模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)：第二章 半導(dǎo)體二極管及其基本電路

第二章半導(dǎo)體二極管及其基本電路電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)本章主要內(nèi)容介紹半導(dǎo)體的基本知識；半導(dǎo)體器件的核心環(huán)節(jié)——PN結(jié)的形成及其特性；簡介半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)；半導(dǎo)體二極管的幾種常用等效電路及其應(yīng)用；簡介幾種特殊二極管（除“穩(wěn)壓管”外均作為一般了解內(nèi)容）電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.1半導(dǎo)體的基本知識在自然界中，根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電能力的差別，可將它們劃分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。如：金屬如：橡膠、陶瓷、塑料和石英等等返回電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)半導(dǎo)體：常見的半導(dǎo)體材料有：鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。其中最典型的半導(dǎo)體是硅Si和鍺Ge，它們都是4價元素。這種物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間。2.1半導(dǎo)體的基本知識電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)一.半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)硅和鍺最外層軌道上的四個電子稱為價電子。硅原子和鍺原子的結(jié)構(gòu)GeSi+4半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能是由其原子結(jié)構(gòu)決定的。為方便起見，常表示如下：電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)圖+4+4+4+4共價鍵共用電子對共價鍵正離子核一.半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二.本征半導(dǎo)體定義：純凈的、不含其他雜質(zhì)的半導(dǎo)體。在絕對溫度T=0K時，所有的價電子都被共價鍵緊緊束縛其中，不能成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱，接近絕緣體。+4+4+4+4T=0K時本征半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)圖：電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+4+4+4+4動畫演示自由電子空穴溫度升高后，本征半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)圖電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+4+4+4+4動畫演示這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。所謂本征激發(fā)，就是由于隨機熱振動致使共價鍵被打破而產(chǎn)生電子—空穴對的過程。電子空穴對溫度升高后，本征半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)圖電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+4+4+4+4電子空穴對復(fù)合：與本征激發(fā)現(xiàn)象相反，即自由電子遇到空穴并填補空穴，從而使兩者同時消失的現(xiàn)象。在一定溫度下，本征激發(fā)與復(fù)合這二者產(chǎn)生的電子－空穴對數(shù)目相等，達到一種動態(tài)平衡。溫度升高后，本征半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)圖電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)溫度升高后，本征半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)圖+4+4+4+4電子空穴對注意：在本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)，故在任何時候，本征半導(dǎo)體中的自由電子和空穴數(shù)總是相等的。電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)E＋－自由電子——帶負電荷，形成電子流兩種載流子空穴——視為帶正電荷，形成空穴流本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機制+4+4+4+4自由電子空穴電子流空穴流本征半導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的根本原因：共價鍵中空穴的出現(xiàn)?？昭ㄔ蕉啵d流子數(shù)目就越多，形成的電流就越大。電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)自由電子——帶負電荷，形成電子流E＋－兩種載流子空穴——視為帶正電荷，形成空穴流+4+4+4+4自由電子空穴電子流空穴流本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機制電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)三.雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)元素后的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。因摻入雜質(zhì)性質(zhì)不同，可分為：空穴（P）型半導(dǎo)體電子（N）型半導(dǎo)體【Positive】【Negative】電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+4+4+3+4P型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)圖在硅（或鍺）的晶體中摻入少量3價雜質(zhì)元素，如硼、鎵等。1.P型半導(dǎo)體空穴

多數(shù)載流子（多子）—空穴；少數(shù)載流子（少子）－自由電子?？昭ǖ膩碓矗海?）本征激發(fā)產(chǎn)生（少量的）（2）摻入雜質(zhì)元素后多余出來的（大量的）電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+4+4+3+4P型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)圖在硅（或鍺）的晶體中摻入少量3價雜質(zhì)元素，如硼、鎵等。空穴受主原子

多數(shù)載流子（多子）—空穴；少數(shù)載流子（少子）－自由電子。自由電子的來源：只有本征激發(fā)產(chǎn)生（少量的）1.P型半導(dǎo)體電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

