大學(xué)課件穩(wěn)壓二極管

1、（二）穩(wěn)壓二極管（二）穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓穩(wěn)壓二極管：二極管：是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊二極管。是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊二極管。穩(wěn)壓特性穩(wěn)壓特性：在反向擊穿時，電流急增而在反向擊穿時，電流急增而pn結(jié)兩端的電壓基本保持不變。結(jié)兩端的電壓基本保持不變。正向部分與普通二極管相同。正向部分與普通二極管相同。特點：工作區(qū)在反向擊穿區(qū)。特點：工作區(qū)在反向擊穿區(qū)。rzuz特性參數(shù)特性參數(shù)：1. 穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓uz:反向擊穿電壓。反向擊穿電壓。2. 最大工作電流最大工作電流izmax:受耗散功率的限制，使用時必須加限流電阻受耗散功率的限制，使用時必須加限流電阻( (一一).).勢壘電容勢壘電容ct: : 把把p

2、npn結(jié)看成平板電容器，加正向電壓或反向電壓時像電容的結(jié)看成平板電容器，加正向電壓或反向電壓時像電容的充放電。（此電容效應(yīng)為充放電。（此電容效應(yīng)為勢壘電容勢壘電容） ( (二二).).擴散電容擴散電容cd: 擴散電容是由載流子在擴散過程中的積累引起的電容。擴散電容是由載流子在擴散過程中的積累引起的電容。 ( (三三).). 變?nèi)荻O管：變?nèi)荻O管： 利用結(jié)勢壘電容利用結(jié)勢壘電容ct隨外電壓隨外電壓u的變化而變化的特點制成的二的變化而變化的特點制成的二極管。極管。六六. .晶體二極管的電容和變?nèi)荻O管：晶體二極管的電容和變?nèi)荻O管：符號符號二二. .發(fā)光二極管：發(fā)光二極管：定義：當(dāng)管子加正向電壓

3、時，在正向電流激發(fā)下，管子發(fā)光。定義：當(dāng)管子加正向電壓時，在正向電流激發(fā)下，管子發(fā)光。類型：發(fā)光的顏色有紅，黃，綠，藍，紫。類型：發(fā)光的顏色有紅，黃，綠，藍，紫。用途：主要用于顯示。用途：主要用于顯示。第三節(jié) 光電二極管與發(fā)光二極管符號符號符號符號光電器件可分為兩大類光電器件可分為兩大類：1.1.光敏器件：把光能轉(zhuǎn)變成電能的器件。光敏器件：把光能轉(zhuǎn)變成電能的器件。2.2.發(fā)光器件：光輻射器件，把電能轉(zhuǎn)變成光能的器件發(fā)光器件：光輻射器件，把電能轉(zhuǎn)變成光能的器件。一一. .光電二極管：光電二極管：定義：有光照射時，就有電流產(chǎn)生的二極管。定義：有光照射時，就有電流產(chǎn)生的二極管。類型：有類型：有pnp

4、n結(jié)型，結(jié)型，pinpin結(jié)型，雪崩型。結(jié)型，雪崩型。用途用途: :光電池（光電二極管其光電池（光電二極管其pnpn結(jié)工作在反偏置狀態(tài)）結(jié)工作在反偏置狀態(tài)）什么是n型半導(dǎo)體？什么是p型半導(dǎo)體？將兩種半導(dǎo)體制作在一起時會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？n p結(jié)上所加端電壓與電流符合歐姆定律嗎？為什么具有單向?qū)щ娦?？兩種半導(dǎo)體制作在一起時會產(chǎn)生電流嗎？在n p結(jié)加反向電壓時真沒有電流嗎？220ve2idul一、一、 整流電路整流電路整流電路是將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路，整流電路是將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路，（一）半波整流（一）半波整流:e2e2m+-idul整流電路中的二極管是作為整流電路中的二極管是作為開關(guān)運用，具有單向

