模拟电子线路1-1.ppt

第一章 常用半导体器件 教学时数: 6学时 重点及难点: 1. 本征半导体、P型半导体、N型半导体；PN结；二极管、三极管、场效应管的概念及结构特点 2. 二极管、三极管、场效应管的建模及特性曲线、主要参数 第一章 常用半导体器件 §1-1 半导体基础知识 §1-2 半导体二极管 §1-3 双极型晶体管 §1-4 场效应管 §1-5 单结晶体管和晶闸管* §1-6 集成电路中的元件* 稳压二极管的应用举例2： 作业： P66~67 4、8、9 10、11 半导体二极管实物图片 二、伏安特性 U I 导通压降: 硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。 反向击穿电压UBR 死区电压 硅管0.6V,锗管0.2V 二极管V- I 特性的建模 1. 理想模型 3. 折线模型 2. 恒压降模型 4. 小信号模型 二极管工作在正向特性的某一小范围内时，其正向特性可以等效成一个微变电阻。 即 根据 得Q点处的微变电导 则 常温下（T=300K） 二极管V- I 特性的建模（续） 二极管：死区电压=0 .5V，正向压降?0.7V(硅二极管) 理想二极管：死区电压=0 ，正向压降=0 RL ui uo ui uo t t 二极管的应用举例1：二极管半波整流 应用举例 2 二极管的静态工作情况分析 理想模型 （R=10k?） （1）VDD=10V 时 恒压模型 （硅二极管典型值） 折线模型 （硅二极管典型值） 设 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。 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。 以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。下面介绍交流参数。 4. 微变电阻 rD iD uD ID UD Q ?iD ?uD rD 是二极管特性曲线上工作点Q 附近电压的变化与电流的变化之比： 显然，rD是对Q附近的微小变化区域内的电阻。 1. 稳压二极管 U I IZ IZmax ?UZ ?IZ 稳压误差 曲线越陡，电压越稳定。 + - UZ 动态电阻： rz越小，稳压性能越好。 四. 特殊二极管 （4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。 （5）最大允许功耗 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 （6）使用时必须串联限流电阻 负载电阻 。 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。 稳压二极管的应用举例1： uo iZ DZ R iL i ui RL 稳压管的技术参数: 解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为Izmax 。 求：电阻R和输入电压 ui 的正常值。 ——方程1 令输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为Izmin 。 ——方程2 uo iZ DZ R iL i ui RL 联立方程1、2，可解得： 解:(a)移去Dz Uo1=(2/2.5)×10 =8VUz 故接入Dz后有可 能稳压。 (b)移去Dz, Uo2=(2/4) × 10=5V Uz ∴ Dz不能稳压, Uo2 =5V 已知稳压管的稳压值UZ=6V，IZmin=5mA，求图中的UO1和UO2各为多少？ IR=(10－6)/500=40mAIzmin ∴ Dz能稳压,Uo1=Uz=6V * 第一章 常用半导体器件 *内容自学 根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。 典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs，一些硫化物、氧化物等。 导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般是导体。 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。 一. 导体、半导体和绝缘体 §1.1 半导体基本知识 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。 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。 二. 本征半导体 1、本征半导体的结构