电子技术课件.ppt

电子技术,章艳,下一页,一、课程的主要内容,电子技术是研究电子器件及其应用的科学。,1、模拟电子技术,处理的是模拟信号，即随时间连续变化的信号。,2、数字电子技术,处理的是数字信号，即在时间和数值上不连续的信号。,绪论,电工学,电子元件图例,上一页,下一页,二、电子技术的发展历史,上一页,下一页,电子技术是在19世纪末叶无线电发明之后才发展起来的。,1、第一代：电子管,上一页,下一页,第一台电子计算机,上一页,下一页,2、第二代：晶体管（1948年）,体积小、重量轻、功耗小、寿命长,里程碑,3、第三代：集成电路（1958年）,体积更小、重量更轻、功耗更小、可靠性高,4、第四代：中、大规模集成电路（1966年）,5、第五代：超大规模集成电路（1975年）,10000/片,10000以上/片,100/片,1958年，二人同时发明集成电路。1969年法庭将集成电路的发明专利授予了基尔比，而将关键的内部连接技术专利授予诺伊斯；前者于1990年离世，后者于2000年获诺贝尔物理学奖。,JackKilby,RobertNoyce,上一页,下一页,摩尔定律：IC上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。,戈登摩尔GordonMoore,四、学习要求与参考书,学时：32（讲课）+12（实验）学习要求：认真听讲、按时完成作业。作业于章节结束后的下次课课前交。考试要求：平时成绩占10%（7次作业+3次课堂测验）教材、参考书：电工学（少学时）唐介主编电工学学习指导与解题能力训练唐介主编,上一页,下一页,第8章直流稳压电源,第8章直流稳压电源,8.3直流稳压电源的组成,8.4整流电路,8.5滤波电路,8.6稳压电路,8.2半导体二极管,8.1半导体的基础知识,8.1半导体基础知识,一、本征半导体,纯净的具有晶体结构的半导体,特点：(1)载流子的数量少且成对出现(2)载流子的数量受温度影响较大，温度高数量就多(3)导电能力很差,半导体有两种载流子：自由电子、空穴,二、杂质半导体,掺入少量杂质的半导体,(2)P型空穴自由电子（多数载流子）（少数载流子）,(1)N型自由电子空穴（多数载流子）（少数载流子）,温度,掺杂,三、PN结,1、PN结的形成,扩散运动,扩散运动：多数载流子由于浓度的差别而形成的运动。,内电场,耗尽层势垒区,PN结,P区,N区,多数载流子的扩散运动继续进行，使PN结加宽，内电场增强。,内电场越强，多数载流子的运动越难以进行。,P区,N区,漂移运动：少数载流子在内电场作用下的运动。漂移运动使PN结变薄，内电场削弱。内电场削弱，又有利于多数载流子的扩散运动，而不利于少数载流子的漂移运动。,漂移运动,多数载流子的扩散运动与少数载流子的漂移运动达到动态平衡平衡的PN结。,2.PN结的特性,偏置,正向偏置反向偏置,多子运动,少子运动,正向导通,主要特性：单向导电性,反向截止,I0,8.2半导体二极管,一、普通二极管,1.基本结构,2.伏安特性,正向：死区（OA段）硅管约0.5V，锗管约0.2V；正向导通区硅管约0.7V，锗管约0.3V。,（温度增加，曲线左移）,反向：截止区（OB段）I近似为0；击穿区管子被击穿（普通管：永久性损坏）,(a)近似特性(b)理想特性,因通常使用二极管时应保证其工作在正向导通或反向截止状态，故认为二极管正偏则导通，反偏则截止。单向导电性,3.主要参数（选择二极管）,(1)IF：额定正向平均电流,(2)UF：正向电压降,(3)UR：最高反向工作电压,(4)IRm：最大反向电流,4.