第叫章惰性电路和酶体管开关 余命命除冷命启段你 第一节RC惰性电路 第二节晶体管开关 、扇体二极管开云性 2、二极管限幅器及钳位器 3、体管开关特性 4、副体三极管反相器 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
第二节晶体管开关 紧命得电命斜除解命段你 在脉冲与数字电路中,晶体管经常被当作开关(电子 开关)来使用,那么晶体管工作于开关状态其开关特性是 什么? 、俸三极管开关特悭 开关元件的作用是能把电路接通和断开。接通就是要元 件呈现很小的电阻,最好接近于短路;断开就是要元件呈现 很大的电阻,最好接近于开路。 理想开关条件: 开关断开时:I=0开关两端电阻为∞。 开关闭合时:R=0,开关两端电压为0 开关动作瞬时完成 以上三点不受温度等环境因素影响。 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
开关断开时：I = 0,开关两端电阻为∞。 开关闭合时：R = 0, 开关两端电压为0。 开关动作瞬时完成。 以上三点不受温度等环境因素影响。 在脉冲与数字电路中，晶体管经常被当作开关（电子 开关）来使用，那么晶体管工作于开关状态其开关特性是 什么？ 开关元件的作用是能把电路接通和断开。接通就是要元 件呈现很小的电阻，最好接近于短路；断开就是要元件呈现 很大的电阻，最好接近于开路。 K
晶体二极管开关待性: 紧命电斜命除解命段命 由于二极管具有单向导电性,外加正向电压时导通,外 加反向电压时截止。所以,二极管是受外加电压极性控制的 开关。 l/mA l二管开天等包 20 硅二极管的伏安特性如图所示 30-20-10 正向特性: V/V 硅二极管导通,伏安特性曲线 非常陡峭。正向压降为0.V的恒压 源 反向特性: D 硅二极管截止,反相电流很小, vb0.6V) 般在1A以下,’反相运用时,硅 二极管相当于断开的开关。 K VD=0.7V 回回阿回阿回呵呵同回回阿回回回回同回回阿回回回4≯會
硅二极管的伏安特性如图所示： - + V D ( V D 0.5V ) K + - V D ( V D 0.6V ) V D = 0.7V 由于二极管具有单向导电性，外加正向电压时导通，外 加反向电压时截止。所以，二极管是受外加电压极性控制的 开关。 正向特性： 硅二极管导通，伏安特性曲线 非常陡峭。正向压降为0.7V的恒压 源。 反向特性： 硅二极管截止，反相电流很小， 一般在1μΑ以下，反相运用时，硅 二极管相当于断开的开关。 / V V D I mA / 302010 −30−20−10 −2 −4 −6 0 0.5 1.0 uA
晶体二极管开关待性: 烟的学含命解解学电病解解/m4 锗二极管的伏安特性如图所示: 正向特性: 锗二极管导通,正向伏安特性变 化缓慢。正向压降随正向电流的增加 0.1 而增加。可用等效电阻R表示。 02 0.3 反向特性: 锗二极管截止,反向电流较大,WA D 般在0.01~0.3mA。通常用恒流(v0V) 源表示反向反向偏置锗二极管。恒 流源的大小等于锗二极管的反向电0 流值。 RD 通常情况下,可以将硅、锗二极管看作是理想开关,截 止认为开路,导通视为短路。 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
/ V V D I mA / 108 6 4 2 −60 −40 −20 −0.1 −0.2 −0.3 0 0.5 - + V D ( V D 0V ) I O + - V D ( V D 0 V ) R D 锗二极管的伏安特性如图所示： 正向特性： 锗二极管导通，正向伏安特性变 化缓慢。正向压降随正向电流的增加 而增加。可用等效电阻RD表示。 反向特性： 锗二极管截止，反向电流较大， 一般在0.01~0.3mΑ。通常用恒流 源表示反向反向偏置锗二极管。恒 流源的大小等于锗二极管的反向电 流值。 通常情况下，可以将硅、锗二极管看作是理想开关，截 止认为开路，导通视为短路
晶体二极管开关待性: 紧命电命斜除解命争 2.二极管反向恢复时间: DE 二极管由导通变为截止状态是不 能瞬间完成。 理想情况下: 当V=vF时,二极管正偏而导通 DE R R 当=-∨时,二极管反偏而截至。 0 f01 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
2.二极管反向恢复时间： 理想情况下： 当 VI = VF 时，二极管正偏而导通。 L I DF F R V V i − = 当 VI = -VR时，二极管反偏而截至。 i F = 0 二极管由导通变为截止状态是不 能瞬间完成。 VF VR F i 0 0 Vi i t t F i + - VI VDF
