《晶体管应用调试》PPT课件.ppt

情境一便携式喊话器制作与调试晶体管应用调试 金华职业技术学院信息工程学院电子技术课程组制 二极管应用调试 二极管 1 二极管基本特性 图 a 灯泡发光 说明电路导通 图 b 二极管管脚调换位置 灯泡不发光 说明电路断开 结论 二极管具有单向导电性 2 半导体二极管的结构与类型 二极管的结构示意图 正极 负极 二极管的电路符号 二极管类型 按材料分 硅二极管 锗二极管 砷化镓二极管 按结构分 点接触型 面接触型 平面型 二极管结构 按用途分 稳压二极管 整流二极管 发光二极管 开关二极管等 2 半导体二极管的结构与类型 二极管类型 不能承受大电流和高的反向电压 但是极间电容小 适用于高频电路 能承受大电流和高的反向电压 但极间电容大 适用于低频电路 主要用于整流电路 2 半导体二极管的结构与类型 二极管命合方法 第一部分 数字 电极数 2 二极管 第二部分 第三部分 字母 汉拼 材料 A 锗材料B 锗材料C 硅材料D 硅材料 字母 汉拼 器件类型 P 普通管W 稳压管Z 整流管K 开关管U 光电管 例如 2CP2AP2CZ2CW 第四部分 数字 器件序号 第五部分 字母 汉拼 规格号 3 二极管的伏安特性与主要参数 二极管伏安特性 死区电压硅管0 6V锗管0 2V 导通压降硅管0 6 0 7V锗管0 2 0 3V 反向击穿电压UBR 反向电流急剧增大 iD急剧上升 3 二极管的伏安特性与主要参数 二极管主要参数 IF 最大整流电流 二极管长期运行时 允许通过管子的最大正向平均电流 URM 最高反向工作电压 允许加在二极管上反向电压的最大值 为U BR 2 IR 反向饱和电流 在室温下 二极管两端加上规定反向电压时的反向电流 越小单向导电性越好 fM 最高工作频率 超过时单向导电性变差 3 二极管的伏安特性与主要参数 二极管主要参数 温度对二极管特性的影响 T升高时 UD on 以2 2 5mV C下降 反向电流会急剧增加 4 二极管识别与检测 目测判别极性 4 二极管识别与检测 用万用表检测二极管 在R 1k挡进行测量 测量时手不要接触引脚 红表笔是 表内 负极 黑表笔是 表内 正极 一般硅管正向电阻为几千欧锗管正向电阻为几百欧 正反电阻相差不大为劣质管 正反电阻都是无穷大或零则二极管内部断路或短路 5 二极管电路分析 二极管的理想模型 二极管 死区电压 0 5V 正向压降 0 7V 硅二极管 理想模型 死区电压 0 正向压降 0 正偏导通 uD 0反偏截止 iD 0 工程实践中 当二极管的正向压降远小于和它串联的电压 反向电流远小于和它并联的电流时 认为二极管是理想的 二极管的恒压源模型 UD on uD UD on 0 7V Si 0 2V Ge 5 二极管电路分析 例 硅二极管 R 2k 分别用二极管理想模型和恒压降模型求出VDD 2V和VDD 10V时IO和UO的值 解 二极管导通 理想 IO VDD R 1 mA UO VDD 2V 恒压降 UO VDD UD on 2 0 7 1 3 V IO UO R 0 65 mA VDD 2V时 VDD 10V时 理想 IO VDD R 5 mA 恒压降 UO 10 0 7 9 3 V IO 9 3 2 4 65 mA 结论 VDD大采用理想模型VDD小用恒压降模型 5 二极管电路分析 例 试求电路中电流I1 I2 IO和输出电压UO的值 解 假设二极管断开 UP 15V UP UN 二极管导通 等效为0 7V的恒压源 UO VDD1 UD on 15 0 7 14 3 V IO UO RL 4 8 mA I2 UO