模擬電子線路模電二極管和三極管

模擬電子線路模電二極管和三極管第一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日開頭的話告別了冰天雪地的嚴寒，回到花香鳥語的校園，電子世界無窮奧秘等待我們?nèi)ヌ剿鳎瑖移谂伍_創(chuàng)性人才大量涌現(xiàn)。金城學子，以天下為己任，想國家之所急。努力掌握電子技術，為人民立新功。金城金城，金戈鐵馬，眾志成城。第二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日一、課程性質(zhì)電類專業(yè)三大硬件技術基礎課之一！

電路理論、數(shù)字電路、模擬電路

考研專業(yè)課之一

第三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日在本課程中我們將學習1

電子器件二極管器件的特性、管子晶體管參數(shù)、等效電路

場效應管（熟悉）

第四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

2

、

電子電路

晶體管放大器電路組成放大電路場效應管放大器工作原理集成運算放大器性能特性功率放大器基本分析方法

負反饋在放大電路中的應用工程計算方法比較電路，振蕩電路放大器的頻率響應（要求掌握）

總結：管為路用以路為主管路結合第五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日二、課程作用（Why）1、電子線路用在各行各業(yè)：

航空電子、消費電子、醫(yī)療電子…例：壓力溫度測控系統(tǒng)（火電廠、煉鋼爐、空調(diào)、熱水器…)

——設計硬件電路的基礎

第六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日傳感器壓力1壓力2溫度1溫度2......放大濾波疊加組合數(shù)模轉換電路模數(shù)轉換電路計算機數(shù)據(jù)處理......驅動電路......驅動電路驅動電路驅動電路傳感器傳感器傳感器執(zhí)行機構執(zhí)行機構執(zhí)行機構執(zhí)行機構模擬電子技術數(shù)字信號處理模擬電子技術壓力1壓力2溫度1溫度2...壓力1壓力2溫度1溫度2...傳感器...傳感器傳感器傳感器...放大濾波疊加組合數(shù)模轉換電路模數(shù)轉換電路計算機數(shù)據(jù)處理...驅動電路...驅動電路驅動電路驅動電路...執(zhí)行機構執(zhí)行機構執(zhí)行機構執(zhí)行機構模擬電子技術數(shù)字信號處理模擬電子技術第七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日2、電子信息類與控制類專業(yè)的特長

就業(yè)缺口：缺乏硬件高級設計人才學生弱點：軟件強硬件弱

——成為硬件電路設計人才

學好模電、數(shù)電、單片機、DSP等。初步具備“看、算、選、干”能力

第八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日1、本課程研究內(nèi)容：各種半導體器件的性能、電路及應用三、學什么？（What）（1）按處理信號：1)模擬(A)2)數(shù)字(D)

（2）按信號頻率：1)高頻

2)中頻3)低頻2、具體研究對象：系統(tǒng)電路器件細化細化第九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日項目模擬信號(Analog)數(shù)字信號(Digital)特點連續(xù)離散

波形數(shù)學十進制二進制電平數(shù)無窮多個有限個典型溫度、壓力等數(shù)字系統(tǒng)的信號模擬信號與數(shù)字信號比較表第十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日1、抓特點1）規(guī)律性2）非線性3）工程性基本電子電路組成具有規(guī)律性半導體器件具有非線性，需進行線性等效即近似或忽略次要因素，抓主要矛盾3、勤于實踐，重視理論聯(lián)系實際進入硬、軟件(EDA)實驗室；參加電子競賽；閱讀相關雜志；進行電子小制作...2、抓“三基”基本概念、基本原理、基本分析方法目標：精講多練，能夠設計中小型實用電路。四、怎么學？（How）第十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日4、學會估算例：I=20/（1+0.9）

=10.5mA

若把1K//10K=1K

則I=20/2K=10mA

僅差5%而采用一般電阻元件其誤差有10%

即1K的元件可能是1.1K?或900?+20v-1K1k10k0.9k第十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日怎樣學好這門課？多思考，勤練習。很重要的專業(yè)技術基礎課，有點難。一課不拉，凡缺課在下次課前及時補上。筆記本------記課堂內(nèi)容教材中找不到的；參考書------好的解題方法,電子小制作。期末考試成績70%，平時成績30%。平時成績=考試成績+課堂成績

課堂成績---基本答對者，10分/次；基本不會者，0分；曠課者，-10分；擾亂秩序者，-10分。考試成績50-59，上報及格。鼓勵搶答，參與競爭。上課時手機請撥到靜音。第十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日參考書：1，現(xiàn)代電子技術基礎（模擬部分）解題指南王成華 邵杰 編著北京航空航天大學出版社 28.00元

2，有志于考研同學最好借到考研學校所用的相應教材和習題集。第十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日電子技術的水平是國家國力強弱標志之一。學習，改變命運學習，成就未來

第十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日第一章半導體器件基礎1.1半導體的基本知識1.2半導體二極管1.3半導體三極管第十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日1.1半導體的基本知識

在物理學中，根據(jù)材料的導電能力，可以將它們劃分導體、絕緣體和半導體。

半導體材料的兩個特性：（1）溫度升高或受到光照后，其導電能力會明顯提高。--熱敏性，光敏性（2）在純凈的半導體材料中摻入微量雜質(zhì)后，其導電能力會顯著提高。--摻雜特性第十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日硅原子鍺原子硅和鍺最外層軌道上的四個電子稱為價電子。常用的半導體材料是硅（Si）和鍺（Ge），它們都是4價元素。1.1半導體的基本知識第十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

本征半導體的共價鍵結構束縛電子在絕對溫度T=00K時，所有的價電子都緊緊束縛在共價鍵中，不會成為自由電子，因此本征半導體的導電能力很弱，接近絕緣體。一、本征半導體

