数字电路:处理的信号是数字信号,它是随时间不连续变 化的信号.
(6 - 2)
在模电部分介绍:二极管、三极管、稳压管、绝缘栅场效 应管;整流、滤波及稳压电路,三极管放大电路以及集成运 算放大电路等. 数字电路介绍:各种数制码制,基本逻辑门、逻辑代 数,组合逻辑电路和时序逻辑电路等内容. 随着电子技术的发展,集成电路的发展日新月异
+ 正向特性 -
E
U/V
当反向电压加到UBR击穿电压时产生雪崩击穿:反向电压增加空间 电荷区电场增强,通过空间电荷区的电子和空穴在电场作用下获得 (6 - 21) 较大的能量,
+
反向漏电流 （很小，A级） 死区电压 硅管 0.5V,锗管0.1V。
当反向电压加到UBR击穿电压时产生雪崩击穿:反向电压增加,空 间电荷区电场增强,通过空间电荷区的电子和空穴在电场作用下 获得较大的能量,在晶体中运动的电子和空穴将不断地与原子发 生碰撞,当电子和空穴能量足够大时,通过这样的碰撞可使得价带 中的电子激发到导带,形成电子空穴对.新产生的电子与空穴与原 有的电子空穴一样,在电场的作用下也向相反的方向运动获得能 量,又可通过碰撞再产生电子与空穴对,当反向电压增大到一定数 值后,载流子的倍增情况就象在陡峭的积雪山坡上发生雪崩一样, 载流子增加得多而快,使反向电流急剧增大.使PN结烧坏,造成永 久性的损坏. 3.理想二极管: 二极管加正向电压导通,导通时忽略其正向压降UD=0,相当 于短路 二极管加反向电压截止,将其视为开路.
2. PN结的单向导电性
PN结加上正向电压、正向偏置的意 思是： P区加正、N区加负电压。
PN结加上反向电压、反向偏置的意 思是： P区加负、N区加正电压。
(6 - 17)
PN结正向偏置
内电场减弱，使扩散加 强， 空间电荷区变窄 扩散飘移，正向电流 大
P +
－ －
+
+
N _
－ － + + 正向电流 － － + + － －
(6 - 22)
三、主要参数 1. 最大整流电流 IDM
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大 正向平均电流。超过就会使PN结烧坏。
2.最大反向工作电压UDRM
保证二极管不被反向击穿时的电压值。击穿 时电流剧增，二极管的单向导电性被破坏， 甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工 作电压UDRM一般是电压UBR的一半。
A) D1D2均导通;
B) D1导通,D2截止; C) D2导通,D1截止; D) D1D2均截止. UAO=10v
O
例3
2K
A) D1D2均导通;
D1
2K
B) D1导通,D2截止; C) D2导通,D1截止; D) D1D2均截止.
(6 - 26)
+ 10V
+
-
3V
D2
2.限幅作用:
D
ui
10v 5v
10v
ui
R2
4K
+
4v
uo
-5v
t
uo
- 4v
解: ui正半周,D1、D2均截止无 输出. ui负半周,D1导通,uR2=4/5 ui 当uR2<-4 ,D2导通,uo=-4v
t
uR2>-4v ,D2截止,uo=uR2.
(6 - 28)
例3：二极管：死区电压=0 .5V，正向压降 0.7V(硅二极管) 理想二极管：死区电压=0 ，正向压降=0 ui
二、 N型半导体和P型半导体 在本征半导体中掺入某些微量的杂质， 就会使半导体的导电性能发生显著变化。 其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度 大大增加。载流子：电子，空穴 N型半导体（多数载流子为电子，少数载流子 为空穴.） P型半导体（多数载流子为空穴，少数载流子 为电子.）
(6 - 8)
1.N型半导体
例1 ui
t
uo
R
5V
+
uo
5v
-
t
ui =10sinωt v
解:D导通时uo=ui
D 截止时uo=5v
ui正半周,ui<5v D导通 ui>5v D截止 ui负半周D导通.
(6 - 27)
例2
ui=10sinωt v D1 ,D2均为理想二极管,试 画出输出电压uo的波形.
