1、 電子線路電子線路教師教師 : 徐宏宇徐宏宇 何慧何慧 電子工程系電子工程系一、課程內(nèi)容：一、課程內(nèi)容： 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) 半導(dǎo)體器件：半導(dǎo)體器件： 晶體二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、運(yùn)算放大器晶體二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、運(yùn)算放大器機(jī)理機(jī)理 模型模型 應(yīng)用分析應(yīng)用分析 放大器性能分析放大器性能分析 其他實(shí)用電路分析其他實(shí)用電路分析 （運(yùn)算電路、電源電路等）（運(yùn)算電路、電源電路等）二、課程特點(diǎn)：二、課程特點(diǎn)： 1、工程性強(qiáng)、工程性強(qiáng) 2、入門較難、入門較難 3、實(shí)踐環(huán)節(jié)要求高、實(shí)踐環(huán)節(jié)要求高三、教學(xué)要求三、教學(xué)要求參考書：參考書：謝嘉奎：電子線路（線形部分）謝嘉奎：電子線路（線形部分）

2、 高等教育出版社高等教育出版社童詩(shī)白：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)童詩(shī)白：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)張鳳言：電子電路基礎(chǔ)張鳳言：電子電路基礎(chǔ) 高等教育出版社高等教育出版社第一章第一章 晶體二極管及其晶體二極管及其 基本電路基本電路本章需要學(xué)習(xí)掌握的知識(shí)本章需要學(xué)習(xí)掌握的知識(shí)1 掌握半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識(shí)掌握半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識(shí)2 PN結(jié)的基本特性結(jié)的基本特性 3 晶體二極管及其基本電路晶體二極管及其基本電路1-1 1-1 半導(dǎo)體的基本知識(shí)半導(dǎo)體的基本知識(shí) 在物理學(xué)中在物理學(xué)中, ,根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，可以將他們劃分導(dǎo)根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，可以將他們劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。體、絕緣體和半導(dǎo)體。 半導(dǎo)體半導(dǎo)體:導(dǎo)電能力導(dǎo)電能

3、力( (電阻率電阻率) )介于導(dǎo)體和絕緣體之間介于導(dǎo)體和絕緣體之間 典型的半導(dǎo)體是典型的半導(dǎo)體是硅硅Si和和鍺鍺Ge，它們都是它們都是4價(jià)元素價(jià)元素。sisi硅原子硅原子Ge鍺原子鍺原子Ge+4+4硅和鍺最外層軌道上的硅和鍺最外層軌道上的四個(gè)電子稱為四個(gè)電子稱為價(jià)電子價(jià)電子。 本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)束縛電子束縛電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4在絕對(duì)溫度在絕對(duì)溫度T=0K時(shí)，時(shí)，所有的價(jià)電子都被共價(jià)鍵所有的價(jià)電子都被共價(jià)鍵緊緊束縛在共價(jià)鍵中，不緊緊束縛在共價(jià)鍵中，不會(huì)成為會(huì)成為自由電子自由電子，因此本因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱，接近絕緣體。，

4、接近絕緣體。1-1-1 本征半導(dǎo)體 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體。制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達(dá)到制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達(dá)到99.9999999%，常，常稱為稱為“九個(gè)九個(gè)9”。 這一現(xiàn)象稱為這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)本征激發(fā)，也稱也稱熱激發(fā)熱激發(fā)。 當(dāng)溫度升高或受到當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，束縛光的照射時(shí)，束縛電子能量增高，有電子能量增高，有的電子的電子自由電子自由電子。自由電子自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴 自由電子產(chǎn)生的自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來(lái)的共同時(shí)，在其原來(lái)的共價(jià)鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)價(jià)鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)空位，稱