多數(shù)載流子（多子）—自由電子；少數(shù)載流子（少子）—空穴。N型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)圖+4+4+5+4在硅（或鍺）的晶體中摻入少量5價雜質(zhì)元素，如磷，砷等。2.N型半導(dǎo)體多余的電子自由電子的來源：（1）本征激發(fā)產(chǎn)生（少量的）（2）摻入雜質(zhì)元素后多余出來的（大量的）電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

多數(shù)載流子（多子）—自由電子；少數(shù)載流子（少子）—空穴。N型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)圖+4+4+5+4在硅（或鍺）的晶體中摻入少量5價雜質(zhì)元素，如磷，砷等。多余的電子施主原子空穴的來源：只有本征激發(fā)產(chǎn)生（少量的）2.N型半導(dǎo)體電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示方法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體少子濃度——只與溫度有關(guān)多子濃度——主要受摻入雜質(zhì)濃度的影響負離子空穴正離子自由電子電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體負離子空穴正離子自由電子注意：半導(dǎo)體中的正負電荷數(shù)是相等的，其作用相互抵消，因此對外保持電中性。雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示方法電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)【半導(dǎo)體知識】小結(jié)半導(dǎo)體與導(dǎo)體在導(dǎo)電機理上的區(qū)別： 導(dǎo)體的載流子只有一種：自由電子； 半導(dǎo)體的載流子有兩種：自由電子和空穴。何謂本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體？雜質(zhì)半導(dǎo)體分類？

電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.2PN結(jié)的形成及特性一.PN結(jié)的形成電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)耗盡層動畫演示PN結(jié)勢壘區(qū)V0（電位勢壘）+-電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)耗盡層動畫演示＋－內(nèi)電場PN結(jié)勢壘區(qū)阻擋層V0（電位勢壘）+-電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)PN結(jié)中進行著兩種載流子的運動：

多數(shù)載流子的擴散運動

少數(shù)載流子的漂移運動產(chǎn)生的電流稱為擴散電流產(chǎn)生的電流稱為漂移電流P區(qū)空穴→N區(qū)N區(qū)電子→P區(qū)N區(qū)空穴→P區(qū)P區(qū)電子→N區(qū)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)空間電荷的變化趨勢：

隨著擴散運動的進行， 空間電荷區(qū)的寬度將逐漸增大；

隨著漂移運動的進行， 空間電荷區(qū)的寬度將逐漸減小。

到達平衡時，擴散電流＝漂移電流PN結(jié)中總電流＝0空間電荷區(qū)的寬度也達到穩(wěn)定電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)外加正向電壓二.PN結(jié)的單向?qū)щ娦约措娫吹恼龢O接P區(qū)，負極接N區(qū)。PN結(jié)的這種接法稱為正向接法或正向偏置（簡稱正偏）。前提：只有在外加電壓時才會顯示出來電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)PN結(jié)加正向電壓時導(dǎo)通－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++＋－外電場P區(qū)N區(qū)多子空穴多子電子VF空間電荷區(qū)內(nèi)電場擴散運動電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++＋－內(nèi)電場外電場P區(qū)N區(qū)多子空穴多子電子VF變薄PN結(jié)加正向電壓時導(dǎo)通電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++變?。瓋?nèi)電場外電場P區(qū)N區(qū)多子空穴多子電子IFVF正向電流I：擴散電流PN結(jié)加正向電壓時導(dǎo)通電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++變?。瓋?nèi)電場外電場P區(qū)N區(qū)IFVFI：擴散電流內(nèi)電場被削弱，多子的擴散加強，形成較大的擴散電流I。小結(jié)PN結(jié)加正向電壓時導(dǎo)通電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)動畫演示內(nèi)外電場方向相反，故勢壘降低，有利于擴散運動的進行。PN結(jié)加正向電壓時導(dǎo)通電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)外加反向電壓即電源的正極接N區(qū)，負極接P區(qū)。PN結(jié)的這種接法稱為反向接法或反向偏置（簡稱反偏）。電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)PN結(jié)加反向電壓時截止－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++空間電荷區(qū)＋－內(nèi)電場外電場P區(qū)N區(qū)少子電子少子空穴VR漂移運動電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++＋－內(nèi)電場外電場P區(qū)N區(qū)VR變厚IRI：漂移電流反向電流溫度一定時，反向電流IR趨于恒定值，稱為反向飽和電流IS。PN結(jié)加反向電壓時截止電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++＋－內(nèi)電場外電場P區(qū)N區(qū)VR變厚IRI：漂移電流小結(jié)內(nèi)電場被加強，多子的擴散受抑制。少子漂移加強，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流IR。PN結(jié)加反向電壓時截止電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)動畫演示內(nèi)外電場方向相同，故勢壘升高，有利于漂移運動的進行。PN結(jié)加反向電壓時截止電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)歸納：

