模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)課件1.1~1.2

1、一、課程特點(diǎn) 1、工程性工程性 強(qiáng)調(diào)定性分析。強(qiáng)調(diào)定性分析。允許有一定誤差。允許有一定誤差。 電子電路的定量分析稱為電子電路的定量分析稱為“估算估算”。 電子電路歸根結(jié)底是電路。電子電路歸根結(jié)底是電路。建模后，可用電路的基本理論分析模擬電路。建模后，可用電路的基本理論分析模擬電路。2. 實(shí)踐性實(shí)踐性 實(shí)用的模擬電子電路幾乎都需要進(jìn)行調(diào)試實(shí)用的模擬電子電路幾乎都需要進(jìn)行調(diào)試才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，因而要掌握以下方法：才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，因而要掌握以下方法： 常用電子儀器的使用方法常用電子儀器的使用方法 電子電路的測試方法電子電路的測試方法 故障的判斷與排除方法故障的判斷與排除方法二、如何學(xué)習(xí)這門課程

2、 基本概念基本概念：概念是不變的概念是不變的, ,應(yīng)用是靈活的應(yīng)用是靈活的: “: “萬變不離其宗萬變不離其宗” 基本電路基本電路：構(gòu)成的原則是不變的，具體電路多種多樣構(gòu)成的原則是不變的，具體電路多種多樣 基本方法基本方法：在基本概念指導(dǎo)下，基本電路的基本分析步驟在基本概念指導(dǎo)下，基本電路的基本分析步驟重基礎(chǔ)！重基礎(chǔ)！3 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路1 常用半導(dǎo)體器件常用半導(dǎo)體器件2 基本放大電路基本放大電路4 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路5 放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)6 放大電路中的反饋放大電路中的反饋7 信號(hào)的運(yùn)算與處理信號(hào)的運(yùn)算與處理8 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換波形的發(fā)生和信號(hào)的

3、轉(zhuǎn)換9 功率放大電路功率放大電路10 直流電源直流電源第一章半導(dǎo)體器件第一章半導(dǎo)體器件1.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)1.2半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管1.3晶體晶體(雙極型雙極型)三極管三極管( (BJT) )1.4場效應(yīng)管場效應(yīng)管1.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)1. 導(dǎo)體：導(dǎo)體：電阻率電阻率 109 cm 物質(zhì)。如橡膠、物質(zhì)。如橡膠、塑料等。塑料等。3. 半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。半導(dǎo)體器件所用的主要材料是硅質(zhì)。半導(dǎo)體器件所用的主要材料是硅( (Si) )和鍺和鍺( (Ge) )。半導(dǎo)體導(dǎo)電性能是由其原子結(jié)構(gòu)決定的。半導(dǎo)體導(dǎo)電性能是

4、由其原子結(jié)構(gòu)決定的。硅原子結(jié)構(gòu)硅原子結(jié)構(gòu) 硅原子結(jié)構(gòu)硅原子結(jié)構(gòu)( (a) )硅的原子結(jié)構(gòu)圖硅的原子結(jié)構(gòu)圖最外層電子稱最外層電子稱價(jià)電子價(jià)電子 價(jià)電子價(jià)電子鍺原子也是鍺原子也是 4 價(jià)元素價(jià)元素4 價(jià)元素的原子用帶有價(jià)元素的原子用帶有+4電荷的電荷的正離子和周圍正離子和周圍 4個(gè)價(jià)電子表示個(gè)價(jià)電子表示+4( (b) )簡化模型簡化模型1.1.1本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 +4+4+4+4+4+4+4+4+4完全純凈的、不含其他雜質(zhì)且具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)完全純凈的、不含其他雜質(zhì)且具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為體稱為本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體。 通過特殊工藝，通過特殊工藝，可可使硅或鍺材料形成使硅或鍺材料形成晶體結(jié)構(gòu)，