5、導(dǎo)電性。開關(guān)運用，具有單向?qū)щ娦浴?20ve2idul+-第四節(jié) 二極管的應(yīng)用輸入交流電壓：輸入交流電壓：e e2 2=e=em2m2sinsin t t 經(jīng)整流；經(jīng)整流；直流輸出電壓為：（平均值）直流輸出電壓為：（平均值）=e=em2m2/ / =0.318e=0.318em2 m2 0.45e 0.45e2 2 e e2 2為為e e2 2的有效值的有效值)(sin2102ttdeumdc優(yōu)點：優(yōu)點：電路簡單電路簡單缺點：缺點：輸出直流電壓低。輸出直流電壓低。220vuliorle2e2+-+220vuliorle2e2-+-+e2ul（二）全波整流（二）全波整流:輸入交流電壓：輸入交流電

6、壓：e2=em2sin t 經(jīng)整流后，經(jīng)整流后，為半波的兩倍。為半波的兩倍。udc=udc(半半)=0.9e2e2為為e2的有效值的有效值優(yōu)點：優(yōu)點：輸出電壓高輸出電壓高缺點：缺點：變壓器需要抽頭。變壓器需要抽頭。220ve2ul+-220ve2ul+-e2ul（三）橋式整流（三）橋式整流:輸入交流電壓：輸入交流電壓：e2=em2sin t 經(jīng)整流直流輸出電壓：經(jīng)整流直流輸出電壓：u udcdc=u=udc(dc(半半) )=0.9e=0.9e2 2e e2 2為為e e2 2的有效值的有效值與全波整流相同：與全波整流相同：優(yōu)點：優(yōu)點：輸出電壓高，輸出電壓高，變壓器不需要抽頭。變壓器不需要抽頭

7、。缺點：缺點：電路復(fù)雜電路復(fù)雜（五）電容濾波電路（五）電容濾波電路:1. 對直流信號對直流信號: c的容抗的容抗無窮無窮( (相當(dāng)相當(dāng)于開路于開路) ) 2. 對交流信號對交流信號: 依靠電容的充放電作依靠電容的充放電作用可減小紋波：用可減小紋波：當(dāng)電壓小于電容兩端電當(dāng)電壓小于電容兩端電壓時，電容向負載放電。壓時，電容向負載放電。（六）穩(wěn)壓電路（六）穩(wěn)壓電路1. 輸入電壓變化時輸入電壓變化時: uiuoiziruruo 2. 當(dāng)負載變化時：當(dāng)負載變化時： rliluo(趨趨)izir(不不變變)uo(穩(wěn)定穩(wěn)定)三三.led.led顯示器：顯示器：1. 共陰極電路共陰極電路: 7只發(fā)光管的陰極接

8、地，接高電只發(fā)光管的陰極接地，接高電位的段可發(fā)光。位的段可發(fā)光。共陽極電路共陽極電路共陰極電路共陰極電路abcg a+5vbcg2. 共陽極電路：共陽極電路： 7只發(fā)光管的陽極接正電源，接只發(fā)光管的陽極接正電源，接地的區(qū)段可發(fā)光。地的區(qū)段可發(fā)光。abcdfge四四. . 半導(dǎo)體二極管的型號半導(dǎo)體二極管的型號國家標準對半導(dǎo)體器件型號的命名舉例如下：國家標準對半導(dǎo)體器件型號的命名舉例如下：半導(dǎo)體二極管圖片半導(dǎo)體二極管圖片作業(yè)：作業(yè)：4，5，6，7，8，9半導(dǎo)體特性半導(dǎo)體特性：半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一種物體。半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一種物體。具有一系列特殊的性能，如摻雜

