1、電子元器件之一電子元器件之一教學內容教學內容 1. 1.電阻器電阻器 2.2.電位器電位器 重點重點電路中所起作用電路中所起作用 容量識別容量識別參數(shù)檢測參數(shù)檢測常用元器件之一常用元器件之一l電阻器作用電阻器作用l電阻器種類電阻器種類l電阻器識別電阻器識別l電阻器檢測電阻器檢測 主要教學內容主要教學內容分流分流限流限流分壓分壓負載負載濾波濾波( (與電容器配合與電容器配合) ) 電阻器的作用電阻器的作用固定電阻固定電阻 R R可變電阻可變電阻 R R敏感電阻：是指對溫度、光、電壓、敏感電阻：是指對溫度、光、電壓、 外力、外力、 氣體濃度等反映敏感的電阻氣體濃度等反映敏感的電阻RTRTRURU電

2、阻器的種類電阻器的種類 固定電阻的種類固定電阻的種類 碳膜電阻碳膜電阻 RTRT 金屬電阻器金屬電阻器 RJ RJ 特點特點: :穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好, ,高頻特性好，高頻特性好， 價廉等價廉等, ,但精度較低。但精度較低。應用比較廣泛應用比較廣泛性能優(yōu)于碳膜電阻。性能優(yōu)于碳膜電阻。 片狀電阻片狀電阻主要用于主要用于SMTSMT技術中，它的優(yōu)點是體技術中，它的優(yōu)點是體積小，節(jié)約空間，例如：手機、積小，節(jié)約空間，例如：手機、MP3MP3等里面的用的都是片狀電阻。等里面的用的都是片狀電阻。 線繞電阻線繞電阻 RX RX 特點：功率大，熱穩(wěn)定性好，特點：功率大，熱穩(wěn)定性好， 耐高溫，溫度系數(shù)小，耐高溫，

3、溫度系數(shù)小， 精度高，但精度高，但高頻高頻特性差特性差, ,不能用于不能用于高頻電路高頻電路使用場合：低頻，標準電阻等。使用場合：低頻，標準電阻等。 固定電阻的種類固定電阻的種類 代表代表 4.7 4.7 代表代表 7.5k7.5k 數(shù)字法數(shù)字法4 4R7R77k57k5 直標法直標法用三位數(shù)字表示阻值，它主要用于片狀電阻中。用三位數(shù)字表示阻值，它主要用于片狀電阻中。2 22323代表阻值代表阻值2 22 21000=221000=2210103 3 =22k=22k電阻器的識別電阻器的識別 電阻器的識別電阻器的識別 四色環(huán)法四色環(huán)法R=10R=1010102 210% 10% 棕棕 黑黑 紅

4、紅 銀銀黑棕紅橙黃綠藍紫灰白黑棕紅橙黃綠藍紫灰白 金金 銀銀 無無 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5 10 201 234有效數(shù)字有效數(shù)字倍率倍率允許偏差允許偏差電阻器的識別電阻器的識別 五色環(huán)法五色環(huán)法 ( (第四、五位距離比較寬）第四、五位距離比較寬） 黃黃 紫紫 黑黑 黃黃 紅紅有效數(shù)字有效數(shù)字1 23 45倍率倍率允許偏差允許偏差R=470R=47010104 42% 2% 灰藍黑橙綠？灰藍黑橙綠？黑黑 0棕棕 1 1紅紅 2 2橙橙 3黃黃 4綠綠 5 0.5%藍藍 6 0.25%紫紫 7 0.1%灰灰 8 0.05%白白 9金金 0.1銀銀 0.01注意：注意：1 1）不

5、能用手同時）不能用手同時捏住捏住電阻引腳。電阻引腳。 用數(shù)字萬用表電阻擋進行測量用數(shù)字萬用表電阻擋進行測量數(shù)字萬用表在測電阻以前需進行一次零歐姆測試檢查：數(shù)字萬用表在測電阻以前需進行一次零歐姆測試檢查：將紅、黑表筆相互短接，表頭應顯示將紅、黑表筆相互短接，表頭應顯示“000000”；將紅、黑表筆開路，表頭應顯示將紅、黑表筆開路，表頭應顯示“1 1”（超量程指示）。（超量程指示）。 電阻器的檢測電阻器的檢測 2 2）不能不能在路在路檢測電阻。檢測電阻。3 3）數(shù)字萬用表）數(shù)字萬用表量程量程要要大于大于被測電阻阻值。被測電阻阻值。l電位器的作用電位器的作用l電位器的種類電位器的種類l電位器的檢測電

6、位器的檢測 主要教學內容主要教學內容 變阻器變阻器分壓器分壓器 1 13 3UiUiR RUoUo2 2結構原理如圖所示結構原理如圖所示R R1 13 32 2 接接1、2或或2、3兩端兩端 123415帶開關電位器帶開關電位器數(shù)字電位器數(shù)字電位器123123123 機械結構判斷機械結構判斷 注意：注意： 1 1）在量程正確情況下如出現(xiàn)）在量程正確情況下如出現(xiàn)“1 1”則內部則內部開開路路 2 2）如出現(xiàn)）如出現(xiàn)“000000”則內部則內部短路短路 3 3）如讀數(shù)時高時低，則內部損壞。）如讀數(shù)時高時低，則內部損壞。 測量電位器的標稱值測量電位器的標稱值 選擇合適量程，用數(shù)字萬用表檢測選擇合適量