本征半導體——化學成分純凈的半導體晶體。1.1半導體的基本知識第十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日+4+4+4+4+4+4+4+4+4

這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。

當溫度升高或受到光的照射時，束縛電子能量增高，有的電子可以掙脫原子核的束縛，而參與導電，成為自由電子。自由電子

自由電子產(chǎn)生的同時，在其原來的共價鍵中就出現(xiàn)了一個空位，稱為空穴。空穴1.1半導體的基本知識第二十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

可見本征激發(fā)同時產(chǎn)生電子空穴對。

外加能量越高（溫度越高），產(chǎn)生的電子空穴對越多。與本征激發(fā)相反的現(xiàn)象——復合在一定溫度下，本征激發(fā)和復合同時進行，達到動態(tài)平衡。電子空穴對的濃度一定。自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴電子空穴對1.1半導體的基本知識第二十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日自由電子帶負電荷逆電場運動電子流+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子E＋－空穴帶正電荷順電場運動空穴流本征半導體的導電性取決于外加能量：溫度變化，導電性變化；光照變化，導電性變化。導電機制：兩種載流子：自由電子和空穴空穴的運動：一個空穴運動是大量價電子集體運動的結果。=總電流1.1半導體的基本知識第二十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日二、雜質(zhì)半導體

在本征半導體中摻入某些微量雜質(zhì)元素后的半導體稱為雜質(zhì)半導體。

在本征半導體中摻入五價雜質(zhì)元素，例如磷、砷等，稱為N型半導體。1.N型半導體1.1半導體的基本知識第二十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日N型半導體多余電子磷原子硅原子多數(shù)載流子——自由電子少數(shù)載流子——空穴++++++++++++N型半導體施主離子自由電子電子空穴對（本征激發(fā)產(chǎn)生）+1.1半導體的基本知識第二十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日－－－－－－－－－－－－P型半導體

在本征半導體中摻入三價雜質(zhì)元素，如硼、鎵等?？昭ㄅ鹪庸柙佣鄶?shù)載流子——空穴少數(shù)載流子——自由電子受主離子空穴電子空穴對（本征激發(fā)產(chǎn)生）2.P型半導體－1.1半導體的基本知識第二十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日雜質(zhì)半導體的示意圖++++++++++++N型半導體多子—電子少子—空穴－－－－－－－－－－－－P型半導體多子—空穴少子—電子少子濃度——本征激發(fā)產(chǎn)生，與溫度有關；多子濃度——摻雜產(chǎn)生，與摻雜濃度有關，與溫度無關。1.1半導體的基本知識第二十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日內(nèi)電場E因多子濃度差形成內(nèi)電場多子的擴散空間電荷區(qū)

阻止多子擴散，促使少子漂移。PN結合空間電荷區(qū)多子擴散電流少子漂移電流耗盡層三、PN結及其單向導電性

1.PN結的形成

1.1半導體的基本知識第二十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日少子漂移補充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，E多子擴散又失去多子，耗盡層寬，E內(nèi)電場E多子擴散電流少子漂移電流耗盡層當擴散＝漂移動態(tài)平衡耗盡層寬度一定PN結1.1半導體的基本知識第二十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日內(nèi)電場E耗盡層2.PN結的單向導電性(1)加正向電壓（正偏）——電源正極接P區(qū)，負極接N區(qū)

外電場的方向與內(nèi)電場方向相反。

外電場削弱內(nèi)電場→耗盡層變窄→擴散運動＞漂移運動→多子擴散形成正向電流IF

正向電流外電場1.1半導體的基本知識第二十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日內(nèi)電場E耗盡層(2)加反向電壓——電源正極接N區(qū)，負極接P區(qū)

外電場的方向與內(nèi)電場方向相同。

外電場加強內(nèi)電場→耗盡層變寬→漂移運動＞擴散運動→少子漂移形成反向電流IRPN外電場在一定的溫度下，由本征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是一定的，故IR基本上與外加反壓的大小無關，所以稱為反向飽和電流。但IR與溫度有關。

1.1半導體的基本知識第三十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日歸納：

PN結加正向電壓時，外電場消弱內(nèi)電場，耗盡層變窄，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴散電流，PN結導通；

PN結加反向電壓時，外電場加強內(nèi)電場，耗盡層變寬，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流，PN結截止。

由此可以得出結論：PN結具有單向導電性。1.1半導體的基本知識第三十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

PN結三種狀態(tài)

當擴散=漂移，動態(tài)平衡，形成PN結。擴散運動到對方區(qū)域載流子越多，耗盡層越寬，電場強度越大，對擴散運動阻力越大。

當外加正向電壓，外電場削弱內(nèi)電場，電場強度減小，擴散運動到對方區(qū)域載流子減少，耗盡層寬度減小，對擴散運動阻力減小，擴散大于漂移，導通。

當外加反向電壓，外電場加強內(nèi)電場，電場強度增大，擴散運動到對方區(qū)域載流子增多，耗盡層寬度增大，對擴散運動阻力增大，擴散小于漂移，截止。第三十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日半導體二極管的伏安特性曲線式中IS為反向飽和電流，VD

為二極管兩端的電壓降，VT=kT/q

稱為溫度的電壓當量，k為玻耳茲曼常數(shù)，q

為電子電荷量，T為熱力學溫度。對于室溫（相當T=300K），則有VT=26mV。

第一象限的是正向伏安特性曲線，第三象限的是反向伏安特性曲線。第三十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日(1)正向特性

硅二極管的死區(qū)電壓Vth=0.5~0.8V左右，

鍺二極管的死區(qū)電壓Vth=0.2~0.3V左右。

當0＜V＜Vth時，正向電流為零，Vth稱死區(qū)電壓或開啟電壓。正向區(qū)分為兩段：當V＞Vth時，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長。第三十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日反向區(qū)也分兩個區(qū)域：

