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理想开关的开关特性 一、 静态特性 ① 断开 ② 闭合 S A K 5.1.2 晶体二极管 、三极管 的开关特性 理想开关的开关特性 S A K 二、动态特性 ① 开通时间: ② 关断时间: 闭合) (断开 断开) (闭合 普通开关:静态特性好,动态特性差 半导体开关:静态特性较差,动态特性好 几百万/秒 几千万/秒 5.1.2 晶体二极管 、三极管 的开关特性 5.1.2 半导体二极管的开关特性 一、静态特性 ① 外加正向电压(正偏) 二极管导通(相当于开关闭合) ② 外加反向电压(反偏) 二极管截止(相当于开关断开) 硅二极管伏安特性 阴极 A 阳极 K PN结 - A K + P区 N区 + + + + + + + + - - - - - - - - 正向 导通区 反向 截止区 反向 击穿区 0.5 0.7 /mA /V 0 1. 结构示意图、符号和伏安特性 D + - + - 2. 二极管的开关作用: [例] uO = 0 V uO = 2.3 V 电路如图所示, 试判别二极管的工作 状态及输出电压。 二极管截止 二极管导通 [解] D 0.7 V + - 二、动态特性 1. 二极管的电容效应 结电容 C j 扩散电容 C D 2. 二极管的开关时间 电容效应使二极管的通断需要一段延迟时间才能完成 t t 0 0 (反向恢复时间) ≤ ton — 开通时间 toff — 关断时间 一、静态特性 NPN 5.1.2 半导体三极管的开关特性 发射结 集电结 发射极 emitter 基极 base 集电极 collector b iB iC e c (电流控制型) 1. 结构、符号和输入、输出特性 N N P (Transistor) (1) 结构示意图和符号 (2) 输入特性 (3) 输出特性 iC / mA uCE /V 50 μA 40μA 30 μA 20 μA 10 μA iB = 0 0 2 4 6 8 4 3 2 1 放大区 截止区 饱 和 区 0 uBE /V iB / μA 发射结正偏 条 件 电流关系 状态 放大 i C= ? iB 集电结反偏 饱和 i C < ? iB 两个结正偏 I CS= ? IBS 临界 截止 iB ≈ 0, iC ≈ 0 两个结反偏 2. 半导体三极管的开关应用 发射结反偏 T 截止 发射结正偏 T 导通 + ? Rc Rb +VCC (12V) + uo ? iB iC T uI 3V -2V 2 k? 2.3 k? 放大还是 饱和? 饱和导通条件: + ? Rc Rb +VCC +12V + uo ? iB iC T uI 3V -2V 2 k? 2.3 k? ≤ 因为 所以 二、动态特性 3 -2 t 0 0.9ICS 0.1ICS t 0 3 0.3 t 0
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