二极管、三极管及整流与放大电路 一、学习要点 1半导体的基本知识 (1)率导体的特性 导电性能介于导体和绝锋体之间的物质称为半导体。半导体能得到广泛应用，是由于它 的导电能力会随温度、光里或所携杂质的不同面显著变化。 (2)N结的单向导电性 当在N结两端加上正向电压时，因外加电场的方向与内电场的方向相反，侧弱了内电 场，打破了W结中的动态平衡状态，使载流子的扩散运动大于漂移运动，形成较大的扩散 电流，PW结导通， 当在N结两瑞加上反向电压时，因外加电场的方向与内电场的方向相同，增强了内电 场，也打酸了州结中的动态平衡，使少数载流子的漂移运动大于多数载流子的扩散运动， 形成较小的反向电流，可以认为PN结截止， 2半导体二极管 二极管的正向电流是多数载流子的扩散电流，其值较大（毫安领），但正向电压只有零点 几伏，说明二极管的正向电阻较小，当正向电压大于死区电压后，电流增加较快。二极管正 向导通时，其正向压降变化不大，硅管约为0.60.7V:话管约为020.3V。 反向电流是少数载流子的漂移电流。其值随温度的上升增长得椒快，并且只要外加反向 电压在一定范围内，反向电流基本上排持不变，和反向电压的数值无关（反向电阻高），当 反间电压增大到击穿电压时，反向电流实然增大，管子被穿周损坏。 二极管的参数反映了它的电性能，是合理这择与正确使用的依据。 对正向而言，有最大整旄电流1，使用时不得超过。 对反向而言。有最高反向工作电压U和反向地和电流银 3.稳压管 是工作于反向可逆击穿状态下的二极管。稳压管的反向击穿特性曲线很陡，它的特点是 在一定的电流范围内的电压稳定不变， 4.单相桥式整流电路 整流电路的任务是把交流电变换成直流电，完成这一任务主要靠二极管的单向导电作 用，所以通常二极管是构成各种整流电路的核心元件。 5.滤波电路 花波原理 利用能能元件滤掉单向脉动电压中的交流分量，即保图直流分量，使负载电压账动减小。 6.半导体三极管 成大的条件 用较小的电流去控制较大的电流称为电流放大，要使三极管起放大作川，其发射结您须 加正向电压，集电结加反向电压，以保证多数载流子在发射区的发射和集电区的收集。对 NPN型三极管米说，必须满足>>山1对PNP型三极管来说，必须满足业山：这一 条件是使做大电路正常工作的基本原则。 电流分配美系与放大作用 三极管的发射极电流IE等于基极电流。和集电极电流Ie之和。即1+H,电流放大系 数为B=△ld△lm 半导体三极管的特性由线 输入，输出特性曲线是三极管的内部物理过程在外都电路的反辣，是三极管各极电压和 电流之间的相互关系
二极管、三极管及整流与放大电路 一、学习要点 1.半导体的基本知识 （1） 半导体的特性 导电性能介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。半导体能得到广泛应用，是由于它 的导电能力会随温度、光照或所掺杂质的不同而显著变化。 （2） PN 结的单向导电性 当在 PN 结两端加上正向电压时，因外加电场的方向与内电场的方向相反，削弱了内电 场，打破了 PN 结中的动态平衡状态，使载流子的扩散运动大于漂移运动，形成较大的扩散 电流，PN 结导通。 当在 PN 结两端加上反向电压时，因外加电场的方向与内电场的方向相同，增强了内电 场，也打破了 PN 结中的动态平衡，使少数载流子的漂移运动大于多数载流子的扩散运动， 形成较小的反向电流，可以认为 PN 结截止。 2.半导体二极管 二极管的正向电流是多数载流子的扩散电流，其值较大（毫安级），但正向电压只有零点 几伏，说明二极管的正向电阻较小。当正向电压大于死区电压后，电流增加较快。二极管正 向导通时，其正向压降变化不大，硅管约为 0.6-0.7V；锗管约为 0.2-0.3V。 反向电流是少数载流子的漂移电流，其值随温度的上升增长得很快，并且只要外加反向 电压在一定范围内，反向电流基本上维持不变，和反向电压的数值无关（反向电阻高）。当 反向电压增大到击穿电压时，反向电流突然增大，管子被击穿而损坏。 二极管的参数反映了它的电性能，是合理选择与正确使用的依据。 对正向而言，有最大整流电流 IOM，使用时不得超过。 对反向而言，有最高反向工作电压 URM和反向饱和电流 IR 3.稳压管 是工作于反向可逆击穿状态下的二极管。稳压管的反向击穿特性曲线很陡，它的特点是 在一定的电流范围内的电压稳定不变。 