1 图（a ）和图（b ）分别是二极管全波整流电路和桥式整流电路。假设二极管为理想开关，试分析对于输入信号的正半周和负半周，每支二极管的状态，并画出输出电压O v 的波形。
[解
]
图P1-8 输入正半周时，D 1导通，D 2截止。 输入正半周时，D 1D 3导通，D 2D 4截止。 输入负半周时，D 2导通，D 1截止。 输入负半周时，D 2D 4导通，D 1D 3截止。 （a ）（b ）两整流电路0v 波形相同（图P1-8-1）：
2 在T=300K 时，某Si 管和Ge 管的反向饱和电流分别是0.5pA 和1μA 。两管按如图所示的方式串联，且电流为1mA 。试用二极管方程估算两管的端电压Si V 和Ge V 。
[解] S I I >>，两管已充分导通，故V A 关系为
/T V V S I I e =，由此
ln T S I V V I =，取26T V =mV （T=300K ）
∴
10000.026ln 0.181Ge V ==V
图P1-2 9
100.026ln 0.5570.5Si V ==V 。
图P1-8-1
3 在T=300K 时，利用PN 结伏安方程作以下的估算：
（1）若反向饱和电流10S I =μA ，求正向电压为0.1V ，0.2V 和0.3V 时的电流。
（2）当反向电流达到反向饱和电流的90%时，反向电压为多少？
（3）若正反向电压均为0.05V ，求正向电流与反向电流比值的绝对值。
[解]
（1）V =0.1伏时，0.1/0.026110(1)458I e μ=-=A ；
V =0.2伏时，0.2/0.026210(1)21.9I e
=-=mA ； V =0.3伏时，0.3/0.026310(1) 1.026I e
=-=A ； （2）按题意/0.0260.9(1)V S S I I e
-=-
由上式解出0.026ln 0.10.06V ==-（V ）
（3）0.05/0.0260.05/0.0261 5.84 6.8410.54I e I e +---===- 1-4 试分析图示电路中的二极管2AP15的状态（导通还是截止）。
[解]
去掉2AP15，以O 点为参考点，则
251015 3.5182255AO V =?+?=++V
1015114010BO V =?=+V
BO AO V V <，∴二极管反偏，2AP15截止。 图P1-4
极管7种应用电路详解之一 许多初学者对二极管很“熟悉”，提起二极管的特性可以脱口而出它的单向导电特性，说到它 在电路中的应用 第一反应是整流， 对二极管的其他特性和应用了解不多， 认识上也认为掌握了二极管的 单向导电特性，就能分析二极管参与的各种电路， 实际上这样的想法是错误的， 而且在某种程度上是害 了自己，因为这种定向思维影响了对各种二极管电路工作原理的分析， 许多二极管电路无法用单向导电 特性来解释其工作原理。 二极管除单向导电特性外， 还有许多特性，很多的电路中并不是利用单向导电特性就能分析二 极管所构成电 路的工作原理， 而需要掌握二极管更多的特性才能正确分析这些电路， 例如二极管构成的 简易直流稳压电路，二极管构成的温度补偿电路等。 941二极管简易直流稳压电路及故障处理 二极管简易稳压电路主要用于一些局部的直流电压供给电路中， 由于电路简单，成本低，所以 应用比较广泛。 二极管简易稳压电路中主要利用二极管的管压降基本不变特性。 二极管的管压降特性：二极管导通后其管压降基本不变，对硅二极管而言这一管压降是 0.6V 左右，对锗二极管而言是 0.2V 左右。 如图9-40所示是由普通3只二极管构成的简易直流稳压电路。电路中的 VD1、VD2和VD3 是普通二极管，它们串联起来后构成一个简易直流电压稳压电路。 图9-40 3只普通二极管构成的简易直流稳压电路 1 ?电路分析思路说明 分析一个从没有见过的电路工作原理是困难的，对基础知识不全面的初学者而言就更加困难 了。 关于这一电路的分析思路主要说明如下。 (1) 从电路中可以看出 3只二极管串联，根据串联电路特性可知， 这3只二极管如果导通会同时导通， 如果截止 会同时截止。 (2) 根据二极管是否导通的判断原则分析，在二极管的正极接有比负极高得多的电压，无论是直流还 是交流的电压，此时二极管均处于导通状态。从电路中可以看出，在 VD1正极通过电阻 R1接电路中 的直流工作电压+V , VD3的负极接地，这样在 3只串联二极管上加有足够大的正向直流电压。由此分 析可知，3只二 极管VD1、VD2和VD3是在直流工作电压+V 作用下导通的。 (3) 从电路中还可以看出，3只二极管上没有加入交流信号电压， 因为在VD1正极即电路中的 A 点与 地之间接 有大容量电容 C1,将A 点的任何交流电压旁路到地端。 2 ?二极管能够稳定直流电压原理说明 电路中，3只二极管在直流工作电压的正向偏置作用下导通，导通后对这一电路的作用是稳定 了电路中A 点的直流电压。 众所周知，二极管内部是一个 PN 结的结构，PN 结除单向导电特性之外还有许多特性，其中 !￡ mime i-yAn^Of