7、程，用數(shù)字萬用表檢測電位器兩端阻值是否與標稱值相符。電位器兩端阻值是否與標稱值相符。 將數(shù)字表紅、黑表筆分別接中間端與電位器任何一端，將數(shù)字表紅、黑表筆分別接中間端與電位器任何一端，然后緩慢旋轉電位器旋柄，看讀數(shù)是否平穩(wěn)跳變。然后緩慢旋轉電位器旋柄，看讀數(shù)是否平穩(wěn)跳變。 表頭讀數(shù)應在表頭讀數(shù)應在0 0標稱值之間或標稱值標稱值之間或標稱值0 0之間變化之間變化 檢測阻值變化情況檢測阻值變化情況 標稱值讀取與電標稱值讀取與電阻類似阻類似電阻器電阻器 本課主要介紹了用色環(huán)法及數(shù)字表測量電阻本課主要介紹了用色環(huán)法及數(shù)字表測量電阻器阻值、電阻器種類及應用器阻值、電阻器種類及應用 課后請同學們掌握用色環(huán)法

8、判別測試板上電阻課后請同學們掌握用色環(huán)法判別測試板上電阻的阻值及允許的偏差。的阻值及允許的偏差。 希望同學們通過理論課的學習，在實習產(chǎn)品希望同學們通過理論課的學習，在實習產(chǎn)品的制作過程中，運用所學理論知識分析、排除所的制作過程中，運用所學理論知識分析、排除所遇到的故障。遇到的故障。中德實訓17電子元器件之二電子元器件之二中德實訓18教學內容教學內容 電容器識電容器識別與測試別與測試 重點重點電路中所起作用電路中所起作用 容量識別容量識別參數(shù)檢測參數(shù)檢測常用元器件之二常用元器件之二中德實訓19電路符號及特性電路符號及特性電容器的種類電容器的種類電容器的作用電容器的作用電容器的識別電容器的識別電容

9、器的檢測電容器的檢測 主要教學內容主要教學內容 中德實訓20 加在電容兩端的加在電容兩端的電壓電壓不能突變；不能突變； 電路符號：電路符號： C C電解電容、電解電容、鉭電容等鉭電容等 通高頻，阻低頻，對直流電流，相當于通高頻，阻低頻，對直流電流，相當于開路開路。能夠充放電；能夠充放電；CQU 主要參數(shù)：主要參數(shù)：容量、額定工作電壓容量、額定工作電壓特性：特性：dSC4電容容量電容容量中德實訓21注意：注意：使用時，電源的使用時，電源的正極正極接電解電容接電解電容的的正極正極，負極接電解電容的負極，負極接電解電容的負極。容量大，價格低但容量大，價格低但誤差誤差大，穩(wěn)定性差大，穩(wěn)定性差。一般用于

10、一般用于直流或低頻直流或低頻電路如電源濾波，耦合，旁路等。電路如電源濾波，耦合，旁路等。優(yōu)點：優(yōu)點： 體積小，穩(wěn)定性高，壽命長。體積小，穩(wěn)定性高，壽命長。一般用于要求較高的電路一般用于要求較高的電路定時、延時。定時、延時。 電解電容：有電解電容：有正正、負負極之分極之分鉭電解電容鉭電解電容鋁電解電容鋁電解電容 不能用于不能用于高頻電路。高頻電路。中德實訓22容量比較小容量比較小,適用于適用于超高頻信號超高頻信號的旁的旁路，耦合，濾波等。路，耦合，濾波等。 滌綸電容滌綸電容 瓷介電容器瓷介電容器 獨石電容器獨石電容器：具有耐高溫，體積小，電容：具有耐高溫，體積小，電容容量大，穩(wěn)定性好等優(yōu)點，廣泛

11、用于精密容量大，穩(wěn)定性好等優(yōu)點，廣泛用于精密儀器中儀器中高頻電路高頻電路作諧振，耦合，濾波，旁作諧振，耦合，濾波，旁路用。路用。 （無極性電容）（無極性電容）（無極性電容）（無極性電容）用于用于中低頻中低頻電路，如信號耦合，旁路，電路，如信號耦合，旁路，隔直等，隔直等，不宜在高頻電路中使用。不宜在高頻電路中使用。中德實訓23 根據(jù)電容在電路中的使用，有常見的五種功能根據(jù)電容在電路中的使用，有常見的五種功能 濾波濾波 C C1 1：電解電容：低頻濾波：電解電容：低頻濾波C C2 2：高頻信號濾波：高頻信號濾波u uc c中德實訓24 旁路作用旁路作用+Ec+EcR2R2R1R1R4R4C CNP

12、NNPN- -R3R3 交流耦合交流耦合（通交流隔直流）（通交流隔直流）中德實訓25 RCRC定時作用定時作用根據(jù)電容兩端的充電根據(jù)電容兩端的充電電壓可以控制后面的電壓可以控制后面的電路電路 )1 (RCtcceEU中德實訓26 低通濾波器低通濾波器fof0012fRCRLCRLC二階低通濾波器二階低通濾波器LCfo21中德實訓27 高通濾波器高通濾波器中德實訓28 數(shù)字法：適用于瓷介，滌綸電容數(shù)字法：適用于瓷介，滌綸電容例如：例如：224224表示電容容量為：表示電容容量為： 直標法：適用于電解電容直標法：適用于電解電容把容量、耐壓、精度直接標在電把容量、耐壓、精度直接標在電容體上容體上 2

