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1、童童诗白模白模拟电子技子技术基基础第四版第四版第一章第一章是研究电子器件、电子电路及其应用的是研究电子器件、电子电路及其应用的是研究电子器件、电子电路及其应用的是研究电子器件、电子电路及其应用的电子技术电子技术电子技术电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术：数字电子技术数字电子技术数字电子技术数字电子技术：研究模拟信号研究模拟信号研究模拟信号研究模拟信号研究数字信号研究数字信号研究数字信号研究数字信号模拟信号：模拟信号：模拟信号：模拟信号：在时间上和幅值上都是连续变化的信号在时间上和幅值上都是连续变化的信号在时间上和幅值上都是连续变化的信号在时间上和幅值上都是连续变化的信号数
2、字信号：数字信号：数字信号：数字信号：在时间上和幅值上都是离散的信号在时间上和幅值上都是离散的信号在时间上和幅值上都是离散的信号在时间上和幅值上都是离散的信号（模拟信号）（模拟信号）（数字信号）（数字信号）（数值（数值（数值（数值的的的的变化变化变化变化总是发生在一系列离散的瞬间；总是发生在一系列离散的瞬间；总是发生在一系列离散的瞬间；总是发生在一系列离散的瞬间；电子技术电子技术电子技术电子技术：数值的数值的数值的数值的大大大大小小小小及及及及增减增减增减增减总是某一个最小单位的整数倍。）总是某一个最小单位的整数倍。）总是某一个最小单位的整数倍。）总是某一个最小单位的整数倍。）科学技术。科学技
3、术。科学技术。科学技术。目目 录录第一章第一章第一章第一章 常用半导体器件常用半导体器件常用半导体器件常用半导体器件第二章第二章第二章第二章 基本放大电路基本放大电路基本放大电路基本放大电路第三章第三章第三章第三章 多级放大电路多级放大电路多级放大电路多级放大电路第四章第四章第四章第四章 集成运算放大电路集成运算放大电路集成运算放大电路集成运算放大电路第五章第五章第五章第五章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应放大电路的频率响应放大电路的频率响应第六章第六章第六章第六章 放大电路中的反馈放大电路中的反馈放大电路中的反馈放大电路中的反馈第七章第七章第七章第七章 信号的运算和处理信号的运算和处理
4、信号的运算和处理信号的运算和处理第八章第八章第八章第八章 信号的发生和信号的转换信号的发生和信号的转换信号的发生和信号的转换信号的发生和信号的转换第九章第九章第九章第九章 功率放大电路功率放大电路功率放大电路功率放大电路第十章第十章第十章第十章 直流电源直流电源直流电源直流电源管管管管路路信信信信号号号号单单单单方方方方向向向向传传传传输输输输信信信信号号号号双双双双向向向向传传传传输输输输小小小小信信信信号号号号放放放放大大大大电电电电路路路路大信号大信号大信号大信号微变等效法微变等效法微变等效法微变等效法图解分析法图解分析法图解分析法图解分析法单级放大电路单级放大电路单级放大电路单级放大电
5、路多多多多级级级级放放放放大大大大电电电电路路路路分立元件电路分立元件电路分立元件电路分立元件电路提供能源的电路提供能源的电路提供能源的电路提供能源的电路信号源信号源信号源信号源第一章第一章常用半导体器件常用半导体器件1 11 1 半导体基础知识半导体基础知识1 12 2 半导体二极管半导体二极管1 13 3 双极型晶体管双极型晶体管1 14 4 场效应管场效应管 1 15 5 单结晶体管和晶闸管单结晶体管和晶闸管1 16 6 集成电路中的元件集成电路中的元件 本章要求本章要求掌握：二极管、三极管的外特性及主要参数的物理意义掌握：二极管、三极管的外特性及主要参数的物理意义理解：理解：PN结结、
6、二极管的、二极管的单向单向导电性、稳压管的导电性、稳压管的稳压稳压作作用用及三极管的及三极管的放大放大作用作用了解：二极管、三极管的选用原则了解：二极管、三极管的选用原则1 11 1 半导体基础知识半导体基础知识1.1.11.1.1本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体(导体导体导体导体 10101010-4-4-4-4 cm,cm,cm,cm,1.1.1.1.半导体半导体半导体半导体常见材料常见材料常见材料常见材料硅硅硅硅(Si)(Si)锗锗锗锗(Ge)(Ge)GeGe和和和和SiSi原子的简化模型原子的简化模型原子的简化模型原子的简化模型 纯净的具有纯净的具有纯净的具有纯净的具有晶体结构
