第1章電路和電路元件基本物理量知識課件

退出1.1電路和電路的基本物理量1.1.1電路1.1.2電路元件和電路模型1.1.4

電路功率第1章上頁下頁返回1.1.3電壓、電流及其參考方向1.1.1

電路

電路是電流的通路，它是為了某種需要或?qū)崿F(xiàn)某種應(yīng)用目的而由某些電工、電子器件或設(shè)備按一定的方式相互連接而成的。電路的組成：電源、負(fù)載和導(dǎo)線、開關(guān)等。翻頁實(shí)際電路電路模型第1章上頁下頁返回E+–SIR翻頁上頁下頁返回第1章

汽輪發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。實(shí)際的負(fù)載包括電動機(jī)、電動工具和家用電器等等。電動機(jī)手電鉆吸塵器負(fù)載翻頁上頁下頁返回第1章電力系統(tǒng)擴(kuò)音器電路的作用實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換(俗稱強(qiáng)電）實(shí)現(xiàn)信號的傳遞和處理（俗稱弱電）電路的作用和分類翻頁上頁下頁返回第1章電燈電爐電動機(jī)發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器話筒揚(yáng)聲器放大器1.1.2電路元件和電路模型翻頁上頁下頁返回第1章實(shí)際電路元件：用于構(gòu)成電路的電工、電子元器件或設(shè)備統(tǒng)稱為實(shí)際電路元件，簡稱為實(shí)際器件實(shí)際電路：用實(shí)際元件構(gòu)成的電路成為實(shí)際電路實(shí)際電路翻頁上頁下頁返回第1章理想電路元件（簡稱為電路元件）：是對實(shí)際元件在一定條件下進(jìn)行科學(xué)抽象而得到的，具有某種理想的電路特性。電路模型：電路模型是由一些理想電路元件相互連接而構(gòu)成的整體，是實(shí)際電路的一種等效電路。電路模型E+–SIR實(shí)際電路翻頁上頁下頁返回第1章理想化電路元件實(shí)際電路元件實(shí)際電路電路模型理想化連接連接1.1.3電壓、電流及其參考方向1.基本物理量W、kW、mWV、kV、mV、μVV、kV、mV、μVA、mA、μA(用電或供電)電源力驅(qū)動正電荷的方向（低電位高電位）電位降的方向（高電位低電位）

正電荷移動的方向高電位流向低電位PE（直流）

e（交流）U（直流）

u（交流）i（交流）I（直流）物理量定義和單位方向功率電流電壓電動勢翻頁上頁下頁返回第1章電壓、電流和電動勢的定義電流：某時刻單位時間內(nèi)通過某點(diǎn)的電荷數(shù)量i=dq/dt電壓：電場力驅(qū)使單位正電荷從a點(diǎn)移至b點(diǎn)所做的功Uab=dwab/dq電動勢：非電場力在電源內(nèi)部驅(qū)使單位正電荷從a點(diǎn)移至b點(diǎn)所做的功，因此它的實(shí)際方向與電壓相反：e=-uab翻頁上頁下頁返回第1章2.電壓、電流參考方向

在復(fù)雜電路中難于預(yù)先判斷某段電路中電流的實(shí)際方向，從而影響電路求解。問題電流方向b

a,a

b？abR5R2R1R3R4R6++E1E2E＋ˉ＋URIab電壓、電流實(shí)際方向：翻頁上頁下頁返回第1章ˉ

在解題前先任意選定一個方向，稱為參考方向（或參考正方向）。依此參考方向，根據(jù)電路定理、定律列電路方程，從而進(jìn)行電路分析計(jì)算，計(jì)算出電壓、電流的結(jié)果。解決方法:計(jì)算結(jié)果為正，實(shí)際方向與假設(shè)方向一致；計(jì)算結(jié)果為負(fù)，實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。