13、05=205=？224=22224=2210104 4pF=220nF=0.22uFpF=220nF=0.22uF中德實訓29用數(shù)字用數(shù)字RLCRLC電橋可以直接測電容的容量電橋可以直接測電容的容量 被測量被測量 工作方式工作方式 頻率頻率 C C 并聯(lián)并聯(lián) 電解電容電解電容 100Hz100Hz 其他電容器其他電容器 10kHz10kHz電容容電容容量直讀量直讀RLCRLC電橋電橋表頭左表頭左邊讀數(shù)邊讀數(shù), ,注意單注意單位。位。 按按RLCRLC按鈕按鈕中德實訓30 本節(jié)課主要介紹了常見電容器的種類、應用及檢本節(jié)課主要介紹了常見電容器的種類、應用及檢測方法。測方法。 課后請同學們用課后請同

14、學們用RLCRLC電橋測量所提供電容的容量電橋測量所提供電容的容量小結小結 希望同學們通過理論課的學習，在實習產(chǎn)品的制希望同學們通過理論課的學習，在實習產(chǎn)品的制作過程中，運用所學理論知識分析、排除所遇到的作過程中，運用所學理論知識分析、排除所遇到的故障。故障。中德實訓31 220uF/50V 220uF/50V電解電容可以替代電解電容可以替代200uF/16V200uF/16V電解電容電解電容? ? 瓷片電容器能否用于低頻信號的耦合與濾波？瓷片電容器能否用于低頻信號的耦合與濾波？ 電解電容器能否用于高頻信號的耦合與濾波？電解電容器能否用于高頻信號的耦合與濾波？思考題思考題中德實訓32電子元器件

15、之三電子元器件之三中德實訓33電感的外形及電路符號電感的外形及電路符號電感的特性及作用電感的特性及作用電感器的檢測電感器的檢測 電感器電感器中德實訓34電感器電感器 電感器外形及種類電感器外形及種類中德實訓35空心電感器空心電感器磁芯電感器磁芯電感器可調電感器可調電感器 電感器電感器電感器的電感器的電感大小電感大小與線圈的結構有關與線圈的結構有關,線圈繞的線圈繞的匝匝數(shù)越多數(shù)越多,電感愈大電感愈大。在同樣匝數(shù)情況下，線圈增加。在同樣匝數(shù)情況下，線圈增加了了磁芯磁芯后，電感量后，電感量增大增大。中德實訓36流過電感器的電流不能突變流過電感器的電流不能突變通低頻信號，阻高頻信號通低頻信號，阻高頻信

16、號通直流信號，阻交流信號通直流信號，阻交流信號LfLXL 2電容兩端電壓不能突變電容兩端電壓不能突變 電感器電感器通交流信號，阻直流信號通交流信號，阻直流信號通高流信號，阻低流信號通高流信號，阻低流信號電感器主要用于電源濾波電路電感器主要用于電源濾波電路,與電容構成與電容構成LC諧振電路諧振電路當流過線圈的電流大小發(fā)生變化時，線圈會產(chǎn)生一個當流過線圈的電流大小發(fā)生變化時，線圈會產(chǎn)生一個感應電動勢來維持原電流的大小不變。感應電動勢來維持原電流的大小不變。中德實訓37 與與C C形成并聯(lián)諧振電路形成并聯(lián)諧振電路dCLf421UdUd Cd f Cd f 電感器電感器中德實訓38 高頻扼流：高頻扼流

17、：L L2 2、L L1 1，阻高頻，通低頻，阻高頻，通低頻L2：磁環(huán)電感，測量時：磁環(huán)電感，測量時 L1：色環(huán)電感：色環(huán)電感電感量不能太小電感量不能太小 電感器電感器電感器作用電感器作用中德實訓39 濾波濾波 與與C C形成高通濾波器形成高通濾波器76MHz76MHzfA 電感器電感器電感器作用電感器作用中德實訓40 與與C C形成二階低通濾波器形成二階低通濾波器11)()(2SRLLCSsiusouLCfo21f fo o幅頻特性幅頻特性 電感器電感器電感器作用電感器作用中德實訓41用用RLCRLC直流測試電橋直接測量電感器的電感量直流測試電橋直接測量電感器的電感量 被測量被測量 工作方式

18、工作方式 頻率頻率 L (L (按按LCR) LCR) 串聯(lián)串聯(lián) 10kHz10kHzRLCRLC電橋調零電橋調零開路開路 清零清零 表頭顯示表頭顯示SHSH( (右邊表右邊表) )短路短路 清零清零 表頭顯示表頭顯示OPOP開路開路 清零清零開始測量開始測量 電感容量直讀電感容量直讀RLCRLC電橋左邊表頭電橋左邊表頭讀數(shù)讀數(shù), ,注意單位。注意單位。電感器電感器中德實訓42 電感器電感器 本節(jié)課主要介紹了常見電感器的種類、應用及檢本節(jié)課主要介紹了常見電感器的種類、應用及檢測方法。測方法。 課后請同學們用課后請同學們用RLCRLC電橋測量所提供電感的容量電橋測量所提供電感的容量(1-43)l

19、電子技電子技術術l 第一章 l半導體器件l模擬電路部分模擬電路部分(1-44)l第一章第一章 半導體器件半導體器件l 1.1 半導體的基本知識半導體的基本知識l 1.2 PN 結及半導體二極管結及半導體二極管l 1.3 特殊二極管特殊二極管l 1.4 半導體三極管半導體三極管l 1.5 場效應晶體管場效應晶體管(1-45)l1.1 半導體的基本知半導體的基本知識識l1.1.1 導體、半導體和絕緣體導體、半導體和絕緣體l導體：導體：自然界中很容易導電的物質稱為自然界中很容易導電的物質稱為導體導體，金屬一般都是導體。金屬一般都是導體。l絕緣體：絕緣體：有的物質幾乎不導電，稱為有的物質幾乎不導電，稱

