模拟电子技术部分

1、（二）模拟电子技术部分1 半导体器件 (讲课 4 学时，共 2 次课 )课题名称第 1 次课：二极管和稳压管（章节题目）教学目的1、 了解二极管和稳压管的结构、工作原理 ;2、 掌握特性曲线、主要参数和应用 ;和 要 求3、 理解 PN 结的单向导电性。教学重点重点：掌握主要特性、主要参数的含义，掌握各元件的应用。和 难 点难点： PN 结的单向导电性。教学方式多媒体或胶片投影或传统方法一、复习提问、导入新课回顾接触过的半导体知识二、讲授新课1、半导体的导电特性2、半导体二极管教三、 总结本次课应着重掌握和理解以下几个问题：学1、半导体的导电性受外界条件的影响特别是温度和光照，利用这些特点可以

2、制造许多元件，但是也给半导体器件工作过的稳定带来影响。2、PN 结具有单向导电性，加正向电压导通可以通过很大的正向电流。加反向电压截止仅有很小的反向电流通过。程1 / 89.1 半导体的导电特性1、物质按导电性分类：（ 1）导体：金属（ 2）绝缘体：橡胶、塑料、陶瓷等（ 3）半导体：硅、锗、一些流化物、氧化物2、载流子（ 1）自由电子（ 2）空穴3、本征半导体（纯净99.99999% ）（1）将元素的原子排列整齐时的结构（单晶体与多晶体）（2）原子核外层的电子：价电子决定化学性质（Si +4 价、 Ge +4 价）（3）稳定时共价健中的价电子不能成为自由电子，受外界激发（光照、加热）挣脱束缚：

3、形成自由电子并在原共价键中留下空位（即空穴）填补空位：自由电子与穴同时消失（即复合）4、掺杂半导体（ 1）硅（锗）晶体内掺入少量的五价元素（磷、锑）多子（主要导电的载粒子） ：自由电子少子：空穴（热激发形成）主要导电方式取决于多子，称电子型或N 型半导体（ 2）硅（锗）晶体内掺入少量的三价元素（硼、铝）多子：空穴少子：自由电子（热激发形成）导电方式取决于多子（空穴）称空穴型或P 型半导体5、半导体特性（ 1）热敏性：温度敏感元件（热敏电阻）（ 2）光敏性：光敏元件（光敏电阻、二极管、三极管、电池）（ 3）掺杂性6、 PN 结及单向导电性（ 1） PN 结的形成扩散漂移动态平衡（2）单向导电性P

4、N 结加正向电压（正偏置）高电位端P 区低电位端N 区E 外 与 E 内 方向相反，削弱内电场，空间电荷区变薄，多子的扩散加强，形成扩散电流（ I 正 ）； E 外越大， I 正越大（ PN结导通，呈低阻状态）。PN结加反向电压（反偏置）高位端 N 区低位端 P 区2 / 8E 外与 E 内方向相同，增强内电场，空间电荷区变宽，少子的漂移运动加强，形成漂移电流（I 反 ）。少子数量少且与温度有关，故I 反 小且与温度有关而与E 外 无关（ PN 结截止，呈高阻状态）9.2 半导体二极管1、结构（ 1）点接触： PN 结面积小， 极间电容小， 小电流 （高频检波、 脉冲数字电路中的开头元件）（

5、2）面接触： PN 结面积大，胡间电容大，电流大（整流）2、符号阳（ +）阴（ - ）3、伏安特性I = f （ U）（ 1）正向特性死区电压硅管： 0.5V锗管： 0.1V工作电压（正向导通区）硅管： 0.7V锗管： 0.3V（2）反向特性反向饱和电流硅管：纳安级锗管：微安级因少子数量小，故I 反小但是： toc少子I 反反向击穿特性齐纳击穿（可恢复） ：外强电场强行把共价健的电子拉出雪崩击穿（可恢复） ：被拉出的电子撞击原子使自由电子增加热击穿（不可恢复） ：高速运动的电子热量增加材料温度禁用4、主要参数（ 1）大整流电流 I OM（ 2）反向工作峰值电压 URWM（ 3）反向峰值电流 I