5、每個(gè)原子晶體結(jié)構(gòu)，每個(gè)原子與周圍的與周圍的4個(gè)原子以個(gè)原子以共價(jià)鍵的形式緊密結(jié)共價(jià)鍵的形式緊密結(jié)合著，并排列成整齊合著，并排列成整齊的晶格結(jié)構(gòu)。的晶格結(jié)構(gòu)。價(jià)價(jià)電電子子共共價(jià)價(jià)鍵鍵 單晶體中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)單晶體中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)當(dāng)溫度當(dāng)溫度 T = 0 K 時(shí)，半導(dǎo)時(shí)，半導(dǎo)體不導(dǎo)電，如同絕緣體。體不導(dǎo)電，如同絕緣體。+4+4+4+4+4+4+4+4+4 本征半導(dǎo)體中的本征半導(dǎo)體中的 自由電子和空穴自由電子和空穴自由電子自由電子空穴空穴若若 T ，由于本征激發(fā)，由于本征激發(fā)，將有少數(shù)價(jià)電子克服共價(jià)將有少數(shù)價(jià)電子克服共價(jià)鍵的束縛成為鍵的束縛成為自由電子自由電子，在原來的共價(jià)鍵中留下一在原來的共價(jià)鍵中留下

6、一個(gè)空位個(gè)空位空穴空穴T 自由電子自由電子和和空穴空穴使使本征半導(dǎo)本征半導(dǎo)體具有導(dǎo)電能力：很微弱體具有導(dǎo)電能力：很微弱空穴可看成帶正電的載流子空穴可看成帶正電的載流子1. 半導(dǎo)體中兩種載流子半導(dǎo)體中兩種載流子帶負(fù)電的帶負(fù)電的自由電子自由電子帶正電的帶正電的空穴空穴 2. 本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴總是成對(duì)出現(xiàn)，本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴總是成對(duì)出現(xiàn)，稱為稱為 電子電子 - 空穴對(duì)?？昭▽?duì)。3. 本征半導(dǎo)體中本征半導(dǎo)體中自由電子自由電子和和空穴空穴的濃度的濃度用用 ni 和和 pi 表示，顯然表示，顯然 ni = pi 。4. 自由電子和空穴不斷產(chǎn)生、不斷復(fù)合。自由電子和空穴不斷產(chǎn)生、不斷復(fù)

7、合。在一定在一定T下下,產(chǎn)生與復(fù)合運(yùn)動(dòng)會(huì)達(dá)到平衡，載流子的濃度就一定了產(chǎn)生與復(fù)合運(yùn)動(dòng)會(huì)達(dá)到平衡，載流子的濃度就一定了5.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。載載流子濃度與流子濃度與T密切相關(guān)：密切相關(guān)：T升高，其按指數(shù)規(guī)律增加。升高，其按指數(shù)規(guī)律增加。本征半導(dǎo)體的特性本征半導(dǎo)體的特性-小結(jié)：小結(jié)：1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體：雜質(zhì)半導(dǎo)體：N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體一、一、 N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺的晶體中摻入少量的在硅或鍺的晶體中摻入少量的 5 價(jià)價(jià)雜質(zhì)元素，如磷、雜質(zhì)元素，如磷、銻、砷等，即構(gòu)成銻、砷等，即構(gòu)成 N 型

8、半導(dǎo)體型半導(dǎo)體( (或稱電子型半導(dǎo)體或稱電子型半導(dǎo)體) )。 本征半導(dǎo)體摻入本征半導(dǎo)體摻入 5 價(jià)元價(jià)元素后，原來晶體中的某些硅素后，原來晶體中的某些硅原子將被雜質(zhì)原子代替。雜原子將被雜質(zhì)原子代替。雜質(zhì)原子最外層有質(zhì)原子最外層有 5 個(gè)價(jià)電子，個(gè)價(jià)電子，其中其中 4 個(gè)與硅構(gòu)成共價(jià)鍵，個(gè)與硅構(gòu)成共價(jià)鍵，多余一個(gè)電子只受自身原子多余一個(gè)電子只受自身原子核吸引，在室溫下即可成為核吸引，在室溫下即可成為自由電子。自由電子。5 價(jià)雜質(zhì)原子稱為價(jià)雜質(zhì)原子稱為施主原子；施主原子；自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴的濃度，即自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴的濃度，即 n p ：電子稱為多電子稱為多數(shù)載流子數(shù)載流子( (簡稱多子簡

