電子電路硬件培訓(xùn)課件

從零開始學(xué)習(xí)

電子技術(shù)魔力創(chuàng)造美從零開始學(xué)習(xí)

電子技術(shù)魔力創(chuàng)造美1工具常用工具如何使用工具常用工具2常用的工具有：烙鐵、焊錫絲松香、助焊劑鑷子、偏口鉗吸錫器高溫海綿萬用表螺絲刀膠槍常用的工具有：烙鐵、焊錫絲3電烙鐵：電烙鐵：4如何使用：新的電烙鐵不能拿來就用，需要先在烙鐵頭鍍上一層焊錫。方法是：用銼刀把烙鐵頭銼干凈，插上電源，在溫度漸漸升高的時(shí)候，將烙鐵頭放在松香上；待松香冒煙，烙鐵頭能夠熔化焊錫的時(shí)候，把烙鐵頭放在有少量松香和焊錫的砂紙上研磨、各個(gè)面都要磨到，這樣就可使烙鐵頭鍍上一層焊錫。烙鐵頭發(fā)生氧化后會(huì)造成電烙鐵熱度不夠和沾焊錫困難。所以不用烙鐵時(shí)不要總是給它供電，要及時(shí)斷電。

如何使用：新的電烙鐵不能拿來就用，需要先在烙鐵頭鍍上一層焊錫5焊錫絲焊錫絲6焊錫絲內(nèi)一般都含有助焊的松香，不用專門加助焊劑。焊錫絲使用約60%的錫和40%的鉛合成，熔點(diǎn)較低，長(zhǎng)期使用對(duì)人體有害，所以使用時(shí)要注意通風(fēng)。焊錫絲內(nèi)一般都含有助焊的松香，不用專門加助焊劑。7松香、助焊劑松香、助焊劑8松香是松樹樹干內(nèi)部流出的油經(jīng)高溫熔化成水狀，干結(jié)后變成塊狀固體（沒有固定熔點(diǎn)），其顏色焦黃深紅，主要應(yīng)用在電子電路焊接時(shí)的助焊劑，在樂器方面主要用來擦磨樂器的琴弦使其起到發(fā)澀的作用。由于金屬表面同空氣接觸后都會(huì)生成一層氧化膜，溫度越高，氧化越厲害。這層氧化膜阻止液態(tài)焊錫對(duì)金屬的濕潤(rùn)作用，猶如玻璃上沾上油就會(huì)使水不能濕潤(rùn)一樣。焊劑就是用于清除氧化膜的一種專用材料，又稱助焊劑。

松香是松樹樹干內(nèi)部流出的油經(jīng)高溫熔化成水狀，干結(jié)后變成塊狀固9助焊劑有三大作用：

1.除氧化膜。實(shí)質(zhì)是助焊劑中的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)，從而除去氧化膜，反應(yīng)生成物變成懸浮的渣，漂浮在焊料表面。2.防止氧化。其熔化后，漂浮在焊料表面，形成隔離層，因而防止了焊接面的氧化。3.減小表面張力。增加焊錫流動(dòng)性，有助于焊錫濕潤(rùn)焊件。

