从模电到数电的电子技术课件-dz_chap01
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《数电与模电》课件
振荡器
振荡器的作用
01
产生一定频率和幅度的正弦波信号。
振荡器的分类
02
根据工作原理可分为RC振荡器、LC振荡器和石英晶体振荡器等
。
振荡器的性能指标
03
频率稳定度、波形失真和输出功率等。
04
数电与模电的转换
数模转换器（DAC）
总结词
数模转换器是一种将数字信号转换为模拟信号的电子设备。
详细描述
数模转换器（DAC）的作用是将数字信号转换为模拟信号。它通常由一个数字输入寄存器、一个解码网络和一个 输出模拟电压或电流源组成。当数字输入寄存器接收到一个数字信号后，解码网络将其转换为相应的模拟信号， 然后输出模拟电压或电流。
模数转换器（ADC）
总结词
模数转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的电子设备。
详细描述
模数转换器（ADC）的作用是将模拟信号转换为数字信号。它通常由一个模拟输入端、一个量化器和 一个数字输出寄存器组成。当模拟输入端接收到一个模拟信号后，量化器将其转换为相应的离散值， 然后数字输出寄存器将这些离散值输出为数字信号。
模电实验：放大器设计与调试
总结词
详细描述
总结词
详细描述
掌握放大器的设计与调试技巧
学生将学习如何设计和调试放 大器，包括选择合适的电子器 件、设计电路、调整参数等步 骤。通过实验，学生将掌握放 大器的设计与调试技巧，提高 实际操作能力。
理解放大器在电子系统中的应 用
学生将了解放大器在电子系统 中的应用，如音频信号处理、 传感器信号放大等。通过实验 ，学生将深入理解放大器在电 子系统中的作用和重要性。
THANKS
感谢观看
综合实践：数字时钟的设计与制作
从模电到数电的电子技术课件dzchap09
• 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持
输出电压uo的稳定。
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从模电到数电的电子技术课件 dzchap09
•§9.2 单相整流电路
•
整流电路的任务：把交流电压
转变为直流脉动的电压。
•常见的小功率整流电路，有单相半波、全 波、桥式和倍压整流等。
•为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
•A D1 •B D2 •RLD3B •RLD4A
•输出是脉动的直流电压！
•uo
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•几种常见的硅整流桥外形：
•••+ ~~ -
•~+~-
•+ A C -
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从模电到数电的电子技术课件 dzchap09
•§9.2.4 整流电路的主要参数
•§9.2.2 单相全波整流电路的工作原理
•T•a
•D
1
•(1) 输出电压波形： •uo
•u
•u •iL •RL
1
2
•u •u
• (2) 二极管上承
2
o
受的最高电压：
•b
•D
2
•(3) 二极管上的平均电流：
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•(4) uo平均值Uo： •Uo=0.9U2
从模电到数电的电子技术课件 dzchap09
从模电到数电的电子技 术课件-dz_chap09
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2020/11/9
从模电到数电的电子技术课件 dzchap09
•第九章 直流稳压电 源
§9.1 直流稳压电源的组成和功能
数电与模电PPT课件
其励磁绕组由其他电源供电，励磁绕组与电枢绕 组不相连。 2、自励式 发电机 ：利用自身发出的电流励磁； 电动机 ：励磁绕组和电枢绕组由同一电源供电。 并励式(图3-5b) ： 励磁绕组与电枢绕组并联； 串励式(图3-5c) ： 励磁绕组与电枢绕组串联； 复励式(图3-5d) ： 装有两个励磁绕组，一为与电
精选ppt40图32a线圈电动势的波形精选ppt41图32b电刷间的电动势波形精选ppt42图34国产直流电机的结构精选ppt43精选ppt44精选ppt45图36空载时直流电机的气隙磁场精选ppt46图38发电机精选ppt47图39电动机精选ppt48图310并励电动机的工作特性精选ppt49图311并励电动机的转矩转速特性精选ppt50图312串励电动机的工作特性精选ppt51图313串励电动机的转矩转速特性精选ppt52图314复励电动机的转矩转速特性
电枢绕组AX(一个线圈)； 换向器。
定子与转子之间为气隙。
4
2、直流发电机的工作原理 发电机：虽然线圈AX电动势是交流电动势，
但由于换向器的整流作用，电刷间的输出电动势 却是直流电动势。 （图3-2 a，图3-2b）
5
3、直流电动机的工作原理 电动机：在直流电动机中，外加电压并非直接
加于线圈，而是通过电刷 B 1、B 2和换向器再加到线圈 上的。所以，导体中的电流将随其所处磁极极性的改 变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终 保持不变。
得特性曲线（如图3－11） 结论：硬特性
32
二 、串励电动机的运行特性
特点：
1、工作特性
是指
时，
或 转速公式
（图形3－12）
33
式中 为串励绕组的电阻。
上式表明
曲线大致为一双曲线。
