稳压二极管 U I + - UZ IZ IZ UZ IZmax

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1 稳压二极管 U I + - UZ IZ IZ UZ IZmax
稳压二极管和一般的PN结二极管在结构上没有本质区别，但是稳压二极管工作在反向击穿状态，一般的二极管则不能工作在此状态。稳压二极管的反向特性比普通二极管更陡一些。 曲线越陡，电压越稳定。 稳压误差 UZ 动态电阻： rz越小，稳压性能越好。 稳压管正常工作时允许流过的最大电流 IZ IZ UZ IZmax

2 稳压二极管的参数 （1）稳定电压UZ （2）稳定电流 IZ （3） 最大允许耗散功率 （4）动态电阻 （5）电压温度系数UZ（%/℃）
稳压值受温度变化影响的系数。

3 稳压二极管的应用 （1）稳压

4 稳压二极管的应用 （2）限幅

5 稳压管实例 i iL ui uo iZ R RL DZ ——方程1 要求当输入电压由正常值发生20%波动时负载电压基本不变。
求：电阻R和输入电压 ui 的正常值。 解：若输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为Izmax 。 ——方程1

6 uo iZ DZ R iL i ui RL 若输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为Izmin 。 ——方程2 联立方程1、2，可得：

7 半导体三极管 N P 基本结构 C B E 集电极 集电区 集电结 基区 基极 发射结 发射区 发射极 集电结面积比较大
多数载流子浓度高 基区薄且多数载流子浓度低 集电结面积比较大 集电结 发射结

8 三极管的电流放大原理 IC=ICE+ICBOICE C N B P EC RB E IE EB IBE ICBO ICE 共射极接法
发射结正偏，基区空穴向发射区扩散，由于浓度低，可忽略。 ICE EB RB IBE IE 发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。 进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE ，多数扩散到集电结。 共射极接法

9 B E C N P EB RB EC IE ICE IC=ICE+ICBO ICE IB
IBE IB=IBE-ICBOIBE IB

10 对于一只三极管，IC与IB之间保持一定的比例关系，二者之比称为电流放大倍数

11 三极管的电路符号图 C IC C IC B B IB IB IE IE E E NPN型三极管 PNP型三极管 NPN型 正常工作时

12 三极管的共射特性曲线 IC 实验线路 mA IB A EC V UCE UBE RB EB
三极管各电极电压和电流之间的关系常用输入特性曲线和输出特性曲线表示，特性曲线用于三极管电路的分析和计算。

13 工作压降： 硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。
输入特性 UCE =0.5V UCE=0V IB(A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 输入特性曲线是指三极管集电极与发射极之间电压UCE一定时，基极电流IB与基极、发射极之间电压UBE之间的关系曲线，即 IC mA A V UCE UBE RB IB EC EB B C E UCE 1V 工作压降： 硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。 死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。

14 B E C N P 基极 发射极 集电极 UBE>0V，UCE=0V时，集电结和发射结均正偏，从发射区和集电区扩散来的电子（多子）与基区中不断产生的空穴复合，形成电流IB UBE>0V，UCE=0.5V时，发射结正偏，加于集电结上的电压小于死区电压，此时IB主要由从发射区扩散来的电子（多子）与基区中不断产生的空穴复合形成 UBE>0V，UCE1V时，发射结正偏，集电结反偏，从发射区扩散来的电子（多子）的一小部分与基区中不断产生的空穴复合形成IB，其余电子越过集电结到达集电区 UBE一定时，UCE由0增大时，电流IB逐渐减小； UCE增大到集电结反偏后，IB不再明显减小。

15 输出特性 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 6 9 12 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A
输出特性曲线是指三极管基极电流IB一定时，集电极电流IC与集电极、发射极之间电压UCE之间的关系曲线，即 IC mA A V UCE UBE RB IB EC EB B C E IB=0 20A 40A 60A 80A 100A 当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=IB。 此区域满足IC=IB称为线性区（放大区）。

16 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 6 9 12 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A
称为饱和区，此区域中UCEUBE,集电结和发射结均正偏， IC 不受IB 控制，IB>IC，饱和时的管压降UCES0.3V。 UCE＝UBE时的临界饱和曲线

17 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 6 9 12 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A
称为截止区，此区域中: IC=ICEO0。常使UBE< 0以确保截止，此时发射结和集电结均反偏。

18 输出特性三个区域的特点 (1) 放大区（线性区） ：发射结正偏，集电结反偏。 即： , 且 IC =  IB
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即：UCEUBE ， IB>IC ，此时IC不再受IB的控制，称为集电极饱和电流ICS ，集、射极电压UCE=UCES 0，相当于接通状态 (3) 截止区：UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0 三极管工作在放大区时，可以实现电流放大的作用；而工作在截止区或饱和区时，类似一个开关的断开或接通。