助焊劑有三大作用：1.除氧化膜。實(shí)質(zhì)是助焊劑中的物質(zhì)發(fā)生還10鑷子鑷子11偏口鉗

用于剪切細(xì)小的導(dǎo)線及焊后的線頭

偏口鉗

用于剪切細(xì)小的導(dǎo)線及焊后的線頭12吸錫器吸錫器13在電路檢修時(shí)，經(jīng)常需要從印刷電路板上拆卸集成電路，由于集成電路引腳多又密集，拆卸起來很困難，有時(shí)還會(huì)損害集成電路及電路板。使用吸錫器來拆集成塊，拆元件既方便還不易損壞電路板，這是一種常用的專業(yè)方法，待焊點(diǎn)錫融化后，移開電烙鐵的同時(shí)，迅速把吸錫器咀貼上焊點(diǎn)，并按動(dòng)吸錫器按鈕，焊錫即被吸入吸錫器內(nèi)，一次吸不干凈，可重復(fù)操作多次。全部引腳的焊錫吸完后集成塊即可拿掉。在電路檢修時(shí)，經(jīng)常需要從印刷電路板上拆卸集成電路，由于集成電14吸錫器，對(duì)于新手來說十分實(shí)用，初次使用電烙鐵總是容易將焊錫弄得到處都是，吸焊器則可以幫你把電路板上多余的焊錫處理掉。吸錫器吸嘴可以靠近烙鐵不必?fù)?dān)心融化，因?yàn)槟鞘歉吣蜔岬牟馁|(zhì)，即使因使用頻繁而破損，也可以輕易更換吸咀。吸錫器，對(duì)于新手來說十分實(shí)用，初次使用電烙鐵總是容易將焊錫弄15高溫海綿：高溫海綿：16高溫海綿也可以叫耐高溫清潔棉，用于清潔使用中的高溫烙鐵頭。使用方法：首先用水浸泡清潔棉，然后撈出擠掉多余的水分，再拿使用中的高溫的烙鐵頭在上面蹭，可以將上面的污物和氧化層清除，使你的烙鐵頭變得光亮如初。另外，它主要是針對(duì)那種合金的長(zhǎng)壽命烙鐵頭的，那種普通的銅的烙鐵頭使用后發(fā)黑的那種不要用這個(gè)，沒有任何用。高溫海綿也可以叫耐高溫清潔棉，用于清潔使用中的高溫烙鐵頭。17萬用表萬用表18萬用表是用來測(cè)量交直流電壓、電阻、直流電流等的儀表。是電工和無線電制作的必備工具。萬用表有指針式和數(shù)字式兩種，兩種沒什么本質(zhì)上的區(qū)別，它們各有方便之處，很難說誰好誰壞，最好是能夠備有指針和數(shù)字式的各一個(gè)。對(duì)于數(shù)字式的，紅表筆要插入正極插口，黑表筆要插入負(fù)極插口，而指針式的則相反。也就是說數(shù)字式萬用表的紅表筆代表正極，黑表筆代表負(fù)極，而指針式萬用表的黑表筆代表正極，紅表筆代表負(fù)極。萬用表是用來測(cè)量交直流電壓、電阻、直流電流等的儀表。是電工和19螺絲刀螺絲刀20使用范圍:

適合拆解筆記本電腦、維修手機(jī)等電視、電話、眼鏡、CD.VCD.DVD機(jī)、通訊儀器、光學(xué)儀器.精密儀器等，非常實(shí)用。是維修愛好者理想的必備工具。使用范圍:

適合拆解筆記本電腦、維修手機(jī)等電視、電話、眼鏡、21膠槍、熱熔膠棒膠槍、熱熔膠棒22熱熔膠是一種固體膠，粘東西用，產(chǎn)品完全環(huán)保，固化時(shí)間快，適用范圍廣泛。使用方法是通過熱熔膠槍加溫熔化后打在需要粘結(jié)固定的地方，快速固化后起固定作用。熱熔膠是一種固體膠，粘東西用，產(chǎn)品完全環(huán)保，固化時(shí)間快，適用23全國(guó)電子專業(yè)人才考試主管單位：中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部主辦單位：工業(yè)和信息化部人才交流中心考試科目：PCB設(shè)計(jì)電子設(shè)計(jì)與開發(fā)單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)

