注册电气公基础电工电子技术五

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UonuD7二极亩管电嘱路分腥析举婆例正向管压降硅0.6~0.7V锗0.2~0.3V分析荷方法纪：将二页极管祖断开案，分奇析二双极管惠两端侍电位的高仗低或清所加丙电压UD的正础负。若V阳>V阴或UD为正(正向劝偏置)，二蹲极管朗导通若V阳<V阴或UD为负(反向坊偏置)，二炸极管铲截止若二运极管些是理律想的辽，导通尼时正撒向管舱压降素为零女，截喊止时有二极蛙管相挽当于秤断开,电流疾为零纵。820求05、10醒7.半导匀体二涨极管栋的正尘向伏决安(V闪-A影)特性是一趋条：(A息)过坐雅标轴龙零点妙的直哀线(B藏).过坐咸标轴沈零点I随U按指解数规椒律变董化的撑曲钱(C挎).正向渣电压匀超过拌某一恼数值碎后才斧有电驶流的设直线(D局).正向登电压骄超过发某一般数值站后I随U按指丛数规漂律变束化的寒曲钱9电路恒如图科，求债：UABV阳=－6晒VV阴=－12担VV阳>V阴二极槐管导帽通若忽种略管当压降侍，二干极管丛可看律作短抚路，UAB=－6V例1讨：取B点作泪参考优点，密断开吊二极凯管，湖分析洗二极萝管阳缩慧极和匀阴极勺的电殊位。在这析里，率二极简管起燥钳位紫作用淋。D6V12V3k

BAUAB+–101112ui>诞8V，二极谦管导决通，杨可看沈作短吧路uo=鱼8Vui<竟8V，二极旷管截拜止，很可看币作开欺路uo=ui已知：二极管是理想的，试画出uo

波形。8V例2：ui18V参考烛点二极晴管阴森极电散位为8海VD8VRuoui++––13UIUZIZIZmaxUZIZ稳压美误差曲线摇越陡垒，电阅压越糟稳定栋。+-主要聋参数1、稳江定电奥压UZ2、稳远定电踪蝶流IZ、最大逃、最浅小稳胶定电搏流Izm份ax、Izm访ia朱n。3、最得大允星许功植耗三、细稳压妨二极易管：14电源边变压库器:调整麻电压夸大小察，将尖交流享电网替电压u1变为值合适井的交悔流电沃压u2。整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uo整紫流础电抬路滤尺波鸟电拌路稳勤压指电产路整流宇电路:将交庆流电笼压u2变为努脉动匙的直扫流电侄压u3。滤波夫电路:将脉逼动直讲流电敏压u3转变为曾平滑而的直协流撒电似压u4。稳压电帆路:减弱嚼电网鹊波动锁及负恰载变碎化对扔电压惨的影呼响,保持梦输出抽电压u0的稳劣定。第八嗓节银直流尤电源15RLuiuouiuott㈠、半波蹦整流瞎电路输出限电压帮平均姻值（U0）:二极受管承田受的邮最高岛电压:二极厘管的睁平均脊电流智：一、驾整流编电路16u2>0时u2<0锈时输出蛾是脉汗动的封直流术电压猫！u2uou2D4D2D1D3RLuoABuo=u2uo=逮-u2㈡、立单相桥式赠整流宗电路17负载敌电压U0的平曲均值志为:负载堆上的(平均)电流:uo整流而电路雀中整恰流管蹦的选义择：u2D4D2D1D3RLuoAB18二、滤波吧电路滤波受原理铁：滤波飘电路早利用吩储能茫元件厌电容驻两端听的电丘压(或通橡过电彻感中电的电提流)不能脑突变屋的特袄性,滤掉咽电路缴输出千电压遥中的种交流妇成份蛇，保追留其停直国流成扛份，帆达到塔平滑裳输出准电压退波形北的目碎的。滤波独方法录：将电般容与掀负载RL并联(或将笔电感葬与负颈载RL串联)。191.电路届结构2.工作他原理u>uC时，二闭极管文导通喊，电源虏在给倾负载RL供电打的同喜时也区给电子容充漆电，uC增加洞，uo=uC。u<uC时，二匙极管逗截止搁，电玻容通如过负陡载RL放电注，uC按指舟数规孟律下添降，uo=uC。+Cici–++–aDuoubRLio=uC3.工作颠波形二极见管承紫受的塌最高叶反向称电压姑为彩。uoutOtO2037、整流栋滤波书电路仇如图浸所示集，丙已知，，，，欲稳压仇管的夺稳定赖电流与8-箩37努.整流仍滤波须电路爆如图桨所示乖已知夕，稳压非管的艳稳定抹电流湿通过碗负载蹲和稳炸压管郑的电侨流和替通过沈二极让管的蜘平均眉电流匀是【漏】(a惊)干5m行A,右2欲.5费mA典(b照)哈8m暮A,掌8替mA(c致)炮6m远A,径2亩.5写mA寨(叛d)战6把mA联,吃4.摔5m茂A21第九屡节姥三涝极管㈠、三极虏管结惹构NP乎N型IBICCEBIEPN示P型IBICCEBIE22㈡、跪三极咸管的上特性材曲线iC=F(胖uCE)IB=常数iB=F(咏uBE)UCE=常数iCiBuCEuBEVBBRw1RbRw2VCCmAVV输入雀特性输出并特性23iB=F(洒uBE)UCE=常数iB(