9、稱多子) )，空穴稱為少數(shù)載流子空穴稱為少數(shù)載流子( (簡稱少子簡稱少子) )。二、二、 P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+4+4+4+4+4+4+4+4+4在硅或鍺的晶體中摻入少量的在硅或鍺的晶體中摻入少量的 3 價(jià)價(jià)雜質(zhì)元素，如雜質(zhì)元素，如硼、鎵、銦等，即構(gòu)成硼、鎵、銦等，即構(gòu)成 P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體。+3空穴濃度大于電子濃度，空穴濃度大于電子濃度，即即 p n。空穴為多數(shù)空穴為多數(shù)載流子載流子，電子為少數(shù)載，電子為少數(shù)載流子。流子。3 價(jià)雜質(zhì)原子稱為價(jià)雜質(zhì)原子稱為受主原子。受主原子。受主受主原子原子空穴空穴 P 型半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)型半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)說明：說明：1. 摻入雜質(zhì)的濃度決定多數(shù)載流子濃度；

10、溫度決摻入雜質(zhì)的濃度決定多數(shù)載流子濃度；溫度決定少數(shù)載流子的濃度定少數(shù)載流子的濃度。 3. 雜質(zhì)半導(dǎo)體的簡化表示方法：雜質(zhì)半導(dǎo)體的簡化表示方法：2. 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體載流子的數(shù)目載流子的數(shù)目要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于本征半導(dǎo)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于本征半導(dǎo)體，因而其導(dǎo)電能力大大改善。體，因而其導(dǎo)電能力大大改善。( (a) )N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體( (b) ) P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 雜質(zhì)半導(dǎo)體的的簡化表示法雜質(zhì)半導(dǎo)體的的簡化表示法1.1.3PN 結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?在一塊半導(dǎo)體的一側(cè)摻雜成為在一塊半導(dǎo)體的一側(cè)摻雜成為 P 型半導(dǎo)體，另一側(cè)型半導(dǎo)體，另一側(cè)摻雜成為摻雜成為 N 型半導(dǎo)體，兩個(gè)區(qū)域的交界處就形成

11、了一個(gè)型半導(dǎo)體，兩個(gè)區(qū)域的交界處就形成了一個(gè)特殊的薄層，特殊的薄層，稱為稱為 PN 結(jié)結(jié)。 PNPN結(jié)結(jié) PN 結(jié)的形成結(jié)的形成 一、一、PN 結(jié)中載流子的運(yùn)動(dòng)結(jié)中載流子的運(yùn)動(dòng)耗盡層耗盡層空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)PN1. 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)2. 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū)電子和空穴濃度電子和空穴濃度差形成差形成多數(shù)載流多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。PN 結(jié)，耗盡層結(jié)，耗盡層PN3. 空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場PN空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)內(nèi)電場內(nèi)電場UD空間電荷區(qū)正負(fù)離子之間電位差空間電荷區(qū)正負(fù)離子之間電位差 UD 電位壁壘電位壁壘； 內(nèi)電場內(nèi)電場；內(nèi)電場阻止多子的擴(kuò)

12、散；內(nèi)電場阻止多子的擴(kuò)散 阻擋層阻擋層。4. 漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場有利于少內(nèi)電場有利于少子運(yùn)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)漂移。漂移。少子的運(yùn)動(dòng)與多少子的運(yùn)動(dòng)與多子相反子相反 阻擋層阻擋層5. 擴(kuò)散與漂移的動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散與漂移的動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使空間電荷區(qū)增大，擴(kuò)散電流逐漸減??；擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使空間電荷區(qū)增大，擴(kuò)散電流逐漸減小；隨著內(nèi)電場的增強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)逐漸增加；隨著內(nèi)電場的增強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)逐漸增加；空間電荷區(qū)的寬度約為幾微米空間電荷區(qū)的寬度約為幾微米 幾十微米；幾十微米；擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)最終與漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)最終與漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。電壓壁壘電壓壁壘 UD，硅材料約為，硅材料約為( (0.6 0.8) ) V,