由計(jì)算結(jié)果可確定U、I

的實(shí)際方向：翻頁上頁下頁返回第1章解：假定I的參考方向如圖所示。

則：（實(shí)際方向與參考方向相反?。┮阎篍

=2V,R=1Ω問：當(dāng)Uab為1V時，I=?翻頁,上頁下頁返回第1章[例1.1.1]URE

IRabd＋－＋－假定U、I

的參考方向如圖所示，若I=-3A，E

=2V,R=1Ω

Uab=？（實(shí)際方向與參考方向一致）

小結(jié)1.電壓電流“實(shí)際方向”是客觀存在的物理現(xiàn)象，“參考方向”是人為假設(shè)的方向。解：翻頁上頁下頁返回第1章URE

IRabd＋－＋－={[-(-3）]×1+2}V=5V[例1.1.2]4.為方便列電路方程，習(xí)慣假設(shè)I與U

的參考方向一致（關(guān)聯(lián)參考方向）。

2.方程U/I=R只適用于R中U、I參考方向一致的情況。即歐姆定律表達(dá)式含有正負(fù)號，當(dāng)U、I參考方向一致時為正，否則為負(fù)。

3.在解題前，一定先假定電壓電流的“參考方向”，然后再列方程求解。即

U、I為代數(shù)量，也有正負(fù)之分。當(dāng)參考方向與實(shí)際方向一致時為正，否則為負(fù)。翻頁上頁下頁返回第1章

小結(jié)

設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為U，電流為I,則這部分電路消耗的功率為1.1.4電路功率如果假設(shè)方向不一致怎么辦？功率有無正負(fù)？問題：翻頁上頁下頁返回第1章bI電路Ua+-P=UI1)按所設(shè)參考方向列式U、I參考方向一致

P=UI功率的計(jì)算

U、I參考方向相反翻頁上頁下頁返回第1章bIUa+-IbUa-+bUa+-IbIUa-+P=–UI2）將U、I

的代數(shù)值代入式中

若計(jì)算的結(jié)果P>

0,則說明U、I

的實(shí)際方向一致，此部分電路吸收電功率（消耗能量）

負(fù)載

。

若計(jì)算結(jié)果P<0,則說明U、I

的實(shí)際方向相反，此部分電路輸出電功率（提供能量）

電源。P=UI翻頁上頁下頁返回第1章已知：U=

10

V,I=

1A。按圖中

P=10

W

(負(fù)載性質(zhì)）假設(shè)的正方向列式：P=UI

1)

P為“＋”表示該元件吸收功率；P為“－”則表示輸出功率。2）在同一電路中，電源產(chǎn)生的總功率和負(fù)載消耗的總功率是平衡的。小結(jié)：若：U=10

V,I=－1

A

則

P=－10W（電源性質(zhì)）IbaU＋－上頁下頁第1章返回本節(jié)結(jié)束[例1.1.3]1.2

電阻、電感和電容元件1.2.1電阻元件1.2.2電感元件

1.2.3電容元件第1章上頁下頁返回1.2.4實(shí)際元件的主要參數(shù)翻頁上頁下頁第1章返回1.2.1電阻元件電阻（R）：具有消耗電能特性的元件。

元件的伏安特性：元件上電壓與電流間的關(guān)系稱為伏安特性。Riu＋－iu當(dāng)電壓與電流之間不是線性函數(shù)關(guān)系時，稱為非線性電阻。當(dāng)恒定不變時，稱為線性電阻。翻頁iu＋-第1章上頁下頁返回Riu＋－

伏-安特性曲線iu

伏-安特性曲線翻頁第1章上頁下頁返回實(shí)際的金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的尺寸及材料的導(dǎo)電性能有關(guān)。式中ρ稱為電阻率，是表示材料對電流起阻礙作用的物理量。l

是導(dǎo)體的長度，S

為導(dǎo)體的截面積。電阻的單位是歐姆（Ω），千歐（kΩ）。翻頁第1章上頁下頁返回幾種常見的電阻元件普通金屬膜電阻繞線電阻電阻排熱敏電阻1.2.2電感元件

單位：H,mH,

H單位電流產(chǎn)生的磁鏈

電感：能夠存儲磁場能量的元件。翻頁上頁下頁第1章返回L符號i電感元件的基本伏—安關(guān)系式電感元件的基本關(guān)系式翻頁其中：第1章上頁下頁返回uiL+-eL+-iu=Ldidt電感是一種儲能元件，儲存的磁場能量為電感元件在直流電路中相當(dāng)于一根無阻導(dǎo)線!翻頁第1章上頁下頁返回翻頁第1章上頁下頁返回線圈的電感與線圈的尺寸、匝數(shù)以及附近介質(zhì)的導(dǎo)磁性能等有關(guān)。對于一個密繞的N匝線圈，其電感可表示為式中μ即為線圈附近介質(zhì)的磁導(dǎo)率（H/m)，S為線圈的橫截面積（m2)，l是線圈的長度（m）。翻頁第1章上頁下頁返回幾種常見的電感元件帶有磁心的電感陶瓷電感鐵氧體電感

