电子文档交易市场
安卓APP | ios版本
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本

模电-电子线路线性部分第五版第一章课件

40页
  • 卖家[上传人]:F****n
  • 文档编号:88241315
  • 上传时间:2019-04-21
  • 文档格式:PPT
  • 文档大小:982KB
  • / 40 举报 版权申诉 马上下载
  • 文本预览
  • 下载提示
  • 常见问题
    • 1、课程概述,电子线路:指包含电子器件,并能对电信号 实现某种处理的功能电路。,电路组成:电子器件 + 外围电路,电子器件:二极管、场效应管、集成电路。,外围电路:直流电源、电阻、电容、电流源 电路等。,第 1 章 晶体二极管,1.0 概 述,1.1 半导体物理基础知识,1.2 PN 结,1.3 晶体二极管电路分析方法,1.4 晶体二极管的应用,概 述,晶体二极管结构及电路符号:,PN 结正偏(P 接 +、N 接 -),D 导通。,晶体二极管的主要特性:单方向导电特性,PN 结反偏(N 接 +、P 接 -),D 截止。,即,主要用途:用于整流、开关、检波电路中。,第 1 章 晶体二极管,1.1 半导体物理基础知识,半导体:导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。,硅(Si)、锗(Ge)原子结构及简化模型:,第 1 章 晶体二极管,硅和锗的单晶称为本征半导体。它们是制造半导体器件的基本材料。,硅和锗共价键结构示意图:,1.1.1 本征半导体,第 1 章 晶体二极管,本征激发,共价键具有很强的结合力。 当 T = 0 K(无外界影响) 时,共价键中无自由移动的电子。,这种现象称,注意:空穴的出现是

      2、半导体区别于导体的重要特征。,本征激发。,第 1 章 晶体二极管,当原子中的价电子激发为自由电子时,原子中留下空位,同时原子因失去价电子而带正电。,当邻近原子中的价电子不断填补这些空位时形成一种运动,该运动可等效地看作是空穴的运动。,注意:空穴运动方向与价电子填补方向相反。,自由电子 带负电,半导体中有两种导电的载流子,空穴的运动,空 穴 带正电,第 1 章 晶体二极管,温度一定时: 激发与复合在某一热平衡值上达到动态平衡。,热平衡载流子浓度,热平衡载流子浓度:,第 1 章 晶体二极管,N 型半导体:,1.1.2 杂质半导体,简化模型:,本征半导体中掺入少量五价元素构成。,第 1 章 晶体二极管,P 型半导体,简化模型:,本征半导体中掺入少量三价元素构成。,第 1 章 晶体二极管,杂质半导体中载流浓度计算,第 1 章 晶体二极管,1.1.3 两种导电机理漂移和扩散,漂移与漂移电流,载流子在电场作用下的运动称漂移运动,所形成的电流称漂移电流。,总漂移电流密度:,第 1 章 晶体二极管,半导体的电导率,电压: V = E l,电流: I = S Jt,电阻:,电导率:,第 1 章 晶体二极

      3、管,载流子在浓度差作用下的运动称扩散运动,所形成的电流称扩散电流。,扩散电流密度:,扩散与扩散电流,第 1 章 晶体二极管,1.2 PN 结,利用掺杂工艺,把 P 型半导体和 N 型半导体在原子级上紧密结合,P 区与 N 区的交界面就形成了 PN 结。,N 型,PN 结,第 1 章 晶体二极管,1.2.1 动态平衡下的 PN 结,阻止多子扩散,利于少子漂移,PN 结形成的物理过程,第 1 章 晶体二极管,内建电位差:,阻挡层宽度:,注意:掺杂浓度(Na、Nd)越大,内建电位差 VB越大,阻 挡层宽度 l0 越小。,第 1 章 晶体二极管,1.2.2 PN 结的伏安特性,PN 结单向导电特性,I,第 1 章 晶体二极管,PN 结单向导电特性,IR,结论:PN 结具有单方向导电特性。,第 1 章 晶体二极管,PN 结伏安特性方程式,PN 结正、反向特性,可用理想的指数函数来描述:,其中:,IS 为反向饱和电流,其值与外加电压近似无关,但受温度影响很大。,正偏时:,反偏时:,第 1 章 晶体二极管,PN 结伏安特性曲线,温度每升高 10,IS 约增加一倍。,温度每升高 1, VD(on) 约

