模擬電子技術(shù)部分

1、（二）模擬電子技術(shù)部分1 半導(dǎo)體器件 (講課 4 學(xué)時，共 2 次課 )課題名稱第 1 次課：二極管和穩(wěn)壓管（章節(jié)題目）教學(xué)目的1、 了解二極管和穩(wěn)壓管的結(jié)構(gòu)、工作原理 ;2、 掌握特性曲線、主要參數(shù)和應(yīng)用 ;和 要 求3、 理解 PN 結(jié)的單向?qū)щ娦浴＝虒W(xué)重點重點：掌握主要特性、主要參數(shù)的含義，掌握各元件的應(yīng)用。和 難 點難點： PN 結(jié)的單向?qū)щ娦浴＝虒W(xué)方式多媒體或膠片投影或傳統(tǒng)方法一、復(fù)習(xí)提問、導(dǎo)入新課回顧接觸過的半導(dǎo)體知識二、講授新課1、半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性2、半導(dǎo)體二極管教三、 總結(jié)本次課應(yīng)著重掌握和理解以下幾個問題：學(xué)1、半導(dǎo)體的導(dǎo)電性受外界條件的影響特別是溫度和光照，利用這些特點可以

2、制造許多元件，但是也給半導(dǎo)體器件工作過的穩(wěn)定帶來影響。2、PN 結(jié)具有單向?qū)щ娦裕诱螂妷簩?dǎo)通可以通過很大的正向電流。加反向電壓截止僅有很小的反向電流通過。程1 / 89.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1、物質(zhì)按導(dǎo)電性分類：（ 1）導(dǎo)體：金屬（ 2）絕緣體：橡膠、塑料、陶瓷等（ 3）半導(dǎo)體：硅、鍺、一些流化物、氧化物2、載流子（ 1）自由電子（ 2）空穴3、本征半導(dǎo)體（純凈99.99999% ）（1）將元素的原子排列整齊時的結(jié)構(gòu)（單晶體與多晶體）（2）原子核外層的電子：價電子決定化學(xué)性質(zhì)（Si +4 價、 Ge +4 價）（3）穩(wěn)定時共價健中的價電子不能成為自由電子，受外界激發(fā)（光照、加熱）掙脫束縛：

3、形成自由電子并在原共價鍵中留下空位（即空穴）填補空位：自由電子與穴同時消失（即復(fù)合）4、摻雜半導(dǎo)體（ 1）硅（鍺）晶體內(nèi)摻入少量的五價元素（磷、銻）多子（主要導(dǎo)電的載粒子） ：自由電子少子：空穴（熱激發(fā)形成）主要導(dǎo)電方式取決于多子，稱電子型或N 型半導(dǎo)體（ 2）硅（鍺）晶體內(nèi)摻入少量的三價元素（硼、鋁）多子：空穴少子：自由電子（熱激發(fā)形成）導(dǎo)電方式取決于多子（空穴）稱空穴型或P 型半導(dǎo)體5、半導(dǎo)體特性（ 1）熱敏性：溫度敏感元件（熱敏電阻）（ 2）光敏性：光敏元件（光敏電阻、二極管、三極管、電池）（ 3）摻雜性6、 PN 結(jié)及單向?qū)щ娦裕?1） PN 結(jié)的形成擴散漂移動態(tài)平衡（2）單向?qū)щ娦訮

4、N 結(jié)加正向電壓（正偏置）高電位端P 區(qū)低電位端N 區(qū)E 外 與 E 內(nèi) 方向相反，削弱內(nèi)電場，空間電荷區(qū)變薄，多子的擴散加強，形成擴散電流（ I 正 ）； E 外越大， I 正越大（ PN結(jié)導(dǎo)通，呈低阻狀態(tài)）。PN結(jié)加反向電壓（反偏置）高位端 N 區(qū)低位端 P 區(qū)2 / 8E 外與 E 內(nèi)方向相同，增強內(nèi)電場，空間電荷區(qū)變寬，少子的漂移運動加強，形成漂移電流（I 反 ）。少子數(shù)量少且與溫度有關(guān)，故I 反 小且與溫度有關(guān)而與E 外 無關(guān)（ PN 結(jié)截止，呈高阻狀態(tài)）9.2 半導(dǎo)體二極管1、結(jié)構(gòu)（ 1）點接觸： PN 結(jié)面積小， 極間電容小， 小電流 （高頻檢波、 脈沖數(shù)字電路中的開頭元件）（

5、2）面接觸： PN 結(jié)面積大，胡間電容大，電流大（整流）2、符號陽（ +）陰（ - ）3、伏安特性I = f （ U）（ 1）正向特性死區(qū)電壓硅管： 0.5V鍺管： 0.1V工作電壓（正向?qū)▍^(qū)）硅管： 0.7V鍺管： 0.3V（2）反向特性反向飽和電流硅管：納安級鍺管：微安級因少子數(shù)量小，故I 反小但是： toc少子I 反反向擊穿特性齊納擊穿（可恢復(fù)） ：外強電場強行把共價健的電子拉出雪崩擊穿（可恢復(fù)） ：被拉出的電子撞擊原子使自由電子增加熱擊穿（不可恢復(fù)） ：高速運動的電子熱量增加材料溫度禁用4、主要參數(shù)（ 1）大整流電流 I OM（ 2）反向工作峰值電壓 URWM（ 3）反向峰值電流 I

