電子基礎(chǔ)第1章上.

1、模擬信號模擬信號是指在時間和數(shù)值上都是指在時間和數(shù)值上都連續(xù)連續(xù)的信號。的信號。數(shù)字信號數(shù)字信號是指在時間和數(shù)值上都是指在時間和數(shù)值上都不連續(xù)不連續(xù)的信的信號，即所謂離散的。號，即所謂離散的。tt 學習電子技術(shù)，就是要掌握常用半導(dǎo)體器件的學習電子技術(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。化物都是半導(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。共價健共價健 Si Si Si Si價電子價電子 Si Si Si Si價電子價電子這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)?？昭昭ㄗ杂呻娮幼杂呻娮?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€失去一個電子變?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)是通過特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，

3、在一塊半導(dǎo)結(jié)是通過特殊的半導(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)是通過特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo)結(jié)是通過特殊的半導(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、結(jié)也稱空間電荷區(qū)、或耗盡層、或內(nèi)電場、或阻擋層?；蜃钃鯇?。 多子的擴散運動多

4、子的擴散運動內(nèi)電場內(nèi)電場少子的漂移運動少子的漂移運動濃度差濃度差 擴散的結(jié)果使空擴散的結(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接負接負 外電場外電場IF內(nèi)電場內(nèi)電場PN+ 內(nèi)電場被加內(nèi)電場被加強，少子的漂強，少子的漂移加強，由于移加強，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)部主要是一個一個PN結(jié)，加上引出的兩個電極。結(jié)，加上引出的兩個電極。陰極引線陰極引線陽極引線陽極引線二氧化硅保護層二氧化硅保護層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極引線陽極引線N型鍺片型鍺片陰極引線陰極引線外殼外殼( a ) 點接觸型點接觸型鋁合金小球鋁合金小球N型硅型硅陽極引線陽極引線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極陽極( d ) 符號符號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當當VA = 3V，VB = 0V時，分析輸出端的電位時，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)上一頁上一

7、頁下一頁下一頁返返 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，由于它與適當阻值的電阻配合后能起穩(wěn)壓作用，由于它與適當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)，當反向電壓穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)，當反向電壓撤除后，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。當輸入電壓不計。當輸入電壓Ui 分別為分別為 直流直流10 V、3 V、-5V時，時，求輸出電壓求輸出電壓UO；若；若 ui = 10sin tV，試畫出，試畫出 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當當ui UZ，DZ 反向截止，反向截止，uO = uiui負半周，負半周，DZ 正向?qū)?，正向?qū)?，u

9、O = 0V5V上一頁上一頁下一頁下一頁返返 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，常見的紅、黃、綠色摻入了磷砷化鎵和磷化鎵。見的紅、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。它的放大作用和開關(guān)作用引起了電子技體器件。它的放大作用和開關(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)，目前常見的有平面型和合金晶體管的結(jié)構(gòu)，目前常見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。而從制造型號上，常分為而從制造型號上，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)部載流子運動的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，內(nèi)部載流子運動的外部表現(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)。 重點討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線重點討論應(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其總的效果將會使其總的效果將會使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點時，晶點時，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點時：點時：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點時：點時：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