精选ppt40图32a线圈电动势的波形精选ppt41图32b电刷间的电动势波形精选ppt42图34国产直流电机的结构精选ppt43精选ppt44精选ppt45图36空载时直流电机的气隙磁场精选ppt46图38发电机精选ppt47图39电动机精选ppt48图310并励电动机的工作特性精选ppt49图311并励电动机的转矩转速特性精选ppt50图312串励电动机的工作特性精选ppt51图313串励电动机的转矩转速特性精选ppt52图314复励电动机的转矩转速特性
电枢绕组AX(一个线圈)； 换向器。
定子与转子之间为气隙。
4
2、直流发电机的工作原理 发电机：虽然线圈AX电动势是交流电动势，
但由于换向器的整流作用，电刷间的输出电动势 却是直流电动势。 （图3-2 a，图3-2b）
5
3、直流电动机的工作原理 电动机：在直流电动机中，外加电压并非直接
加于线圈，而是通过电刷 B 1、B 2和换向器再加到线圈 上的。所以，导体中的电流将随其所处磁极极性的改 变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终 保持不变。
得特性曲线（如图3－11） 结论：硬特性
32
二 、串励电动机的运行特性
特点：
1、工作特性
是指
时，
或 转速公式
（图形3－12）
33
式中 为串励绕组的电阻。
上式表明
曲线大致为一双曲线。
模电、数电所必备的电路基础知识精品课件
+ ii
io +
ui
放大电路
uo
-
-
12
•
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。21.2.1721.2.17Wednesday, February 17, 2021
•
10、低头要有勇气，抬头要有低气。22:11:5422:11:5422:112/17/2021 10:11:54 PM
•
11、人总是珍惜为得到。21.2.1722:11: 5422:1 1Feb-2 117-Fe b-21
•
12、人乱于心，不宽余请。22:11:5422:11:5422:11Wednesday, February 17, 2021
•
13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。21.2.1721.2.1722:11:5422:11:54Februar y 17, 2021
•
14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年2月17日 星期三 下午10时11分 54秒22:11:5421.2.17
其中，ik为与节点相连的支路
利用KCL定理，可列出电流方程：
n1: n2 : n3 :
IR1 IV1 0 IV1 IR2 0 IR2 IR3 IR4 0
n4 : IR1 I R3 IR4 0
n3
n4
2
KCL扩展定理：
对电路中任一封闭面，在任意时刻流入的电流之和为0。
即：
ik 0
7
a、求电动势E
b、求等效电阻Ro
电压源短路
外部开路
E
UR3
R1
V1 R2
R3
• R3
Ro (R1 R 2 ) || R3
8
数字电子技术教学课件-第01章 数字电路基础知识.ppt
入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算、逻辑
判断，故又称为数字逻辑电路。
2021/1/17
8
1.1.3 数字电路的分类和学习方法
1. 数字电路的分类
（1）按电路结构分类
组合逻辑电路：电路的输出信号只与当时 的输入信号有关，而与电路原来的状态无关。
时序逻辑电路：电路的输出信号不仅与当 时的输入信号有关，而且还与电路原来的状态 有关。
4
模拟信号： 时间上连续：任意时刻有一个相对的值。 数值上连续：可以是在一定范围内的任意值。 例如：电压、电流、温度、声音等。 真实的世界是模拟的。
缺点：很难度量； 容易受噪声的干扰； 难以保存。
优点：用精确的值表示事物。
模拟电路：处理和传输模拟信号的电路。
三极管工作在线性放大区。
2021/1/17
2021/1/17
9
（2）按集成电路规模分类
划分集成电路规模的标准
集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目
数字集成电路
类别
➢小规模集成电路MO(SSmaIlCl
Sca双le极IICC，SS模I拟) 集成电路
➢中规模S集SI成电路＜(M1e0d2ium Sc＜al1e00IC，MSI)＜30
➢大规模M集SI成电路10(2L～a1r0g3e Sc1a0l0e～5I0C0，LSI)30～100
2021/1/17
7
2. 数字电路特点（与模拟电路相比）
（1）数字电路的基本工作信号是用1和0表示的 二进制的数字信号，反映在电路上就是高电平和低 电平。
（2）晶体管处于开关工作状态，抗干扰能力强、 精度高。
（3）通用性强。结构简单、容易制造，便于集 成及系列化生产。
（4）具有“逻辑思维”能力。数字电路能对输
电工电子技术课程(电路基础分析、模电、数电)
学习方法建议
理论学习与实践相结合
通过课堂学习和实验操作相结合的方式，加深对理论知识的理解 ，提高实践操作能力。
多做习题和实验
通过大量的习题练习和实验操作，巩固所学知识，提高分析问题和 解决问题的能力。
查阅相关文献和资料
积极查阅课程相关的教材、参考书、学术论文等文献资料，拓宽知 识面，加深对课程内容的理解。
逻辑代数化简
学习逻辑代数的化简方法，如公式法、卡诺图法等。
门电路与组合逻辑电路
基本门电路
了解与门、或门、非门等基本门电路的工作原理 和特性。
组合逻辑电路分析
学习组合逻辑电路的分析方法，包括逻辑功能分 析和电路性能分析。
组合逻辑电路设计
掌握组合逻辑电路的设计方法，如编码器、译码 器、数据选择器、数据分配器等。
滤波电路
分析电容滤波、电感滤波 以及复式滤波电路的工作 原理及性能。
稳压电路
介绍硅稳压管稳压电路、 串联型稳压电路以及集成 稳压器的工作原理及应用 。
04
数字电子技术
数字逻辑基础
逻辑代数基础
学习逻辑变量、逻辑函数、逻辑运算等基本概念和运算规则。
逻辑函数的表示方法
掌握逻辑函数的真值表、逻辑表达式、卡诺图等表示方法。