20、為絕緣絕緣體體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。l半導體：半導體：另有一類物質的導電特性處于導另有一類物質的導電特性處于導體和絕緣體之間，稱為體和絕緣體之間，稱為半導體半導體，如鍺、硅、，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。(1-46)l半導體半導體的導電機理不同于其它物質，所以它具的導電機理不同于其它物質，所以它具有不同于其它物質的特點。例如：有不同于其它物質的特點。例如： 當受外界熱和光的作用時，它的導電能當受外界熱和光的作用時，它的導電能 l 力明顯變化。力明顯變化。 往純凈的半導體中摻入某些雜質，會使往純凈的半導體中摻入某些雜質，

21、會使l 它的導電能力明顯改變。它的導電能力明顯改變。(1-47)l1.1.2 本征半導體本征半導體l一、本征半導體的結構特點一、本征半導體的結構特點lGelSil通過一定的工藝過程，可以將半導體制成通過一定的工藝過程，可以將半導體制成晶體晶體。l現(xiàn)代電子學中，用的最多的半導體是硅和鍺，它們現(xiàn)代電子學中，用的最多的半導體是硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。的最外層電子（價電子）都是四個。(1-48)l本征半導體：本征半導體：完全純凈的、結構完整的半導體晶體。完全純凈的、結構完整的半導體晶體。l在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣，每個原子都處

22、在正四面體的中心，晶體點陣，每個原子都處在正四面體的中心，而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子與其相臨的原子之間形成與其相臨的原子之間形成共價鍵共價鍵，共用一對價，共用一對價電子。電子。l硅和鍺的硅和鍺的晶體結構：晶體結構：(1-49)l硅和鍺的共價鍵結構硅和鍺的共價鍵結構l共價鍵共價鍵共共l用電子用電子對對l+4l+4l+4l+4l+4+4表示表示除去價電除去價電子后的原子后的原子子(1-50)l共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為為束縛電子束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為，常溫下束縛電子

23、很難脫離共價鍵成為自由電子自由電子，因此本征半導體中的自由電子很少，所，因此本征半導體中的自由電子很少，所以本征半導體的導電能力很弱。以本征半導體的導電能力很弱。l形成共價鍵后，每個原子的最外層電子形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是八個，構成穩(wěn)定結構。是八個，構成穩(wěn)定結構。l共價鍵有很強的結合力，使原子共價鍵有很強的結合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。規(guī)則排列，形成晶體。l+4l+4l+4l+4(1-51)l二、本征半導體的導電機理二、本征半導體的導電機理l在絕對在絕對0度度（T=0K）和沒有外界激發(fā)時和沒有外界激發(fā)時, ,價價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導體中沒有電子完全被共價鍵束縛著，本

24、征半導體中沒有可以運動的帶電粒子（即可以運動的帶電粒子（即載流子載流子），它的導電），它的導電能力為能力為 0，相當于絕緣體。，相當于絕緣體。l在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價電子獲在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為自由自由電子電子，同時共價鍵上留下一個空位，稱為，同時共價鍵上留下一個空位，稱為空穴空穴。l1.1.載流子、自由電子和空穴載流子、自由電子和空穴(1-52)l+4l+4l+4l+4l自由電子自由電子l空穴空穴l束縛電子束縛電子(1-53)l2.本征半導體的導電機理本征半導體的導電機理l+4l+4l+4l+4l在

25、其它力的作用下，在其它力的作用下，空穴吸引附近的電子空穴吸引附近的電子來填補，這樣的結果來填補，這樣的結果相當于空穴的遷移，相當于空穴的遷移，而空穴的遷移相當于而空穴的遷移相當于正電荷的移動，因此正電荷的移動，因此可以認為空穴是載流可以認為空穴是載流子。子。l本征半導體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即本征半導體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子自由電子和和空穴空穴。(1-54)l溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導體的導電能力越強，溫度是影響半導體半導體的導電能力越強，溫度是影響半導體性能的一個重要的外部因素，這是半導體的性能的一個重要的外部因素，這是

26、半導體的一大特點。一大特點。l本征半導體的導電能力取決于載流子的濃度。本征半導體的導電能力取決于載流子的濃度。l本征半導體中電流由兩部分組成：本征半導體中電流由兩部分組成：l 1. 自由電子移動產(chǎn)生的電流。自由電子移動產(chǎn)生的電流。l 2. 空穴移動產(chǎn)生的電流。空穴移動產(chǎn)生的電流。(1-55)l1.1.3 雜質半導體雜質半導體l在本征半導體中摻入某些微量的雜質，就會在本征半導體中摻入某些微量的雜質，就會使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導體的某種載流子濃度大大增加。雜半導體的某種載流子濃度大大增加。lP 型半導體：型半導體：空穴濃度大大增加的

27、雜空穴濃度大大增加的雜質半導體，也稱為（空穴半導體）。質半導體，也稱為（空穴半導體）。lN 型半導體：型半導體：自由電子濃度大大增加自由電子濃度大大增加的雜質半導體，也稱為（電子半導的雜質半導體，也稱為（電子半導體）。體）。(1-56)l一、一、N 型半導體型半導體l在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷（或銻），晶體點陣中的某些半導體原子被（或銻），晶體點陣中的某些半導體原子被雜質取代，磷原子的最外層有五個價電子，雜質取代，磷原子的最外層有五個價電子，其中四個與相鄰的半導體原子形成共價鍵，其中四個與相鄰的半導體原子形成共價鍵，必定多出一個電子，這個電子幾乎不受束

