电工与电子技术A

1、参考教材：参考教材：电子技术电子技术陈正传陈正传 罗会昌主编，罗会昌主编，机械工业出版社机械工业出版社 答疑安排：每周答疑安排：每周四下午四下午5：006：30。地点：地点：工科工科2-301 模拟信号模拟信号是指在时间和数值上都是指在时间和数值上都连续连续的信号。的信号。数字信号数字信号是指在时间和数值上都是指在时间和数值上都不连续不连续的信的信号，即所谓离散的。号，即所谓离散的。tt 学习电子技术，就是要掌握常用半导体器件的学习电子技术，就是要掌握常用半导体器件的原理、特性，以及由这些器件所组成的电子电路原理、特性，以及由这些器件所组成的电子电路的分析方法。二极管与晶体管是最常用的半导体的

2、分析方法。二极管与晶体管是最常用的半导体器件，而器件，而PN结是构成各种半导体器件的基础。结是构成各种半导体器件的基础。第一节第一节 PNPN结结 半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。 例如：硅、锗、硒以及大多数金属氧化物和硫例如：硅、锗、硒以及大多数金属氧化物和硫化物都是半导体。化物都是半导体。半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别。半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别。共价健共价健 Si Si Si Si价电子价电子 Si Si Si Si价电子价电子空穴空穴自由电子自由电子 Si Si Si Sip+多多余余电电子子磷原子磷原

3、子在常温下即可在常温下即可变为自由电子变为自由电子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴 杂质半导体的示意表示法杂质半导体的示意表示法 P 型半导体型半导体 N 型半导体型半导体 空间电荷空间电荷 PN结是通过特殊的半导体制造技术，在一块半导结是通过特殊的半导体制造技术，在一块半导体基片上掺入不同的杂质，使其一边为体基片上掺入不同的杂质，使其一边为N型半导体，型半导体，另一边为另一边为P型半导体，其交界面便形成了型半导体，其交界面便形成了PN结结。+ PN 结也称空间电荷区、或耗尽层、或内电场、结也称空间电荷区、或耗尽层、或内电场、或阻挡层。

4、或阻挡层。 扩散运动扩散运动 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。多数载流子由于浓度的差别而形成的运动。 内电场内电场PN 结结 多数载流子的扩散运动，使多数载流子的扩散运动，使 PN 结加宽结加宽， 内电场增强。内电场增强。 内电场越强，多数载流子的运动越难以进行。内电场越强，多数载流子的运动越难以进行。 内电场越强，少数载流子的运动越易于进行。内电场越强，少数载流子的运动越易于进行。 漂移运动漂移运动 漂移运动：漂移运动： 少数载流子在内电场作用下的运动。少数载流子在内电场作用下的运动。 漂移运动使漂移运动使 PN 结变薄，内电场削弱。结变薄，内电场削弱。 内电场削

5、弱，又有利于多数载流子的扩散运动，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。而不利于少数载流子的漂移运动。 多数载流子的扩散运动与少数载流子的漂移运多数载流子的扩散运动与少数载流子的漂移运 动达到动态平衡动达到动态平衡 PN 结结宽度不变宽度不变。内电场内电场PN 结变窄结变窄 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场IF内电场内电场PN+ 内电场被加内电场被加强，少子的漂强，少子的漂移加强，由于移加强，由于少子数量很少，少子数量很少，形成很小的反形成很小的反向电流。向电流。IR+ 二极管是最基本的电子元件，其内部主要是二极管是最基本的电子元件，其内部主要是一个一

6、个PN结，加上引出的两个电极。结，加上引出的两个电极。阴极阴极阳极阳极 D符号符号反向击穿反向击穿电压电压U(BR)反向特性反向特性UIPN+PN+定性分析：定性分析：判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态导通导通截止截止 若二极管是理想的，若二极管是理想的，例例1：D6V12V3k BAUAB+例例2:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+V sin18itu t 稳压二极管是一种特殊的面接触型二极管，稳压二极管是一种特殊的面接触型二极管，由于它与适当阻值的电阻配合后能起稳压作由于它与适当阻值的电阻配合后能起稳压作用，故称用，故称稳压二极管稳压二极管。 稳压二极管工作于反

7、向击穿状态，当反向电稳压二极管工作于反向击穿状态，当反向电压撤去后，管子还是正常的，称压撤去后，管子还是正常的，称可逆性击穿可逆性击穿。+AKUZIZIZM UZ IZUIOZZ ZIUr二、发光二极管二、发光二极管 当发光二极管正向偏置有电流通过时，由于电子与空穴当发光二极管正向偏置有电流通过时，由于电子与空穴复合而释放能量，从而发出不同颜色的光。复合而释放能量，从而发出不同颜色的光。所发出光的颜色所发出光的颜色由半导体中所掺杂质决定由半导体中所掺杂质决定,常见的红、黄、绿色掺入了磷砷化常见的红、黄、绿色掺入了磷砷化镓和磷化镓。镓和磷化镓。 晶体管晶体管又称又称半导体三极管半导体三极管，是一

8、种重要的半导，是一种重要的半导体器件。它的体器件。它的放大作用放大作用和和开关作用开关作用引起了电子技引起了电子技术的飞跃发展。术的飞跃发展。 晶体管晶体管根据材料分为根据材料分为硅管硅管和和锗管。锗管。 从制造型号上，常分为从制造型号上，常分为NPN型和型和PNP型。型。NNPBECBECIBIEICBECIBIEICEEBRBRC共发射极电路共发射极电路BCIIBC II 即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。是分析放大电路的依据。 重

9、点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线常常数数 CE)(BEBUUfIIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VOIB=020 A40 A60 A80 A100 A常常数数 B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区放大区特点：特点：IC =IB 0UCEUCC UCE = UCCRC IC 晶体管处于放大状态。晶体管处于放大状态。条件条件: 发射结正偏发射结正偏, 集电结反偏集电结反偏。O特点：特点： IB= 0 IC= 0 UCE= UCC 晶体管相当于开路。晶体管相当于开路。CERCUCC O

10、特点：特点： IC 不再受不再受IB的控制，的控制， IB,IC 基本不变基本不变。 ICUCC / RC 。 UCE0 。 晶体管相当于短路。晶体管相当于短路。CERCUCC ICBO A+EC AICEOIB=0+其总的效果将会使其总的效果将会使IC增大。增大。SABC10K100K3V3V10V=503K解：解：1、S接接A点时，晶点时，晶体管发射结反向偏体管发射结反向偏置，晶体管截止，置，晶体管截止，所以晶体管处于截所以晶体管处于截止区。止区。2、S接接B点时：点时：30.60.024100BImAK0.024 50 1.2CBIImA10 3 1.2 6.41CEUVV 所以晶体管处所以晶体管处于放大区。于放大区。SABC10K100K3V3V10V=503K解：解：3、S接接C点时：点时：30.60.2410BImAK0.24 50 12CBIImA10 3 12261CEUVV 所以晶体管