大学模拟电路第三章.ppt

例．试判断图中二极管是导通还是截止？并求出AO两端电压ＶA0。设二极管为理想的。 解： 分析方法 ：（1）将D1、D2从电路中断开，分别求出D1、D2两端的电压；（2）根据二极管的单向导电性，二极管承受正向电压则导通，反之则截止。若两管都承受正向电压，则正向电压大的管子优先导通，然后再按以上方法分析其它管子的工作情况。 例．两个稳压管的稳压值ＶZ1=5V，ＶZ2=7V，它们的正向导通压降均为0.6V，电路在以下二种接法时，输出电压Ｖo为多少？若电路输入为正弦信号ＶI=20sinωt（V），画出输出电压的波形。 解：图（a）中D1、D2都承受反向偏压，所以输出电压Ｖo=ＶZ1+ＶZ2=5V+7V=12V若输入正弦信号ＶI=20sinωt（V）：　　在输入信号正半周， 若 ＶI12V 稳压管处于反向截止状态，Ｖo=ＶI；若 ＶI ≥12V 稳压管处于反向击穿状态，Ｖo=12V。　　在输入信号负半周， 若ＶI -1.2V稳压管处于截止状态，Ｖo=ＶI；若 ＶI ≤-1.2V稳压管处于正向导通状态，Ｖo=-1.2V。　　图（b）中D1承受正向电压、D2承受反向偏压，所以输出电压Ｖo=0.6V+7V=7.6V 。 本题中：Ｖ12=12V，Ｖ34=12+4=16V，所以D2优先导通，此时，Ｖ12=-4V，所以D1管子截止。ＶA0 = -4V。 稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管 3.5 特殊二极管 稳压二极管的主要 参数 (1) 稳定电压UZ —— (2) 动态电阻rZ —— 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。 rZ =?U /?I rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 (3) 最小稳定工作 电流IZmin—— 保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。 (4) 最大稳定工作电流IZmax—— 超过Izmax稳压管会因功耗过大而烧坏。 稳压电路 正常稳压时 VO =VZ * 3.1 半导体的基本知识 3.2 PN结的形成及其特性 3.3 半导体二极管 3.4 二极管基本电路及其分析方法 3.5 特殊二极管 第三章 二极管及其基本电路 在物理学中。根据材料的导电能力，可以将他们划分导体、绝缘体和半导体。 典型的半导体是硅Si和锗Ge，它们都是4价元素。 硅原子 锗原子 硅和锗最外层轨道上的四个电子称为价电子。 3.1 半导体的基本知识 本征半导体的共价键结构 束缚电子 在绝对温度T=0K时，所有的价电子都被共价键紧紧束缚在共价键中，不会成为自由电子，因此本征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。 本征半导体——化学成分纯净的半导体晶体。 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”。 一. 本征半导体 这一现象称为本征激发，也称热激发。 当温度升高或受到光的照射时，束缚电子能量增高，有的电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子。 自由电子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 空穴 自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，称为空穴。 可见本征激发同时产生电子空穴对。 外加能量越高（温度越高），产生的电子空穴对越多。 与本征激发相反的现象——复合 在一定温度下，本征激发和复合同时进行，达到动态平衡。电子空穴对的浓度一定。 常温300K时： 电子空穴对的浓度 硅： 锗： 自由电子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 空穴 电子空穴对 自由电子 带负电荷 电子流 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 自由电子 E ＋ － =总电流 载流子 空穴 带正电荷 空穴流 本征半导体的导电性取决于外加能量： 温度变化，导电性变化；光照变化，导电性变化。 导电机制 在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半导体称为杂质半导体。 1. N型半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，砷等，称为N型半导体。 二. 杂质半导体 N型半导体 多余电子 磷原子 硅原子 多数载流子——自由电子 少数载流子—— 空穴 + + + + + + + + + + + + N型半导体 施主离子 自由电子 电子空穴对 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。 空穴 硼原子 硅原子 多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 － － － － － － － － － － － － P型半导体 受主离子 空穴 电子空穴对 3. P型