模拟电子技术基础-全套PPT课件.pptx

模拟电子技术基础;;;;;;目　录;目　录;;;根据物体导电能力（电阻率）的不同，物质可分为导体(ρ10-1Ω·cm)、绝缘体(ρ109 Ω·cm)和半导体(10-1Ωρ109Ω·cm)三大类。;每个原子最外层的价电子，不仅受到自身原子核的束缚，同时还受到相邻原子核的吸引。因此，价电子不仅围绕自身的原子核运动，同时也出现在围绕相邻原子核的轨道上。于是，两个相邻的原子共有一对共价电子，这一对价电子组成所谓的　　　。硅、锗原子的共价键结构如图所示。;纯净的、不含其他杂质的半导体称为本征半导体。;由于随机热振动致使共价键被打破而产生　　　　　　。;空穴、电子导电机理 由于共价键出现了空穴，在外加电场或其它的作用下，邻近价电子就可填补到这个空位上，而在这个电子原来的位置上又留下新的空位，以后其他电子又可转移　　　　　　　　　　　　到这个新的空位。这样就使　　　　　　　　　共价键中出现一定的电荷迁　　　　　　　　移。空穴的移动方向和电子　　　　　　　　　移动方向是相反的。 ;1.1.2　杂质半导体 本征半导体中虽有两种载流子，但因本征载子浓度很低，导电能力很差。如在本征半导体中掺入某种特定杂质，成为杂质半导体后，其导电性能将发生质的变化。;;;;杂质半导体的示意图;P型半导体和N型半导体有机地结合在一起时,因为P区一侧空穴多，N区一侧电子多，所以在它们的界面处存在空穴和电子的浓度差。;于是P区中的空穴会向N区扩散，并在N区被电子复合。而N区中的电子也会向P区扩散，并在P区被空穴复合。这样在P区和N区分别留下了不能移动的受主负离子和施主正离子。;二、ＰＮ结的单向导电性;（动画演示）;2）ＰＮ结反向偏置——截止　　;;综上所述，ＰＮ结正向偏置时，正向电流很大，ＰＮ结处于导通状态；ＰＮ结反向偏置时，反向电流很小，几乎为零，ＰＮ结处于截止状态。这就是ＰＮ结的单向导电性。 ;半导体二极管实物图片：;特点： ＰＮ结面积小，所以极间电容小，管子允许通过的电流小；可在高频下工作；适用于作高频检波管和数字电路里的开关元件。;特点： ＰＮ结面积大，极间电容大，允??通过的电流大；适合在较低频率下工作,可用于整流电路.;特点： ＰＮ结不受水气和污物的污染，表面漏电流小，性能稳定。平面管的ＰＮ结面积大时，允许通过的电流也大，适于做大功率整流管；结面积小的，暂态特性好，适于做开关管。;2.二极管的伏安特性;1）正向特性区 0A段：称为“死区”。;化，表现出很好的恒压特性。（稳压二极管正是利用这一特性工作在击穿区。）若对反向击穿后的电流不加以限制，ＰＮ结也会因过热而烧坏，这种情况称为热击穿。因此我们只要注意控制反向电流的数值，不使其过大引起管子过热而烧坏,则当反向电压降低时，二极管的性能可以恢复正常。;iD=IS(e uD /UT-1);当uD ＞0，且uD UT时，iD=IS(e uD /UT)； ;　　指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流，它是由ＰＮ结的结面积和外界散热条件决定的。实际应用时，二极管的平均电流不能超过此值，并要满足散热条件，否则会烧坏二极管。;1.２.4　稳压二极管;稳压管的参数主要有以下几项：;4. 电压的温度系数稳定电压aU;稳压管电路分析：;(2) 当输入电压最大，负载电流最小时，流过稳压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax，由此可计算出限流电阻的最小值。即;2. 负载电阻的计算;(2) 当输入电压最大时，只有负载电阻足够小(分流足够大)才能保证IZ不大于IZmax，由此可计算出负载电阻的最小值。即;1.２.5　变容二极管;势垒电容的大小可用下式表示：;;综上所述，PN结总的结电容Cj包括势垒电容Cb和扩散电容Cd两部分。;§1.3　双极型三极管;1.3.1　三极管的结构;1.3.2　三极管的放大作用和载流子的运动;1. 内部结构;b) 集电结反偏：;一、BJT内部的载流子传输过程;(2) 发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。少部分遇到的空穴复合掉，形成IBN。所以基极电流IB≈IBN 。大部分到达了集电区的边缘。;(3) 因为集电结反偏,收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流ICN。;;;电流放大系数，它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。;　　　　　　　　　当UCE不变时，输入回路中的电流IB与电压UBE之间的关系曲线称为～，用下式表示：;; 当IB不变时，输出回路中的电流IC与电压UCE之间的关系曲线称为~，其表达式为;(3) 当UCE ＞1V后，收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电子都被集电极收集，形成IC。所以UCE再增加，IC基本保持不变。; IC接近零的区