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1、 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 1.本征半导体、本征半导体、N型半导体、型半导体、P型半导体的特点型半导体的特点 2.PN结的形成及特性结的形成及特性 3.PN结的电流方程结的电流方程 4.二极管的主要参数（二极管的主要参数（IF和和UR）复复 习习 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术1.2 1.2 半导体二极管半导体二极管 1.2.4 二极管的等效电路二极管的等效电路 等效的目的：将非线性的二极管线性化，以便分析和计算。等效的目的：将非线性的二极管线性化，以便分析和计算。等效的目的：将非线性的二极管线性化，以便分析和计算。等效的目的：将非线性的二极管线性化，
2、以便分析和计算。一、由伏安特性折线化得到的等效电路一、由伏安特性折线化得到的等效电路 1.理想二极管：理想二极管：导通电压导通电压导通电压导通电压U UD D=U Uonon=0=0 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 2.理想二极管串联电压源：理想二极管串联电压源：导通电压导通电压导通电压导通电压U UD D=U Uonon=常数（常数（常数（常数（00）3.理想二极管串联电压源和电阻理想二极管串联电压源和电阻rD(rD=U/I)：导通电压导通电压导通电压导通电压U UD D=U Uonon，导通时，导通时，导通时，导通时i i与与与与u u成线性关系，直线斜率为成线性关系，直
3、线斜率为成线性关系，直线斜率为成线性关系，直线斜率为1/1/r rD D 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 例如：求如图所示的例如：求如图所示的I。若若若若V VU UD D，则可用图，则可用图，则可用图，则可用图（a a）来等效二极管，则）来等效二极管，则）来等效二极管，则）来等效二极管，则I I V V/R R 若用图（若用图（若用图（若用图（b b）来等效二极管，）来等效二极管，）来等效二极管，）来等效二极管，则则则则取取取取U UD D=U Uonon（硅管）（硅管）取取取取U UD D=U Uonon（锗管）（锗管）若用图（若用图（若用图（若用图（c c）来等效二极管
4、，则）来等效二极管，则）来等效二极管，则）来等效二极管，则一般地，近似分析时，多采用图（一般地，近似分析时，多采用图（b）的等效电路。）的等效电路。模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 【例【例1.2.1】电路如图所示，若二极管的导通电压】电路如图所示，若二极管的导通电压UD。试分别估。试分别估算开关断开和闭合时算开关断开和闭合时UO=？【解】【解】开关断开时，二极管导通开关断开时，二极管导通 开关闭合时，二极管截止开关闭合时，二极管截止 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 二、二极管的微变等效电路二、二极管的微变等效电路 Q点称为静态工作点称为静态工作点点 二极管的
5、微变等二极管的微变等效电路：将二极管等效电路：将二极管等效为一个动态电阻效为一个动态电阻rd说说 明明动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻r rd d由静态工作点由静态工作点由静态工作点由静态工作点QQ处切线斜率决定；处切线斜率决定；处切线斜率决定；处切线斜率决定；I ID D为二极管的静态电流为二极管的静态电流动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻r rd d是交流电阻；是交流电阻；是交流电阻；是交流电阻；静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点QQ不同，不同，不同，不同，r rd d就不同；就不同；就不同；就不同；模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 在图示电路中，若在图示电路中，若ui
6、较小，则较小，则uR的波形如图所示。的波形如图所示。注注 意意计算时可先分别求出静态值和动态值，再根据叠加原理叠加。计算时可先分别求出静态值和动态值，再根据叠加原理叠加。讨论：若讨论：若V=0，试画出，试画出uR 的波形。的波形。模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术1.2.5 1.2.5 稳压二极管（简称稳压管）稳压二极管（简称稳压管）稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。一、稳压管的伏安特性一、稳压管的伏安特性 稳压区：稳压区：稳压区：稳压区：反向击穿
7、区反向击穿区反向击穿区反向击穿区 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术二、稳压管的主要参数二、稳压管的主要参数（1 1）稳定电压）稳定电压 UZ（2 2）稳定电流）稳定电流 I IZ Z（或（或IZmin)（3 3）额定功耗）额定功耗 PZM（4 4）动态电阻）动态电阻rzIZ好好要求：要求：rZ好好注意稳压管电路中必须要串联限流电阻！稳压管电路中必须要串联限流电阻！稳压管电路中必须要串联限流电阻！稳压管电路中必须要串联限流电阻！模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 【例【例1.2.2】如图所示，已知】如图所示，已知UZ=6V，IZmin5mA，IZmax=25mA，R
8、L600。求：。求：R的取值范围。的取值范围。【解】【解】由图可知，由图可知，其中，其中，IL=UZ/RL=(6/600)A=10mA所以所以故故所以限流电阻所以限流电阻R的取值范围为的取值范围为114227 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 1.2.6 其他类型二极管其他类型二极管 一、发光二极管一、发光二极管 1.类型类型可见光可见光不可见光不可见光激光激光 2.外形及表示符号外形及表示符号 3.应用：显示电路应用：显示电路 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 二、光电二极管二、光电二极管 1.外形及表示符号外形及表示符号 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术