1.2.3電容元件C相當(dāng)于開路!電容元件在直流電路中：電容：具有存儲電場能量特性的元件。翻頁dudt=0i=0第1章上頁下頁返回ui＋－Ci=Cdudt電容元件的基本伏—安關(guān)系式i=dud

tCdqdt=電容是一種儲能元件，儲存的電場能量為：第1章上頁下頁返回翻頁電容器的電容與其極板的尺寸及其間介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。式中ε即為其間介質(zhì)的介電常數(shù)（F/m)，S為極板的面積（m2)，d是極板的距離（m）。翻頁第1章上頁下頁返回幾種常見的電容器普通電容器電力電容器電解電容器理想元件的伏安關(guān)系第1章上頁下頁返回RLCu=Rii=Cdudtu=Ldidt翻頁（u與i參考方向一致）第1章上頁下頁返回1.2.4實(shí)際元件的主要參數(shù)本節(jié)結(jié)束RLC電阻值和額定功率電感值和額定電流電容值和額定電壓注意：同性質(zhì)元件串聯(lián)和并聯(lián)時參數(shù)的計(jì)算公式（P9）第1章上頁下頁返回任何電氣設(shè)備的電壓、電流和功率都有一定的限額額定值額定轉(zhuǎn)速nN額定電壓UN額定電流IN額定功率PN負(fù)載設(shè)備通常工作于額定狀態(tài)。*電源設(shè)備的額定功率標(biāo)志著電源的供電能力，是長期運(yùn)行時允許的上限值。*電源輸出的功率由外電路決定，不一定等于電源的額定功率。*本節(jié)結(jié)束電氣設(shè)備的額定值1.3獨(dú)立電源元件

1.3.1電壓源和電流源1.3.2實(shí)際電源的模型1.3.3兩種電源的等效互換下頁上頁返回第1章概述獨(dú)立電源：能向電路獨(dú)立地提供電壓、電流的器件稱為獨(dú)立電源。獨(dú)立電源的例子：化學(xué)電池、太陽能電池、發(fā)電機(jī)、穩(wěn)壓電源、穩(wěn)流電源理想電源：電壓源和電流源翻頁第1章上頁下頁返回

1.3.1電壓源和電流源

1.電壓源外特性：輸出電壓與輸出電流的關(guān)系。U

翻頁第1章上頁下頁1.端電壓始終恒定，等于直流電壓

。2.輸出電流是任意的，即隨負(fù)載(外電路）的改變而改變。US返回特點(diǎn)：_U+IUS+_RLIO

1.輸出電流恒定不變2.端電壓是任意的,即隨負(fù)載不同而不同IUIS＋－

2.電流源RLU=IS.RLI=IS外特性方程翻頁下頁上頁第1章返回特點(diǎn)IUISO分析：IS

固定不變,US

固定不變。USIRU-=翻頁上頁下頁第1章返回IsU=?＋－IUS+-R所以：

I=Is,已知：Is，US，R問：I

等于多少？U

又等于多少？[例1.3.1]解：1.Uab=US

,

2.若R

減小為1Ω，電流源的功率不變！電壓源的功率IUs

=I–Is=3A

增大！P=USIUs=12WI=USR=4A翻頁上頁下頁第1章返回為什麼？已知：Is，US

，R0試分析：[例1.3.2]US+bRIsIIUsa-1A4V2ΩI=USR=42=2A2.若使R減小為1Ω，I如何變？兩個電源的功率如何變？1.I等于多少？1.3.2實(shí)際電源的模型1.實(shí)際電源的模型電源模型電壓源模型電流源模型具有相同的外特性ISUS下頁上頁翻頁第1章返回IU+-實(shí)際電源實(shí)際電源的外特性IUORba2.電壓源模型翻頁U=US-IR0--外特性方程第1章下頁上頁返回IR+U-USR0+–外特性曲線IUUSUSR0

O3.電流源模型I=IS-IR0---外特性方程翻頁上頁下頁第1章返回外特性曲線baIR+U-R0IR0IsUIISO1.3.3兩種電源的等效互換翻頁上頁下頁返回第1章U＋－RLI

