电工电子技术

电工电子技术

第二讲2006年7月8日1

模拟电子技术:

►二极管、稳压管原理及典型应用电路；

►三极管结构、原理及单管电压放大电路；►集成运算放大器原理及应用。数字电子技术:►数字电路的基础知识；►基本的逻辑门电路与组合逻辑电路；►触发器与时序逻辑电路。22半导体二极管3稳压二极管1半导体的单向导电特性及PN结第七节二极管、稳压管要求： 1.理解PN结的单向导电性； 2.了解二极管、稳压管的基本结构、工作原理 和特性曲线，理解主要参数的意义； 3.会分析含有二极管的电路。3PN结正向偏置：P区加正电压、N区加负电压－－－－++++内电场外电场变薄PN+_内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。一、PN结的单向导电性4PN结反向偏置P区加负电压、N区加正电压－－－－++++内电场外电场变厚NP+_内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。5①、结构：在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分为点接触型、面接触型和平面型。例如：点接触型二极管二半导体二极管二极管符号6开启电压Uon硅管0.5V,锗管0.1V。工作电压UD:硅管0.6~1V,锗管0.2~0.5V。反向击穿电压U(BR)、伏安特性和主要参数⑷.最大反向工作电压UR⑸.反向饱和电流ISuDiDISIF⑵.最大整流电流IF⑶.反向击穿电压UBR⑴.开启电压UonuD7二极管电路分析举例正向管压降硅0.6~0.7V锗0.2~0.3V分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。若V阳>V阴或UD为正(正向偏置)，二极管导通若V阳<V阴或UD为负(反向偏置)，二极管截止若二极管是理想的，导通时正向管压降为零，截止时二极管相当于断开,电流为零。82005、107.半导体二极管的正向伏安(V-A)特性是一条：(A)过坐标轴零点的直线(B).过坐标轴零点I随U按指数规律变化的曲钱(C).正向电压超过某一数值后才有电流的直线(D).正向电压超过某一数值后I随U按指数规律变 化的曲钱9电路如图，求：UABV阳=－6VV阴=－12VV阳>V阴二极管导通若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB=－6V例1：

取B点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。在这里，二极管起钳位作用。D6V12V3kBAUAB+–101112ui>展8V漏，二粗极管箱导通驻，可裁看作照短路uo=辣8Vui<樱8V疗，二蹄极管嫌截止煌，可肉看作虏开路uo=ui已知：二极管是理想的，试画出uo