半导体二极管及其应用电路 1．半导体的特性 自然界中的各种物质,按导电能力划分为:导体、绝缘体、半导体。半导体导电能力介于导体和绝缘体之间。它具有热敏性、光敏性（当守外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化）和掺杂性(往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显变化)。利用光敏性可制成光电二极管和光电三极管及光敏电阻;利用热敏性可制成各种热敏电阻;利用掺杂性可制成各种不同性能、不同用途的半导体器件,例如二极管、三极管、场效应管等。 2．半导体的共价键结构 在电子器件中,用得最多的材料是硅和锗,硅和锗都是四价元素,最外层原子轨道上具有4个电子,称为价电子。每个原子的4个价电子不仅受自身原子核的束缚,而且还与周围相邻的4个原子发生联系,这些价电子一方面围绕自身的原子核运动,另一方面也时常出现在相邻原子所属的轨道上。这样,相邻的原子就被共有的价电子联系在一起,称为共价键结构。 当温度升高或受光照时,由于半导体共价键中的价电子并不像绝缘体中束缚得那样紧,价电子从外界获得一定的能量,少数价电子会挣脱共价键的束缚,成为自由电子,同时在原来共价键的相应位置上留下一个空位,这个空位称为空穴, 自由电子和空穴是成对出现的,所以称它们为电子空穴对。在本征半导体中,电子与空穴的数量总是相等的。我们把在热或光的作用下,本征半导体中产生电子空穴对的现象,称为本征激发,又称为热激发。 由于共价键中出现了空位,在外电场或其他能源的作用下,邻近的价电子就可填补到这个空穴上,而在这个价电子原来的位置上又留下新的空位,以后其他价电子又可转移到这个新的空位上。为了区别于自由电子的运动,我们把这种价电子的填补运动称为空穴运动,认为空穴是一种带正电荷的载流子,它所带电荷和电子相等, 符号相反。由此可见, 本征半导体中存在两种载流子:电子和空穴。而金属导体中只有一种载流子——电子。本征半导体在外电场作用下,两种载流子的运动方向相反而形成的电流方向相同。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度时影响半导体性能的一个重要的外部因素。
二级管电路习题选 1 在题1.1图所示电路中，U0电压为（）。 （a）12V （b）-9V （c）-3V 2 在题1.2图所示电路中，所有二极管均为理想元件，则D1、D2、D3的工作状态为（）。 （a）D1导通，D2、D3截止（b）D1、D2截止，D3导通 （c）D1、D3截止，D2导通 题1.1图题1.2图 3 在题1.3图所示电路中，所有二极管均为理想元件，则D1、D2的工作状态为（）。 （a）D1导通，D2、截止（b）D1、D2均导通（c）D1、截止，D2导通 题1.3图题1.4图 4 在题1.4图所示电路中，D1、D2为理想元件，则电压U0为（）。（a）3V （b）5V （c）2V 5 电路如题1.5图（a）所示，二极管D为理想元件，输入信号u i为图（b）所示的三角波，则输出电压u0的最大值为（）。 （a）5V （b）17V （c）7V
（a）(b) 题1.5图 6 在题1.6图所示电路中，二极管为理想元件，u A=3v,u B=2sinωtV,R=4KΩ,则u F等于( ). （a）3V （b）2sinωtV （c）3+2sinωtV 题1.6图题1.7图 7 在题1.7图所示电路中，二极管为理想元件，则输出电压U0为（）。（a）3V （b）0V （c）－12V 8 在题1.8图（1）所示电路中，二极管D为理想元件，设u1=2sinωtV,稳压二极管D Z的稳定电压为6V，正向压降不计，则输出电压u0的波形为图（2）中的波形（）。 (1) (2)
9 在题1.9图所示电路中，稳压二极管D Z2的稳定电压为6V，D Z2的稳定电压为12V，则输出电压U0等于（）。 （a）12V （b）6V （c）18V 10 在题1.10图所示电路中，稳压二极管D Z1和 D Z2的稳定电压分别为6V和9V，正向电压降都是0.7V。则电压U0等于（）。 （a）3V （b）15V （c）－3V 11 在题1.11图所示电路中，稳压二极管D Z1的稳定电压U Z1=12V,D Z2的稳定电压U Z2=6V，则电压U0等于（）。 （a）12V （b）20V （c）6V 12 已知某晶体管处于放大状态，测得其三个级的电位分别为6V、9V和6.3V，则6V所对应的电极为（a ）。 （a）发射极（b）集电极（c）基极 13晶体管的工作特点是（ a ）。 一、（a）输入电流控制输出电流（b）输入电流控制输出电压选 择题 1．在N型半导体中，多数载流子为电子，N型半导体（） A、带正电 B、带负电 C、不带电 D、不能确定 2．如果在NPN型三极管放大电路中测得发射结为正向偏置，集电结也为正向偏置，则此管的工作状态为（） A、放大状态 B、饱和状态 C、截止状态 D、不能确定 3．在一个放大电路中，测得某三极管各极对地的电位为U1=3V，U2=﹣3V，U3=﹣2.7V，则可知该管为（）。 A. PNP锗管 B. NPN硅管 C. NPN锗管 D. PNP硅管 4、已知某三极管的三个电极电位为6V, 2.7V, 2V, 则可判断该三极管的类型及工作状态为（）。 A、NPN型，放大状态 B、PNP型，截止状态 C、NPN型，饱和状态 D、PNP型，放大状态 5.已知某晶体管处于放大状态，测得其三个极的电位分别为 6V、9V 和 6.3V，则 6V所对应的电极为（）。
一种三极管开关电路设计 三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。图1所示，即为三极管电子开关的基本电路图。由图可知，负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上。 输入电压Vin则控制三极管开关的开启（open）与闭合（closed）动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。详细的说，当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的开启，此时三极管乃胜作于截止（cut off）区。 同理，当Vin为高电压时，由于有基极电流流动，因此使集电极流过更大的放大电流，因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合，此时三极管乃胜作于饱和区（saturatiON）。 