9、、光照和溫度都可以改具有一系列特殊的性能，如摻雜、光照和溫度都可以改變半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。變半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。利用這些性能可制作成具有各種特性的半導(dǎo)體器件。利用這些性能可制作成具有各種特性的半導(dǎo)體器件。pn結(jié)結(jié)： pn結(jié)是構(gòu)成半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)，具有單向?qū)щ娦浴⒎蔷€結(jié)是構(gòu)成半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)，具有單向?qū)щ娦?、非線性電阻特性、電容效應(yīng)、擊穿穩(wěn)壓特性。性電阻特性、電容效應(yīng)、擊穿穩(wěn)壓特性。當(dāng)當(dāng)pn結(jié)加正向電壓時，結(jié)加正向電壓時，pn結(jié)導(dǎo)通，呈現(xiàn)低阻特性。結(jié)導(dǎo)通，呈現(xiàn)低阻特性。當(dāng)當(dāng)pn結(jié)加反向電壓時，結(jié)加反向電壓時，pn結(jié)截止，呈現(xiàn)高阻特性。結(jié)截止，呈現(xiàn)高阻特性。小小 結(jié)結(jié)二極管二極管：1.晶體二極管實際上

10、就是一個晶體二極管實際上就是一個pn結(jié)。結(jié)。2.常用常用pn結(jié)的伏安特性描述二極管的性能，即用二極管的電流方結(jié)的伏安特性描述二極管的性能，即用二極管的電流方程來描述：程來描述：i=is(e u/ut-1)。硅管：當(dāng)硅管：當(dāng)ud0.7v時，二極管導(dǎo)通，導(dǎo)通后，時，二極管導(dǎo)通，導(dǎo)通后，ud=0.7v鍺管：當(dāng)鍺管：當(dāng)ud0.2v時，二極管導(dǎo)通，導(dǎo)通后，時，二極管導(dǎo)通，導(dǎo)通后，ud=0.2v特殊二極管特殊二極管;1.穩(wěn)壓管是一種應(yīng)用很廣的特殊類型的二極管，工作區(qū)在反向擊穩(wěn)壓管是一種應(yīng)用很廣的特殊類型的二極管，工作區(qū)在反向擊穿區(qū)。可以提供一個穩(wěn)定的電壓。穿區(qū)。可以提供一個穩(wěn)定的電壓。使用時注意加限流電阻

11、。使用時注意加限流電阻。2.半導(dǎo)體光電器件：分光敏器件和發(fā)光器件，可實現(xiàn)光半導(dǎo)體光電器件：分光敏器件和發(fā)光器件，可實現(xiàn)光電、電、電電光轉(zhuǎn)換。光轉(zhuǎn)換。光電二極在反壓下工作，而發(fā)光二極管在正偏電壓下工作。光電二極在反壓下工作，而發(fā)光二極管在正偏電壓下工作。 晶體二極管應(yīng)用晶體二極管應(yīng)用：基本用途是整流穩(wěn)壓和限幅。基本用途是整流穩(wěn)壓和限幅。小小 結(jié)結(jié)重點重點：晶體二極管的原理、伏安特性及應(yīng)用晶體二極管的原理、伏安特性及應(yīng)用。知識點知識點：1.1.半導(dǎo)體特性半導(dǎo)體特性 2.2.兩種載流子及導(dǎo)電特性兩種載流子及導(dǎo)電特性 3.pn3.pn結(jié)的形成、及特性結(jié)的形成、及特性 4.4.二極管的電阻二極管的電阻重

12、點重點第二章 雙極型晶體二極管及基本放大電路雙極型晶體三極管雙極型晶體三極管放大器的工作原理放大器的工作原理放大電路的分析方法放大電路的分析方法共集放大電路共集放大電路共基放大電路共基放大電路極間耦合方式極間耦合方式第一節(jié)第一節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第五節(jié)第六節(jié)第六節(jié)問題問題1. 1.一個一個pnpn結(jié)具有單向?qū)щ娦?，兩個結(jié)具有單向?qū)щ娦?，兩個pnpn具有何種特性？具有何種特性？2. 2.晶體管是通過什么方式來控制集電極電流的？晶體管是通過什么方式來控制集電極電流的？2021-10-21 晶體三極管有兩大類型晶體三極管有兩大類型: 雙極型三極管雙極型三極管 場效應(yīng)管（單極性