7、晶体结构晶体结构晶体结构的半导体称为本征半导体。的半导体称为本征半导体。的半导体称为本征半导体。的半导体称为本征半导体。绝缘体绝缘体绝缘体绝缘体 101010109 9 9 9 cm)cm)cm)cm)1010-4-4cmcm 10109 9cmcm2.2.特性特性特性特性:3.3.本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体晶体晶体晶体晶体结构结构结构结构图图图图1.1.21.1.2本征半导体晶体结构示意图本征半导体晶体结构示意图本征半导体晶体结构示意图本征半导体晶体结构示意图共价键结合力强共价键结合力强共价键结合力强共价键结合力强本征半导体导力弱本征半导体导力弱本征半导体导力弱本征半导体导力弱
8、热敏性、光敏性、掺杂性热敏性、光敏性、掺杂性热敏性、光敏性、掺杂性热敏性、光敏性、掺杂性晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式4.4.本征半导体中的两种载流子本征半导体中的两种载流子本征半导体中的两种载流子本征半导体中的两种载流子 热力学零度热力学零度热力学零度热力学零度（T=0KT=0K）,本征半导体不导电本征半导体不导电本征半导体不导电本征半导体不导电常温（常温（常温（常温（T=300KT=300K）热激发热激发热激发热激发：共价键中的价电子共价键中的价电子共价键中的价电子共价键中的价电子能量能量能量能量自由电子自由电子自由电子自由电子空穴空穴空穴
9、空穴+(+)(-)在电场的作用下在电场的作用下在电场的作用下在电场的作用下空穴运动：空穴运动：空穴运动：空穴运动：价电子填补空穴的运动价电子填补空穴的运动价电子填补空穴的运动价电子填补空穴的运动晶体共价键结构平面示意图晶体共价键结构平面示意图图图图图1.1.31.1.3本征半导体中的自由电子和空穴本征半导体中的自由电子和空穴本征半导体中的自由电子和空穴本征半导体中的自由电子和空穴+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴自由电子自由电子图图图图1.1.41.1.4自由电子进入空穴产生复合运动自由电子进入空穴产生复合运动自由电子进入空穴产生复合运动自由电子进入空穴产生复合运动复合：复合：复合：
10、复合：自由电子和空穴相遇自由电子和空穴相遇自由电子和空穴相遇自由电子和空穴相遇温度温度温度温度T T一定一定一定一定,n ni i（自由电子浓度）（自由电子浓度）（自由电子浓度）（自由电子浓度）T T=p pi i(空穴浓度）空穴浓度）空穴浓度）空穴浓度）n ni i =p pi i 半导体由于热激发而不断产生电子空穴对，那么，电子空穴半导体由于热激发而不断产生电子空穴对，那么，电子空穴半导体由于热激发而不断产生电子空穴对，那么，电子空穴半导体由于热激发而不断产生电子空穴对，那么，电子空穴对是否会越来越多，电子和空穴浓度是否会越来越大呢对是否会越来越多，电子和空穴浓度是否会越来越大呢对是否会越
11、来越多，电子和空穴浓度是否会越来越大呢对是否会越来越多，电子和空穴浓度是否会越来越大呢？+4+4+4+4+4+4+4+4+41.1.21.1.2 杂质半导体杂质半导体杂质半导体杂质半导体在本征半导体中掺入在本征半导体中掺入在本征半导体中掺入在本征半导体中掺入少量少量少量少量合适的杂质元素所形成的半导体。合适的杂质元素所形成的半导体。合适的杂质元素所形成的半导体。合适的杂质元素所形成的半导体。1.N1.N型半导体型半导体型半导体型半导体图图图图1.1.5N1.1.5N型半导体型半导体型半导体型半导体(si si、GeGe中加入中加入中加入中加入5 5价元素）价元素）价元素）价元素）施主杂质：施主
12、杂质：施主杂质：施主杂质：自身成为带自身成为带自身成为带自身成为带正电的离子正电的离子正电的离子正电的离子（电子型半导体）（电子型半导体）（电子型半导体）（电子型半导体）符号：符号：符号：符号：提供一个提供一个提供一个提供一个自由电子自由电子自由电子自由电子，+4+4+4+4+4+4+4+4+4l l掺入五价原子掺入五价原子掺入五价原子掺入五价原子少数少数少数少数载载载载流子（流子（流子（流子（简简简简称称称称少子少子少子少子）。）。）。）。N N型半导体型半导体型半导体型半导体杂质半导体中仍有本征激发产生的少量电子空穴对杂质半导体中仍有本征激发产生的少量电子空穴对杂质半导体中仍有本征激发产生