4.单相桥式整流电路 整流电路的任务是把交流电变换成直流电，完成这一任务主要靠二极管的单向导电作 用，所以通常二极管是构成各种整流电路的核心元件。 5.滤波电路 滤波原理 利用储能元件滤掉单向脉动电压中的交流分量，即保留直流分量，使负载电压脉动减小。 6.半导体三极管 放大的条件 用较小的电流去控制较大的电流称为电流放大，要使三极管起放大作用，其发射结必须 加正向电压，集电结加反向电压，以保证多数载流子在发射区的发射和集电区的收集。对 NPN 型三极管来说，必须满足 uc>ub>ue；对 PNP 型三极管来说，必须满足 uc<ub<ue。这一 条件是使放大电路正常工作的基本原则。 电流分配关系与放大作用 三极管的发射极电流 IE 等于基极电流 IB和集电极电流 IC之和。即 IE=IB+IC，电流放大系 数为β=∆IC/∆IB 半导体三极管的特性曲线 输入、输出特性曲线是三极管的内部物理过程在外部电路的反映，是三极管各极电压和 电流之间的相互关系
半导体三极管的主要参数 三极管的参数说明它所受到的电流、电压，功耗的限制，是正确这释管子的依据。其主 要参数有电流放大系数B、集电极-发射极穿透电流1、集电极最大允许电流L、集电极- 发射击穿电压即m、集电极最大允许耗散功率P。等。不同型号的三极管具有不同的参数， 使用时应注意不要超过它的极限参数L、B阶，P 7,交流做大电路的组成和工作特点 基本放大电路由三极管直流电源、集电极电阻、基极电阻，属合电容组成， 交流放大电路的工作特点 ①必须设置合适的静老工作点 ②电压成大作用是指心对：的关系，当揭合电容C、G足够大时，单级共发射极电路的如 和0：相位差是180㎡， ③在交流放大电路中，放大的实质是三极管在的控制下。按照山的变化规律把电源 的直流能量转换为负载所要求的较大的交流能量。 &放大电路的基本分析方法 放大电路的基本分析方法有图解法和等效电路法。 简化微变等效电路分析法 在输入信号和输出信号都比较小的情况下，可把静志工作点附近的小范围内的输入特 性和输出特性看作是线性的。于是，三极管在成大电路中的作用就可以用一个筒单的线性等 效电路来代整，这就能方便地应用线性电路的理论来分析成大电路的动态性能。 ①位用微变等效电路可以方便地计算放大电塔的电压故大倍数、输入电阻和输出电阻 ②三极管的简化微变等效电路 利用交流输入电阻下米表示三极管的输入特性，利用恒流源B,米表示三极管的政大 作用。，不是常数，其值随静态工作点不同而有所不同。低短小功单三极管的输入电阻可 用下式计算r.=300+(B+1)26(W)/1.4)[0] ③基本交流放大电路的电压放大倍数为 A.--B Ra/re ④输入电阻与输出电阳的概念 输入电阻和输出电阻是反映成大电路性能好坏的重要参数，只有输入和输出是变化量并 且故大电路工作在找性区时才有意义。输入电阻和输出电阻都是动志电阻，不能用米计算静 态工作点。 对于信号源（或前级放大电路》来说，放大电路相当于一个负载，这个等效负找就是 放大电路的输入电阻斯： 对于负载（成后级做大电路）来说，故大电路相当于一个具有内阻的电源，这个等效 内阻就是救大电路的输出电阻： 9故大电路静态工作点的稳定问圈 放大电路的静态工作点很容易受外界条件的影响面变动，其中影响最大的是温度的变 化。当温度变化后，三极管的吊、1m、随着面变，使静态工作点发生变动。 采用各种偏置电路秘定静志工作点的原则是，当温度升高使©增大时，基极静态电流 10要自动减小以牵制Ico的增大。 10.放大电路的负反废 (1)反镜的定文 凡是通过一定的方式把放大电路输出端某一电量《输出电压成输出电流)的一部分或 全部运回到输入端，这种输出信号的回输联系线叫反馈。 (2)反馈的形式