考試對(duì)象：電子、通信、機(jī)電、自動(dòng)化、信息工程、計(jì)算機(jī)等行業(yè)從業(yè)人員及大中專院校相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生全國(guó)電子專業(yè)人才考試主管單位：中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部24考試方式：全國(guó)統(tǒng)一大綱、統(tǒng)一命題、統(tǒng)一組織。一考雙證，考試合格者頒發(fā)《全國(guó)電子專業(yè)人才證書》并可申領(lǐng)人力資源和社會(huì)保障部、工信部聯(lián)合頒發(fā)的專業(yè)技術(shù)人才知識(shí)更新工程培訓(xùn)證書。《全國(guó)電子專業(yè)人才證書》由工信部人才交流中心頒發(fā)，可以準(zhǔn)確的反映廣大電子、通信、機(jī)電、自動(dòng)化等專業(yè)的在校學(xué)生和技術(shù)人員從事該領(lǐng)域工作的水平，符合教育部“雙證”要求，是對(duì)持證人員能力的認(rèn)可和證明，更是在電子信息技術(shù)行業(yè)進(jìn)行能力考核、崗位聘用、任職、定級(jí)和晉升職務(wù)的重要依據(jù)?？荚嚪绞剑喝珖?guó)統(tǒng)一大綱、統(tǒng)一命題、統(tǒng)一組織。一考雙證，考試合25證書查詢網(wǎng)站：工信部人才交流中心官方網(wǎng)站考試合格者將納入國(guó)家信息專業(yè)人才庫，增加就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和就業(yè)晉升機(jī)會(huì)?？荚囀召M(fèi)：每科每人270元證書查詢網(wǎng)站：工信部人才交流中心官方網(wǎng)站www.miitec26電子設(shè)計(jì)應(yīng)學(xué)好的幾本書《電路》《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程》《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》《高頻電子線路》電子設(shè)計(jì)應(yīng)學(xué)好的幾本書《電路》27常用基本電子元器件電阻電容電感半導(dǎo)體器件二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管）常用基本電子元器件電阻28電阻電阻29電子電路硬件培訓(xùn)課件30基本單位：歐姆（Ω）常用單位：千歐（KΩ）兆歐（MΩ）單位換算：1M=103K1K=103Ω電路中符號(hào)：基本單位：歐姆（Ω）常用單位：千歐（KΩ）兆歐（MΩ）單位換31電阻阻值識(shí)別方法：普通碳膜電阻分為四色環(huán)電阻跟五色環(huán)電阻兩種，其中五色環(huán)電阻精密程度更高。但不管四色環(huán)還是五色環(huán)我們都可以根據(jù)色環(huán)來讀取其阻值及誤差。黑棕紅橙黃綠藍(lán)紫灰白0123456789電阻阻值識(shí)別方法：普通碳膜電阻分為四色環(huán)電阻跟五色環(huán)電阻兩種32金銀無色5%10%20%誤差：首先先判斷色環(huán)第一位與最后一位

1當(dāng)色環(huán)有金色或銀色環(huán)在一端時(shí)則銀色或金色為最后一環(huán)，另一端為第一環(huán)。

2當(dāng)色環(huán)中與最后一環(huán)的顏色相同，則通過判斷色環(huán)之間的距離來判斷，即最后一環(huán)與前一環(huán)的距離比第一環(huán)與第二環(huán)之間的距離大。有時(shí)候單憑經(jīng)驗(yàn)不一定能讀對(duì)，還要借助一些工具，比如萬用表等。金銀無色誤差：首先先判斷色環(huán)第一位與最后一位33判斷好最后一位并讀出其誤差后再從第一位開始讀取色環(huán)顏色。如果是四色環(huán)電阻則先讀出前兩個(gè)色環(huán)數(shù)值為一組數(shù)，再讀出第三個(gè)色環(huán)數(shù)值，第三個(gè)色環(huán)所代表的是10的幾次方，最后用前兩位乘以第三個(gè)色環(huán)的10的次方就是阻值。如：棕紅紅

金

其阻值為：12X102=1.2K其誤差為5%五色環(huán)電阻與四色環(huán)電阻讀取方法基本一致，區(qū)別為前三位色環(huán)為一組數(shù)據(jù)作為式子的第一項(xiàng)如：紅紅黑棕金其阻值為：220X101=2.2K其誤差為5%判斷好最后一位并讀出其誤差后再從第一位開始讀取34貼片電阻阻值：讀取電阻上注明的數(shù)字類似于四色環(huán)電阻的前三位或五色環(huán)電阻的前四位，即沒有誤差那一位，計(jì)算方法都一樣。如：104阻值為：10

