結(jié)構(gòu)示意圖型半導(dǎo)體共價鍵結(jié)構(gòu)示意圖 P型半導(dǎo)體中，空穴為多數(shù)載流子型半導(dǎo)體中，空穴為多數(shù)載流子（多子），自由電子為少數(shù)載流子（少（多子），自由電子為少數(shù)載流子（少子）。子）。P型半導(dǎo)體主要靠空穴導(dǎo)電。型半導(dǎo)體主要靠空穴導(dǎo)電。三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖P P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+N N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體小小 結(jié)結(jié)2.N2.N型半導(dǎo)體：電子是多子，其中大部分是摻

23、雜提供型半導(dǎo)體：電子是多子，其中大部分是摻雜提供的電子；空穴是少子，少子的遷移也能形成電流，的電子；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)電作用的主要是多子由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。3.P3.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。1. 1. 本征半導(dǎo)體中受激（熱激發(fā)即本征激發(fā)）產(chǎn)本征半導(dǎo)體中受激（熱激發(fā)即本征激發(fā)）產(chǎn)生的電子和空穴成對出現(xiàn)，數(shù)量很少。生的電子和空穴成對出現(xiàn)，數(shù)量很少。4.4.雜質(zhì)半導(dǎo)體：多子數(shù)（多子濃度）主要由摻雜濃雜質(zhì)半導(dǎo)體：多子數(shù)（多子濃度）主要由摻雜濃度決

24、定，受溫度影響較??；而少子（少子濃度）主度決定，受溫度影響較??；而少子（少子濃度）主要由本征激發(fā)決定，所以受溫度影響較大。要由本征激發(fā)決定，所以受溫度影響較大。提問：提問： 1. 何為本征半導(dǎo)體、何為本征半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體、型半導(dǎo)體、N型半型半導(dǎo)體？它們在導(dǎo)電性能上各有何特點(diǎn)？導(dǎo)體？它們在導(dǎo)電性能上各有何特點(diǎn)？ 2. 半導(dǎo)體導(dǎo)電和導(dǎo)體導(dǎo)體的本質(zhì)區(qū)別是半導(dǎo)體導(dǎo)電和導(dǎo)體導(dǎo)體的本質(zhì)區(qū)別是什么？什么？ 3. N、P型半導(dǎo)體是本征半導(dǎo)體還是雜質(zhì)型半導(dǎo)體是本征半導(dǎo)體還是雜質(zhì)半導(dǎo)體？半導(dǎo)體？ 4. N型半導(dǎo)體能做成型半導(dǎo)體能做成P型半導(dǎo)體嗎？型半導(dǎo)體嗎？1、 PN 結(jié)的形成結(jié)的形成耗盡層耗盡層空間電荷區(qū)空間

25、電荷區(qū)PN1）擴(kuò)散運(yùn)動）擴(kuò)散運(yùn)動2）擴(kuò)散運(yùn)）擴(kuò)散運(yùn)動形成空間電荷動形成空間電荷區(qū)區(qū)電 子 和 空 穴電 子 和 空 穴濃度差形成濃度差形成多數(shù)多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動。動。 PN 結(jié)，耗結(jié)，耗盡層。盡層。PN二、二、PNPN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?） 空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場PN空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)內(nèi)電場內(nèi)電場UD空間電荷區(qū)正負(fù)離子之間電位差空間電荷區(qū)正負(fù)離子之間電位差 UD 電位壁壘電位壁壘；4）漂移運(yùn)動）漂移運(yùn)動內(nèi)電場有利內(nèi)電場有利于少子運(yùn)動于少子運(yùn)動漂漂移。移。 少子的運(yùn)動少子的運(yùn)動與多子運(yùn)動方向與多子運(yùn)動方向相反相反 阻擋層阻擋層內(nèi)電場阻止多子的擴(kuò)散

26、內(nèi)電場阻止多子的擴(kuò)散 阻擋層阻擋層。5）擴(kuò)散和漂移）擴(kuò)散和漂移擴(kuò)散：載流子從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的運(yùn)動擴(kuò)散：載流子從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的運(yùn)動漂移：在電場作用下，載流子作定向的運(yùn)動漂移：在電場作用下，載流子作定向的運(yùn)動擴(kuò)散漂移動態(tài)平衡：擴(kuò)散電流擴(kuò)散漂移動態(tài)平衡：擴(kuò)散電流=漂移電流漂移電流2、PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?PN結(jié)加正向電壓（正偏）時導(dǎo)通；加反向結(jié)加正向電壓（正偏）時導(dǎo)通；加反向電壓（反偏）時截止的特性，稱為電壓（反偏）時截止的特性，稱為PN結(jié)的單向?qū)ЫY(jié)的單向?qū)щ娦噪娦浴N結(jié)PN結(jié)三、半導(dǎo)體二極管三、半導(dǎo)體二極管1.二極管的結(jié)構(gòu)、材料二極管的結(jié)構(gòu)、材料 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 材料材料硅、鍺硅