5、為空位，稱為空穴空穴。外加能量高（外加能量高（溫度越高），溫度越高），電子空穴對(duì)越多。電子空穴對(duì)越多。與本征激發(fā)相反的與本征激發(fā)相反的現(xiàn)象現(xiàn)象復(fù)合復(fù)合在一定溫度下，本征激在一定溫度下，本征激發(fā)和復(fù)合同時(shí)進(jìn)行，達(dá)發(fā)和復(fù)合同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。電子空穴到動(dòng)態(tài)平衡。電子空穴對(duì)的濃度一定。對(duì)的濃度一定。常溫常溫300K時(shí)：時(shí)：電子空穴對(duì)的濃度電子空穴對(duì)的濃度硅：硅：310cm104 . 1鍺：鍺：313cm105 . 2自由電子自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴電子空穴對(duì)電子空穴對(duì)kTEiiGeTApn2/2/300穩(wěn)敏特性穩(wěn)敏特性自由電子自由電子 帶負(fù)電荷帶負(fù)電荷 電子流電子流+

6、4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子自由電子E總電流總電流載流子載流子空穴空穴 帶正電荷帶正電荷 空穴流空穴流本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化。溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化。導(dǎo)電機(jī)制導(dǎo)電機(jī)制 在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)元素后的在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)元素后的半導(dǎo)體稱為半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體。一一 N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，砷等，稱為如磷，砷等，稱為N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體。 112雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)

7、體多余電子多余電子磷原子磷原子硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+4+4+5多子多子-多數(shù)載流子多數(shù)載流子自由電子自由電子少子少子-少數(shù)載流子少數(shù)載流子 空穴空穴+N型半導(dǎo)體施主離子施主離子自由電子自由電子電子空穴對(duì)電子空穴對(duì) 在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵等。在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵等?？昭昭ㄅ鹪优鹪庸柙庸柙?4+4+4+4+4+4+3+4+4多數(shù)載流子多數(shù)載流子 空穴空穴少數(shù)載流子少數(shù)載流子自由電子自由電子P型半導(dǎo)體受主離子受主離子空穴空穴電子空穴對(duì)電子空穴對(duì)2.2. P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體113半導(dǎo)體中的電流半導(dǎo)體中的電流一、漂移電流一、漂移電流 在電場(chǎng)

8、作用下，半導(dǎo)體中的載流子作定向漂移運(yùn)動(dòng)形成的電流，稱為漂移電流。半導(dǎo)體中的總漂移電流漂移電流為兩者之和 即 I=In+Ip漂移電流的大小將由半導(dǎo)體中載流子濃度、遷移速度及外加電場(chǎng)的強(qiáng)度等因素決定。二、擴(kuò)散二、擴(kuò)散 半導(dǎo)體中，載流子的濃度分布不均勻時(shí)，載流子會(huì)從濃度大的地方向濃度小的地方作擴(kuò)散形成擴(kuò)散電流。x0 x0n(0)n(x)p(x)n0內(nèi)電場(chǎng)E因多子濃度差因多子濃度差形成內(nèi)電場(chǎng)形成內(nèi)電場(chǎng)多子的擴(kuò)散多子的擴(kuò)散 空間電荷區(qū)空間電荷區(qū) 阻止多子擴(kuò)散，促使少子漂移。阻止多子擴(kuò)散，促使少子漂移。PNPN結(jié)合結(jié)合+P型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)多子擴(kuò)散電流多子擴(kuò)散電流少子漂移電流少子漂

9、移電流耗盡層耗盡層1-2 1-2 PN結(jié)及其特性結(jié)及其特性 1-2-1 PN結(jié)的形成結(jié)的形成 少子飄移少子飄移補(bǔ)充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，補(bǔ)充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，E多子擴(kuò)散多子擴(kuò)散 又失去多子，耗盡層寬，又失去多子，耗盡層寬，EP型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+內(nèi)電場(chǎng)E多子擴(kuò)散電流多子擴(kuò)散電流少子漂移電流少子漂移電流耗盡層耗盡層動(dòng)態(tài)平衡：動(dòng)態(tài)平衡： 擴(kuò)散電流擴(kuò)散電流 漂移電流漂移電流總電流總電流0勢(shì)壘勢(shì)壘(區(qū)區(qū)) UB硅硅 0.5V鍺鍺 0.1V1-2-2 PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦砸灰?加正向電壓（正偏）加正向電壓（正偏）電源正極接電源正極接P區(qū)，負(fù)極接區(qū)，負(fù)極接N區(qū)區(qū) 外電場(chǎng)的方向

