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第二章第二章 半导体晶体管及其基本放半导体晶体管及其基本放大电路大电路 将将将将PNPN结用外壳封装起来，并加上电极引线就结用外壳封装起来，并加上电极引线就结用外壳封装起来，并加上电极引线就结用外壳封装起来，并加上电极引线就构成了半导体二极管，简称二极管。由构成了半导体二极管，简称二极管。由构成了半导体二极管，简称二极管。由构成了半导体二极管，简称二极管。由P P区引出区引出区引出区引出的电极为阳极，由的电极为阳极，由的电极为阳极，由的电极为阳极，由N N区引出的电极为阴极。区引出的电极为阴极。区引出的电极为阴极。区引出的电极为阴极。2.1半导体二极管半导体二极管1.2.1半导体二极管的结构和类型半导体二极管的结构和类型常见二极管外形常见二极管外形常见二极管外形常见二极管外形 二极管二极管二极管二极管 =PN=PN结结结结 +管壳管壳管壳管壳 +引线引线引线引线结构结构N NP P符号符号阳极阳极阳极阳极+阴极阴极阴极阴极-1、点接触型二极管、点接触型二极管 PNPN结面积小，结电容小，结面积小，结电容小，结面积小，结电容小，结面积小，结电容小，通过信号频率高适用于高通过信号频率高适用于高通过信号频率高适用于高通过信号频率高适用于高频电路和小功率电路频电路和小功率电路频电路和小功率电路频电路和小功率电路2、面接触型二极管面接触型二极管 PNPN结结面积大，流结结面积大，流结结面积大，流结结面积大，流过的电流较大过的电流较大过的电流较大过的电流较大 ，通过，通过，通过，通过信号频率低，适用于工信号频率低，适用于工信号频率低，适用于工信号频率低，适用于工频大电流整流电路。频大电流整流电路。频大电流整流电路。频大电流整流电路。3、平面型二极管平面型二极管用于集成电路制造工艺中。用于集成电路制造工艺中。用于集成电路制造工艺中。用于集成电路制造工艺中。PNPN结结面积可大可小，结结面积可大可小，结结面积可大可小，结结面积可大可小，用于高频整流和开关电路用于高频整流和开关电路用于高频整流和开关电路用于高频整流和开关电路 硅：硅：硅：硅：0.5 V0.5 V 锗：锗：锗：锗：0.1 V0.1 V1 1、正向特性正向特性正向特性正向特性导通压降导通压降导通压降导通压降反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流2 2、反向特性反向特性反向特性反向特性死区死区死区死区电压电压电压电压击穿电压击穿电压击穿电压击穿电压U UBRBR实验曲线实验曲线实验曲线实验曲线u uE Ei iV VmmA Au uE Ei iV VuAuA锗锗锗锗硅硅硅硅 :.V V锗锗锗锗:0.:0.0.3V0.3V2.1.2半导体二极管的伏安特性半导体二极管的伏安特性2.1.3 温度对二极管伏安特性的影响温度对二极管伏安特性的影响 二极管的特性对温度二极管的特性对温度二极管的特性对温度二极管的特性对温度很敏感很敏感很敏感很敏感,温度升高温度升高温度升高温度升高,正向特正向特正向特正向特性曲线向左移性曲线向左移性曲线向左移性曲线向左移,反向特性曲反向特性曲反向特性曲反向特性曲线向下移。线向下移。线向下移。线向下移。其规律是：在其规律是：在其规律是：在其规律是：在室温附近室温附近室温附近室温附近,在同一电流下在同一电流下在同一电流下在同一电流下,温度每升高温度每升高温度每升高温度每升高,正向压正向压正向压正向压降减小降减小降减小降减小.V V；温；温；温；温度每升高度每升高度每升高度每升高,反向电反向电反向电反向电流约增大流约增大流约增大流约增大 1 1 倍。二极管的倍。二极管的倍。二极管的倍。二极管的特性对温度很敏感。特性对温度很敏感。特性对温度很敏感。特性对温度很敏感。2.1.4半导体二极管的主要参数与型号半导体二极管的主要参数与型号 为了描述二极管的性能，常引用以下几个主要参数：为了描述二极管的性能，常引用以下几个主要参数：为了描述二极管的性能，常引用以下几个主要参数：为了描述二极管的性能，常引用以下几个主要参数：（1 1）最大整流电流）最大整流电流）最大整流电流）最大整流电流I IF F ：I IF F是二极管长期运行时允许通过的最大是二极管长期运行时允许通过的最大是二极管长期运行时允许通过的最大是二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流，其值与正向平均电流，其值与正向平均电流，其值与正向平均电流，其值与PNPN结面积及外部散热条件等有关，若结面积及外部散热条件等有关，若结面积及外部散热条件等有关，若结面积及外部散热条件等有关，若超过此值，则将因温升过高而烧坏。