27、、鍺圖形符號二極管管腳極性及質(zhì)量的判斷二極管管腳極性及質(zhì)量的判斷在在 R 100或或 R 1 k 檔測量檔測量紅表筆紅表筆是是( (表內(nèi)電源表內(nèi)電源) )負(fù)極負(fù)極，黑表筆黑表筆是是( (表內(nèi)電源表內(nèi)電源) )正極正極。 正反向電阻各測量一次，正反向電阻各測量一次， 測量時手不要接觸引腳。測量時手不要接觸引腳。( (1) ) 用指針式萬用表檢測用指針式萬用表檢測*一般硅管正向電阻為幾千歐，一般硅管正向電阻為幾千歐，鍺管正向電阻為幾百歐；反向電鍺管正向電阻為幾百歐；反向電阻電阻為幾百千歐。阻電阻為幾百千歐。*正反向電阻相差小為劣質(zhì)管。正反向電阻相差小為劣質(zhì)管。正反向電阻都是無窮大或零正反向電阻都是

28、無窮大或零則二極管內(nèi)部斷路或短路。則二極管內(nèi)部斷路或短路。 1k 0 0 0( (2) ) 用數(shù)字式萬用表檢測用數(shù)字式萬用表檢測紅紅表筆是表筆是( (表內(nèi)電源表內(nèi)電源) )正極，正極，黑黑表筆是表筆是( (表內(nèi)電源表內(nèi)電源) )負(fù)極。負(fù)極。2k20k200k2M20M200 在在 擋進(jìn)行測量，當(dāng)擋進(jìn)行測量，當(dāng) PN 結(jié)完好結(jié)完好且正偏時，顯示值為且正偏時，顯示值為 PN 結(jié)兩端的結(jié)兩端的正向壓降正向壓降( (V) )。反偏時，顯示。反偏時，顯示 。2.二極管的伏安特性二極管的伏安特性 正向特性正向特性 死區(qū)電壓死區(qū)電壓：硅管硅管0.5V左右；左右；鍺管鍺管0.1V左右。左右。 導(dǎo)通電壓：導(dǎo)通電

29、壓：硅管為硅管為0.60.7V左右；鍺管為左右；鍺管為0.20.3V左右。左右。死區(qū)電壓死區(qū)電壓導(dǎo)通電壓導(dǎo)通電壓 反向電流：反向電流： 在一定溫度在一定溫度下，當(dāng)反向電下，當(dāng)反向電壓達(dá)到一定值壓達(dá)到一定值后，反向電流后，反向電流飽和，基本保飽和，基本保持不變。持不變。 反向電流容反向電流容易受溫度的影易受溫度的影響。響。-IS鍺管鍺管硅管硅管 反向特性反向特性 反向擊穿：反向擊穿：當(dāng)當(dāng)反向電壓達(dá)到一反向電壓達(dá)到一定數(shù)值時，反向定數(shù)值時，反向電流急劇增加的電流急劇增加的現(xiàn)象稱為反向擊現(xiàn)象稱為反向擊穿（穿（電擊穿電擊穿）。）。若不加限流措施，若不加限流措施，PN結(jié)將過熱而損結(jié)將過熱而損壞，此稱為壞

30、，此稱為熱擊熱擊穿穿。電擊穿是可。電擊穿是可逆的，而熱擊穿逆的，而熱擊穿是不可逆的，應(yīng)是不可逆的，應(yīng)該避免。該避免。擊穿擊穿 反向擊穿特性反向擊穿特性第一部分第一部分第二部分第二部分第三部分第三部分第四部分第四部分第五部分第五部分用數(shù)字表示器用數(shù)字表示器件電極數(shù)目件電極數(shù)目用漢語拼音表示器件的用漢語拼音表示器件的材料和極性材料和極性用漢語拼音表示器件的類型用漢語拼音表示器件的類型符符號號意義意義符符號號意義意義符符號號意義意義符符號號意義意義23二極管二極管三極管三極管AN型，鍺材料型，鍺材料P普通管普通管D低頻大功率管低頻大功率管用數(shù)字表示用數(shù)字表示器件序號器件序號用漢語拼音用漢語拼音表示規(guī)

