计算机电路基础(模拟电子电路基础)课件

单击此处编辑母版标题样式,(1-,*,),计算机电路基础,模拟电子电路基础,1,计算机电路基础模拟电子电路基础1,二极管内容回顾,P,型半导体：,空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体）。,N,型半导体：,自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体）。,PN结的形成：,在同一片半导体基片上，分别制造,P,型半导体和,N,型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了,PN,结。,2,二极管内容回顾P 型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也,PN,结的导电特性：,1、,PN,结加正向电压,（,P,区接电源正极、,N,区接电源负极）时PN结处于导通状态，也叫正向偏置。,2、,PN,结加反向电压,（,P,区接电源负极、,N,区接电源正极）时PN结处于反向截止状态，也叫反向偏置。,PN,结的导电特性：单向导电性（正向导通，反向截止）,3,PN 结的导电特性：2、PN 结加反向电压（P 区接电源负,半导体二极管,基本结构,PN,结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。,P,N,二极管的电路符号：,4,半导体二极管基本结构PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极,半导体二极管实物图片,5,半导体二极管实物图片5,6,6,7,7,晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的二极管。,二极管的识别方法,识别方法：,二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。,8,晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为,TO-220晶体管,TO-92晶体管,TO-126晶体管,9,TO-220晶体管TO-92晶体管 TO-126晶体,晶体三极管,三极管的结构原理：,半导体三极管：是由两个背靠背的,PN,结构成的。两个,PN,结，把半导体分成三个区域（三区二结）。这三个区域的排列，可以是,N-P-N，,也可以是,P-N-P。,因此，双极型三极管有两种类型：,NPN,型,和,PNP,型,。,三极管重要特性：,具有电流放大作用和开关作用,10,晶体三极管 三极管的结构原理：半导体三极管：是由两个,B,E,C,N,N,P,基极,发射极,集电极,NPN,型,P,N,P,集电极,基极,发射极,B,C,E,PNP,型,半导体三极管基本结构,11,BECNNP基极发射极集电极NPN型PNP集电极基极发射极B,NPN,型,PNP,型,12,NPN型PNP型12,B,E,C,NPN,型三极管,B,E,C,PNP,型三极管,三,极管符号:,N,P,N,C,B,E,P,N,P,C,B,E,三极管的发射极的箭头方向,代表发射极电流的实际方向。是发射结加正向电压时的电流方向。,13,BECNPN型三极管BECPNP型三极管三极管符号:NCBE,B,E,C,N,N,P,基极,发射极,集电极,基区：较薄，掺杂浓度低,集电区：面积较大,发射区：掺,杂浓度较高,集电结,发射结,三极管具有电流放大功能的内部条件：,14,BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面,N,N,P,R,B,E,B,电流放大原理,E,C,集电结反偏,发射结正偏,发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流,I,E,。,I,E,电子与基区空穴复合形成,I,B,I,B,穿过集电结形成,I,C,I,C,三个极电流的关系为,I,C,与,I,B,之比称为电流放大倍数,要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。,15,NNPRBEB电流放大原理EC集电结反偏发射结正偏发射区电子,1.三极管电流放大的条件,内部,条件,发射区掺杂浓度高,基区薄且掺杂浓度低,集电结面积大,外部,条件,发射结正偏,集电结反偏,2.满足放大条件的三种电路,u,i,u,o,C,E,B,E,C,B,u,i,u,o,E,C,B,u,i,u,o,共发射极,共集电极,共基极,16,1.三极管电流放大的条件内部发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓,B,E,C,I,B,I,E,I,C,NPN,型三极管,B,E,C,I,B,I,E,I,C,PNP,型三极管,不同类型的管子，其偏置电压不同，使用时要注意。,+,-,+,+,-,+,17,BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三,三极管的伏安,特性曲线,I,C,m,A,A,V,V,U,CE,U,BE,R,B,I,B,E,C,E,B,18,三极管的伏安特性曲线ICmAAVVUCEUBERBIBEC,一、,输入特性,U,CE,1V,I,B,(,A),U,BE,(V),20,40,60,80,0.4,0.8,工作压降：硅管,U,BE,0.60.7V,锗管,U,BE,0.20.3V。,U,CE,=0V,U,CE,=0.5V,死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。,19,一、输入特性UCE 1VIB(A)UBE(V)20406,输出特性,I,C,(,m,A ),1,2,3,4,U,CE,(V),3,6,9,12,I,B,=0,20,A,40,A,60,A,80,A,100,A,当U,CE,大于一定的数值时，I,C,只与I,B,有关，I,C,=,I,B,且,I,C,=,I,B,。,此区域,称为线性放大区。,此区域中U,CE,U,BE,集电结正偏，I,B,I,C，,U,CE,0.3V称为饱和区。,此区域中:I,B,=0,I,C,=I,CEO,U,BE,I,C,，,U,CE,0.3V,(3)截止区：,U,BE,0,I,C,I,B,+,U,CE,(,a,),放大,U,BC,0,+,I,C,0,I,B,=0,+,U,CE,U,CC,(,b,),截止,U,BC,0,I,B,+,U,CE,0,(,c,),饱和,U,BC,0,+,22,当晶体管饱和时，UCE 0，发射极与集,三、主要参数,共射,直流电流放大倍数,：,工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为,I,B,，,相应的集电极电流变化为,I,C,，,则,交流电流放大倍数,为：,1.,电流放大倍数,和,23,三、主要参数共射直流电流放大倍数：工作于动态的三极管，真正的,例：,U,CE,=6V,时,：,I,B,=40,A,I,C,=1.5 mA；,I,B,=60 A,I,C,=2.3 mA。,在以后的计算中，一般作近似处理：,=,24,例：UCE=6V时：IB=40 A,IC=1.5,2.,集-基极反向截止电流,I,CBO,A,I,CBO,I,CBO,是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。,25,2.集-基极反向截止电流ICBOAICBOICBO是集电结,B,E,C,N,N,P,I,CBO,I,CEO,=,I,BE,+,I,CBO,I,BE,I,BE,I,CBO,进入,N,区，形成,I,BE,。,根据放大关系，由于,I,BE,的存在，必有电流,I,BE,。,集电结反偏有,I,CBO,3,.,集-射极反向截止电流,I,CEO,I,CEO,受温度影响很大，当温度上升时，,I,CEO,增加很快，所以,I,C,也相应增加。,三极管的温度特性较差,。,26,BECNNPICBOICEO=IBE+ICBO IBE,4.集电极最大电流,I,CM,集电极电流,I,C,上升会导致三极管的,值的下降，当,值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为,I,CM,。,5.集-射极反向击穿电压,当集-射极之间的电压,U,CE,超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是,25,C,、,基极开路时的击穿电压,U,(BR)CEO,。,27,4.集电极最大电流ICM集电极电流IC上升会导致三极管的值,6.集电极最大允许功耗,P,CM,集电极电流,I,C,流过三极管，,所发出的焦耳,热为：,P,C,=,I,C,U,CE,必定导致结温,上升，所以,P,C,有限制。,P,C,P,CM,I,C,U,CE,I,C,U,CE,=,P,CM,I,CM,U,(BR)CEO,安全工作区,28,6.集电极最大允许功耗PCM 集电极电流IC PC=IC,三极管的识别方法,1、晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。,电话机中常用的PNP型三极管有：A92、9015等型号；NPN型三极管有：A42、9014、9018、9013、9012等型号。,2、晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，在常见电路中有三种接法。,29,三极管的识别方法1、晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，,