3-电子电路基础-16.ppt

教学内容和要求;半导体器件——半导体材料制成的电子器件，包括二极管、晶体管、场效应管等;3.1 半导体基本知识;;硅、锗的共价键结构;2、杂质半导体;;N型半导体中，自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子;通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量3价元素(如硼)形成P型杂质半导体——P型半导体;;P型半导体中，空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子;3、PN结;空间电荷区——结内存在内电场，电压值为0.6～0.8V(硅) ，0.1～0.3V(锗) 耗尽层——结内的载流子在PN结形成过程中基本耗尽;4、PN结的单向导电性;反向偏置——电压正极接N区，负极接P区;3.2 二极管及其模型;;②二极管的VCR;③二极管的主要参数;PN结的电容效应——结电容;④二极管的温度特性;2、二极管模型;;U;在允许一定误差条件下，将二极管VCR曲线用折线近似;用于近似二极管VCR曲线的折线与电压源和开路组合的VCR曲线在功率允许和偏置条件下吻合;ID;如果二极管组成的电子电路中uI = UI+ui——偏置加交流小信号(变化量);ui足够小条件下，将静态工作点Q附近二极管特性线性化，根据叠加定理，二极管电压uD = UDQ+ud、电流iD = IDQ+id ——电子电路的动态分析=静态分析+交流小信号分析;;交流小信号ui单独作用时;Uon;②二极管导通区的交流小信号模型;id;例1，图示电路中u = 100sin(2π×104t )mV，求iD;静态分析—— 3V单独作用的电路——二极管用直流模型——电压源开关模型;交流小信号分析—— ui单独作用的电路——二极管用交流小信号模型——动态电阻;3、稳压管;①稳压管的VCR;PN结的反向击穿——PN结的反偏电压超过击穿电压UBR时，反向电流急剧增大;②稳压管的主要参数;4、稳压管模型;①稳压管的直流模型;UUZ;如果稳压管组成的电子电路中uI = UI+ui——偏置加交流小信号(变化量);②稳压管稳压区的交流小信号模型;Q附近;例2，图示电路中UZ = 9V，rz= 4Ω，输入电压的波动ui/UI =±10%，求输出电压的波动uo/UO;静态分析—— 15V单独作用的电路——稳压管用直流模型——电压源开关模型;交流小信号分析—— ui单独作用的电路——稳压管用交流小信号模型——动态电阻;作业：(P181)1、(模拟电子技术P69)1.4、1.6(1);3.3 晶体管及其模型;晶体管分为NPN型与PNP型;;晶体管结构特点;② NPN型晶体管的VCR;共射输入特性;uBE-iB曲线类似于二极管正偏时的VCR曲线 uCE 增大时，输入特性略为右移——相同uBE条件下iB减小；uCE的影响较小，曲线族非常密集，可以近似为一条曲线;共射输出特性;放大区——uBE ≥Uon、uCE uBE，uCE-iC曲线近似为等间隔的平行线——iC与iB表现出比例关系；每条曲线随uCE的增大而略有抬升——相同iB条件下iC略有增大 饱和区——uBE ≥Uon、uCE uBE，iC与iB不再满足比例关系；uCE在电流变化时变化不大 截止区—— uBE Uon，iB、iC和iE均为零;放大区的共射转移特性;③ NPN型晶体管的主要参数;最大集电极电流ICM 极间反向击穿电压UBR 最大集电极耗散功率PCM;④ NPN型晶体管的温度特性;2、NPN型晶体管模型;ui足够小条件下，将静态工作点Q附近晶体管特性线性化，根据叠加定理，晶体管电压uBE = UBEQ+ube、uCE = UCEQ+uce，电流iB = IBQ+ib、iC = ICQ+ic ——电子电路的动态分析=静态分析+交流小信号分析;+;在允许一定误差条件下，将晶体管输入特性用折线近似;+;在允许一定误差条件下，将晶体管输出特性用折线近似;①晶体管的直流模型;用于近似晶体管输出特性的折线与电压源和电流控制电流源组合的VCR曲线在功率允许和偏置条件下吻合;+;交流小信号ui单独作用时;在允许一定误差条件下，将静态工作点Q附近晶体管输入特性小范围内用切线近似;+;在允许一定误差条件下，将静态工作点Q附近晶体管输出特性小范围内用切线近似;②晶体管放大区的交流小信号模型;用于近似静态工作点Q附近晶体管输出特性小范围内的切线与电流控制电流源和动态电阻组合的VCR曲线在交流小信号条件下吻合;+;rbe修正——晶体管结构特点——基区很薄，交流小信号模型中的rbe需考虑基区体电阻rbb的影响;例1，图示NPN型晶体管组成的电子电路中，β=100，rbb=100Ω，UA→∞。求(1) 静态工作点；(2)ui =10sint mV时的uO;静态分析—— 12V与1V单独作用的电路——晶体管用直流模型;;交流小信号分析—— ui单独作用的电路——晶体管用交流小信号模型;;动态分析——叠加