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电子维修电工中级工培训教材(PPT-63页)


1. 稳定电压 UZ 流过规定电流时稳压管两端的反向电压值。
2. 稳定电流 IZ 越大稳压效果越好,小于 Imin 时不稳压。
3. 最大工作电流 IZM 4. 最大耗散功率 PZM
P ZM = UZ IZM
5. 动态电阻 rZ rZ = UZ / IZ
越小稳压效果越好。
五、三极管
1、三极管的结构
二氧化硅保护
B
ui
uo
C
共集电极
三极管放大的条件: 发射结正偏 、集电结反偏
2、各元件的作用
三极管: 放大元件。 电源VCC:保证发射结处于正 向偏置、集电结处于反向偏 置,为输出信号提供能量。
集电极电阻RC :将电流的 变化变换为电压的变化,以 实现电压放大。
RB C1
+ + ui
RC
iB iC
+ uBE
+ C2
uCE 0 与二极管特性相似 iB
uCE 0 uCE1V
O
uBE
uCE 0 特性右移(因集电结开始吸引电子)
uCE1V 特性基本重合(电流分配关系确定)
导通电压 UBE
Si 管: (0.6 0.8) V 取 0.7 V Ge管: (0.2 0.3) V 取 0.2 V
b、输出特性
iC f(uCE)iB常数
多数载流 子
少数载流 子
二、PN结 1、PN结的形成
扩散运动:由浓度差引起的载流子运动。 漂移运动: 载流子在电场力作用下引起的运动。
a、载流子的浓度差引起多子的扩散
内电场
b、 复合使交界面形成空间电荷区 (耗尽层)
空间电荷区特点: 无载流子、 阻止扩散进行、利于少子的漂移。
c、 扩散和漂移达到动态平衡
扩散电流 等于漂移电流, 总电流 I = 0。
2、PN结的单向导电性
a、加正向电压(正向偏置)导通
I P区
N区
外电场使多子向 PN 结移动,
中和部分离子使空间电荷区变窄。
外电场
内电场
I = I多子 I少子 I多子
+
扩散运动加强形成正向电流 I 。
U
R
限流电阻
b、加反向电压(反向偏置)截止
I
P区
ro RC
RC一般为几千欧,因此,这种基本放大电路 的输出电阻较高。
例 在共发射极基本交流放大
电路中,已知VCC =12V,RC
RB
=RL=4k,RB =300k
37.5C1 +
试求电压放大倍数、输入电
阻、输出电阻。
+
ui
RC
iB iC
+ uBE
+ C2
+VCC
+
+
uCE
RL uo
解:IBV R C BC 30 110 230 A40A
按材料分
锗二极管
点接触型 按结构分 面接触型
平面型
正极 引线
N型锗片
铝合金 负极 小球 引线
正极引线 PN结
N型锗
金锑 合金
正极 负极 引线 引线
p N
外壳
触丝 负极引线
底座
点接触型
面接触型
P型支持衬底
集成电路中平面型
2、二极管的伏安特性
击穿 电压
U (BR)
反 向
反向特性 O

穿
iD /mA
正向特性 Uth uD /V
RB
RB
工 作
IC IB
点 U C E V C C R C IC
RB
RC
IB IC
+ UBE
+ UCE
+VCC
直流通路
例 在共发射极基本交流放大
电路中,已知VCC =12V,RC =4k,RB =300k 37.5 试求放大电路的静态工作点。
RB C1
+ +
RC
iB iC
+ uBE
+ C2
+VCC
RC
RS
us +
C1 +
+ ui
+ uo RL
RS +
EC us + ui
+ uo RL
基本放大电路
交流通路
ic
RS
+
+ ui
us

ib
ic
B
C
+
R
B
rbe
E ib
RL RC
uo
RS
uS
+ + ui

ib
RB
+
uo
RC
RL
微变等效电路
交流通路
3、放大电路的动态参数计算
1. 电压放大倍数的计算
3. 本征半导体导电能力弱,并与温度、光照等 外 界条件有关。
2、N型半导体和P型半导体
本征半导体中由于载流子数量极少,导电能力 很弱。如果有控制、有选择地掺入微量的有用杂质 (某种元素),将使其导电能力大大增强,成为具 有特定导电性能的杂质半导体。
N 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入五价元 素磷

RL RC
U
O
开路时电压放大倍数
2. 放大器输入电阻的计算
ri
U i I i
RB//rbe rbe
Ii
+
U i
三极管的输入电阻rbe
比较小,所以基本放 Ri
大电路的输入电阻不
Ib
Ic
B
C
+
R
B
rbe
E Ib
RL RC
U
O
Ro
高。
3. 输出电阻的计算
当 U i 0 时 I b 0 , I c , I b 0 受控源相当于开路。
动态分析的目的:确定放大电路的电压放大倍数 ,输 入电阻和输入电阻。
分析方法:微变等效电路法。
1、三极管微变等效电路
ib
B
+ ube

ic C
+
uce
E

ib
B
+
ube rbe
E
ic
C
+
ib
uce
rbe
UBE IB
u be ib
30( 0)(1)2(6m)V
IE(m)A
2、放大电路微变等效电路
微变等效电路是对交流分量而言,先画放大电
N区
外电场使少子背离 PN 结移动,
内电场 外电场
空间电荷区变宽。
I = I少子 0
+
漂移运动加强形成反向电流 I
U
R
PN 结的单向导电性:正偏导通,呈小电阻,电流较大; 反偏截止,电阻很大,电流近似为零。
三、二极管
1、二极管的结构
构成: PN结 + 引线 + 管壳 = 二极管
符号:
分类:
硅二极管
N型
+4
+4
+4
N 型半导体的简化图示
正离子
+4
+5
+4
磷原子
自由电子
电子为多数载流子 空穴为少数载流子 载流子数 电子数
多数载流 子
少数载流 子
P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入三价元 素硼。
P型
+4
+4
+4
P型半导体的简化图示
负离子
+4
+3
+4
硼原子
空穴
空穴 — 多子 电子 — 少子 载流子数 空穴数
++
uCE
uo
ui
解:
IBV R C BC 30 110 230 A40A
I C I B 3 .5 7 0 .0 m 4 1 .5 A mA
U C V E C R C C I C ( 1 4 1 2 3 1 . 5 0 1 3 ) V 0 6V
三、放大电路的动态分析—微变等效电路法
本征半导体 — 纯净的半导体。如硅、锗单晶体。
载流子 — 自由运动的带电粒子。
共价键 — 相邻原子共有价电子所形成的束缚。
硅(锗)的原子结构
硅(锗)的共价键结构
Si 2 8 4 Ge 2 8 18 4
简化 模型
+4 惯性核
价电子 (束缚电子)

+4
+4


电 子

+4
+4
空穴
空穴可在共 价键内移动
本征激发:
交流通路(ui 0)分析动态,只考虑变化的电压 和电流
2、放大电路的静态分析
静态分析的目的:确定放 大电路的静态工作点(直流值)
IB , IC ,UCE
分析方法:利用直流通路 计算放大电路的静态工作点。
RB C1
+ + ui
RC
iB iC
+ uBE
+ C2
+VCC
++
uCE
uo
Байду номын сангаас
静 态
IB
VCCUBEVCC
基区:作用:传输载流子 特点:薄、掺杂浓度低
集电区:作用:接收载流子 特点:面积大
B
NPN 型 E
2、电流分配和电流放大作用
a、三极管放大的条件
发射区掺杂浓度高 1.内部条件 基区薄且掺杂浓度低
集电结面积大 2.外部条件 发射结正偏
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