1、頂崗實習報告 終端控制信號指揮車的裝配論文作者： 王程浩指導教師： 梁娜專 業： 應用電子技術系 （院）： 電氣與電子工程系答辯日期：2016年 5 月27日 摘要 無線電通信（radio communications）是將需要傳送的聲音、文字、數據、圖像等電信號調制在無線電波上經空間和地面傳至對方的通信方式，利用無線電磁波在空間傳輸信息的通信方式。無線電通信的最大魅力在于，借助無線電波具有的波動傳遞信息的功能，人們可以省去敷設導線的麻煩，實現更加自由、更加快捷、無障礙的信息交流和溝通。從無線電波的特性來看，如同光波一樣，無線電波可以反射、折射、繞射和散射傳播。由于電波特性不同，有些電波能夠在

2、地球表面傳播，有些能夠在空間直線傳播，有些能夠從大氣層上空反射傳播，有些電波甚至能穿透大氣層，飛向遙遠的宇宙空間。無線電管理指揮車通過多種通信手段實現與固定無線電管理指揮中心 的通信暢通,不僅具備監測、測向與定位功能,還具有數據分析和展示功能,能夠實現對無線電管理現場人員、各類車輛和設備的綜合指揮調度.這對提升重大活動 無線電安全保障水平、加強無線電管控能力具有非常重要的意義.緒論 無線電通信（radio communications）是將需要傳送的聲音、文字、數據、圖像等電信號調制在無線電波上經空間和地面傳至對方的通信方式，利用無線電磁波在空間傳輸信息的通信方式。 而這次的論文內容就是無線電

3、的一些基礎的知識和一些我們所學到的一些元器件，電子器件的發展，對無線電通信技術起著舉足輕重的作用。電子器件經歷了從電 子 管 到 半導 體 器 件，再 到 集 成 電 路 的 演 變 過 程；具 有 功 能 組 件化 、遙 控、自 動調整特點的器件的出現，使無線電通信面貌大為改觀。1963年第一顆同步衛星進入軌道，無線電通信發生了“天上人間”的 變 化。現在，衛 星 通 信 可 以 把 各 種 信息“輕而易舉”地傳送到地球的各個角落。1970年制成了世界上第一根光導纖維，開始了通信技術史上又一場新的革命，吹響了向光通信時代邁進的號角。現代通信的發展正展現著巨大的魅力。目 錄 摘 要1 緒 論2

4、無線電的基礎知識 3第一章 無線電通信基礎知識 41.1. 無線電波的劃分3 1.1.1 無線電波的定義6 1.1.2 無線電波的波段 71.2 無線電波的傳播 10 1.2.1無線電波的傳播方試 15 1.3無線電的發送與接收 18 1.3.1無線電傳送的好處 20 1.3.2 有效的向外發射電磁波的條件 21 1.3.3 無線電傳輸 22 1.34 無線電信號的調制 22 1.3.5 無線電信號的解調 22第二章 常用電子線路22 2.1 整流電路 22 2.1.1 半波整流 22 2.1.2 全波整流 22 2.1.3 橋式整流 22 2.2濾波電路 22 2.3穩壓電路 22 2.3.

5、1 二極管穩壓電路22 2.3.2 串聯型穩壓電路22 2.3.3 三端穩壓電路22 2.4振蕩電路22 2.4.1變壓器反饋式振蕩器22 2.4.2 電感三端式振蕩器 22 2.4.3電容三端式振蕩器 22 2.4.4 RC振蕩器22 2.4.5 石英晶體振蕩器 22第三章 晶體二極管與晶體三極管 223.1 無線電傳輸 22 3.1.1半導體的概念 22 3.1.2 PN結的形成 22 3.1.3 PN結的單向導電性22 3.2 半導體二極管 22 3.2.1 二極管結構原理 22 3.2.2 二極管的分類及應用 22 3.2.3 二極管的伏安特性22 3.2.4 二極管的主要技術參數22

6、 3.3 晶體三極管 22 3.3.1內部結構及圖形符號22 3.3.2 種類及命名 22 3.3.3 技術參數 22 3.3.4 晶體管放大電路 22第四章 參考文獻 22第五章 致謝 22 一 無線電通信基礎知識二 常用電子線路三 晶體二極管和三極管無線電通信基礎知識1.1無線電波的劃分1.2無線電波的傳播 1.3無線電發送與接收1.1無線電波的劃分1.1.1無線電波的定義：無線電波：在電磁場里，磁場的任何變化會產生電廠，電廠的人呢和變化也會產生磁場，狡辯的電磁場不僅可能存在于電荷、電流或導體的周圍，而且能夠脫離其產生的波源向遠處傳播，這種在空間以一定速度傳播的交變電磁場，就成為電磁波，也