31、格號表示規(guī)格號BP型，鍺材料型，鍺材料V微波管微波管A高頻大功率管高頻大功率管CN型，硅材料型，硅材料W穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管T半導(dǎo)體閘流管半導(dǎo)體閘流管DP型，硅材料型，硅材料C參量管參量管Y體效應(yīng)器件體效應(yīng)器件APNP型，鍺材料型，鍺材料Z整流管整流管B雪崩管雪崩管BNPN型，鍺材料型，鍺材料L整流堆整流堆J階躍恢復(fù)管階躍恢復(fù)管CPNP型，硅材料型，硅材料S隧道管隧道管CS場效應(yīng)器件場效應(yīng)器件DNPN型，硅材料型，硅材料N阻尼管阻尼管BT半導(dǎo)體特殊器件半導(dǎo)體特殊器件E化合物材料化合物材料U光電器件光電器件FH復(fù)合管復(fù)合管K開關(guān)管開關(guān)管PINPIN型管型管X低頻小功低頻小功率管率管JG激光管激光管G高頻

32、小功高頻小功率管率管3.二極管的使用常識二極管的使用常識 型號型號 主要參數(shù)主要參數(shù)(1) 最大整流電流最大整流電流IF(2) 反向擊穿電壓反向擊穿電壓UBR和和 最大反向工作電壓最大反向工作電壓UR(3) 反向電流反向電流IR(4) 正向壓降正向壓降UF(5) 最高工作頻率最高工作頻率fM第三堂課第三堂課 內(nèi)容及重點(diǎn)與要求內(nèi)容及重點(diǎn)與要求1、簡要復(fù)習(xí)上堂課主要內(nèi)容。、簡要復(fù)習(xí)上堂課主要內(nèi)容。2、本堂課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容：特殊二極管；晶體、本堂課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容：特殊二極管；晶體管的特性與參數(shù)。管的特性與參數(shù)。3、重點(diǎn)：、重點(diǎn)：晶體管的特性與參數(shù)。晶體管的特性與參數(shù)。 4、難點(diǎn)：、難點(diǎn)：晶體管的電流放大

33、作用晶體管的電流放大作用。5、要求：、要求：了解特殊二極管的工作原理；理解了解特殊二極管的工作原理；理解晶體管的特性與參數(shù)。晶體管的特性與參數(shù)。例例 1.3.2 設(shè)二極管為理想二極管，計(jì)算回路中電流設(shè)二極管為理想二極管，計(jì)算回路中電流 ID 和輸和輸出電壓出電壓 UO 。（設(shè)二極管為硅管）。（設(shè)二極管為硅管）US1UOR2 k ID12 V16VUS2URa b解：解：假設(shè)二極管斷開假設(shè)二極管斷開Ua = 12 VUb = 16 VUa Ub 二極管二極管正偏正偏導(dǎo)通導(dǎo)通例例3：二極管構(gòu)成二極管構(gòu)成“門門”電路，設(shè)電路，設(shè) V1、V2 均為理想二極管，均為理想二極管，當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓 UA

34、、UB 為低電壓為低電壓 0 V 和高電壓和高電壓 5 V 的不同組的不同組合時，求輸出電壓合時，求輸出電壓 UO 的值。的值。輸入電壓輸入電壓理想二極理想二極管管輸輸出出電電壓壓UAUBV1V2 管腳和質(zhì)量判別管腳和質(zhì)量判別二極管 黑表筆 紅表筆 現(xiàn)象結(jié)論陽極A指針偏轉(zhuǎn)角度大二極管正常陰極K陽極A指針偏轉(zhuǎn)角度小陰極K二極管 黑表筆 紅表筆 現(xiàn)象結(jié)論陽極A指針偏轉(zhuǎn)角度大二極管短路陰極K陽極A指針偏轉(zhuǎn)角度大陰極K二極管 黑表筆 紅表筆 現(xiàn)象結(jié)論陽極A指針偏轉(zhuǎn)角度小二極管斷路陰極K陽極A指針偏轉(zhuǎn)角度小陰極K4.特殊二極管特殊二極管 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管 利用二極管反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓利用二

35、極管反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時工作在反向電擊穿狀態(tài)。時工作在反向電擊穿狀態(tài)。伏安特性伏安特性圖形圖形符號符號主要參數(shù)：主要參數(shù)：穩(wěn)定電壓、穩(wěn)定電流、穩(wěn)定電壓、穩(wěn)定電流、最大最大允許耗散功率、動態(tài)電阻允許耗散功率、動態(tài)電阻汽車儀表穩(wěn)壓電路：汽車儀表穩(wěn)壓電路：4.特殊二極管特殊二極管 發(fā)光二極管發(fā)光二極管圖形符號圖形符號 工作電壓一般在工作電壓一般在1.52.5V之間，工作電流在之間，工作電流在530mA之之間，電流越大，發(fā)光越強(qiáng)。間，電流越大，發(fā)光越強(qiáng)。外形外形四、雙極型三極管（晶體管）四、雙極型三極管（晶體管）1.三極管的結(jié)構(gòu)、符號、分類三極管的結(jié)構(gòu)、符號、分類 NPN型型 PNP