10、與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。 外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng) 耗盡層變窄耗盡層變窄 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)多子多子擴(kuò)散形成正向電流擴(kuò)散形成正向電流I I F F+P型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+WER空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)E正向電流正向電流 二二 加反向電壓加反向電壓電源正極接電源正極接N區(qū)，負(fù)極接區(qū)，負(fù)極接P區(qū)區(qū) 外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同。外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同。 外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng) 耗盡層變寬耗盡層變寬 漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)少子漂移形成反向電流少子漂移形成反向電流I I S S+內(nèi)電場(chǎng)+E+EW+空 間 電 荷 區(qū)+R+IRPN 在一定

11、的溫度下，由本在一定的溫度下，由本征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是一定的，故一定的，故IS基本上與外加基本上與外加反壓的大小無(wú)關(guān)反壓的大小無(wú)關(guān)，所以稱所以稱為為反向飽和電流反向飽和電流。但。但I(xiàn)S與溫與溫度有關(guān)。度有關(guān)。 結(jié)論：結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?PN結(jié)加正向電壓時(shí)，具有較大的正向擴(kuò)散結(jié)加正向電壓時(shí)，具有較大的正向擴(kuò)散電流，呈現(xiàn)低電阻，電流，呈現(xiàn)低電阻， PN結(jié)導(dǎo)通；結(jié)導(dǎo)通； PN結(jié)加反向電壓時(shí)，具有很小的反向漂移結(jié)加反向電壓時(shí)，具有很小的反向漂移電流電流(a)a)，呈現(xiàn)高電阻，呈現(xiàn)高電阻， PN結(jié)截止。結(jié)截止。) 1(eTSUuIi理論分析：理論分析：

12、PNPN結(jié)結(jié)( (二極管二極管) )電流方程電流方程: :u 為為PN結(jié)兩端的電壓降結(jié)兩端的電壓降i 為流過(guò)為流過(guò)PN結(jié)的電流結(jié)的電流IS 為反向飽和電流為反向飽和電流UT =kT/q 稱為溫度的電壓當(dāng)量稱為溫度的電壓當(dāng)量其中其中k為玻耳茲曼常數(shù)為玻耳茲曼常數(shù) 1.381023q 為電子電荷量為電子電荷量1.6109T 為熱力學(xué)溫度為熱力學(xué)溫度 對(duì)于室溫（相當(dāng)對(duì)于室溫（相當(dāng)T=300 K）則有則有UT=26 mV。當(dāng)當(dāng) u0 uUT時(shí)時(shí)1eTUuTeSUuIi 當(dāng)當(dāng) u|U T |時(shí)時(shí)1eTUuSIi三三 PN結(jié)電流方程和結(jié)電流方程和伏安特性曲線伏安特性曲線 根據(jù)電流方程，根據(jù)電流方程，PNP

13、N結(jié)的伏安特性曲線如圖結(jié)的伏安特性曲線如圖正偏正偏I(xiàn)F（多子擴(kuò)散）（多子擴(kuò)散）IS（少子漂移）（少子漂移）反偏反偏反向飽和電流反向飽和電流反向擊穿電壓反向擊穿電壓反向擊穿反向擊穿熱擊穿熱擊穿燒壞燒壞PN結(jié)結(jié)電擊穿電擊穿可逆可逆123 PN結(jié)的擊穿特性結(jié)的擊穿特性 PN結(jié)發(fā)生反向擊穿的機(jī)理可以分為兩種。 一、雪崩擊穿一、雪崩擊穿 二、齊納擊穿二、齊納擊穿(場(chǎng)致?lián)舸﹫?chǎng)致?lián)舸?P型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+內(nèi)電場(chǎng)E多子擴(kuò)散電流多子擴(kuò)散電流少子漂移電流少子漂移電流耗盡層耗盡層1-2-4 PN結(jié)的電容效應(yīng)結(jié)的電容效應(yīng) 當(dāng)外加電壓發(fā)生變化時(shí)，耗盡層的寬度要相應(yīng)當(dāng)外加電壓發(fā)生變化時(shí)，耗盡層的寬度要相應(yīng)地隨之改