1 三极管开关电路的分析设计 由于对硅三极管而言，其基射极接面之正向偏压值约为0.6伏特，因此欲使三极管截止，Vin必须低于0.6伏特，以使三极管的基极电流为零。通常在设计时，为了可以更确定三极管必处于截止状态起见，往往使Vin值低于0.3伏特。（838电子资源）当然输入电压愈接近零伏特便愈能保证三极管开关必处于截止状态。欲将电流传送到负载上，则三极管的集电极与射极必须短路，就像机械开关的闭合动作一样。欲如此就必须使Vin达到够高的准位，以驱动三极管使其进入饱和工作区工作，三极管呈饱和状态时，集电极电流相当大，几乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上，如此则VcE便接近于0，而使三极管的集电极和射极几乎呈短路。在理想状况下，根据奥姆定律三极管呈饱和时，其集电极电流应该为： 因此，基极电流最少应为：
电子实验报告 实验名称二极管的伏安特性日期 2014/3/30 一、实验目的 1、了解二极管的相关特性 2、学会在面包板上搭接测量电路。 3、学会正确使用示波器测量二极管的输入输出波形 4、学习使用excel画出二极管的伏安特性曲线 5、学会正确使用函数信号发生器、数字交流毫伏表。 6、学习使用Multisim电子电路仿真软件。 二．实验仪器设备 示波器、函数发生器、面包板、二极管、电阻、万用表，实验箱等。 三、实验内容 1、准备一个测量二极管伏安特性的电路。 2、在面包板上搭接二极管伏安特性的测量电路，给电路加入可调的正向和反向的输入电压，分别测量不同电压下流经二极管的电流，记录数据，用excel 画出二极管的伏安特性曲线。 正向输入测量8组数据，反向测量6组。 3、给二极管的测量电路加入正弦波，用示波器分别测量二极管的输入输出波形，解释输出波形的特征。 4,利用二极管和电阻画出或门和与门，并连接电路，测量检验。 四、实验原理 示波器工作原理是利用显示在示波器上的波形幅度的相对大小来反映加在示波器Y偏转极板上的电压最大值的相对大小， 二极管是最常用的电子元件之一，它最大的特性就是单向导电，也就是电流只可以从二极管的一个方向流过 电路图： 其伏安特性图为：
电路图为： 动态电路： 正向，二极管两端： 电阻两端：
反向：二极管两端 电阻两端
2）与门，或门可以通过二极管和电阻来实现。五、实验数据 上述实验图分别对应的波形图及实验数据如下：正向，二极管两端：
信号类型Vpp:V Vmax:V Vmin:V T:ms 输入信号 5.1 2.43 -2.71 1.9986 输出信号 3.4 0.7 -2.67 1.9997 电阻两端： 信号类型Vpp:V Vmax:V Vmin:V T:ms 输入信号 5.1 2.43 -2.71 2.0013 输出信号 1.85 1.8 -0.05 2.0013 反向：二极管两端
三极管常用电路 1.三极管偏置电路_固定偏置电路 如上图为三极管常用电路中的固定偏置电路:Rb的作用是用来控制晶体管的基极电路Ib,Ib称为偏流,Rb称为偏流电阻或偏置电阻.改变Rb的值,就可以改变Ib的大小.图中Rb 固定,称为固定偏置电阻. 这种电路简单,使用元件少,但是由于晶体管的热稳定性差,尽管偏置电阻Rb固定,当温度升高时,晶体管的Iceo急剧增加,使Ie也增加,导致晶体管工作点发生变化.所以只有在温度变化不大,温度稳定性不高的场合才用固定偏置电路 2.三极管偏置电路_电压负反馈偏置电路 如上图为三极管常用电路中的电压负反馈偏置电路:晶体管的基极偏置电阻接于集电极. 这个电路好象与固定偏置电路在形式上没有多大差别,然而正是这一点,恰恰起到了自动补偿工作点漂移的效果.从图中可见,当温度升高时,Ic增大,那么Ic上的压降也要增大,使得Uce下降,通过Rb,必然Ib也随之减小,Ib的减小导致Ic的减小,从而稳定了Ic,保证了
Uce基本不变. 这个过程,称为负反馈过程,这个电路就是电压负反馈偏置电路. 2.三极管偏置电路_分压式电流负反馈偏置电路 如上图为三极管常用电路中的分压式电流负反馈偏置电路:这个电路通过发射极回路串入电阻Re和基极回路由电阻R1,R2的分压关系固定基极电位以稳定工作点,称为分压式电流负反馈偏置电路.下面分析工作点稳定过程. 当温度升高,Iceo增大使Ic增加.Ie也随之增加.这时发射极电阻Re上的压降Ue=Ie*Re 也随之升高.由于基极电位Ub是固定的,晶体管发射结Ube=Ub-Ue,所以Ube必然减小,从而使Ib减小,Ic和Ie也就减小了. 这个过程与电压负反馈类似,都能起到稳定工作点的目的.但是,这个电路的反馈是Ue=Ie*Re,取决于输出电流,与输出电压无关,所以称电流负反馈. 在这个电路中,上,下基极偏置电阻R1,R2的阻值适当小些,使基极电位Ub主要由它们的分压值决定.发射极上的反馈电阻Re越大,负反馈越深,稳定性越好.不过Re太大,在电源电压不变的情况下,会使Uce下降,影响放大,所以Re要选得适当. 如果输入交流信号,也会在Re上引起压降,降低了放大器的放大倍数,为了避免这一点,Re 两端并联了一个电容Ce,起交流旁路作用. 这种电路稳定性好,所以应用很广泛. 一、采用仪表放大器还是差分放大器 尽管仪表放大器和差分放大器有很多共性，但设计过程的第一步应当是选择使用何种类型的放大器。
1 普通二极管、稳压管 1.1用大于号（>）、小于号（<）或等于号（=）填空： 1.在本征半导体中，电子浓度＿＿空穴浓度； 2.在P型半导体中，电子浓度＿＿空穴浓度； 3.在N型半导体中，电子浓度＿＿空穴浓度。 【答案】1. =；2. <；3. >。 1.2选择括号中的答案填空（只填答案号a、b、c……）1.在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于＿＿，而 少数载流子的浓度则与＿＿有很大关系。（a.温度，b.掺杂工艺，c.杂质浓度，d.晶体缺陷）