電源IUS+UR0＋－－IsR0U＋－I等效互換條件U=Us

I·R0U=IR0·R0

=Is·R0

I·R0=(

Is

I)·R0翻頁上頁下頁第1章返回IUS+UR0＋－－IsR0U＋－IIUIR0

Us=

R0=R0Is·R0電壓源模型電流源模型電流源模型電壓源模型R0USIs=R0=R0US=Is·R0

R0=R0下頁上頁第1章翻頁返回IUS+UR0＋－－IsR0U＋－IIsR0U＋－IIUS+UR0＋－－2）所謂“等效”是指“對外電路”等效（即對外電路的伏－安特性一致），對于電源內(nèi)部并不一定等效。例如，在電源開路時：1）電壓源模型與電流源模型互換前后電流的方向保持不變，即IS和Us方向一致。R0

不消耗能量

消耗

能量R0

上頁下頁第1章翻頁返回說明IUS+UR0＋－－IsR0U＋－I3）電壓源（恒壓源）與電流源（恒流源）之間不能互換。為什么?

上頁下頁第1章返回IsUS+–本節(jié)結(jié)束1.4.2二極管的特性和主要參數(shù)

1.4.3二極管的電路模型1.4.4穩(wěn)壓二極管1.4.1

PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?.4晶體二極管第1章上頁下頁返回1.本征半導(dǎo)體

完全純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。它具有共價鍵結(jié)構(gòu)。

鍺和硅的原子結(jié)構(gòu)單晶硅中的共價鍵結(jié)構(gòu)價電子硅原子第1章上頁下頁翻頁返回1.4.1

PN結(jié)及其單向?qū)щ娞匦?/p>

在半導(dǎo)體中，同時存在著電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電。空穴和自由電子都稱為載流子。它們成對出現(xiàn)，成對消失。在常溫下自由電子和空穴的形成復(fù)合自由電子本征激發(fā)第1章上頁下頁翻頁返回空穴2.N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體原理圖P自由電子結(jié)構(gòu)圖磷原子正離子P+

在硅或鍺中摻入少量的五價元素，如磷或砷、銻，則形成N型半導(dǎo)體。多余價電子少子多子正離子在N型半導(dǎo)體中，電子是多子，空穴是少子第1章上頁下頁N型半導(dǎo)體翻頁返回

P型半導(dǎo)體

在硅或鍺中摻入三價元素，如硼或鋁、鎵，則形成P型半導(dǎo)體。原理圖BB-

硼原子負(fù)離子空穴填補(bǔ)空位結(jié)構(gòu)圖在P型半導(dǎo)體中，空穴是多子，電子是少子。多子少子負(fù)離子第1章上頁下頁

翻頁返回

用專門的制造工藝在同一塊半導(dǎo)體單晶上，形成P型半導(dǎo)體區(qū)域和N型半導(dǎo)體區(qū)域，在這兩個區(qū)域的交界處就形成一個PN結(jié)。P區(qū)N區(qū)P區(qū)的空穴向N區(qū)擴(kuò)散并與電子復(fù)合N區(qū)的電子向P區(qū)擴(kuò)散并與空穴復(fù)合空間電荷區(qū)內(nèi)電場方向

3.PN結(jié)的形成第1章上頁下頁翻頁返回空間電荷區(qū)內(nèi)電場方向

在一定條件下，多子擴(kuò)散和少子漂移達(dá)到動態(tài)平衡。P區(qū)N區(qū)多子擴(kuò)散少子漂移第1章上頁下頁翻頁返回

在一定條件下，多子擴(kuò)散和少子漂移達(dá)到動態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定。內(nèi)電場阻擋多子的擴(kuò)散運(yùn)動，推動少子的漂移運(yùn)動?？臻g電荷區(qū)內(nèi)電場方向PN多子擴(kuò)散少子漂移結(jié)論：在PN結(jié)中同時存在多子的擴(kuò)散運(yùn)動和少子的漂移運(yùn)動。第1章上頁下頁翻頁返回4.PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮區(qū)N區(qū)內(nèi)電場外電場EI空間電荷區(qū)變窄

P區(qū)的空穴進(jìn)入空間電荷區(qū)和一部分負(fù)離子中和

N區(qū)電子進(jìn)入空間電荷區(qū)和一部分正離子中和擴(kuò)散運(yùn)動增強(qiáng)，形成較大的正向電流。第1章上頁下頁翻頁外加正向電壓返回外電場驅(qū)使空間電荷區(qū)兩側(cè)的空穴和自由電子移走空間電荷區(qū)變寬