超过此值，则将因温升过高而烧坏。超过此值，则将因温升过高而烧坏。超过此值，则将因温升过高而烧坏。（2 2）反向击穿电压）反向击穿电压）反向击穿电压）反向击穿电压U UBRBR和最大反向工作电压和最大反向工作电压和最大反向工作电压和最大反向工作电压U URMRM:二极管反向电流二极管反向电流二极管反向电流二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值急剧增加时对应的反向电压值急剧增加时对应的反向电压值急剧增加时对应的反向电压值。用。用。用。用U UBRBR表示。二极管工作时允表示。二极管工作时允表示。二极管工作时允表示。二极管工作时允许外加的最大反向电压称为许外加的最大反向电压称为许外加的最大反向电压称为许外加的最大反向电压称为U URMRM。为安全考虑，在实际工作时，。为安全考虑，在实际工作时，。为安全考虑，在实际工作时，。为安全考虑，在实际工作时，最大反向工作电压最大反向工作电压最大反向工作电压最大反向工作电压U URMRM一般只按反向击穿电压一般只按反向击穿电压一般只按反向击穿电压一般只按反向击穿电压U UBRBR的一半计算。的一半计算。的一半计算。的一半计算。（3 3）反向电流）反向电流）反向电流）反向电流I IR R：反向电流是在室温下，在规定的反向电压下，：反向电流是在室温下，在规定的反向电压下，：反向电流是在室温下，在规定的反向电压下，：反向电流是在室温下，在规定的反向电压下，一般是最大反向工作电压下的反向电流值。硅二极管的反向电一般是最大反向工作电压下的反向电流值。硅二极管的反向电一般是最大反向工作电压下的反向电流值。硅二极管的反向电一般是最大反向工作电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安流一般在纳安流一般在纳安流一般在纳安(nA)(nA)级；锗二极管在微安级；锗二极管在微安级；锗二极管在微安级；锗二极管在微安(A)A)级。级。级。级。（4 4）在规定的正向电流下，）在规定的正向电流下，）在规定的正向电流下，）在规定的正向电流下，二极管的正向电压降称为二极管的正向电压降称为二极管的正向电压降称为二极管的正向电压降称为正向压降，用正向压降，用正向压降，用正向压降，用U UF F表示。表示。表示。表示。小电流硅二极管的正向压小电流硅二极管的正向压小电流硅二极管的正向压小电流硅二极管的正向压降在中等电流水平下，约降在中等电流水平下，约降在中等电流水平下，约降在中等电流水平下，约0.60.60.8 V0.8 V；锗二极管约；锗二极管约；锗二极管约；锗二极管约0.20.20.3 V0.3 V。（5 5）动态电阻）动态电阻）动态电阻）动态电阻r rd d ：二极管：二极管：二极管：二极管在其工作点处的电压微变在其工作点处的电压微变在其工作点处的电压微变在其工作点处的电压微变量与电流微变量之比，即量与电流微变量之比，即量与电流微变量之比，即量与电流微变量之比，即求动态电阻求动态电阻求动态电阻求动态电阻(6)半导体二极管的型号半导体二极管的型号国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：2AP9用数字代表同类器件的不同规格。用数字代表同类器件的不同规格。用数字代表同类器件的不同规格。用数字代表同类器件的不同规格。代表器件的类型，代表器件的类型，代表器件的类型，代表器件的类型，P P为普通管，为普通管，为普通管，为普通管，Z Z为整流管，为整流管，为整流管，为整流管，KK为开关管。为开关管。为开关管。为开关管。代表器件的材料，代表器件的材料，代表器件的材料，代表器件的材料，A A为为为为N N型型型型GeGe，B B为为为为P P型型型型GeGe，C C为为为为N N型型型型SiSi，D D为为为为P P型型型型SiSi。2 2代表二极管，代表二极管，代表二极管，代表二极管，3 3代表三极管。代表三极管。代表三极管。代表三极管。分类分类1)1)发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管和普通二极管一样是由一个发光二极管和普通二极管一样是由一个发光二极管和普通二极管一样是由一个发光二极管和普通二极管一样是由一个PNPN结组成的，它具有单结组成的，它具有单结组成的，它具有单结组成的，它具有单向导电的特性。