2.当PN结外加正向电压，扩散电流＿＿漂移电流，耗尽层 ＿＿。当PN结外向反向电压时，扩散电流＿＿漂移电流，耗尽层＿＿。（a.大于，b.小于，c.等于，d.变宽，e.变窄，f.不变）
【答案】1.c,a; 2.a,e,b,d. 未加电压时，二者平衡。由平衡-PN窄（扩散〉漂移）；由平衡-PN宽（扩散<漂移） 1.3判断下列说法是否正确，并在相应的括号内画√或×。 1.P型半导体可通过在纯净半导体中掺入五价磷元素而获 得。（） 2.在N型半导体中，掺入高浓度的三价杂质可以改型为P 型半导体。（） 3.P型半导体带正电，N型半导体带负电。（） 4.PN结内的扩散电流是载流子在电场作用下形成的。（） 5.漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。（） 6.由于PN结交界面两边存在电位差，所以，当把PN结两 端短路时就有电流流过。（） 7.PN结方程可以描述PN结的正向特性，也可以描述PN 结的反向击穿特性。（）
【答案】题2、5正确，其余都错误。 1.5填空： 1.二极管的最主要特性是＿＿，它的两个主要参数是反映正 向特性的＿＿和反映反向特性的＿＿。 2.在常温下，硅二极管的开启电压约＿＿V，导通后在较大 电流下的正向压降约＿＿V；鍺二极管的开启电压约＿＿V，导通后在较大电流下的正向压降约＿＿V。
揭秘：三极管开关电路设计详细过程 电源网首页| 分类：功率开关| 2011-03-10 09:15:39 | 评论(0) 摘要：三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。图1所示，即为三极管电... 三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。图1所示，即为三极管电子开关的基本电路图。由下图可知，负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上。 输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open) 与闭合(closed) 动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。详细的说，当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的开启，此时三极管乃胜作于截止(cut off)区。
同理，当Vin为高电压时，由于有基极电流流动，因此使集电极流过更大的放大电流，因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合，此时三极管乃胜作于饱和区(saturation)。 一、三极管开关电路的分析设计 由于对硅三极管而言，其基射极接面之正向偏压值约为0.6伏特，因此欲使三极管截止，Vin必须低于0.6伏特，以使三极管的基极电流为零。通常在设计时，为了可以更确定三极管必处于截止状态起见，往往使Vin值低于0.3伏特。(838电子资源)当然输入电压愈接近零伏特便愈能保证三极管开关必处于截止状态。欲将电流传送到负载上，则三极管的集电极与射极必须短路，就像机械开关的闭合动作一样。欲如此就必须使Vin达到够高的准位，以驱动三极管使其进入饱和工作区工作，三极管呈饱和状态时，集电极电流相当大，几乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上，如此则VcE便接近于0，而使三极管的集电极和射极几乎呈短路。在理想状况下，根据奥姆定律三极管呈饱和时，其集电极电流应该为﹕ 因此，基极电流最少应为： 上式表出了IC和IB之间的基本关系，式中的β值代表三极管的直流电流增益，对某些三极管而言，其交流β值和直流β值之间，有着甚大的差异。欲使开关闭合，则其V in值必须够高，以送出超过或等于(式1) 式所要求的最低基极电流值。由于基极回路只是一个电阻和基射极接面的串联电路，故Vin可由下式来求解﹕
第1章 晶体二极管和二极管整流电路 教学重点 1．了解半导体的基本知识：本征半导体、掺杂半导体；掌握PN 结的基本特性。 2．理解半导体二极管的伏安特性和主要参数。 3．了解几种常用的二极管：硅稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等。 4．掌握单相半波、桥式全波整流电路的电路组成、工作原理与性能特点；了解电容滤波电路的工作原理。 5．了解硅稳压管的稳压特性及稳压电路的稳压原理。 教学难点 1．PN 结的单向导电特性。 2．整流电路和滤波电路的工作原理。 3．硅稳压管稳压电路的稳压过程。 学时分配 1.1 晶体二极管 1.1.1 晶体二极管的单向导电特性 ???体三极管等器件：晶体二极管、晶 等、变压器、电感电容、 元件：电阻电子元器件T)()()()(L C R 1．晶体二极管 (1) 外形