13、鍺材料約為鍺材料約為( (0.2 0.3) ) V。1. 外加正向電壓外加正向電壓又稱正向偏置，簡稱正偏。又稱正向偏置，簡稱正偏。外電場方向外電場方向內(nèi)電場方向內(nèi)電場方向空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)VRI外電場將多子推向空間電外電場將多子推向空間電荷區(qū)荷區(qū),使其變窄使其變窄,消弱內(nèi)電消弱內(nèi)電場場,破壞原平衡破壞原平衡,加劇擴(kuò)散加劇擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生較大正向電流產(chǎn)生較大正向電流PN在在 PN 結(jié)加上一個(gè)很小的正向電壓，即可得到較大的結(jié)加上一個(gè)很小的正向電壓，即可得到較大的正向電流，為防止電流過大，接入電阻正向電流，為防止電流過大，接入電阻 R。2. 外加反向電壓外加反向電壓( (反偏反偏) )空間電荷區(qū)

14、空間電荷區(qū)PN外電場方向外電場方向內(nèi)電場方向內(nèi)電場方向VRIS 反相偏置的反相偏置的 PN 結(jié)結(jié)反向電流又稱反向電流又稱反向飽和電流反向飽和電流。對(duì)溫度十分敏對(duì)溫度十分敏感感，隨著溫度升高，隨著溫度升高， IS 將急劇增大將急劇增大。結(jié)論：結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦越Y(jié)具有單向?qū)щ娦苑聪蚪臃〞r(shí)，外電場與內(nèi)電場的方向一致，增強(qiáng)了內(nèi)反向接法時(shí)，外電場與內(nèi)電場的方向一致，增強(qiáng)了內(nèi)電場的作用；外電場使空間電荷區(qū)變寬；電場的作用；外電場使空間電荷區(qū)變寬；不利于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，有利于漂移運(yùn)動(dòng)，漂移電流大于擴(kuò)不利于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，有利于漂移運(yùn)動(dòng)，漂移電流大于擴(kuò)散電流，電路中產(chǎn)生反向電流散電流，電路中產(chǎn)生反向電流 I ；由

15、于少數(shù)載流子濃度很低，反向電流數(shù)值非常小。由于少數(shù)載流子濃度很低，反向電流數(shù)值非常小。cPN 結(jié)總的結(jié)電容結(jié)總的結(jié)電容 Cj 包括勢壘電容包括勢壘電容 Cb 和擴(kuò)和擴(kuò)散電容散電容 Cd 兩部分。兩部分。高頻時(shí)呈現(xiàn)電容效應(yīng)。高頻時(shí)呈現(xiàn)電容效應(yīng)。1.21.21.2半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管將將 PN 結(jié)封裝在塑料、玻璃或金屬外殼里，再從結(jié)封裝在塑料、玻璃或金屬外殼里，再從 P 區(qū)和區(qū)和 N 區(qū)分別焊出兩根引線作正、負(fù)極。區(qū)分別焊出兩根引線作正、負(fù)極。1.2.1 二極管的結(jié)構(gòu)：二極管的結(jié)構(gòu)：( (a) )外形圖外形圖半導(dǎo)體二極管又稱晶體二極管。半導(dǎo)體二極管又稱晶體二極管。( (b) )符號(hào)符號(hào) 二極管

16、的外形和符號(hào)二極管的外形和符號(hào)二極管類型：二極管類型：按按 PN 結(jié)結(jié)構(gòu)結(jié)結(jié)構(gòu)分：分：有點(diǎn)接觸型和面接觸型二極管。有點(diǎn)接觸型和面接觸型二極管。按用途分：按用途分：有整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極有整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管等。管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管等。按半導(dǎo)體材料分：按半導(dǎo)體材料分：有硅二極管、鍺二極管等。有硅二極管、鍺二極管等。1.2.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性在二極管的兩端加上電壓，測量流過管子的電流，在二極管的兩端加上電壓，測量流過管子的電流，I = f ( (U ) )之間的關(guān)系曲線之間的關(guān)系曲線。604020 0

