模拟电子技术基础01-微变等效电路法
- 格式:pdf
- 大小:46.42 KB
- 文档页数:1
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。
6.杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通,反向截止。
*二极管伏安特性----同PN结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若V阳>V阴( 正偏),二极管导通(短路);若V阳<V阴( 反偏),二极管截止(开路)。
1)图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若V阳>V阴( 正偏),二极管导通(短路);若V阳<V阴( 反偏),二极管截止(开路)。
*三种模型微变等效电路法三.稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。
第一章 半导体器件1-1 当T=300K 时,锗和硅二极管的反向饱和电流I S 分别为1A μ和0.5pA 。
如将此两个二极管串联起来,有1μA 的正向电流流过,试问它们的结电压各为多少 解:二极管正偏时,TD U U S eI I ≈ , ST D I I lnU U ≈ 对于硅管:mV 6.179A1mA1ln mV 26U D =μ≈ 对于锗管:mV 8.556pA5.0mA1lnmV 26U D =≈ 1-2 室温27C 时,某硅二极管的反向饱和电流I S =0.1pA 。
(1)当二极管正偏压为0.65V 时,二极管的正向电流为多少(2)当温度升至67C 或降至10C -时,分别计算二极管的反向饱和电流。
此时,如保持(1)中的正向电流不变,则二极管的正偏压应为多少 解:(1)mA 2.7e 101.0eI I mA26mA65012U U S TD =⨯⨯=≈-(2)当温度每上升10℃时,S I 增加1倍,则 T=300k(即27℃), 则67℃时,1-3 二极管电路如图P1-3(a )所示,二极管伏安特性如图P1-3(b )所示。
已知电源电压为6V ,二极管压降为0.7伏。
试求:(1)流过二极管的直流电流;(2)二极管的直流电阻D R 和交流电阻D r 。
解:(1)(2)1-4 当0.7V 0.8V 时正向电流为多少 解:1-5 双极型晶体管可以等效为二只背靠背的二极管,如图P1-5所示。
反之二只背靠背连接的二极管可等效为一个三极管吗解:集电结反偏,用二极管等效集电结反偏时不可能有电流, 1-6 P1-6 解:D 0.7图 P1-3 6V(a)(b)图 NPNPNPe图 P1-61-7 已测得晶体三极管各极对地电位如图P1-7所示。
判断它们处于何种工作状态(饱和,放大,截止或损坏)。
截止U BE =U CE1-8P1-8=0,E B =5.6V Ω,E C =12V ,U(=2K ΩCEQ(C =5.1K Ω(3)如晶体管工作在放大状态,调节R B 使I CQ =2mA 。
云南民族大学教案课程名称: 模拟电子技术基础授课班级: 12级电子信息类1班、12级电子信息类2班、12级网络工程班、12级电气类1班、12级电气类2班任课教师: 王霞职称: 助教课程性质: 专业必修课授课学期: 2013-2014学年第一学期云南民族大学教案云南民族大学教案九、教学主要内容及教学安排:1.2 半导体二极管1.2.1 PN结及其单向导电性1.PN结中载流子的运动2. PN结的单向导电性加正向电压加反向电压PN结处于正向导通(on)状态,正向等效电阻较小。
反向电流非常小,PN结处于截止(cut-off)状态。
结论:PN结具有单向导电性:正向导通,反向截止。
1.2.2二极管的伏安特性1.二极管的结构2.二极管的类型3.二极管的伏安特性(1)正向特性(2)反向特性1.2.3 二极管的主要参数1.最大整流电流I F2.最高反向工作电压U R3.反向电流I R4.最高工作频率f M5.势垒电容C b6.扩散电容C d二极管单向导电举例1 1.2.4 稳压管1.PN结反向击穿机理解释2.稳压管的主要参数3.稳压管的稳压原理(1)稳压管必须工作在反向击穿区(2)稳压管应与负载R L并联,(3)必须限制流过稳压管的电流I Z4.举例说明如何选择限流电阻R补充内容:二极管的等效电路(或称为等效模型)1)理想模型:即正向偏置时管压降为0,导通电阻为0;反向偏置时,电流为0,电阻为∞。
适用于信号电压远大于二极管压降时的近似分析。
2)简化电路模型:是根据二极管伏安特性曲线近似建立的模型,它用两段直线逼近伏安特性,即正向导通时压降为一个常量Uon;截止时反向电流为0。
3)小信号电路模型:即在微小变化范围内,将二极管近似看成线性器件而将它等效为一个动态电阻r D 。
这种模型仅限于用来计算叠加在直流工作点Q上的微小电压或电流变化时的响应。
【教学方法】利用PPt的图形显示,设计一些动画图形讲解PN结的单向导电原理。