      4、减小 2.5 mV。,第 1 章 晶体二极管,O,1.2.3 PN 结的击穿特性,第 1 章 晶体二极管,O,因为 T 载流子运动的平均自由路程 V(BR)。,击穿电压的温度特性,雪崩击穿电压具有正温度系数。,齐纳击穿电压具有负温度系数。,因为 T 价电子获得的能量 V(BR)。,稳压二极管,利用 PN 结的反向击穿特性,可制成稳压二极管。,要求:IZmin IZ IZmax,第 1 章 晶体二极管,1.2.4 PN 结的电容特性,势垒区内空间电荷量随外加电压变化产生的电容效应。,势垒电容 CT,扩散电容 CD,阻挡层外(P 区和 N 区)贮存的非平衡电荷量,随外加电压变化产生的电容效应。,第 1 章 晶体二极管,PN 结电容,PN 结反偏时,CT CD ,则 Cj CT,PN 结总电容: Cj = CT + CD,PN 结正偏时,CD CT ,则 Cj CD,故:PN 结正偏时,以 CD 为主。,故:PN 结反偏时,以 CT 为主。,通常:CD 几十 pF 几千 pF。,通常:CT 几 pF 几十 pF。,第 1 章 晶体二极管,1.3 晶体二极管电路分析方法,晶体二极管的内部结构就

      5、是一个 PN 结。就其伏安特性而言,它有不同的表示方法,或者表示为不同形式的模型:,便于计算机辅助分析的数学模型,适于任一工作状态的通用曲线模型,第 1 章 晶体二极管,1.3.1 晶体二极管的模型,数学模型伏安特性方程式,理想模型:,修正模型:,rS 体电阻 + 引线接触电阻 + 引线电阻,注意:考虑到阻挡层内产生的自由电子空穴对及表面 漏电流的影响,实际 IS 理想 IS。,第 1 章 晶体二极管,曲线模型伏安特性曲线,晶体二极管的伏安特性曲线,通常由实测得到。,第 1 章 晶体二极管,简化电路模型,折线等效:在主要利用二极管单向导电性的电路中, 实际二极管的伏安特性。,理想状态:与外电路相比,VD(on) 和 RD 均可忽略时, 二极管的伏安特性和电路符号。,开关状态:与外电路相比,RD 可忽略时的伏安特性。,简化电路模型:折线等效时,二极管的简化电路模型。,第 1 章 晶体二极管,小信号电路模型,rs:PN 结串联电阻,数值很小。,rj:为二极管增量结电阻。,Cj:PN 结结电容,由 CD 和 CT 两部分构成。,注意:高频电路中,需考虑 Cj 影响。因高频工作时, Cj 容抗

      6、很小,PN 结单向导电性会因 Cj 的交流 旁路作用而变差。,第 1 章 晶体二极管,图解法,分析二极管电路主要采用:图解法、简化分析法、小信号等效电路法。(重点掌握简化分析法),写出管外电路直流负载线方程。,1.3.2 晶体二极管电路分析方法,利用二极管曲线模型和管外电路所确定的负载线,通过作图的方法进行求解。,要求:已知二极管伏安特性曲线和外围电路元件值。,分析步骤:,作直流负载线。,分析直流工作点。,优点:直观。既可分析直流,也可分析交流。,第 1 章 晶体二极管,例 1 已知电路参数和二极管伏安特性曲线,试求电路的 静态工作点电压和电流。,Q,由图可写出直流负载线方程:V = VDD - IR,在直流负载线上任取两点:,解:,VDD,VDD/R,连接两点,画出直流负载线。,VQ,IQ,令 I = 0,得 V = VDD;,令 V = 0,得 I = VDD / R;,所得交点(VQ , IQ),即为 Q 点。,第 1 章 晶体二极管,简化分析法,即将电路中二极管用简化电路模型代替,利用所得到的简化电路进行分析、求解。,将截止的二极管开路,导通的二极管用直流简化电路 模型替代,然

      7、后分析求解。,(1)估算法,判断二极管是导通还是截止?,假设电路中二极管全部开路,分析其两端的电位。,理想二极管:若 V 0,则管子导通;反之截止。,实际二极管:若 V VD(on),管子导通;反之截止。,当电路中存在多个二极管时,正偏电压最大的管子 优先导通。其余管子需重新分析其工作状态。,第 1 章 晶体二极管,例 2 设二极管是理想的,求 VAO 值。,图(a),假设 D 开路,则 D 两端电压:,VD = V1 V2 = ( 6 12)V = 18 V 0 V,,解:,故 D 截止。,VAO = 12 V。,图(b),假设 D1、D2 开路,则 D 两端电压:,VD1=V2 0 = 9 V 0 V,,VD2 = V2 (V1) = 15 V 0 V。,由于 VD2 VD1 ,则 D2 优先导通。,此时 VD1 = 6 V 0 V,,故 D1 截止。,VAO = V1 = 6 V 。,第 1 章 晶体二极管,(2)画输出信号波形方法,根据输入信号大小 判断二极管的导通与截止 找出 vo 与 vi 关系 画输出信号波形。,例 3 设二极管是理想的,vi = 6sint (V),试画