17、.002 0.00400.5 1.02550I / mAU / V正向特性正向特性硅管的伏安特性硅管的伏安特性死區(qū)電壓死區(qū)電壓擊穿電壓擊穿電壓U(BR)反向特性反向特性 50I / mAU / V0.20.4 25510150.010.02鍺管的伏安特性鍺管的伏安特性0 二極管的伏安特性二極管的伏安特性1. 正向特性正向特性當(dāng)正向電壓比較小時(shí)，正向電流很小，幾乎為零。當(dāng)正向電壓比較小時(shí)，正向電流很小，幾乎為零。只有當(dāng)正向電壓超過一定值時(shí)，只有當(dāng)正向電壓超過一定值時(shí)，電流才快速增長，相應(yīng)的電壓叫電流才快速增長，相應(yīng)的電壓叫死區(qū)死區(qū)電壓電壓。范圍稱。范圍稱死區(qū)。死區(qū)電壓死區(qū)。死區(qū)電壓與材料與材料和

18、溫度有關(guān)，硅管約和溫度有關(guān)，硅管約 0.5 V 左右，鍺左右，鍺管約管約 0.1 V 左右左右。正向特性正向特性死區(qū)死區(qū)電壓電壓60402000.4 0.8I / mAU / V當(dāng)正向電壓超過死區(qū)電壓后，隨當(dāng)正向電壓超過死區(qū)電壓后，隨著電壓的升高，正向電流迅速增大。著電壓的升高，正向電流迅速增大。2. 反向特性反向特性 0.02 0.0402550I / mAU / V反向特性反向特性當(dāng)電壓超過零點(diǎn)幾伏后，當(dāng)電壓超過零點(diǎn)幾伏后，反向電流不隨電壓增加而增反向電流不隨電壓增加而增大，即飽和；大，即飽和；二極管加反向電壓，反二極管加反向電壓，反向電流很小；向電流很??；如果反向電壓繼續(xù)升高，大到一定數(shù)

19、值時(shí)，反向電如果反向電壓繼續(xù)升高，大到一定數(shù)值時(shí)，反向電流會(huì)突然增大；流會(huì)突然增大；反向飽反向飽和電流和電流 這種現(xiàn)象稱這種現(xiàn)象稱擊穿擊穿，對(duì)應(yīng)電壓叫，對(duì)應(yīng)電壓叫反向擊穿電壓反向擊穿電壓。擊穿并不意味管子損壞，若控制擊穿電流，電壓降擊穿并不意味管子損壞，若控制擊穿電流，電壓降低后，還可恢復(fù)正常。低后，還可恢復(fù)正常。擊穿擊穿電壓電壓U(BR)3. 伏安特性表達(dá)式伏安特性表達(dá)式( (二極管方程二極管方程) )1e (S- - TUUIIIS ：反向飽和電流：反向飽和電流UT ：溫度的電壓當(dāng)量：溫度的電壓當(dāng)量在常溫在常溫( (300 K) )下，下， UT 26 mV二極管加反向電壓，即二極管加反向

20、電壓，即 U UT ，則，則 I - - IS二極管加正向電壓，即二極管加正向電壓，即 U 0，且，且 U UT ，則，則，可得，可得 ，說明電流，說明電流 I 與電壓與電壓 U 基本上成指數(shù)關(guān)系。基本上成指數(shù)關(guān)系。1eTUUTUUIIeS 1.2.3二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù)1. 最大整流電流最大整流電流 IF 二極管長期運(yùn)行時(shí)，允許通過的最大正向平均電流。二極管長期運(yùn)行時(shí)，允許通過的最大正向平均電流。2. 最高反向工作電壓最高反向工作電壓UR 工作時(shí)允許加在二極管兩端的反向電壓值工作時(shí)允許加在二極管兩端的反向電壓值。通常將。通常將擊穿電壓擊穿電壓 UBR 的一半定義為的一半定義為 U

