1、電子技術電子技術 潞礦二中 劉兆鵬什么是電子技術？n電子技術是根據電子學的原理，運用電電子技術是根據電子學的原理，運用電子器件設計和制造某種特定功能的電路子器件設計和制造某種特定功能的電路以解決實際問題的科學，包括信息電子以解決實際問題的科學，包括信息電子技術和技術和電力電子技術電力電子技術兩大分支。信息電兩大分支。信息電子技術包括子技術包括 Analog (模擬模擬) 電子技術和電子技術和 Digital (數字數字) 電子技術。電子技術是電子技術。電子技術是對電子信號進行處理的技術，處理的方對電子信號進行處理的技術，處理的方式主要有：信號的發生、放大、濾波、式主要有：信號的發生、放大、濾波

2、、轉換。轉換。電子技術基礎n常用半導體二極管和三極管n基本放大電路n直流穩壓電源n集成運算放大器n晶閘管整流電路n集成邏輯門電路n集成觸發器二極管二極管 晶體二極管也稱半導體二極管，它是在PN結上加相應的接觸電極、引線和管殼封裝而成的。電路符號如下：陽極 陰極二極管的分類n按使用的材料分：鍺、硅n按用途分：普通、整流、檢波、穩壓等n按結構不同分：點接觸型、面接觸型和平面型。n點接觸型二極管：適用于工作電流小、工作頻率較高的場合。n面接觸型二極管：適用于工作電流較大、工作頻率較低的場合。n平面型二極管：適用與工作電流大、功率大、工作頻率低的場合。二極管的伏安特性n二極管由一個PN結構成，主要特性

3、就是PN結的單向導電性，通常用它的伏安特性來表示。n二極管的伏安特性：I、U的關系曲線。 1、正向特性 2、反向特性 -60 -40 -20 0.4 0.8 U /V 40 30 20 10 I /mA 0 正向特性 反向特性 死區電壓 特性曲線特性曲線n 二極管外加正向電壓較小時，外電場不足以克服內電場對多子擴散的阻力，PN結仍處于截止狀態 。正向電壓大于死區電壓后，正向電流 隨著正向電壓增大迅速上升。通常死區電壓硅管約為0.5V，鍺管約為0.2V。 導通電壓: 導通后二極管的正向壓降變化不大，硅管約為0.60.8V（一般取0.7v），鍺管約為0.10.3V（一般取0.2v）。溫度上升，死區

4、電壓和正向壓降均相應降低。 正向特性反向特性 外加反向電壓時， PN結處于截止狀態，反向電流很小；反向電流有兩個特點：一是隨溫度上升增長很快；二是反向電壓在一定范圍內，反向電流基本維持一定大小，與反向電壓的數值幾乎無關，因此稱其為反向飽和電流。n反向電壓增加到一定數值之后時，反向電流會突然增加，二極管失去單向導電性，這種現象稱為擊穿，產生擊穿時的電壓叫做反向擊穿電壓。二極管的參數n二極管的特性除用伏安特性曲線表示外，還可以用一些數據來說明，這些數據就是二極管的參數，在工程上必須根據二極管的參數，合理的選擇和使用管子，才能充分發揮每個管子的作用。二極管的參數n最大整流電流IDM：二極管長期工作時

5、，允許通過的最大正向平均電流。n最高反向電壓URM：是保證二極管不被擊穿而給出的最高反向工作電壓，通常是反向擊穿電壓的1/2或2/3。n最大反向電流IRM：二極管加最大反向電壓時反向電流值。反向電流大，說明管子得到單向導電性能差，且受溫度的影響大。補充n二極管的單向導電性是什么？nPN是如何實現單向導電性的？(了解)n二極管兩端加正向電壓處于低阻導通狀態，可近似為導線；加反向電壓時反向電流很小，處于高阻截止狀態，可近似為開路。二極管的單向導電性PN結是如何實現單向導電性的?空空間間電電荷荷區區變變窄窄 R 內內電電場場 外外電電場場 P N I正正向向 US E R 內電場 外電場 空間電荷區

6、變寬 P N IR 穩壓管n穩壓管實質上也是一個半導體二極管，因為具有穩壓作用，稱為穩壓管。n電路符號如下:陽極 陰極穩壓管特性曲線I/mA40302010-5-10-15-20 （A）正向0 0.4 0.812 8 4反向UZIZU/V反向特性n當反向電壓加到某一數值時，反向電流劇增，管子進入反向擊穿區。圖中UZ穩壓管的穩定電壓值。n由圖可見，穩壓管特性和普通二極管類似，但其反向擊穿是可逆的，不會發生“熱擊穿”，而且其反向擊穿后的特性曲線比較陡直，即反向電壓基本不隨反向電流變化而變化，這就是穩壓二極管的穩壓特性。穩壓二極管主要參數n穩定電壓UZ：是指在穩壓管反向工作電流IZ下，所對應的反向工