VDD2 R 2 3 mA I1 IO I2 4 8 2 3 7 1 mA 5 二极管电路分析 例 选择二极管限流电阻 步骤 设定工作电压 如0 7V 2V LED UZ 2 确定工作电流 如1mA 10mA 5mA 3 根据欧姆定律求电阻R UI UV IV R要选择标称值 6 二极管应用 单相半波整流 切换到EWB环境观察半波整流波形 6 二极管应用 桥式整流电路 uO 6 二极管应用 桥式整流电路 uO 切换到EWB环境观察桥式整流波形 6 二极管应用 单向限幅电路 切换到EWB环境观察波形 5V 二极管截止 二极管导通 6 二极管应用 双向限幅电路 切换到EWB环境观察波形 6 二极管应用 双向限幅电路 两只反向并联的二极管起限幅保护作用 使加在运算放大器反相端的输入电压不超过二极管的阈值电压 或导通电压 以免过高输入电压损坏集成运放 6 二极管应用 二极管的开关作用 0V 0V 正偏导通 正偏导通 0V 0V 5V 正偏导通 反偏截止 0V 5V 0V 反偏截止 正偏导通 0V 5V 5V 正偏导通 正偏导通 5V 与门 6 二极管应用 二极管的开关作用 0V 0V 反偏截止 反偏截止 0V 0V 5V 反偏截止 正偏导通 5V 5V 0V 正偏导通 反偏截止 5V 5V 5V 正偏导通 正偏导通 5V 或门 6 二极管应用 克服交越失真 6 二极管应用 克服交越失真 闭合开关 二极管不起作用 断开开关 二极管起作用 7 特殊二极管 稳压二极管 符号 特性 工作条件 反向击穿 1 稳定电压UZ 流过规定电压时稳压管两端的反向电压值 2 稳定电流IZ 越大稳压效果越好 小于Imin时不稳压 3 最大工作电流IZM PZM UZIZ 5 动态电阻rZ UZ IZ 越小稳压效果越好 几 几十 4 最大耗散功率PZM 7 特殊二极管 稳压二极管 例 分析简单稳压电路的工作原理 R为限流电阻 解 IR IZ IL UO UI IRR 当UI波动时 RL不变 当RL变化时 UI不变 反之亦然 7 特殊二极管 稳压二极管 稳压二极管应用 高电压到低电压转换 比较器输出限幅 7 特殊二极管 发光二极管LED LightEmittingDiode 工作条件 正偏 一般工作电流几十mA 导通电压1 2V 符号 特性 发光类型 可见光 红 黄 绿 不可见光 红外光 7 特殊二极管 发光二极管LED LightEmittingDiode 显示类型 普通LED 点阵LED 七段LED 7 特殊二极管 发光二极管 发光二极管应用 输出电平指示 输入为高电平时 经过非门变成低电平 发光二极管反向截止 不亮 输入为低电平时 经过非门变成高电平 发光二极管正向导通 亮 输入为高电平时 经过非门变成低电平 发光二极管正向导通 亮 输入为低电平时 经过非门变成高电平 发光二极管反向截止 不亮 7 特殊二极管 发光二极管 发光二极管应用 电源指示电路 7 特殊二极管 发光二极管 发光二极管应用 红外发光二极管发送器 7 特殊二极管 光敏二极管 符号 特性 工作条件 反偏 三极管应用调试 1 三极管结构与符号 发射极E 基极B 集电极C 发射结 集电结 基区 发射区 集电区 emitter base collector NPN型 PNP型 2 三极管工作状态 三种工作状态 放大截止饱和导通 三极管放大条件 内部条件 基区 较薄 掺杂浓度低 集电区 面积较大 发射区 掺杂浓度较高 2 三极管工作状态 三极管放大条件 外部条件 发射结正偏 集电结反偏 UC UB UE UE UB UC 放大状态下电流分配关系 2 三极管工作状态 三极管饱和导通条件 