常见发光二极管有砷化镓（向导电的特性。常见发光二极管有砷化镓（向导电的特性。常见发光二极管有砷化镓（向导电的特性。常见发光二极管有砷化镓（GaAsGaAs）、磷化镓）、磷化镓）、磷化镓）、磷化镓（GaPGaP）和磷砷化镓（）和磷砷化镓（）和磷砷化镓（）和磷砷化镓（GaAsPGaAsP）发光二极管，）发光二极管，）发光二极管，）发光二极管，特点及用途：耗电低，可直接用集成电路或双极型电路推动发特点及用途：耗电低，可直接用集成电路或双极型电路推动发特点及用途：耗电低，可直接用集成电路或双极型电路推动发特点及用途：耗电低，可直接用集成电路或双极型电路推动发光，可选用作为家用电器和其他电子设备的通断指示或数指显光，可选用作为家用电器和其他电子设备的通断指示或数指显光，可选用作为家用电器和其他电子设备的通断指示或数指显光，可选用作为家用电器和其他电子设备的通断指示或数指显示。红外发光二极管可选用作光电控制电路的光源。示。红外发光二极管可选用作光电控制电路的光源。示。红外发光二极管可选用作光电控制电路的光源。示。红外发光二极管可选用作光电控制电路的光源。2 2）稳压二极管）稳压二极管）稳压二极管）稳压二极管稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管。选用的稳压二极管，应满足电路保护电路中作为保护二极管。选用的稳压二极管，应满足电路保护电路中作为保护二极管。选用的稳压二极管，应满足电路保护电路中作为保护二极管。选用的稳压二极管，应满足电路中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与电路的基准中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与电路的基准中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与电路的基准中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与电路的基准电压值相同，稳压二极管的最大稳定电流要高于应用电路的最电压值相同，稳压二极管的最大稳定电流要高于应用电路的最电压值相同，稳压二极管的最大稳定电流要高于应用电路的最电压值相同，稳压二极管的最大稳定电流要高于应用电路的最大负载电流大负载电流大负载电流大负载电流50%50%左右。左右。左右。左右。用途：在电气设备和其他无线电电子设备的稳压电路中可选用用途：在电气设备和其他无线电电子设备的稳压电路中可选用用途：在电气设备和其他无线电电子设备的稳压电路中可选用用途：在电气设备和其他无线电电子设备的稳压电路中可选用硅稳压二极管，如硅稳压二极管，如硅稳压二极管，如硅稳压二极管，如 收录机、彩色电视机的稳压电路。收录机、彩色电视机的稳压电路。收录机、彩色电视机的稳压电路。收录机、彩色电视机的稳压电路。3)3)整流二极管整流二极管整流二极管整流二极管在整流电路中，要选用整流二极管，一般为平面型硅二极管。在整流电路中，要选用整流二极管，一般为平面型硅二极管。在整流电路中，要选用整流二极管，一般为平面型硅二极管。在整流电路中，要选用整流二极管，一般为平面型硅二极管。在选用整流二极管时，主要应考虑最大整流电流、最大反向工在选用整流二极管时，主要应考虑最大整流电流、最大反向工在选用整流二极管时，主要应考虑最大整流电流、最大反向工在选用整流二极管时，主要应考虑最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率以及反向恢复时间等参数。作电流、截止频率以及反向恢复时间等参数。作电流、截止频率以及反向恢复时间等参数。作电流、截止频率以及反向恢复时间等参数。4 4）开关二极管）开关二极管）开关二极管）开关二极管开关二极管是利用开关二极管是利用开关二极管是利用开关二极管是利用PNPN结的单向导电性，使其成为一个较理想的结的单向导电性，使其成为一个较理想的结的单向导电性，使其成为一个较理想的结的单向导电性，使其成为一个较理想的电子开关，在电路中对电流进行控制，来实现对电路开和关的电子开关，在电路中对电流进行控制，来实现对电路开和关的电子开关，在电路中对电流进行控制，来实现对电路开和关的电子开关，在电路中对电流进行控制，来实现对电路开和关的控制。开关二极管常用于开关电路、限幅电路、检波电路、高控制。开关二极管常用于开关电路、限幅电路、检波电路、高控制。