X104=100K貼片電阻阻值：35電容電容36電子電路硬件培訓(xùn)課件37基本單位：法拉（F）常用單位：微法（μF）皮法（pF）不常用單位：納法（nF）換算關(guān)系：1F=106μF1μF=106pF1μF=103nF1nF=103pF基本單位：法拉（F）38電容分類：﹛電解電容（有正負(fù)極之分）無極性電容（無正負(fù)極）根據(jù)有無極性根據(jù)材料：聚酯(滌綸)電容云母電容聚苯乙烯電容高頻瓷介電容低頻瓷介電容獨(dú)石電容鋁電解電容鉭電解電容鈮電解電容電路中符號(hào)：電容分類：﹛電解電容（有正負(fù)極之分）無極性電容（無正負(fù)極）根39容量讀?。阂话銦o極性電容的標(biāo)注方法與貼片電阻的標(biāo)注方法一致，如101，102，103等，如無單位標(biāo)注則默認(rèn)其單位為pF。早期的電容有的單位標(biāo)注為nF，使用是要注意。電解電容在外表面都有容量及單位標(biāo)注，一般單位為μF。使用電容時(shí)要特別注意其耐壓值，一定要在其耐壓值范圍內(nèi)卻要留有余量。使用電解電容還應(yīng)特別注意其正負(fù)極，如接反會(huì)使電容爆漿。容量讀?。阂话銦o極性電容的標(biāo)注方法與貼片電阻的標(biāo)注方法40電感電感41基本單位：亨利（H）常用單位：微亨（μH）換算關(guān)系：1H=106μH電路中符號(hào)：基本單位：亨利（H）電路中符號(hào)：42感抗讀?。阂话汶姼卸际侵苯訕?biāo)注，感抗、單位直接標(biāo)注一般常用電感的單位是μH。有一種比較精密的色環(huán)電感一般用于儀器儀表的制作，其讀法與色環(huán)電阻一樣，單位是μH感抗讀?。阂话汶姼卸际侵苯訕?biāo)注，感抗、單位直接標(biāo)注431.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)

在物理學(xué)中，根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，可以將他們劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。典型的半導(dǎo)體是硅Si和鍺Ge，它們都是4價(jià)元素。硅原子鍺原子硅和鍺最外層軌道上的四個(gè)電子稱為價(jià)電子。1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)在物理學(xué)中，根據(jù)材料的導(dǎo)電能力44

硅原子空間排列及共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)平面示意圖

(a)硅晶體的空間排列(b)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)平面示意圖

(c)

硅原子空間排列及共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)平面示意圖45本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)束縛電子在絕對(duì)溫度T=0K時(shí)，所有的價(jià)電子都緊緊束縛在共價(jià)鍵中，不會(huì)成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力接近絕緣體。一.本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體——化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體。制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達(dá)到99.9999999%，常稱為“九個(gè)9”。物理結(jié)構(gòu)呈單晶體形態(tài)。本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)束縛電子在絕對(duì)溫度T=0K時(shí)，所有的價(jià)46

這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，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(dǎo)電，成為自由電子。自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4

自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來的共價(jià)鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)空位，稱為空穴?？昭ㄟ@一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。當(dāng)溫度升高47電子空穴對(duì)的特點(diǎn)：（1）由本征激發(fā)成對(duì)產(chǎn)生由復(fù)合運(yùn)動(dòng)成對(duì)消失。（2）數(shù)量受溫度影響。（3）動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，濃度一定

與本征激發(fā)相反的現(xiàn)象——復(fù)合常溫300K時(shí)：電子空穴對(duì)的濃度硅：鍺：自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴電子空穴對(duì)電子空穴對(duì)的特點(diǎn)：與本征激發(fā)相反的現(xiàn)象常溫300K時(shí)48自由電子：帶負(fù)電荷-逆電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)-電子流+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子E＋－＋總電流載流子空穴：帶正電荷-順電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)-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。導(dǎo)電機(jī)制：自由電子：帶負(fù)電荷-逆電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)-電子流+4+4+4+4+49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(dǎo)體施主離子自由電子電子空穴對(duì)二.雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入微量特定元素的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。1.N型半導(dǎo)體（摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，砷等）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——50

在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)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－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體受主離子空穴電子空穴對(duì)2.

P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵等?？昭ㄅ鹪?1雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖++++++++++++N型半導(dǎo)體多子—電子少子—空穴－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)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(guān)多子濃度——摻雜產(chǎn)生，與溫度無關(guān)雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖++++++++++++N型半導(dǎo)體多子—電52內(nèi)電場(chǎng)E因多子濃度差形成內(nèi)電場(chǎng)多子的擴(kuò)散空間電荷區(qū)

阻止多子擴(kuò)散，促使少子漂移。PN結(jié)合空間電荷區(qū)多子擴(kuò)散電流少子漂移電流耗盡層三.PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?/p>

1.PN結(jié)的形成

內(nèi)電場(chǎng)E因多子濃度差形成內(nèi)電場(chǎng)多子的擴(kuò)散空間電荷區(qū)53少子漂移補(bǔ)充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，E多子擴(kuò)散