36、型型 發(fā)射極發(fā)射極Emitter集電極集電極Collector基極基極Base2.三極管的電流放大作用三極管的電流放大作用發(fā)射結(jié)正偏射結(jié)正偏集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏NPN管，管， VC VB VEPNP管，管， VE VB VC 實(shí)現(xiàn)電流放大的外部條件實(shí)現(xiàn)電流放大的外部條件2.三極管的電流放大作用三極管的電流放大作用穿透電流穿透電流 時不加區(qū)分使用一般II BC,交流電流放大系數(shù)，交流電流放大系數(shù)，表表示電流放大能力示電流放大能力IE=IB+ ICBCCEOCIIII 時，時，當(dāng)當(dāng)當(dāng)輸入為變化量（動態(tài)量）時當(dāng)輸入為變化量（動態(tài)量）時 電流放大特電流放大特性性第四堂課第四堂課 內(nèi)容及重點(diǎn)與要求內(nèi)容及

37、重點(diǎn)與要求1、簡要復(fù)習(xí)上堂課主要內(nèi)容。、簡要復(fù)習(xí)上堂課主要內(nèi)容。2、本堂課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容：晶體管的特性與參數(shù)；晶、本堂課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容：晶體管的特性與參數(shù)；晶體管基本應(yīng)用電路。體管基本應(yīng)用電路。3、重點(diǎn)：、重點(diǎn)：晶體管的特性與參數(shù)；晶體管基本應(yīng)用電晶體管的特性與參數(shù)；晶體管基本應(yīng)用電路。路。 4、難點(diǎn)：、難點(diǎn)：晶體管的特性晶體管的特性。5、要求：、要求：理解晶體管的特性與參數(shù)；會分析計(jì)算晶理解晶體管的特性與參數(shù)；會分析計(jì)算晶體管基本應(yīng)用電路。體管基本應(yīng)用電路。+-bce共射極放大電路VBBVCCUBEiCiB+-uCERbRcuCE = 0VuCE 1V當(dāng)當(dāng)uCE=0V時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特

38、性曲線時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線當(dāng)當(dāng)uCE1V時，特性曲線右移，同樣的時，特性曲線右移，同樣的UBE下下IB減小減小三極管輸入端存在死區(qū)三極管輸入端存在死區(qū) 輸入特性曲線輸入特性曲線3.三極管的特性曲線三極管的特性曲線飽和區(qū)：飽和區(qū)：iC明顯受明顯受uCE控制，控制，該區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)，uCE=uCES0.7V (硅管硅管)。此時，。此時，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小集電結(jié)正偏或反偏電壓很小。放大區(qū)：放大區(qū)：iC平行于平行于uCE軸的軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。區(qū)域，曲線基本平行等距。此時，此時，發(fā)射結(jié)正偏，集電發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏結(jié)反偏。BCBCIIII ,截止

39、區(qū)：截止區(qū)：iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時，的曲線的下方。此時， uBE小于死區(qū)電壓，集電結(jié)反偏小于死區(qū)電壓，集電結(jié)反偏。飽和導(dǎo)通飽和導(dǎo)通cbecbe電流放大電流放大ibibcbe反向截止反向截止輸出特性曲線輸出特性曲線思考題：思考題： 1晶體管工作在飽和區(qū)時發(fā)射結(jié)晶體管工作在飽和區(qū)時發(fā)射結(jié) 偏；集電結(jié)偏；集電結(jié) 偏。偏。 2三極管按結(jié)構(gòu)分為三極管按結(jié)構(gòu)分為_ 和和 兩種類型，均具有兩個兩種類型，均具有兩個PN結(jié)，即結(jié)，即_和和_。 3.三極管是三極管是_控制器件?？刂破骷?4.放大電路中，測得三極管三個電極電位為放大電路中，測得三極管三個電極電位為U1=

40、6.5V,U2=7.2V,U3=15V，則該管是，則該管是_類型管子，類型管子，其中其中_極為集電極。極為集電極。5三極管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都正向偏置或反向偏置時，三極管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都正向偏置或反向偏置時，三極管的工作狀態(tài)分別是三極管的工作狀態(tài)分別是_ _和和_。 6.三極管有放大作用的外部條件是發(fā)射結(jié)三極管有放大作用的外部條件是發(fā)射結(jié)_，集電結(jié)集電結(jié)_。 7三極管按結(jié)構(gòu)分為三極管按結(jié)構(gòu)分為_和和_兩種類型，均具兩種類型，均具有兩個有兩個PN結(jié)，即結(jié)，即_和和_。 8若一晶體三極管在發(fā)射結(jié)加上反向偏置電壓，在集若一晶體三極管在發(fā)射結(jié)加上反向偏置電壓，在集電結(jié)上也加上反向偏置電壓，則這個晶體三