7、被成為無線電波。1.1.2無線電波的波段1.2無線電波的傳播（1）頻率從幾十Hz(甚至更低)到3000GHz左右，波長從幾十Mm到0.1mm左右的頻譜范圍內的電磁波，稱為無線電波。電波旅行不依靠電線，也不象聲波那樣，必須依靠空氣媒介幫它傳播，有些電波能夠在地球表面傳播，有些波能夠在空間直線傳播，也能夠從大氣層上空反射傳播，（2）有些波甚至能穿透大氣層，飛向遙遠的宇宙空間。發信天線或自然輻射源所輻射的無線電波，通過自然條件下的媒質到達收信天線的過程，就稱為無線電波的傳播。1.2.1無線電波的傳播方式1) 地波: 這是沿地球表面傳播的無線電波。（中波、長波）2) 天波: 也即電離層波。地球大氣層的

8、高層約100Km存在著“電離層”。無線電波進入電離層時其方向會發生改變，出現“反射”。因為電離層折射效應的積累，電波的入射方向會連續改變，最終會“拐”回地面，電離層如同一面鏡子會反射無線電波。我們把這種經電離層反射而折回地面的無線電波稱為“天波”。受氣候、季節、晝夜等因素影響。（中、短波）3）空間波：由發射天線直接到達接收點的電波，被稱為直射波。有一部分電波是通過地面或其他障礙物反射到達接收點的，被稱為反射波。直射波和反射波合稱為空間波。（電視廣播、微波中繼、移動通信）4）散射波：當大氣層或電離層出現不均勻團塊時（1216Km），無線電波有可能被這些不均勻媒質向四面八方折射和散射，使一部分能量

9、到達接收點，這就是散射波。 （波長較短的波段） 5) 外球層傳播：離開地面1000Km以外的宇宙間通信稱為外球層傳播。衛星通訊和衛星直播電視就是利用這種傳播方式。 1.3無線電的發送與接收1.3.1、無線電傳送的好處 1）電波傳輸不依靠電線。 2）也不象聲波那樣，必須依靠空氣媒介幫它傳播。 3）傳播距離遠、速度快，而且小。 4）頻段寬。1.3.2、 有效的向外發射電磁波的條件 1）要有足夠高的振蕩頻率，因為頻率越高，發射電磁波的本領越大。 2）振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，才有可能有效的將電磁場的能量傳播出去。1.3.3 無線電傳輸 任何一種無線電信號傳輸系統均由發信部分、收信

10、部分和傳輸媒質三部分組成。1）無線電的傳輸媒質： 傳輸無線電信號的媒質主要有地表、對流層和電離層等，這些媒質的電特性對不同波段的無線電波的傳播有著不同的影響。2）無線電的發信部分： 信號源，低頻放大器，調制器，高頻信號振蕩器，高頻放大器，發射天線。 3）無線電的收信部分： 接收天線，輸入電路，高頻放大器，變頻器，中頻放大器，解調器，低頻放大。1.3.4無線電信號的調制 1） 調幅AM：使高頻振蕩的振幅隨信號而改變叫做調幅。 任何一種非線性器件都可以用來產生調幅彼。晶體管是一種非線性器件，只要讓其工作在非線性（甲乙類，乙類或丙 類）狀態下，即可用它構成調幅電路。一般總是把高頻載波信號和調制信號分

11、別加在諧振功率放大器的晶體管的某個電極上，利用晶體管的發射結進行頻率變換，并通過選頻放大，從而達到調幅的目的。根據信號所加的極不同，可分為基極調，集電極調幅和發射極調幅等多種調幅電路。 2）調頻FM：使高頻振蕩的頻率隨信號而改變叫做調頻。調頻波（調頻信號）的特點是：其頻率隨調制信號振幅的變化而變化，而它的幅度卻始終保持不變。當調制信號的幅度為零時，調頻波的頻率稱為中心頻率0。當調制信號向正的方向增大時，調頻波的頻率就高于中心頻率；反之，當調制信號向著負的方向變化時，調頻波的頻率就低于中心頻率1.3.5 無線電信號的解調解調：將調制信號還原出來的過程。解調又有檢波與鑒頻和鑒相之分。1）發射的無線

12、電波如何被接收到： 電磁波在空間傳播時，如果遇到導體，會使導體產生感應電流，感應電流的頻率跟激起它的電磁波的頻率相同。因此利用放在電磁波傳播空間中的導體，就可以接收到電磁波了。 2)無線電波的調諧裝置（天線）：通過改變可變電容的電容大小改變調諧電路的固有頻率，進而使其、與接收電臺的電磁波頻率相同，這個頻率的電磁波就在調諧電路里激起較強的感應電流，這樣就選出了電流最大的電磁波。3）變頻（混頻）: 將一定頻率范圍的已調制高頻信號變成固定的中頻信號。調幅收音機中頻：465KHz 調頻收音機中頻：10.7MHz電視圖象中頻： 38MHz4）無線電波的調幅解調（檢波一）: 幅度檢波：從調幅波中取出調制信