當VBR＜V＜0時，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時的反向電流也稱反向飽和電流IS

。

當V≥VBR時，反向電流急劇增加，VBR稱為反向擊穿電壓。(2)反向特性第三十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

硅二極管的反向擊穿特性比較硬、比較陡，反向飽和電流也很??；鍺二極管的反向擊穿特性比較軟，過渡比較圓滑，反向飽和電流較大。若|VBR|≥7V時,主要是雪崩擊穿；若|VBR|≤4V時,則主要是齊納擊穿。(3)反向擊穿特性第三十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

PN結的電容效應

(1)

勢壘電容CB由空間電荷區(qū)的離子薄層形成。當外加電壓使PN結上壓降發(fā)生變化時，離子薄層的厚度也相應地隨之改變，這相當PN結中存儲的電荷量也隨之變化，猶如電容的充放電。第三十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日（2）擴散電容CD

當外加正向電壓不同時，PN結兩側堆積的少子的數(shù)量及濃度梯度也不同，這就相當電容的充放電過程。電容效應在交流信號作用下才會明顯表現(xiàn)出來極間電容（結電容）1.1半導體的基本知識第三十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

PN結電容

PN結反偏時，CB>>CD，則Cj≈CB

PN結總電容：

Cj=CB+CD

PN結正偏時，CD>>CB，則Cj≈CD故：PN結正偏時，以CD為主。故：PN結反偏時，以CB為主。通常：CD≈幾十PF~

幾千PF。通常：CB≈幾PF~

幾十PF。第三十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日1.2半導體二極管二極管=PN結+管殼+引線NP結構符號陽極+陰極-第四十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日半導體二極管的型號國家標準對半導體器件型號的命名舉例如下：2AP9用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。代表器件的類型，P為普通管，Z為整流管，K為開關管。代表器件的材料，A為N型Ge，B為P型Ge，C為N型Si，D為P型Si。2代表二極管，3代表三極管。1.2半導體二極管第四十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日1.2半導體二極管部分二極管的外形第四十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日萬用表簡易測試二極管示意圖

(a)電阻??；(b)電阻大二極管的簡易測試將萬用表置于R×100或R×1k(Ω)擋（R×1擋電流太大,用R×10k(Ω)擋電壓太高,都易損壞管子）。第四十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

二極管使用注意事項

二極管使用時，應注意以下事項：

(1)二極管應按照用途、參數(shù)及使用環(huán)境選擇。

(2)使用二極管時,正、負極不可接反。通過二極管的電流,承受的反向電壓及環(huán)境溫度等都不應超過手冊中所規(guī)定的極限值。

(3)更換二極管時,應用同類型或高一級的代替。

(4)二極管的引線彎曲處距離外殼端面應不小于2mm,以免造成引線折斷或外殼破裂。第四十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

一、半導體二極管的V—A特性曲線

硅：0.5V

鍺：

0.1V(1)正向特性導通壓降反向飽和電流(2)反向特性死區(qū)電壓擊穿電壓UBR實驗曲線uEiVmAuEiVuA鍺硅：0.7V鍺：0.3V1.2半導體二極管ui0－UBRIs第四十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日二、二極管的主要參數(shù)

(1)最大整流電流IF——二極管長期連續(xù)工作時，允許通過的最大整流電流的平均值。(2)反向擊穿電壓UBR———

二極管反向電流急劇增加時對應的反向電壓值

(3)反向電流IR——

在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下的反向電流值。硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級；鍺二極管在微安(A)級。1.2半導體二極管第四十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日(4)動態(tài)電阻rd反映了二極管正向特性曲線斜率的倒數(shù)。

rd與工作電流的大小有關第四十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日二極管的模型DU串聯(lián)電壓源模型UD二極管的導通壓降。硅管0.7V；鍺管0.3V。理想二極管模型正偏反偏導通壓降二極管的V—A特性1.2半導體二極管第四十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日小信號電路模型：為二極管增量結電阻。（室溫）：PN結串聯(lián)電阻，數(shù)值很小。Cj：PN結結電容，由CD和CT兩部分構成。注意：高頻電路中，需考慮Cj影響。因高頻工作時，

Cj容抗很小，PN結單向導電性會因Cj的交流旁路作用而變差。IVQrsrjCj第四十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日簡化分析法即將電路中二極管用簡化電路模型代替，利用所得到的簡化電路進行分析、求解。將截止的二極管開路，導通的二極管用直流簡化電路模型替代，然后分析求解。（1）估算法判斷二極管是導通還是截止？假設電路中二極管全部開路，分析其兩端的電位。理想二極管：若V>0，則管子導通；反之截止。實際二極管：若V>VD(on)，管子導通；反之截止。當電路中存在多個二極管時，正偏電壓最大的管子優(yōu)先導通。其余管子需重新分析其工作狀態(tài)。第五十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例：設二極管是理想的，求VAO值。圖(a)，假設D開路，則D兩端電壓：VD=V1–V2=–6–12=–18<0V，解：故D截止。VAO=12V。

+-DV2V1+-AOVAO+-12V-6V3K(a)+--+D1D2V2V1+-AOVAO3K6V9V(b)圖(b)，假設D1、D2開路，則D兩端電壓：VD1=V2–0=9V>0V，VD2=V2–(–V1)=15V>0V

由于VD2>VD1

，則D2優(yōu)先導通。此時VD1=–6V<0V，故D1截止。VAO=–V1=–6V。

第五十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日（2）畫輸出信號波形方法根據(jù)輸入信號大小判斷二極管的導通與截止找出vO與vI關系畫輸出信號波形。例：設二極管是理想的，vi=6sint(V)，試畫vO波形。解：vi>2V時，D導通，則vO=vivi2V時，D截止，則vO=2V由此可畫出vO的波形。