开关二极管常用于开关电路、限幅电路、检波电路、高控制。开关二极管常用于开关电路、限幅电路、检波电路、高频脉冲整流电路等。开关二极管多以玻璃和陶瓷封装，硅开关频脉冲整流电路等。开关二极管多以玻璃和陶瓷封装，硅开关频脉冲整流电路等。开关二极管多以玻璃和陶瓷封装，硅开关频脉冲整流电路等。开关二极管多以玻璃和陶瓷封装，硅开关二极管的开关时间比锗开关管短，只有几个二极管的开关时间比锗开关管短，只有几个二极管的开关时间比锗开关管短，只有几个二极管的开关时间比锗开关管短，只有几个nSnS。6)6)变容二极管变容二极管变容二极管变容二极管变容二极管是专门作为变容二极管是专门作为变容二极管是专门作为变容二极管是专门作为“压控可变电容器压控可变电容器压控可变电容器压控可变电容器”的特殊二极管，它的特殊二极管，它的特殊二极管，它的特殊二极管，它有很宽的容量变化范围，很高的有很宽的容量变化范围，很高的有很宽的容量变化范围，很高的有很宽的容量变化范围，很高的Q Q值。变容二极管多用面接触值。变容二极管多用面接触值。变容二极管多用面接触值。变容二极管多用面接触型和平面型结构，它适用于电视机的电子调谐电路以及调频收型和平面型结构，它适用于电视机的电子调谐电路以及调频收型和平面型结构，它适用于电视机的电子调谐电路以及调频收型和平面型结构，它适用于电视机的电子调谐电路以及调频收音机的音机的音机的音机的AFCAFC电路。电路。电路。电路。5 5）检波二极管）检波二极管）检波二极管）检波二极管检波二极管在电子电路中用来把调制在高频电磁波上的低频信检波二极管在电子电路中用来把调制在高频电磁波上的低频信检波二极管在电子电路中用来把调制在高频电磁波上的低频信检波二极管在电子电路中用来把调制在高频电磁波上的低频信号（如音频信号）检出来。一般高频检波电路选用锗点接触型号（如音频信号）检出来。一般高频检波电路选用锗点接触型号（如音频信号）检出来。一般高频检波电路选用锗点接触型号（如音频信号）检出来。一般高频检波电路选用锗点接触型检波二极管，它的结电容小，反向电流小，工作频率高。检波二极管，它的结电容小，反向电流小，工作频率高。检波二极管，它的结电容小，反向电流小，工作频率高。检波二极管，它的结电容小，反向电流小，工作频率高。1.2.5半导体二极管的模型与应用 二极管的伏安特性具有非线性，这给二极二极管的伏安特性具有非线性，这给二极二极管的伏安特性具有非线性，这给二极二极管的伏安特性具有非线性，这给二极管应用电路的分析带来一定的困难。为了便于管应用电路的分析带来一定的困难。为了便于管应用电路的分析带来一定的困难。为了便于管应用电路的分析带来一定的困难。为了便于分析，常在一定的条件下，用线性元件所构成分析，常在一定的条件下，用线性元件所构成分析，常在一定的条件下，用线性元件所构成分析，常在一定的条件下，用线性元件所构成的电路来近似模拟二极管的特性，并取代电路的电路来近似模拟二极管的特性，并取代电路的电路来近似模拟二极管的特性，并取代电路的电路来近似模拟二极管的特性，并取代电路中的二极管。中的二极管。中的二极管。中的二极管。能够模拟二极管特性的电路称为二极管的能够模拟二极管特性的电路称为二极管的能够模拟二极管特性的电路称为二极管的能够模拟二极管特性的电路称为二极管的等效电路等效电路等效电路等效电路。也称为。也称为。也称为。也称为等效模型等效模型等效模型等效模型。(a)(a)理想模型理想模型理想模型理想模型 (b)(b)恒压降模型恒压降模型恒压降模型恒压降模型 (c)(c)折线模型折线模型折线模型折线模型一、半导体二极管的模型一、半导体二极管的模型 (a)(a)(b)(b)(c)(c)例：例：例：例：I IR R10V10VE E1k1kDD非线性器件非线性器件非线性器件非线性器件i iu uRLCRLC线性器件线性器件线性器件线性器件二极管的模型二极管的模型二极管的模型二极管的模型D DU U串联电压源模型串联电压源模型串联电压源模型串联电压源模型U U D D 二极管的导通压降。硅管二极管的导通压降。硅管二极管的导通压降。硅管二极管的导通压降。硅管 0.7V0.7V；锗管；锗管；锗管；锗管 0.3V0.3V。理想二极管模型理想二极管模型理想二极管模型理想二极管模型正偏正偏正偏正偏反偏反偏反偏反偏导通压降导通压降导通压降导通压降二极管的二极管的二极管的二极管的VAVA特性特性特性特性二、半导体二极管的应用二、半导体二极管的应用 1、二极管的静态工作情况分析二极管的静态工作情况分析例例例例2.1:2.1:二极管的电路如图二极管的电路如图二极管的电路如图二极管的电路如图2-72-7所示，分别求下面两种情况下电路所示，分别求下面两种情况下电路所示，分别求下面两种情况下电路所示，分别求下面两种情况下电路的的的的I ID D和和和和U UD D。