波形。8V例2淋：ui18V参考么点二极晨管阴冒极电牙位为好8似VD8VRuoui++––13UIUZIZIZmaxUZIZ稳压粥误差曲线撤越陡挖，电盐压越屈稳定帅。+-主要怨参数1、享稳定诊电压躬UZ2、姻稳定捧电流挣IZ、最大宋、最检小稳妙定电同流Izm项ax、骗Izm权ia抢n。3、外最大小允许夸功耗三、尿稳压怀二极借管：14电源被变压菜器:和调整颗电压阻大小权，将央交流哗电网刷电压u1变为绒合适资的交钳流电酿压u2。整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uo整暗流镇电您路滤锯波璃电呀路稳殃压赖电论路整流味电路刮:谱将阳交流音电压u2变为翅脉动痰的直沈流电拌压u3。滤波巾电路坛:疑将脉但动直鲁流电军压u3转变暮为平驱滑的躺直流献电压u4。稳压拣电路彼:震减弱愿电网安波动塞及负镜载变腾化对榆电压律的影伙响,犯保持绍输出恨电压u0的稳驱定。第八料节服直流爬电源15RLuiuouiuott㈠、半波盏整流溉电路输出阅电压射平均沟值（略U0）:二极壶管承释受的卖最高逐电压胆:二极营管的肯平均满电流岗：一、南整流泰电路16u2>0时u2<0电时输出六是脉俱动的蹄直流礼电压鄙！u2uou2D4D2D1D3RLuoABuo=u2uo=熟-u2㈡、域单相桥式完整流具电路17负载佛电压继U0的平台均值盏为:负载纹上的螺(平源均)素电流孤:uo整流猾电路鼓中整暴流管良的选润择：u2D4D2D1D3RLuoAB18二、滤波形电路滤波帆原理绞：滤波跑电路咸利用妖储能宅元件篮电容打两端胸的电姻压滩(或肉通过嚷电感筛中的织电流与)不辨能突盲变的递特性持,什滤傲掉电杂路输菊出电改压中默的交序流成若份，愿保留使其贼直流她成份窑，达呢到平摩滑输炉出电纱压波液形的赖目的例。滤波赔方法汁：将电员容与胸负载RL并联告(或水将电落感与馆负载RL串联信)。191.暑电物路结熟构2.堡工句作原逢理u>uC时，遗二极弯管导戒通，电源竟在给珍负载RL供电雀的同斤时也刷给电义容充崖电，uC增加头，uo=uC。u<uC时，点二极毁管截序止，究电容筹通过耀负载RL放电怨，uC按指决数规柱律下掘降，uo=uC。+Cici–++–aDuoubRLio=uC3.汇工作以波形二极延管承侨受的冒最高倡反向伟电压鞠为资。uoutOtO2037寨、整流散滤波然电路内如图命所示脏，痛已知，，，，鬼稳压私管的选稳定温电流与8-坊37闪.婚整流躁滤波都电路岔如图响所示啄已知碎，稳压悦管的骂稳定允电流之通过雪负载居和稳挡压管诉的电横流和售通过胶二极悬管的全平均但电流植是【芳】(a笼)拒5m籍A,淘2宴.5猎mA扶(b座)栏8m辉A,秆8赢mA(c久)设6m馆A,有2竹.5域mA奶(躁d)爸6照mA车,勤4.焦5m段A21第九劲节题三泪极管㈠、三极僻管结闸构NP舅N型IBICCEBIEPN岗P型IBICCEBIE22㈡、蚊三极汗管的正特性魄曲线iC=剪F(承uCE)IB=常劣数iB=机F(论uBE)UCE=常圈数iCiBuCEuBEVBBRw1RbRw2VCCmAVV输入珠特性输出阵特性23iB=穴F(诊uBE)UCE=常倡数iB(A)uBE(V摘)204060800.壁40.修8UCE1V1、谢输入允特性iC=毙F(暂uCE)IB=常舟数iC(mA夫)1234uCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区婆域满窃足IC=IB称为线性北区（调放大趴区）好。当UCE大于咬一定劫的数元值时劣，IC只与禁IB有关具，IC=只IB。2、今输出击特性CEB243、郑三极渴管工末作区叶及判摇定：iC(mA)uCE(V)IB=0截止者区饱和赏区放大躬区截止区：放大区：饱和区：IBICCEBJe反偏Je正偏Je正偏2538点、图示店电路怠中的抵晶体牢管，遗当输渣入信要号为赢3v土时扎，工作巨状态备是【经】（a仆）饱台和红（妖b）久截止匆（仁c）劝放大法（挨d）番不确码定26例3杏：（a撇）怠（察b）衔（c种）27性能袄指标匙：放大器RSuSRLuiuo一、怒放大派电路浆的组析成。电压硬放大扩倍数稠高第十教节收基呢本放村大电解路输渐入电怨阻大输出章电阻米小28放大两电路声的分析方垄法①静凤态分游析②动领态分借析估算左法—利罗用静脆态等能效电冈路图解宗法—利简用晶纳体管熔特性州曲线微变今等效史电路走法图解谈法RBVBBRCuiuoTVCCRSuS+-iBiCiERL输入回路输出回路IBQ,UBE乏Q,ICQ,UCE退QAu脆,胜Ri,之Ro29二、放怜大电宝路的巾静态毯分析Rb+VCCRCC1C2TRS+_+_+_+_RL+_Rb+VCCRCT图8-79直流通道图8-78基本的电压放大电路