      8、 vo波形。,解:,vi 2 V 时,D 导通,则 vO = vi,vi 2 V 时,D 截止,则 vO = 2 V,由此可画出 vO 的波形。,第 1 章 晶体二极管,小信号分析法,即将电路中的二极管用小信号电路模型代替,利用得到的小信号等效电路分析电压或电流的变化量。,分析步骤:,将直流电源短路,画交流通路。,用小信号电路模型代替二极管,得小信号等效电路。,利用小信号等效电路分析电压与电流的变化量。,第 1 章 晶体二极管,1.4 晶体二极管的应用,电源设备组成框图:,第 1 章 晶体二极管,整流电路,1.4.1 整流与稳压电路,当 vi 0 V 时,D 导通,则 vO = vi,当 vi 0 V 时,D 截止,则 vO = 0 V,由此,利用二极管的单向导电性,实现了半波整流。,若输入信号为正弦波:,平均值:,VO,t,O,vO,第 1 章 晶体二极管,Vim,Vim,稳压电路,某原因 VO IZ I ,限流电阻 R:保证稳压管工作在 IZmin IZmax 之间,稳压原理:,VO = VZ,输出电压:,第 1 章 晶体二极管,1.4.2 限幅电路(或削波电路),V2 vi V1 时,D1、D2 截止,vo = vi,Vi V1 时,D1 导通、D2 截止,vo = V1,Vi V2 时,D2 导通、D1 截止,vo = V2,由此 ,电路实现双向限幅功能。,其中:V1 为上限幅电平, V2 为下限幅电平。,第 1 章 晶体二极管,

      《模电-电子线路线性部分第五版第一章课件》由会员F****n分享,可在线阅读,更多相关《模电-电子线路线性部分第五版第一章课件》请在金锄头文库上搜索。

      点击阅读更多内容
    新上传的PPT文档
    2024年度北京市昌平区北七家镇平西府卫生院合同制护理人员招聘考前冲刺模拟试卷B卷含答案 2024年度河北省承德市承德县中医院合同制护理人员招聘基础试题库和答案要点 2024年度浙江省温州市乐清市妇幼保健院合同制护理人员招聘综合练习试卷A卷附答案 2024年度北京市房山区崇各庄乡卫生院合同制护理人员招聘考前冲刺试卷A卷含答案 2024年度浙江省温岭市骨伤科医院合同制护理人员招聘题库练习试卷B卷附答案 2024年度浙江省遂昌县中医院合同制护理人员招聘模拟题库及答案 2024年度浙江省温州市明乐眼科医院合同制护理人员招聘考前冲刺试卷A卷含答案 2024年度浙江省武义县武义东风莹石公司职工医院合同制护理人员招聘提升训练试卷B卷附答案 2024年度北京市昌平区北七家镇医院合同制护理人员招聘通关题库(附带答案) 2024年度浙江省新昌县新康医院合同制护理人员招聘题库综合试卷B卷附答案 2024年度浙江省温岭市精神康复医院合同制护理人员招聘通关题库(附带答案) 2024年度河北省崇礼县妇幼保健站合同制护理人员招聘自我提分评估(附答案) 2024年度浙江省温州市妇幼保健所合同制护理人员招聘典型题汇编及答案 2024年度浙江省温州市鹿城区人民医院合同制护理人员招聘考前练习题及答案 2024年度河北省平泉县妇幼保健院合同制护理人员招聘考前冲刺试卷B卷含答案
    最新标签
    发车时刻表 长途客运 入党志愿书填写模板精品 庆祝建党101周年多体裁诗歌朗诵素材汇编10篇唯一微庆祝 智能家居系统本科论文 心得感悟 雁楠中学 20230513224122 2022 公安主题党日 部编版四年级第三单元综合性学习课件 机关事务中心2022年全面依法治区工作总结及来年工作安排 入党积极分子自我推荐 世界水日ppt 关于构建更高水平的全民健身公共服务体系的意见 空气单元分析 哈里德课件 2022年乡村振兴驻村工作计划 空气教材分析 五年级下册科学教材分析 退役军人事务局季度工作总结 集装箱房合同 2021年财务报表 2022年继续教育公需课 2022年公需课 2022年日历每月一张 名词性从句在写作中的应用 局域网技术与局域网组建 施工网格 薪资体系 运维实施方案 硫酸安全技术 柔韧训练 既有居住建筑节能改造技术规程 建筑工地疫情防控 大型工程技术风险 磷酸二氢钾 2022年小学三年级语文下册教学总结例文 少儿美术-小花 2022年环保倡议书模板六篇 2022年监理辞职报告精选 2022年畅想未来记叙文精品 企业信息化建设与管理课程实验指导书范本 草房子读后感-第1篇 小数乘整数教学PPT课件人教版五年级数学上册 2022年教师个人工作计划范本-工作计划 国学小名士经典诵读电视大赛观后感诵读经典传承美德 医疗质量管理制度 2 2022年小学体育教师学期工作总结 2022年家长会心得体会集合15篇
    关于金锄头网 - 版权申诉 - 免责声明 - 诚邀英才 - 联系我们
    手机版 | 川公网安备 51140202000112号 | 经营许可证(蜀ICP备13022795号)
    ©2008-2016 by Sichuan Goldhoe Inc. All Rights Reserved.