（。（。（。（1 1）当）当）当）当U UDDDD=10V=10V，R=R=10k10k；（；（；（；（2 2）当）当）当）当U UDDDD=1V=1V 时，时，时，时，R=R=10 k10 k。其中，恒压模型中的。其中，恒压模型中的。其中，恒压模型中的。其中，恒压模型中的U Uonon=0.7V=0.7V，折线模型中的，折线模型中的，折线模型中的，折线模型中的r rd d=0.2=0.2 k k。解：解：解：解：(1)(1)U UDDDD=10V=10V 使用理想模型得使用理想模型得使用理想模型得使用理想模型得 使用恒压降模型得使用恒压降模型得使用恒压降模型得使用恒压降模型得 使用折线模型得使用折线模型得使用折线模型得使用折线模型得(2)(2)U UDDDD=1V=1V 使用理想模型得使用理想模型得使用理想模型得使用理想模型得 U UD D=0V =0V 使用恒压降模型得使用恒压降模型得使用恒压降模型得使用恒压降模型得 U UD D=0.7V =0.7V 使用折线模型得使用折线模型得使用折线模型得使用折线模型得 U UD D=U Uonon+r rd dI ID D=(0.7+0.20.029)V=0.71V=(0.7+0.20.029)V=0.71V2、限幅电路、限幅电路例例例例2.2:2.2:二极管组成的限幅电路如图所示，二极管组成的限幅电路如图所示，二极管组成的限幅电路如图所示，二极管组成的限幅电路如图所示，R=R=1k1k，E E=2V=2V，二极管，二极管，二极管，二极管的导通电压的导通电压的导通电压的导通电压U Uonon=0.7V=0.7V。(1)(1)利用二极管的恒压模型分别求利用二极管的恒压模型分别求利用二极管的恒压模型分别求利用二极管的恒压模型分别求u ui i=0V=0V、6V6V时，输出电压时，输出电压时，输出电压时，输出电压u uo o的值；的值；的值；的值；(2)(2)当当当当u ui i=5sin=5sintt V V时，画出对应的输出时，画出对应的输出时，画出对应的输出时，画出对应的输出电压电压电压电压u uo o的波形。的波形。的波形。的波形。解：解：解：解：(1)(1)当当当当u ui i=0V=0V时，二极管截止，所以时，二极管截止，所以时，二极管截止，所以时，二极管截止，所以u uo o=u ui i=0V=0V。当当当当u ui i=6V=6V时，二极管导通，所以时，二极管导通，所以时，二极管导通，所以时，二极管导通，所以u uo o=(2+0.7)V=2.7V=(2+0.7)V=2.7V。(2)(2)当当当当u ui i(E E+U Uonon)=)=2.72.7时，二极管导通，所以时，二极管导通，所以时，二极管导通，所以时，二极管导通，所以u uo o=2.7V=2.7V。当当当当u ui i(E E+U Uonon)=)=2.72.7时，二极管截止，二极管支路开路，所以时，二极管截止，二极管支路开路，所以时，二极管截止，二极管支路开路，所以时，二极管截止，二极管支路开路，所以u uo o=u ui i=5sin=5sintt V V3、开关电路、开关电路例例例例2.3:2.3:二极管组成的开关电路如图所示。如果二极管是理想的二二极管组成的开关电路如图所示。如果二极管是理想的二二极管组成的开关电路如图所示。如果二极管是理想的二二极管组成的开关电路如图所示。如果二极管是理想的二极管，极管，极管，极管，R=R=4k4k，E E=3V=3V，求当，求当，求当，求当u u1 1和和和和u u2 2为为为为0V0V或或或或3V3V时，输出电压时，输出电压时，输出电压时，输出电压u uo o的的的的值。值。值。值。解：解：解：解：(1)(1)当当当当u u1 1=0V=0V、u u2 2=3V=3V时，时，时，时，D D1 1为正向偏置，为正向偏置，为正向偏置，为正向偏置，u uo o=0V=0V，此时，此时，此时，此时D D2 2的阴的阴的阴的阴极电位为极电位为极电位为极电位为3V3V，阳极电位为，阳极电位为，阳极电位为，阳极电位为0V0V，处于反向偏置，因此，处于反向偏置，因此，处于反向偏置，因此，处于反向偏置，因此D D2 2截止。截止。截止。截止。