內(nèi)電場外電場少子越過PN結(jié)形成很小的反向電流IRE第1章上頁下頁翻頁

外加反向電壓N區(qū)P區(qū)返回由上述分析可知：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?/p>

即在PN結(jié)上加正向電壓時，PN結(jié)電阻很低，正向電流較大。（PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)）

加反向電壓時，PN結(jié)電阻很高，反向電流很小。（PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)）切記第1章上頁下頁翻頁返回1.4.2二極管的特性和主要參數(shù)

1.結(jié)構(gòu)

表示符號

面接觸型點(diǎn)接觸型引線觸絲外殼N型鍺片N型硅陽極引線PN結(jié)陰極引線金銻合金底座鋁合金小球第1章上頁下頁陰極陽極D翻頁返回第1章上頁下頁翻頁返回幾種二極管外觀圖小功率二極管大功率二極管發(fā)光二極管2.二極管的伏安特性-40-20OU/VI/mA604020-50-250.40.8正向反向擊穿電壓死區(qū)電壓U(BR)硅管的伏安特性I/μA第1章上頁下頁翻頁返回-20-40-250.40.2-5010O155I/mAU/V鍺管的伏安特性I/μA死區(qū)電壓死區(qū)電壓：硅管約為：0.5V,鍺管約為：0.1V。導(dǎo)通時的正向壓降：硅管約為:0.6V～0.8V,鍺管約為:0.2V～0.3V。常溫下，反向飽和電流很小.當(dāng)PN結(jié)溫度升高時，反向電流明顯增加。注意:3.二極管的主要參數(shù)-40-20OI/mA604020-50-250.40.8正向反向擊穿電壓死區(qū)電壓U(BR)I/μAU/V第1章上頁下頁最大整流電流IFM

最高反向電壓URM

最高工作頻率fM

最大反向電流IRM

翻頁返回第1章上頁返回下頁1.4.3二極管的電路模型

1.二極管的工作點(diǎn)EERUQIQER＋-＋D-UQU=E–RI工作點(diǎn)：Q翻頁IUO第1章上頁返回下頁二極管的靜態(tài)電阻和動態(tài)電阻翻頁靜態(tài)電阻：UQIQRD=動態(tài)電阻：rD=

U

IIUUQIQQ

I

UO靜態(tài)電阻作用：估算靜態(tài)工作點(diǎn)動態(tài)電阻作用：估算電壓、電流的變化量第1章上頁返回下頁IU2.二極管特性的折線近似及模型Q翻頁U0NOPU=UON+rD

I二極管的電路模型+－UONrDDi第1章上頁返回下頁特例一：理想模型翻頁二極管的理想模型DiIUO假設(shè)：UON=0，rD=0，反向電流IR=0第1章上頁返回下頁特例二：電壓源模型翻頁二極管的電壓源模型IUO假設(shè)：UON=UD，rD=0，反向電流IR=0U0N+－UONDi第1章上頁返回下頁典型問題：在多個二極管電路中如何如何判斷各二極管的導(dǎo)通情況翻頁一般方法：利用假設(shè)法，然后進(jìn)行驗(yàn)證特殊方法：（1）兩個二極管并聯(lián)，共陽極接法時，陰極電位最低的二極管導(dǎo)通（2）兩個二極管并聯(lián)，共陰極接法時，陽陽極電位最高的二極管導(dǎo)通。例子：例題1.4.1（P17）穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體二極管。符號:DZ陰極陽極特點(diǎn):(1)反向特性曲線比較陡(2)工作在反向擊穿區(qū)1.4.4

穩(wěn)壓二極管第1章上頁下頁翻頁返回I/mAU/V0UZIZIU＋-穩(wěn)壓管的主要參數(shù):第1章上頁下頁返回I/mAU/V0UZIZ翻頁穩(wěn)定電壓UZ穩(wěn)定電流IZmin動態(tài)電阻rZ最大允許耗散功率PZ

M一般情況:高于6V的αUZ為負(fù),低于6V的αUZ為正。電壓溫度系數(shù)αUZrz=△UZ/△IZ最大穩(wěn)定電流IZmax第1章上頁下頁本節(jié)結(jié)束返回穩(wěn)壓管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路