13、的少量电子空穴对杂质半导体中仍有本征激发产生的少量电子空穴对,自由电子的数目高，故导电能力显著提高。自由电子的数目高，故导电能力显著提高。自由电子的数目高，故导电能力显著提高。自由电子的数目高，故导电能力显著提高。其中的其中的其中的其中的电子电子电子电子称为多数载流子（简称称为多数载流子（简称称为多数载流子（简称称为多数载流子（简称多子多子多子多子），），），），空穴空穴空穴空穴称为称为称为称为在在在在N N型半导体中型半导体中型半导体中型半导体中自由电子数自由电子数自由电子数自由电子数等于等于等于等于正离子数正离子数正离子数正离子数和和和和空穴数空穴数空穴数空穴数之和，之和，之和，之和，自由
14、电子带负电，空穴和正离子带正电，整块半导体中正自由电子带负电，空穴和正离子带正电，整块半导体中正自由电子带负电，空穴和正离子带正电，整块半导体中正自由电子带负电，空穴和正离子带正电，整块半导体中正负电荷量相等，保持负电荷量相等，保持负电荷量相等，保持负电荷量相等，保持电中性电中性电中性电中性。2.2.P P型半导体型半导体型半导体型半导体图图图图1.1.6P1.1.6P型半导体型半导体型半导体型半导体(si si、GeGe中加入中加入中加入中加入3 3价元素）价元素）价元素）价元素）受主杂质：受主杂质：受主杂质：受主杂质：自身成为带自身成为带自身成为带自身成为带负电的离子负电的离子负电的离子负
15、电的离子（空穴型半导体）（空穴型半导体）（空穴型半导体）（空穴型半导体）符号：符号：符号：符号：提供一个提供一个提供一个提供一个空穴空穴空穴空穴，l l掺入三价原子掺入三价原子掺入三价原子掺入三价原子+3+4+4+4+4+4+4+4+4+4+3N N型半导体型半导体型半导体型半导体P P型半导体型半导体型半导体型半导体自由电子（掺杂形成自由电子（掺杂形成自由电子（掺杂形成自由电子（掺杂形成）多子多子多子多子空穴（掺杂形成）空穴（掺杂形成）空穴（掺杂形成）空穴（掺杂形成）空穴（热激发形成）空穴（热激发形成）空穴（热激发形成）空穴（热激发形成）自由电子（热激发形成自由电子（热激发形成自由电子（热激
16、发形成自由电子（热激发形成）少子少子少子少子呈电中性呈电中性呈电中性呈电中性1.1.31.1.3PNPN结结结结在一块完整的本征硅（或锗）片上，用不同的掺杂工艺在一块完整的本征硅（或锗）片上，用不同的掺杂工艺在一块完整的本征硅（或锗）片上，用不同的掺杂工艺在一块完整的本征硅（或锗）片上，用不同的掺杂工艺一边形成一边形成一边形成一边形成N N型半导体，一边形成型半导体，一边形成型半导体，一边形成型半导体，一边形成P P型半导体，在这两种半导体型半导体，在这两种半导体型半导体，在这两种半导体型半导体，在这两种半导体交界面附近形成的一个特殊性质的薄层，称为交界面附近形成的一个特殊性质的薄层，称为交界
17、面附近形成的一个特殊性质的薄层，称为交界面附近形成的一个特殊性质的薄层，称为PNPN结。结。结。结。1.1.PNPN结的形成结的形成结的形成结的形成综综综综上所述：上所述：上所述：上所述：漂移运动：漂移运动：漂移运动：漂移运动：在电场作用下，载流子的运动。在电场作用下，载流子的运动。在电场作用下，载流子的运动。在电场作用下，载流子的运动。漂移电流漂移电流漂移电流漂移电流扩散运动：扩散运动：扩散运动：扩散运动：同类载流子由于浓度差引起的运动。同类载流子由于浓度差引起的运动。同类载流子由于浓度差引起的运动。同类载流子由于浓度差引起的运动。扩散电流扩散电流扩散电流扩散电流正正正正(负负负负)电荷电荷
18、电荷电荷在在在在电场电场电场电场作用下作用下作用下作用下，顺顺顺顺(逆逆逆逆)电场电场电场电场方向运动。方向运动。方向运动。方向运动。内电场内电场少子的漂移运动少子的漂移运动PP型半导体型半导体型半导体型半导体NN型半导体型半导体型半导体型半导体内电场越强，漂内电场越强，漂内电场越强，漂内电场越强，漂移运动越强，而漂移运动越强，而漂移运动越强，而漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变移使空间电荷区变移使空间电荷区变移使空间电荷区变窄。窄。窄。窄。扩散的结果使空间扩散的结果使空间扩散的结果使空间扩散的结果使空间电荷区变宽。电荷区变宽。电荷区变宽。电荷区变宽。+空间电荷区空间电荷区空间电荷区空间电荷区
19、P(N)P(N)区中同类载流子浓度差区中同类载流子浓度差区中同类载流子浓度差区中同类载流子浓度差多子的扩散多子的扩散多子的扩散多子的扩散产生空间电荷区产生空间电荷区产生空间电荷区产生空间电荷区促进少子漂移促进少子漂移促进少子漂移促进少子漂移扩散与漂移运动达到扩散与漂移运动达到扩散与漂移运动达到扩散与漂移运动达到态平衡时，态平衡时，态平衡时，态平衡时，PNPN结形成结形成结形成结形成阻阻止止（内电场）（内电场）（内电场）（内电场）2.2.PNPN结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性（1 1）PNPN结外加正向电压（正向偏置）结外加正向电压（正向偏置）结外加正向电压（正向偏置）