14、變，即地隨之改變，即PN結(jié)中存儲(chǔ)的電荷量要隨之變化結(jié)中存儲(chǔ)的電荷量要隨之變化，就像電容充放電一樣。，就像電容充放電一樣。 CT為幾個(gè)到幾十個(gè)為幾個(gè)到幾十個(gè)PF (1) 勢(shì)壘電容勢(shì)壘電容CT空空間間電電荷荷區(qū)區(qū)W+R+E+PN(2) 擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容CD 當(dāng)外加正向電壓當(dāng)外加正向電壓不同時(shí)，不同時(shí)，PN結(jié)兩側(cè)結(jié)兩側(cè)堆積的少子的數(shù)量及堆積的少子的數(shù)量及濃度梯度也不同，這濃度梯度也不同，這就相當(dāng)電容的充放電就相當(dāng)電容的充放電過(guò)程過(guò)程。 CD 為幾十到幾百PF。+NPpLx濃濃度度分分布布耗耗盡盡層層NP區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)中中空空穴穴區(qū)區(qū)中中電電子子區(qū)區(qū)濃濃度度分分布布nL電容效應(yīng)在高頻交流信號(hào)作用下才會(huì)明顯表

15、現(xiàn)出來(lái)電容效應(yīng)在高頻交流信號(hào)作用下才會(huì)明顯表現(xiàn)出來(lái)極間電容（結(jié)電容）極間電容（結(jié)電容）CJ = CT + CD伏安特性上：溫度升高，正向伏安特性上：溫度升高，正向特性左移，反向特性下移具特性左移，反向特性下移具體變化規(guī)律是：體變化規(guī)律是：溫度每升高溫度每升高10，反向飽和電，反向飽和電流流IS增大一倍。如果溫度為增大一倍。如果溫度為T1時(shí)，時(shí)， IS =IS1；溫度為；溫度為T2時(shí)，時(shí)， IS =IS2，則，則 10/ )(12122TTSSII保持正向電流不變時(shí)，溫度每升高保持正向電流不變時(shí)，溫度每升高1，結(jié)電壓減，結(jié)電壓減小約小約22.5mV，即，即 u/T-(22.5)mV/125 PN

16、結(jié)的溫度敏感特性結(jié)的溫度敏感特性1-3 1-3 半導(dǎo)體二極管及其基本電路半導(dǎo)體二極管及其基本電路 二極管二極管 = PN結(jié)結(jié) + 管殼管殼 + 引線引線NP結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)符號(hào)符號(hào)正極正極+負(fù)極負(fù)極- 二極管按結(jié)構(gòu)分三大類：二極管按結(jié)構(gòu)分三大類：(1) 點(diǎn)接觸型二極管點(diǎn)接觸型二極管 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波等高頻電路。用于檢波等高頻電路。N型 鍺正 極 引 線負(fù) 極 引 線外 殼金 屬 觸 絲(3) 平面型二極管平面型二極管 用于集成電路制造工藝中。用于集成電路制造工藝中。PN 結(jié)面積可大可小，用結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開(kāi)關(guān)電路中。于高頻整流和開(kāi)關(guān)電路中。(2) 面接

17、觸型二極管面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，用結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。于工頻大電流整流電路。SiO2正 極 引 線負(fù) 極 引 線N型 硅P型 硅負(fù) 極 引 線正 極 引 線N型 硅P型 硅鋁 合 金 小 球底 座半導(dǎo)體二極管的型號(hào)半導(dǎo)體二極管的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：2AP9用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。代表器件的類型，代表器件的類型，P為普通管，為普通管，Z為整流管，為整流管，K為開(kāi)關(guān)管。為開(kāi)關(guān)管。代表器件的材料，代表器件的材料，A為為N型型Ge，B為為P型型Ge， C為為N型型Si， D為為P型