13、三極管）場效應(yīng)管（單極性三極管）一 晶體三極管的工作原理雙極型三極管是由兩種載流子參雙極型三極管是由兩種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件;由兩個由兩個 pn 結(jié)組合而成結(jié)組合而成;是電流控制電流是電流控制電流(cccs)器件器件。 場效應(yīng)管僅由一種載流子參與場效應(yīng)管僅由一種載流子參與導(dǎo)電導(dǎo)電;是電壓控制電流是電壓控制電流(vccs)器件器件。第一節(jié) 雙極型晶體三極管 2021-10-21（一）（一） 晶體三極管的結(jié)構(gòu)晶體三極管的結(jié)構(gòu)（二）（二） 晶體三極管內(nèi)部載流子傳輸過程晶體三極管內(nèi)部載流子傳輸過程（三）（三） 晶體三極管的電流關(guān)系晶體三極管的電流關(guān)系（四）（四） 晶體三極管的特

14、性曲線晶體三極管的特性曲線（五）（五） 晶體三極管的參數(shù)晶體三極管的參數(shù)（六）（六） 晶體三極管的型號晶體三極管的型號 一.晶體三極管的工作原理2021-10-21圖圖 02.01 02.01 兩種極性的雙極型三極管兩種極性的雙極型三極管（一） 晶體三極管的結(jié)構(gòu) 雙極型半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。雙極型半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。 分兩種類型分兩種類型:npn型和型和pnp型：型：e-b間的間的pn結(jié)稱為結(jié)稱為發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)(je) c-b間的pn結(jié)成為集電結(jié)(jc) 稱為基區(qū)，加上電極稱為稱為基區(qū)，加上電極稱為基極，基極，用用b或或b表示（表示（base）；）； 稱為發(fā)射區(qū)，電極稱

15、為稱為發(fā)射區(qū)，電極稱為發(fā)射極，發(fā)射極，用用e或或e表示（表示（emitter）；）； 稱為集電區(qū)和稱為集電區(qū)和集電極，集電極，用用c或或c表示（表示（collector）。）。1.符號：符號：雙極型三極管的符號如圖雙極型三極管的符號如圖: :2.特點特點: （1 1）. .發(fā)射區(qū)的摻雜濃度大。發(fā)射區(qū)的摻雜濃度大。 （2 2）. .集電區(qū)摻雜濃度低，且集電結(jié)面積大。集電區(qū)摻雜濃度低，且集電結(jié)面積大。 （3 3）. .基區(qū)要制造得濃度低，且很薄。基區(qū)要制造得濃度低，且很薄。 （其厚度一般在幾個微米至幾十個微米）（其厚度一般在幾個微米至幾十個微米）發(fā)射極的箭頭代表發(fā)射極電流的實際方向。發(fā)射極的箭頭代

16、表發(fā)射極電流的實際方向。2021-10-21（二）（二）. .三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程1.1.三極管具有放大功能的條件三極管具有放大功能的條件： 必須滿足：必須滿足：(1).(1).內(nèi)部條件內(nèi)部條件: : 發(fā)射區(qū)濃度高，基區(qū)濃度低且薄。發(fā)射區(qū)濃度高，基區(qū)濃度低且薄。(2).(2).外部條件外部條件: :發(fā)射結(jié)加正向電壓發(fā)射結(jié)加正向電壓, ,集電結(jié)加反向電壓。集電結(jié)加反向電壓。1.1.使三極管的發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子使三極管的發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子; ;2.2.通過發(fā)射結(jié)位壘的控制和基區(qū)的傳送通過發(fā)射結(jié)位壘的控制和基區(qū)的傳送; ;3.3.最后由集電極收集電子。最后由集電極

