【文章內(nèi)容簡介】 頻開關電路等方面。 選用整流二極管時，既要考慮正向電壓，也要考慮反向飽和電流和最大反向電壓。選用檢波二極管時，要求工作頻率高，正向電阻小，以保證較高的工作效率，特性曲線要好，避免引起過大的失真。3 二極管的伏安特性曲線二極管的伏安特性指的是二極管兩端外加電壓u和流過二極管的電流i之間的關系。理想情況下二極管電流i和外加電壓u之間的關系為：這個稱為二極管的電流方程，式中Is為反向飽和電流，UT為溫度電壓當量，常溫下UT≈26mV。下面我們以鍺管為例具體分析，其特性曲線如圖23所示，分為三部分： 圖23 半導體二極管(硅管)伏安特性 (a)正向特性 ①OA段為死區(qū)，此時正偏電壓稱為死區(qū)電壓Uth。②AB段為緩沖區(qū)。③BC段為正向導通區(qū)。當u≥Uth時，二極管才處于完全導通狀態(tài)，導通電壓UF基本不變。~,，~。當二極管為理想二極管時，UF=0。(b)反向特性 如圖OD段所示，二極管處于截止狀態(tài)，在電路中相當于開關處于關斷狀態(tài)。(c)反向擊穿特性如圖所示，反向電流在E處急劇上升，這種現(xiàn)象稱之為反向擊穿，此時所對應的電壓為反向擊穿電壓UBR。對于非特殊要求的二極管，反向擊穿時會使二極管PN結過熱而損壞。3 電容電容亦稱電容量，是指在給定單位下的電荷儲存量，是表現(xiàn)電容器容納電荷的本領的物理量。從物理學上講，它是一種靜態(tài)的電荷儲存介質，點和可能永久存在，電容在電子、電力領域被廣泛運用，主要用于電源、信號的濾波，信號耦合、補償、充放電、隔直流等電路中，在不同的電路中，電容起到不同的作用。1 電容的分類按不同的分類方法，電容有不同的種類：按照結構可分為：固定電容、可變電容、微調(diào)電容；按電解質分類有：有機電介質電容、無極電介質電容、電解電容和空氣介質電容；按用途分有：高頻電容、低頻電容、濾波、調(diào)諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容；按頻旁路：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器等等的不同分類方法。2 電容的選用方法低頻中使用的范圍較寬，可以使用高頻特性比較差的；但是在高頻電路中就有很大的限制，一旦選擇不當會影響電路的整體工作狀態(tài)；一般的電源里用的有電解電容、和瓷片電容、但是在高頻中就要使用云母等價格較貴的電容，就不可以使用絳綸的電容，和電解的電容，因為它們在高頻情況下會形成電感，以致影響電路的工作精度。3 電容的特性參數(shù)允許偏差標稱電容量是標志在電容器上的電容量。電容器實際電容量與標稱電容量的偏差稱誤差，在允許的偏差范圍稱精度。精度等級與允許誤差對應關系：00（01）177。1%、0（02）177。2%、Ⅰ177。5%、Ⅱ177。10%、Ⅲ177。20%、 Ⅳ（+20%10%）、Ⅴ（+50%20%）、Ⅵ（+50%30%）一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級，電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級，根據(jù)用途選取。絕緣電阻直流電壓加在電容上，并產(chǎn)生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻。當電容較小時，主要取決于電容的表面狀態(tài)，容量，主要取決于介質的性能，絕緣電阻越大越好。電容時間常數(shù)：為恰當?shù)脑u價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數(shù)，它等于電容的絕緣電阻與容量的乘積?！‰娙輷p耗在電場作用下，電容在單位時間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規(guī)定了其在某頻率范圍內(nèi)的損耗允許值，電容的損耗主要由介質損耗，電導損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的?！≡谥绷麟妶龅淖饔孟拢娙萜鞯膿p耗以漏導損耗的形式存在，一般較小，在交變電場的作用下，電容的損耗不僅與漏導有關，而且與周期性的極化建立過程有關。頻率特性隨著頻率的上升，一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。大電容工作在低頻電路中的阻抗較小，小電容而比較適合工作在高頻環(huán)境下。4 電容元件的符號和特性曲線特性曲線通過坐標原點的電容元件稱為線性電容元件，否則稱為非線性電容元件。線性時不變電容元件的符號與特性曲線如圖(c)和(d)所示，它的特性曲線是一條通過原點不隨時間變化的直線，其數(shù)學表達式為 式中的系數(shù)C為常量，與直線的斜率成正比，稱為電容，單位是法[拉],用F表示。圖24a）電容元件的符號 c）線性時不變電容元件的符號 b）電容元件的特性曲線 d）線性時不變電容元件的特性曲線 4 三極管半導體三極管又稱“晶體三極管”或“晶體管”。