如图1.1.1(a )所示，晶体二极管由密封的管体和两条正、负电极引线所组成。管体外壳的标记通常表示正极。 (2) 图形、文字符号 如图1.1.1(b )所示，晶体二极管的图形由三角形和竖杠所组成。其中，三角形表示正极，竖杠表示负极。V 为晶体二极管的文字符号。 2．晶体二极管的单向导电性 动画 晶体二极管的单向导电性 (1) 正极电位＞负极电位，二极管导通； (2) 正极电位＜负极电位，二极管截止。 即二极管正偏导通，反偏截止。这一导电特性称为二极管的单向导电性。 [例1.1.1] 图1.1.3所示电路中，当开关S 闭合后，H 1、H 2两个指示灯，哪一个可能发光？ 解 由电路图可知，开关S 闭合后，只有二极管V 1 正极电位高于负极电位，即处于正向导通状态，所以H 1指示灯发光。 1.1.2 PN 结 二极管由半导体材料制成。 动画 PN 结 1．半导体 导电能力介于导体与绝缘体之间的一种物质。如硅(Si )或锗(Ge )半导体。 半导体中，能够运载电荷的的粒子有两种： —载流子—均可运载电荷量的正电空穴：带与自由电子等自由电子：带负电???? ?? 载流子：在电场的作用下定向移动的自由电子和空穴，统称载流子。如图1.1.4所示。 2．本征半导体 不加杂质的纯净半导体晶体。如本征硅或本征锗。 本征半导体电导率低，为提高导电性能，需掺杂，形成杂质半导体。 3．杂质半导体 为了提高半导体的导电性能，在本征半导体(4价)中掺入硼或磷等杂质所形成的半导体。 根据掺杂的物质不同，可分两种： (1) P 型半导体：本征硅(或锗)中掺入少量硼元素(3价)所形成的半导体，如P 型硅。其中，多数载流子为空穴，少数载流子为电子。 图1.1.4 半导体的两种载流子 图1.1.3 [例1.1.1]电路图 图1.1.1 晶体二极管的外形和符号
1 图（a ）和图（b ）分别是二极管全波整流电路和桥式整流电路。假设二极管为理想开关，试分析对于输入信号的正半周和负半周，每支二极管的状态，并画出输出电压O v 的波形。 [解 ] 图P1-8 输入正半周时，D 1导通，D 2截止。 输入正半周时，D 1D 3导通，D 2D 4截止。 输入负半周时，D 2导通，D 1截止。 输入负半周时，D 2D 4导通，D 1D 3截止。 （a ）（b ）两整流电路0v 波形相同（图P1-8-1）： 2 在T=300K 时，某Si 管和Ge 管的反向饱和电流分别是0.5pA 和1μA 。两管按如图所示的方式串联，且电流为1mA 。试用二极管方程估算两管的端电压Si V 和Ge V 。 [解] S I I >>，两管已充分导通，故V A 关系为 /T V V S I I e =，由此 ln T S I V V I =，取26T V =mV （T=300K ） ∴ 10000.026ln 0.181Ge V ==V 图P1-2 9 100.026ln 0.5570.5Si V ==V 。 图P1-8-1 3 在T=300K 时，利用PN 结伏安方程作以下的估算： （1）若反向饱和电流10S I =μA ，求正向电压为0.1V ，0.2V 和0.3V 时的电流。 （2）当反向电流达到反向饱和电流的90%时，反向电压为多少？ （3）若正反向电压均为0.05V ，求正向电流与反向电流比值的绝对值。 [解] （1）V =0.1伏时，0.1/0.026110(1)458I e μ=-=A ； V =0.2伏时，0.2/0.026210(1)21.9I e =-=mA ； V =0.3伏时，0.3/0.026310(1) 1.026I e =-=A ； （2）按题意/0.0260.9(1)V S S I I e -=-
xxx大学 开放性实验报告 （A类） 项目名称：三极管开关电路设计实验室名称：创新实验室 学生姓名：xxxxxxxx
创新实验项目报告书 实验名称 三极管开关电路设计 日期 xxx 姓名 xxx 专业 xxx 一、实验目的（详细指明输入输出） 1.最大开关频率≥10KHz（不加输出负载）； 2.其输出用以控制继电器的通断（输入信号1Hz）； 3.有效输入控制电压Vin≤0.7V 或Vin≥ 4.3V； 4.设计两种开关电路：高电平饱和导通、低电平饱和导通。 二、实验原理（详细写出理论计算、理论电路分析过程）(不超过1页) 晶体管开关电路可以有两种，分别是共射开关电路，共集电极开关电路。 共射开关电路的NPN 型晶体管电路如下图所示： 当V IN >V ON 时，晶体管基极-发射极导通，有电流流过集电极，又晶体管发射 级接地，晶体管工作在饱和区，流过集电极电流很大，V CE 很小，相当于把集电 极-发射极的一个“开关”闭合了一样，从而形成开关动作； 共集电极开关电路的NPN 型晶体管电路如下图所示： 当V BE >V ON 时，晶体管基极-发射极导通，有电流流过集电极和发射极，此时 将信号从发射极电阻取出，可以得到总比基极电压小0.7V 的电压值，于是，当基极输入标准的TTL 电平的时候，NPN 共集电极开关电路从集电极可以得到0.7V 和5V 的电压。还有一点，由于共集电极晶体管电路输出电压同输入电压同向，可以消除米勒效应的影响，因此共集电极开关电路的开关频率大大优于共射极
开关电路。 综上，我们本次试验选择共集电极开关电路作为实验电路。 三、实验过程（记录实验流程，提炼关键步骤）（尽可能详细） a)确定元件型号，查找相关资料，设计最初的设计原理图。 由于手头上只有8050和8550型晶体管，而此次开关电路设计要求对晶体管并不苛刻，因此直接拿8050和8550作为本次试验所用的晶体管。 原理图如下图所示： b)在仿真软件上进行仿真。 按照原理图搭建仿真电路，仿真结果如下图所示： 仿真结果中，输入5V正弦波给予2.5V偏置以便观察共集开关电路的特性。在仿真结果中可以看到，当输入电压大于4.4V时，管子基极-发射极关断，从射极电阻取出的电压直接为V ——在这里为5V。 CC c)按照电路原理图焊接电路板。