20、结外加正向电压（正向偏置）图图图图1.1.8PN1.1.8PN结加正向电压导通结加正向电压导通结加正向电压导通结加正向电压导通外电场与内电场相反外电场与内电场相反外电场与内电场相反外电场与内电场相反内电场被削弱内电场被削弱内电场被削弱内电场被削弱 扩散扩散扩散扩散漂移漂移漂移漂移I I(正向电流）正向电流）正向电流）正向电流）PNPN结呈低阻值结呈低阻值结呈低阻值结呈低阻值PNPN结导通结导通结导通结导通（正电荷（正电荷（正电荷（正电荷在电场作用下，在电场作用下，在电场作用下，在电场作用下，顺顺顺顺电场方向运动，形成电场方向运动，形成电场方向运动，形成电场方向运动，形成电流电流电流电流的方形与
21、的方形与的方形与的方形与运动运动运动运动方向一致方向一致方向一致方向一致；负电荷负电荷负电荷负电荷在电场作用下在电场作用下在电场作用下在电场作用下，逆逆逆逆电场方向运动，形成电场方向运动，形成电场方向运动，形成电场方向运动，形成电流电流电流电流的方形与的方形与的方形与的方形与运动运动运动运动方向相反。）方向相反。）方向相反。）方向相反。）相关知相关知识识PNPN结变窄结变窄结变窄结变窄外电场外电场I内电场内电场PN+（2）PN结外加反向电压（反向偏置）结外加反向电压（反向偏置）图图图图1.1.9PN1.1.9PN结加反向电压时截止结加反向电压时截止结加反向电压时截止结加反向电压时截止外电场与内
22、电场相同外电场与内电场相同外电场与内电场相同外电场与内电场相同内电场增强内电场增强内电场增强内电场增强漂移漂移漂移漂移扩散扩散扩散扩散 I IR R(反向电流）反向电流）反向电流）反向电流）PNPN结呈高阻值结呈高阻值结呈高阻值结呈高阻值PNPN结截止结截止结截止结截止PNPN结正偏时导通，反偏时截止结正偏时导通，反偏时截止结正偏时导通，反偏时截止结正偏时导通，反偏时截止外电场外电场外电场外电场内电场内电场内电场内电场P PN N+内电场内电场内电场内电场P PN N+IRPNPN结变宽结变宽结变宽结变宽PNPN结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性3.3.PNPN结电流方程
23、结电流方程结电流方程结电流方程u u为为为为PNPN结两端电压结两端电压结两端电压结两端电压I IS S为反向饱和电流为反向饱和电流为反向饱和电流为反向饱和电流U UT T为温度的电压当量为温度的电压当量为温度的电压当量为温度的电压当量,常温下常温下常温下常温下T=300KT=300K时，时，时，时，U UT T26mV26mV4.4.PNPN结的伏安特性结的伏安特性结的伏安特性结的伏安特性图图图图1.1.10PN1.1.10PN结的伏安特性结的伏安特性结的伏安特性结的伏安特性正向特性：正向特性：正向特性：正向特性：反向特性：反向特性：反向特性：反向特性：u0时，时，i-Is击穿特性：击穿特性
24、：击穿特性：击穿特性：U(BR)时，时，i电击穿电击穿电击穿电击穿齐纳击穿：齐纳击穿：齐纳击穿：齐纳击穿：雪崩击穿：雪崩击穿：雪崩击穿：雪崩击穿：低电压低电压低电压低电压(高掺杂高掺杂高掺杂高掺杂)高电压高电压高电压高电压(低掺杂低掺杂低掺杂低掺杂)热击穿热击穿热击穿热击穿具有可具有可具有可具有可逆性逆性逆性逆性具有破具有破具有破具有破坏性坏性坏性坏性5.5.PNPN结的电容效应结的电容效应结的电容效应结的电容效应（1）势垒电容势垒电容（图（图1.1.11PN结的势垒电容）结的势垒电容）势垒电容（势垒电容（Cb）：）：PNPN结外加电压变化时，引起耗尽层宽窄变化结外加电压变化时，引起耗尽层宽窄
25、变化结外加电压变化时，引起耗尽层宽窄变化结外加电压变化时，引起耗尽层宽窄变化（空间电荷区空间电荷区空间电荷区空间电荷区电荷量的变化）所等效的电容。电荷量的变化）所等效的电容。电荷量的变化）所等效的电容。电荷量的变化）所等效的电容。平衡少子：平衡少子：平衡少子：平衡少子：PNPN结平衡状态下的少子。结平衡状态下的少子。结平衡状态下的少子。结平衡状态下的少子。非平衡少子：非平衡少子：非平衡少子：非平衡少子：P(N)P(N)区中扩散到对方区区中扩散到对方区区中扩散到对方区区中扩散到对方区域中的空穴（自由电子）域中的空穴（自由电子）域中的空穴（自由电子）域中的空穴（自由电子）n npopo表示表示表示
