【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 M和最大穩(wěn)定電流 IZM。 額定耗散功率 PZM是在穩(wěn)壓管允許結(jié)溫下的最大功率損耗 。 IZM是指穩(wěn)壓管允許通過(guò)的最大電流 。 二者關(guān)系可寫(xiě)為： PZM=UZIZM 討論 回顧二極管的反向擊穿時(shí)特性：當(dāng)反向電壓超過(guò)擊穿電壓時(shí)，流過(guò)管子的電流會(huì)急劇增加。 擊穿并不意味著管子一定要損壞，如果我們采取適當(dāng)?shù)拇胧┫拗仆ㄟ^(guò)管子的電流，就能保證管子不因過(guò)熱而燒壞。 在反向擊穿狀態(tài)下，讓流過(guò)管子的電流在一定的范圍內(nèi)變化，這時(shí)管子兩端電壓變化很小，利用這一點(diǎn)可以達(dá)到“穩(wěn)壓”的效果。 穩(wěn)壓管是怎么實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用的？ 第 3頁(yè) 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 2. 發(fā)光二極管 單個(gè)發(fā)光二極管實(shí)物 發(fā)光二極管圖符號(hào) 發(fā)光二極管是一種能把電能直接轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光元件。發(fā)光二極管和普通二極管一樣，管芯由 PN結(jié)構(gòu)成，具有單向?qū)щ娦?。左圖所示為發(fā)光二極管的實(shí)物圖和圖符號(hào)。 發(fā)光二極管是一種功率控制器件，常用來(lái)作為數(shù)字電路的數(shù)碼及圖形顯示的七段式或陣列式器件；單個(gè)發(fā)光二極管常作為電子設(shè)備通斷指示燈或快速光源以及光電耦合器中的發(fā)光元件等。 3. 光電二極管 光電二極管也和普通二極管一樣，管芯由 PN結(jié)構(gòu)成，具有單向?qū)щ娦?。光電二極管的管殼上有一個(gè)能射入光線的“窗口”，這個(gè)窗口用有機(jī)玻璃透鏡進(jìn)行封閉，入射光通過(guò)透鏡正好射在管芯上。 問(wèn)題討論 利用穩(wěn)壓管的正向壓降，是否也可以穩(wěn)壓？ 利用穩(wěn)壓管的正向壓降是不能進(jìn)行穩(wěn)壓的。 因?yàn)榉€(wěn)壓管的正向特性與普通二極管相同，正向電阻非常小，工作在正向?qū)▍^(qū)時(shí)，正向電壓一般為 ，此電壓數(shù)值一般變化不大。 第 3頁(yè) 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 晶體管 晶體管的基本結(jié)構(gòu) 雙極型晶體管是由兩個(gè)背靠背、互有影響的 PN結(jié)構(gòu)成的。在工作過(guò)程中兩種載流子都參與導(dǎo)電，所以全名稱(chēng)為雙極結(jié)型晶體管。 雙極結(jié)型晶體管有三個(gè)引出電極，人們習(xí)慣上又稱(chēng)它為晶體三極管或簡(jiǎn)稱(chēng)晶體管。 晶體管的種類(lèi)很多 ,按照頻率分，有高頻管、低頻管；按照功率分，有小、中、大功率管；按照半導(dǎo)體材料分，有硅管、鍺管等等。但是從它的外形來(lái)看，晶體管都有三個(gè)電極，常見(jiàn)的晶體管外形如圖所示： 從晶體管的外形可看出，其共同特征就是具有三個(gè)電極，這就是“三極管”簡(jiǎn)稱(chēng)的來(lái)歷。 第 3頁(yè) 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 由兩塊 N型半導(dǎo)體中間夾著一塊 P型半導(dǎo)體的管子稱(chēng)為 NPN管。還有一種與它成對(duì)偶形式的，即兩塊 P型半導(dǎo)體中間夾著一塊 N型半導(dǎo)體的管子，稱(chēng)為 PNP管。晶體管制造工藝上的特點(diǎn)是： 發(fā)射區(qū)是高濃度摻雜區(qū) ， 基區(qū)很薄且雜質(zhì)濃度底，集電結(jié)面積大。 這樣的結(jié)構(gòu)才能保證晶體管具有 電流放大作用 。 