模D电子技术与应用

2020年5月10日11时32分,模拟电子技术基础,2,2020年5月10日11时32分,1半导体的特性,本征半导体-完全纯净的半导体(Si，Ge)，其中的载流子是由本征激发产生，电子、空穴成对出现。（两种载流子）杂质半导体-本征半导体掺杂得到。N型(掺5价），P型(掺3价)杂质半导体的转型当掺入三价元素的密度大于五价元素的密度时，可将N型转为P型，反之亦反。,第一章半导体二极管,3,2020年5月10日11时32分,2半导体二极管,PN结；PN结的单向导电性；类型：锗管、硅管；高频、低频；小功率、大功率；点接触、面接触；伏安特性；,在常温(300K)下，VT26mV,4,2020年5月10日11时32分,主要参数1最大（额定）整流电流IF2反向击穿电压U(BR)（V(BR)后同）3最高允许反向工作电压UR=(1/22/3)U(BR)4反向电流IR5正向电压降UF6最高工作频率fM,5,2020年5月10日11时32分,3二极管基本电路及其分析方法,(1)理想模型,正偏时，管压降为0V，即vD=0V；反偏时，认为R=，电流为0。,适用,当电源电压远比二极管的管压降大时可用,6,2020年5月10日11时32分,(2)恒压降模型,恒压降模型,iD,vD,VON,VON,vD,iD,当二极管导通后，认为其管压降vD=VON。,对硅而言，常取vD=VON=0.7V。,适用,只有当二极管的电流iD近似等于或大于1mA时才正确。应用较广泛。,VON,7,2020年5月10日11时32分,(3)折线模型,折线模型,iD,vD,Vth,Vth,vD,iD,当二极管正向vD大于Vth后其电流iD与vD成线性关系，直线斜率为1/rD。,截止时反向电流为0,Vth为二极管的门槛电压，约为0.5V。,8,2020年5月10日11时32分,折线模型,iD,vD,Vth,Vth,vD,iD,rD的确定：,假设当二极管的导通电流为1mA时，管压降vD=0.7V，则有：,vD=Vth+iDrD,9,2020年5月10日11时32分,例1：,电路如图（a）所示，已知ui5sint(V)，二极管导通电压UD0.7V。试画出ui与uO的波形，并标出幅值。,（a）,（b）,波形如图（b）示。,解：,10,2020年5月10日11时32分,一限幅电路如图所示，R=1k，VREF=3V。试用折线模型（取Vth=0.5V，rD=200）分析：（1）vI=0V，4V，6V时，求相应的输出电压vO的值;（2）当vI6sintV时，绘出相应当输出电压vO的波形。,例2：,11,2020年5月10日11时32分,等效电路,12,2020年5月10日11时32分,D导通，则vO=VAB,即VO=Vth+IDrD+VREF,VO3.583V,当vI=4V时,当vI=6V时,A,B,13,2020年5月10日11时32分,（2）当vi=6sintV时，求vO的波形,先画出电压传输特性曲线：,14,2020年5月10日11时32分,方法：按照输入电压的波形通过传输特性用描点法可以画出。,15,2020年5月10日11时32分,16,2020年5月10日11时32分,3,3,0,6,9,6,9,vO/V,vI/V,/2,3/2,2,t,传输特性图,17,2020年5月10日11时32分,/2,3,3,0,6,9,6,9,vO/V,vI/V,/2,3/2,2,-3,3,0,6,9,-6,-9,vO/V,3/2,2,t,t,传输特性图,vO波形图,18,2020年5月10日11时32分,/2,3,3,0,6,9,6,9,vO/V,vI/V,/2,3/2,2,-3,3,0,6,9,-6,-9,vO/V,3/2,2,t,t,传输特性图,vO波形图,19,2020年5月10日11时32分,二极管开关电路如图所示。当vI1和vI2为0V或5V时，求vI1和vI2的值不同组合情况下，输出电压vO的值。设二极管是理想的。,例3：,解：,逻辑与,20,2020年5月10日11时32分,VZ表示反向击穿电压，即稳压管的稳定电压。,4.特殊二极管,(1)齐纳二极管（稳压管）,21,2020年5月10日11时32分,（2）发光二极管包括可见光与不可见光两种。后者也称为红外线发射管。发光二极管是一种把电能转换成光能的器件。其符