28、縛，必定多出一個電子，這個電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動的帶正電的離子。每個磷原就成了不能移動的帶正電的離子。每個磷原子給出一個電子，稱為子給出一個電子，稱為施主原子施主原子。(1-57)l+4l+4l+5l+4l多余多余l(xiāng)電子電子l磷原子磷原子lN 型半導體型半導體中的載流子是中的載流子是什么？什么？l1 1、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。l2 2、本征半導體中成對產(chǎn)生的電子和空穴。、本征半導體中成對產(chǎn)生的電子和空穴。l摻雜濃度遠大于本征半導體中載流子濃度，所

29、以，摻雜濃度遠大于本征半導體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠大于空穴濃度。自由電子稱為自由電子濃度遠大于空穴濃度。自由電子稱為多數(shù)載多數(shù)載流子流子（多子多子），空穴稱為），空穴稱為少數(shù)載流子少數(shù)載流子（少子少子）。）。(1-58)l二、二、P 型半導體型半導體l在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如硼在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如硼（或銦），晶體點陣中的某些半導體原子被雜質（或銦），晶體點陣中的某些半導體原子被雜質取代，硼原子的最外層有三個價電子，與相鄰的取代，硼原子的最外層有三個價電子，與相鄰的l半導體原子形成共價鍵時，半導體原子形成共價鍵時，產(chǎn)生一個空穴。這個空穴產(chǎn)生一個空穴。這個空

30、穴可能吸引束縛電子來填補，可能吸引束縛電子來填補，使得硼原子成為不能移動使得硼原子成為不能移動的帶負電的離子。由于硼的帶負電的離子。由于硼原子接受電子，所以稱為原子接受電子，所以稱為受主原子受主原子。l+4l+4l+3l+4l空穴空穴l硼原子硼原子lP 型半導體中空穴是多子，電子是少子型半導體中空穴是多子，電子是少子。(1-59)l三、雜質半導體的示意表示法三、雜質半導體的示意表示法lllllllllllllllllllllllllP 型半導體型半導體l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+lN 型半導體型半導體l雜質雜質型半導體多子和少

31、子的移動都能形成電流。型半導體多子和少子的移動都能形成電流。但由于數(shù)量的關系，起導電作用的主要是多子但由于數(shù)量的關系，起導電作用的主要是多子。近似認為多子與雜質濃度相等。近似認為多子與雜質濃度相等。(1-60)l1.2 PN結及半導體二極管結及半導體二極管l2.1.1 PN 結的形結的形成成l在同一片半導體基片上，分別制造在同一片半導體基片上，分別制造P 型半導型半導體和體和N 型半導體，經(jīng)過載流子的擴散，在它們的型半導體，經(jīng)過載流子的擴散，在它們的交界面處就形成了交界面處就形成了PN 結。結。(1-61)lP型半導體型半導體lllllllllllllllllllllllllN型半導體型半導體

32、l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l擴散運動擴散運動l內電場內電場El漂移運動漂移運動l擴散的結果是使空間擴散的結果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。電荷區(qū)越寬。l內電場越強，就使漂移內電場越強，就使漂移運動越強，而漂移使空運動越強，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。間電荷區(qū)變薄。l空間電荷區(qū)，空間電荷區(qū)，l也稱耗盡層。也稱耗盡層。(1-62)l漂移運動漂移運動lP型半導型半導體體lllllllllllllllllllllllllN型半導體型半導體l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l

33、+l+l+l+l+l+l+l擴散運動擴散運動l內電場內電場El所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達到平衡，所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達到平衡，相當于兩個區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚相當于兩個區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。度固定不變。(1-63)lllllllllllllllllllllllll+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l+l空間空間電荷電荷區(qū)區(qū)lN型區(qū)型區(qū)lP型區(qū)型區(qū)l電位電位VlV0(1-64)l1 1、空間電荷區(qū)中沒有載流子。、空間電荷區(qū)中沒有載流子。l2 2、空間電荷區(qū)中內電場阻礙、空間電荷區(qū)中

34、內電場阻礙P P中的空穴、中的空穴、N區(qū)區(qū) 中的電子（中的電子（都是多子都是多子）向對方運動）向對方運動（擴散運動擴散運動）。）。l3 3、P 區(qū)中的電子和區(qū)中的電子和 N區(qū)中的空穴（區(qū)中的空穴（都是都是少少），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。很小。l注意注意: :(1-65)l2.1.2 PN結的單向導電性結的單向導電性l PN 結結加上正向電壓加上正向電壓、正向偏置正向偏置的意思都是：的意思都是： P 區(qū)加正、區(qū)加正、N 區(qū)加負電壓。區(qū)加負電壓。l PN 結結加上反向電壓加上反向電壓、反向偏置反向偏置的意思都是：的意思都是： P區(qū)加負、區(qū)加負、N 區(qū)加

35、正電壓。區(qū)加正電壓。(1-66)lllll+l+l+l+lRlEl一、一、PN 結正向偏結正向偏置置l內電內電場場l外電外電場場l變變薄薄lPlNl+l_l內電場被削弱，多子內電場被削弱，多子的擴散加強能夠形成的擴散加強能夠形成較大的擴散電流。較大的擴散電流。(1-67)l二、二、PN 結反向偏結反向偏置置lllll+l+l+l+l內電內電場場l外電外電場場l變厚變厚lNlPl+l_l內電場被被加強，多內電場被被加強，多子的擴散受抑制。少子子的擴散受抑制。少子漂移加強，但少子數(shù)量漂移加強，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的有限，只能形成較小的反向電流。反向電流。lRlE(1-68)l2.1.3 半