又失去多子，耗盡層寬，E內(nèi)電場(chǎng)E多子擴(kuò)散電流少子漂移電流耗盡層動(dòng)態(tài)平衡：擴(kuò)散電流＝漂移電流總電流＝0勢(shì)壘UO硅0.5V鍺0.1V少子漂移補(bǔ)充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，E多子擴(kuò)散542.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1)加正向電壓（正偏）——電源正極接P區(qū)，負(fù)極接N區(qū)

外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。

外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)→耗盡層變窄→擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)＞漂移運(yùn)動(dòng)→多子擴(kuò)散形成正向電流IF正向電流

動(dòng)畫演示42.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1)加正向電壓（正偏）——電源正55(2)加反向電壓——電源正極接N區(qū)，負(fù)極接P區(qū)

外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同。

外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)→耗盡層變寬→漂移運(yùn)動(dòng)＞擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)→少子漂移形成反向電流IRPN

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(guān)，所以稱為反向飽和電流。但I(xiàn)R與溫度有關(guān)。

動(dòng)畫演示5(2)加反向電壓——電源正極接N區(qū)，負(fù)極接P區(qū)外56PN結(jié)的單向?qū)щ娦?定義：加正向電壓，簡(jiǎn)稱正偏加反向電壓，簡(jiǎn)稱反偏擴(kuò)散>漂移大的正向擴(kuò)散電流（多子）低電阻正向?qū)ㄆ?gt;擴(kuò)散很小的反向漂移電流（少子）高電阻反向截止PN結(jié)的單向?qū)щ娦?定義：加正向電壓，簡(jiǎn)稱正偏加反向電壓，簡(jiǎn)573.PN結(jié)的伏安特性曲線及表達(dá)式

根據(jù)理論推導(dǎo)，PN結(jié)的伏安特性曲線如圖正偏I(xiàn)F（多子擴(kuò)散）IR（少子漂移）反偏反向飽和電流反向擊穿電壓反向擊穿3.PN結(jié)的伏安特性曲線及表達(dá)式根據(jù)理論推導(dǎo)，PN581.2半導(dǎo)體二極管二極管=PN結(jié)+管殼+引線NP結(jié)構(gòu)：符號(hào)：陽極+陰極-1.2半導(dǎo)體二極管二極管=PN結(jié)+管殼+59分類：(1)點(diǎn)接觸型二極管

PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。分類：(1)點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，60(3)平面型二極管

用于集成電路制造工藝中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。(2)面接觸型二極管

PN結(jié)面積大，用于低頻大電流整流電路。(3)平面型二極管用于集成電路制造工藝中。(2)61半導(dǎo)體二極管的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)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。半導(dǎo)體二極管的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：262電子電路硬件培訓(xùn)課件63電子電路硬件培訓(xùn)課件64二、二極管基本電路及其分析方法例：IR10VE1kΩD—非線性器件iuR—線性器件二、二極管基本電路及其分析方法例：IR10VE1kΩD—非線65圖解分析法：例1(a)圖例：已知伏安特性，求UD、ID。線性線性：vD=

UI-iDR非線性：非線性聯(lián)立求解，可得VD、ID圖解法直線與伏安特性的交點(diǎn)圖解法關(guān)鍵——畫直線又稱為負(fù)載線vD=

0iD=

VI/R=1mAvD=

1ViD=(VI-vD)/R=0.9mA靜態(tài)工作點(diǎn)QVD0.7VID0.95mA解圖解分析法：例1(a)圖例：已知伏安特性，求UD、ID。66等效電路（模型）分析法（

二極管U-I特性的建模）UD=0.7V（硅）UD=0.2V（鍺）Uth=0.5V（硅）Uth=0.1V（鍺）(2)恒壓降模型(3)折線模型

(1)理想模型UD=0V等效電路（模型）分析法（二極管U-I特性的建模）UD=67例：二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，R＝1kΩ，UREF=2V，輸入信號(hào)為ui。

(1)若ui為4V的直流信號(hào)，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(jì)算電流I和輸出電壓uo解：（1）采用理想模型分析。

采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析。例：二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，R＝1kΩ，UREF=2V68（2）如果ui為幅度±4V的交流三角波，波形如圖（b）所示，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(yīng)的輸出電壓波形。解：①采用理想二極管模型分析。波形如圖所示。0-4V4Vuit2V2Vuot（2）如果ui為幅度±4V的交流三角波，波形如圖（b）所示，6902.7Vuot0-4V4Vuit2.7V

②采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析，波形如圖所示。02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V②采用理想二極管70三、二極管的主要參數(shù)