13、號的過程,稱為幅度檢波。從高頻調幅波中解調出原調制信號。2.1整流電路2.2濾波電路2.3穩壓電路2.4振蕩電路2.1整流電路整流： 利用整流元件（通常是整流二極管）的單向導電性，實現將交流電變換成單向的脈動直流電。 （1）半波整流（2）全波整流（3）橋式整流單相橋式整流電路的變壓器中只有交流電流流過，而半波和全波整流電路中均有直流分量流過。所以單相橋式整流電路的變壓器效率較高，在同樣功率容量條件下，體積可以小一些。單相橋式整流電路的總體性能優于單相半波和全波整流電路，故廣泛應用于直流電源之中。半波整流 輸出電壓在一個工頻周期內，只是正半周導電，在負載上得到的是半個正弦波。全波整流橋式整流當正

14、半周時，二極管D1、D3導通，在負載電阻上得到正弦波的正半周。 當負半周時，二極管D2、D4導通，在負載電阻上得到正弦波的負半周。2.2濾波電路濾波：將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。濾波電路利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實現濾波。 電容器C對直流開路，對交流阻抗小，所以C應該并聯在負載兩端。電感器L對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此L應與負載串聯。經過濾波電路后，既可保留直流分量，又可濾掉一部分交流分量，改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動系數，改善了直流電壓的質量。 電容濾波電路原理： 若v2處于正半周，二極管D1、D3導通，變壓器次端電壓v2給電容器C充電。

15、此時C相當于并聯在v2上，所以輸出波形同v2 ，是正弦波。 當v2到達wt=p/2時，開始下降。先假設二極管關斷，電容C就要以指數規律向負載L放電。指數放電起始點的放電速率很大。在剛過wt=p/2時，正弦曲線下降的速率很慢。所以剛過wt=p/2時二極管仍然導通。在超過wt=p/2后的某個點，正弦曲線下降的速率越來越快，當剛超過指數曲線起始放電速率時，二極管關斷。所以在t2到t3時刻，二極管導電，充電，Vi=Vo按正弦規律變化；t1到t2時刻二極管關斷，Vi=Vo按指數曲線下降，放電時間常數為RLC。2.3、穩壓電路理想的穩壓電路輸出電阻Ro=0,則Vo與負載RL無關，為了降低Ro,穩定Vo,高

16、質量的穩壓電路必須采用深度電壓負反饋以改善電路性能。穩壓電路也分為二極管穩壓電路、串聯型穩壓電路、三端集成穩壓電路 。2.3.1二極管穩壓電路：它是利用穩壓二極管的反向擊穿特性穩壓的，由于反向特性陡直，較大的電流變化，只會引起較小的電壓變化。 2.3.2 串聯型穩壓電路： 穩壓二極管的缺點是工作電流較小，穩定電壓值不能連續調節。線性串聯型穩壓電源工作電流較大，輸出電壓一般可連續調節，穩壓性能優越。目前這種穩壓電源已經制成單片集成電路，廣泛應用在各種電子儀器和電子電路之中。線性串聯型穩壓電源的缺點是損耗較大、效率低。 顯然，VO =VI- VR，當VI增加時，R受控制而增加，使VR增加，從而在一

17、定程度上抵消了VI增加對輸出電壓的影響。若負載電流IL增加，R受控制而減小，使VR減小，從而在一定程度上抵消了因IL增加（或VI減小）對輸出電壓的影響。 在實際電路中，可變電阻R是用一個三極管來替代的，控制基極電位，從而就控制了三極管的管壓降VCE，VCE相當于VR。要想輸出電壓穩定，必須按電壓負反饋電路的模式來構成串聯型穩壓電路。典型的串聯型穩壓電路如圖16.04所示。它由調整管、放大環節、比較環節、基準電壓源幾個部分組成。 穩壓電路的保護環節：串聯型穩壓電源的內阻很小，如果輸出端短路，則輸出短路電流很大。同時輸入電壓將全部降落在調整管上，使調整管的功耗大大增加，調整管將因過損耗發熱而損壞，

18、為此必須對穩壓電源的短路進行保護。過載也會造成損壞。 保護的方法有反饋保護型和溫度保護型兩種。反饋保護型又分截流型和限流型兩種。溫度保護型是利用集成電路制造工藝，在調整管旁制作PN結溫度傳感器，當溫度超標時，啟動保護電路工作，工作原理與反饋保護型相同。（1）截流型是當發生短路時，通過保護電路使調整管截止，從而限制了短路電流，使之接近為零。截流特性如圖2.31所示。 （2）限流型是當發生短路時，通過電路中取樣電阻的反饋作用，使輸出電流得以限制。限流特性如圖2.32所示。2.3.3 三端集成穩壓電路· 將線性串聯穩壓電源和各種保護電路集成在一起就得到了集成穩壓器。早期的集成穩壓器外引線較