A)uBE(V)204060800.史40.续8UCE1V1、输籍入特猫性iC=F(奏uCE)IB=常数iC(mA)1234uCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区姑域满炭足IC=IB称为线性校区（愚放大春区）早。当UCE大于声一定瞒的数界值时漠，IC只与IB有关肺，IC=

漂IB。2、输柄出特阅性CEB243、三狠极管昨工作懂区及逢判定辉：iC(mA)uCE(V)IB=0截止团区饱和泉区放大刮区截止区：放大区：饱和区：IBICCEBJe反偏Je正偏Je正偏2538、图示绕电路琴中的逃晶体泄管，漏当输并入信咸号为3v时，工作谦状态值是【获】（a）饱趋和举（b）截际止标（c）放胁大额（d）不悬确定26例3：（a）浮（b）拐（c）27性能帝指标馅：放大器RSuSRLuiuo一、茎放大顺电路杂的组养成。

电压爱放大拖倍数尘高第十倾节渗基拖本放挎大电伪路输零入电缘瑞阻大

输出以电阻袖小28放大原电路遇的分析方绵法①静尝态分忘析②动肾态分辱析估算宝法—利用烤静态反等效班电路图解碍法—利用供晶体弯管特宅性曲火线微变壶等效闹电路菊法图解喝法RBVBBRCuiuoTVCCRSuS+-iBiCiERL输入回路输出回路IBQ,UBE违Q,ICQ,UCE链QAu裂,Ri,船Ro29二、放惩大电急路的恰静态隔分析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晶体懒管微变倒等效模包型ebcicibubeuce三、放蛇大电陈路的船动态颂分析㈠、微变转等效飘电路icbecibibubeucerbe32微变厉等效驶电路短路短路+VCCRbRCC1C2TRS+_+_+_+_RL+_RSrberceRbRCRL+_+_在中数频信挖号源沉的作错用下坊，电君容元注件相有当于棕短路突。33㈡、逮电压伐放大渡倍数缝的计绑算：负载南电阻施越小密，放泳大倍监数越秒小。rberceRbRCRLRS+_+_34㈢、初输入煎电阻墨和输育出电贡阻的刮计算土：rbeRbRCRLRS+_+_35四、笛稳定渡工作哭点和冷静态惰工作壁点稳汽定的皆放大新电路Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-分析:①.静态借：方法阶同前订述的妙静态品偏置林电路恨。③。注意病：Ce的影涂响。②.动态能：利用哪微变录等效颈电路。36可以敞认为ICQ基本季与温扮度无完关。Ib1Ib2IBQRb1+VCCRCRb2Re设计劫参数才保证静态米工作勿点稳闹定的参原理做：37rbeRCRLRe性能忘指标智计算甲：※※※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？如果英再增丢加上Ce，放大顷倍数缎怎样酿？Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-39Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-rbeRCRL40rbeRCRLRe对比捷含有Ce的性留能分爹析：※※※不变414220传05、10城8.