+-DV+-+-2V100RvOvit620vi(V)vO(V)t026第五十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日二極管電路的近似計算IR10VE1kΩIR10VE1kΩ例：串聯(lián)電壓源模型測量值9.32mA相對誤差理想二極管模型RI10VE1kΩ相對誤差0.7V1.2半導體二極管第五十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例：二極管構成的限幅電路如圖所示，R＝1kΩ，UREF=2V，輸入信號為ui。

（1）若ui為4V的直流信號，分別采用理想二極管模型、理想二極管串聯(lián)電壓源模型計算電流I和輸出電壓uo解：（1）采用理想模型分析。0V4V2V1.2半導體二極管第五十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析。0V4V0.7V2V1.2半導體二極管第五十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日（2）如果ui為幅度±4V的交流三角波，分別采用理想二極管模型和理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析電路并畫出相應的輸出電壓波形。解：①采用理想二極管模型分析。0-4V4Vuit2V2Vuot2V1.2半導體二極管第五十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V

②采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析。2V1.2半導體二極管第五十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日解題思路

二極管在外加正偏電壓電壓時導通，外加反偏電壓時截止。

正偏時硅管導通壓降為0.6~0.8v,鍺管導通壓降為0.2~0.3v,理想情況分析時正向導通壓降為0,相當于短路。

反偏時由于反向電流很小，理想情況下認為截止電阻無窮大，相當于開路。第五十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日解題思路

分析二極管在電路中工作狀態(tài)的基本方法為“開路法”，即，先假設二極管所在支路斷開，然后計算二極管陽極與陰極的電位差。

若該電位差使二極管正偏且大于二極管導通壓降，該二極管導通，其兩端電壓為二極管導通壓降。

若該電位差使二極管反偏或雖正偏但小于導通壓降，該二極管截止。第五十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例：已知US1=6V，us2=0.2sin3140tV，R=1k，二極管為硅管。求流過二極管的電流iD。US1us2RDiD解：1.求IDUS1RUFID理想二極管2.求idrdus2Rid3.求iD第六十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日2.限幅電路VRVmvit0Vi>VR時，二極管導通，vo=vi。（紅色為輸入信號，藍色為輸出信號。）Vi<VR時，二極管截止，vo=VR。例：理想二極管電路中

vi=VmsinωtV，求輸出波形v0。解：第六十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

例：

二極管限幅電路:已知電路的輸入波形為vi,二極管的VD

為0.6伏，試畫出其輸出波形。解：Vi>3.6V時，二極管導通，vo=3.6V。Vi<3.6V時，二極管截止，vo=Vi。第六十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例：電路如圖所示，設二極管為理想的，若Vi=6sinωt(v),E=3V,試畫出輸出VO的波形。

第六十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

正半周：D1、D3導通D2、D4截止

負半周D2、D4導通D1、D3截止例：求整流電路的輸出波形。解：第六十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例：理想二極管電路中vi=VmsinωtV，求輸出波形v0。V1vit0VmV2Vi>V1時，D1導通、D2截止，Vo=V1。Vi<V2時，D2導通、D1截止，Vo=V2。V2<Vi<V1時，D1、D2均截止，Vo=Vi。由此，電路實現(xiàn)雙向限幅功能。其中：V1為上限幅電平，V2為下限幅電平。第六十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例：畫出理想二極管電路的傳輸特性（Vo~VI）。

解：①VI<25V，D1、D2均截止。②VI>25V

，D1導通，D2截止。③VI>137.5V，D1、D2均導通。VO=25VVO=100VVI25V75V100V25V50V100V125VVO50V75V150V0137.5第六十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例：畫出理想二極管電路的傳輸特性（Vo~VI）。當VI<0時D1導通D2截止當VI>0時D1截止D2導通0VIVO-5V+5V+5V-5V+2.5V-2.5V第六十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例：判別二極管是導通還是截止。+9V-+1V-

+2.5V-

+12.5V-

+14V-+1V-截止-9V+-1V+

+2.5V-

+12.5V-

+14V-+1V-截止解：第六十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日+18V-+2V-

+2.5V-

+12.5V-

+14V-+1V-導通第六十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例：

已知二極管D的正向導通管壓降VD=0.6V，C為隔直電容，vi(t)為小信號交流信號源。試求二極管的靜態(tài)工作電流IDQ，以及二極管的直流導通電阻R直。求在室溫300K時，D的小信號交流等效電阻r交。CR1KE1.5V+VD－+vi(t)－解：第七十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日利用二極管的單向導電性可作為電子開關vI1vI2二極管工作狀態(tài)D1D2v00V0V導通導通導通截止截止導通截止截止0V5V5V0V5V5V0V0V0V5V例：求vI1和vI2不同值組合時的v0值（二極管為理想模型）。解：3.開關電路第七十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日解題思路

如果電路中存在兩個以上二極管，由于每個二極管開路時的電位差不等，以正向電壓較大者優(yōu)先導通，其兩端電壓為二極管導通壓降。然后再用開路法判斷其余二極管工作狀態(tài)。

一般情況下，電路中有多個二極管時，對于陰極連在一起的電路，只有陽極電位最高的處于導通狀態(tài)；對于陽極連在一起的二極管，只有陰極電位最低的可能導通。第七十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日當穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下,工作電流IZ在Izmax和Izmin之間變化時,其兩端電壓近似為常數(shù)穩(wěn)定電壓四、穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管是應用在反向擊穿區(qū)的特殊二極管正向同二極管反偏電壓≥UZ