19、多，現在的集成穩壓器只有三個外引線：輸入端、輸出端和公共端。 2.4、振蕩電路 振蕩電路：是一種自激振蕩電路，它的特點是利用“自激振蕩”原理工作的，其實質是放大器引正反饋的結果。振蕩電路是不需要輸入信號，自己就可以產生一定輸出信號的電子電路。 振蕩電路的振蕩條件：相位平衡條件和幅值平衡條件 1）振幅平衡條件(AF=AF=1) 2）其二為相位平衡條件(a+f=2n，n=0，1，2，)。 自激振蕩：是指在不外加信號的條件下，放大電路就能夠產生某一頻率和一定幅度的輸出信號，這種現象稱“自激振蕩”。振蕩電路的組成部分：由四部分組成，即放大電路、反饋網絡、選頻網絡和穩幅環節。(1)放大電路具有一定的電壓

20、放大倍數，其作用是對選擇出來的某一頻率的信號進行放大。根據電路需要可采用單級放大電路或多級放大電路。(2)反饋網絡是反饋信號所經過的電路，其作用是將輸出信號反饋到輸入端，引入自激振蕩所需的正反饋，一般反饋網絡由線性元件R、L和C按需要組成。(3)選頻網絡具有選頻的功能，其作用是選出指定頻率的信號，以便使正弦波振蕩電路實現單一頻率振蕩。選頻網絡分為Lc選頻網絡和Rc選頻網絡。使用LC選頻網絡的正弦波振蕩電路，稱為LC振蕩電路；使用RC選頻網絡的正弦波振蕩電路，稱為RC振蕩電路。 (4)穩幅環節具有穩定輸出信號幅值的作用，以便使電路達到等幅振蕩，因此穩幅環節是正弦波振蕩電路的重要組成部分。2.4.

21、1 變壓器反饋式振蕩器 （1） 反饋網絡采用變壓器，利用變壓器的一次繞組與電容并聯組成振蕩回路作選頻網絡，代替晶體管集電極電阻Rc，從變壓器的二次繞組引回反饋電壓并將其加到放大電路的輸入端，電路如圖1-31所示。（2）變壓器反饋式LC振蕩電路的特點是振蕩頻率調節方便，容易實現阻抗匹配和達到起振要求，輸出波形一般，頻率穩定度不高，產生正弦波信號的頻率為幾千赫至幾十兆赫，一般適用于要求不高的設備。2.4.2 電感三端式振蕩器 （1）電感三點式振蕩器的典型電路如圖1-32所示。在LC振蕩回路中，電感有一個抽頭使線圈分成兩部分即線圈L1和線圈L2，線圈L1的3端接到晶體管的基極B，線圈L2的1端接晶體

22、管的集電極C，中間抽頭2接發射極E。也就是說電感線圈的三端分別接晶體管的三極，所以叫電感三點式振蕩器，又稱哈特萊振蕩器。 （2）在該電路中L1兼作反饋網絡，通過耦合電容Cl將Ll反饋電壓加在晶體管的輸入端，經放大后，在LC振蕩回路中得到高頻振蕩信號，只要適當選擇電感線圈抽頭的位置使反饋信號大于輸入信號，就可以在LC回路中獲得不衰減的等幅振蕩。式中，Ll、L2為線圈抽頭兩邊的自感系數； M為兩段電感線圈的瓦感系數； C為振蕩電容；fo為振蕩頻率。2.4.3 電容三端式振蕩器 電容三點式振蕩器的典型電路圖。其結構與電感三點式振蕩器相似，只是將L、C互換了位置。LC振蕩回路中采用兩個電容串聯成電容支

23、路，兩電容中間有一引出端，通過引出端從LC振蕩回路的電容支路上取一部分電壓反饋到放大電路的輸入端，由于電容支路三個端點分別接于晶體管的三極上，所以把這種電路稱為電容三點式LC振蕩器，又稱為柯爾皮茲振蕩器。電感三點式振蕩器和電容三點式振蕩器各自的特點：電感三點式LC振蕩器的特點 是振蕩頻率調節方便，電路容易起振，輸出信號的波形中含有高次諧波，波形較差，頻率穩定度不高，可產生正弦波信號的頻率為幾千赫至幾十兆赫。一般用于要求不高的場合或設備中。電容三點式LC振蕩器的特點 是頻率調節不方便，輸出信號的波形好，頻率的穩定度較高，可產生幾兆赫至100MHz以上的頻率。一般用于頻率固定或在小范圍內頻率調節的

24、場合或設備中。電感三點式振蕩器與電容三點式振蕩器相比有兩個缺點：(1)改變電感不方便。(2)因反饋電壓取自Ll上，Ll對高次諧波阻抗大，從而引起振蕩回路輸出 諧波分量增大，輸出波形較差。 2.4.4 RC振蕩器 （1）采用RC元件組成的電路作選頻網絡的正弦波振蕩電路，稱為RC振蕩器。按反饋網絡的結構特點，RC振蕩電路可分為RC移相式、RC橋式和雙T式選頻網絡的振蕩電路。其中RC橋式振蕩電路采用RC串并聯電路作選頻網絡，故又稱RC串并聯振蕩電路，如圖1-29所示。（2）這個電路由兩部分組成，即放大器Au和選頻網絡Fuo Au為集成運算放大器所組成的電壓串聯負反饋放大器，而Fu則由Zl、Z2組成，