二极管7种应用电路详解之一 许多初学者对二极管很“熟悉”，提起二极管的特性可以脱口而出它的单向导电特性，说到它在电路中的应用第一反应是整流，对二极管的其他特性和应用了解不多，认识上也认为掌握了二极管的单向导电特性，就能分析二极管参与的各种电路，实际上这样的想法是错误的，而且在某种程度上是害了自己，因为这种定向思维影响了对各种二极管电路工作原理的分析，许多二极管电路无法用单向导电特性来解释其工作原理。 二极管除单向导电特性外，还有许多特性，很多的电路中并不是利用单向导电特性就能分析二极管所构成电路的工作原理，而需要掌握二极管更多的特性才能正确分析这些电路，例如二极管构成的简易直流稳压电路，二极管构成的温度补偿电路等。 9.4.1 二极管简易直流稳压电路及故障处理 二极管简易稳压电路主要用于一些局部的直流电压供给电路中，由于电路简单，成本低，所以应用比较广泛。 二极管简易稳压电路中主要利用二极管的管压降基本不变特性。 二极管的管压降特性：二极管导通后其管压降基本不变，对硅二极管而言这一管压降是0.6V 左右，对锗二极管而言是0.2V左右。 如图9-40所示是由普通3只二极管构成的简易直流稳压电路。电路中的VD1、VD2和VD3是普通二极管，它们串联起来后构成一个简易直流电压稳压电路。 图9-40 3只普通二极管构成的简易直流稳压电路 1．电路分析思路说明 分析一个从没有见过的电路工作原理是困难的，对基础知识不全面的初学者而言就更加困难了。 关于这一电路的分析思路主要说明如下。 （1）从电路中可以看出3只二极管串联，根据串联电路特性可知，这3只二极管如果导通会同时导通，如果截止会同时截止。 （2）根据二极管是否导通的判断原则分析，在二极管的正极接有比负极高得多的电压，无论是直流还是交流的电压，此时二极管均处于导通状态。从电路中可以看出，在VD1正极通过电阻R1接电路中的直流工作电压+V，VD3的负极接地，这样在3只串联二极管上加有足够大的正向直流电压。由此分析可知，3只二极管VD1、VD2和VD3是在直流工作电压+V作用下导通的。 （3）从电路中还可以看出，3只二极管上没有加入交流信号电压，因为在VD1正极即电路中的A点与地之间接有大容量电容C1，将A点的任何交流电压旁路到地端。 2．二极管能够稳定直流电压原理说明 电路中，3只二极管在直流工作电压的正向偏置作用下导通，导通后对这一电路的作用是稳定了电路中A点的直流电压。 众所周知，二极管内部是一个PN结的结构，PN结除单向导电特性之外还有许多特性，其中
` 稳压二极管原理电路及应用 引言 二极管因用途不同而种类繁多。稳压二极管是其中的一种。我们知道晶体二极管具有单向导电的性能。正向连接时是导电的(在电路中，二极管的正极接电源的正极，二极管的负极接电源的负极)，反向连接是不导电的，只有很小很小的漏电流。但是如果给某些特定二极管反向电压逐渐加大到某一数值，二极管就会被击穿，这时二极管又开始反向导电。随着导电电流逐渐增大(只要电流不是增加到损坏二极管的程度)，二极管两端的电压却基本上保持不变，几乎恒定在二极管击穿的电压数值上。这就是二极管的反向击穿特性。利用这个特性，人们制成稳压二极管[1]。由于这种反向击穿特性能起稳压作用，所以在电路中稳压二极管必须反向连接，就是二极管的正极接电源的负极，二极管的负极接电源的正极。 1．稳压二极管的原理及电路 1.1稳压管的特性 稳压管的伏安特性曲线如图l所示。由图可见，反向电压在一定围变化时，反向电流很小;当反向电压增高到击穿电压时，反向电流突然剧增，即稳压管反向击穿;此后，虽然电流在很大围变化，但稳压管两端的电压变化很小，这一特性便可用来稳压。稳压管与其他二极管不同的是，其反向击穿是可逆的。当反向电压去掉后，稳压管又恢复正常状态但是，如果反向电流超过允许值，稳压管的PN结也会因过热而损坏。由于硅管的热稳定性比锗管好，因此一般都用硅管做稳压二极管，例如2CW系列和2DW系列都是硅稳压二极管[2] 图1 硅稳压二极管伏安特性和符号 1.2 稳压管的主要参数 1.2.1 稳定电压U: 稳压管反向击穿后稳定工作时的电压值称为稳定电压，如2CW13型为5V一6.5V，具有温度补偿作用的2DW7A型稳压管为5.8V一6.6V。对于某只稳压管，其U是这个围的某一Z确定数值。因此在使用时，具体数值需要实际测试。 1.2.2 稳定电流I Z文档Word
晶体管放大器的设计 一、实验目的 1. 熟悉晶体管放大器的工作原理，体会晶体管放大器的作用。 2. 掌握晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法以及测量晶体管放大器各项动态性能指标的方法。 3. 学习和掌握设计、调试具体晶体管放大器电路的方法与技能。 二、实验原理 (一) 设计原理 1.工作原理及基本关系式 (1)工作原理。 晶体管放大器中广泛应用如图1所示的电路，该电路称为阻容耦合共射极放大器，它采用分压式电流负反馈偏置电路。放大器的静态工作点Q 主要由e c b b R R R R 、、、21及电源电压CC V +所决定。该电路利用电 阻1b R 、2b R 的分压固定基极电位bQ V 。如果满足条件bQ I I >>1，当温度升高时，↓↓→↓→↑→↑→cQ bQ be eQ cQ I I V V I ，结果抑制了cQ I 的变化，从而获得稳定的静态工作点。 图1 阻容耦合共射极放大器
(2)基本关系式。 当bQ I I >>1时，才能保证bQ V 恒定，这是工作点稳定的必要条件，一般取 ?????==锗管）硅管）()20~10(()10~5(11bQ bQ I I I I （1） 负反馈越强，电路的稳定性越好。所以要求be bQ V V >>，即bQ V =（5~10）be V ，一般取 ?????==锗管）硅管）()3~1(()5~3(V V V V bQ bQ （2） 电路的静态工作点有下列关系式确定： cQ eQ cQ be bQ e I V I V V R =-≈ （3） 对于小信号放大器，一般取 mA mA I cQ 2~5.0= CC eQ V V )5.0~2.0(= βcQ bQ bQ b I V I V R )10~5(12=≈ （4） 21b bQ bQ CC b R V V V R -≈ （5） ) (e c cQ CC ceQ R R I V V +-≈ （6） 2. 性能指标与测试方法 晶体管放大器的主要性能指标有电压放大倍数V A 、输入电阻i R 、输出电阻0R 及通频带W B 。对于图1所示电路，各性能指标的计算式与测试方法如下： (1)电压放大倍数