反向擊穿＋UZ－限流電阻1.2半導體二極管第七十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

穩(wěn)壓二極管在工作時應反接，并串入一只電阻。電阻起限流作用，保護穩(wěn)壓管；其次是當輸入電壓或負載電流變化時，通過該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。第七十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

IR

IZ

Io穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓過程RLIoIRVoIZIRVo分析思路：電壓變化時，穩(wěn)壓管電流變化與負載電阻電流變化相反，且遠遠大于電阻上電流變化，使輸出電壓穩(wěn)定。第七十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日穩(wěn)壓管電路分析思路

穩(wěn)壓管的工作是利用二極管在反偏電壓較高而使二極管擊穿時，在一定的工作電流限制下，二極管兩端電壓幾乎不變，其電壓值即為穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz。而穩(wěn)壓管如果外加正偏電壓時，仍處于導通狀態(tài)。特點：*正向特性與普通二極相同*反向擊穿特性較陡*反向擊穿電壓幾~幾十V，在允許范圍內(nèi)為電擊穿第七十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)

(1)穩(wěn)定電壓UZ——(2)動態(tài)電阻rZ——

在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對應的反向工作電壓。

rZ=U

/I

rZ愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。

(3)最小穩(wěn)定工作電流IZmin——

保證穩(wěn)壓管擊穿所對應的電流，若IZ＜IZmin則不能穩(wěn)壓。

(4)最大穩(wěn)定工作電流IZmax——

超過Izmax穩(wěn)壓管會因功耗過大而燒壞。1.2半導體二極管第七十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日(5)穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)——VZ

溫度的變化將使VZ改變，在穩(wěn)壓管中當UZ

＞7

V時，VZ具有正溫度系數(shù)，反向擊穿是雪崩擊穿。當UZ＜4

V時，VZ具有負溫度系數(shù)，反向擊穿是齊納擊穿。當4

V＜UZ

＜7

V時，穩(wěn)壓管可以獲得接近零的溫度系數(shù)。這樣的穩(wěn)壓二極管可以作為標準穩(wěn)壓管使用。第七十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日三、使用注意事項1.穩(wěn)壓時必須反向偏置；2.必須串接限流電阻，以保證IZ<I<IZM。3.反向擊穿電壓較普通二極管小，幾~幾十V。串聯(lián)使用時穩(wěn)壓值為各管穩(wěn)壓值之和；不能并聯(lián)使用，以免因電流分配不均引起過載使管子損壞。第七十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日[例]已知UZ1

=

8

V，UZ2

=

6

V

，ui

=

12sintV

，畫uO波形。

解ui

正半波，DZ1反偏，

DZ2正偏當ui

UZ1+UF2=8.7V時，DZ1反向擊穿，

DZ2正向導通ui

負半波，DZ1正偏，

DZ2反偏當|ui|

UF1+UZ2=6.7V時，DZ2反向擊穿，

DZ1正向導通第八十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日【例】圖中，已知穩(wěn)壓二極管的，，時,求Uo穩(wěn)壓二極管的正向導通壓降。當解當，

反向擊穿穩(wěn)壓

，

正向導通，

；同理，

第八十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例：電路如圖所示，其中DZ1的穩(wěn)定電壓為8V，DZ2的穩(wěn)定電壓為10V，它們的正向壓降為0.7V，則輸出電壓為（）A:18VB:2VC:8.7VD:10.7VC第八十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例：

已知：Vz的Uz=10V，Pz=1W,Izmin=2mA，R=100Ω，RL=250Ω，試求ui允許變化的范圍。

解:Vz管允許的最大電流為：ui最大值Uimax應滿足：即：解得：而ui得最小值Uimin應滿足：即：解得：故：VZRL第八十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例:右圖是一個為汽車收音機提供UL=9V電壓的等效電路，穩(wěn)壓電路的輸入電壓來自汽車電瓶，電瓶電壓在11到13.6V之間變化。收音機的電流介于0(關掉)到100mA(最大音量)之間。確定穩(wěn)壓管的最大功耗和電阻R的值。第八十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日解：當收音機關閉時，穩(wěn)壓管上有最大電流，而當收音機音量最大時，穩(wěn)壓管上有最小電流，無論屬于哪種情況，穩(wěn)壓管都必須處于穩(wěn)壓狀態(tài)，即在選擇穩(wěn)壓管時，要保證兩種情況下穩(wěn)壓管上的電流都滿足穩(wěn)壓的要求。

當電源電壓最小，而收音機處于最大音量時，穩(wěn)壓管上的電流最小，因此有

第八十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

當電源電壓最大，而收音機關閉時，穩(wěn)壓管上的電流最大，因此有

作為設計的最低要求，可以設穩(wěn)壓管的最小電流是最大電流的1/10，即Izmin=0.1Izmax，可得第八十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日將Izmax＝300mA代入上式得穩(wěn)壓管的最大功耗為

W可確定穩(wěn)壓管的型號和電阻的阻值，從而設計出所需的穩(wěn)壓本例題的主要目的是提供一個設計穩(wěn)壓電路的方案，根據(jù)計算結果電路。

第八十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

變?nèi)荻O管符號工作條件：反向偏置特性特點：*反偏時，勢壘電容隨外加電壓升高而降低，可作為壓控可變電容。*電容量較小，幾十~幾百pF。*最大與最小電容比為5:1。用途：*高頻電路中自動調(diào)諧、調(diào)頻、調(diào)相等。第八十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