具备运用所学知识分析和解决 实际问题的能力，能够进行基
本的电路设计和实验。
课程安排与学时分配
课程安排
本课程通常分为理论教学和实验教学两部分，理论教学主要 讲解电路基础分析、模电和数电的基本原理和方法，实验教 学则是通过实验操作来巩固和加深对理论知识的理解。
学时分配
本课程通常安排在一个学期内完成，总学时数为64学时左右 ，其中理论教学占48学时左右，实验教学占16学时左右。具 体的学时分配可根据不同学校和专业的实际情况进行调整。
数字电子技术基础全套课件
数字电子技术基础
全套课件
第1章
数制与编码
1.1 模拟信号与数字信号
1.1.1 模拟信号与数字信号的概念
模拟（analog）信号
信号的幅度量值随着时间的延续 （变化）而发生连续变化。
用以传递、加工和处理模拟信号的电子电路被称为模拟电路。 数字（digital）信号
信号的幅度量值随着时间的延续（变化） 而发生不连续的，具有离散特性变化
用于处理数字信号的电路，如传送、存储、变换、算术运算 和逻辑运算等的电路称为数字电路。
1.1.2 数字电路与模拟电路的区别
表1-1 数字电路与模拟电路的主要区别
电路类型 研究内容 数字电路 输入信号与输出信号间的逻辑关系 数值 1 信号的 特征 0 0 时间 时间 在时间上和数值上是连续变化的电信号 图解法，等效电路，分析计算 0 模拟电路 如何不失真地进行信号的处理
1.2.3 十六进制数表述方法
十六进制数采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 和A、 B、 C、 D、 E、 F十六个数码。 10 11 12 13 14 15
( N )16 an 1 (16) n 1 a1 (16)1 a0 (16) 0 a1 (16) 1 a m (16) m
1.4 数字系统中数的表示方法与格式
1.4.1 十进制编码
1. 8421 BCD码 在这种编码方式中，每一位二进制代码都代表一个固定的数值， 把每一位中的1所代表的十进制数加起来，得到的结果就是它所代表 的十进制数码。由于代码中从左到右每一位中的1分别表示8、4、2、 1（权值），即从左到右，它的各位权值分别是8、4、2、1。所以把 这种代码叫做8421码。8421 BCD码是只取四位自然二进制代码的 前10种组合。
全套课件
第1章
数制与编码
1.1 模拟信号与数字信号
1.1.1 模拟信号与数字信号的概念
模拟（analog）信号
信号的幅度量值随着时间的延续 （变化）而发生连续变化。
用以传递、加工和处理模拟信号的电子电路被称为模拟电路。 数字（digital）信号
信号的幅度量值随着时间的延续（变化） 而发生不连续的，具有离散特性变化
用于处理数字信号的电路，如传送、存储、变换、算术运算 和逻辑运算等的电路称为数字电路。
1.1.2 数字电路与模拟电路的区别
表1-1 数字电路与模拟电路的主要区别
电路类型 研究内容 数字电路 输入信号与输出信号间的逻辑关系 数值 1 信号的 特征 0 0 时间 时间 在时间上和数值上是连续变化的电信号 图解法，等效电路，分析计算 0 模拟电路 如何不失真地进行信号的处理
1.2.3 十六进制数表述方法
十六进制数采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 和A、 B、 C、 D、 E、 F十六个数码。 10 11 12 13 14 15
( N )16 an 1 (16) n 1 a1 (16)1 a0 (16) 0 a1 (16) 1 a m (16) m
1.4 数字系统中数的表示方法与格式
1.4.1 十进制编码
1. 8421 BCD码 在这种编码方式中，每一位二进制代码都代表一个固定的数值， 把每一位中的1所代表的十进制数加起来，得到的结果就是它所代表 的十进制数码。由于代码中从左到右每一位中的1分别表示8、4、2、 1（权值），即从左到右，它的各位权值分别是8、4、2、1。所以把 这种代码叫做8421码。8421 BCD码是只取四位自然二进制代码的 前10种组合。
数电模电课件全集汇总知识讲解共92页
数电模电课件全集汇总知识讲解
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
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17
§1.2 PN结及半导体二极管
2.1.1 PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导 体和N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的 交界面处就形成了PN 结。
18
内电场越强，就使漂移 运动越强，而漂移使空 间电荷区变薄。
漂移运动
P型半导体
内电场E N型半导体
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。
半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘 体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓 和一些硫化物、氧化物等。
3
半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有 不同于其它物质的特点。例如：
• 当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。
IBE
N 结而被收
E IE
集，形成 ICE。
45
IC=ICE+ICBO ICE C
IB=IBE-ICBOIBE
B
I ICBO CE N
P
EC
IB
IBE
N
RB
EB
E IE
46
ICE与IBE之比称为电流放大倍数
ICE IC ICBO IC
I BE I B ICBO I B