(2)(2)以此类推，可以得出其它三种不同组合以及输出电压的值，将以此类推，可以得出其它三种不同组合以及输出电压的值，将以此类推，可以得出其它三种不同组合以及输出电压的值，将以此类推，可以得出其它三种不同组合以及输出电压的值，将其列于表中。如果把高于其列于表中。如果把高于其列于表中。如果把高于其列于表中。如果把高于2.3V2.3V的电平当作高电平，并作为逻辑的电平当作高电平，并作为逻辑的电平当作高电平，并作为逻辑的电平当作高电平，并作为逻辑1 1，把低于把低于把低于把低于0.7V0.7V的电平当作低电平，并作为逻辑的电平当作低电平，并作为逻辑的电平当作低电平，并作为逻辑的电平当作低电平，并作为逻辑0 0，则输入电压与输出，则输入电压与输出，则输入电压与输出，则输入电压与输出电压的关系如图所示。电压的关系如图所示。电压的关系如图所示。电压的关系如图所示。1.2.6 特殊二极管特殊二极管 稳压二极管有着稳压二极管有着稳压二极管有着稳压二极管有着与普通二极管相似的与普通二极管相似的与普通二极管相似的与普通二极管相似的伏安特性，如图伏安特性，如图伏安特性，如图伏安特性，如图 所示，所示，所示，所示，其正向特性为指数曲其正向特性为指数曲其正向特性为指数曲其正向特性为指数曲线。线。线。线。反向特性与普通反向特性与普通反向特性与普通反向特性与普通二极管的反向特性基二极管的反向特性基二极管的反向特性基二极管的反向特性基本相同，区别在于击本相同，区别在于击本相同，区别在于击本相同，区别在于击穿后，特性曲线要更穿后，特性曲线要更穿后，特性曲线要更穿后，特性曲线要更加陡加陡加陡加陡。一、稳压二极管一、稳压二极管1、伏安特性曲线、伏安特性曲线2.稳压二极管的主要参数稳压二极管的主要参数 (1)(1)稳定电压稳定电压稳定电压稳定电压U Uz z:是指击穿后在规定电流下稳压管的是指击穿后在规定电流下稳压管的是指击穿后在规定电流下稳压管的是指击穿后在规定电流下稳压管的反向击穿电压值反向击穿电压值反向击穿电压值反向击穿电压值。(2)(2)稳定电流稳定电流稳定电流稳定电流IzIz：是稳压管工作在稳压状态时的参是稳压管工作在稳压状态时的参是稳压管工作在稳压状态时的参是稳压管工作在稳压状态时的参考电流。若工作电流低于此值时稳压效果差，甚考电流。若工作电流低于此值时稳压效果差，甚考电流。若工作电流低于此值时稳压效果差，甚考电流。若工作电流低于此值时稳压效果差，甚至根本不稳压，故也常将至根本不稳压，故也常将至根本不稳压，故也常将至根本不稳压，故也常将IzIz记做记做记做记做IzminIzmin。(3)(3)额定功耗额定功耗额定功耗额定功耗PzmPzm：等于稳压管的稳定电压等于稳压管的稳定电压等于稳压管的稳定电压等于稳压管的稳定电压UzUz与最与最与最与最大稳定电流大稳定电流大稳定电流大稳定电流IzmaxIzmax的乘积。它决定稳压管允许的的乘积。它决定稳压管允许的的乘积。它决定稳压管允许的的乘积。它决定稳压管允许的升温升温升温升温。(4)(4)动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻r rz z：是稳压管工作在稳压区时：是稳压管工作在稳压区时：是稳压管工作在稳压区时：是稳压管工作在稳压区时,端电压端电压端电压端电压变化量与其电流变化量之比。变化量与其电流变化量之比。变化量与其电流变化量之比。变化量与其电流变化量之比。(5)(5)温度系数温度系数温度系数温度系数：表示温度每变化表示温度每变化表示温度每变化表示温度每变化1 1 稳压值的变稳压值的变稳压值的变稳压值的变化量，即化量，即化量，即化量，即=U UZ Z/T T。具有单向导电性，具有单向导电性，具有单向导电性，具有单向导电性，当有正向电流流过时，当有正向电流流过时，当有正向电流流过时，当有正向电流流过时，发出一定波长范围的发出一定波长范围的发出一定波长范围的发出一定波长范围的光，它的电特性与一光，它的电特性与一光，它的电特性与一光，它的电特性与一般二极管类似。但是般二极管类似。但是般二极管类似。但是般二极管类似。但是开启电压比普通二极开启电压比普通二极开启电压比普通二极开启电压比普通二极管的大。管的大。管的大。管的大。二、发光二极管二、发光二极管三三.光电二极管光电二极管 在无光照时，在无光照时，在无光照时，在无光照时，与普通二极管一样，与普通二极管一样，与普通二极管一样，与普通二极管一样，具有单向导电性。具有单向导电性。具有单向导电性。具有单向导电性。有光照时，特性曲有光照时，特性曲有光照时，特性曲有光照时，特性曲线下移，它们分布线下移，它们分布线下移，它们分布线下移，它们分布在第三，四象限内。