【正文】 性曲線穩(wěn)壓二極管簡(jiǎn)稱穩(wěn)壓管，它是一種用特殊工藝制造的面結(jié)合型硅半導(dǎo)體二極管，其電路符號(hào)如圖127（a）所示。使用時(shí)，它的陰極接外加電壓的正極，陽(yáng)極接外加電壓負(fù)極，管子反向偏置，工作在反向擊穿狀態(tài)，利用它的反向擊穿特性穩(wěn)定直流電壓。穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線如圖127（b）所示，其正向特性與普通二極管相同，反向特性曲線比普通二極管更陡。二極管在反向擊穿狀態(tài)下，流過(guò)管子的電流變化很大，而兩端電壓變化很小，穩(wěn)壓管正是利用這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用的。穩(wěn)壓管工作時(shí)，必須接入限流電阻，才能使其流過(guò)的反向電流在范圍內(nèi)變化。在這個(gè)范圍內(nèi)，穩(wěn)壓管工作安全且兩端的反向電壓變化很小。圖127 穩(wěn)壓二極管符號(hào)及其伏安特性曲線2．穩(wěn)壓電路直流穩(wěn)壓電源是采用穩(wěn)壓管來(lái)穩(wěn)定電壓，穩(wěn)壓管并聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖128所示。經(jīng)過(guò)整流電路和電容濾波得到直流電壓，在經(jīng)過(guò)限流電阻和穩(wěn)壓管接到負(fù)載電阻，這樣負(fù)載上就得到比較穩(wěn)定的電壓。圖128 簡(jiǎn)單并聯(lián)型穩(wěn)壓電路該電路的穩(wěn)壓原理是：當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時(shí)，必然引起整流濾波電路輸出電壓升高，而的升高又會(huì)引起輸出電壓（即）的增大。由穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓特性可知，的增大，勢(shì)必引起的較大增大，于是限流電阻上的電流增大，上電壓降也增大，這在很大程度上讓承擔(dān)了的變化，從而使基本上趨于穩(wěn)定（↑→↑→↑→↑→↑→↓）。反之，當(dāng)下降而引起變小時(shí)，也會(huì)引起減小，上電壓降減小，同樣保持了的基本穩(wěn)定。同理，當(dāng)負(fù)載電流變化（即變化），如增大，在不變的情況下，勢(shì)必會(huì)引起（即）的減小，使有較大的下降，因而保持了總電流（）基本不變，使基本穩(wěn)定。四、三極管1．三極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)圖129 晶體管的結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)晶體管的結(jié)構(gòu)意圖129（a）所示，它是由三層不同性質(zhì)的半導(dǎo)體組合而成的。按半導(dǎo)體的組合方式不同，可將其分為NPN型管和PNP型管。晶體管的圖形符號(hào)如圖129(b)所示，符號(hào)中的箭頭方向表示發(fā)射結(jié)正向偏置時(shí)的電流方向。 三極管為保證其電流放大作用，采取了如下結(jié)構(gòu)措施：（1）基區(qū)很薄，摻雜的濃度低，使其電子（N型）或空穴（P型）的數(shù)量少。（2）發(fā)射區(qū)摻雜的濃度高，一般高于集電區(qū)，比基區(qū)則高許多倍。2．三極管的電流放大原理下面以NPN型三極管為例，說(shuō)明一下三極管的電流放大原理。如圖130所示，發(fā)射結(jié)加正向電壓，而集電結(jié)加反向電壓。圖130 三極管的電流放大原理發(fā)射結(jié)加正向電壓，削弱了發(fā)射結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)，使其阻擋層變薄。于是，發(fā)射區(qū)濃度很高的電子就越過(guò)發(fā)射結(jié)向基區(qū)擴(kuò)散，進(jìn)入基區(qū)的自由與基區(qū)為數(shù)不多的空穴復(fù)合，其余的繼續(xù)向電子濃度低的集電結(jié)處擴(kuò)散。集電結(jié)加反向電壓，其內(nèi)電場(chǎng)加強(qiáng)，空間電荷區(qū)加寬，擴(kuò)散到集電結(jié)附近的自由電子在集電結(jié)內(nèi)電場(chǎng)力的作用下，越過(guò)集電結(jié)，進(jìn)入集電區(qū)。進(jìn)入集電區(qū)的自由電子被電源拉走，形成集成電極電流；電源不斷地向發(fā)射區(qū)注入電子，形成發(fā)射極電流；電源從基區(qū)拉走電子。形成了基極電流。由于基區(qū)的空穴數(shù)量很少，從發(fā)射區(qū)進(jìn)人基區(qū)的自由電子與基區(qū)的空穴復(fù)合的很少，而大量的是被集電結(jié)內(nèi)電場(chǎng)拉到了集電區(qū)，因此。與的比值就是三極管的電流放大倍數(shù)。 （123） 3．三極管的特性 （1）三極管的放大特性圖131 三極管的放大狀態(tài) 三極管級(jí)成的放大電路有共射、共集和共基。