41、極管處于電結(jié)上也加上反向偏置電壓，則這個晶體三極管處于狀態(tài)。狀態(tài)。 9晶體三極管用于放大時，應(yīng)使發(fā)射極處于偏置，晶體三極管用于放大時，應(yīng)使發(fā)射極處于偏置，集電極處于偏置集電極處于偏置 。 1.有萬用表測得有萬用表測得PNP晶體管三個電極的電位分別是晶體管三個電極的電位分別是VC=6V，VB=0.7V，VE=1V則晶體管工作在（則晶體管工作在（ ）狀）狀態(tài)。態(tài)。 2.一一NPN型三極管三極電位分別有型三極管三極電位分別有VC=3.3V，VE=3V，VB=3.7V，則該管工作在（，則該管工作在（ ） 3.三極管參數(shù)為三極管參數(shù)為PCM=800mW, ICM=100mA, UBR(CEO)=30V,

42、在下列幾種情況中，（在下列幾種情況中，（ ）屬于正常）屬于正常工作。工作。 AUCE=15V，IC=150 mA BUCE=20V，IC=80 mA CUCE=35V，IC=100 mA DUCE=10V，IC=50mA 4.用萬用表測得用萬用表測得PNP晶體管三個電極的電位分別是晶體管三個電極的電位分別是VC=6V，VB=0.7V，VE=1V則晶體管工作在（則晶體管工作在（ ）狀）狀態(tài)。態(tài)。 例例1判斷圖示三極管的工作狀態(tài)。0.7V5V0V(a)3V2V6V(c)-1.7V-5V-1V(b)3V3.7V3.3V(d)例例2 用萬用表測的放大電路中某個三極管兩個電極的電流用萬用表測的放大電路中

43、某個三極管兩個電極的電流值如圖值如圖. （1）求另一個電極的電流大小，在圖上標(biāo)出實(shí)際方向）求另一個電極的電流大小，在圖上標(biāo)出實(shí)際方向 （2）判斷是）判斷是PNP還是還是NPN管管? （3）圖上標(biāo)出管子的）圖上標(biāo)出管子的E.B.C.極極 （4）估算管子的）估算管子的值值. 補(bǔ)充作業(yè)：補(bǔ)充作業(yè)：判斷圖示各三極管的工作狀態(tài)并說明是硅判斷圖示各三極管的工作狀態(tài)并說明是硅管還是鍺管。管還是鍺管。+7.5V-8V+7.1V+5V+3.2V (a)+3.5V-3V-2.3V (b)+6.9V+4V(c)+5V0V(d)4.復(fù)合管復(fù)合管4.復(fù)合管復(fù)合管復(fù)合管又稱達(dá)林頓管。復(fù)合管又稱達(dá)林頓管。5.三極管使用常識

44、三極管使用常識 主要參數(shù)主要參數(shù)三極管的性能參數(shù)是工程上選用三極管的依據(jù)，其三極管的性能參數(shù)是工程上選用三極管的依據(jù)，其主要參數(shù)有：電流放大系數(shù)主要參數(shù)有：電流放大系數(shù)、極間反向電流以及、極間反向電流以及極限參數(shù)等。極限參數(shù)等。 集電極最集電極最大允許電大允許電流流ICM最大集最大集電極耗電極耗散功率散功率PCM反向擊穿反向擊穿電壓電壓三極管的測試三極管的測試1.目測判別三極管極性目測判別三極管極性n n 選擇萬用表選擇萬用表“R1K”擋。擋。n n 用黑表筆接一管腳（假定其為用黑表筆接一管腳（假定其為B極），紅表筆分極），紅表筆分別接另外兩管腳，測得兩個電阻值。別接另外兩管腳，測得兩個電阻值

45、。二個阻值均為小數(shù)值，則管子為二個阻值均為小數(shù)值，則管子為NPN管，則黑表棒接觸的為管，則黑表棒接觸的為B極。極。三極管管腳識別檢測三極管管腳識別檢測判斷基極判斷基極B和管子類型和管子類型步驟：步驟：如如一個一個阻值均為阻值均為無窮大無窮大，另，另一個一個為為小數(shù)值小數(shù)值，則黑表棒假定的則黑表棒假定的B B極錯誤，需重新假定直致找極錯誤，需重新假定直致找到為止。到為止。判別：判別：如如二個二個阻值均為阻值均為無窮大無窮大，則管子為，則管子為PNP管，管，則黑表棒接觸的為則黑表棒接觸的為B極，極， 假定正確。假定正確。如如二個二個阻值均為阻值均為小數(shù)值小數(shù)值，則管子為，則管子為NPN管，管，則黑