PN結(jié)加正向電壓時，具有較大的正向擴散電流，呈現(xiàn)低電阻，PN結(jié)導(dǎo)通；

PN結(jié)加反向電壓時，具有很小的反向漂移電流，呈現(xiàn)高電阻，PN結(jié)截止。在于它的耗盡層的存在，且其寬度隨外加電壓而變化。關(guān)鍵這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴ｋ娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)PN結(jié)V-I特性的表達式iD/mAVBRvD/ViD=-IS＋－＋－式中：iD:通過PN結(jié)的電流；vD:PN結(jié)兩端的外加電壓；VT:溫度的電壓當(dāng)量，在常溫(300K)下，VT≈26mV；IS:反向飽和電流IFIR(μA)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)iD/mAVBRvD/ViD=-IS＋－＋－IFIR(μA)

當(dāng)加正向電壓時：vD為正值，表達式等效成：

當(dāng)加反向電壓時：vD為負值，表達式等效成：常數(shù)指數(shù)關(guān)系PN結(jié)V-I特性的表達式電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)iD/mAVBRvD/ViD=-IS＋－＋－IFIR(μA)

PN結(jié)的反向擊穿：反向擊穿電壓反向擊穿電擊穿熱擊穿雪崩擊穿齊納擊穿可逆不可逆PN結(jié)V-I特性的表達式電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.3半導(dǎo)體二極管一.半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)二極管的幾種常見外形電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二極管的幾種常見結(jié)構(gòu)二極管的符號(a)點接觸型(b)面接觸型(c)集成電路中的平面型ak【Anode】【Cathode】電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)幾種常見二極管實物圖觸發(fā)二極管開關(guān)二極管電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)半導(dǎo)體二極管的型號國家標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)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(guān)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代表三極管電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二.二極管的V-I特性VthV（BR）vD/ViD/mAiD/μA硅管約為0.5V鍺管約為0.1V它的大小與二極管的材料及溫度等因素有關(guān)。兩點說明：①關(guān)于死區(qū)電壓門檻電壓（或稱死區(qū)電壓）（或稱開啟電壓）電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)VthV（BR）vD/ViD/mAiD/μA兩點說明：①關(guān)于死區(qū)電壓②與溫度的關(guān)系在環(huán)境溫度升高時，二極管的正向特性曲線將左移，反向特性曲線下移。二極管的特性對溫度很敏感。二.二極管的V-I特性電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)IF：最大整流電流三.二極管的參數(shù)指二極管長期運行時，允許通過的最大正向平均電流。VBR：反向擊穿電壓指管子反向擊穿時的電壓值。一般手冊上給出的最大反向工作電壓約為VBR的一半。電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)指管子未擊穿時的反向電流。其值愈小，則管子的單向?qū)щ娦杂?。溫度對它影響很大，使用時應(yīng)注意。極間電容（1）勢壘電容CB（2）擴散電容CDIR：反向電流低頻或中頻信號時二極管極間電容作用不予考慮；高頻信號時才考慮作用。三.二極管的參數(shù)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.4二極管基本電路及其分析方法理想模型iDvD＋－vDiD（或）