要使三极管能放大电流，必须使发射结正 偏，集电结反偏。
三、主要参数 1. 最大整流电流 IOM
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大 正向平均电流。
2. 反向击穿电压UBR
二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电 流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至 过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电 压UWRM一般是UBR的一半。
28
3. 反向电流 IR
指二极管加反向峰值工作电压时的反向电 流。反向电流大，说明管子的单向导电性 差，因此反向电流越小越好。反向电流受 温度的影响，温度越高反向电流越大。硅 管的反向电流较小，锗管的反向电流要比 硅管大几十到几百倍。
• 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变。
4
1.1.2 本征半导体
一、本征半导体的结构特点
现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们 的最外层电子（价电子）都是四个。
Ge
Si
通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。
5
本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。 在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成
E
25
2.1.3 半导体二极管
一、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
触丝线
PN结
引线 外壳线
基片
二极管的电路符号： P
面接触型
N
26
二、伏安特性
I
死区电压 硅管 0.6V,锗管0.2V。
反向击穿 电压UBR
导通压降: 硅管0.6~0.7V, 锗管0.2~0.3V。
U
27
所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡， 相当于两个区之间没有电扩散荷运运动动，空间电荷区的厚 度固定不变。
20
电位V
V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P型区
空间 电荷 区
N型区
21
注意:
1、空间电荷区中没有载流子。
晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心， 而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子 与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价 电子。
硅和锗的晶 体结构：
6
硅和锗的共价键结构
+4表示 除去价电 子后的原
子
+4
+4
+4
+4
共价键共 用电子对
7
形成共价键后，每个原子的最外层电子是 八个，构成稳定结构。
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
空间电荷区， 也称耗尽层。
扩散运动
扩散的结果是使空间电 荷区逐渐加宽，空间电 荷区越宽。
19
漂移运动
P型半导体
内电场E N型半导体
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
二极管的应用举例1：二极管半波整流
ui
ui
RL
uo
t
uo t
33
二极管的应用举例2： ui
ui
R
uR RL
uR
t
uo t
uo
t
34
§1.3 特殊二极管
1.3.1 稳压二极管
-
曲线越陡， I
电压越稳
定。
+
UZ
稳压
动态电阻： 误差
r UZ
Z
I Z
rz越小，稳 压性能越好。
UZ
IZ
U IZ IZmax
电子技术 模拟电路部分
第一章
半导体器件
1
第一章 半导体器件
§ 1.1 半导体的基本知识 § 1.2 PN 结及半导体二极管 § 1.3 特殊二极管 § 1.4 半导体三极管 § 1.5 场效应晶体管
2
§1.1 半导体的基本知识
1.1.1 导体、半导体和绝缘体
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。
空穴复合，形成
电流IBEE，B 多数
扩散到集电结。
C
N
P
IBE
N
E IE
发射结正 偏，发射 区电子不 断向基区 扩散，形 成发射极
电流EICE。
44
集电结反偏， 有少子形成的
反向电流ICBO。B
RB
EB
IC=ICE+ICBOICE
C
从基区扩
散来的电
I ICBO CE N
子作为集 电结的少
P 子 进， 入漂 集E移 电C
U zW 10V, I zmax 20mA, ui
R
DZ
iZRL uo
I zmin 5mA
负载电阻 RL 10k。要求当输入电压由正常值发
生20%波动时，负载电压基本不变。
求：电阻R和输入电压 ui 的正常值。
解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电
流为Izmax 。
i
I zmax
U ZW RL
25mA
1.2ui iR U zW 25R 10
——方程1
37
令输入电压降到下限 时，流过稳压管的电 流为Izmin 。
i
iL
R
ui
DZ
iZRL uo
i
I zmin
U ZW RL
10mA
0.8ui iR U zW 10R 10
——方程2
联立方程1、2，可解得：
ui 18.75V, R 0.5k
47
C IC B
IB E
IE
NPN型三极管
C IC B
IB E
Байду номын сангаасIE
PNP型三极管