UCE UBE IB ICUCE 0 3V 发射结正偏 集电结正偏 2 三极管工作状态 三极管截止条件 发射结反偏 也可为零偏 集电结反偏 IB 0IC ICEO 0UBE 死区电压 2 三极管工作状态 放大 发射结正偏 集电结反偏 即 IC IB 且 IC IB 2 饱和 发射结正偏 集电结正偏 即 UCE UBE IB IC UCE 0 3V 3 截止 UBE 死区电压 IB 0 IC ICEO 0 2 三极管工作状态 例 测量三极管三个电极对地电位如图所示 试判断三极管的工作状态 2 三极管工作状态 例 50 USC 12V RB 70k RC 6k 当USB 2V 2V 5V时 晶体管的工作状态 当USB 2V时 IB 0 IC 0 三极管截止 2 三极管工作状态 USB 2V时 假设放大 三极管放大状态 2 三极管工作状态 当USB 5V时 假设放大 三极管饱和 不可能 3 晶体三极管特性 输入特性 特性右移 因集电结开始吸引电子 特性基本重合 电流分配关系确定 导通电压UBE on Si管 0 6 0 8V Ge管 0 2 0 3V 取0 7V 取0 2V 3 晶体三极管特性 输出特性 放大区 截止区 饱和区 1 截止区 IB 0的区域 2 放大区 特点 水平 等间隔 3 饱和区 uCE uBE 特点 1 IC IB 2 临界饱和 uCE uBE 3 深度饱和 UCE SAT 0 3V 硅管 UCE SAT 0 1V 锗管 3 晶体三极管特性 温度升高对特性曲线的影响 1 温度升高 输入特性曲线向左移 温度每升高1 C UBE 2 2 5mV 温度每升高10 C ICBO约增大1倍 2 温度升高 输出特性曲线向上移 T2 温度每升高1 C 0 5 1 输出特性曲线间距增大 T2 4 三极管识别与检测 目测判别极性 4 三极管识别与检测 万用表检测 2 用万用表电阻挡测量三极管的好坏PN结正偏时电阻值较小 几千欧以下 反偏时电阻值较大 几百千欧以上 1 插入三极管挡 hFE 测量 值或判断管型及管脚 三颠倒 找基极 3 三极管极性 类型判别 PN结 定管型 顺箭头 偏转大 4 三极管识别与检测 指针式万用表 红表笔是 表内 负极 黑表笔是 表内 正极 数字式万用表 红表笔是 表内 正极 黑表笔是 表内 负极 4 三极管识别与检测 三极管选用 1 根据电路工作要求选择高 低频管 2 根据电路工作要求选择PCM ICM U BR CEO应保证 3 一般三极管的 值在40 100之间为好 9013 9014等低噪声 高 的管子不受此限制 4 穿透电流ICEO越小越好 硅管比锗管的小 PC PC ICM C U BR CEO C 5 三极管电路分析 基本思想 根据叠加定理 分别分析电路中的交 直流成分 直流通路 ui 0 称为静态 交流通路 ui 0 动态 只考虑变化的电压和电流 基本方法 图解法 在输入 输出特性图上画交 直流负载线 求静态工作点 Q 分析动态波形及失真等 解析法 根据发射结导通压降估算 Q 用小信号等效电路法分析计算电路动态参数 5 三极管电路分析 电量符号表示规则 AA A 大写表示电量与时间无关 直流 平均值 有效值 A 小写表示电量随时间变化 瞬时值 大写表示直流量或总电量 总最大值 总瞬时值 小写表示交流分量 总瞬时值 直流量 交流瞬时值 交流有效值 直流量往往在下标中加注Q A 主要符号A 下标符号 5 三极管电路分析 图解分析法 直流分析 输入直流负载线方程 uCE VCC iCRC uBE VBB iBRB 输出直流负载线方程 输入回路图解 Q 静态工作点 VBB VBB R