46、表棒接觸的為則黑表棒接觸的為B極，極， 假定正確。假定正確。l l 具有具有“或或h hFEFE”擋的萬用表測量（如擋的萬用表測量（如MF47）圖圖示示測電流的放大系數(shù)測電流的放大系數(shù)將萬用表置于將萬用表置于“h hFEFE”擋，如圖所示將擋，如圖所示將三極管插入測量插座（基極插入三極管插入測量插座（基極插入b孔，另兩管腳隨意插入），孔，另兩管腳隨意插入），記下記下讀數(shù)。再將另兩管腳對調(diào)后插入，也記下讀數(shù)。再將另兩管腳對調(diào)后插入，也記下讀數(shù)。兩讀數(shù)。兩次測量中，次測量中，讀數(shù)大的那一次管腳插入是正確的。測量時需讀數(shù)大的那一次管腳插入是正確的。測量時需注意注意NPN管和管和 PNP管應(yīng)插入各自相

47、應(yīng)的插座。管應(yīng)插入各自相應(yīng)的插座。圖 測電流的放大系數(shù) 識別集電極識別集電極c和發(fā)射極和發(fā)射極e常利用測量三極管的電流放大系數(shù)常利用測量三極管的電流放大系數(shù)來判別。來判別。如如沒有沒有“或或hFE”擋的萬用表測量（如擋的萬用表測量（如MF30）將萬用表置于）將萬用表置于“R1K”擋（以擋（以NPN管為例），紅表筆接基極以外的管腳，管為例），紅表筆接基極以外的管腳，左手拇指與中指將黑表筆與基極以外的另一管腳捏在一起，左手拇指與中指將黑表筆與基極以外的另一管腳捏在一起，同時用左手食指觸摸余下的管腳，同時用左手食指觸摸余下的管腳， 這時表針應(yīng)向右擺動。將基極以外的兩管腳對調(diào)后再測一這時表針應(yīng)向右擺動

48、。將基極以外的兩管腳對調(diào)后再測一次。兩次測量中，表針擺動幅度較大的那一次，黑表筆所接次。兩次測量中，表針擺動幅度較大的那一次，黑表筆所接為集電極，紅表筆所接為發(fā)射極。表針擺動幅度越大，說明為集電極，紅表筆所接為發(fā)射極。表針擺動幅度越大，說明被測三極管的被測三極管的值越大。（如圖所示）值越大。（如圖所示）圖圖 MF30測量電流放大系數(shù)測量電流放大系數(shù)三級管管腳的判別（數(shù)字式萬用表）三級管管腳的判別（數(shù)字式萬用表） 將萬用表置于二極管擋將萬用表置于二極管擋,此時紅表筆此時紅表筆帶正電帶正電,黑表筆帶負(fù)電黑表筆帶負(fù)電(和指針萬用表和指針萬用表的極性相反的極性相反) 一一 、判別基極、判別基極(B)例

49、如把紅表筆固定例如把紅表筆固定接在任意一個引腳上接在任意一個引腳上,用黑表筆先后用黑表筆先后接觸另外兩個引腳接觸另外兩個引腳,這兩次測量可得這兩次測量可得到如下的結(jié)果到如下的結(jié)果:(1)兩次所顯示的電壓兩次所顯示的電壓值都很小值都很小 .此時紅表筆所接的引腳就此時紅表筆所接的引腳就是基極是基極B,而且測量的管為而且測量的管為NPN型型.(2)兩次顯示溢出兩次顯示溢出.此時紅表筆接的也是此時紅表筆接的也是基極基極B.但是被測量的管則為但是被測量的管則為PNP型型. 2k20k200k2M 20M200 二、二、 判別集電極判別集電極(c)和發(fā)射極和發(fā)射極(E)找到了基極找到了基極(B)后可以按下

50、面的方法進(jìn)行后可以按下面的方法進(jìn)行.(1)如果是如果是NPN管管,將將紅表筆固定在基極紅表筆固定在基極B,用黑表筆依次接觸另外兩用黑表筆依次接觸另外兩個引腳個引腳(即剩余的集電極和發(fā)射極即剩余的集電極和發(fā)射極).(2)測量所得測量所得的結(jié)果會有兩個一大一小的電壓值的結(jié)果會有兩個一大一小的電壓值.在測量所得在測量所得的電壓值較大的電壓值較大,黑表筆接的引腳就是發(fā)射極黑表筆接的引腳就是發(fā)射極.剩剩余的是集電極余的是集電極.(3)如果是如果是PNP管管,將黑表筆固定將黑表筆固定在基極在基極B,用紅表筆依次接觸另外兩個引腳用紅表筆依次接觸另外兩個引腳(即剩即剩余的集電極和發(fā)射極余的集電極和發(fā)射極).(

