电子技术-1、性质：是一门技术基础课。

电子技术1、性质：是一门技术基础课。2、特点：a、非纯理论性课程b、实践性很强c、以工程实践的观点处理电路中的一些问题3、内容：以器件为基础，以信号为主线，研究各种电路的工作原理、特点及性能指标等。4、目的：了解一般的常用器件，掌握对基本电子电路的分析方法及计算方法。主要教学内容：器件与电路及应用模拟电子技术电子技术电子元器件电子电路及其应用二极管三极管集成电路放大电路滤波电路电源信号检测◆压力、温度、水位、流量等的测量与调节◆电子仪器电子技术的应用智能小区学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就不要过分追究精确的数值。器件是非线性的、特性有分散性、RC的值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。第8章半导体器件8.1半导体的基础知识8.2半导体二极管11.1直流稳压电源的组成8.3特殊二极管11.2整流电路8.4双极型晶体管第11章直流稳压电源11.3滤波电路11.4稳压电路1.了解半导体的基本概念。了解二极管、稳压管的基本结构、工作原理、工作状态和特性曲线。掌握二极管的特性，理解其主要参数的物理意义。掌握其主要应用领域。2.理解整流电路、滤波电路和稳压管电路的工作原理。3.了解双极型晶体管的基本结构，掌握晶体管的种类、工作原理、工作状态和特性曲线。了解其主要参数。重点：二极管的特性及其应用，稳压管电路的工作原理，晶体管工作状态和特性曲线。难点：整流、滤波，晶体管的放大原理。教学要求：半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间。如：硅、锗、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。8.1半导体的基础知识当受外界热和光的作用时，导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变。结构特点：最外层电子（价电子）都是四个。半导体的主要特点：一、本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价键共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为价电子或束缚电子。SiSiSiSi价电子形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。SiSiSiSi价电子价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。这一现象称为本征激发。本征半导体的导电机理空穴温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。自由电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，没有可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电能力为0，相当于绝缘体。本征半导体的导电机理当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流(1)自由电子作定向运动电子电流(2)价电子递补空穴空穴电流注意：(1)本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即带负电的自由电子和带正电的空穴。(2)本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差。(3)温度愈高，载流子的浓度越高，载流子的数目就越多,半导体的导电性能也就越好。所以，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。二、杂质半导体P型半导体：N型半导体：空穴数量自由电子数量多数载流子少数载流子自由电子数量空穴数量与浓度有关与温度有关靠空穴导电靠自由电子导电定义：渗入杂质的半导体。形成：在本征半导体中渗入少量的3价元素形成：在本征半导体中渗入少量的5价元素1.在杂质半导体中多子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。2.在杂质半导体中少子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。3.当温度升高时，少子的数量（a.减少、b.不变、c.增多）。abc4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流主要是，N型半导体中的电流主要是。（a.电子电流、b.空穴电流）baP型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场漂移运动扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽。漂移使空间电荷区变薄。空间电荷区，也称耗尽层。扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，空间电荷区的厚度固定不变。三、PN结及其单向导电性称为PN结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、漂移，在它们的交界面处就形成了PN结。扩散运动：多数载流子由浓度差形成的运动。漂移运动：少数载流子在内电场作用下形成的运动。－－－－++++RE（1）PN结正向偏置内电场外电场变窄PN+_内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。I2.PN结的特性扩散运动〉漂移运动（2）PN结反向偏置－－－－++++内电场外电场变厚NP+_内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。REI≈0－－－－++++扩散运动〈漂移运动☺PN结具有单向导电性正向偏置时，PN结处于导通状态呈现正向电阻很小，电流较大反向偏置时，PN结处于截止状态呈现反向电阻很大，电流较小反向电流受温度影响较大通过分析可知PN8.2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。引线外壳触丝线基片点接触型PN结面接触型二极管的电路符号：二、伏安特性硅管0.5V,锗管0.1V。导通压降外加电压大于死区电压二极管才能导通。