26、表示P P区平衡电子浓度区平衡电子浓度区平衡电子浓度区平衡电子浓度u u=u u1 1uu1u uu u1 1扩散区内扩散区内扩散区内扩散区内，电荷的积累和释放，电荷的积累和释放，电荷的积累和释放，电荷的积累和释放结电容结电容Cj=Cd+Cb一般在一般在一般在一般在1PF1PF左右左右左右左右6.6.PNPN结等效电路结等效电路结等效电路结等效电路rdCj(2)扩散电容扩散电容图图1.1.12P区少子浓度分布曲线区少子浓度分布曲线过程与电容器充、放电过程相同，过程与电容器充、放电过程相同，过程与电容器充、放电过程相同，过程与电容器充、放电过程相同，这种这种这种这种电容效应电容效应电容效应电容效
27、应称为称为称为称为扩散电容扩散电容扩散电容扩散电容(C Cd d)。1 12 2 半导体二极管半导体二极管1.2.11.2.1半导体二极管结构及类型半导体二极管结构及类型半导体二极管结构及类型半导体二极管结构及类型 1.1.二极管：二极管：二极管：二极管：由由由由PNPN结外加管壳和引线构成。结外加管壳和引线构成。结外加管壳和引线构成。结外加管壳和引线构成。2.2.二极管类型二极管类型二极管类型二极管类型：按材料分为按材料分为按材料分为按材料分为硅硅硅硅和和和和锗锗锗锗二极管二极管二极管二极管 按结构分为按结构分为按结构分为按结构分为 点接触型点接触型点接触型点接触型面接触型面接触型面接触型面
28、接触型平面接触型平面接触型平面接触型平面接触型阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P型硅型硅N型硅型硅金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳(a)阴极阴极阳极阳极(d)符号符号D铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线(b)(c)1.2.21.2.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性二极管的伏安特性二极管的伏安特性伏安特性：伏安特性：伏安特性：伏安特性：通过二极管的电流与二极管两端电压之间的关系曲线。通过二极管的电流与二极管两端电压之间的关系曲线。通过二极管的电流与二极管两端电压之间的
29、关系曲线。通过二极管的电流与二极管两端电压之间的关系曲线。图图图图1.2.31.2.3二极管的伏安特性二极管的伏安特性二极管的伏安特性二极管的伏安特性1.1.正向特性正向特性正向特性正向特性:uUon，i=0外加电压不足以克服内电场的作用外加电压不足以克服内电场的作用外加电压不足以克服内电场的作用外加电压不足以克服内电场的作用u uU Uonon，U Uonon开启电压（硅开启电压（硅开启电压（硅开启电压（硅0.5V0.5V，锗，锗，锗，锗0.1V0.1V）UD导通电压（硅导通电压（硅0.60.8V，锗，锗0.20.3V）2.2.反向特性反向特性反向特性反向特性U(BR)时，时，IIS（反映热
30、稳定性）；（反映热稳定性）；3.3.击穿特性击穿特性击穿特性击穿特性U(BR)时，时，I4.4.温度对伏安特性的影响温度对伏安特性的影响温度对伏安特性的影响温度对伏安特性的影响TT少子浓度增加少子浓度增加少子浓度增加少子浓度增加为为什什么么？PNPN结变窄结变窄结变窄结变窄势垒电位差势垒电位差势垒电位差势垒电位差U U0 0在相同在相同在相同在相同u u的作用下的作用下的作用下的作用下正向特性左上移，正向特性左上移，正向特性左上移，正向特性左上移，反向特性右下移。反向特性右下移。反向特性右下移。反向特性右下移。1.2.31.2.3二极管的主要参数二极管的主要参数二极管的主要参数二极管的主要参数
31、（1 1）最大整流电流最大整流电流最大整流电流最大整流电流I IF F指二极管长期运行时允许通过的最大指二极管长期运行时允许通过的最大指二极管长期运行时允许通过的最大指二极管长期运行时允许通过的最大正向正向正向正向平均电流。平均电流。平均电流。平均电流。I I I IF F（2 2）最高反向工作电压最高反向工作电压最高反向工作电压最高反向工作电压U URMRM：二极管工作时允许外加的最大反向电压。二极管工作时允许外加的最大反向电压。二极管工作时允许外加的最大反向电压。二极管工作时允许外加的最大反向电压。URM1/2U(BR)（3 3）反向电流反向电流反向电流反向电流I IRR(I IS S)：
