電子基礎(chǔ)第1章上

1、模擬信號(hào)模擬信號(hào)是指在時(shí)間和數(shù)值上都是指在時(shí)間和數(shù)值上都連續(xù)連續(xù)的信號(hào)。的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)是指在時(shí)間和數(shù)值上都是指在時(shí)間和數(shù)值上都不連續(xù)不連續(xù)的信的信號(hào)，即所謂離散的。號(hào)，即所謂離散的。tt 學(xué)習(xí)電子技術(shù)，就是要掌握常用半導(dǎo)體器件的學(xué)習(xí)電子技術(shù)，就是要掌握常用半導(dǎo)體器件的原理、特性，以及由這些器件所組成的電子電路原理、特性，以及由這些器件所組成的電子電路的分析方法。二極管與晶體管是最常用的半導(dǎo)體的分析方法。二極管與晶體管是最常用的半導(dǎo)體器件，而器件，而PN結(jié)是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。結(jié)是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。 半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕

2、緣體之間的物質(zhì)。 例如：硅、鍺、硒以及大多數(shù)金屬氧化物和硫例如：硅、鍺、硒以及大多數(shù)金屬氧化物和硫化物都是半導(dǎo)體?；锒际前雽?dǎo)體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力在不同的條件下有很大的差別。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力在不同的條件下有很大的差別。共價(jià)健共價(jià)健 Si Si Si Si價(jià)電子價(jià)電子 Si Si Si Si價(jià)電子價(jià)電子這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。空穴空穴自由電子自由電子 Si Si Si Sip+多多余余電電子子磷原子磷原子在常溫下即可在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮幼優(yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)失去一個(gè)電子變?yōu)殡娮幼優(yōu)檎x子正離子 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴 PN結(jié)是通過(guò)特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，

3、在一塊半導(dǎo)結(jié)是通過(guò)特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo)體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為N型半導(dǎo)體，型半導(dǎo)體，另一邊為另一邊為P型半導(dǎo)體，其交界面便形成了型半導(dǎo)體，其交界面便形成了PN結(jié)結(jié)。 PN結(jié)是通過(guò)特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo)結(jié)是通過(guò)特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo)體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為N型半導(dǎo)體，型半導(dǎo)體，另一邊為另一邊為P型半導(dǎo)體，其交界面便形成了型半導(dǎo)體，其交界面便形成了PN結(jié)結(jié)。+ PN 結(jié)也稱空間電荷區(qū)、或耗盡層、或內(nèi)電場(chǎng)、結(jié)也稱空間電荷區(qū)、或耗盡層、或內(nèi)電場(chǎng)、或阻擋層?；蜃钃鯇?。 多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)多

4、子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差濃度差 擴(kuò)散的結(jié)果使空擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。間電荷區(qū)變寬。+形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū)PN 結(jié)變窄結(jié)變窄 P接正、接正、N接負(fù)接負(fù) 外電場(chǎng)外電場(chǎng)IF內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)PN+ 內(nèi)電場(chǎng)被加內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，少子數(shù)量很少，形成很小的反形成很小的反向電流。向電流。IR+ 二極管是最基本的電子元件，其內(nèi)部主要是二極管是最基本的電子元件，其內(nèi)部主要是一個(gè)一個(gè)PN結(jié)，加上引出的兩個(gè)電極。結(jié)，加上引出的兩個(gè)電極。陰極引線陰極引線陽(yáng)極引線陽(yáng)極引線二氧化硅保護(hù)層二氧化硅保護(hù)層P型硅型硅N型硅型硅( c

5、 ) 平面型平面型金屬觸絲金屬觸絲陽(yáng)極引線陽(yáng)極引線N型鍺片型鍺片陰極引線陰極引線外殼外殼( a ) 點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型鋁合金小球鋁合金小球N型硅型硅陽(yáng)極引線陽(yáng)極引線PN結(jié)結(jié)金銻合金金銻合金底座底座陰極引線陰極引線( b ) 面接觸型面接觸型陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極( d ) 符號(hào)符號(hào)D反向擊穿反向擊穿電壓電壓U(BR)反向特性反向特性UIPN+PN+定性分析：定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止 若二極管是理想的，若二極管是理想的，例例1：D6V12V3k BAUAB+例例2:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+例例3:+6VRDAVA AVB BVY

6、YDB當(dāng)當(dāng)VA = 3V，VB = 0V時(shí)，分析輸出端的電位時(shí)，分析輸出端的電位VY。理想二極管：理想二極管：VY = VB = 0V UDB UDA DB 優(yōu)先導(dǎo)通優(yōu)先導(dǎo)通， DA截止截止。 鍺二極管：鍺二極管：VY = VB + UD = 0.3V 硅二極管：硅二極管：VY = VB + UD = 0.7V-6VRDAVA AVB BVY YDB UDA UDB DA 優(yōu)先導(dǎo)通優(yōu)先導(dǎo)通， DB截止截止。理想二極管：理想二極管：VY = VA = 3V 鍺二極管：鍺二極管：VY = VA - UD = 2.7V 硅二極管：硅二極管：VY = VA - UD = 2.3V下一節(jié)下一節(jié)上一頁(yè)上一