分析原则：信号源的作用为零。电容元件在直流电源的作用下相当于断路。30图8-79直流通道Rb+VCCRCTICQIBQ31晶体稳管微变塔等效模让型ebcicibubeuce三、放际大电映路的到动态繁分析㈠、滩微变盛等效足电路icbecibibubeucerbe32微变形等效送电路短路短路+VCCRbRCC1C2TRS+_+_+_+_RL+_RSrberceRbRCRL+_+_在中毕频信炮号源顶的作篇用下彼，电后容元喉件相汗当于撑短路排。33㈡、姐电压载放大远倍数榜的计辣算：负载易电阻兴越小屠，放嫁大倍御数越晨小。rberceRbRCRLRS+_+_34㈢、砍输入集电阻握和输灵出电吩阻的陈计算匠：rbeRbRCRLRS+_+_35四、肺稳定陶工作奇点和缸静态质工作晴点稳时定的绝放大拴电路Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-分析仓:①.静态夜：方法想同前叹述的咽静态疤偏置词电路滴。③。注意摩：Ce耳的影脱响县。②.动态芳：利用融微变暗等效温电路镜。36可以危认为封ICQ基本僻与温太度无章关。Ib1Ib2IBQRb1+VCCRCRb2Re设计查参数纹保证静态知工作祝点稳雁定的旗原理姿：37rbeRCRLRe性能伞指标冶计算叼：※※※Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-38对于动态信号来说，Ce将Re短路，Re对信号不起作用，电压放大倍数如何变化？如果马再增陆加上望Ce，放深大倍睬数怎哪样？Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-39Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-rbeRCRL40rbeRCRLRe对比阿含有碍Ce枯的性从能分斜析：※※※不变414220耗05见、1灶08.图文示电西路,碗R1=5想0k常Ω.知R2=1米0k偏Ω值RE=1外kΩ忧,晶唱体管超的β用=6裁0。烘,静液态辆UBE=0丽.7乳V，医所示闪电路卫静态王基极邪电流逆IB等于庭多少敞?(A赚)次0.披01羽52瞧mA(B岛).脂0.追02态13主mA(C鱼).舒0悉.0睬28烧6m固A(D秀).摔0萝.0首32狭8m简A43放大励倍数旨与负洋载无祖关，篇当有谁几级疑运放才时可匠以分嫌级分冈析。虚短宅路虚开路uiuo+-A0第十哪一节斯集成饺运算泳放大铲器44(一最)、聋反御相比徐例电恭路0=uu=-+i1i2i1=缴i2RfR1Rbuiuo_+A虚短蛋路虚开拼路虚地一、深比例呆电路45uo电路欧的输摘入电括阻：Ri=冻ui/ii=R1输出刃电阻肥很小泉！平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等,以消除偏置电流的影响。R2=R1//弃RfRfR1Rbuiii_+ARo=046(二丹)、编同洽相比所例电缘瑞路RfR1Rbuiuou-=述u+=ui_+A47RfR1Rbuiuo_+A当洒Rf=协0舟时:R1Rbuiuo_+Auiuo_+A*电方压跟比随电僵路在电狭路中泼作用荐与分券离元网件的利射极饺输出劣器相系同，训但是冒电压硬跟随劳性能剧好。48（一职）、壁反相预加法恰电路uoRfR2ui2i12R1ui1Rbi11iF_+A二、卸加减捏运算攻电路49u+=ui1则电搬压放再大倍奖数为毫：u+~粘ui1、ui2？R22ui2所以灾：注意踏:同相阵求和辱电路紧的两臂个输锅入信拼号的诱放大法倍数挣互相礼影响鞋，不验能单饼独调康整。R1RFu

i1+_uoR21_+A（二张）、懒同相龙加法涂电路505152（2弃00阿5、棕10译9）图示真电路服,该复电路播输出上电压闹U。枣与输瞧入电背压UI1、UI2的关搏系式鞋为:(A充).(B业).(C蔑).(D尘).53一、蠢门电盒路㈠门具电路烘的基桑本概板念“与躲”、嫁“或邪”、皆“非杜”是皇三种窜基本蜓的逻熟辑关纵系，湖任何古其它塌的逻满辑关睛系都伴可以寒以它沿们为找基础艰表示向。与非墨：条件树A、喂B、羞C都细具备马，则滴F谣不昌发生性。&ABCF第十叙二节景门电州路和撤触发趣器54或非肠：条件呈A、堂B、赞C任事一具勇备，劳则伶F缸不发谊生。1ABCF异或继：条件轧A、尸B有识一个迷具备模，另春一个串不具分备则诞F鞋发炸生。=1ABF55㈡、逐基本首门电驱路二极取管与徒门:FD1D2AB+12V&ABCF56二极献管或照门FD1D2AB-12V1ABCF57R1DR2AF+12V+3V三极盐管非坚门嵌位冬二极没管ABCF58真值央表相同病为“缩慧0”不同聪为“趣1”异或牵门=159例：工分析湿下图杯的逻报辑功遮能。&2&3&4AMB1F=101被封级锁1160&2&3&4AMB1F=010被封接锁1选通领电路6120吉05购、1层10.图怪示电粪路,态二极辈管视显为理阻想元榴件，家即正伍向电锤压降证为零恨，反着向电矛阻为危无穷理大,岔三极捎管的陵β=魄10蛇0，械输入华信号法VA、VB的高予电平咬是3封.5士V浩(