光電器件一、光電(光敏)二極管1．符號和特性UIO暗電流E=200lxE=400lx工作條件：反向偏置2.結構和工作原理入射光玻璃透鏡管芯管殼電極引線無光照時，暗電流小，反向電阻高達幾十兆歐。光照時，產(chǎn)生光生載流子從而形成光電流，光電流隨光照強弱變化，反向電阻降為幾千歐~幾十千歐。第八十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日二、發(fā)光二極管LED(LightEmittingDiode)1.符號和特性工作條件：正向偏置一般工作電流幾十mA，導通電壓(12)V2.主要參數(shù)電學參數(shù)：IFM

，U(BR)

，IR光學參數(shù)：峰值波長P，亮度

L，光通量發(fā)光類型：可見光：紅、黃、綠不可見光：紅外光符號u/Vi

/mAO2特性材料：砷化鎵，磷化鎵等第九十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日顯示類型:普通LED七段LED點陣LED第九十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日第九十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日3.特點體積小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、亮度較高、響應快、壽命長工作電壓低（1.5~3V），工作電流小

(10~30mA)4.應用顯示、光電傳輸系統(tǒng)、與光電管構成光電耦合器件發(fā)射電路接收電路光纜第九十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日5.驅動電路RUCLEDIFucRDIFLED直流驅動電路交流驅動電路限流電阻的選擇：1.設定工作電壓：如2V

（LED正向電壓1~2.5V）2.設定工作電流：如

10mA

（10~30mA)3.根據(jù)歐姆定律求電阻：R=(UCUF)/IF(R要選擇標稱值)普通二極管、穩(wěn)壓管限流電阻的選擇也參照此法第九十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日第九十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日練習：1，判斷二極管工作狀態(tài)的方法？2，PN結加反向電壓時，空間電荷區(qū)將

。變寬第九十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日3，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值VZ＝6V，穩(wěn)定電流的最小值IZmin＝5mA。圖示電路中，VO1為

伏，VO2為

伏。

6V，5V第九十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日4，電路如圖（a）、（b）所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ＝3V，R的取值合適，vi的波形如圖（c）所示。試分別畫出vO1和vO2的波形。(c)第九十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日5，當PN結外加正向電壓時，擴散電流

（）漂移電流，耗盡層會變（）；當外加反向電壓時，擴散電流（）漂移電流，耗盡層會變（）。大于窄小于寬第九十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

1.3半導體三極管半導體三極管，也叫晶體三極管。由于工作時，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運行，因此，還被稱為雙極型晶體管（BipolarJunctionTransistor,簡稱BJT）。

BJT是由兩個PN結組成的。第一百頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日一、BJT的結構NPN型PNP型符號:三極管的結構特點:（1）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度＞＞集電區(qū)摻雜濃度。（2）基區(qū)要制造得很薄且濃度很低。--NNP發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結集電結ecb發(fā)射極集電極基極--PPN發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結集電結ecb發(fā)射極集電極基極1.3半導體三極管第一百零一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日二、BJT的內(nèi)部工作原理（NPN管）若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結正偏：+UCE

－＋UBE－集電結反偏：由VBB、Rb保證由VCC、

RC保證

1.外部條件三極管在工作時要加上適當?shù)闹绷髌秒妷骸區(qū)b區(qū)e區(qū)NNPebcBBVRbCCVRC0V0.7V≥0.7V1.3半導體三極管第一百零二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日2．BJT內(nèi)部的載流子傳輸過程（1）因為發(fā)射結正偏，所以發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，形成了擴散電流IEN

。發(fā)射極電流IE≈

IEN。（2）發(fā)射區(qū)的電子注入基區(qū)后，少部分遇到的空穴復合掉，形成IBN?；鶚O電流IB≈

IBN。大部分到達了集電區(qū)的邊緣。1.3半導體三極管第一百零三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

另外，集電結區(qū)的少子形成漂移電流ICBO。（3）因為集電結反偏，收集擴散到集電區(qū)邊緣的電子，形成電流ICN

。

1.3半導體三極管第一百零四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日3．電流分配關系IE=IC+IB定義：（1）IC與IE之間的關系:所以:其值的大小約為0.9～0.99。三個電極上的電流關系:1.3半導體三極管第一百零五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日（2）IC與IB之間的關系：聯(lián)立以下兩式：得：所以：得：令：1.3半導體三極管第一百零六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日1.4.3三極管的特性曲線（共發(fā)射極接法）（1）輸入特性曲線

iB=f(uBE)

uCE=const死區(qū)電壓硅0.5V鍺0.1V導通壓降硅0.7V鍺0.3V1.3半導體三極管第一百零七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日VCE=0IB/AVBE/VVBE(on)0.3V10V0V(BR)BEOIEBO+ICBO

VCE=0V：類似二極管伏安特性。

VCE增加：正向特性曲線略右移。由于VCE=VCB+VBEWBWBEBC基區(qū)寬度調(diào)制效應注：VCE

≥1V后，曲線移動可忽略不計。因此當VBE一定時：VCEVCB復合機會

IB

曲線右移。第一百零八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日=0BBII=20uABI=40uAB=80uAI=100uAIBiCCE(V)(mA)=60uAIBu

（2）輸出特性曲線iC=f(uCE)

iB=const

（1）當uCE=0

V時，因集電極無收集作用，iC=0。（2）uCE↑→Ic

↑

。

（3）當uCE

＞1V后，收集電子的能力足夠強。這時，發(fā)射到基區(qū)的電子都被集電極收集，形成iC。所以uCE再增加，iC基本保持不變。同理，可作出iB=其他值的曲線。

現(xiàn)以iB=60uA一條加以說明。1.3半導體三極管第一百零九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日輸出特性曲線飽和區(qū)（VBE0.7V，VCE<0.3V）IC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0特點：條件：發(fā)射結正偏，集電結正偏。IC不受IB控制，而受VCE影響。VCE略增，IC顯著增加。輸出特性曲線可劃分為四個區(qū)域：飽和區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)、擊穿區(qū)。第一百一十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