48
1.4.3 特性曲线
14
多余 电子
磷原子
+4 +4 +5 +4
N 型半导体中 的载流子是什 么？
1、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。 2、本征半导体中成对产生的电子和空穴。
掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自 由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流 子（多子），空穴称为少数载流子（少子）。
30
5. 二极管的极间电容
二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成： 势垒电容CB和扩散电容CD。
势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时， 就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出 的电容是势垒电容。
-N
扩散电容：为了形成正向电流
+
（扩散电流），注入P 区的少子
P
（电子）在P 区有浓度差，越靠
受主原子。
硼原子
P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。
16
三、杂质半导体的示意表示法
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P 型半导体
N 型半导体
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。
但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。 近似认为多子与杂质浓度相等。
35
稳压二极管的参数:
（1）稳定电压 UZ
（2）电压温度系数U（%/℃）
稳压值受温度变化影响的的系数。
（3）动态电阻
r UZ
Z
I Z
（4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。
§1.2 PN结及半导体二极管
2.1.1 PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导 体和N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的 交界面处就形成了PN 结。
18
内电场越强，就使漂移 运动越强，而漂移使空 间电荷区变薄。
漂移运动
P型半导体
内电场E N型半导体
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。
半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘 体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓 和一些硫化物、氧化物等。
3
半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有 不同于其它物质的特点。例如：
• 当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。
IBE
N 结而被收
E IE
集，形成 ICE。
45
IC=ICE+ICBO ICE C
IB=IBE-ICBOIBE
B
I ICBO CE N
P
EC
IB
IBE
N
RB
EB
E IE
46
ICE与IBE之比称为电流放大倍数
ICE IC ICBO IC
I BE I B ICBO I B
要使三极管能放大电流，必须使发射结正 偏，集电结反偏。
三、主要参数 1. 最大整流电流 IOM
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大 正向平均电流。
2. 反向击穿电压UBR
二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电 流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至 过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电 压UWRM一般是UBR的一半。
28
3. 反向电流 IR
指二极管加反向峰值工作电压时的反向电 流。反向电流大，说明管子的单向导电性 差，因此反向电流越小越好。反向电流受 温度的影响，温度越高反向电流越大。硅 管的反向电流较小，锗管的反向电流要比 硅管大几十到几百倍。
• 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变。
4
1.1.2 本征半导体
一、本征半导体的结构特点
现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们 的最外层电子（价电子）都是四个。
Ge
Si
通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。
5
本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。 在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成
E
25
2.1.3 半导体二极管
一、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
触丝线
PN结
引线 外壳线
基片
二极管的电路符号： P
面接触型
N
26
二、伏安特性
I
死区电压 硅管 0.6V,锗管0.2V。
反向击穿 电压UBR
导通压降: 硅管0.6~0.7V, 锗管0.2~0.3V。
U
27