7、頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)返返 回回上一節(jié)上一節(jié)V sin18itu t 穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，由于它與適當(dāng)阻值的電阻配合后能起穩(wěn)壓作用，由于它與適當(dāng)阻值的電阻配合后能起穩(wěn)壓作用，故稱故稱穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管。 穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)，當(dāng)反向電壓穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)，當(dāng)反向電壓撤除后，管子還是正常的，稱撤除后，管子還是正常的，稱可逆性擊穿可逆性擊穿。+AKUZIZIZM UZ IZUIOZZ ZIUrUZIZIZM UZ IZUIO UOUIIZRDZUZIR +_+_RLIo+_+ UR RUS-UZ=20-850020-818US=20V

8、RUZ=8V例例2: 穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓UZ = 5V，正向壓降忽略，正向壓降忽略不計(jì)。當(dāng)輸入電壓不計(jì)。當(dāng)輸入電壓Ui 分別為分別為 直流直流10 V、3 V、-5V時(shí)，時(shí)，求輸出電壓求輸出電壓UO；若；若 ui = 10sin tV，試畫(huà)出，試畫(huà)出 uo 的波形。的波形。uit 10VDZRuoui+解解：Ui = 10V5V, DZ 工作在反向擊穿區(qū)，穩(wěn)壓，工作在反向擊穿區(qū)，穩(wěn)壓，UO = UZ = 5VUi = 3V UZ，DZ 反向擊穿，反向擊穿，uO = 5V當(dāng)當(dāng)ui UZ，DZ 反向截止，反向截止，uO = uiui負(fù)半周，負(fù)半周，DZ 正向?qū)?，正向?qū)ǎ瑄

9、O = 0V5V上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)返返 回回下一節(jié)下一節(jié)上一節(jié)上一節(jié)三、發(fā)光二極管三、發(fā)光二極管三、發(fā)光二極管三、發(fā)光二極管 所發(fā)出光的顏色由半導(dǎo)體中所摻雜質(zhì)決定，常所發(fā)出光的顏色由半導(dǎo)體中所摻雜質(zhì)決定，常見(jiàn)的紅、黃、綠色摻入了磷砷化鎵和磷化鎵。見(jiàn)的紅、黃、綠色摻入了磷砷化鎵和磷化鎵。 晶體管晶體管又稱又稱半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管，是一種重要的半導(dǎo)，是一種重要的半導(dǎo)體器件。它的放大作用和開(kāi)關(guān)作用引起了電子技體器件。它的放大作用和開(kāi)關(guān)作用引起了電子技術(shù)的飛躍發(fā)展。術(shù)的飛躍發(fā)展。 晶體管的結(jié)構(gòu)，目前常見(jiàn)的有平面型和合金晶體管的結(jié)構(gòu)，目前常見(jiàn)的有平面型和合金型兩類。硅管主要是平面型，鍺管都是合

10、金型。型兩類。硅管主要是平面型，鍺管都是合金型。而從制造型號(hào)上，常分為而從制造型號(hào)上，常分為NPN型和型和PNP型。型。NNPBECBECIBIEICBECIBIEICEEBRBRCIB IC IEBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOIBICICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOBCCBOBCBOCBECEIIIIIIII CEOBCBOBC)(1 IIIII BC CEO III ，有有忽忽略略 即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子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(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性

11、能，是分析放大電路的依據(jù)。是分析放大電路的依據(jù)。 重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+常常數(shù)數(shù) CE)(BEBUUfIIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VOIB=020 A40 A60 A80 A100 A常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE(V)912O放大區(qū)放大區(qū)O BCII_ BCII 53704051BC.II 400400605132BC .II ICBO A+EC AICEOIB=

12、0+ICMU(BR)CEO安全工作區(qū)安全工作區(qū)ICUCEO其總的效果將會(huì)使其總的效果將會(huì)使IC增大。增大。SABC10K100K3V3V10V（電流放大系數(shù)（電流放大系數(shù)=50，UBE=0.6）3K解：解：1、S接接A點(diǎn)時(shí)，晶點(diǎn)時(shí)，晶體管發(fā)射結(jié)反向偏體管發(fā)射結(jié)反向偏置，晶體管截止，置，晶體管截止，所以晶體管處于截所以晶體管處于截止區(qū)。止區(qū)。2、S接接B點(diǎn)時(shí)：點(diǎn)時(shí)：30.60.024100BImAK0.024 50 1.2CBIImA所以晶體管處所以晶體管處于放大區(qū)。于放大區(qū)。ECBBECEUVU 4 . 62 . 1310SABC10K100K3V3V10VE3K解：解：3、S接接C點(diǎn)時(shí)：點(diǎn)時(shí)：30.60.2410BImAK0.24 50 12CBIImA所以晶體管處所以晶體管處于飽和區(qū)。于飽和區(qū)。而：而：100.333CSC