晶体二极管开关待性: 紧命电命斜除解命争 实际情况,二极管反偏时:in≠0 当V=v时,二极管导通=n DE 当V由+vF下跳到一V瞬间, 反向电流 R R L 极管仍然导通,PN结两端仍有 很小管压降。只有经过一段时间tR以后, 流经二极管的电流才近似等于反向电流 tR:反向恢复时间。tR=ts+t ts:存储时间。 t:下降时间。 回回阿回阿回呵呵同回回阿回回回回同回回阿回回回4≯會
实际情况，二极管反偏时： i F 0 当 VI = VF 时，二极管导通。 L I DF F R V V i − = 当 VI由＋VF下跳到－VR瞬间， L R R R V i = − 二极管仍然导通，PN结两端仍有 很小管压降。只有经过一段时间t R以后， 流经二极管的电流才近似等于反向电流 IO 。 t R ：反向恢复时间。t R = t s + t f t s ：存储时间。 t f ：下降时间。 F i Vi 0 t VF VR i t 0 F i R i 反向电流 R t S t f t + - VI VDF
反向恢复时间形顽原 紧命得电命斜除解命段你 PN结正偏时,在外电压作用下,PN结两端多数载流 子不断向对方扩散,P区的空穴扩散到N区,N区的电子扩 散到P区。P区存有大量电子,N区存有大量空穴。 当外加电压由+vF下跳到-VR时: P区积累的大量电子被反向电场拉回到N区,N区积累 的大量空穴被反向电场拉回到P区。形成电子、空穴漂移电 流,这两个漂移电流就构成了反向电流i=vR/RL。 存儲时间t:反向电流i使存储电荷逐渐消失,靠近空间电荷 区的存储电荷消失的比较快,当空间电荷区的边界处没有存储 电荷时,极管由正偏转向反偏。存储时间结束。 下降时间t:二极管由正偏转向反偏以后,反向电流随漂 移电流的減少而减小。一般认为反向电流近似为:-0 VR/R时,下降时间t结束。tR一般只有几个ns 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
PN结正偏时，在外电压作用下，PN结两端多数载流 子不断向对方扩散，P区的空穴扩散到N区，N区的电子扩 散到P区。P区存有大量电子，N区存有大量空穴。 当外加电压由＋VF下跳到－VR时： P区积累的大量电子被反向电场拉回到N区， N区积累 的大量空穴被反向电场拉回到P区。形成电子、空穴漂移电 流，这两个漂移电流就构成了反向电流 i R = -VR/RL 。 存储时间 ts : 反向电流 i R 使存储电荷逐渐消失,靠近空间电荷 区的存储电荷消失的比较快,当空间电荷区的边界处没有存储 电荷时,二极管由正偏转向反偏。存储时间结束。 下降时间 tf : 二极管由正偏转向反偏以后，反向电流随漂 移电流的减少而减小。一般认为反向电流近似为 ：－0.1 VR / RL时，下降时间 t f 结束。t R一般只有几个 ns
余命命除冷命启段你 P区 N区 +O 空区 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
+− −+
二极邕限阁电路 ①、限幅原理: 利用二极管单向导电性,完成限幅。在理想模 型下,v>0二极管导通。V<0二极管截至。 波形变换 ②、限幅用途:整形 波形选择 ③、限幅电路的三种形式: 串连限幅 并联限幅 欢向限幅 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
V I 0 t V I 0 t ①、限幅原理： 利用二极管单向导电性,完成限幅。在理想模 型下,VD >0 二极管导通。VD<0 二极管截至。 ②、限幅用途： 整形 波形变换 波形选择 ③、限幅电路的三种形式： 串连限幅 并联限幅 双向限幅
1、串联限 紧命得电命斜除解命段你 二极管和输出端串联。限幅条件:R》「d 当V>0,D导通,V V R V V RI V 当V<0,D截至,Vo=0 二极管负极输出是下限幅, 即限幅电平为0的下限幅器 二极管正极输出是上限幅,νo 即限幅电平为0的上限幅器 回回阿回回阿回啊阿回阿阿回啊啊阿‘≯會
V I 0 t 二极管和输出端串联。 限幅条件：R » rd 当 Vi > 0, D 导通，VO = Vi 。 当 Vi < 0, D 截至，VO = 0 。 二极管负极输出是下限幅， 即限幅电平为0的下限幅器。 V I 0 t 二极管正极输出是上限幅， 0 即限幅电平为0的上限幅器。 t i v O v i v 0 t O v VI D R VO VI D R VO