正偏時，管壓降為0V，即vD=0V；反偏時，認為R=∞，電流為0。適用當(dāng)電源電壓遠比二極管的管壓降大時可用電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)恒壓降模型恒壓降模型iDvDVONVON＋－vDiD

當(dāng)二極管導(dǎo)通后，認為其管壓降vD=VON。

對硅而言，常取vD=VON=0.7V。適用只有當(dāng)二極管的電流iD近似等于或大于1mA時才正確。應(yīng)用較廣泛。電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)折線模型折線模型iDvDVthVth＋－vDiD斜率1rD

當(dāng)二極管正向vD大于Vth后其電流iD與vD成線性關(guān)系，直線斜率為1/rD。

截止時反向電流為0

Vth為二極管的門檻電壓，約為0.5V。電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)折線模型

rD的確定：假設(shè)當(dāng)二極管的導(dǎo)通電流為1mA時，管壓降vD=0.7V，則有：vD=Vth+iDrD適用電源電壓較低時的情況折線模型iDvDVthVth＋－vDiD斜率1rD電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)小信號模型（微變等效電路）△vD△vDvDVD微變電阻△iD求rd？電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)小信號模型（也稱二極管的微變等效電路）由對vD求微分，有：(在Q點上)(當(dāng)T=300K時)(記??！)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模型分析法應(yīng)用舉例設(shè)簡單二極管基本電路如圖a所示，R=10kΩ，圖b是它的習(xí)慣畫法。對于下列兩種情況，求電路的ID和VD的值：（1）VDD=10V;（2）VDD=1V。在每種情況下，應(yīng)用理想模型、恒壓降模型和折線模型求解。例1：（1）二極管電路的靜態(tài)工作情況分析電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)VD=0V=0.1mAVD=0V=1mA（a）簡單二極管電路iDRVDDD＋－vD（b）習(xí)慣畫法D＋－VDRIDVDD解：（1）理想模型D＋－VDRIDVDD當(dāng)VDD=10V時當(dāng)VDD=1V時電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)VD=Von=0.7V=0.03mAVD=Von=0.7V=0.93mA（b）習(xí)慣畫法D＋－VDRIDVDD（2）恒壓降模型當(dāng)VDD=10V時當(dāng)VDD=1V時D＋－VDRIDVDDVon電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)VD=IDrD+Vth=0.51V=0.049mAVD=IDrD+Vth=0.69V=0.931mA（b）習(xí)慣畫法D＋－VDRIDVDD當(dāng)VDD=10V時當(dāng)VDD=1V時（3）折線模型D＋－VDRIDVDDVthrD電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)VD=Von=0.7V=0.93mA恒壓降模型當(dāng)VDD=10V時VD=IDrD+Vth=0.69V=0.931mA折線模型二者相比較:ID間相差0.001mAVD間相差0.01V電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)VD=IDrD+Vth=0.51V=0.049mAVD=Von=0.7V=0.03mA恒壓降模型當(dāng)VDD=1V時折線模型二者相比較:ID間相差0.019mAVD間相差0.19V電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

在電源電壓遠大于二極管管壓降的情況下，利用恒壓降模型就能得到比較合理的結(jié)果；當(dāng)電源電壓較低時，需要采用折線模型才能得到更合理的結(jié)果。電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)一限幅電路如圖所示，R=1kΩ，VREF=3V。（1）vI=0V，4V，6V時，求相應(yīng)的輸出電壓vO的值;（2）當(dāng)vi＝6sinωtV時，繪出相應(yīng)當(dāng)輸出電壓vO的波形。例2：（2）限幅電路電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)++－R－vODVREFvI等效電路如下：++－R－vODVREFvIVthrDID解：（1）用折線模型取Vth=0.5V，rD=200Ω①當(dāng)vI=0V時D截止∴vO=vI=0V電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)VO≈3.917V同②ID≈2.083VD導(dǎo)通，則v0=VAB即VO=Vth+IDrD+VREF∴VO≈3.583V等效電路如下：++－R－vODVREFvIVthrDID②

