第一部分半导体的基本知识二极管、三极管的结构、特性及主要参数;掌握饱和、放大、截止的基本概念和条件。
1、导体导电和本征半导体导电的区别:导体导电只有一种载流子:自由电子导电半导体
导电有两种载流子:自由电子和空穴均参与导电自由电子和空穴成对出现,数目相等,所带
电荷极性不同,故运动方向相反。
2、本征半导体的导电性很差,但与环境温度密切相关。
3、杂质半导体
(1) N型半导体一一掺入五价元素(2) P型半导体一一掺入三价元素
4、PN 结——P 型半导体和N 型半导体的交界面
5、PN结的单向导电性——外加电压
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耗尽层'
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在交界面处两种载流子的浓度差很大;空间电荷区又称为耗尽层
反向电压超过一
定值时,就会反
向击穿,称之为
反向击穿电压
正向偏置反向偏置
6、二极管的结构、特性及主要参数
(1) P区引出的电极一一阳极;N区引出的电极一一阴极
温度升高时,二极管的正向特性曲线将左移,反向特性曲线
下移。二极管的特性对温度很敏感。
其中,Is为反向电流,Uon为开启电压,硅的开启电压一一0.5V,导通电压为0.6~0.8V,反向饱和电
流<0.1叭,锗的开启电压一一0.1V,导通电压为0.1~0.3V,反向饱和电流几十[A。
(2 )主要参数
1)最大整流电流I :最大正向平均电流
2)最高反向工作电流U :允许
外加的最大反向电流,通常为击穿电压U的一半
3)反向电流I:二极管未击穿时的反向电流,其值越小,二极管的单向导电性越好,对
温度越敏感
4)最高工作频率f :二极管工作的上限频率,超过此值二极管不能很好的体现单向导电性
7、稳压二极管
在反向击穿时在一定的电流范围内(或在一定的功率耗损范围内) ,端电压几乎不变,表现出稳压特
性,广泛应用于稳压电源和限幅电路中。
(1) 稳压管的伏安特性
W(b|
用L2.1U意压诊的伏安埒性和裁效电路
M试疋特性Cb}时号恳竽故审.歸
(2 )主要参数
1 )稳定电压U :规定电流下稳压管的反向击穿电压
2) 稳定电流I :稳压管工作在稳定状态时的参考电流。电流低于此值时稳压效果变坏,甚至根
本不稳压,只要不超过稳压管的额定功率,电流越大稳压效果越好。 【附加】限流电阻:由于稳压管的反向电流小于
I 时不稳定,大于最大稳定电
流时会因超过额定功率而烧坏,故要串联一个限流电阻保证稳压管正常工作。
3) 额定功率P :等于稳定电压 U 与最大稳定电流I 的乘积。超过此值时稳压管会因为结温度过
咼而损坏。
动态电阻 温度系数
U<4V r :在稳压区,端电压变化量与电流变化量之比。
压的变化越小,稳压特性越好。
a :表示电流不变时,温度每变化 时,a 为负值,即温度 U>7V 时,a r 越小,说明电流变化时稳定电
4
7、双极型晶体管一一晶体三极管一一半导体三极管 ——1C 稳压值的变化量,即——K 升高区很薄且杂质浓度很低,发射区- 为正值,即温度升高层的急'定区杂值上升;高,集电区 为1下层性能稳定。面积很大—上述三 个
....... . 晶体管的 U/^ T o 主要以NPN 型硅管为例讲解放大作用、特性 曲线和主要参数 放大是对模拟信号最基本的处理。晶体管是 放大电路的核心元件,它能控制能量的转换,将 输入的任何微
小变化不失真地放大输出, 放大的 对象是变化量。 le :发射区杂质浓度咼,基区杂质浓度低, 大量自由电子越过发射结到达基区。 lb :基区很薄,杂质浓度低
lc :集电结外加反向电压且结面积较大,基 区的非平衡少子越过集电结到达集电区,形 成漂移电流。可见,在
Vcc 的作用下,漂移 运动形成集电极电流lc 。 I ?
结构、 紧密相关。 (2)特性曲线
馬13.4 晶綽笛內那载瀝予运动丐
外菲电岚
3)主要参数
1)直流参数
①共射直流电流系数3
②共基直流电流放大系数a
③极间反向电流——硅管的温度稳定性比锗管的好发射极开路时集电结的反向饱和电流——Icbo 基极开路
时集电极与发射极间的穿透电流——Iceo
2)交流参数
①共射交流电流系数3
②共基交流电流放大系数a
③特征频率fT ——使3 下降到1 的信号频率称为特征频率
3)极限参数——为使晶体管安全工作对它的电压、电流和功率耗损的限制
①最大集电极耗散功率P――是一个确定的值
决定于晶体管的温升。P=iu= 常数
②最大集电极电流I
使3 明显减小的i 即为I
③极间反向击穿电压
第二部分基本放大电路及多级放大电路
晶体管放大电路的组成和工作原理。掌握图解分析法和等效模型分析法。掌握放大电路的三种组态及性能特点。电路的三种耦合方式及特点,动态和静态的分析方法。
1、放大的概念
放大的前提是不失真,即只有在不失真的情况下放大才有意义。晶体管和场效应管是放大电路的核心元件。
任何稳态信号都可以分解为若干频率正弦信号的叠加,所以放大电路以正弦波为测试信号。
2、基本共射放大电路的工作原理
(1)设置静态工作点的必要性
1)静态工作点一一I 、I 、U
2)原因
不设置静态工作点会使输出电压严重失真,输出电压也毫无变化。Q点不仅会影响电路是否会产
生是真,还会影响着放大电路几乎所有的动态系数。
(2)工作原理及波形分析
所以选择合适的静态工作点才不会使输出波形产生非线性失真。基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用,并依靠Rc 将电流的变化转化成电压的变化来实现。
3、放大电路的组成原则
(1)组成原则
1)必须根据所用放大管的类型提供直流电源,以便设置合适的静态工作点并做为输出的能源。
2)电阻取值适当,与电源配合,使放大管有合适的静态工作电流。
3)输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。
4)当负载接入时,必须保证放大管输出回路的动态电流能够作用于负载,从而使负载获得比输入信号大得多的信号电流或信号电压。
(2)常见的两种共射放大电路
1)直接耦合共射放大电路
电路中信号源与放大电路,
放大电路与负载电阻均直接
相连,故称其为“直接耦
合” 。
2)阻容耦合共射放大电路
由于C1 用于连接信号源与放大电路,电容C2 用于连接放大电路与负载,在电子电路中起连接作用的电容就称为耦合阻容。
4、放大电路的分析方法——求静态工作点和各项动态参数
(1)直流通路与交流通路直流通路——研究静态工作点:电容视为开路;电感线圈视为短路;信号源视为短路,但要保留其内阻。
交流通路——研究动态参数:容量大的电容(如耦合电容)视为短路;无内阻的直流电源
(如+Vcc )视为短路。
(2)图解法——多分析Q 点位置、最大不失真电压和失真情况