32、二极管未击穿时的电流。二极管未击穿时的电流。二极管未击穿时的电流。二极管未击穿时的电流。（4 4）最高工作频率最高工作频率最高工作频率最高工作频率f f MM：指二极管的上限频率。指二极管的上限频率。指二极管的上限频率。指二极管的上限频率。f f f f MM其值越小单向导电性（热稳定性）越好。其值越小单向导电性（热稳定性）越好。其值越小单向导电性（热稳定性）越好。其值越小单向导电性（热稳定性）越好。1.2.41.2.4二极管的等效电路二极管的等效电路二极管的等效电路二极管的等效电路二极管是一种非线性器件，因而二极管电路应采用非线性的分析方法。二极管是一种非线性器件，因而二极管电路应采用非线性
33、的分析方法。二极管是一种非线性器件，因而二极管电路应采用非线性的分析方法。二极管是一种非线性器件，因而二极管电路应采用非线性的分析方法。模型分析法模型分析法模型分析法模型分析法简单模型，便于近似估算。简单模型，便于近似估算。简单模型，便于近似估算。简单模型，便于近似估算。复杂模型，为利用程序借助计算机解题提供基础。复杂模型，为利用程序借助计算机解题提供基础。复杂模型，为利用程序借助计算机解题提供基础。复杂模型，为利用程序借助计算机解题提供基础。（注注注注：模型是指二极管正向特性的建模，反向特性电流：模型是指二极管正向特性的建模，反向特性电流：模型是指二极管正向特性的建模，反向特性电流：模型是指
34、二极管正向特性的建模，反向特性电流I I0,0,二极管视为开路）二极管视为开路）二极管视为开路）二极管视为开路）1.1.由伏安特性折线化得到的等效电路由伏安特性折线化得到的等效电路由伏安特性折线化得到的等效电路由伏安特性折线化得到的等效电路图图1.2.4由伏安特性折线化得到的等效电路由伏安特性折线化得到的等效电路理想模型理想模型理想模型理想模型u u远大于远大于远大于远大于U UD DU UD D=0 0恒恒恒恒压压压压降降降降模模模模型型型型折线化折线化折线化折线化模型模型模型模型I1mA2.2.二极管的微变等效电路二极管的微变等效电路二极管的微变等效电路二极管的微变等效电路（小信号模型）（
35、小信号模型）（小信号模型）（小信号模型）图图图图1.2.71.2.7二极管的微变等效电路图二极管的微变等效电路图二极管的微变等效电路图二极管的微变等效电路图1.2.51.2.5 稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管是一种由是一种由是一种由是一种由硅硅硅硅材料制成的材料制成的材料制成的材料制成的面接触型面接触型面接触型面接触型二极管，二极管，二极管，二极管，简称为简称为简称为简称为稳压管。稳压管。稳压管。稳压管。1.1.稳压管的伏安特性稳压管的伏安特性稳压管的伏安特性稳压管的伏安特性图图1.2.10稳压管的伏安特性和等效电路稳压管的伏安特性和等效电路稳压原理：稳压原理：在反向击穿区，在反向击
36、穿区，注注注注1 1：稳压管工：稳压管工：稳压管工：稳压管工作时，为反向偏作时，为反向偏作时，为反向偏作时，为反向偏置状态，电路中置状态，电路中置状态，电路中置状态，电路中必须串接限流电必须串接限流电必须串接限流电必须串接限流电阻，一般与负载阻，一般与负载阻，一般与负载阻，一般与负载并联。并联。并联。并联。注注注注2 2 稳压管稳压管稳压管稳压管可以串联可以串联可以串联可以串联使用，一般使用，一般使用，一般使用，一般不能不能不能不能并联并联并联并联使用，因为并联有时会因电流分使用，因为并联有时会因电流分使用，因为并联有时会因电流分使用，因为并联有时会因电流分配不匀而引起管子过载损坏。配不匀而引
37、起管子过载损坏。配不匀而引起管子过载损坏。配不匀而引起管子过载损坏。+-2.2.稳压管的主要参数稳压管的主要参数稳压管的主要参数稳压管的主要参数1)1)稳定电压稳定电压稳定电压稳定电压U UZ Z在规定电流下稳压管的在规定电流下稳压管的在规定电流下稳压管的在规定电流下稳压管的反向击穿反向击穿反向击穿反向击穿电压。电压。电压。电压。2)2)稳定电流稳定电流稳定电流稳定电流I IZ Z和最大稳定电流和最大稳定电流和最大稳定电流和最大稳定电流I IZMZMI IZ Z指稳压管工作在稳压状态时的指稳压管工作在稳压状态时的指稳压管工作在稳压状态时的指稳压管工作在稳压状态时的参考电流，参考电流，参考电流，
38、参考电流，I IZ Z=I Izmin.zmin.I IZMZM是稳压管允许通过的最大反向电流。当稳压管工作电流是稳压管允许通过的最大反向电流。当稳压管工作电流是稳压管允许通过的最大反向电流。当稳压管工作电流是稳压管允许通过的最大反向电流。当稳压管工作电流I II IZ Z3)3)动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻r rZZ r rZ Z越小越小越小越小(I IZ Z越大越大越大越大)，稳压性能越好。，稳压性能越好。，稳压性能越好。，稳压性能越好。4)4)额定功耗额定功耗额定功耗额定功耗P PZMZM PZM=UZIZM，正常工作时正常工作时PZPZM 一般为几欧一般为几欧一般为几欧一般为几欧