半导体三极管的主要参数 三极管的参数说明它所受到的电流、电压、功耗的限制，是正确选择管子的依据。其主 要参数有电流放大系数β、集电极-发射极穿透电流 ICEO、集电极最大允许电流 ICM、集电极- 发射击穿电压 BVCEO、集电极最大允许耗散功率 PCM 等。不同型号的三极管具有不同的参数， 使用时应注意不要超过它的极限参数 ICM、BVCEO、PCM。 7.交流放大电路的组成和工作特点 基本放大电路由三极管直流电源、集电极电阻、基极电阻、耦合电容组成。 交流放大电路的工作特点 ①必须设置合适的静态工作点 ②电压放大作用是指ù0 对ùi 的关系，当耦合电容 C1、C2 足够大时，单级共发射极电路的ù 0 和ùi 相位差是 1800。 ③在交流放大电路中，放大的实质是三极管在 ui 的控制下，按照 ui 的变化规律把电源 EC 的直流能量转换为负载所要求的较大的交流能量。 8.放大电路的基本分析方法 放大电路的基本分析方法有图解法和等效电路法。 简化微变等效电路分析法 在输入信号和输出信号都比较小的情况下，可把静态工作点附近的小范围内的输入特 性和输出特性看作是线性的。于是，三极管在放大电路中的作用就可以用一个简单的线性等 效电路来代替，这就能方便地应用线性电路的理论来分析放大电路的动态性能。 ①应用微变等效电路可以方便地计算放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 ②三极管的简化微变等效电路 利用交流输入电阻 rbe 来表示三极管的输入特性，利用恒流源βib 来表示三极管的放大 作用。rbe 不是常数，其值随静态工作点不同而有所不同。低频小功率三极管的输入电阻可 用下式计算 rbc=300+(β+1)26(mV)/IEQ(mA)[Ω] ③基本交流放大电路的电压放大倍数为 ÁV=-βRL/rbe ④输入电阻与输出电阻的概念 输入电阻和输出电阻是反映放大电路性能好坏的重要参数，只有输入和输出是变化量并 且放大电路工作在线性区时才有意义。输入电阻和输出电阻都是动态电阻，不能用来计算静 态工作点。 对于信号源（或前级放大电路）来说，放大电路相当于一个负载，这个等效负载就是 放大电路的输入电阻 ri。 对于负载（或后级放大电路）来说，放大电路相当于一个具有内阻的电源，这个等效 内阻就是放大电路的输出电阻 ro。 9.放大电路静态工作点的稳定问题 放大电路的静态工作点很容易受外界条件的影响而变动，其中影响最大的是温度的变 化。当温度变化后，三极管的β、ICBO、UBEQ 随着而变，使静态工作点发生变动。 采用各种偏置电路稳定静态工作点的原则是，当温度升高使 ICQ 增大时，基极静态电流 IBQ 要自动减小以牵制 ICQ 的增大。 10 .放大电路的负反馈 （1）反馈的定义 凡是通过一定的方式把放大电路输出端某一电量（输出电压或输出电流）的一部分或 全部送回到输入端，这种输出信号的回输联系就叫反馈。 (2)反馈的形式
①按反馈信号的极性不同米分。有正反馈和负反镜。 ②按反信号是交流或直流裳分，有交荒反馈和直流反锁。 3按从输出端取得反镜信号的方式案分，有电压反陵和电流反镜。 ④按反馈信号与输入端的连接方式来分，有串联反陵与并联反镜。 (3)负反馈时放大电路性饶的改善 深用负反馈后，放大电路的电压放大倍数下降了(1AF)信。但使放大电路的许多性 能得到政善。 (4)反镜的判别 ①利用瞬时极性法判颗反领的极性 ②根据输出端取样对象，来判刷是电压反镜还是电面反馈。 @根据输入端连接方式，米判别是串联反馈还是并联反馈。 《(5)射极输出墨 ①特点 《1)输出电压与输入电压大小接近相等，相位相同，电压放大倍数近似为 (i)输入电阻大。 (进)输出电阻小。 ②应用 在要求输入电阻很高的放大电路中，射极输出器可作输入级：在要求放大电路带负载 能力强时，因射极输出器输出电阻很小，可作输出级：射级输出墨也可作故大电路的中间级， 用于消除级问糯合时带来的不良影响，起阻抗变换的作用
①按反馈信号的极性不同来分，有正反馈和负反馈。 ②按反馈信号是交流或直流来分，有交流反馈和直流反馈。 ③按从输出端取得反馈信号的方式来分，有电压反馈和电流反馈。 ④按反馈信号与输入端的连接方式来分，有串联反馈与并联反馈。 （3）负反馈对放大电路性能的改善 采用负反馈后，放大电路的电压放大倍数下降了（1+ÁF）倍，但使放大电路的许多性 能得到改善。 （4）反馈的判别 ①利用瞬时极性法判别反馈的极性 ②根据输出端取样对象，来判别是电压反馈还是电流反馈。 ③根据输入端连接方式，来判别是串联反馈还是并联反馈。 （5）射极输出器 ①特点 （ⅰ）输出电压与输入电压大小接近相等，相位相同，电压放大倍数近似为 1。 （ⅱ）输入电阻大。 （ⅲ）输出电阻小。 ②应用 在要求输入电阻很高的放大电路中，射极输出器可作输入级；在要求放大电路带负载 能力强时，因射极输出器输出电阻很小，可作输出级；射级输出器也可作放大电路的中间级， 用于消除级间耦合时带来的不良影响，起阻抗变换的作用