(1)最大整流電流IF——二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)，允許通過二極管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(shí)對(duì)應(yīng)的反向電壓值稱為反向擊穿電壓UBR。

(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(jí)；鍺二極管在微安(A)級(jí)。三、二極管的主要參數(shù)(1)最大整流電流IF——二極管長(zhǎng)71當(dāng)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(shí),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)壓管是工作在反向擊穿區(qū)的特殊二極管（面結(jié)型、硅、高摻雜）正向同二極管反偏電壓≥UZ反向擊穿＋UZ－限流電阻當(dāng)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72

穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)

(1)穩(wěn)定電壓UZ——(2)動(dòng)態(tài)電阻rZ——

在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(huì)因功耗過大而燒壞。穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)(1)穩(wěn)定電壓UZ——(273特殊二極管：

1、變?nèi)荻O管：

利用其結(jié)電容效應(yīng)，其電容量與本身結(jié)構(gòu)、工藝、外加反向電壓有關(guān)，隨外加反向電壓增大而減少。C：5－300pF，Cmax：Cmin=5：1高頻技術(shù)（調(diào)諧、調(diào)制等）應(yīng)用較多2、光電二極管：

需光照、反偏壓、其反向電流與光照度成正比。用于光測(cè)量，將光信號(hào)－－電信號(hào)，光電傳感器、遙控、報(bào)警電路中。3、發(fā)光二極管：正偏壓（1－2.5V），發(fā)光顏色與所用材料有關(guān)。常作為顯示器件、電光轉(zhuǎn)換器件與光電二極管合用于光電傳輸系統(tǒng)。4、激光二極管：

產(chǎn)生相干的單色光信號(hào)（紅外線），利于光纜有效傳輸。用于小功率的光電設(shè)備，如光驅(qū)、激光打印頭。特殊二極管：1、變?nèi)荻O管：2、光電二極管：3、發(fā)光二極管74光電二極管利用半導(dǎo)體的光敏特性，其反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升。IV照度增加符號(hào)：光電二極管利用半導(dǎo)體的光敏特性，其反向電流752.發(fā)光二極管有正向電流流過時(shí)，發(fā)出一定波長(zhǎng)范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段的光，它的電特性與一般二極管類似，正向電壓較一般二極管高，電流為幾~幾十mA符號(hào)：2.發(fā)光二極管有正向電流流過時(shí)，發(fā)出一定波長(zhǎng)范圍76

1.3三極管半導(dǎo)體雙極型三極管，俗稱晶體三極管。由于工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行，因此，被稱為雙極型晶體管（BipolarJunctionTransistor,簡(jiǎn)稱BJT）。

BJT是由兩個(gè)PN結(jié)組成的。1.3三極管半導(dǎo)體雙極型三極管，俗稱晶體三77一.BJT的結(jié)構(gòu)NPN型PNP型符號(hào):三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):（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(jié)集電結(jié)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(jié)集電結(jié)ecb發(fā)射極集電極基極---ecb---ecb一.BJT的結(jié)構(gòu)NPN型PNP型符號(hào):三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):78飽和區(qū)——iC受uCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)uCE＜0.7

V。此時(shí)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏。截止區(qū)——iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時(shí)，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。放大區(qū)——曲線基本平行等距。此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。該區(qū)中有：飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)三極管的輸出特性曲線可以分為三個(gè)區(qū)域:飽和區(qū)——iC受uCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)uCE＜0.779BJT的主要參數(shù)（2）共基極電流放大系數(shù)：

iCE△=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAI△BBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般取20~200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)BJT的主要參數(shù)（2）共基極電流放大系數(shù)：iCE△=20uA80

2.反向擊穿電壓:

①

U（BR）EBO——集電極開路時(shí)，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。②U（BR）CBO——發(fā)射極開路時(shí)，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(shí)，集電極與發(fā)射極之間允許的最大反向電壓。--(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU

BJT有兩個(gè)PN結(jié)，其反向擊穿電壓有以下幾種：2.反向擊穿電壓:①U（BR）EBO——集電極開路時(shí)，81

※半導(dǎo)體三極管的型號(hào)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(guān)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(hào)的序號(hào)用字母表示同一型號(hào)中的不同規(guī)格三極管國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：3DG110B※半導(dǎo)體三極管的型號(hào)第二位：A鍺PNP管、B鍺NPN管、第82電子電路硬件培訓(xùn)課件83雙極型三極管的參數(shù)參數(shù)型