在第三，四象限内。在第三，四象限内。在第三，四象限内。随着光照强度增大，随着光照强度增大，随着光照强度增大，随着光照强度增大，反向饱和电流也增反向饱和电流也增反向饱和电流也增反向饱和电流也增加。加。加。加。四四.变容二极管变容二极管 PN PN结加反向电压时，结加反向电压时，结加反向电压时，结加反向电压时，PNPN结上呈现势垒电容，它结上呈现势垒电容，它结上呈现势垒电容，它结上呈现势垒电容，它将随着反向电压的增加而减小，利用这一特性作将随着反向电压的增加而减小，利用这一特性作将随着反向电压的增加而减小，利用这一特性作将随着反向电压的增加而减小，利用这一特性作成的二极管，称为变容二极管。成的二极管，称为变容二极管。成的二极管，称为变容二极管。成的二极管，称为变容二极管。2.2 2.2 晶体三极管及其基本放大电路晶体三极管及其基本放大电路 晶晶体体三三极极管管，也也叫叫半半导导体体三三极极管管。由由于于工工作作时时，多多数数载载流流子子和和少少数数载载流流子子都都参参与与运运行行，因因此此，还还被被称称为为双极型晶体管。双极型晶体管。2.2.2 晶体管的结构、类型与三种连接方式晶体管的结构、类型与三种连接方式 根据不同的参根据不同的参根据不同的参根据不同的参杂方式在同一硅片杂方式在同一硅片杂方式在同一硅片杂方式在同一硅片上制造出三个参杂上制造出三个参杂上制造出三个参杂上制造出三个参杂区域，并形成两个区域，并形成两个区域，并形成两个区域，并形成两个PNPN结结结结,就构成了晶体就构成了晶体就构成了晶体就构成了晶体管管管管,采用平面工艺制采用平面工艺制采用平面工艺制采用平面工艺制成的成的成的成的NPNNPN型硅材料型硅材料型硅材料型硅材料晶体管的结构如图晶体管的结构如图晶体管的结构如图晶体管的结构如图 所示。所示。所示。所示。NPNNPNNPNNPN型型型型PNPPNPPNPPNP型型型型符号符号符号符号:三极管的结构特点三极管的结构特点三极管的结构特点三极管的结构特点:（1 1）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。（2 2）基区要制造得很薄且浓度很低。）基区要制造得很薄且浓度很低。）基区要制造得很薄且浓度很低。）基区要制造得很薄且浓度很低。-N NN NP P发射区发射区发射区发射区集电区集电区集电区集电区基区基区基区基区发射结发射结发射结发射结 集电结集电结集电结集电结e ec cb b发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极基极基极基极基极-P PP PN N发射区发射区发射区发射区集电区集电区集电区集电区基区基区基区基区发射结发射结发射结发射结 集电结集电结集电结集电结e ec cb b发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极基极基极基极基极晶体管在电路中的三种基本联接方式晶体管在电路中的三种基本联接方式2.2.2晶体管的工作状态及电流放大作用、伏安特性晶体管的工作状态及电流放大作用、伏安特性曲线曲线 放大是对模拟信号最基本放大是对模拟信号最基本放大是对模拟信号最基本放大是对模拟信号最基本的处理。的处理。的处理。的处理。u uI I为输入电压信为输入电压信为输入电压信为输入电压信号号号号,它接入基极它接入基极它接入基极它接入基极-发射极回路发射极回路发射极回路发射极回路,称为输入回路称为输入回路称为输入回路称为输入回路;放大后的信号放大后的信号放大后的信号放大后的信号在集电极在集电极在集电极在集电极-发射极回路发射极回路发射极回路发射极回路,称为称为称为称为输出回路。由于发射极是两输出回路。由于发射极是两输出回路。由于发射极是两输出回路。由于发射极是两个回路的公共端个回路的公共端个回路的公共端个回路的公共端,故称电路为故称电路为故称电路为故称电路为共射放大电路共射放大电路共射放大电路共射放大电路。因为晶体管。因为晶体管。因为晶体管。因为晶体管工作在放大的状态的外部条工作在放大的状态的外部条工作在放大的状态的外部条工作在放大的状态的外部条件是件是件是件是发射结正向偏置且集电发射结正向偏置且集电发射结正向偏置且集电发射结正向偏置且集电结反向偏置结反向偏置结反向偏置结反向偏置。