25、同時兼作正反饋網絡。Zl、Z2和Rl、R2正好形成一個四臂電橋，放大電路的輸入端和輸出端分別接到電橋的兩個對角線上，因此這種RC振蕩電路又稱RC橋式振蕩器。 RC移相式正弦波振蕩電路： RC移相式正弦波振蕩電路是把RC移相網絡作為正弦波振蕩電路的反饋環節，如圖l-30所示。該振蕩電路的RC移相網絡提供180°解的相移，而放大器采用反相輸入比例放大電路，故a=-180。，a+f=0°滿足振蕩的相位條件，只要調節熱敏電阻Rf，使放大倍數足以補償反饋網絡引起的信號幅度衰減，就可以產生正弦波振蕩信號。文氏電橋振蕩電路： 振蕩電路的原理圖如上圖所示。其中集成運放A作為放大電路，它的選

26、頻網絡是一個由R、C元件組成的串并聯網絡，RF和R支路引入一個負反饋。由圖可見，串并聯網絡中的R1、C1和R2、C2以及負反饋支路中的RF和R正好組成一個電橋的四個臂，因此這種電路又稱為文氏電橋振蕩電路。 2.4.5 石英晶體振蕩器 采用石英晶體作選頻網絡選頻元件的正弦波振蕩電路叫石英晶體振蕩器。石英晶體振蕩器的形式多種多樣，但其基本電路只有兩類，即并聯晶體振蕩電路和串聯晶體振蕩電路。在前者中石英晶體是以并聯諧振的形式出現，而在后者中則是以串聯諧振的形式出現。在并聯晶體振蕩電路中，石英晶體工作在串聯諧振頻率和并聯諧振頻率之間，石英晶體作為一個電感來組成振蕩電路。而在串聯晶體振蕩電路中，石英晶體

27、工作在串聯諧振頻率處，利用串聯諧振時阻抗最小的特性來組成正弦波振蕩電路。 分析判斷電路能否產生振蕩常采用的方法：（1）分析電路能否產生振蕩的方法是看電路是否滿足自激振蕩條件。首先檢查相位平衡條件即檢查反饋是否為正反饋；然后檢查振幅平衡條件，一般振幅平衡條件比較容易滿足，若不滿足，可在測試調整時，通過改變放大倍數Au和反饋系數F使電路滿足AF>1的振幅平衡條件。通常只要正弦波振蕩電路滿足相位平衡條件，就可認為電路產生正弦波振蕩。（2）判斷相位平衡條件，常用瞬時極性法，所謂瞬時極性法即斷開反饋信號至放大電路的輸入端點，在放大電路的輸入端加一輸入電壓Vi，并設其極性為正，然后經過放大電路和反饋

28、網絡的傳輸放大后，若引入的是并聯反饋，則看反饋信號Vf與輸入信號Vi的極性是否相同，若兩者極性相同，則電路滿足相位平衡條件，能產生正弦波振蕩；若兩者極性不同，則電路不滿足相位平衡條件，無法產生正弦波振蕩。 三. 晶體二極管與晶體三極管3.1、半導體基礎3.2、晶體二極管3.3、晶體三極管 3.1、半導體基礎 3.1.1 半導體的概念 半導體 導電能力介于導體和絕緣體之間的物質，主要是硅、 鍺、硒及大多數金屬 氧化物和硫化物等四價元素。本征半導體： 本征半導體是一種完全純凈的、結構完整的半導體 晶體，也就是說不含“雜質”的四價元素，所謂“雜質”就是非四價元素。雜質半導體： 在本征半導體中摻入微量

29、的雜質，就會使半導體的導電性能發生顯著的改變。因摻入雜質性質不同，雜質半導體可分為空穴（P）型半導體和電子（N）型半導體兩大類。 P型半導體是在純凈的半導體中摻入三價元素而形成的，其中空穴為多數載流子，自由電子為少數載流子，以空穴導電為主。三價元素：硼、鋁、銦 （受主原子-能夠吸收電子的雜質原子） N型半導體是在純凈的半導體中摻入五價元素而形成的，其中自由電子為多數載流子，而空穴為少數載流子，以自由電子導電為主。五價元素：磷、砷、銻 （施主原子-可以提供電子的雜質原子） 3.1.2 PN結的形成 P型、N型半導體的導電能力雖然增強，但并不能直接用來制造半導體器件。通常應將一塊完整的半導體中的一

30、部分形成P型半導體，另一部分形成N型半導體，在流子擴散后，在P型及N型半導體的交界面處就會形成一個具有內電場的電荷區，稱PN結。3.1.2.1 載流子的濃度差產生的多子的擴散運動 在P型半導體和N型半導體結合后，在它們的交界處就出現了電子和空穴的濃度差，N型區內的電子很多而空穴很少，P型區內的空穴很多而電子很少，這樣電子和空穴都要從濃度高的地方向濃度低的地方擴散，因此，有些電子要從N型區向P型區擴散， 也有一些空穴要從P型區向N型區擴散。3.1.2.2 電子和空穴的復合形成了空間電荷區 電子和空穴帶有相反的電荷，它們在擴散過程中要產生復合（中和），結果使P區和N區中原來的電中性被破壞。 P區失