要使三極管工作在放大狀態(tài)，必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，而與集射極電壓無(wú)關(guān)，如圖131所示。當(dāng)一定時(shí)，基本不變，具有恒流特性。當(dāng)微小變化時(shí)，引起變化；當(dāng)微小的變化，引起較大的變化，即 （124）上式表明是受控制的受控電流源，具有電流放大特性。正是由于三極管的這一特性，三極管被廣泛應(yīng)用于電壓放大、電流放大和功率放大電路中。（2）三極管的開(kāi)關(guān)特性三極管除了放大工作狀態(tài)外，還有截止工作狀態(tài)和飽和導(dǎo)通工作狀態(tài)，即三極管還具有開(kāi)關(guān)特性。①三極管的截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)加在發(fā)射結(jié)上的電壓時(shí)，、此時(shí)的三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)C、E極之間近似于開(kāi)路，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)狀態(tài)，如圖132所示。②三極管的飽和導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)加在發(fā)射結(jié)上的電壓和加在集電結(jié)上電壓時(shí)，基極電流再增大而集電極電流卻不再增大，即不受的控制，三極管工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)。這時(shí)由于飽和時(shí)集電極電流最大，集電極電壓很小， C、E極之間近似于短路，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)接通狀態(tài)，如圖133所示。 圖132 三極管的截止?fàn)顟B(tài)圖 圖133三極管的飽和導(dǎo)通狀態(tài)三極管的開(kāi)關(guān)特性，被用作由電信號(hào)控制的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，在汽車(chē)電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用是很多的，如無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng)的電子點(diǎn)火器、電子式電壓調(diào)節(jié)器、無(wú)觸點(diǎn)電喇叭等。五、晶閘管（可控硅）1．晶閘管的結(jié)構(gòu)我國(guó)目前生產(chǎn)的晶閘管，從外形上來(lái)分有兩種形式：螺栓式和平板式。其外形及符號(hào)如圖134所示。晶閘管內(nèi)部是由三個(gè)PN結(jié)組成，可以把它中間的N1和P2分為兩部分，構(gòu)成一個(gè)PNP型三極管和一個(gè)NPN型三極管的復(fù)合管，如圖135所示。2． 晶閘管的導(dǎo)通原理晶閘管工作時(shí)，它的陽(yáng)極和陰極分別與電源和負(fù)載連接，組成晶閘管的主電路；晶閘管的門(mén)極和陰極與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。圖136所示的是晶閘管的實(shí)驗(yàn)電路，主電源EA和門(mén)極電源EG通過(guò)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S1和S2可正向或反向作用于晶閘管的有關(guān)電極，主電路的通斷由燈泡顯示。由實(shí)驗(yàn)得到如下結(jié)論：（1）當(dāng)晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí)，不論門(mén)極承受何種電壓，晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)。（2）當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，僅在門(mén)極承受正向電壓時(shí)，晶閘管才能被導(dǎo)通，即從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)必須同時(shí)具備正向陽(yáng)極電壓和正向門(mén)極電壓兩個(gè)條件。圖134晶閘管的外形及符號(hào)圖135 晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（3）晶閘管在導(dǎo)通情況下，只要仍有一定的正向陽(yáng)極電壓，不論門(mén)極電壓如何，晶閘管仍保持導(dǎo)通，即晶閘管導(dǎo)通后，門(mén)極失去控制作用。（4）晶閘管在導(dǎo)通情況下，當(dāng)主電路電壓（或電流）減小到接近零時(shí)，晶閘管關(guān)斷。從晶閘管實(shí)驗(yàn)中，我們可得到晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷的條件。下面我們用兩個(gè)三極管的相互作用來(lái)說(shuō)明晶閘管的工作原理。