18、型Si。2代表二極管，代表二極管，3代表三極管。代表三極管。 1-3-1半導(dǎo)體二極管的半導(dǎo)體二極管的VA特性曲線特性曲線 硅：硅：0.50.6 V 鍺：鍺： 0.10.2 V(1) 正向特性正向特性導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降反向飽和電流反向飽和電流(2) 反向特性反向特性死區(qū)死區(qū)電壓電壓U UD(ON)D(ON)iu0擊穿電壓擊穿電壓UBR實(shí)驗(yàn)曲線實(shí)驗(yàn)曲線uEiVmAuEiVuA鍺鍺 硅：硅：0.7 V 鍺：鍺：0.3V表面漏電流影響，反向電流比理想PN結(jié)的IS大得多1-3-2 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù)一、直流電阻一、直流電阻RD 定義為：二極管兩端所加直流電定義為：二極管兩端所加直流電壓壓UD

19、與流過(guò)它的直流電流與流過(guò)它的直流電流ID之比，即之比，即DDDIUR RD不是恒定值，正向的不是恒定值，正向的RD隨工作電流增大而減小隨工作電流增大而減小 反向的反向的RD隨反向電壓增大而增大隨反向電壓增大而增大0UDuIDu(a)iQ1Q20u(b)iQi0UDuIDu(a)iQ1Q20u(b)iQiDDDIUR 二、交流電阻二、交流電阻rD rD定義為：二極管在其工作狀態(tài)定義為：二極管在其工作狀態(tài)(IDQ,UDQ)處的電壓處的電壓微變量與電流微變量之比，即微變量與電流微變量之比，即DQDQDQDQUIUIDdiduIUr,DQTQUuSTQDIUeIUdidurT/)()(26mImrDQ

20、D 三三 、最大整流電流、最大整流電流IF二極管長(zhǎng)期連續(xù)工二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)，允許通過(guò)二作時(shí)，允許通過(guò)二極管的最大整流極管的最大整流電流的平均值。電流的平均值。四、最大反向工作電壓四、最大反向工作電壓URM =UBR /2 二極管允許施加的最大反向二極管允許施加的最大反向電壓電壓電壓電壓。五五 、反向電流反向電流I IR R 在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下的反向電流值。硅管在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下的反向電流值。硅管的反向電流一般在納安的反向電流一般在納安(nA)級(jí)；鍺管在微安級(jí)；鍺管在微安( A)級(jí)。級(jí)。 六六 、最高工作頻率、最高工作頻率fM1-3-3 二極管的模型及近似分析計(jì)算二極管的

21、模型及近似分析計(jì)算例：例：IR10VE1k) 1(eTSUuIiD非線性器件非線性器件iu0iuRLC線性器件線性器件Riu ui0CUD(on)BB0A1A2(a)(b)12UD(on)rD(on)UUD(on)U UD(on)1、二極管特性的折線近似及電路模型、二極管特性的折線近似及電路模型導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降二極管的二極管的VA特性特性-+iuiu0iuDU+-uiDUDU2、串聯(lián)電壓源模型、串聯(lián)電壓源模型DUu DUu U D 二極管的導(dǎo)通壓降。硅管二極管的導(dǎo)通壓降。硅管 0.7V；鍺管；鍺管 0.3V。3、理想二極管模型、理想二極管模型ui正偏正偏反偏反偏-+iu導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降二極管的

22、二極管的VA特性特性-+iuiu0二極管的近似分析計(jì)算二極管的近似分析計(jì)算IR10VE1kIR10VE1k例：例：串聯(lián)電壓源模型串聯(lián)電壓源模型mA3 . 9K1V)7 . 010(I測(cè)量值測(cè)量值 9.32mA相對(duì)誤差相對(duì)誤差00002 . 010032. 99.332. 9理想二極管模型理想二極管模型RI10VE1kmA10K1V10I相對(duì)誤差相對(duì)誤差0000710032. 932. 9100.7V 134二極管基本應(yīng)用電路二極管基本應(yīng)用電路 利用二極管的單向?qū)щ娞匦?，可?shí)現(xiàn)整流、限幅及電利用二極管的單向?qū)щ娞匦裕蓪?shí)現(xiàn)整流、限幅及電平選擇等功能。平選擇等功能。一、二極管整流（交流電變直流）電