放大區(qū)（VBE0.7V，

VCE>0.3V）IC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0特點條件發(fā)射結正偏集電結反偏VCE曲線略上翹具有正向受控作用滿足IC=IB+ICEO說明IC/mAVCE/V0VA上翹程度—取決于厄爾利電壓VA上翹原因—基區(qū)寬度調(diào)制效應（VCEIC略）第一百一十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日在考慮三極管基區(qū)寬度調(diào)制效應時，電流IC的修正方程：基寬WB越小調(diào)制效應對IC影響越大則VA越小。與IC的關系：IC0在IC一定范圍內(nèi)

近似為常數(shù)。IC過小使IB造成

。IC過大發(fā)射效率

造成

?？紤]上述因素，IB等量增加時，ICVCE0輸出曲線不再等間隔平行上移。第一百一十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

截止區(qū)（VBE0.5V，

VCE

0.3V）IC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0特點：條件：發(fā)射結反偏，集電結反偏。IC

0，IB

0近似為IB≤0以下區(qū)域

嚴格說，截止區(qū)應是IE=

0即IB=

-ICBO以下的區(qū)域。因為IB在0

-ICBO時，仍滿足第一百一十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

擊穿區(qū)特點：VCE增大到一定值時，集電結反向擊穿，IC急劇增大。V(BR)CEO集電結反向擊穿電壓，隨IB的增大而減小。注意：IB=

0時，擊穿電壓為V(BR)CEOIE=

0時，擊穿電壓為V(BR)CBOV(BR)CBO>V(BR)CEOIC/mAVCE/V0IB=40A30A20A10A0IB=-ICBO(IE=

0)V(BR)CBO第一百一十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

三極管安全工作區(qū)ICVCE0V(BR)CEOICMPCM最大允許集電極電流ICM（若IC>ICM造成）反向擊穿電壓V(BR)CEO（若VCE>V(BR)CEO

管子擊穿）VCE<V(BR)CEO

最大允許集電極耗散功率PCM（PC=ICVCE，若PC>PCM燒管）PC<PCM

要求ICICM第一百一十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日iCIBIB=0uCE(V)(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA飽和區(qū)——iC受uCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)uCE＜0.7V。此時發(fā)射結正偏，集電結也正偏。截止區(qū)——iC接近零的區(qū)域，相當iB=0的曲線的下方。此時，發(fā)射結反偏，集電結反偏。放大區(qū)——曲線基本平行等距。此時，發(fā)射結正偏，集電結反偏。該區(qū)中有：飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)小結：輸出特性曲線可以分為三個區(qū)域:1.3半導體三極管第一百一十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日四、BJT的主要參數(shù)（2）共基極電流放大系數(shù)：一般取20~100之間2.31.5（1）共發(fā)射極電流放大系數(shù)：1.電流放大系數(shù)CE=20uA(mA)B=40uAIu=0(V)=80uAIBBBIIBI=100uACBI=60uAii△C△Bi1.3半導體三極管第一百一十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日觀察輸入信號作用在那個電極上，輸出信號從那個電極取出，其中共用的電極即為組態(tài)形式。三極管的三種連接方式——三種組態(tài)BCEBTICIEECBETICIBCEBCTIEIB（共發(fā)射極）（共基極）（共集電極）放大電路的組態(tài)是針對交流信號而言的。第一百一十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日共基極直流電流傳輸方程BCEBTICIE直流電流傳輸系數(shù)：直流電流傳輸方程：共發(fā)射極直流電流傳輸方程ECBETICIB直流電流傳輸方程：其中：第一百一十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日的物理含義：表示，受發(fā)射結電壓控制的復合電流IBB，對集電極正向受控電流ICn的控制能力。若忽略ICBO，則：ECBETICIB可見，為共發(fā)射極電流放大系數(shù)。第一百二十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

（2）集電極發(fā)射極間的穿透電流ICEO基極開路時，集電極到發(fā)射極間的電流——穿透電流。其大小與溫度有關。

（1）集電極基極間反向飽和電流ICBO

發(fā)射極開路時，在其集電結上加反向電壓，得到反向電流。它實際上就是一個PN結的反向電流。其大小與溫度有關。

鍺管：ICBO為微安數(shù)量級，硅管：ICBO為納安數(shù)量級。++ICBOecbICEO2.極間反向電流1.3半導體三極管第一百二十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

三極管參數(shù)的溫度特性溫度每升高1C，?

/

增大（0.5

1）%，即：溫度每升高1C

，VBE(on)減?。?2.5）mV,即：溫度每升高10C

，ICBO增大一倍，即：

第一百二十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日BICEui(V)IBC=100uAB=80uA=60uA(mA)IIB=0B=40uA=20uABII

3.極限參數(shù)（1）集電極最大允許電流ICM（2）集電極最大允許功率損耗PCM

集電極電流通過集電結時所產(chǎn)生的功耗，

PCMPC=ICUCE

<PCMIc增加時，要下降。當值下降到線性放大區(qū)值的70％時，所對應的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM。1.3半導體三極管第一百二十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

（3）反向擊穿電壓

①U（BR）EBO——集電極開路時，發(fā)射極與基極之間允許的最大反向電壓。其值一般幾伏～十幾伏。②

U（BR）CBO——發(fā)射極開路時，集電極與基極之間允許的最大反向電壓。其值一般為幾十伏～幾百伏。③U（BR）CEO——基極開路時，集電極與發(fā)射極之間允許的最大反向電壓。在實際使用時，還有U（BR）CER、U（BR）CES等擊穿電壓。--(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU

BJT有兩個PN結，其反向擊穿電壓有以下幾種：1.3半導體三極管第一百二十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