模拟电路实验二——二极管实验报告 0 石媛媛 1、绘制二极管的正向特性曲线（测试过程中注意控制电流大小）: 一开始,我用欧姆表测量了二极管电阻，正向基本无电阻，反向电阻确实是很大。 然后我们测量其输出特性曲线，发现很吻合： 1、在电压小于某一值时确实没有电流，之后一段电流很小（几毫安~几十毫安）； 2、当二极管两端电压大于左右时电流急剧增大(后测试二极管正向压降约为），这个就是其 正向导通电压。二极管被导通后电阻很小，（图中可看出斜率很大，近似垂直）相当于短路。
3、当我们使电压反向，电流基本为零，但是当电压大于某一值（反向击穿电压）时电流又开始增大。 2、焊接半波整流电路，并用示波器观察其输入输出波形，观察正向压降对整流电路的影响；电路图： 方波正弦波
三角波 半波整流电路的效果：输出信号只有正半周期(或负半周期),这就把交流电变为直流电。这是由于二极管的单向导电性。但是电的利用效率低，只有一半的线信号被保留下来。 3、焊接桥式整流电路，并用示波器观察其输入输出波形； 电路图： 桥式整流电路是全波整流，在电压正向与反向时，分别有两个管子处于正向导通区、两个管子在反向截止区，从而使输出电压始终同向。而且电压在整个周期都有输出，效率高。
但是发现桥式整流电路的输出信号（尤其是三角波时）未达到理想波形，应该是电路板焊接的焊接点不够牢固或其他问题导致信号的微失真。 5、使用二极管设计一个箝位电路，能把信号（0-10V）的范围限制在3V~5V之间： 设计的电路： 电路原理：当输入信号在0—4V时，4V>U1，二极管正向导通；输出电压稳定在4V左右当输入信号在4V—10V时，二极管反偏，相当于断路，此时电路由电源，1K电阻，51Ω电阻构成。因为要想使输出值小于5V，所以我选择了一个较小阻值电阻和一个大阻值电阻串联，这样51Ω电阻分压小，故输出电压一直小于5V，起到了钳位效果。 实验数据： 输入电压/V输出电压/V 4 6 10
晶体管放大电路设计 丁炳亮 一、基础理论 具体一个晶体管电路的计算其实并不困难，真正困难的是根据要求设计出合乎要求且实际性能优良的电路。晶体管电路的计算主要是静态工作点和动态参数的估算。首先需要准备一些基础知识用于理论计算。 1、晶体管计算中用到的几个重要公式： 第一个公式是PN节伏安特性公式，公式中电流电压为直流。 第二个公式是共射接法时，BE的输入的动态电阻，经常用到的一个公式。其中rbb比较小，当电流很小时可以忽略，或者认为是200欧，一些晶体管规格书会给出。需要注意是计算交流等效电路时才有用到这个公式。 第三个公式只要记住26mV即可。 第四公式为转移电导，也就是把晶体管等效为电压控制电流源（h模型等效为CCCS，Pi模型等效为VCCS）。 第五、六个公式为考虑厄利电压时的共射直流放大倍数和CE间电阻，看作CCCS时CE间电阻应该是无穷，但是厄利电压的存在使得该值变小。 2、h等效和Pi等效（微变模型） 一般工程计算使用简化的等效模型就能满足要求了。 简化的h等效模型简化的Pi等效模型
3、共射电压增益 h等效模型计算有 Pi等效模型计算有，注意这个公式忽略了rbb，实际上在电流较大时是不能忽略的，例如β=200，ICQ=26mA，则(26mV/ICQ)* β=200欧，与rbb相近，因此BE结的电压约等于Ube/2。 利用上个公式在不考虑负载时有。 二、最简单的放大电路 1、设计需求 信号源最大幅度为50mV，三极管为9013，h=250，电源电压5V。 这里的h值是用万用表测量出来的，实际的电路设计中h值有一个较大的范围，所以需要考虑对静态工作点的影响。 2、静态工作点估算 一般情况UCQ=Vcc/2，R3是为了减小失真，应该远大于rbe，但取的过大则实际输入到晶体管的电流就很小，这里取3.3K较为合适。 ICQ的确定是关键，需要先计算出最大的输入电流幅度，这里估计rbe=1K，则 IBQ=50mV/4.3K=11.6uA，为了避免失真，另外考虑手头上现有的电阻值，所以IBQ设置为17.4uA，即R2=250K，R1=2.5V/(IBQ*h)=575欧，手头上只有510欧电阻，所以实际的UCQ=2.8V 左右。C2和C1这里不做详细计算都选择用1uF的。 3、动态参数估计 如上图是h等效电路，画出了等效电路就很容易计算动态参数。rbe≈200+26mV*β/ICQ=1.7K，则电压增益为Au=Uo/Ui=-βib(R1//R4)/Ui=-(Ui/(rbe+3.3K))βR2/Ui=-βR2/(rbe+3.3K)=-25。注：这里计算的是电压增益的绝对值，严格的需要用复数表示。
晶体管分类及应用 摘要 晶体管是现代电子设备制造的基础,广泛出现在现代电子系统中。晶体管为电子领域带来了革命性的变化,使得电子设备体积更小、成本更低、更加高效。本文归纳了晶体管的分类以及各类晶体管在一些场景下的应用。 正文 一、绪论 晶体管是几乎所有现代电子产品中的关键活动组件,被许多人看作20世纪最伟大的发明之一。现代的半导体器件可以被大批量自动化生产,因此每个晶体管的的成本都很低廉。晶体管的低成本,灵活性和可靠性使其成为无处不在的器件。晶体管机电一体化电路已经成为机电设备控制设备来控制机器。相比于机械控制系统,微控制器和计算机程序用于控制系统显得更加便捷。 二、分类 1）按材料 锗晶体管: 1948年锗晶体管出现后,固态电子器件的应用开始。最早在1941年,锗二极管开始取代了电子装置里的真空管。但是锗晶体管有一个重大缺点,易产生热失控。 硅晶体管:硅的电子特性比锗优越,但是所需的纯度高,取代锗晶体管。 化合物半导体砷化镓晶体管:砷化镓拥有一些比硅还要好的电子特性,如高的饱和电子速率及高的电子迁移率。在高速器件中,化合物晶体管是一个不错的选择。用砷化镓制造的化合物晶体管可以达到很高的工作频率,原因在于化合物砷化镓的电子迁移率是单质硅的5倍。 碳化硅晶体管