所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡， 相当于两个区之间没有电扩散荷运运动动，空间电荷区的厚 度固定不变。
20
电位V
V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P型区
空间 电荷 区
N型区
21
注意:
1、空间电荷区中没有载流子。
晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心， 而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子 与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价 电子。
硅和锗的晶 体结构：
6
硅和锗的共价键结构
+4表示 除去价电 子后的原
子
+4
+4
+4
+4
共价键共 用电子对
7
形成共价键后，每个原子的最外层电子是 八个，构成稳定结构。
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
空间电荷区， 也称耗尽层。
扩散运动
扩散的结果是使空间电 荷区逐渐加宽，空间电 荷区越宽。
19
漂移运动
P型半导体
内电场E N型半导体
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
二极管的应用举例1：二极管半波整流
ui
ui
RL
uo
t
uo t
33
二极管的应用举例2： ui
ui
R
uR RL
uR
t
uo t
uo
t
34
§1.3 特殊二极管
1.3.1 稳压二极管
-
曲线越陡， I
电压越稳
定。
+
UZ
稳压
动态电阻： 误差
r UZ
Z
I Z
rz越小，稳 压性能越好。
UZ
IZ
U IZ IZmax
电子技术 模拟电路部分
第一章
半导体器件
1
第一章 半导体器件
§ 1.1 半导体的基本知识 § 1.2 PN 结及半导体二极管 § 1.3 特殊二极管 § 1.4 半导体三极管 § 1.5 场效应晶体管
2
§1.1 半导体的基本知识
1.1.1 导体、半导体和绝缘体
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。
空穴复合，形成
电流IBEE，B 多数
扩散到集电结。
C
N
P
IBE
N
E IE
发射结正 偏，发射 区电子不 断向基区 扩散，形 成发射极
电流EICE。
44
集电结反偏， 有少子形成的
反向电流ICBO。B
RB
EB
IC=ICE+ICBOICE
C
从基区扩
散来的电
I ICBO CE N
子作为集 电结的少
P 子 进， 入漂 集E移 电C
U zW 10V, I zmax 20mA, ui
R
DZ
iZRL uo
I zmin 5mA
负载电阻 RL 10k。要求当输入电压由正常值发
生20%波动时，负载电压基本不变。
求：电阻R和输入电压 ui 的正常值。
解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电
流为Izmax 。
i
I zmax
U ZW RL
25mA
1.2ui iR U zW 25R 10
——方程1
37
令输入电压降到下限 时，流过稳压管的电 流为Izmin 。
i
iL
R
ui
DZ
iZRL uo
i
I zmin
U ZW RL
10mA
0.8ui iR U zW 10R 10
——方程2
联立方程1、2，可解得：
ui 18.75V, R 0.5k
47
C IC B
IB E
IE
NPN型三极管
C IC B
IB E
Байду номын сангаасIE
PNP型三极管
48
1.4.3 特性曲线
14
多余 电子
磷原子
+4 +4 +5 +4
N 型半导体中 的载流子是什 么？
1、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。 2、本征半导体中成对产生的电子和空穴。
掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自 由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流 子（多子），空穴称为少数载流子（少子）。
30
5. 二极管的极间电容
二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成： 势垒电容CB和扩散电容CD。
势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时， 就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出 的电容是势垒电容。
-N
扩散电容：为了形成正向电流
+
（扩散电流），注入P 区的少子
P
（电子）在P 区有浓度差，越靠
受主原子。
硼原子
P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。
16
三、杂质半导体的示意表示法
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P 型半导体
N 型半导体
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。
但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。 近似认为多子与杂质浓度相等。
35
稳压二极管的参数:
（1）稳定电压 UZ
（2）电压温度系数U（%/℃）
稳压值受温度变化影响的的系数。
（3）动态电阻
r UZ
Z
I Z
（4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。