9、模拟电子技术 2.伏安特性伏安特性说说 明明 无光照时，与普通二极管无光照时，与普通二极管一样（反向电流称为暗电流）；一样（反向电流称为暗电流）；有光照时特性曲线下移。有光照时特性曲线下移。（a）在第三象限中，照）在第三象限中，照度一定时，光电二极管可视为度一定时，光电二极管可视为一恒流源一恒流源光电流光电流几十几十A时光时光电流电流光照光照遥控、报警、光电传感器遥控、报警、光电传感器 （b）在第四象限中呈光电池特性）在第四象限中呈光电池特性 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 光电二极管原理电路光电二极管原理电路（第一象限）（第一象限）（第三象限）（第三象限）（第四象限）（第四
10、象限）【例【例1.2.3】电路如图所示，已】电路如图所示，已知知UD，正向电流为，正向电流为520mA。求：求：（1）开关处于何种位置时）开关处于何种位置时发光二极管可能发光？发光二极管可能发光？（2）为使发光二极管发光，则）为使发光二极管发光，则R的取值范围为多少？的取值范围为多少？模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术1.3 双极型晶体管（晶体三极管、半导体三极管简称晶体管）（晶体三极管、半导体三极管简称晶体管）1.3.1 1.3.1 晶体管的结构及类型晶体管的结构及类型晶体管的几种常见外形晶体管的几种常见外形 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 1.晶体管的结构（
11、以晶体管的结构（以NPN管为例）及符号管为例）及符号结构特点：结构特点：结构特点：结构特点：发射区掺杂浓度高，几何尺寸小；发射区掺杂浓度高，几何尺寸小；发射区掺杂浓度高，几何尺寸小；发射区掺杂浓度高，几何尺寸小；集电区掺杂浓度低，几何尺寸大；集电区掺杂浓度低，几何尺寸大；集电区掺杂浓度低，几何尺寸大；集电区掺杂浓度低，几何尺寸大；基区掺杂浓度很低，且很薄。基区掺杂浓度很低，且很薄。基区掺杂浓度很低，且很薄。基区掺杂浓度很低，且很薄。构成：三区、三极、两结构成：三区、三极、两结构成：三区、三极、两结构成：三区、三极、两结 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 1.1.晶体管的类型晶体
12、管的类型晶体管的类型晶体管的类型按结构分按结构分按结构分按结构分NPNNPN型型型型PNPPNP型型型型按材料分按材料分按材料分按材料分硅管硅管硅管硅管锗管锗管锗管锗管多为多为多为多为NPNNPN型型型型多为多为多为多为PNPPNP型型型型 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用基本的共射放大电路如图所示基本的共射放大电路如图所示 晶体管起电流放大作用的外部晶体管起电流放大作用的外部晶体管起电流放大作用的外部晶体管起电流放大作用的外部条件：条件：条件：条件：发射结正向偏置发射结正向偏置发射结正向偏置发射结正向偏置集电结反向偏置集电结反向偏置集电结反向偏置集电结反向偏置图中图中VCCVBB 模
13、拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术一、晶体管内部载流子的运动一、晶体管内部载流子的运动1.1.1.1.发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流I IE E2.2.2.2.扩散到基区的自由电子与孔穴的复合运动形成基极电流扩散到基区的自由电子与孔穴的复合运动形成基极电流扩散到基区的自由电子与孔穴的复合运动形成基极电流扩散到基区的自由电子与孔穴的复合运动形成基极电流I IB B3.3.3.3.集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电
14、流集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流I IC C设设uI=0注注 意意晶体管工作于放大状态晶体管工作于放大状态晶体管工作于放大状态晶体管工作于放大状态时各极电流的实际方向时各极电流的实际方向时各极电流的实际方向时各极电流的实际方向NPNNPN管：管：管：管：从基极和集电从基极和集电从基极和集电从基极和集电极流进，从发射极流出。极流进，从发射极流出。极流进，从发射极流出。极流进，从发射极流出。PNPPNP管：管：管：管：从发射极流进，从发射极流进，从发射极流进，从发射极流进，从基极和集电极流出。从基极和集电极流出。从基极和集电极流出。从基极和集电极流
15、出。模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 二、晶体管的电流分配关系二、晶体管的电流分配关系I IE E=I IENEN+I IEPEP=I ICNCN+I IBNBN+I IEPEP I IC C=I ICNCN+I ICBOCBOI IB B=I IBNBN+I IEPEP-I ICBOCBO =I =IB B-I-ICBOCBOIE=IC+IB 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 三、晶体管的共射电流放大系数三、晶体管的共射电流放大系数1.1.共射共射直流直流电流放大系数电流放大系数2.2.共射共射交流交流电流放大系数电流放大系数若若uI0，则则iB=IB+iB，
16、iC=IC+iCI IE E=I IB B+I IC C说说 明明一般一般 ，不加严格区分；，不加严格区分；一般选一般选几十几十100多的管子为好。多的管子为好。若若ICICEO，I ICEOCEO：穿透电流穿透电流穿透电流穿透电流I ICBOCBO：集电结反集电结反集电结反集电结反 向饱和电流向饱和电流向饱和电流向饱和电流 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 3.3.共基共基直流直流电流放大系数电流放大系数4.4.共基共基交流交流电流放大系数电流放大系数或或I IC C=I ICNCN+I ICBOCBOI IE E=I IB B+I IC C说说 明明一般一般 ，不加严格区分。，不加严格区分。小 结作业：作业：P64 三、四三、四 P66、