6、 RM5、應(yīng)用（ 1）檢波把已調(diào)制好的高頻信號中的低頻信號取出調(diào)制：低頻信號使高頻信號的幅度、頻率等隨之變化（ 2）整流把交流變換成直流（ 3）鉗位（ 4）限幅? 例題分析：如圖所示電路， 輸入端 A 的電位 UA +3V，B點的電位 UB 0V，電阻 R接電源電壓為 -15V ，求輸出端 F 的電位 UF?！窘狻?因為 DA 和 DB為共陰極連接， A、B 兩端為它們的陽極，因此 UA、 UB 中的高電位對應(yīng)的管子將會優(yōu)先導(dǎo)通。3 / 8由 UA UB 可知， DA將會優(yōu)先導(dǎo)通。如果DA為硅二極管，其正向壓降約為0.7V ，則此時UF+3-0.7 +2.3V 。當(dāng) DA導(dǎo)通后， DB因承受反

7、向電壓而截止。在此處， DA起的就是鉗位作用，把 F 端的電位鉗置在+2.3V；DB起隔離作用， 把輸入端B和輸出端F 隔離開。4 / 8（二）模擬電子技術(shù)部分1 半導(dǎo)體器件 (講課 4 學(xué)時，共 2 次課 )課題名稱第 2次課：穩(wěn)壓管和三極管（章節(jié)題目）1、了解穩(wěn)壓管、三極管的結(jié)構(gòu);教學(xué)目的2、掌握特性曲線、主要參數(shù)和應(yīng)用;和 要 求3、理解穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理、三極管的電流放大作用。重點：掌握主要特性、主要參數(shù)的含義;教學(xué)重點穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理、三極管的電流放大作用。和 難 點難點：三極管放大原理。教學(xué)方式多媒體或膠片投影或傳統(tǒng)方法一、復(fù)習(xí)提問、導(dǎo)入新課半導(dǎo)體二極管的特性二、講授新課1、穩(wěn)壓管（穩(wěn)壓

8、二極管）2、半導(dǎo)體三極管教三、 總結(jié)本次課應(yīng)著重掌握和理解以下幾個問題：學(xué)1、三極管有三種工作狀態(tài)，工作在放大狀態(tài)時，集電結(jié)反偏、過發(fā)射結(jié)正偏，集電極電流隨基極電流成比例變化。2、由于二極管、 三極管等半導(dǎo)體元件是非線性元件，所以它們的伏安特性常用特性曲線圖表示。程5 / 89.3穩(wěn)壓管（穩(wěn)壓二極管）1、符號陽陰2、伏安特性I = f(U) 反向曲線陡直 工作于反向擊穿區(qū)（反向聯(lián)結(jié)） UZ 小， I Z 大， RZ= Uz/ I z 可串 Dz 來提高穩(wěn)壓值 D z 不可并聯(lián)使用 Uz 高的不導(dǎo)通，用不上 Uz 低的因過載而損壞同一型號的 Dz 其穩(wěn)壓值不同（范圍）3、穩(wěn)壓管的主要參數(shù)（ 1）

9、穩(wěn)定電壓 UZ（ 2）電壓溫度系數(shù) U（ 3）動態(tài)電阻 r Z（ 4）穩(wěn)定電流 I Z（ 5）最大允許耗散功率這 PZM? 例題討論：在圖示電路中，穩(wěn)壓管的I ZM 18mA，UZ 12V，R 1.6K 通過穩(wěn)壓電流I Z 等于多少？ R 是限流電阻，其值是否合適？解： I Z（ 20-12 ）/ （ 1.6 103） A5mAI Z V B V E PNP: VE V B V C（ 2）電流分配：I E = I B + I CI C /I B = ( 直 )3、特性曲線I C / I B =（動）+20VIZRDZ6 / 8（ 1）輸入特性IB = f(UBE) U CE=常量（ 2）輸出特

10、性IC= f(U) IB=常量CE載止區(qū)：對應(yīng)I B 0 以下的區(qū)域IC I CE0 0,U BE 0；可靠截止 c、e 結(jié)均處于反偏放大區(qū)： U 0、U 0， I受 I控制（ e 結(jié)正偏、 c 結(jié)反偏）BEBCCB飽和區(qū)： U U （ U 0）， I不受 I控制， U 0.3V （c 結(jié)、 e 結(jié)均為正偏）CEBECBCBCES4 、主要參數(shù)(1) 特性參數(shù)電流放大系數(shù)，集基極反向截止電流I CB0集射極反向截止電流I CE0(2) 極限參數(shù)集電極最大允許電流I CM集射極向擊穿電壓U(BR)CEO集電極最大允許耗散功率PCM? 例題討論 ：有兩只晶體管，一只的 200，I CEO 100，ICEO 10 A ， 200 A ；另一只的其它參數(shù)大致相同。你認(rèn)為應(yīng)選用哪只管子？為什么？解：選用 100、I CBO 10 A 的管子，因其 適中、 I CEO 較小，因而溫度穩(wěn)定性較另一只管子好。已知兩只晶體管的電流放大系數(shù)分別為 50 和 100，現(xiàn)測得放大電路中這兩只管子兩個電極的電流如圖所示。 分別求另一電極的電流，標(biāo)出其實際方向， 并在圓圈中畫出管子。解：