D1
R1
1K
R3
D2
ui
内电场E
N型半导体
+ + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + + +
空间电荷区
扩散运动
(6 - 15)
PN结处载流子的运动
P型半导体 － － － － － － － － － － － － － － － － － － 内电场E N型半导体
+
+ +
+ + + + + + + + + +
1.符号
2CP11
2AP12
锗
P N
2.类型:
P 阳极
D
硅
பைடு நூலகம்
序号 普通
N 阴极
面接触型:结面大,允许通过的电流较大,用于低频整流. 点接触型:结面小,允许通过的电流较小,用于高频检波,脉冲 (6 - 20) 数字电路及小电流整流电路.
二、伏安特性 I/mA
反向击穿电 压U(BR)
I
R
U
D
+
反向特性
导通压降: 硅 管0.6~0.7V,锗 管0.2~0.3V。
uO
(6 - 33)
i R ui DZ
iL iz
UZ=10V R=200
ui=12V
UZ RL
uO R =2k (1.5 k ~4 k) L
Izmax=12mA Izmin=2mA
iL=uo/RL=UZ/RL=10/2=5（mA） 12mA和2mA之间,所以稳 压管仍能起稳压作用 i= （ui - UZ）/R=（12-10）/0.2=10 （mA） iZ = i - iL=10-5=5 （mA）
+
+
内电场 外电场
(6 - 18)
内电场加强，使扩散停止，
PN结反向偏置
有少量飘移，反向电流很小
空间电荷区变宽 P
－ －－ － －－
+ + +
+ + + + + +
_
N +
－ －－ － －－
+ + +
内电场 外电场
反向饱和电流
很小，A级
(6 - 19)
§1.2 半导体二极管 一、基本结构 PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
电 子 技 术
1
电子技术
绪论:
从二十世纪初期第一代电子器件真空管问世以来,电子 器件和电子技术得到了迅速的发展,尤其是八十年代以 来发展更快.电子器件和电子技术的发展大大促进了通 信技术,测量技术,自动控制技术及计算机技术的迅速发 展. 电子技术课程包括两大部分内容:模拟电路和数字电路. 模拟电路:处理的信号是模拟信号,它是随时间连续变化 的信号.
稳压二极管特性曲线 I 稳定 电压 正向同 二极管 UZ U IZmin IZ 稳定 电流 IZmax
(6 - 31)
二、稳压管的主要参数: （1）稳定电压 UZ 正常工作时管子两端的电压。 （2）稳定电流IZ 工作电压等于UZ时的工作电流。
I
（3）动态电阻
ΔUZ
rZ
U Z I Z
U
ΔIZ
5v D1
真值表
R
D2
D均为理想 L 二极管, 令 UD=0
D1 D2
A 0 0 3 3
B 0 3 0 3
L 0 0 0 3
A
2K
10v
A) D1D2均导通;
B) D1导通,D2截止; C) D2导通,D1截止; D) D1D2均截止. UAO= -5v
(6 - 25)
O
例2
D1 D2
10v
A
2K 5v
+ + + + + +
P型半导体
N型半导体
(6 - 13)
三、PN结及的形成及其单向导电性
1. PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P型 半导体和N型半导体，经过载流子的扩散， 在它们的交界面处就形成了PN结。
(6 - 14)
PN结处载流子的运动
漂移运动
P型半导体
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － －
第一章 基本半导体器件
1.1 半导体的物理特性 1.2 半导体二极管 1.3 稳压管 1.4 半导体三极管 1.5 绝缘栅场效应管
(6 - 4)
§1.1 半导体的物理特性 一、 半导体
1.本征半导体
现代电子学中，用的最多的半导体是硅和 锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。
Si
Ge
硅原子
锗原子
+ + + + + 所以扩散和漂 移这一对相反 － － － － － － + + + + + + 的运动最终达 到平衡，相当 于两个区之间 漂移运动 没有电荷运动， 空间电荷区的 扩散运动 厚度固定不变。 内电场越强，就使漂 扩散的结果是使空间电 移运动越强，而漂移 荷区逐渐加宽，空间电 (6 - 16) 使空间电荷区变薄。 荷区越宽。