19 三极管的主要参数 1. 电流放大倍数和  前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。
1. 电流放大倍数和  前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。 共射直流电流放大倍数： 工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为IB，相应的集电极电流变化为IC，则交流电流放大倍数为：

20 IC2 IC1 IB1 IB2 IB IC ICEO O IB
很小，所以近似计算时，可取

21 例：UCE=6V时：IB = 40 A, IC =1.5 mA；
在以后的计算中，一般作近似处理： =

22 ICBO A 2. 集-基极反向截止电流ICBO 发射极开路 IE=0

23 ICEO= IBE+ICBO =( +1)ICBO
N P 基极不开路时，IC=ICEO+IB 。 ICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。所以选管时ICBO尽可能小， 集电结反偏，有ICBO ICBO IB=0 IBE 基极开路 发射结正偏，一部分电子与基区空穴复合形成IBE。 扩散至基区的大部分电子被集电极收集，形成电流ICE，ICE =

24 4. 集电极最大允许电流ICM 5. 集-射极反向击穿电压
集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。 5. 集-射极反向击穿电压 当集---射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。高温时数值会降低。

25 6. 集电极最大允许耗散功率PCM IC ICM ICUCE=PCM PC =ICUCE PCPCM U(BR)CEO UCE
安全工作区 ICM ICUCE=PCM PC =ICUCE 必定引起结温上升，所以PC必须有限制。 U(BR)CEO PCPCM

26 USB =-2V时： IB=0 ， IC=ICEO0 IC最大饱和电流： Q位于截止区 IC 例： =50， USC =12V，
UCE IB USC RB USB C B E RC UBE 例： =50， USC =12V， RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管工作于哪个区？ USB =-2V时： IB=0 ， IC=ICEO0 IC最大饱和电流： Q位于截止区

27 IC< ICmax (=2mA) ， Q位于放大区。
UCE IB USC RB USB C B E RC UBE 例： =50， USC =12V， RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管工作于哪个区？ USB =2V时： IC< ICmax (=2mA) ， Q位于放大区。

28 IC> Icmax(=2 mA)， Q位于饱和区。(实际上，此时IC和IB 已不是倍的关系）
UCE IB USC RB USB C B E RC UBE 例： =50， USC =12V， RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管工作于哪个区？ USB =5V时: IC> Icmax(=2 mA)， Q位于饱和区。(实际上，此时IC和IB 已不是倍的关系）

29 本章习题 P.25 ，15.4.2，15.5.2

30 第16章 基本放大电路 16－1 放大电路的组成和工作原理 16－2 放大电路的分析方法 16－3 静态工作点的稳定 16－4 射极输出器
第16章 基本放大电路 16－1 放大电路的组成和工作原理 16－2 放大电路的分析方法 静态分析、动态分析 16－3 静态工作点的稳定 16－4 射极输出器 16－5 放大电路中的负反馈 16－6 放大电路的频率特性 16－7 多种放大电路 多级放大电路、差动放大电路、互补对称功率放大电路、场效应管放大电路

31 基本概念 ui Au uo 电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。
电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图： uo ui Au

32 一、电压放大倍数Au和源电压放大倍数Aus
~ uS ui uo 二、输入电阻Ri 放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大电路从其前级获取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。另外可以降低信号源内阻的影响，使放大器获得较高输入电压ui Ii Au ~ US Ri Ui

33 三、输出电阻ro 放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。 Au ~ US RL 对负载而言，Ro越小，负载电阻RL的变化对输出电压uo的影响就越小，表明放大器的带负载能力就越强。 ~ Ro US’ RL uo

34 放大电路示意图

35 符号约定 uA ua t UA 大写字母、大写下标，表示直流量。 uA 小写字母、大写下标，表示全量。 ua
小写字母、小写下标，表示交流分量。 uA ua 交流分量 全量 UA直流分量 t

36 放大电路的分类 按用途 电压（或电流）放大器 功率放大器 按工作频率 直流放大器 交流放大器 按电路结构 分立元件放大器 集成放大器

37 基本放大电路的组成及工作原理 共射放大器 三极管放大电路有三种形式 以共射放大器为例讲解工作原理 共基放大器 共集放大器

38 基本组成 +UCC RC C2 C1 EC T RB uo ui EB
放大元件，iC= iB 。要晶体管工作在放大区，须保证集电结反偏，发射结正偏。 RB +UCC EB RC C1 C2 T EC + uo 输入 输出 ui

39 集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。
RB +UCC EB RC C1 C2 T

40 集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。
RB +UCC EB RC C1 C2 T

41 RB +UCC EB RC C1 C2 T 基极电源与基极电阻 使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。

42 隔离输入输出与电路直流的联系，同时能耦合交流，使信号顺利输入输出。
RB +UCC EB RC C1 C2 T 耦合电容，为极性电容器 +

43 电路改进：采用单电源供电 RB +UCC EB RC C1 C2 T 可以省去

44 单电源供电电路 +UCC RC C1 C2 T RB