欢迎阅读第一章半导体二极管1.本征半导体❑单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅Si和锗Ge。
❑导电能力介于导体和绝缘体之间。
❑特性:光敏、热敏和掺杂特性。
❑本征半导体:纯净的、具有完整晶体结构的半导体。
在一定的温度下,本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发(又称热激发),产生两种带电性质相反的载流子(空穴和自由电子对),温度越高,本征激发越强。
◆空穴是半导体中的一种等效+q的载流子。
空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶体中空位,使局部显示+q电荷的空位宏观定向运动。
◆在一定的温度下,自由电子和空穴在热运动中相遇,使一对自由电子和空穴消失的现象称为复合。
当热激发和复合相等时,称为载流子处于动态平衡状态。
2.杂质半导体❑在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
◆P型半导体:在本征半导体中掺入微量的3价元素(多子是空穴,少子是电子)。
◆N型半导体:在本征半导体中掺入微量的5价元素(多子是电子,少子是空穴)。
❑杂质半导体的特性◆载流子的浓度:多子浓度决定于杂质浓度,几乎与温度无关;少子浓度是温度的敏感函数。
◆体电阻:通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
◆在半导体中,存在因电场作用产生的载流子漂移电流(与金属导电一致),还才能在因载流子浓度差而产生的扩散电流。
3.PN结❑在具有完整晶格的P型和N型半导体的物理界面附近,形成一个特殊的薄层(PN结)。
❑PN结中存在由N区指向P区的内建电场,阻止结外两区的多子的扩散,有利于少子的漂移。
❑PN结具有单向导电性:正偏导通,反偏截止,是构成半导体器件的核心元件。
◆正偏PN结(P+,N-):具有随电压指数增大的电流,硅材料约为0.6-0.8V,锗材料约为0.2-0.3V。
◆反偏PN结(P-,N+):在击穿前,只有很小的反向饱和电流Is。
◆PN结的伏安(曲线)方程:4.半导体二极管❑普通的二极管内芯片就是一个PN结,P区引出正电极,N区引出负电极。
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一。
半导体的基础知识1.半导体——-导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2。
特性—-—光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体————纯净的具有单晶体结构的半导体。
4。
两种载流子-—--带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体——-—在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴).6.杂质半导体的特性*载流子的浓度—-—多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关.*体电阻——-通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型—-—通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7.PN结*PN结的接触电位差——-硅材料约为0。
6~0。
8V,锗材料约为0。
2~0.3V.*PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止.8。
PN结的伏安特性二。
半导体二极管*单向导电性—---—-正向导通,反向截止。
*二极管伏安特性-——-同PN结。
*正向导通压降——--——硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。
*死区电压--—-—-硅管0。
5V,锗管0。
1V。
3.分析方法--—-—-将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若V阳>V阴(正偏),二极管导通(短路);若V阳<V阴(反偏),二极管截止(开路)。
1)图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2)等效电路法➢直流等效电路法*总的解题手段-———将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若V阳〉V阴( 正偏),二极管导通(短路);若V阳<V阴( 反偏),二极管截止(开路)。
*三种模型➢微变等效电路法三.稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性—--正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。