7、作電壓。n動態電阻rZ:是指穩壓管在正常工作范圍內，管子兩端電壓UZ變化量與電流變化量 IZ的比值。動態電阻越小，反映穩壓管的擊穿特性越陡。（越小越好）n最大穩定工作電流IZmax和最小穩定工作電流IZmin，這是穩壓管正常工作時的電流范圍。使用穩壓管注意以下三點：n1、工程上使用的穩壓二極管無一例外都是硅管。n2、連接電路時應使穩壓管承受反向電壓。n3、穩壓管需串如一只電阻，該電阻的作用是：一是起限流作用，以保護穩壓管；其次，當輸入電壓或負載電流變化時，通過該電阻上壓降的變化，取出誤差信號，以調節穩壓管的工作電流，從而起到穩壓作用。三極管n半導體三極管又稱晶體管，是最 重要的一種半導體器件。

8、三極管的基本結構 由兩塊由兩塊N型半導體中間夾著一塊型半導體中間夾著一塊P型半型半導體的管子稱為導體的管子稱為NPN管。還有一種與它成管。還有一種與它成對偶形式的，即兩塊對偶形式的，即兩塊P型半導體中間夾著一型半導體中間夾著一塊塊N型半導體的管子，稱為型半導體的管子，稱為PNP管。管。 晶體管制造工藝上的特點是：晶體管制造工藝上的特點是：，以有效地發射載流子；，以有效地發射載流子；這樣的結構才能這樣的結構才能保證晶體管具有保證晶體管具有電流放大作用電流放大作用。三極管的電流分配和放大原理nNPN型共發射極放大實驗電路圖6-11n晶體管實現電流放大作用的外部條件是發射結正偏，集電結反偏。n電流分

9、配關系：IE=IB+IC IEICIBn電流放大關系：基極電流較小的變化可以引起集電極電流較大的變化。也就是說基極電流對集電極電流具有小量控制大量的作用，這就是晶體管的電流放大作用（實質是控制作用）。晶體管伏安特性曲線 輸入特性曲線是指當集電極-發射極電壓 uCE為常數時，輸入電路中基極電流iB與基極-發射極電壓uBE之間的關系曲線。死區時間n晶體管的輸入特性與二極管的正向特性相似。也有一個死區時間，在死區內，uBE雖然大于0，但iB幾乎0，當uBE大于死區電壓后， iB才會隨著uBE的增加而明顯的增加。 死區電壓 發射結導通壓降n硅管 0.5V 0.60.7Vn鍺管 0.2V 0.20.3V

10、硅管與鍺管的比較輸出特性曲線 輸出特性是指當基極電流為常數時，集電極電流與集電極-發射極電壓之間的關系曲線。輸出特性n給定一個基極電流，就對應一條曲線，所以輸出特性曲線是個曲線族，如圖所示，它大致分三個區域：放大區：輸出特性曲線近似于水平部分是放大區。在此區域內iC 和iB成正比關系。發射結正向偏置，集電結反向偏置時晶體管工作在放大區域。輸出特性截止區：曲線以下的區域稱為截止區。 iB=0時，iC=ICEO，對NPN型硅管而言，uBE0.5時，即已開始截止，但是為了可靠截止，常使uBE0.因此，截止區的外部條件是發射結和集電結都反向偏置。飽和區：當uCEuBE時，集電結處于正向偏置，晶體管工作

11、于飽和狀態。在飽和區， iB 的變化對iC的影響較小，兩者不成正比關系。 對比放大區 截止區飽和區發射結正偏反偏正偏集電結反偏反偏正偏三極管的主要技術參數n直流電流放大系數n交流電流放大系數n穿透電流n集電極最大允許電流n反向擊穿電壓n集電極最大允許功率損耗場效應管 單極型三極管只有一種載流子（多數載流子）參與導電而命名之。單極型三極管又是利用電場控制半導體中載流子運動的一種有源器件，因此又稱之為場效應管。目前場效應管應用得最多的是以二氧化硅作為絕緣介質的金屬氧化物半導體絕緣柵型場效應管，這種場效應管簡稱為CMOS管。 單極型晶體管，與雙極型三極管相比，它具有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩定性好、抗輻射能力強、功耗小、制造工藝簡單和便于集成化等