36、導體二極管半導體二極管l一、基本結一、基本結構構lPN 結加上管殼和引線，就成為半導體二極管。結加上管殼和引線，就成為半導體二極管。l引引線線l外殼線外殼線l觸絲觸絲線線l基基片片l點接觸型點接觸型lPN結結l面接觸型面接觸型lPlNl二極管的電路符號：二極管的電路符號：(1-69)l 二、伏安特性二、伏安特性lUlIl死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅管硅管0.6V,鍺管鍺管0.2V。l導通壓降導通壓降: : 硅管硅管0.60.7V,鍺管鍺管0.20.3V。l反向擊反向擊穿電壓穿電壓UBR(1-70)l三、主要參數(shù)三、主要參數(shù)l1. 最大整流電流最大整流電流 IOMl二極管長期使用時，允許流過二極管的最二

37、極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。大正向平均電流。l2. 反向擊穿電壓反向擊穿電壓UBRl二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚電流劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓電壓UWRM一般是一般是UBR的一半。的一半。(1-71)l3. 反向電流反向電流 IRl指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向導電性流。反向電流大，說明管子的單向導電性差，因此反向電流越小越好。反向電

38、流受差，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。硅管大幾十到幾百倍。l以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應用是以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應用是主要利用它的單向導電性，主要應用于整流、限幅、主要利用它的單向導電性，主要應用于整流、限幅、保護等等。下面介紹兩個交流參數(shù)。保護等等。下面介紹兩個交流參數(shù)。(1-72)l4. 微變電阻微變電阻 rDliDluDlIDlUDlQl iDl uDlrD 是二極管特性曲線上是二極管特性曲線上工作點工

39、作點Q 附近電壓的變化附近電壓的變化與電流的變化之比：與電流的變化之比：DDDiurl顯然，顯然，rD是對是對Q附近的微附近的微小變化區(qū)域內的電阻。小變化區(qū)域內的電阻。(1-73)l5. 二極管的極間電容二極管的極間電容l二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組成：成：勢壘電容勢壘電容CB和和擴散電容擴散電容CD。l勢壘電容：勢壘電容：勢壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當電壓變化勢壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當電壓變化時，就會引起積累在勢壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表時，就會引起積累在勢壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現(xiàn)出的電容是現(xiàn)出的電容是勢壘電容勢壘電容。l擴

40、散電容：擴散電容：為了形成正向電流為了形成正向電流（擴散電流），注入（擴散電流），注入P 區(qū)的少子區(qū)的少子（電子）在（電子）在P 區(qū)有濃度差，越靠區(qū)有濃度差，越靠近近PN結濃度越大，即在結濃度越大，即在P 區(qū)有電區(qū)有電子的積累。同理，在子的積累。同理，在N區(qū)有空穴的區(qū)有空穴的積累。正向電流大，積累的電荷積累。正向電流大，積累的電荷多。多。這樣所產(chǎn)生的電容就是擴散這樣所產(chǎn)生的電容就是擴散電容電容CD。lPl+l-lN(1-74)lCB在正向和反向偏置時均不能忽略。而反向偏在正向和反向偏置時均不能忽略。而反向偏置時，由于載流子數(shù)目很少，擴散電容可忽略。置時，由于載流子數(shù)目很少，擴散電容可忽略。lP

41、N結高頻小信號時的等效電路：結高頻小信號時的等效電路：l勢壘電容和擴散勢壘電容和擴散電容的綜合效應電容的綜合效應lrd(1-75)l二極管：二極管：死區(qū)電壓死區(qū)電壓=0 .5V，正向壓降，正向壓降 0.7V(硅二極管硅二極管) 理想二極管：理想二極管：死區(qū)電壓死區(qū)電壓=0 ，正向壓降，正向壓降=0 lRLluiluoluiluoltltl二極管的應用舉例二極管的應用舉例1：二極管半波整流二極管半波整流(1-76)l二極管的應用舉例二極管的應用舉例2：ltltltluiluRluolRlRLluiluRluo(1-77)l1.3 特殊二極管特殊二極管l1.3.1 穩(wěn)壓二極穩(wěn)壓二極管管lUlIlI

42、ZlIZmaxl UZl IZl穩(wěn)穩(wěn)壓誤壓誤差差l曲線越曲線越陡，電壓陡，電壓越穩(wěn)定。越穩(wěn)定。l+l-lUZl動態(tài)電阻：動態(tài)電阻：ZZIUZrlrz越小，越小，穩(wěn)壓性能越穩(wěn)壓性能越好。好。(1-78)l（4）穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。l（5）最大允許功耗）最大允許功耗maxZZZMIUPl穩(wěn)壓二極管的參數(shù)穩(wěn)壓二極管的參數(shù):l（1）穩(wěn)定電壓）穩(wěn)定電壓 UZl（2）電壓溫度系數(shù)）電壓溫度系數(shù) U（%/）l 穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。l（3）動態(tài)電阻）動態(tài)電阻ZZIUZr(1-79)l穩(wěn)壓二極管的應用舉例穩(wěn)壓二

43、極管的應用舉例luoliZlDZlRliLliluilRL5mA 20mA, V,10minmaxzzzWIIUl穩(wěn)壓管的技術參數(shù)穩(wěn)壓管的技術參數(shù):k10LRl負載電阻負載電阻 。l要求要求當輸入電壓由正常值發(fā)當輸入電壓由正常值發(fā)生生 20%波動時，負載電壓基本不變。波動時，負載電壓基本不變。l解：令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓管解：令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓管的電流為的電流為Izmax 。l求：求：電阻電阻R和輸入電壓和輸入電壓 ui 的正常值。的正常值。mA25maxLZWzRUIi102521RUiRu.zWil方程方程1(1-80)l令輸入電壓降到下限令輸入電壓降到下限時，流過穩(wěn)壓