39、几十欧几十欧几十欧几十欧5 5）温度系数温度系数温度系数温度系数P PZMZM是保证管子不发生热击穿的极限值是保证管子不发生热击穿的极限值是保证管子不发生热击穿的极限值是保证管子不发生热击穿的极限值时，没有稳压效果；正常工作时，时，没有稳压效果；正常工作时，时，没有稳压效果；正常工作时，时，没有稳压效果；正常工作时，I IZ ZI II IZMZM。1.1.发光二极管（发光二极管（发光二极管（发光二极管（LEDLED）2.2.光电二极管光电二极管光电二极管光电二极管将将电能电能转换成转换成光能光能的特殊二极管的特殊二极管工作时加工作时加正向正向电压，典型电流电压，典型电流10mA10mA将光能
40、转换成电能的特殊二极管将光能转换成电能的特殊二极管工作在工作在工作在工作在反向反向反向反向状态状态状态状态iuo o无光照无光照无光照无光照照照度度增增强强1.2.61.2.6其它类型二极管其它类型二极管其它类型二极管其它类型二极管1 13 3 双极型晶体管双极型晶体管(BJT)(BJT)类型类型类型类型：按频率分（高、低频管）按频率分（高、低频管）按频率分（高、低频管）按频率分（高、低频管）;按功率分（大、小功率管）按功率分（大、小功率管）按功率分（大、小功率管）按功率分（大、小功率管）;按材料分（硅、锗管）按材料分（硅、锗管）按材料分（硅、锗管）按材料分（硅、锗管）;按结构分（按结构分（按
41、结构分（按结构分（NPNNPN、PNPPNP管）。管）。管）。管）。图图1.3.1晶体管的几种常见外形晶体管的几种常见外形1.3.11.3.1 晶体管结构及符号晶体管结构及符号晶体管结构及符号晶体管结构及符号（图（图（图（图1.3.21.3.2晶体管的结构和符号）晶体管的结构和符号）晶体管的结构和符号）晶体管的结构和符号）(1)c(1)c、e e能否互换？能否互换？能否互换？能否互换？内部条件内部条件发射区高浓度掺杂区发射区高浓度掺杂区发射区高浓度掺杂区发射区高浓度掺杂区(发射发射发射发射)基区很薄低浓度掺杂区基区很薄低浓度掺杂区基区很薄低浓度掺杂区基区很薄低浓度掺杂区集电结面积大（收集）集电
42、结面积大（收集）集电结面积大（收集）集电结面积大（收集）（2 2）由两个）由两个）由两个）由两个PNPN结组成的三极结组成的三极结组成的三极结组成的三极管是否具有单向导电性？管是否具有单向导电性？管是否具有单向导电性？管是否具有单向导电性？1.3.21.3.2晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用1.1.晶体管内部载流子的运动晶体管内部载流子的运动晶体管内部载流子的运动晶体管内部载流子的运动图图1.3.3晶体管内部载流子运动与外部电流晶体管内部载流子运动与外部电流外部条件外部条件外部条件外部条件发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反
43、偏V VCCCCV VBBBB(1)发射区自由电子向基区扩散发射区自由电子向基区扩散射极射极电流电流(IE)（2）自由电子在基区的扩散与复合）自由电子在基区的扩散与复合基极基极电流电流(IB)（3）集电区收集基区的非平衡少子）集电区收集基区的非平衡少子集电极集电极电流电流(IC)2.2.晶体管的电流分配晶体管的电流分配晶体管的电流分配晶体管的电流分配N NN NP P内内内内（晶体管一旦制成，从（晶体管一旦制成，从（晶体管一旦制成，从（晶体管一旦制成，从e e区发射的电子到达区发射的电子到达区发射的电子到达区发射的电子到达c c区的比例也就定了，此比例区的比例也就定了，此比例区的比例也就定了，
44、此比例区的比例也就定了，此比例3.3.晶体管的共射电流放大系数晶体管的共射电流放大系数晶体管的共射电流放大系数晶体管的共射电流放大系数共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数反映反映反映反映I IB B对对对对I IC C的控制作用的控制作用的控制作用的控制作用反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流一般：一般：一般：一般：I ICEO CEO=(1(1+)I ICBOCBO穿透电流穿透电流穿透电流穿透电流称为电流放大系数。）称为电流放大系数。）称为电流放大系数。）称为电流放大系数。）4.4.晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用晶体管的电流放