半導體三極管的型號第二位：A鍺PNP管、B鍺NPN管、

C硅PNP管、D硅NPN管

第三位：X低頻小功率管、D低頻大功率管、

G高頻小功率管、A高頻大功率管、K開關管用字母表示材料用字母表示器件的種類用數(shù)字表示同種器件型號的序號用字母表示同一型號中的不同規(guī)格三極管國家標準對半導體器件型號的命名舉例如下：3DG110B1.3半導體三極管第一百二十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日1.3半導體三極管部分三極管的外形第一百二十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

三極管基極的測試NPN:Rbe小，Rbc小第一百二十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日三極管集電極、發(fā)射極的判別基極開路，Rce大,→Iceo小基極接電阻，Rce小，→

β大PNPNPN第一百二十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

判斷硅管和鍺管的電路一般常溫下,鍺管正向壓降為0.2～0.3V,硅管的正向壓降為0.6～0.7V。由電壓表的測量讀數(shù)大小確定是硅管還是鍺管。第一百二十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日1.4三極管的模型及分析方法iCIBIB=0uCE(V)(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA非線性器件UD=0.7VUCES=0.3ViB≈0iC≈0一.三極管的模型++++i-uBE+-uBCE+Cibeec1.3半導體三極管第一百三十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日截止狀態(tài)ecb放大狀態(tài)UDβIBICIBecb發(fā)射結導通壓降UD硅管0.7V鍺管0.3V飽和狀態(tài)ecbUDUCES飽和壓降UCES硅管0.3V鍺管0.1V直流模型1.3半導體三極管第一百三十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日2.晶體管工作狀態(tài)分析通過分析電路的直流電流關系來判斷晶體管是放大、飽和還是截止狀態(tài)IB

<0截止IB

>0VCE

<0.3飽和VCE

>0.7放大第一百三十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日工程近似法--估算法即利用直流通路，計算靜態(tài)工作點。直流通路是指輸入信號為零，耦合及旁路電容開路時對應的電路。分析步驟：確定三極管工作模式

。用相應簡化電路模型替代三極管。分析電路直流工作點。只要VBE

0.5V（Ｅ結反偏）截止模式假定放大模式，估算VCE:若VＣE

>0.3V放大模式若VＣE＜0.3V飽和模式第一百三十三頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

例：

測量三極管三個電極對地電位，試判斷三極管的工作狀態(tài)。放大截止飽和-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大Vc>Vb>Ve放大Vc<Vb<Ve發(fā)射結和集電結均為反偏。發(fā)射結和集電結均為正偏。第一百三十四頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日

例：

測得VB=4.5

V、VE=3.8

V、VC=8

V，試判斷三極管的工作狀態(tài)。放大第一百三十五頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例已知VBE(on)=0.7V，VCE(sat)=0.3V，=30

，試判斷三極管工作狀態(tài)，并計算VC。解：假設T工作在放大模式

VCCRCRB(+6V)1k100kT因為VCEQ>0.3V，所以三極管工作在放大模式。VC=VCEQ=4.41V第一百三十六頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例若將上例電路中的電阻RB

改為10k，試重新判斷三極管工作狀態(tài)，并計算VC。解：假設T工作在放大模式VCCRCRB(+6V)1k10kT因為VCEQ<0.3V，所以三極管工作在飽和模式。第一百三十七頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日例已知VBE(on)=0.7V，VCE(sat)=0.3V，=30

，試判斷三極管工作狀態(tài)，并計算VC。解：所以三極管工作在截止模式。VCCRCRB1(+6V)1k100kTRB22k+-VBBRBRC+-VCC<VBE(on)第一百三十八頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日三極管電極判別分析思路

工作在放大電路中的三極管應滿足發(fā)射結正偏，集電結反偏的條件。

1，由PN結正偏特性可知，正偏時PN結電壓不會太大。一般硅管的|UBE|=0.5~0.7V，鍺管的|UBE|=0.1~0.3V。

所以首先找出電位差在0.1~0.7V的兩個電極，且其必定為發(fā)射極和基極。余下的一個電位差較大者必為集電極。硅管鍺管亦可定下。第一百三十九頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日三極管電極判別分析思路

2，由集電極必須反偏特性可知，若集電極電位最高，則該管必為NPN型三極管，發(fā)射極電位必定最低。

若集電極電位最低，則該管必為PNP型三極管，發(fā)射極電位必定最高。

由此可確定發(fā)射極。而電位值處于中間者必定為基極。第一百四十頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日三極管狀態(tài)分析思路三極管工作于不同區(qū)域，具有不同的偏置特性。

放大區(qū)，發(fā)射結正偏，集電結反偏；

飽和區(qū)，發(fā)射結正偏，集電結正偏或零偏；

截止區(qū)，發(fā)射極反偏或正偏小于開啟電壓，集電結反偏。第一百四十一頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日三極管狀態(tài)分析思路

三極管在發(fā)射結正偏時，可能工作在放大區(qū)和飽和區(qū)，如何界定？截止區(qū)：IB=0,IC=IE=0,UCE=VCC放大區(qū)：IC=βIB,UCE=VCC-ICRCIB↑→IC↑→UCE↓IB↑↑→IC↑↑→UCE↓↓

當UCE降到UCES=0.3V,IC到達最大值，ICS=(VCC-UCES)/RC,IB增大，IC不再隨之增大，進入飽和區(qū)。IBS=ICS/β。第一百四十二頁，共一百五十二頁，編輯于2023年，星期日三極管狀態(tài)分析思路三極管在發(fā)射結正偏時，可能工作在放大區(qū)和飽和區(qū)，如何界定？

取決于基極電流是否超過基極臨界飽和電流IBS。

若IB>IBS，則三極管工作于飽和區(qū)；若IB<IBS