基極 發(fā)射極 集電極 晶體管有兩個(gè)結(jié) 晶體管有三個(gè)區(qū) 晶體管有三個(gè)電極 第 6章 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 結(jié)論： 三極管是一種具有電流放大作用的模擬器件。 晶體管的電流放大作用 μ A mA mA IC IB IE UBB UCC RB 3DG6 NPN型晶體管電流放大的實(shí)驗(yàn)電路 RC C E B 左圖所示為驗(yàn)證三極管電流放大作用的實(shí)驗(yàn)電路，這種電路接法稱(chēng)為共射電路。其中，直流電壓源 UCC應(yīng)大于 UBB，從而使電路滿足放大的外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電極反向偏置。改變可調(diào)電阻 RB，基極電流 IB，集電極電流 IC和發(fā)射極電流 IE都會(huì)發(fā)生變化，由測(cè)量結(jié)果可得出以下結(jié)論： 晶體管電流放大的條件： 晶體管內(nèi)部： a） 發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度 基區(qū) 集電區(qū)； b） 基區(qū)很薄。 晶體管外部： 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 1. IE ＝ IB ＋ IC （符合 KCL定律） 2. IC ≈ β IB， β 為管子的流放大系數(shù)，用來(lái)表征三極管的電流放大能力： 3. △ IC ≈ β △ IB BCI??? I?第 6章 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 晶體管的電流放大原理： N I C I E I B R B U BB U CC R C N P 發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子的過(guò)程： 由于發(fā)射結(jié)處于正向偏置，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子自由電子將不斷擴(kuò)散到基區(qū)，并不斷從電源補(bǔ)充進(jìn)電子，形成發(fā)射極電流 IE。 電子在基區(qū)的擴(kuò)散和復(fù)合過(guò)程： 由于基區(qū)很薄，其多數(shù)載流子空穴濃度很低，所以從發(fā)射極擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子只有很少一部分和基區(qū)空穴復(fù)合，剩下的絕大部分都能擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣。 實(shí)驗(yàn)表明： IC比 IB大數(shù)十至數(shù)百倍，因而 IB雖然很小，但對(duì) IC有控制作用， IC隨 IB的改變而改變，即基極電流較小的變化可以引起集電極電流較大的變化，表明基極電流對(duì)集電極電流具有小量控制大量的作用，這就是三極管的 電流放大作用 。 集電區(qū)收集從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子過(guò)程： 由于集電結(jié)反向偏置，可將從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)并到達(dá)集電區(qū)邊緣的電子拉入集電區(qū)，從而形成較大的集電極電流 IC。 第 6章 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 晶體管的特性曲線 ICIBRBUBBUCCRCVVμ AmA +UCE －+UBE－ 0. 4 0. 8 U BE / V40302010IB / m A0UCE≥ 1V測(cè)量三極管特性的實(shí)驗(yàn)電路 三極管的輸入特性曲線1．輸入特性曲線 晶體管的輸入特性與二極管類(lèi)似 死區(qū)電壓 UCE ≥1V，原因是 b、 e間加正向電壓。這時(shí)集電極的電位比基極高，集電結(jié)為反向偏置，發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子絕大部分?jǐn)U散到集電結(jié)，只有一小部分與基區(qū)中的空穴復(fù)合，形成 IB。 與 UCE=0V時(shí)相比 ，在 UBE相同的條件下， IB要小的多。