圖中R為限流電阻，用來限制流過穩(wěn)壓管的電流。RL為負(fù)載電阻。UiR＋-＋-DZRL＋-UOIILIZUZ由于穩(wěn)壓管工作在二極管的反向特性上，因而在反向擊穿的情況下可以保證負(fù)載兩端的電壓在一定的范圍內(nèi)基本保持不變。第1章上頁下頁本節(jié)結(jié)束返回穩(wěn)壓管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路限流電阻R的選取原則：UiR＋-＋-DZRL＋-UOIILIZUZ在電網(wǎng)電壓波動的情況下，選取限流電阻R，使穩(wěn)壓管始終工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，即要求在電網(wǎng)電壓波動范圍內(nèi)，穩(wěn)壓管中的電流滿足：IZmin≤IZ≤IZmax第1章上頁下頁本節(jié)結(jié)束返回穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的典型例子1、給定穩(wěn)壓二極管的參數(shù)：穩(wěn)定電壓UZ、穩(wěn)定電流Izmin、最大穩(wěn)定電流Izmax、負(fù)載電阻RL，輸入電壓Ui的波動范圍，求限流電阻R的范圍UiR＋-＋-DZRL＋-UOIILIZUZ2、習(xí)題1.4.4（動態(tài)電阻的使用）3、習(xí)題1.4.51.5雙極型晶體管1.5.1基本結(jié)構(gòu)和電流放大作用1.5.2特性曲線和主要參數(shù)1.5.3簡化的小信號模型第1章上頁下頁返回1.5.1基本結(jié)構(gòu)和電流放大作用NPN型CPNNEB發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)基極發(fā)射極集電結(jié)發(fā)射結(jié)集電極BETCNPN第1章上頁下頁翻頁返回結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：基區(qū)：比較薄，且雜質(zhì)濃度低發(fā)射區(qū)：比較厚，但雜質(zhì)濃度最高集電區(qū)：最薄，雜質(zhì)濃度較高，但比發(fā)射區(qū)低圖形符號：雙極型晶體管的兩種類型NPN型PNP型CPNNNPPEEBB發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)基極發(fā)射極集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電區(qū)發(fā)射區(qū)集電極集電極C發(fā)射極基極BETCNPNBETCPNP第1章上頁下頁翻頁返回晶體管的電流放大原理IEIBRBUBBICUCC輸入電路輸出電路公共端晶體管具有電流放大作用的外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置集電結(jié)反向偏置NPN管：

UBE>0

UBC<0即VC>VB>VERCBCE共發(fā)射極放大電路第1章上頁下頁翻頁P(yáng)NP管：

UBE<0

UBC>0即VC<VB<VECEB返回三極管的電流控制原理UBBRBIBICUCCRCNPIEN發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子電源負(fù)極向發(fā)射區(qū)補(bǔ)充電子形成發(fā)射極電流IE電子在基區(qū)的擴(kuò)散與復(fù)合集電區(qū)收集電子電子流向電源正極形成ICEB正極拉走電子，補(bǔ)充被復(fù)合的空穴，形成IB第1章上頁下頁翻頁返回由上所述可知:由于基區(qū)很薄且摻雜濃度小,電子在基區(qū)擴(kuò)散的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于復(fù)合的數(shù)量。即：IC>>IB或△IC>>△IB第1章上頁下頁翻頁返回晶體管起電流放大作用，必須滿足發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏的條件。3當(dāng)基極電路由于外加電壓或電阻改變而引起IB的微小變化時，必定使IC發(fā)生較大的變化。即三極管的基極電流對集電極電流具有控制作用。1.5.2特性曲線和主要參數(shù)1.輸入特性曲線IB

=f(UBE)UCE=常數(shù)UCE≥1V第1章上頁下頁翻頁返回IEIBRBUBICUCCRC＋--＋UBEUCEUBE/VIB/μAOO2.晶體管輸出特性曲線IC

=f

(UCE)|IB=

常數(shù)IB

減小IB增加UCEICIB

=20μAIB

=60μAIB

=40μA第1章上頁下頁翻頁返回IEIBRBUBICUCCRC＋--＋UBEUCE晶體管輸出特性曲線分三個工作區(qū)UCE

/VIC

/mA8060400IB=20μAO24681234截止區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)第1章上頁下頁翻頁返回

晶體管三個工作區(qū)的特點(diǎn):放大區(qū):截止區(qū):飽和區(qū):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏有電流放大作用,IC=βIB輸出曲線具有恒流特性發(fā)射結(jié)、集電結(jié)處于反偏失去電流放大作用,IC≈0晶體管C、E之間相當(dāng)于開路發(fā)射結(jié)、集電結(jié)處于正偏失去放大作用晶體管C、E之間相當(dāng)于短路第1章上頁下頁翻頁返回

