1、 模 拟 部分 数字部分模 拟电 子技 术 第一章 常用半 导 体器件 第二章 基本放大 电 路 第三章 集成运算放大器及其 应 用 第四章 直流 稳压电 源第一章 常用半 导 体器件 第一 节 PN结 及其 单 向 导电 性 第二 节 半 导 体二极管 第三 节 特殊二极管 第四 节 晶体管 例 题返回返回作业第一 节 PN结 及其 单 向 导电 性 半 导 体基本知 识 PN结一、半 导 体的 导电 特点1.半 导 体材料物 质 分 为导 体、半 导 体、绝缘 体，半 导 体是 4价元素。 半 导 体材料的特点： 半 导 体的 导电 能力受光和 热 影响T 导电 能力 光照 导电 能力 纯
2、净 的半 导 体 掺 入 杂质导电 性会大大增 强。 +4纯净 的、具有晶体 结 构的半 导 体称 为 本征半 导 体。本征半 导 体中的 载 流子自由 电 子 ( )空 穴 （ +）2. 本征半 导 体空穴与 电 子成 对 出 现 并可以复合。* 空穴的移 动3. 杂质 半 导 体 N型半 导 体掺 五价元素，如磷，自由 电 子数多于空穴数，自由 电 子数是多子。 P型半 导 体掺 三价元素，如硼，空穴数多于自由 电子数，空穴是多子。4 扩 散 电 流与漂移 电 流载 流子由于 浓 度差异而形成运 动 所 产 生的 电 流叫 扩 散 电 流。在 电场 作用下， 载 流子定向运 动 而形成的
3、电 流叫 漂移 电 流。 N型半 导 体磷原子硅原子+N型硅表示SiP SiSi硅或 锗 +少量磷 N型半 导 体多余 电 子空穴P型半 导 体硼原子 P型硅表示SiSiSiB硅原子空穴被 认为带 一个 单 位的正 电 荷，并且可以移 动硅或 锗 +少量硼 P型半 导 体多余空穴1. PN结 的形成二 、 PN结扩 散运 动 空 间电 荷区削弱内 电场 漂移运 动内 电场动态 平衡 P内 电场电 荷区空间扩 散运 动 漂移运 动N外 电场 方向与内 电场 方向相反 空 间电 荷区 (耗尽 层 )变 薄 扩 散漂移导 通 电 流很大 ,呈低阻 态 2. PN结 的 单 向 导电性 P N内 电场
4、外 电场 加正向 电压 （正偏） P（ +） N（）外 电场 与内 电场 相同耗尽 层 加厚 漂移 扩 散形成反向 电 流 IR， 很小。呈高阻 态N P内 电场 外 电场 加反向 电压 （反偏） P（） N（ +）PN结 正偏， 导 通； PN结 反偏，截止第二 节 半 导 体二极管 半 导 体二极管的伏安特性 半 导 体二极管的主要参数一、半 导 体二极管的伏安特性+ P区阳极N区阴极 阳极 阴极1. 正向特性死区 电压 硅管 0.5V锗 管 0.1V 正向 导 通 电压 硅管 0.7V锗 管 0.3Vi (mA)u (V)反向 击 穿 电压死区Ge Si2. 反向特性反向 饱 和 电 流
5、很小，可 视为 开路，反向 电压过 高，电 流急增，二极管发 生 击 穿。导 通 电压VD二、半 导 体二极管的主要参数1. 最大整流 电 流 IF 二极管允 许 通 过 的最大正向平均 电 流。2. 最高反向工作 电压 URM保 证 二极管不被 击 穿允 许 加的最大反向电压 。3. 最大反向 饱 和 电 流 IR室温下，二极管加最高反向 电压时 的反向 电 流，与温度有关。例：如 图 ，当 E 5V时 ， IV 5mA， 则 E=10V， IV（ ） . mA . mA . mA . 不确定E VDIVB例：如 图 ， E 5V， 二极管正向 压 降忽略不 计，画出 uo波形。EVDui
6、uO10ui (V)tui E VD导 通uo = ui5uOt5利用二极管的 单 向 导电 性可 对输 出信号起限幅作用。例：如 图 ， E 6V， 二极管正向 压 降忽略不 计，画出 uo波形。EVD1ui uO10ui (V)t6EVD2R 6ui E， VD1导 通， VD2截止 u0=E=6V E 0 12VVD1率先 导 通，UF 3 0.3 2.7VVD2截止解：第三 节 特殊二极管 稳压 管稳压 管是一种特殊的二极管，具有 稳 定电压 的作用。稳压 管工作于反向 击穿区。特点： 电 流 变 化大， 电压变 化小。一、 稳压 原理稳压 管：）加正向 电压时 同二极管）加反向 电压
7、时 使其 击 穿后 稳压i (mA)u (V)反向 击穿 电压VS 稳 定 电压 UZ正常工作下， 稳压 管两端 电压。同一型号的 稳压 管分散性 较 大。 稳 定 电 流 IZ正常工作下的参考 电 流。大小由限流 电 阻决定。 动态电 阻 rZrZ = U/ IrZ 越小， 稳压 效果越好。二、 稳压 管参数例： 如 图 ，已知 UZ=10V， 负载电压 UL（ ） （ ） 5 （） 10 （） 15 （） 20温度系数 u温度改 变 1， 稳压值 改 变 的百分比。 其 值 可正，可 负 。 AVS20V15K5KUL例： 已知 ui = 6sint， UZ =3V， 画 输 出波形。 稳
8、压 管的工作条件（）必 须 工作在反向 击 穿状 态（） 电 路中 应 有限流 电 阻，以保 证 反向 电 流不超 过 允 许 范 围 。VS ui uO6ui (V)t3uOt3例： 图 示 电 路中， 稳压 管 VS1、 VS2的 稳压值 分 别为 UZ1 5V， UZ2 7V， 正向 压 降 为 0.7，若 输 入 电压 Ui波形如 图 所示， 试 画出 输 出电压 波形。RRVS1 VS2Ui UOUit6V12V 2VUi 经 电 阻分 压 UR Ui/2当 UR UR5V， VS1反向 导 通， VS2截止 ， U0=Uz1UR 0.7V， VS1、 VS2正向 导 通， u0=
9、0.7VUot3V5V 0.7V解：第四 节 晶体管 晶体管的基本 结 构和 类 型 晶体管的 电 流分配和放大原理 晶体管的特性曲 线 晶体管的主要参数 温度 对 晶体管的影响一、 晶体管的基本 结 构和 类 型基区集 电 区发 射区基极集 电 极发 射极集 电结发 射 结NPN型VTPNP型特点： 发 射区参 杂浓 度很大，基区薄且 浓 度低，集 电结 面 积 大。 VT二、晶体管的 电 流分配和放大原理放大条件（）内部特点决定发 射区 产 生大量 载 流子基区 传 送 载 流子集 电 区收集 载 流子（）外部条件发 射 结 正偏，集 电结 反偏IEICIBRBRCEBECNNP发 射区 电 子发 射 结 正偏 利于 发 射区发 射 电 子基区集 电结 反偏利于集 电 区收集 电 子集 电 区2. 电 流分配