44、管的電時，流過穩(wěn)壓管的電流為流為Izmin 。mA10minLZWzRUIi101080RUiRu.zWil方程方程2luoliZlDZlRliLliluilRLl聯(lián)立方程聯(lián)立方程1、2，可解得：，可解得：k50V7518.R,.ui(1-81)l1.3.2 光電二極管光電二極管l反向電流隨光照強度的增加而上升。反向電流隨光照強度的增加而上升。lIlUl照度增加照度增加(1-82)l1.3.3 發(fā)光二極管發(fā)光二極管l有正向電流流過有正向電流流過時，發(fā)出一定波長時，發(fā)出一定波長范圍的光，目前的范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段的紅外到可見波段的光，它的電特性與光，它的

45、電特性與一般二極管類似。一般二極管類似。(1-83)l1.4 半導體三極管半導體三極管l1.4.1 基本結構基本結構lBlElClNlNlPl基極基極l發(fā)射極發(fā)射極l集電極集電極lNPN型型lPlNlPl集電極集電極l基極基極l發(fā)射極發(fā)射極lBlClElPNP型型(1-84)lBlElClNlNlPl基極基極l發(fā)射極發(fā)射極l集電極集電極l基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄，摻雜濃度低摻雜濃度低l集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大l發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻l雜濃度較高雜濃度較高(1-85)lBlElClNlNlPl基極基極l發(fā)射極發(fā)射極l集電極集電極l發(fā)射結發(fā)射結l集電結集電結(1-86)l1.4.2 電流放大原

46、理電流放大原理lBlElClNlNlPlEBlRBlEClIEl基區(qū)空基區(qū)空穴向發(fā)射穴向發(fā)射區(qū)的擴散區(qū)的擴散可忽略。可忽略。lIBEl進入進入P區(qū)的電子區(qū)的電子少部分與基區(qū)的少部分與基區(qū)的空穴復合，形成空穴復合，形成電流電流IBE ，多數(shù)，多數(shù)擴散到集電結。擴散到集電結。l發(fā)射結發(fā)射結正偏，發(fā)正偏，發(fā)射區(qū)電子射區(qū)電子不斷向基不斷向基區(qū)擴散，區(qū)擴散，形成發(fā)射形成發(fā)射極電流極電流IE。(1-87)lBlElClNlNlPlEBlRBlEClIEl集電結反偏，集電結反偏，有少子形成的有少子形成的反向電流反向電流ICBO。lICBOlIC=ICE+ICBO ICElIBElICEl從基區(qū)擴從基區(qū)擴散來

47、的電散來的電子作為集子作為集電結的少電結的少子，漂移子，漂移進入集電進入集電結而被收結而被收集，形成集，形成ICE。(1-88)lIB=IBE-ICBO IBElIBlBlElClNlNlPlEBlRBlEClIElICBOlICElIC=ICE+ICBO ICElIBE(1-89)lICE與與IBE之比稱為電流放大倍數(shù)之比稱為電流放大倍數(shù)l要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結正要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結正偏，集電結反偏。偏，集電結反偏。BCCBOBCBOCBECEIIIIIIII(1-90)lBlElClIBlIElIClNPN型三極管型三極管lBlElClIBlIElIClPNP型三

48、極管型三極管(1-91)l1.4.3 特性曲線特性曲線lIClmAl AlVlVlUCElUBElRBlIBlEClEBl 實驗線路實驗線路(1-92)l一、一、輸入特性輸入特性lUCE 1VlIB( A)lUBE(V)l20l40l60l80l0.4l0.8l工作壓降：工作壓降： 硅硅管管UBE 0.60.7V,鍺管鍺管UBE 0.20.3V。lUCE=0VlUCE =0.5Vl 死區(qū)電死區(qū)電壓，硅管壓，硅管0.5V，鍺，鍺管管0.2V。(1-93)l二、二、輸出特性輸出特性lIC(mA )l1l2l3l4lUCE(V)l3l6l9l12lIB=0l20 Al40 Al60 Al80 Al1

49、00 Al此區(qū)域此區(qū)域滿足滿足IC= IB稱稱為線性區(qū)為線性區(qū)（放大（放大區(qū)）。區(qū)）。l當當UCE大于大于一定的數(shù)值時，一定的數(shù)值時，IC只與只與IB有關，有關，IC= IB。(1-94)lIC(mA )l1l2l3l4lUCE(V)l3l6l9l12lIB=0l20 Al40 Al60 Al80 Al100 Al此區(qū)域中此區(qū)域中UCE UBE,集電結正集電結正偏，偏， IBIC，UCE 0.3V稱為飽稱為飽和區(qū)。和區(qū)。(1-95)lIC(mA )l1l2l3l4lUCE(V)l3l6l9l12lIB=0l20 Al40 Al60 Al80 Al100 Al此區(qū)域中此區(qū)域中 : IB=0,IC

50、=ICEO,UBEIC，UCE 0.3V l(3) 截止區(qū)：截止區(qū)： UBE 死區(qū)電壓，死區(qū)電壓， IB=0 ， IC=ICEO 0 (1-97)l例：例： =50， USC =12V，l RB =70k ， RC =6k l 當當USB = -2V，2V，5V時，時，l晶體管的靜態(tài)工作點晶體管的靜態(tài)工作點Q位位l于哪個區(qū)？于哪個區(qū)？l當當USB =-2V時：時：lIClUCElIBlUSClRBlUSBlClBlElRClUBEmA2612maxCSCCRUIlIB=0 ， IC=0lIC最大飽和電流：最大飽和電流：lQ位于截止區(qū)位于截止區(qū) (1-98)l例：例： =50， USC =12V