二极管应用：,DA，DB为硅管，UA=3V，UB=0V：UF=?,UF=0.7VDB起钳位作用，DA起隔离作用,D1、D2起限幅作用,二*、光电二极管三*、发光二极管四*、光电耦合器,8.3直流稳压电源的组成,大小不合适的交流,大小合适的交流,脉动直流,不稳定的直流,稳定直流,8.4整流电路,单相半波整流电路,正半周:,u20，,uo=u2,D1和D3导通,单相桥式整流电路,负半周:,u20，,uo=u2,D2和D4导通,二极管平均电流：,二极管反向电压最大值：,负载直流电压：,选择器件：,负载直流电流：,整流桥块,正确使用：,【例】一桥式整流电路如图示。负载电阻RL=240，负载所需直流电压UO=12V，电源变压器的一次电压U1=220V。试求该电路在正常工作时的负载直流电流IO、二极管平均电流ID和变压器的电压比k。,二极管平均电流,解：负载直流电流,变压器的二次电压,变压器的电压比,如何选择二极管型号？,电容滤波,电感滤波,复式滤波,8.5滤波电路,一、电容滤波电路,把脉动性比较大的直流电压变成比较平缓的直流电压,适用于：负载电流比较小且负载变动不大的场合。,C或RL,电容放电,电容滤波的原理(1)电源电压上升时电容被充电储能。(2)电源电压下降时电容放电。,RL,结论滤波使uo的波形更平滑，提高了uo的平均值。uo的平滑程度取决于放电时间常数=RLC。,输出电压,空载时：,电解电容：,二极管：,（因有冲击电流流过二极管）,有载时：,选择器件：,IF=2ID,二、电感滤波电路,适用于：负载电流比较大且变化幅度较大的电路。,三、复式滤波电路,【例】分析整流电路中的二极管D2或D4断开时负载电压的波形,如果D2或D4接反，后果如何？如果D2或D4因击穿或烧坏而短路，后果如何？,【答】当D2或D4断开后,电路为单向半波整流电路。,如果D2或D4反接：正半周时，二极管D1，D2或D3，D4导通，电流经D1、D2或D3、D4而造成电源短路，电流很大，因此电源及D1、D2或D3、D4将烧坏；如果D2或D4因击穿或烧坏而短路：正半周时，情况与D2或D4接反类似,电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。,【例】一桥式整流电容滤波电路，已知电源的f=50Hz，负载电阻RL=100，U2=25V，试求：(1)选择整流二极管；(2)选择滤波电容器；(3)若测得UO分别为下列各值时，填写下表。UO=30V(b)UO=22.5V(c)UO=25V(d)UO=11.25V(e)UO=35.35V,解:(1),查表选择,(2),(3),正常,一桥臂断,电容断,一桥臂断且电容断,负载断,在一定的范围内，反向击穿具有可逆性,8.6稳压电路,一、稳压二极管（齐纳二极管）,稳定电压：Uz最小稳定电流：Izmin最大稳定电流：Izmax,反向特性,正向特性,击穿电压,特点：反向击穿电压小；反向击穿特性陡。,解：(1)Ui10V时，DZ反向击穿稳压：Uo=UZ=5V。(2)Ui=3V时，DZ反向截止：Uo=Ui=3V。(3)Ui=5V时，DZ正向导通：Uo=0V。(4)ui=10sintV时当0ui5V时，DZ反向截止：Uo=Ui=10sintV。当ui5V时，DZ反向击穿稳压：Uo=UZ=5V。,【例】如图所示电路，设UZ=5V，正向压降忽略不计。当直流输入Ui=10V、3V、5V时，Uo=？当输入为交流ui=10sintV时，分析uo的波形。,当ui0V时，DZ正向导通：Uo=0V。,二、稳压二极管稳压电路,当电源波动或负载电流的变化引起UO变化时,UoUzIzI=(Iz+Io)UR=IR,Uo=UiUR,1.三端固定式集成稳压器,CW7800系列：输出正电压CW7900系列：输出负电压如：CW7805表示输出+5V电压CW7912表示输出12V电压,三、集成稳