31、去空穴留下帶負電的離子，N區失去電子留下帶正電的離子， 這些離子因物質結構的關系，它們不能移動，因此稱為空間電荷，它們集中在P區和N區的交界面附近，形成了一個很薄的空間電荷區，這就是所謂的PN結。3.1.2.3 內電場E又阻止多子的擴散運動 在空間電荷區后，由于正負電荷之間的相互作用，在空間電荷區中形成一個電場，其方向從帶正電的N區指向帶負電的P區，由于該電場是由載流子擴散后在半導體內部形成的，故稱為內電場。因為內電場的方向與電子的擴散方向相同，與空穴的擴散方向相反，所以它是阻止載流子的擴散運動的。 3.1.3 PN結的單向導電特性 半導體中的PN結是半導體內的內電場，它的方向是由N區指向P區

32、的，只允許一個方向的電流通過，因此說PN結具有單向導電性。 當P型和N型半導體材料結合時，由于P型材料空穴多電子少，而N型材料電子多空穴少，結果P型材料中的空穴向N型材料這邊擴散，N型材料中的電子向P 型材料這邊擴散，擴散的結果使得結合區兩側的P型區出現負電荷，N型區帶正電荷，形成一個勢壘，由此而產生的內電場將阻止擴散運動的繼續進行，當兩者達到平衡時，在PN結兩側形成一個耗盡區，耗盡區的特點是無自由載流子，呈現高阻抗。當PN結反偏時，外加電場與內電場方向一致，耗盡區在外電場作用下變寬，使勢壘加強。3.2、半導體二極管3.2.1 二極管結構類型 半導體二極管內部有一個PN結，還有相應的正負電極引

33、線，用玻璃、塑料或金屬管殼封裝制成，從P區引出的電極稱為陽極，用“+”表示；從N區引出的電極稱為陰極，用“-”表示。二極管的文字符號用D表示。特性：作為一種非線性元件，具有單方向導電能力，因此常用于整流和檢波。3.2.1.2 二極管的類型 半導體二極管按其結構的不同可以分為點接觸型、面接觸型和平面型。點接觸型二極管 點接觸型二極管是由一根很細的金屬觸絲（如三價元素鋁）和一塊半導體（如鍺）的表面接觸，然后在正方向通過很大的瞬時電流，使出絲和半導體牢固地熔接在一起，三價金屬與鍺結合構成PN結，并做出相應的電極引線，外加管殼密封而成。 由于點接觸型二極管金屬絲很細，形成的PN結面積很小，所以極間電容

34、很小，同時也不能承受高的反向電壓和大的電流，這種類型的管子適于做高頻檢波和脈沖數字電路里的開關元件。面接觸型二極管面接觸型二極管的“PN結”面積較大，允許通過較大的電流（幾安到幾十安），主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。平面型二極管 平面型二極管是一種特制的硅二極管，它不僅能通過較大的電流，而且性能穩定可靠，多用于開關、脈沖及高頻電路、集成電路中。3.2.2 二極管的分類及應用 按用途分： 普通二極管用于檢波 鑒頻 限幅； 整流二極管用于不同功率的整流； 開關二極管用于計算機 脈沖控制 開關電路； 穩壓二極管用于穩壓電路； 還有發光二極管等。 按材料不同分為： 硅管：起始電流較大(

35、0.6伏)，用于信號較強電路； 鍺管：起始電流較小(0.2伏)，用于信號較弱電路。按封裝材料不同分為： 玻璃管殼、塑料管殼和環氧樹脂管殼等多種。 常用各類二極管· 二極管的命名方法: 如 2CP10 · 2-二極管· C-N型硅材料· P-普通管· 10-序號 普通二極管 穩壓二極管發光二極管3.2.2.1 整流二極管 利用二極管的單向導電性將交流電轉換為單向脈動直流電的電路，稱為整流電路，此時的二極管可看成開關元件，即所謂理想二極管。3.2.2.2 穩壓二極管 穩壓二極管是一種特殊的面接觸型硅晶體二極管。由于它有穩定電壓的作用，經常應用在穩壓

36、設備和一些電子線路中。 穩壓二極管的結構與普通二極管相似，但是制造工藝不同。當它承受一定的反向電壓時，就會反向擊穿。這種反向擊穿不會使穩壓管損壞，反而使穩壓管兩端的電壓不變，起到穩定電壓的作用。因此穩壓管不是工作于正向導通，而是將他反向連接在電路中，與負載并聯，穩定負載電壓。穩壓管的反向擊穿電壓就是穩壓管的穩定電壓值。穩壓二極管典型應用電路 3.2.2.3 發光二極管 發光二極管是采用磷化鎵或磷砷化鎵等半導體材料制成的，以直接將電能轉變為光能的發光器件。與普通二極管一樣也由PN結構成，同樣具有單向導電性，但發光二極管不是用它的單向導電性，而是讓它發光作指示（顯示）器件。發光二極管以功耗低、體積