硅锗合金晶体管：在CMOS工艺方面，SiGe工艺的成本和硅工艺相当，但在异质结技术方面，SiGe工艺的成本比砷化镓工艺还要低。SiGe材料可让异质结双极性晶体管整合进CMOS逻辑集成电路，达成混合信号电路的功能。 石墨烯晶体管等。 2）按结构 BJT、JFET、IGFET (MOSFET)、IGBT等。 3）按电极性 n–p–n及p–n–p（BJT），N沟道及P沟道（FET）。 4）按最大额定功率 低功率晶体管、中功率晶体管及高功率晶体管。 5）按最大工作频率 低频晶体管、中频晶体管、高频晶体管、无线电频率（RF）晶体管、微波频率晶体管。 6）按应用类型 开关晶体管、泛用晶体管、音频晶体管、高压晶体管等。 7）按封装技术 插入式金属封装或塑胶封装、表面黏着技术、球栅阵列封装、功率晶体等。 8）按增益系数 hfe、βF或gm（跨导）等。 三、应用 双极结型晶体管（BJT） 双极性晶体管可放大信号,并应用在功率控制和模拟信号处理等领域。使用双极性晶体管可通过已知的基极-发射极的偏置电压和其温度、电流关系来测量温度。现在人们不断认识到能源问题,而场效应管技术由于功耗更低,在数字集成电路中逐渐成为主流,双极性晶体管的使用相对较少。相比于金属氧化物半导体场效应晶体管,双极性晶体管提供了一定的跨导和输出电阻,在功率控制等方面能力突出,并具有高速和耐久的特性。因此,双极性晶体管仍在模拟电路中占据重要位置,特别是高频应用电路的重要配件。可将MOSFET用BiCMOS技术和双极性
电路板中常用7大类二极管 一、肖特基二极管 肖特基二极管，即肖特基势垒二极（SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD）的简称。肖特基二极管是贵金属（金、银、铝、铂等）A为正极，以N型半导体B为负极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。因此，SBD也称为金属－半导体（接触）二极管或表面势垒二极管。 它属一种低功耗、超高速半导体器件。最显著的特点为反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右。SBD具有开关频率高和正向压降低等优点，但其反向击穿电压比较低，大多不高于60V，最高仅约100V，以致于限制了其应用范围。其多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管，也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。
二、变容二极管 变容二极管又称"可变电抗二极管"，是利用pN结反偏时结电容大小随外加电压而变化的特性制成的。反偏电压增大时结电容减小、反之结电容增大，变容二极管的电容量一般较小，其最大值为几十皮法到几百皮法，最大区容与最小电容之比约为5:1。它主要在高频电路中用作自动调谐、调频、调相等，例如在电视接收机的调谐回路中作可变电容。变容二极管属于反偏压二极管，改变其PN结上的反向偏压，即可改变PN结电容量。反向偏压与结电容之间的关系是非线性的，变容二极管的电容值与反向偏压值的关系： (a) 反向偏压增加，造成电容减少； (b) 反向偏压减少，造成电容增加。 电容误差范围是一个规定的变容二极管的电容量范围。数据表将显示最小值、标称值及最大值，这些经常绘在图上。
高频电子线路课程设计说明书晶体管检波电路设计 学生姓名： 指导教师： 专业： 班级： 完成时间：
摘要 包络检波电路有很多种，无源的有二极管检波，有源的有三极管、运放等；还有单向检波、桥式检波、同步检波等等。最简单的，也是用得最多的就是二极管和三极管。若之前用三极管检波可以实现，那么还是用三极管的吧。要检查几个方面：1、输入信号的幅度是否足够大，电流回路是否完整；2、三极管的偏置应是微导通或略低于导通，保证单向性；3、输出信号需滤波，幅度应符合后级使用要求，否则应加以放大。用二极管检波也无不妥，要检查几个方面：1、输入信号的幅度是否足够大，要保证使二极管导通，并注意电流回路是否完整；2、给二极管加偏压，使之微导通，保证正向波形电压顺利通过、反向波形被截止，波形完整；3、检波后的信号需滤波，幅度应符合后级使用要求，否则应加以放大。 检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件，它具有较高的检波效率和良好的频率特性。 检波（也称解调）二极管的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来，广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中，其工作频率较高，处理信号幅度较弱。 常用的国产检波二极管有2AP系列锗玻璃封装二极管。常用的进口检波二极管有1N34/A、1N60等。 关键词：检波；二极管；频率特性；包络检波
目录 第一章系统分析 (3) 1.1设计课题任务和技术指标 (3) 1.2基本原理 (3) 第二章设计课题的仿真分析晶体管检波电路虚拟实现 (8) 2.1设计课题的参数选择 (8) 2.2晶体三极管混频器设计及课题的仿真结果 (9) 2.3 软件仿真中出现的问题及解决方法 (11) 第三章硬件电路组装调试 (12) 3.1 使用主要仪器和仪表 (12) 3.2 测试电路的方法和技巧 (12) 3.3 测试数据 (12) 3.4 调试中出现的故障 (12) 第四章电路总结 (12) 第五章元器件清单 (13) 第六章收获和体会 (15) 参考文献 (16)