從圖中可以看出，導(dǎo)通電壓約為 。嚴(yán)格地說(shuō)，當(dāng) UCE逐漸增加 時(shí)， IB逐漸減小，曲線逐漸向右移。這是因?yàn)閁CE增加時(shí)，集電結(jié)的耗盡層變寬，減小了基區(qū)的有效寬度，不利于空穴的復(fù)合，所以IB減小。不過(guò) UCE超過(guò) 1V以后再增加， IC增加很少，因?yàn)?IB的變化量也很小，通?？梢院雎?UCE變化對(duì) IB的影響，認(rèn)為 UCE 1V時(shí)的 曲線都重合在一起。 第 6章 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 4 3 2 1 I B =0 0 3 6 9 1 2 U CE /V 20 μ A 4 0 μ A 6 0 μ A 8 0 μ A 10 0 μ A 飽和區(qū) 截止區(qū) 放 大 區(qū) I C / m A （ 1）放大區(qū)：發(fā)射極正向偏置，集電結(jié)反向偏置 （ 2）截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反向偏置，集電結(jié)反向偏置 （ 3）飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)正向偏置 2．輸出特性曲線 BC ii ??0 0 CB ?? ii ；iB0， uBE0， uCE≤uBE BC ii ??第 6章 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 晶體管的主要參數(shù) 電流放大倍數(shù) β ： iC= β iB 極間反向電流 iCBO、 iCEO： iCEO=（ 1+ β ） iCBO 極限參數(shù) （ 1）集電極最大允許電流 ICM： ?下降到額定值 的2/3時(shí)所允許的最大集電極電流。 （ 2）反向擊穿電壓 U（ BR） CEO： 基極開(kāi)路時(shí)，集電極、發(fā)射極間的最大允許電壓：基極開(kāi)路時(shí)、集電極與發(fā)射極之間的最大允許電壓。為保證晶體管安全工作，一般應(yīng)取： （ 3）集電極最大允許功耗 PCM ：晶體管的參數(shù)不超過(guò)允許值時(shí)，集電極所消耗的最大功率。 ( B R ) C E OCC )32~21( UU ?第 6章 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 基極電源 基本放大電路 雙電源共發(fā)射極單管放大電路 EC C2 + RC RB + C1 3DG6 IC IB IE ＋ － EB ＋ RL 輸入回路 輸出回路 集電極電阻，約為幾至幾十歐 NPN型管 耦合電容 耦合電容 基極電阻，約幾十至幾百千歐 集電極電源，約為幾至幾十伏 負(fù)載電阻 電路中發(fā)射極是輸入、輸出回路的公共支路，而且放大的是電壓信號(hào)，因此稱(chēng)之為共發(fā)射極 電壓放大器。 電路各部分作用： 晶體管 T：放大器的核心部件，在電路中起電流放大作用； 電源 EC：為放大電路提供能量和保證晶體管工作在放大狀態(tài)； 電源 EB和電阻 RB：使管子發(fā)射結(jié)處于正向偏置，并提供適當(dāng)?shù)幕鶚O電流 IB； 耦合電容 C1和 C2：一般為幾微法至幾十微法，利用其通交隔直作用，既隔離了放大器與信號(hào)源、負(fù)載之間的直流干擾，又保證了交流信號(hào)的暢通； 電阻 RC：將集電極的電流變化變換成集電極的電壓變化，以實(shí)現(xiàn)電壓放大作用。 第 2頁(yè) 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 單電源共發(fā)射極單管放大電路 +UCC C2 + RC RB + C1 RL 實(shí)用中，一般都采用單電源供電，而且把發(fā)射極的公共端作為“地”點(diǎn)，并按習(xí)慣畫(huà)法把集電極電源以電位形式標(biāo)在圖中。 放大電路的直流通道 晶體管放大電路實(shí)際上是一個(gè) 交、直流共存 的電路。當(dāng)交流信號(hào) ui=0時(shí)，電路所處的工作狀態(tài)稱(chēng)為“靜態(tài)”， 靜態(tài)時(shí)等效電路稱(chēng)為它的 直流通道。 +U