模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程第二講

1、石家莊學(xué)院 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 教案教學(xué)后記：課外讀物1.“半導(dǎo)體二極管的業(yè)余檢測”WXD2003.42. “幾種特殊元器件的業(yè)余檢測”WXD2003.5第一章 半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識第三節(jié) 半導(dǎo)體二極管一、二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1結(jié)構(gòu)與符號一個PN結(jié)芯片，加上相應(yīng)的電極引線和管殼就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管。PN箭頭含義：表示二極管正偏導(dǎo)通時電流的實際方向。（1）點(diǎn)接觸型：檢波二極管（2）面接觸型；整流二極管按結(jié)構(gòu)分分為兩種2種類開關(guān)二極管整流二極管2CP 系列：小電流整流2CZ 系列：大電流整流檢波二極（2AP9）變?nèi)荻O管光電二極管發(fā)光二極管穩(wěn)壓二極管（2CW、2DW） 按用途來分 一般A代表N型

2、鍺材料；C代表N型硅材料；B代表P型鍺材料；D代表P型硅材料。二、二極管的伏安特性曲線mAVmAVRRWDEDRRWE教學(xué)后記：由以上電路不斷改變滑線變阻器的阻值，可得到不同的電壓值及對應(yīng)的電流值，利用這些相互對應(yīng)的電壓、電流值用描點(diǎn)法可得如下二極管伏安特性曲線。IDVDOUth0.6VUBR討論1.正向特性（UD0的區(qū)域） UD=0時，I=0，所以曲線過原點(diǎn)O 當(dāng)正向電壓較小時（UDU th后電流才隨UD的增加而顯著增加（按指數(shù)規(guī)律增長），當(dāng)電流超過一定值之后，二極管兩端的電壓幾乎穩(wěn)定不變（對于硅管約為0.6V）。我們將電壓V th稱為死區(qū)電壓或門坎電壓。0.1V 鍺二極管0.5V 硅二極管

3、U th=注意：正偏壓不能太大，一般上限不能超過1伏，否則會由于電流過大導(dǎo)致二極管損壞。2.反向特性（UBRU0，所以發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子形成電流IE（與電子流動方向相反）。 電子在基區(qū)的復(fù)合與擴(kuò)散。由于基區(qū)很薄且摻雜很少，所以電子在基區(qū)擴(kuò)散的過程中，只有少量的電子與基區(qū)的空穴相遇而復(fù)合，每復(fù)合一個空穴，UBB就提供一個空穴（以保持基區(qū)的電中性），從而形成電流IB ,其余大量電子繼續(xù)向集電結(jié)邊緣擴(kuò)散。 集電結(jié)收集電子因為集電結(jié)反偏，所以大量電子很容易就越過集電結(jié)到達(dá)集電區(qū)被集電極收集（即電子源源不斷的到達(dá)電源Ucc正極）。從而形成電流IC，故三極管也被稱為電流分配器。2電流分配關(guān)系 IE =

4、IC+IB3幾個定義定義一： 三極管共射直流電流放大系數(shù)。用或hFE表示，范圍在25300之間。IC =IB由基區(qū)的寬度和摻雜的多少來決定，放大的實質(zhì)是指IB電流對IC電流的一種控制作用。定義二： ICEO反向穿透電流IC =IB + ICEOICEO越小，管子越好。 教學(xué)后記：按教材講解：1三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動規(guī)律NPNCEBRBUBBRCUCCUBBINBINEINC復(fù)合（幾率很小）Je0JC0少子漂移運(yùn)動ICB0（1）發(fā)射：因為Je0，所以發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子形成電流INE（與電子流動方向相反）。（2）電子在基區(qū)的復(fù)合與擴(kuò)散：由于基區(qū)很薄且摻雜很少，所以電子在基區(qū)擴(kuò)散的過程中，只有少量

5、的電子與基區(qū)的空穴相遇而復(fù)合，每復(fù)合一個空穴，UBB就提供一個空穴（以保持基區(qū)的電中性），從而形成電流INB ,其余大量電子繼續(xù)向集電結(jié)邊緣擴(kuò)散。（3）集電結(jié)收集電子：因為集電結(jié)反偏，所以大量電子很容易就越過集電結(jié)到達(dá)集電區(qū)被集電極收集（即電子源源不斷的到達(dá)電源Ucc正極），從而形成電流INC。另外，原集電結(jié)邊緣少子產(chǎn)生漂移形成電流ICB0（在C、B之間），這個電流稱為反向飽和電流。2三極管各極的電流分配關(guān)系上式表明：發(fā)射極電流IE按一定的比例分配為IB和IC兩部分，因而三極管實質(zhì)上是一個電流分配器。3引入幾個參數(shù)定義一： 三極管共射直流電流放大系數(shù)。用或hFE表示，一般三極管值的范圍在幾十至

6、幾百之間，常用的是在30至100之間。教學(xué)后記：上式表明，若發(fā)射區(qū)每向基區(qū)提供一個單位的復(fù)合電流時，就要向集電區(qū)提供個單位電流，這就是基極電流對集電極電流的控制作用，或者說管子的電流放大作用就是以此為基礎(chǔ)。顯然，是三極管的一個很重要的參數(shù)。管子做成后，IB和IC的比例基本上保持一定，即確定，所以能夠通過改變IB的大小去控制IC（），這就是所謂的三極管的電流放大作用。顯然，三極管值的大小是由管子基區(qū)的寬度和摻雜的多少來決定。放大的實質(zhì)是指基極電流IB對集電極電流IC的一種控制作用。定義二：反向穿透電流ICEO基極開路（IB=0）時，集電極到發(fā)射極之間的電流。由令I(lǐng)B=0時，定義： 由此可見，它比

7、ICBO增加了（1+）倍。因此，值大的管子熱穩(wěn)定性差！于是有：、以上三式為共發(fā)射極電流分配關(guān)系。ICEO越小，管子越好。四、三極管Multisim仿真實例例1利用Multisim測試雙極型三極管的電流放大作用。在Multisim中構(gòu)建三極管測試電路如圖所示，三極管的基極回路接入一個電流源（Sources/Signal-Current-Sources/DC-Current），集電極回路接入虛擬數(shù)字萬用表，并設(shè)置成直流電流表，以測量集電極電流。集電極電壓UCE=10V保持不變。改變基極電流IB的數(shù)值，并從虛擬儀表上測得相應(yīng)的集電極電流IC，可得以下一組數(shù)據(jù)：IB（A）01020304050IC（A）1.776500.9331002150120022501由上可知,當(dāng)IB由20A增至30A（IB=10A）時，相應(yīng)的IC由1002A增至1501A（IC= 499A），IC將近等于IB的50倍，說明三極管具有電流放大作用。例2利用Multisim測試雙極型三極管的輸