37、小、響應速度快、抗震動、壽命長等優點而廣泛用作指示燈等方面。 3.2.3 二極管伏安（V-I）特性 3.2.3.1 正向特性 在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當加在二極管兩端的正向電壓很小時，二極管仍然不能導通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數值（這一數值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，二極管才能直正導通。導通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。3.2.3.2 反向特性在電子電路中，二極管的正極接在低電

38、位端，負極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止狀態，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當二極管兩端的反向電壓增大到某一數值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單方向導電特性，這種狀態稱為二極管的擊穿。3.2.4 二極管的主要技術參數3.2.4.1、額定正向工作電流(IF) 也稱最大允許電流，是指二極管長期連續工作時允許通過的最大正向電流值。（為避免過大電流沖擊，使二極管PN結燒壞而規定的額定電流值。）因為電流通過管子時會使管芯發熱，溫度上升，溫度超過容許限度（硅管為140左右，鍺管為90左右）時，就會使管芯過

39、熱而損壞。所以，二極管使用中不要超過二極管額定正向工作電流值。例如，常用的IN40014007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。3.2.4.2、最高反向工作電壓(UR)  指允許加在二極管兩端的反向電壓的最大值，超過此值會擊穿二極管。加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時，會將管子擊穿，失去單向導電能力。為了保證使用安全，規定了最高反向工作電壓值。例如，IN4001二極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。3.2.4.3、反向電流(IR)反向電流是指二極管在規定的溫度和最高反向電壓作用下，流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向導電性能越好。值得注意的是反向電

40、流與溫度有著密切的關系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管，在25時反向電流若為250uA，溫度升高到35，反向電流將上升到500uA，依此類推，在75時，它的反向電流已達8mA，不僅失去了單方向導電特性，還會使管子過熱而損壞。又如，2CP10型硅二極管，25時反向電流僅為5uA，溫度升高到75時，反向電流也不過160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩定性。二極管的測量 測量的方法是先把萬用表撥到“歐姆”檔(通常用Rx100或Rx1K)進行。 判斷二極管好壞：測量正反向電阻，如果反向電阻遠大于正向電阻則沒有問題，而二者相等、無窮大或為0則說明二極管損壞。（

41、注意不要使用RX1檔，以免電流過大燒壞二極管）3.3. 晶體三極管 3.3.1 內部結構及圖形符號3.3.2 種類及命名3.3.3 技術參數3.3.4 特性曲線3.3.5 基本放大電路3.3.1.1 晶體三極管的內部結構 晶體三極管具有2個PN結、3個區、從3個區中引出3個電極，3個區分別為發射區、基區和集電區；發射區與基區交界處的PN結稱為發射結，集電區與基區交界處的PN結稱為集電結。3.3.1.2 晶體三極管的管腳 有兩種類型：NPN型和PNP型。中間部分稱為基區，相連電極稱為基極，用B或b表示（Base）； 一側稱為發射區，相連電極稱為發射極， 用E或e表示（Emitter） 另一側稱為

42、集電區和集電極， 用C或c表示（Collector）。 E-B間的PN結稱為發射結（Je）， C-B間的PN結稱為集電結（Jc）。3.3.1.3 晶體三極管的工藝特點 三極管的符號在圖的下方給出，發射極的箭頭代表發射極電流的實際方向。從外表上看兩個N區(或兩個P區)是對稱的，實際上發射區的摻雜濃度大，面積小，作用是發射載流子，集電區摻雜濃度低，且集電結面積大，作用是收集載流子。基區摻雜濃度最低，且制造得很薄，其厚度一般在幾個微米至幾十個微米，作用是傳輸載流子，發射區與集電區的結構不同，不能互換。3.3.2.1 晶體三極管的種類 依工作頻率分為：低頻三極管和高頻三極管；依工作功率分為：小功率、中

43、功率和大功率三極管；依封裝形式分為：金屬封裝、玻璃封裝、塑料封裝；依導電特性分為：PNP型 NPN型；依材料不同分為：硅管和鍺管。 一般大功率三極管多為金屬封裝，通常以金屬外殼為集電極C，直接擰在電路板上，利于散熱。3.3.2.2 晶體三極管的型號表示一、國家標準對半導體三極管的命名如下： 第一位：表示器件電極數目；第二位：A表示鍺PNP管、B表示鍺NPN管、C表示硅PNP管、D表 示硅NPN管；第三位：X表示低頻小功率管、D表示低頻大功率管、G表示高 頻小功率管、A表示高頻小功率管、K表示開關管。二、日本半導體分立器件型號命名方法日本生產的半導體分立器件，由五至七部分組成。通常只用到前五個部