23、路一、二極管整流（交流電變直流）電路簡(jiǎn)單二極管半波整流電路如圖所示。若二極管為理想二極管簡(jiǎn)單二極管半波整流電路如圖所示。若二極管為理想二極管。ttuo0ui0(b)VuiuoRL(a)二、二極管限幅電路二、二極管限幅電路 限幅電路也稱為削波電路，目的使輸入電壓的變化限幅電路也稱為削波電路，目的使輸入電壓的變化范圍加以限制的電路，用于波形變換和整形。范圍加以限制的電路，用于波形變換和整形。ui0UILuoUomaxUominUIH限幅電路的傳輸特性限幅電路的傳輸特性例：例：二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，R1k，UREF=2V，輸入信號(hào)為，輸入信號(hào)為ui。 (1)若若

24、 ui為為4V的直流信號(hào)，分別采用理想二極管模型、的直流信號(hào)，分別采用理想二極管模型、二極管串聯(lián)電壓源模型計(jì)算電流二極管串聯(lián)電壓源模型計(jì)算電流I和輸出電壓和輸出電壓uo+-+UIuREFRiuO解解：（1）采用理想模型分析。）采用理想模型分析。 采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析。采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析。mA2k12VV4REFiRUuIV2REFoUumA31k1V702VV4DREFi.RUUuI2.7V0.7VV2DREFoUUu（2）如果）如果ui為幅度為幅度4V的交流三角波，波形如圖（的交流三角波，波形如圖（b）所）所示，分別采用理想二極管模型和理想二極管串聯(lián)電壓源模示，分別

25、采用理想二極管模型和理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。型分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。+-+UIuREFRiuO解：解：采用理想二極管采用理想二極管模型分析。波形如圖所示。模型分析。波形如圖所示。0-4V4Vuit2V2Vuot02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V 采用理想二極管串聯(lián)采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析，波形電壓源模型分析，波形如圖所示。如圖所示。+-+UIuREFRiuO三、二極管電平選擇電路三、二極管電平選擇電路 從多路輸入信號(hào)中選出最低電平或最高電平的電從多路輸入信號(hào)中選出最低電平或最高電平的電路，稱為電平選擇電路。路，稱為電平選擇電路。V1

26、u1uo(a)V2ERu2ttt(b)uo/V03.7u1/V30u2/V300.7當(dāng)穩(wěn)壓二極管工作在當(dāng)穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下反向擊穿狀態(tài)下,工作工作電流電流IZ在在Izmax和和Izmin之間變化時(shí)之間變化時(shí),其兩端電其兩端電壓近似為常數(shù)壓近似為常數(shù)穩(wěn)定穩(wěn)定電壓電壓1-3-5 穩(wěn)壓二極管及穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管及穩(wěn)壓電路 一、穩(wěn)壓二極管特性一、穩(wěn)壓二極管特性 應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊二極管應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊二極管+-DZiuUZIUIzminIzmax正向同正向同二極管二極管反偏電壓反偏電壓UZ 反向擊穿反向擊穿UZ限流電阻限流電阻二、穩(wěn)壓二極管的主要二、穩(wěn)壓二極管的主要 參數(shù)參數(shù) (1) 穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓UZ(4) 動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻rZ 在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。 rZ = U / I rZ愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。 (3) (3) 穩(wěn)壓穩(wěn)壓 電流電流IZ IZIZmin則不能穩(wěn)壓，超過(guò)則不能穩(wěn)壓，超過(guò)Izmax穩(wěn)壓管會(huì)因功耗過(guò)大燒壞。穩(wěn)壓管