3.主要參數(shù)集電極基極間反向飽和電流ICBO集電極發(fā)射極間穿透電流ICEOICEO=(1+β)ICBO交流電流放大系數(shù)β=△IC/△IB第1章上頁下頁直流電流放大系數(shù)β=IC/IB電流放大系數(shù)極間反向飽和電流翻頁返回ICEOCBEμAμAICBOCEB集電極最大允許電流ICM集-射反向擊穿電壓U(BR)CEO集電極最大允許耗散功率PCM過壓區(qū)過流區(qū)安全工作區(qū)過損區(qū)PCM=ICUCEUCE/VU(BR)CEOIC/mAICMO使用時不允許超過這些極限參數(shù).第1章上頁下頁翻頁

極限參數(shù)返回1.5.3三極管的等效模型

三極管工作在直流（靜態(tài)）時可用直流模型來表征它的特性。建立直流模型的條件：1）三極管工作在放大狀態(tài);2)三極管工作在直流狀態(tài)（無交流輸入），所有信號都是直流量。上頁下頁第1章翻頁返回一、直流模型（或叫靜態(tài)模型）

UBE

基本恒定，可用一電壓源等效，硅管取0.7V，鍺管取0.3V。三極管直流模型的建立步驟：iB0uBE第1章上頁下頁輸入回路的直流等效電路翻頁返回eIBec+-+-UCEUBEIEbIBQQUBEbUBE輸出回路的直流等效電路iC

0uCEICQUCEβ

≈——IBIC第1章上頁下頁翻頁IC=βIB返回受控恒流源，是電流控制電流源eCβIBIC受控源的類型第1章上頁下頁翻頁返回電壓控制電壓源（VCVS）I2=gU1

+U1-U2=μU1

+U1-+-電壓控制電流源（VCCS）電流控制電壓源（CCVS）電流控制電流源（CCCS）U2=γI1

I1+-I2=βI1

I1二、簡化的小信號模型

三極管工作在放大狀態(tài)時可用電路模型來表征它的特性。建立簡化小信號模型的條件：1）三極管工作在放大狀態(tài);2)輸入信號非常?。ㄒ话悝藺數(shù)量級）上頁下頁第1章翻頁返回

rbe

=200Ω+（1+β）————26（mv）IE（mA）三極管微變等效模型的建立步驟：iB0uBEUce≥1VIB△IB△UBE第1章上頁下頁Q輸入回路微變等效電路翻頁返回berbe△UBE△IBubeib=rbe=ibec+-+-uceubeicb輸出回路微變等效電路iC

0uCEICQUCE?IC"△UCEβ

=———△IB△IC

rce=———△I’’C△UCE第1章上頁下頁翻頁iC=βib

返回icβ=ib受控恒流源△IC△IBCeβibrcee第1章上頁下頁返回ibec+-+-uceubeicbebibicrceβib等效模型cuceuberbe+–+–bibiCcβib簡化模型ubeucerbe–++–本節(jié)結(jié)束1.6絕緣柵場效應(yīng)晶體管1.6.1基本結(jié)構(gòu)和工作原理第1章上頁下頁返回1.6.2特性曲線和主要參數(shù)1.6.3簡化的小信號模型概述第1章上頁下頁返回翻頁

場效應(yīng)晶體管是利用電場效應(yīng)來控制電流的一種半導(dǎo)體器件，絕緣柵型場效應(yīng)管的應(yīng)用最為廣泛，這種場效應(yīng)管又稱為金屬－氧化物－半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOS）。P溝道增強(qiáng)型耗盡型N溝道增強(qiáng)型耗盡型

按其導(dǎo)電類型可將場效應(yīng)晶體管分為N溝道和P溝道兩種，按其導(dǎo)電溝道的形成過程可分為耗盡型和增強(qiáng)型兩種。

因而就出現(xiàn)了四種不同形式的場效應(yīng)晶體管，它們是：1.6.1基本結(jié)構(gòu)和工作原理1.結(jié)構(gòu)BG柵極D漏極SiO2BDGSP型硅襯底S源極N溝道增強(qiáng)型結(jié)構(gòu)示意圖圖形符號第1章上頁下頁返回N+N+翻頁2.工作原理

D與S之間是兩個PN結(jié)反向串聯(lián)，無論D與S之間加什