45、大作用晶体管的电流放大作用图图1.3.4基本基本共射共射放大电路放大电路当当uI=0时时I IC CIB当当uI0时时+IB+IC（一般为几十（一般为几十（一般为几十（一般为几十 几百）几百）几百）几百）共共共共射射射射交流交流交流交流电流放大系数电流放大系数电流放大系数电流放大系数共共共共基基基基电流放大系数电流放大系数电流放大系数电流放大系数输输入入回回路路输输出出回回路路1.3.31.3.3 晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线BJTBJT各电极电压与电流之间的关系曲线，称为伏安特性曲线。各电极电压与电流之间的关系曲线，称为伏安特性曲线。各电极
46、电压与电流之间的关系曲线，称为伏安特性曲线。各电极电压与电流之间的关系曲线，称为伏安特性曲线。1.1.输入特性曲线输入特性曲线输入特性曲线输入特性曲线图图图图1.3.51.3.5晶体管的输入特性曲线晶体管的输入特性曲线晶体管的输入特性曲线晶体管的输入特性曲线uCE=0时，时，u uCECE 0 0，特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线右移。右移。右移。右移。u uBEBE一定，随着一定，随着一定，随着一定，随着u uC CE E集电区收集集电区收集集电区收集集电区收集载流子的能力增载流子的能力增载流子的能力增载流子的能力增 强强强强i iB B 它是它是它是它是BJTBJT内部载流子运动的外部表现
47、。内部载流子运动的外部表现。内部载流子运动的外部表现。内部载流子运动的外部表现。三极管相当于两个并联的二极管；三极管相当于两个并联的二极管；三极管相当于两个并联的二极管；三极管相当于两个并联的二极管；2.2.输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线图图1.3.6晶体管的输出特性曲线晶体管的输出特性曲线（1 1）截止区：）截止区：）截止区：）截止区：I IB B=0,=0,i iC C=I ICEOCEO无放大作用；无放大作用；无放大作用；无放大作用；（发射结反偏，集电结反偏发射结反偏，集电结反偏发射结反偏，集电结反偏发射结反偏，集电结反偏）（2 2）放大区：）放大区：）放大区：）放大区
48、：曲线平坦部分曲线平坦部分曲线平坦部分曲线平坦部分（发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏）（3 3）饱和区：）饱和区：）饱和区：）饱和区：各特性曲线拐点连线左侧部分各特性曲线拐点连线左侧部分（发射结正偏，集电结正偏发射结正偏，集电结正偏发射结正偏，集电结正偏发射结正偏，集电结正偏）u uCECE较小，较小，较小，较小，工程上：工程上：工程上：工程上：u uB BEE=u uCECE临界饱和临界饱和临界饱和临界饱和 u uB BEEu uCECE过饱和过饱和过饱和过饱和 UCES=0.3Vi iC C基本不随基本不随基本不随基本不随I IB B
49、变化变化变化变化,而随而随uCE饱和饱和饱和饱和增加的现象增加的现象增加的现象增加的现象1.3.4晶体管主要参数晶体管主要参数1.1.电流放大系数电流放大系数电流放大系数电流放大系数2)2)共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数 1)1)共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数这是指静态这是指静态这是指静态这是指静态(无输入信号无输入信号无输入信号无输入信号)时的电流放大系数，其定义为时的电流放大系数，其定义为时的电流放大系数，其定义为时的电流放大系数，其定义为这是指动态这是指动态
50、这是指动态这是指动态(有输入信号有输入信号有输入信号有输入信号)时的电流放大系数，其定义为时的电流放大系数，其定义为时的电流放大系数，其定义为时的电流放大系数，其定义为U UCECE=常量常量常量常量I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I ICC/mmA A1 12 23 34 4U UCECE/V/V9 912120 0Q Q1 1Q Q2 2在在在在 Q Q11点，有点，有点，有点，有由由由由 Q Q11和和和和Q Q2 2点，得点，得点，得点，得一般：一般：2.2.极间反向电流极间反向电流极间反向电流极间反向