51、，l RB =70k ， RC =6k l 當當USB = -2V，2V，5V時，時，l晶體管的靜態(tài)工作點晶體管的靜態(tài)工作點Q位位l于哪個區(qū)？于哪個區(qū)？lIC Icmax(=2 mA)， Q位于飽和區(qū)。位于飽和區(qū)。(實際上，此時實際上，此時IC和和IB 已不是已不是 的關系）的關系）mA061070705.RUUIBBESBB5mA03mA061050.IIBC(1-100)l三、主要參數(shù)三、主要參數(shù)l前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點，稱為共射接法，相應地還有共基、共公共點，稱為共射接法，相應地還有共基、共集接法。集接法。l共射共射直流電流

52、放大倍數(shù)直流電流放大倍數(shù)：BCII_l工作于動態(tài)的三極管，真正的信號是疊加在工作于動態(tài)的三極管，真正的信號是疊加在直流上的交流信號。基極電流的變化量為直流上的交流信號。基極電流的變化量為 IB，相應的集電極電流變化為相應的集電極電流變化為 IC，則，則交流電流放交流電流放大倍數(shù)大倍數(shù)為：為：BIICl1. 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)和和 _(1-101)l例：例：UCE=6V時時：IB = 40 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。5 .3704. 05 . 1_BCII4004. 006. 05 . 13 . 2BCIIl在以后的計算中，一般作近似處理：在

53、以后的計算中，一般作近似處理： =(1-102)l2.集集- -基極反向截止電流基極反向截止電流ICBOl AlICBOlICBO是集是集電結反偏電結反偏由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向電的反向電流，受溫流，受溫度的變化度的變化影響。影響。(1-103)lBlElClNlNlPlICBOlICEO= IBE+ICBO lIBEl IBElICBO進入進入N區(qū)，形區(qū)，形成成IBE。l根據(jù)放大關根據(jù)放大關系，由于系，由于IBE的存在，必有的存在，必有電流電流 IBE。l集電結集電結反偏有反偏有ICBOl3. 集集- -射極反向截止電流射極反向截止電流ICEOlICEO受溫度影響受溫度影響很大

54、，當溫度上很大，當溫度上升時，升時，ICEO增加增加很快，所以很快，所以IC也也相應增加。相應增加。三極三極管的溫度特性較管的溫度特性較差差。(1-104)l4.集電極最大電流集電極最大電流ICMl集電極電流集電極電流IC上升會導致三極管的上升會導致三極管的 值的下值的下降，當降，當 值下降到正常值的三分之二時的集電值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為極電流即為ICM。l5.集集-射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓l當集當集-射極之間的電壓射極之間的電壓UCE超過一定的數(shù)值超過一定的數(shù)值時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數(shù)值是時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數(shù)值是25 C、基極開路時的擊

55、穿電壓基極開路時的擊穿電壓U(BR)CEO。(1-105)l6. 集電極最大允許功耗集電極最大允許功耗PCM 集電極電流集電極電流IC l 流過三極管，流過三極管，l 所發(fā)出的焦耳所發(fā)出的焦耳l 熱為：熱為：lPC =ICUCE 必定導致結溫必定導致結溫l 上升，所以上升，所以PCl 有限制。有限制。lPC PCMlIClUCElICUCE=PCMlICMlU(BR)CEOl安全工作區(qū)安全工作區(qū)(1-106)l1.5 場效應晶體場效應晶體管管l場效應管與雙極型晶體管不同，它是多子場效應管與雙極型晶體管不同，它是多子導電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好。導電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好。l結型場效應管結

56、型場效應管JFETl絕緣柵型場效應管絕緣柵型場效應管MOSl場效應管有兩種場效應管有兩種:(1-107)lNl基底基底 ：N型半導體型半導體lPlPl兩邊是兩邊是P區(qū)區(qū)lG(柵柵極極)lS源極源極lD漏極漏極l一、結構一、結構l1.5.1 結型場效應管結型場效應管:l導電溝道導電溝道(1-108)lNlPlPlG(柵極柵極)lS源極源極lD漏極漏極lN溝道結型場效應管溝道結型場效應管lDlGlSlDlGlS(1-109)lPlNlNlG(柵極柵極)lS源極源極lD漏極漏極lP溝道結型場效應管溝道結型場效應管lDlGlSlDlGlS(1-110)l二、工作原理（以二、工作原理（以P溝道為例）溝道

57、為例）lUDS=0V時時lPlGlSlDlUDSlUGSlNlNlNlNlIDlPN結反偏，結反偏，UGS越大則耗盡越大則耗盡區(qū)越寬，導電溝區(qū)越寬，導電溝道越窄。道越窄。(1-111)lPlGlSlDlUDSlUGSlNlNlIDlUDS=0V時時lNlNlUGS越大耗盡區(qū)越寬，越大耗盡區(qū)越寬，溝道越窄，電阻越大。溝道越窄，電阻越大。l但當?shù)擴GS較小時，耗較小時，耗盡區(qū)寬度有限，存在盡區(qū)寬度有限，存在導電溝道。導電溝道。DS間相當間相當于線性電阻。于線性電阻。(1-112)lPlGlSlDlUDSlUGSlNlNlUDS=0時時lUGS達到一定值時達到一定值時（夾斷電壓夾斷電壓VP）,耗耗盡區(qū)碰到一起，盡區(qū)碰到一起，DS間被夾斷，間被夾斷，這時，即這時，即使使UDS 0V，漏極電漏極電流流ID=0A。lID(1-113)lPlGlSlDlUDSlUGSlUGS0、UGDVP時時耗盡區(qū)的形狀耗盡區(qū)的形狀lNlNl越靠近漏端，越靠近漏端，PN結反壓越大結反壓越大lID