號(hào)

PCM(mW)12512510050050W100250WICM(mA)URCBO(V)URCEO

(V)UREBO

(V)ICBO

(μA)fT

(MHz)3AX31D1252012≤6*≥83BX31C1254024≤6*≥83CG101C30450.11003DG123C5040300.353DD101D5A3002504≤2mA3DK100B302515≤0.13003DK2330A4003258注：*為f

雙極型三極管的參數(shù)參數(shù)型號(hào)PCM(mW)12512841.4場(chǎng)效應(yīng)三極管

BJT是一種電流控制電流的元件(iB~iC)，俗稱流控元件.工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行，所以被稱為雙極型器件。

FET分類：

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管N溝道P溝道

場(chǎng)效應(yīng)管（FieldEffectTransistor簡(jiǎn)稱FET）是一種電壓控制電流的器件(uGS~iD)，俗稱壓控元件.工作時(shí)，只有一種載流子參與導(dǎo)電，因此稱為單極型器件。

FET因其制造工藝簡(jiǎn)單，功耗小，溫度特性好，輸入電阻極高，易集成等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。增強(qiáng)型耗盡型P溝道N溝道P溝道N溝道1.4場(chǎng)效應(yīng)三極管BJT是一種電流控制電流的85一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管兩個(gè)PN結(jié)夾著一個(gè)N型溝道（P區(qū)高摻雜）。三個(gè)電極：G：柵極D：漏極S：源極符號(hào)：N溝道P溝道1.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)（以N溝為例）：動(dòng)畫演示8一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管兩個(gè)PN結(jié)夾著一個(gè)N型溝道（P區(qū)高摻雜）。862.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理

（1）柵源電壓對(duì)溝道的控制作用②當(dāng)│uGS│↑時(shí)，PN結(jié)反偏，耗盡層變寬，導(dǎo)電溝道變窄，溝道電阻增大。③當(dāng)│uGS│↑到一定值時(shí)，溝道會(huì)完全合攏。定義：夾斷電壓UP——使導(dǎo)電溝道完全合攏（消失）所需要的柵源電壓uGS。

在柵源間加負(fù)電壓uGS，令uDS=0

①當(dāng)uGS=0時(shí)，為平衡PN結(jié)，導(dǎo)電溝道最寬。2.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理（1）柵源電壓對(duì)溝道的控制作用87（2）漏源電壓對(duì)溝道的控制作用

在漏源間加電壓uDS，令uGS=0

由于uGS=0，所以導(dǎo)電溝道最寬。

①當(dāng)uDS=0時(shí)，iD=0。②uDS↑→iD↑

→靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，呈楔形分布。③當(dāng)uDS↑，使uGD=uGS-

uDS=UP時(shí)，在靠漏極處夾斷——預(yù)夾斷。預(yù)夾斷前，uDS↑→iD↑。預(yù)夾斷后，uDS↑→iD幾乎不變。④uDS再↑，預(yù)夾斷點(diǎn)下移。

（3）柵源電壓uGS和漏源電壓uDS共同作用

iD=f（uGS、uDS）,可用輸兩組特性曲線來描繪。

動(dòng)畫演示9（2）漏源電壓對(duì)溝道的控制作用在漏源間加電壓uDS，88（1）輸出特性曲線：iD=f（uDS）│uGS=常數(shù)

3、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線uGS=0VuGS=-1V設(shè)：UP=

-3V（1）輸出特性曲線：iD=f（uDS）│uGS=常數(shù)89四個(gè)區(qū)：恒流區(qū)的特點(diǎn)：△iD/△uGS=gm≈常數(shù)

即：△iD=gm△uGS

（放大原理）

（a）可變電阻區(qū)（預(yù)夾斷前）。

（b）恒流區(qū)也稱飽和區(qū)（預(yù)夾斷后）。

（c）夾斷區(qū)（截止區(qū)）。

（d）擊穿區(qū)?？勺冸娮鑵^(qū)恒流區(qū)截止區(qū)擊穿區(qū)IDSS是飽和漏極電流動(dòng)畫演示10四個(gè)區(qū)：恒流區(qū)的特點(diǎn)：（a）可變電阻區(qū)（預(yù)夾斷前）。90