如圖137所示。 圖136 晶閘管實(shí)驗(yàn)電路 圖137晶閘管的工作原理如果控制極不加電壓，則當(dāng)陽(yáng)極A和陰極K之間加正向電壓時(shí)，在三個(gè)PN結(jié)中有兩個(gè)PN結(jié)正向偏置，晶閘管不導(dǎo)通，稱為阻斷；當(dāng)A、K之間加反向電壓時(shí)，兩個(gè)PN結(jié)反向偏置，一個(gè)PN結(jié)正向偏置，晶閘管也阻斷。如果控制極G與陰極K之間加正向電壓UG，而且A、K之間也加正向電壓UA，則UA使VTVT2集電結(jié)反向偏置。由于UG使VT2的發(fā)射結(jié)正偏而產(chǎn)生控制極電流IG，它就是VT2的基極電流IB2。VT2放大后其集電極電流IC2=b1IB2=b1IG，此電流又流入VT2的基極，再一次放大。這樣循環(huán)下去，形成強(qiáng)烈的正反饋，使兩個(gè)晶閘管很快達(dá)到飽和導(dǎo)通。導(dǎo)通后，其壓降很小，電源電壓UA幾乎全部加在負(fù)載上，晶閘管中就流過(guò)負(fù)載電流。晶閘管導(dǎo)通后，它的導(dǎo)通狀態(tài)完全依靠管子本身反饋的作用來(lái)維持，即使控制極電流消失，IC1也遠(yuǎn)大于原來(lái)的IG，晶閘管仍處于導(dǎo)通狀態(tài)。所以控制極的作用僅僅是觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，導(dǎo)通后控制極就失去了控制作用。要使晶閘管關(guān)斷，必須減小陽(yáng)極電流Ia，使之不能維持正反饋過(guò)程，這個(gè)最小電流稱為維持電流。當(dāng)然也可將陽(yáng)極電壓降為零或使之反向。如果陽(yáng)極和陰極間加反向電壓，則由于VTVT2的發(fā)射結(jié)處于反向偏置，因此無(wú)論控制極是否加有電壓，晶閘管均不導(dǎo)通。六、集成電路集成電路它是把多個(gè)元器件相互連接在一起，并且同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上，組合成一個(gè)不可分割的整體。1．集成電路的外形結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體集成電路是利用硅平面工藝技術(shù)，把具有某種功能的電路元件，如電阻、電容、二極管、三極管以及它們的連線都集中制作在一小塊硅片上。這樣，不但縮小了電路的體積和重量，降低了成本，而且大大提高了電路工作的可靠性，減輕了組裝和調(diào)試的工作量。因此，集成電路的普遍推廣，意味著電子技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)新階段。圖138 半導(dǎo)體集成電路外形圖把小硅片電路及引線封裝在金屬或塑料外殼內(nèi)，只露出外引線，這就是集成電路，如圖138所示。它看上去是個(gè)器件，實(shí)際上是一個(gè)電路系統(tǒng)，它把元件和電路一體化了，集成電路又稱固體電路。2．集成電路的分類集成電路可按制作工藝、功能和集成規(guī)模的不同進(jìn)行分類。①按制作工藝，集成電路分為雙極型集成電路MOS集成電路半導(dǎo)體集成電路 薄膜集成電路混合集成電路②按功能性質(zhì)，集成電路分為數(shù)字集成電路線形集成電路非線性集成電路模擬集成電路微波集成電路③按集成規(guī)模，集成電路分為小規(guī)模集成電路（SSI）中規(guī)模集成電路（MSI）大規(guī)模集成電路（LSI）超大規(guī)模集成電路（VLSI）通常根據(jù)集成電路內(nèi)所含元器件的多少來(lái)劃分其“規(guī)模”的大小。內(nèi)含元器件數(shù)小于100的集成電路稱為小規(guī)模集成電路；內(nèi)含元器件數(shù)為100 ～1 000個(gè)的集成電路稱為中規(guī)模集成電路；內(nèi)含元器件數(shù)為1 000 ～10 000個(gè)的集成電路稱為大規(guī)模集成電路；內(nèi)含元器件數(shù)為10 000 ～100 000個(gè)的集成電路稱為超大規(guī)模集成電路。集成電路的集成化程度仍在不斷地提高，目前，已經(jīng)出現(xiàn)了內(nèi)含上億個(gè)元器件的集成電路。3．集成電路特點(diǎn)（1）體積小，重量輕。（2）可靠性高，壽命長(zhǎng)。（3）速度高，功耗低。（4）成本低。第五節(jié) 基本電路單元一、R－C電路單元圖139所示為典型的R—C電路單元及其電壓、電流特性曲線。 從圖中可見(jiàn)，雖然電容C的電流可以突變，即在開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間（）,電流可以從零跳躍到最大值圖138（c），但C兩端的電壓卻不能突變，必須經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間才能達(dá)到電源電壓。這個(gè)過(guò)程稱為電路的過(guò)渡過(guò)程。通常定義當(dāng)電壓達(dá)到63％的電源電壓時(shí)所需的時(shí)間為R—C電路的時(shí)間常數(shù)，這個(gè)常數(shù)在數(shù)值上為： （125）汽車(chē)的電子電路，在刮水器間歇控制