一、晶体管的工作状态及电流放大作用一、晶体管的工作状态及电流放大作用1、晶体管的工作状态、晶体管的工作状态 1 1）、发射结加正向电压）、发射结加正向电压）、发射结加正向电压）、发射结加正向电压,扩散运动形成发射扩散运动形成发射扩散运动形成发射扩散运动形成发射极电流极电流极电流极电流I IE E 由于发射结加正向电压，有因为发射由于发射结加正向电压，有因为发射由于发射结加正向电压，有因为发射由于发射结加正向电压，有因为发射区杂质浓度高，所以大量自由电子因扩散区杂质浓度高，所以大量自由电子因扩散区杂质浓度高，所以大量自由电子因扩散区杂质浓度高，所以大量自由电子因扩散运动越过发射结到达基区，形成的电流为运动越过发射结到达基区，形成的电流为运动越过发射结到达基区，形成的电流为运动越过发射结到达基区，形成的电流为I IENEN 。同时，空穴从基区向发射区扩散，。同时，空穴从基区向发射区扩散，。同时，空穴从基区向发射区扩散，。同时，空穴从基区向发射区扩散，形成电流形成电流形成电流形成电流I IEPEP。扩散运动形成了发射极电。扩散运动形成了发射极电。扩散运动形成了发射极电。扩散运动形成了发射极电流流流流I E=I EN+I EP。2 2）、扩散到基区的自由电子与空）、扩散到基区的自由电子与空）、扩散到基区的自由电子与空）、扩散到基区的自由电子与空穴的复合运动形成基极电流穴的复合运动形成基极电流穴的复合运动形成基极电流穴的复合运动形成基极电流I IB B 由于基区很薄，杂质浓度很由于基区很薄，杂质浓度很由于基区很薄，杂质浓度很由于基区很薄，杂质浓度很低，集电结又加了反向电压，低，集电结又加了反向电压，低，集电结又加了反向电压，低，集电结又加了反向电压，所以扩散到基区的电子中只有所以扩散到基区的电子中只有所以扩散到基区的电子中只有所以扩散到基区的电子中只有极少部分与空穴复合，其余部极少部分与空穴复合，其余部极少部分与空穴复合，其余部极少部分与空穴复合，其余部分均作为基区的非平衡少子达分均作为基区的非平衡少子达分均作为基区的非平衡少子达分均作为基区的非平衡少子达到集电结。到集电结。到集电结。到集电结。2、晶体管的电流放大作用、晶体管的电流放大作用由于集电极加反向电压由于集电极加反向电压由于集电极加反向电压由于集电极加反向电压且结面积较大，基区的且结面积较大，基区的且结面积较大，基区的且结面积较大，基区的非平衡少子在外电场作非平衡少子在外电场作非平衡少子在外电场作非平衡少子在外电场作用下越过集电结到达集用下越过集电结到达集用下越过集电结到达集用下越过集电结到达集电区，形成漂移电流电区，形成漂移电流电区，形成漂移电流电区，形成漂移电流I ICNCN 。同时，集电区与。同时，集电区与。同时，集电区与。同时，集电区与基区的平衡少子也参与基区的平衡少子也参与基区的平衡少子也参与基区的平衡少子也参与漂移运动，形成电流为漂移运动，形成电流为漂移运动，形成电流为漂移运动，形成电流为I ICBOCBO。在集电极电源。在集电极电源。在集电极电源。在集电极电源V VCCCC 的作用下，漂移运的作用下，漂移运的作用下，漂移运的作用下，漂移运动形成集电极电流动形成集电极电流动形成集电极电流动形成集电极电流I IC C。3 3）、集电结加反向电压）、集电结加反向电压）、集电结加反向电压）、集电结加反向电压,漂移运动形成集电极电流漂移运动形成集电极电流漂移运动形成集电极电流漂移运动形成集电极电流I IC C4）、晶体管的电流分配关系）、晶体管的电流分配关系 从外部看从外部看 5）、晶体管的共射电流放大系数）、晶体管的共射电流放大系数 共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数 整理可得整理可得整理可得整理可得 而电流的外部分配关系而电流的外部分配关系而电流的外部分配关系而电流的外部分配关系 所以所以所以所以 对于共射极电路，研究其放大过程主要是对于共射极电路，研究其放大过程主要是对于共射极电路，研究其放大过程主要是对于共射极电路，研究其放大过程主要是分析集电极电流（输出电流）与基极电流（输分析集电极电流（输出电流）与基极电流（输分析集电极电流（输出电流）与基极电流（输分析集电极电流（输出电流）与基极电流（输入电流）之间的关系。入电流）之间的关系。入电流）之间的关系。入电流）之间的关系。二、二、晶体管的伏安特性曲线晶体管的伏安特性曲线 晶体管的伏安特性曲线晶体管的伏安特性曲线晶体管的伏安特性曲线晶体管的伏安特性曲线是描述晶体管各极电流是描述晶体管各极电流是描述晶体管各极电流是描述晶体管各极电流与电压之间关系的曲线，与电压之间关系的曲线，与电压之间关系的曲线，与电压之间关系的曲线，包括输入特性和输出特包括输入特性和输出特包括输入