51、4)測量所得的結(jié)果也會測量所得的結(jié)果也會有兩個一大一小的電壓值有兩個一大一小的電壓值.在測量所得的電壓值在測量所得的電壓值較大紅表筆接的引腳就是發(fā)射極較大紅表筆接的引腳就是發(fā)射極.黑表筆接的是黑表筆接的是集電極集電極.螺栓型晶閘管平板型晶閘管外形及結(jié)構(gòu)五、晶閘管簡介五、晶閘管簡介G P1P2N1N21. UAUGAKGUAUGAKGUAUGAKGUGUAAKG反向阻斷正向阻斷觸發(fā)導(dǎo)通觸發(fā)導(dǎo)通2. 晶閘管的工作狀態(tài)晶閘管導(dǎo)通的條件晶閘管導(dǎo)通的條件晶閘管關(guān)斷的條件晶閘管關(guān)斷的條件 使陽極電流減小到維持電流以下。使陽極電流減小到維持電流以下。 將陽極電源斷開或者在晶閘管的將陽極電源斷開或者在晶閘管的

52、注意：晶閘管導(dǎo)通后，控制極便失去作用額定電壓額定電壓, ,用百位或千位數(shù)表示用百位或千位數(shù)表示額定正向平均電流額定正向平均電流( (IF) 晶閘管晶閘管K P類型類型型號型號3. 型號和主要參數(shù)UDRM: URRM： 主要參數(shù)主要參數(shù) 4. 晶閘管的保護(hù) 過電流保過電流保護(hù)護(hù) 電路中接快速熔斷器電路中接快速熔斷器。與晶閘與晶閘管串聯(lián)管串聯(lián)接在接在輸入輸入端端接在接在輸出輸出端端快速熔斷器有三種接入方式快速熔斷器有三種接入方式 電路中加快速熔斷器。當(dāng)電路發(fā)生過流故障時，電路中加快速熔斷器。當(dāng)電路發(fā)生過流故障時，它能在晶閘管過熱損壞之前熔斷，切斷電流通路，它能在晶閘管過熱損壞之前熔斷，切斷電流通路

53、，以保證晶閘管的安全。以保證晶閘管的安全。與晶閘與晶閘管串聯(lián)管串聯(lián)接在接在輸入輸入端端接在接在輸出輸出端端過電流保護(hù)過電流保護(hù) 將造成過電壓的能量變成電場能量儲存到電將造成過電壓的能量變成電場能量儲存到電容中，然后釋放到電阻中消耗掉。容中，然后釋放到電阻中消耗掉。RCRC晶閘管元件晶閘管元件的阻容保護(hù)的阻容保護(hù)過電壓保護(hù)過電壓保護(hù)6.2 三極管基本應(yīng)用電路三極管基本應(yīng)用電路一、三極管基本放大電路一、三極管基本放大電路1. 共發(fā)射極放大電路基極偏置電阻集電極負(fù)載電阻耦合電容耦合電容 輸入回路輸入回路 輸出回路輸出回路1） 靜態(tài)分析 靜態(tài)：靜態(tài)：放大電路沒有交流輸入信號（放大電路沒有交流輸入信號（

54、ui=0）時的）時的直流直流工作狀態(tài)工作狀態(tài)。靜態(tài)時，電路中只有直流電源。靜態(tài)時，電路中只有直流電源VCC作用，作用，三極三極管各極電流和極間電壓都是直流值。管各極電流和極間電壓都是直流值。 UC E + IB + UB E VC C Rc Rb IC 直流通路直流通路 靜態(tài)工作靜態(tài)工作點(diǎn)點(diǎn)bBEQCCRUVIBQBQCQIICCQCCCEQRIVU（1）畫出直流通路）畫出直流通路（2）列輸入回路方程，求）列輸入回路方程，求IBQ（3）作直流負(fù)載線）作直流負(fù)載線bCCbBECCBQRVRUVI 靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析法靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析法（4）確定靜態(tài)工作點(diǎn)）確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q Rc VCC V

55、CC uCE iC IBQ斜率斜率-1/RCQUCEQICQ2） 動態(tài)分析 動態(tài)：動態(tài)：放大電路在有輸入信號時（放大電路在有輸入信號時（ui0）的工作狀態(tài)）的工作狀態(tài)稱為動態(tài)。稱為動態(tài)。 ICQ UCEQ IBQ iB t t t t t ui iC ui + iB + VBB Rb + ui=sinwt 時時（動動態(tài)態(tài)） VCC Rc uCE uo iC uCE uo QuCE/VttiB B/ AIBtiC C/mAICiB B/ AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC C/mAuCE/VOOOOOOQQ1Q2ibuiuo3） 性能指標(biāo) 交流通路交流通路交流電流流經(jīng)的通路，交流電流流經(jīng)的

