典型电子线路故障分析剖析.doc

典型电子线路故障分析 一、半导体基础知识 1.本征半导体 完全纯净的半导体，称为本征半导体。 价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。 这一现象称为本征激发。 2.杂质半导体 在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成杂质半导体。 在N 型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。 在 P 型半导体中空穴是多子，自由电子是少子。 无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。 3. PN结的形成 4. PN结的单向导电性 (1) PN 结加正向电压（正向偏置） PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。 (2) PN 结加反向电压（反向偏置） 反之，PN 结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。 5.PN结的性质—— PN结的单向导电性 PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流； PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。 由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。 二、半导体二极管 1.二极管的单向导电性： （1）二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。 （2）二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正 ）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。 （3） 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。 （4）二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。 2.二极管电路分析 等效处理：若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。否则，正向管压降为：硅管0.7V；锗管0.3V。 例：求Uab电压 三、三极管结构和图形符号 1.三极管结构和图形符号 三极管是一个三层结构、内部具有两个PN结的器件，它的中间层称为基区，基区的两边分别称为发射区和集电区，三极管的发射区和集电区是同类型的半导体，所以三极管有两种半导体类型，如图1—2—4所示，三极管的基区半导体类型与发射区和集电区不同，所以在基区与发射区，基区和集电区之间分别形成两个PN结，发射区与基区之间的PN结称为发射结，而集电区与基区之间的PN结称为集电结，三个区引出的电极分别称为基极B（b）、发射极E（e）和集电极C（c）。 NPN型： 结 构 符 号 PNP型： 结 构 符 号 图1—2—4 三极管的结构和图形符号 三极管符号中发射极的箭头表示发射结加正向电压时电流方向，三极管的文字符号为V。. 2.三极管内电流分配规律： IE = IC + IB 3.三极管的电流放大作用： IC =βIB 4.三极管的伏安特性曲线 三极管的输出特性曲线研究集电极电流IC与电压UCE之间的关系，是在基极电流IB一定的情况下测试出来的。由三极管的输出特性曲线可以看出，三极管工作时有三个可能的工作区域。 四、固定偏置放大电路原理与分析 利用电子器件把微弱的电信号（电压、电流、功率）增强到所需值的电路称为放大电路，它在实践中有非常广泛的应用。无论日常使用的收音机、扩音器或者精密的测量仪器和复杂的自动控制系统，其中都有各种各样的放大电路。 所谓放大表面看来是将信号的幅度由小增大，但是放大的本质是实现能量的控制。由于输入信号的能量过于微弱，不足以推动负载，因此需要另外提供一个能源，由能量较小的输入信号控制，使之输出较大的能量，然后推动负载。 1．电路的组成 元器件 作用 三极管V 电流控制作用，可以将微小的基极电流变化量转换成较大的集电极电流变化量。 基极偏置电阻Rb和RP＇ Vcc经Rb和RP＇为三极管提供合适的基极电流IB（称为基极偏置电流）。 集电极负载电阻Rc 将集电极电流的变化量变换成集电极电压的变化量。 耦合电容C1和C2 一是隔直流，使三极管中的直流电流与输入端之前的以及输出端之后的直流电路隔开，不受它的影响；二是通交流，当C1、C2的电容量足够大时，它们对交流信号呈现的容抗很小，可以近似认为短路，这样就可以让交流信号顺利通过。 电源VCC 提供能量 2．估算静态工作点 当放大电路未加信号，即ui=0时，称为静态。定义：这时的直流电流IB、IC和直流电压UBE、UCE，称为静态工作点，或者简称为Q点，分别用IBQ、ICQ和UCEQ表示。 IBQ＝≈ ICQ＝βIBQ＋ICEQ≈βIBQ UCEQ=UCC—ICQRc 3．用图解法分析静态工作点 (1)作直流负载线。 方法：根据 uCE = VCC - iCR