一個(gè)重要參數(shù)——跨導(dǎo)gm：gm=iD/uGS

uDS=const(單位mS)

gm的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。

在轉(zhuǎn)移特性曲線上，gm為的曲線的斜率。在輸出特性曲線上也可求出gm。一個(gè)重要參數(shù)——跨導(dǎo)gm：gm=iD91（2）轉(zhuǎn)移特性曲線：iD=f（uGS）│uDS=常數(shù)

可根據(jù)輸出特性曲線作出移特性曲線。例：作uDS=10V的一條轉(zhuǎn)移特性曲線：（2）轉(zhuǎn)移特性曲線：iD=f（uGS）│uDS=常數(shù)92二、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MetalOxide

SemiconductorFET)，簡(jiǎn)稱MOSFET。分為：

增強(qiáng)型N溝道、P溝道耗盡型N溝道、P溝道

1.N溝道增強(qiáng)型MOS管（高摻雜N區(qū)）

（1）結(jié)構(gòu)

4個(gè)電極：漏極D,源極S柵極G,襯底B符號(hào)：----gsdb動(dòng)畫演示12二、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(Meta93（2）工作原理

再增加uGS→縱向電場(chǎng)↑→將P區(qū)少子電子聚集到P區(qū)表面→形成導(dǎo)電溝道，如果此時(shí)加有漏源電壓，就可以形成漏極電流id。①柵源電壓uGS的控制作用當(dāng)uGS=0V時(shí)，漏源之間相當(dāng)兩個(gè)背靠背的二極管，在d、s之間加上電壓也不會(huì)形成電流，即管子截止。當(dāng)uGS＞0V時(shí)→縱向電場(chǎng)→將靠近柵極下方的空穴向下排斥→耗盡層。動(dòng)畫演示13（2）工作原理再增加uGS→縱向電場(chǎng)↑①柵源電壓uG94

②漏源電壓VDS對(duì)漏極電流ID的控制作用

當(dāng)VGS＞VGS(th)，且固定為某一值時(shí)，來分析漏源電壓VDS對(duì)漏極電流ID的影響。VDS的不同變化對(duì)溝道的影響如圖02.15所示。根據(jù)此圖可以有如下關(guān)系

VDS=VDG＋VGS

=－VGD＋VGS

VGD=VGS－VDS

當(dāng)VDS為0或較小時(shí)，相當(dāng)VGS＞VGS(th)，溝道分布如圖02.15(a)，此時(shí)VDS基本均勻降落在溝道中，溝道呈斜線分布。動(dòng)畫演示

14②漏源電壓VDS對(duì)漏極電流ID的控制作用

當(dāng)95

定義：

開啟電壓（UT）——?jiǎng)倓偖a(chǎn)生溝道所需的柵源電壓UGS。

N溝道增強(qiáng)型MOS管的基本特性：

uGS＜UT，管子截止，uGS＞UT，管子導(dǎo)通。uGS越大，溝道越寬，在相同的漏源電壓uDS作用下，漏極電流ID越大。定義：N溝道增強(qiáng)型MOS管的基本特性：96（3）特性曲線：輸出特性曲線：iD=f(uDS)uGS=const可變電阻區(qū)IDO是UGS=2UT時(shí)的漏極電流在飽和區(qū)：(設(shè)：UT=

3V)恒流區(qū)截止區(qū)u=3VDSGSuGS=5VuuuGS(mA)=4VDiGS=6V（3）特性曲線：輸出特性曲線：iD=f(uDS)97

可根據(jù)輸出特性曲線作出移特性曲線。例：作uDS=10V的一條轉(zhuǎn)移特性曲線：UT

轉(zhuǎn)移特性曲線：

iD=f(uGS)uDS=const可根據(jù)輸出特性曲線作出移特性曲線。UT轉(zhuǎn)移特性曲線：982、N溝道耗盡型MOSFET

在柵極下方的SiO2層中摻入了大量的金屬正離子。所以當(dāng)uGS=0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出反型層，形成了溝道。

定義：夾斷電壓（UP）——溝道剛剛消失所需的柵源電壓uGS。特點(diǎn)：

當(dāng)uGS=0時(shí)，就有溝道，加入uDS，就有iD。當(dāng)uGS＞0時(shí)，溝道增寬，iD進(jìn)一步增加。

當(dāng)uGS＜0時(shí)，溝道變窄，iD減小。符