56、通路，用于動態(tài)分析用于動態(tài)分析。對于交流通路：對于交流通路：大容量電容（耦合電容、旁路電容等）大容量電容（耦合電容、旁路電容等）視為短路；大容量電感視為開路；直流電源視為短路視為短路；大容量電感視為開路；直流電源視為短路。 C2 + Rs us Rc Rb RL Rc + Rs us C1 VC C Rb RL 性能指標(biāo)性能指標(biāo)（1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)beLiourRUUA低頻小功率管的輸入電阻低頻小功率管的輸入電阻rbe可用下式估算可用下式估算：mAmV261030EIrbe共射放大電路的電壓放大倍數(shù)一般較大，通共射放大電路的電壓放大倍數(shù)一般較大，通常為幾十倍至幾百倍。常為幾十倍至幾

57、百倍。輸出電壓與輸入電輸出電壓與輸入電壓相位相反壓相位相反交流負(fù)載等效電阻交流負(fù)載等效電阻RL = RC/RL 性能指標(biāo)性能指標(biāo)（2）輸入電阻）輸入電阻輸入電阻越大，放大電路的實(shí)際輸入電壓就越輸入電阻越大，放大電路的實(shí)際輸入電壓就越接近于所接信號源電壓。接近于所接信號源電壓。 共射放大電路的輸入電阻：共射放大電路的輸入電阻： ri=Rb/rbe （幾百歐至幾千歐（幾百歐至幾千歐 ） （3）輸出電阻）輸出電阻輸出電阻越小，放大電路的帶負(fù)載能力越強(qiáng)輸出電阻越小，放大電路的帶負(fù)載能力越強(qiáng)。共射放大電路的輸出電阻：共射放大電路的輸出電阻： ro=Rc（幾千歐至幾十千歐（幾千歐至幾十千歐 ） 4） 放大

58、電路的非線性失真Q1qQ2qUCEQ2qUCEQ1ib1ic1ic2uo 1uo 2ICEQ1ICEQ2 飽和失飽和失真真 截止失截止失真真2. 射極輸出器電路特點(diǎn)：電路特點(diǎn)：電壓增益接近于電壓增益接近于1 1輸入電阻大，輸入電阻大，對電壓信號源衰減小對電壓信號源衰減小輸出電阻小，輸出電阻小，帶載能力強(qiáng)帶載能力強(qiáng)二、功率放大電路二、功率放大電路 功率放大電路是一種能夠向負(fù)載提供足夠大功率放大電路是一種能夠向負(fù)載提供足夠大的功率的放大電路。因此，的功率的放大電路。因此，要求要求同時輸出較大的同時輸出較大的電壓和電流電壓和電流。 管子管子工作在接近極限狀態(tài)工作在接近極限狀態(tài)。一般直。一般直接驅(qū)動負(fù)

59、載，接驅(qū)動負(fù)載，帶載能力要強(qiáng)帶載能力要強(qiáng)。 要要求求（1） 輸出功率足夠大（2） 效率高（3） 非線性失真小 特特點(diǎn)點(diǎn) -Vcc T1 T2 ui 1ei2ei+ uo - RL +Vcc 1ei2eittOO2/TToutO2/TT優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：直接耦合，頻率特性好。直接耦合，頻率特性好。雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路（雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路（OCL）LCESCCLoomRUVRUP222(max)最大輸出功率最大輸出功率單電源互補(bǔ)對稱功率放大電路（單電源互補(bǔ)對稱功率放大電路（OTL） +Vcc/2 T1 T2 ui + uo - RL OTL功功率率放放大大電電路路 +Vcc 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：單

60、電源供電。單電源供電。 靜態(tài)時：靜態(tài)時：V1和和V2均截止，由均截止，由于 電 路 對 稱 ，于 電 路 對 稱 ， E 點(diǎn) 電 位點(diǎn) 電 位 VE= VCC/2 ，電容，電容C上的電壓也等于上的電壓也等于VE= VCC/2 。 動態(tài)時：動態(tài)時：輸入信號正半周電輸入信號正半周電源源Vcc向向T1管供電；輸入信號負(fù)管供電；輸入信號負(fù)半周，電容半周，電容C上存儲的電壓上存儲的電壓Vcc/2向向T2管供電。管供電。最大輸出功率最大輸出功率L2CCOm81RVP三、多級放大電路三、多級放大電路常用的耦合方式常用的耦合方式: : 直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。多級放大電