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模拟电路基础

主讲人：张灿杰二极管1.种类：按结构材料分硅二极管（导通电压0.6-0.7V）和锗二极管（导通电压0.2-0.3V），按功能分整流二极管、发光二极管、稳压二极管，磁敏二极管、压敏二极管、温敏二极管、光敏二极管、变容二极管等。特性：正向导通反相截止。H桥式电机驱动电路4.1、三极管的经典应用：H桥驱动电路一、H桥驱动电路图4.11中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图4.11及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）。如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。例如，如图4.13所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。图4.14所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。实际应用中的H桥**二极管的伏安特性将PN结封装在塑料、玻璃或金属外壳里，再从P区和N区分别焊出两根引线作正、负极。二极管的结构：(a)外形图半导体二极管又称晶体二极管。(b)符号图1.2.4二极管的外形和符号二极管的伏安特性在二极管的两端加上电压U，测量流过管子的电流I，I=f(U)之间的关系曲线。604020–0.002–0.00400.51.0–25–50I/mAU/V正向特性硅管的伏安特性死区电压击穿电压U(BR)反向特性–50I/mAU/V0.20.4–2551015–0.01–0.02锗管的伏安特性0图1.2.4二极管的伏安特性二、单相整流电路（一）半波整流电路 单相半波整流电路如下图(a)所示，图中Tr为电源变压器，用来将市电220V交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。设V为整流二极管，令它为理想二极管，RL为要求直流供电的负载等效电阻。 由图可见，负载上得到单方向的脉动电压，由于电路只在u2的正半周有输出，所以称为半波整流电路。半波整流电路结构简单，使用元件少，但整流效率低，输出电压脉动大，因此，它只使用于要求不高的场合。桥式整流电路稳压管一种特殊的面接触型半导体硅二极管。稳压管工作于反向击穿区。I/mAU/VO+?正向?+反向?U(b)稳压管符号(a)稳压管伏安特性+?I图1.2.10稳压管的伏安特性和符号图1.3.3三极管结构示意图和符号ecb符号集电区集电结基区发射结发射区集电极c基极b发射极eNNP1.3.1三极管的结构三极管有两种类型：NPN和PNP型。以NPN型为例进行讨论。集电区集电结基区发射结发射区集电极c发射极e基极bcbe符号NNPPN图1.3.3三极管结构示意图和符号(b)PNP型1.3.2三极管的电流“放大”作用以NPN型三极管为例讨论cNNPebbec表面看三极管要实现放大，必须从三极管内部结构和外部所加电源的极性来保证。不具备放大作用电流“放大”的内部条件：NNPebcNNNPPP1.发射区高掺杂。2.基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。电流“放大”的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。3.集电结面积大。beceRcRb从发射区进入基区的大量电子只有少数从基极出来，大部分从集电极出来。即只要基极有一个小IB,集电极就有一个大IC。这就是所谓的电流放大，把IC与IB之比，叫电流放大系数，用β表示，β=IC/IBIBIC电流“放大”基本原理：V集V基IE