图示勇电路,R1=5鞭0k绳Ω.吐R2=1明0k捕Ω倡RE=1艇kΩ敌,晶体拌管的β=捆60。,静态UBE=0冻.7许V，所站示电罗路静茶态基败极电购流IB等于农多少?(A盐)把0.归01篮52宿mA(B香).阔0.酸02置13下mA(C叠).汪0赞.0屿28窄6m熟A(D劳).暖0狱.0纹32董8m跟A43放大布倍数勒与负忘载无鞭关，捧当有波几级残运放游时可锦以分付级分葱析。虚短也路虚开路uiuo+-A0第十货一节猴集成厉运算蚁放大极器44(一)、姓反相嘴比例德电路0=uu=-+i1i2i1=窄i2RfR1Rbuiuo_+A虚短头路虚开箩路虚地一、居比例宽电路45uo电路投的输食入电饶阻：Ri=科ui/ii=R1输出晴电阻炉很小超！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//RfRfR1Rbuiii_+ARo=046(二)、革同相屯比例视电路RfR1Rbuiuou-=拿u+=ui_+A47RfR1Rbuiuo_+A当Rf=蠢0时:R1Rbuiuo_+Auiuo_+A*电海压跟允随电章路在电度路中戏作用概与分眉离元个件的限射极敢输出备器相耀同，绵但是兰电压屑跟随遗性能见好。48（一念）、堤反相庙加法萝电路uoRfR2ui2i12R1ui1Rbi11iF_+A二、虑加减费运算秃电路49u+=ui1则电旺压放剂大倍倘数为误：u+~纹ui1、ui2？R22ui2所以名：注意:同相略求和株电路花的两服个输垦入信忍号的末放大扯倍数灵互相欺影响灵，不鸣能单嗽独调告整。R1RFu

i1+_uoR21_+A（二舱）、怪同相双加法国电路505152（20嘉05、10默9）图示按电路,该电圾路输舒出电挖压U。与哑输入渠电压UI1、UI2的关旷系式笑为:(A赛).(B惊).(C察).(D没).53一、跟门电现路㈠门电缘瑞路的螺基本发概念“与”、“或”、“非”是三姨种基哗本的胳逻辑酱关系激，任头何其撕它的陕逻辑艰关系毫都可密以以寸它们徐为基劈燕础表碑示。与非架：条件A、B、C都具备芹，则F不发乎生。&ABCF第十判二节附门电阁路和辈触发盖器54或非界：条件A、B、C任一具备吉，则F不发禽生。1ABCF异或老：条件A、B有一个推具备驴，另荣一个惭不具雪备则F发生志。=1ABF55㈡、基本碌门电死路二极堤管与咽门:FD1D2AB+12V&ABCF56二极驻管或御门FD1D2AB-12V1ABCF57R1DR2AF+12V+3V三极陵管非摊门嵌位负二极话管ABCF58真值哑表相同运为“0”不同沿为“1”异或粥门=159例：夹分析财下图慌的逻景辑功朗能。&2&3&4AMB1F=101被封奇锁1160&2&3&4AMB1F=010被封镰锁1选通教电路6120畜05、11模0.图示追电路,二极壁管视商为理稿想元世件，座即正龟向电爷压降叨为零需，反圾向电集阻为叶无穷厦大,三极颤管的β=舍10破0，输