在半導體鍺或硅的單晶上制備兩個能相互影響的PN結，組成一個PNP（或NPN）結構。中間的N區(qū)（或P區(qū)）叫基區(qū)，兩邊的區(qū)域叫發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，這三部分各有一條電極引線，分別叫 基極B、 發(fā)射極E和 集電極C，是能起放大、振蕩或開關等作用的半導體電子器件?？梢杂蠵NP和NPN兩種組合，在沒施加偏壓時，兩個PN接面都會形成耗盡區(qū)，將中性的P型區(qū)和N型區(qū)隔開。25 PNP和NPN三極管的結構及其示意圖1 晶體三極管的伏安特性曲線晶體管的伏安特性曲線是描述三極管的各端電流與兩個PN結外加電壓之間的關系的一種形式，其特點是能直觀，全面地反映晶體管的電氣性能的外部特性。晶體管的特性曲線一般用實驗方法描繪或專用儀器（如晶體管圖示儀）測量得到。 晶體三極管為三端器件，在電路中要構成四端網(wǎng)絡，它的每對端子均有兩個變量（端口電壓和電流），因此要在平面坐標上表示晶體三極管的伏安特性，就必須采用兩組曲線簇，我們最常采用的是輸入特性曲線簇和輸出特性曲線簇。輸入特性是指三極管輸入回路中，加在基極和發(fā)射極的電壓UBE與由它所產(chǎn)生的基極電流IB之間的關系。（1）UCE = 0時相當于集電極與發(fā)射極短路，此時，IB和UBE的關系就是發(fā)射結和集電結兩個正向二極管并聯(lián)的伏安特性。因為此時JE和JC均正偏，IB是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)分別向基區(qū)擴散的電子電流之和。 （2）UCE≥1V 即：給集電結加上固定的反向電壓，集電結的吸引力加強！使得從發(fā)射區(qū)進入基區(qū)的電子絕大部分流向集電極形成Ic。 同時，在相同的UBE值條件下，流向基極的電流IB減小，即特性曲線右移， 總之，晶體管的輸入特性曲線與二極管的正向特性相似，因為b、e間是正向偏置的PN結（放大模式下）。圖26 輸入特性曲線輸出特性通常是指在一定的基極電流IB控制下，三極管的集電極與發(fā)射極之間的電壓UCE同集電極電流Ic的關系。現(xiàn)在我們所見的是共射輸出特性曲線表示以IB為參變量時，Ic和UCE間的關系： 即 Ic= f(UCE)|IB = 常數(shù) 實測的輸出特性曲線如圖所示：根據(jù)外加電壓的不同，整個曲線可劃分為四個區(qū)： 放大區(qū)、截止區(qū)、飽和區(qū)、擊穿區(qū)圖27輸出特性曲線2 三極管工作原理晶體三極管（以下簡稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式，但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，（其中，N表示在高純度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導電，而p是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導電）。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。　對于NPN管，它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結稱為發(fā)射結，而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結稱為集電結，三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。當b點電位高于e點電位零點幾伏時，發(fā)射結處于正偏狀態(tài)，而C點電位高于b點電位幾伏時，集電結處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。在制造三極管時，特意使發(fā)射區(qū)的載流子濃度大于基區(qū)的，同時基區(qū)做得很薄，而且，嚴格控制雜質含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（電子）及基區(qū)的多數(shù)載流子（空穴）很容易地越過發(fā)射結互相向對方擴散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過發(fā)射結的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流了。由于基區(qū)很薄，加上集電結的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過集電結進入集電區(qū)而形成集電極電流Ic，只剩下很少（110%）的電子在基區(qū)的空穴進行復合，被復合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補給，：Ie=Ib+Ic，這就是說，在基極補充一個很小的Ib，就可以在集電極上得到一個較大的Ic，這就是所謂電流