當(dāng)vI=4V時③

當(dāng)vI=6V時AB電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（2）當(dāng)vi=6sinωtV時，求vO的波形先畫出電壓傳輸特性曲線：

當(dāng)vI<Vth+VREF=(0.5+3)V=3.5V時：D截止∴此時vO=vI故為一條過原點0且斜率為1的直線

當(dāng)vI>Vth+VREF=3.5V時：傳輸特性發(fā)生轉(zhuǎn)折并以斜率rD/(rD+R)上升電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3306969vO/VvI/Vπ/2π3π/22πωtVREF+Vth=3.5V傳輸特性圖斜率＝1斜率==0.17電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)繪制輸出電壓vO的波形：方法：按照輸入電壓的波形通過傳輸特性用描點法可以畫出。

若ωt=0，則vI=6sin0=0V顯然此時vI<3.5VvO=vI=0V

若ωt=π/2，則vI=6sinπ/2=6VvI>3.5VvO≈3.917V（已在(1)中③時求得）電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

若ωt=π，則vI=6sinπ=0V又為vI<3.5VvO=vI=0V

若ωt=3π/2，則vI=6sin3π/2=-6V可見仍為vI<3.5VvO=vI=-6V

若ωt=2π，則vI=6sin2π=0VvI<3.5VvO=vI=0V電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)ππ/23306969vO/VvI/Vπ/2π3π/22π-33069-6-9vO/V3π/22πωtωt3.917斜率==0.17VREF+Vth=3.5V傳輸特性圖vO波形圖斜率＝1電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)ππ/23306969vO/VvI/Vπ/2π3π/22π-33069-6-9vO/V3π/22πωtωt3.917斜率==0.17VREF+Vth=3.5V傳輸特性圖vO波形圖返回斜率＝1例題說明：在電子技術(shù)中，常用限幅電路對各種信號進行處理。它是用來讓信號在預(yù)置的電平范圍內(nèi)，有選擇地傳輸一部分。電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（3）開關(guān)電路一二極管開關(guān)電路如圖所示。當(dāng)vI1和vI2為0V或5V時，求vI1和vI2的值不同組合情況下，輸出電壓vO的值。設(shè)二極管是理想的。例3：vI1D1vI2D24.7kΩVCC5VvO解：vI1vI2D1D2vO0V0V通通0V0V5V通止0V5V0V止通0V5V5V止止5V邏輯與電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（4）低電壓穩(wěn)壓電路在下圖的低電壓穩(wěn)壓電路中，直流電源電壓VI的正常值為10V，R=10kΩ，若VI變化±1V時，問相應(yīng)的硅二極管電壓（輸出電壓）的變動如何？例4：VIRDvOiDvD＋－電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.5特殊二極管iZ/mAvZ/VVZΔIZΔVZV-I特性ak＋－代表符號VZ——表示反向擊穿電壓，即穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓。一.齊納二極管（穩(wěn)壓管）電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)穩(wěn)壓電路VIIZIO(IL)VO【分析】例如：假設(shè)VI恒定，而RL減小，則有RL↓VZ穩(wěn)壓IO↑IZ不變IR↑VR↑VI恒定VO↓IZ↓IR↓VR↓VI恒定VO↑電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)注意：（1）應(yīng)使外加電源的正極接管子的N區(qū)，電源的負極接P區(qū)，以保證穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)【！??！】。（2）穩(wěn)壓管應(yīng)與負載電阻RL并聯(lián)，由于穩(wěn)壓管兩端電壓的變化量很小，因而使輸出電壓比較穩(wěn)定。