模拟电子技术0CH03.ppt

半导体的特性简介 通过掺入杂质可明显地改变半导体的电导率 空穴的移动 注意： 1）空间电荷区的正负离子虽带电，但它们不能移动，不参与导电。因区域内的载流子极少，所以空间电荷区的电阻率很高。 2）内电场对多数载流子的扩散运动起阻挡作用，所以空间电荷区--PN结又称为阻挡层或耗尽层。 (1) 最大整流电流IF 是指管子长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。因为电流通过PN结要引起管子发热，电流太大，发热量超过限度，就会使PN结烧坏。例如2AP1最大整流电流为16mA。 (2) 反向击穿电压VBR (3) 反向电流IR (4) 极间电容Cd（CB、 CD ） (5) 反向恢复时间TRR 由于二极管中PN结电容效应的存在，当二极管外加电压极性翻转时，其正、反向电流不能在瞬间完全按照单向导电性变化。特别时外加电压从正向偏置变成反向偏置时，二极管中电流由正向变成反向，但其翻转后瞬间有较大的反向电流，经过一定时间后反向电流才会变得很小。二极管由正向导通到反向截止时电流的变化图3.3.5所示。其中IF为正向电流，IRM为最大反向恢复电流，TRR为反向恢复时间。 (5) 反向恢复时间TRR 存在反向恢复时间的主要原因是扩散电容的CD影响。 扩散电容越小，反向恢复时间越短，工作频率越高。 二极管由反向截止到正向导通则不存在积累载流子的消散过程。 美国半导体器件的型号命名方法 表3.5.1 几种典型的稳压管的主要参数 二极管的基本应用小结 1. 整流：将交流变换为直流； 2. 检波：从高频载波中检出调制信号； 3. 限幅：将输出电压的幅度限制在一定范围内； 4. 箝位及隔离： 5. 元件保护以及在数字电路中作为开关元件等。 9V，0.5W 12~13.6V 极端情况分析： Iz R IL 收音机 VI 能工作 最小能稳压 求出R 开路 最大 最大不过载 最小 得到工作电流 0 电压很小的时候能够听 电压最大时，收音机没开，有最大电流流过稳压管不烧 求出R功耗 Iz R IL 收音机 VI 最小能稳压 求出R 得到工作电流 能工作 最小 VL = VZ 由于负载所消耗的功率PL = VLIL 所以负载电流的最大值 考虑最坏情况，即当输入电压最小VI = V I(min) ，负载电流最大I L(max) ，R的最大值必须保证稳压管中的电流大于I Z(min) 一般稳压管的I Z(min) 为几毫安到十几毫安，比IZT略小。这里若取I Z(min) = 5mA，则R的最大值为 R的取值将直接影响稳压管的最大电流I Z(max) 。取电阻标称值R = 47?，考虑最坏情况，当输入电压最大VI = V I(max) ，负载电流最小IL = 0，即负载开路，原本流过负载的电流将全部流经稳压管，此时IZ的最大值为 : 稳压值VZ = 9V，最大耗散功率: PZM = VZ I Z(max) = 9V?98mA = 882mW = 0.882W。 当VI = V I(max) ，且为满负荷情况下，R上所消耗的功率为: Iz R IL 收音机 VI 最大不过载 求出R功耗 0 开路 最大 综上所述，稳压管的选取应为： 稳压值等于9V 最小电流小于等于5mA 最大电流大于98mA 最大耗散功率大于0.882W。 电阻的选取为： 阻值等于47? 额定功率大于0.45W。(1W) 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 （2）恒压降模型 （a）V-I特性 （b）电路模型 管压降认为是恒定的， 且不随电流而变，典型值为 （0.7V-硅管） （0.2V-锗管） 当二极管的电流I D近似等于或大于1mA时才是正确的 应用较广 电池+理想模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 （3）折线模型 （a）V-I特性 （b）电路模型 为了较真实地描述二极管V-I特性，在恒压降模型的基础上，作一定的修正 . 这个电池的电压选定为二极管的门坎电压Vth，约为0.5V（硅管）。当二极管的导通电流为1mA时，管压降为0.7V，rD的值可计算如下： 用一个电池和一个电阻rD来作进一步的近似 恒压降模型+电阻 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 （4）小信号模型 vs =0 时, Q点称为静态工作点 ，反映直流时的工作状态。 vs =Vmsin?t 时（VmVDD）, 将Q点附近小范围内的V-I 特性线性化，得到小信号模型，即以Q点为切点的一条直线。 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 （4）小信号模型 过Q点的切线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=