44、分，其各部分的符號意義如下： 第一部分：用數字表示器件有效電極數目或類型。0-光電（即光敏）二極管三極管及上述器件的組合管、1表示二極管、2表示三極或具有兩個PN結的其他器件、3表示具有四個有效電極或具有三個PN結的其他器件、依此類推。 第二部分：日本電子工業協會JEIA注冊標志。S-表示已在日本電子工業協會JEIA注冊登記的半導體分立器件。 第三部分：用字母表示器件使用材料極性和類型。A-PNP型高頻管、B-PNP型低頻管、C-NPN型高頻管、D-NPN型低頻管、F-P控制極可控硅、G-N控制極可控硅、H-N基極單結晶體管、J-P溝道場效應管、K-N溝道場效應管、M-雙向可控硅。 第四部分：

45、用數字表示在日本電子工業協會JEIA登記的順序號。兩位以上的整數-從“11”開始，表示在日本電子工業協會JEIA登記的順序號；不同公司的性能相同的器件可以使用同一順序號；數字越大，越是近期產品。 第五部分： 用字母表示同一型號的改進型產品標志。A、B、C、D、E、F表示這一器件是原型號產品的改進產品.三、美國半導體三極管命名方法 美國晶體管或其他半導體器件的命名法較混亂。美國電子工業協會半導體三極管命名方法如下： 第一部分：用符號表示器件用途的類型。JAN-軍級、JANTX-特軍級、JANTXV-超特軍級、JANS-宇航級、（無）-非軍用品。 第二部分：用數字表示PN結數目。 第三部分：美國電

46、子工業協會（EIA）注冊標志。N-該器件已在美國電子工業協會（EIA）注冊登記。 第四部分：美國電子工業協會登記順序號。多位數字-該器件在美國電子工業協會登記的順序號。 第五部分：用字母表示器件分檔。A、B、C、D、-同一型號器件的不同檔別。如：JAN2N3251A表示PNP硅高頻小功率開關三極管，JAN-軍級、2-三極管、N-EIA注冊標志、3251-EIA登記順序號、A-2N3251A檔. 3.3.2.2 三極管的極限參數1） 集電極最大允許電流（Icm)： 如右圖所示，當集電極電流增加時， 就要下降，當值下降到線性放大區值的7030時，所對應的集電極電流稱為集電極最大允許電流Icm。至于

47、值下降多少，不同型號的三極管，不同的廠家的規定有所差別。可見，當IcIcm時，并不表示三極管會損壞。 2）集電極、發射極間的最大允許反向電壓（BVce0）最大允許反向電壓表示三極管電極間承受反向電壓的能力。 3）集電極最大允許功耗(Pcm)是指集電極電流通過集電結時所產生的功耗， Pcm = IcvcbIcvce，因發射結正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集電結上。在計算時往往用Vce取代Vcb。3.3.3 三極管的輸出特性曲線 三極管的輸出特性曲線是用來表示該管各極電壓和電流之間相互關系，它反映出三極管的性能，是分析放大電路的重要依據，右圖為最常見的發射極接法時的輸出特性曲線。 根據輸出特性曲

48、線的特點，通常將三極管的工作范圍分為三個區域：截止區、飽和區、放大區，它們的各自特點概述如下：· 截止區：IC接近零的區域，相當IC=0的曲線的下方。此時，發射結反偏，集電結反偏。· 飽和區： IC受UCE顯著控制的區域，該區域內UCE的數值較小，此時發射結正偏，集電結正偏。· 放大區： IC平行于UCE軸的區域，曲線基本平行等距。此時，發射結正偏，集電結反偏。3.3.3.1、截止區 輸出特性曲線IB=0這條曲線以下的區域稱為截止區，此時發射結與集電結均處于反向偏置。由于三極管中存在穿透電流ICEO，集電極電流并未真正截止。對硅管而言，VBE0.5V時截止，鍺管V

49、BE 0.1V時截止。3.3.3.2、飽和區 在UCE1V的范圍內所對應的特性曲線近似直線上升的區域，稱為飽和區，三極管飽和時UCE的值稱為飽和壓降，用UCES表示，小功率硅管約0.3V，鍺管約0.1V。三極管工作在飽和區時，集電結與發射結均處于正向偏置，呈現低電阻狀態，故電流較大，相當于一個開關的接通狀態。3.3.3.3、放大區 三極管發射結正向偏置、集電結反向偏置時，此時三極管的工作區域為放大區，三極管工作在放大區時IC隨IB的增大而成比例地增大。硅管電壓大于0.7 V左右，鍺管電壓大于0.3V左右。 3.3.4簡單的晶體管放大電路 三極管有三個電極，其中兩個可以作為輸入, 兩個可以作為輸出，這樣必然有一個電極是公共電極。三種接法也稱三種組態。· 共發射極接法，發射極作為公共電極，用CE表示；· 共基極接法，基極作為公共電極，用CB表示； · 共集電極接法，集電極作為公共電極，用CC表示。 3.3.4.1 三極管的電流放大作用簡單的晶體管接在放大電路中的晶體三極管，具有電流放大作用，即流過集電極的電流（稱集電極電流） Ic ，比流過基極的電流（基極電流或偏置電流） Ib大倍，就是三極管的共射極電流放大系數，用公式表示： Ic(集電極電流) = Ib(基極電流)放大電路