正向特性反向特性特点：非线性硅0.6~0.8V锗0.2~0.3VUI死区电压PN+–PN–+1、正向特性：当正向电压超过死区电压后，二极管导通二、伏安特性反向击穿电压U(BR)外加电压大于反向击穿电压时，反向电流剧增，二极管被反向击穿。此时二极管的单向导电性被破坏，甚至会因过热而烧坏正向特性反向特性UIPN+–PN–+反向电流在一定电压范围内保持常数。2、反向特性：硅管：几μA锗管：几百μA反向饱和电流：IU03、近似和理想伏安特性考虑二极管导通电压时的伏安特性DUIU0忽略二极管导通电压时的伏安特性0UD==DU硅管：0.6-0.7V锗管：0.2-0.3V（1）近似特性（2）理想特性三、主要参数1.额定正向平均电流（最大整流电流）IF二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。3.最高反向工作电压UR指不被击穿所允许的最大反向电压，手册上给出的最高反向工作电压4.最大反向电流IRm指二极管加UR工作时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。选择和使用二极管的依据2.正向电压降UFIF所对应的电压。BR)U32(or21=U二极管的单向导电性1.二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负）时，二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。2.二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正）时，二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。3.外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。4.二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。二极管电路分析定性分析：判断二极管的工作状态导通截止否则，正向管压降硅0.6~0.7V锗0.2~0.3V分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。若V阳V阴或UD为正(正向偏置)，二极管导通若V阳V阴或UD为负(反向偏置)，二极管截止若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。二极管的应用应用一、箝制电位的作用：将电路某点的电位箝制在某一数值。例1：已知：DA和DB为硅二极管，求下列情况下输出端电位VF的值。（1）AVBV6VADBDFVRV3VVBA0VV,3(2)VBA0V(3)VBA电路如图，求：UABV阳=－6VV阴=－12VV阳V阴二极管导通若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB=－6V否则，UAB低于－6V一个管压降，为－6.3Ｖ或－6.7V例2：取B点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。在这里，二极管起箝位作用。D6V12V3kBAUAB+–例3:电路如图所示，设二极管D1，D2，D3的正向压降忽略不计，求输出电压uO。0V6V2V12VRD3D2D1uO+-两个二极管的阴极接在一起取B点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。V1阳=－6V，V2阳=0V，V1阴=V2阴=－12VUD1=6V，UD2=12V∵UD2UD1∴D2优先导通，D1截止。若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB=0V例4:D1承受反向电压为－6V流过D2的电流为mA43122DI求：UAB在这里，D2起箝位作用，D1起隔离作用。BD16V12V3kAD2UAB+–应用二、隔离的作用：二极管截止时相当于开路，可用来隔断电路或信号之间的联系。ui2V，二极管导通，可看作短路uo=2Vui2V，二极管截止，可看作开路uo=ui已知：US=2V，二极管是理想的，试画出uo波形。Vsin3itu2V例5：uit3V参考点二极管阴极电位为2VDUSRuoui++––应用三、限幅的作用：将输出电压的幅值限制在某一数值。思考：当Us分别为2V、4V，而ui分别为3V、3sinωtV时，uo的波形又将如何？P216图8.2.5RLuiuouiuott（1）单相半波整流利用二极管的单向导电性将交流电变换为脉动的直流电。特点：只利用了半个周期。应用四、整流的作用定义：交流直流整流逆变本课小结二极管的应用应用一、箝制电位作用应用二、隔离作用二极管的特性：单向导电性正向导通，反向截止。应用三、限幅作用应用四、整流作用8.3特殊二极管1.符号UZIZminIZmaxUZIZ2.伏安特性稳压管正常工作时加反向电压使用时要加限流电阻稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。UIO一、稳压二极管利用二极管的反向特性工作曲线越陡，电压越稳定稳压误差UoIZDZRI0IUIRL3.稳压过程分析)(00IIRUIRUUZII当电源电压波动时：IU0UZUZIIR0U当负载电流波动时：↑0IIR↓U→0电阻的作用限制稳压管电流不会超过maxZIRUUII0起到电压调节作用。↓→0I稳压二极管的应用举例uoiZDZRiLiuiRL5mA20mA,V,10minmaxzzzWIIU稳压管的技术参数:负载电阻RL=2KΩ,要求当输入电压由正常值发生20%波动时负载电压基本不变。解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为Izmax。求：电阻R和输入电压ui的正常值。mA25maxLZWzRUIi102521RUiRu.zWi——方程1令输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为Izmin。mA10minLZWzRUIi101080RUiRu.zWi——方程2uoiZDZRiLiuiRL联立方程1、2，可解得：k50V7518.R,.uiP217例8.3.1例：电路如图所示，稳压管的稳定电压UZ是6V，正向压降UD是0.6V，求：Ui=10V时各电路Uo。uiRLRuiRLRuiRLRuiRLRuOuOuOuO()a()b(c)(d)+-+-+-+-+-+-+-+-光电二极管：反向电流随光照强度的增加而上升。IU照度增加符号发光