17、收集電子。結(jié)結(jié) 論論滿足上述條件，則在三極管內(nèi)部完成如下過程：滿足上述條件，則在三極管內(nèi)部完成如下過程： (1).由于由于發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏: :有大量的電子從發(fā)射極向有大量的電子從發(fā)射極向基區(qū)擴散基區(qū)擴散，形成的電流形成的電流ien。圖三圖三 極管的電流傳輸關(guān)系極管的電流傳輸關(guān)系(2). 基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有空基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有空穴的擴散運動，但數(shù)量小，穴的擴散運動，但數(shù)量小，形成的電流形成的電流iep; ;2. 載流子的傳輸過程載流子的傳輸過程:只有少數(shù)電子在基區(qū)被只有少數(shù)電子在基區(qū)被復(fù)合復(fù)合，形成的電流是形成的電流是ibn。圖圖 三極管的電流傳輸關(guān)系三極管的電流傳輸關(guān)系(3). 電子流在基區(qū)

18、停電子流在基區(qū)停留時間很短留時間很短; ; 在集電結(jié)反偏電壓在集電結(jié)反偏電壓作用下作用下, ,很快進入集很快進入集電結(jié)的結(jié)電場區(qū)域電結(jié)的結(jié)電場區(qū)域; ; 被集電極收集，被集電極收集，形形成集電極電流成集電極電流icn。另外因集電結(jié)反偏，使集電區(qū)的少子形成另外因集電結(jié)反偏，使集電區(qū)的少子形成漂移電漂移電流流icbo綜上所述綜上所述, ,得如下電流關(guān)系得如下電流關(guān)系: : ie= ien iep 且有且有ieniep ien=icn+ ibn 且有且有ien ibn 及及icnibnic=icn+ icbo ib=iep+ ibnicboie=iep+ien=iep+icn+ibn =(icn+i

19、cbo)+(ibn+iepicbo) (動畫2-1)得得:ie =ic+ib 傳輸?shù)郊姌O的電子傳輸?shù)郊姌O的電子形成的電流形成的電流 由以上分析可知由以上分析可知: :1. 1. 發(fā)射區(qū)摻雜濃度發(fā)射區(qū)摻雜濃度高高，基區(qū)很，基區(qū)很薄薄，是保證三極，是保證三極管能夠?qū)崿F(xiàn)電流放大的關(guān)鍵。管能夠?qū)崿F(xiàn)電流放大的關(guān)鍵。2. 2. 兩個兩個pnpn結(jié)對接，相當(dāng)于基區(qū)很結(jié)對接，相當(dāng)于基區(qū)很厚厚，所以沒有，所以沒有電流放大作用。電流放大作用。3. 3. 基區(qū)從基區(qū)從厚厚變變薄薄，是兩個是兩個pnpn結(jié)演變?yōu)槿龢O管從結(jié)演變?yōu)槿龢O管從量變量變引起引起質(zhì)變質(zhì)變的過程。的過程。結(jié)結(jié) 論論4.三極管極間的電流關(guān)系為三極管極間的電流關(guān)系為： ie =ic+ib問題問題1. 1.一個一個pnpn結(jié)具有單向?qū)щ娦?，兩個結(jié)具有單向?qū)щ娦?，兩個pnpn具有何種特性？具有何種特性？2. 2.晶體管是通過什么方式來控制集電極電流的？晶體管是通過什么方式來控制集電極電流的？2021-10-21（三）三極管共基連接電流分配關(guān)系（三）三極管共基連接電流分配關(guān)系1. 1. 三種組態(tài)三種組態(tài)： 三極管有三個電極，兩個為三極管有三個電極，兩個為輸入輸入, , 兩個為兩個為輸出輸出，必然，必然有一個極是有一個極是公共電極公共電極。共有三種接法也稱。共有三種接法也稱三種組態(tài)三種組態(tài)：