21、R 。3. 反向電流反向電流 IR 二極管未擊穿時(shí)的反向電流。二極管未擊穿時(shí)的反向電流。IR 值愈小愈好。值愈小愈好。4. 最高工作頻率最高工作頻率 fMfM 值主要決定于值主要決定于 PN 結(jié)結(jié)電容的大小。結(jié)結(jié)電容的大小。結(jié)電容愈大，結(jié)電容愈大，二極管允許的最高工作頻率愈低。二極管允許的最高工作頻率愈低。BRUU21R 使用要特別要注意不能超過使用要特別要注意不能超過IF和和UR，否則容易損壞管子。，否則容易損壞管子。 1） 理想開關(guān)模型理想開關(guān)模型1.2.4 二極管的等效模型二極管的等效模型 （電路）（電路）1、直流模型、直流模型 （由伏安特性折線化得到的等效模型）（由伏安特性折線化得到的

22、等效模型） 2） 恒壓源模型恒壓源模型3） 折線模型折線模型uDIDIDuDUOnIDuD例：例：電路如圖示，電路如圖示，R1k，UREF=2V，輸入信號(hào)為，輸入信號(hào)為ui (1)若若 ui為為4V的直流信號(hào)，分別采用的直流信號(hào)，分別采用理想開關(guān)模型理想開關(guān)模型、恒壓源恒壓源模型模型計(jì)算電流計(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。 采用恒壓源模型分析。采用恒壓源模型分析。mA2k12VV4REFi-RUuIV2REFoUumA31k1V702VV4DREFi.RUUuI-2.7V0.7VV2DREFoUUu繼續(xù)（2）如果）如

23、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）所示，）所示，分別采用分別采用 兩種兩種模型模型 分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。+-+UIuREFRiuO解：解：采用理想模型。波形如圖采用理想模型。波形如圖0-4V4Vuit2V2Vuot繼續(xù)02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V 采用恒壓源模型，波形如圖采用恒壓源模型，波形如圖+-+UIuREFRiuO繼續(xù)rd 即為工作點(diǎn)處的交流電阻即為工作點(diǎn)處的交流電阻 當(dāng)二極管的工作點(diǎn)上疊加有交流當(dāng)二極管的工作點(diǎn)上疊加有交流小信號(hào)小信號(hào)電壓電壓ud時(shí)，可將局時(shí)，可將局部伏安特性曲線看成直

24、線部伏安特性曲線看成直線(線性化線性化)：交流電壓與電流之間的關(guān)交流電壓與電流之間的關(guān)系可用一個(gè)線性電阻系可用一個(gè)線性電阻rd來近似。來近似。2、交流模型、交流模型 （微變等效電路）（微變等效電路）DiDuDUDIQdidudDDiIi dDDuUu +-didr+-DTdIUr/ 穩(wěn)壓一種特殊的面接觸型半一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管。導(dǎo)體硅二極管。I/mAU/VO+ - -正向正向- - +反向反向 U( (b) )穩(wěn)壓管符號(hào)穩(wěn)壓管符號(hào)( (a) )穩(wěn)壓管伏安特性穩(wěn)壓管伏安特性+ I1.2.5 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管正常情況下，穩(wěn)壓管應(yīng)該工正常情況下，穩(wěn)壓管應(yīng)該工作在作在反向電擊穿反向電擊穿 狀態(tài)。狀態(tài)。 穩(wěn)壓管的參數(shù)：穩(wěn)壓管的參數(shù)：1. 穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓 UZ3. 動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻 rZ2. 穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流 IZ（即（即IZmin)ZZZIUr 穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)時(shí)的穩(wěn)定工作電壓。穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)時(shí)的穩(wěn)定工作電壓。 正常工作的參考電流。正常工作的參考電流。I 7 V, U 0；UZ 4 V， U 0； ( (2) ) UZ 在在 4 7 V 之間，之間， U 值比較小，性能比較穩(wěn)定值比較小，性能比較穩(wěn)定 VDZR使用穩(wěn)壓管需要注意的幾個(gè)問題：使用穩(wěn)壓管需要注意的幾個(gè)問題： 穩(wěn)壓管電路穩(wěn)壓管電路UOIO+