6、 RM5、应用（ 1）检波把已调制好的高频信号中的低频信号取出调制：低频信号使高频信号的幅度、频率等随之变化（ 2）整流把交流变换成直流（ 3）钳位（ 4）限幅? 例题分析：如图所示电路， 输入端 A 的电位 UA +3V，B点的电位 UB 0V，电阻 R接电源电压为 -15V ，求输出端 F 的电位 UF。【解】 因为 DA 和 DB为共阴极连接， A、B 两端为它们的阳极，因此 UA、 UB 中的高电位对应的管子将会优先导通。3 / 8由 UA UB 可知， DA将会优先导通。如果DA为硅二极管，其正向压降约为0.7V ，则此时UF+3-0.7 +2.3V 。当 DA导通后， DB因承受反

7、向电压而截止。在此处， DA起的就是钳位作用，把 F 端的电位钳置在+2.3V；DB起隔离作用， 把输入端B和输出端F 隔离开。4 / 8（二）模拟电子技术部分1 半导体器件 (讲课 4 学时，共 2 次课 )课题名称第 2次课：稳压管和三极管（章节题目）1、了解稳压管、三极管的结构;教学目的2、掌握特性曲线、主要参数和应用;和 要 求3、理解稳压管稳压原理、三极管的电流放大作用。重点：掌握主要特性、主要参数的含义;教学重点稳压管稳压原理、三极管的电流放大作用。和 难 点难点：三极管放大原理。教学方式多媒体或胶片投影或传统方法一、复习提问、导入新课半导体二极管的特性二、讲授新课1、稳压管（稳压

8、二极管）2、半导体三极管教三、 总结本次课应着重掌握和理解以下几个问题：学1、三极管有三种工作状态，工作在放大状态时，集电结反偏、过发射结正偏，集电极电流随基极电流成比例变化。2、由于二极管、 三极管等半导体元件是非线性元件，所以它们的伏安特性常用特性曲线图表示。程5 / 89.3稳压管（稳压二极管）1、符号阳阴2、伏安特性I = f(U) 反向曲线陡直 工作于反向击穿区（反向联结） UZ 小， I Z 大， RZ= Uz/ I z 可串 Dz 来提高稳压值 D z 不可并联使用 Uz 高的不导通，用不上 Uz 低的因过载而损坏同一型号的 Dz 其稳压值不同（范围）3、稳压管的主要参数（ 1）

9、稳定电压 UZ（ 2）电压温度系数 U（ 3）动态电阻 r Z（ 4）稳定电流 I Z（ 5）最大允许耗散功率这 PZM? 例题讨论：在图示电路中，稳压管的I ZM 18mA，UZ 12V，R 1.6K 通过稳压电流I Z 等于多少？ R 是限流电阻，其值是否合适？解： I Z（ 20-12 ）/ （ 1.6 103） A5mAI Z V B V E PNP: VE V B V C（ 2）电流分配：I E = I B + I CI C /I B = ( 直 )3、特性曲线I C / I B =（动）+20VIZRDZ6 / 8（ 1）输入特性IB = f(UBE) U CE=常量（ 2）输出特

10、性IC= f(U) IB=常量CE载止区：对应I B 0 以下的区域IC I CE0 0,U BE 0；可靠截止 c、e 结均处于反偏放大区： U 0、U 0， I受 I控制（ e 结正偏、 c 结反偏）BEBCCB饱和区： U U （ U 0）， I不受 I控制， U 0.3V （c 结、 e 结均为正偏）CEBECBCBCES4 、主要参数(1) 特性参数电流放大系数，集基极反向截止电流I CB0集射极反向截止电流I CE0(2) 极限参数集电极最大允许电流I CM集射极向击穿电压U(BR)CEO集电极最大允许耗散功率PCM? 例题讨论 ：有两只晶体管，一只的 200，I CEO 100，ICEO 10 A ， 200 A ；另一只的其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子？为什么？解：选用 100、I CBO 10 A 的管子，因其 适中、 I CEO 较小，因而温度稳定性较另一只管子好。已知两只晶体管的电流放大系数分别为 50 和 100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图所示。 分别求另一电极的电流，标出其实际方向， 并在圆圈中画出管子。解：