【電子】模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 上交大 鄭益慧主講(模擬電路/模電 講課水平堪比華成英


(a)理想二極管模型
看到這個(gè)模型,功率通通不用考慮。
零點(diǎn)幾伏的壓降拿掉了。
(b)理想二極管+開通電源
有開通電壓,幾乎補(bǔ)償了壓降。 直流情況下,二極管一旦導(dǎo)通,我們就認(rèn)為其導(dǎo)通壓降近似不變。
P和N之間的電壓差大于導(dǎo)通電壓 ,二極管導(dǎo)通,維持電壓不變。

問:用(b)模型,如果二極管兩端的開通電壓為Uon,這個(gè)電路二極管通過的電流是多少?
答:默認(rèn)V比Uon大的情況下,(V-Uon)/R
如果更嚴(yán)謹(jǐn),首先要比較V與Uon哪個(gè)更大:
V<Uon ,Id=0
V>Uon, Id= (V-Uon)/R

問:U0的波形?
思路:判斷二極管何時(shí)正向?qū)ǎ螘r(shí)反向截止,則可以假設(shè)。
正向?qū)ǎ?/span>
U0=U1+Uon
反向截止:

紅框區(qū)域沒有電流,則Uon=Us。
假設(shè)二極管反向截止,則下圖中兩端的電壓為Us。

則二極管兩端電壓為Us-U1 。
當(dāng)Us-U1≤Uon時(shí),二極管真的截止,即Us≤U1+Uon,此時(shí)U0=Us。
U0的波形:

當(dāng)Us-U1>Uon時(shí),二極管導(dǎo)通,即Us>U1+Uon。
U0的波形:

這是一個(gè)限伏電路,利用了二極管的兩個(gè)特性,一個(gè)是單向?qū)щ娦?,一個(gè)是二極管一旦導(dǎo)通,它的導(dǎo)通電壓一般不變,或者變化很小。限伏電路在保護(hù)電路中經(jīng)常使用。當(dāng)一個(gè)電路輸入不允許超過某一個(gè)值時(shí),可以用限伏電路。

問:U0的波形?
思路:當(dāng)Us>0時(shí),導(dǎo)通;當(dāng)Us<0時(shí),截止。
Us>0時(shí),
Us<0時(shí),U0=0
U0的波形:

它把反向的一半消除了,這個(gè)過程就叫整流,即起到了整流作用。


Uon=0.6V
Ui=10mV
如何克服死區(qū)?如果想讓交流信號(hào)顯現(xiàn)出來,可以用直流電壓源給他托起來,打通二極管。

估算二極管電流:

求電阻就是這個(gè)斜率的倒數(shù),即△Ud/△Id=rd
Id=Ui/(rd+R)

rd動(dòng)態(tài)電阻跟溫度和靜態(tài)相關(guān)。
三、二極管的微變等效
1、直流
求靜態(tài)下的Id
2、rd=Ut/Id
id純交流,iD交流直流都有



1.2.5 穩(wěn)壓二極管
一、特點(diǎn):
需要幫助二極管散熱。
二、伏安特性

Uz—反向電壓

雙向穩(wěn)壓二極管
三、主要參數(shù)
作業(yè):此部分內(nèi)容需要自行學(xué)習(xí)
α:溫度每變化一度,Uz的穩(wěn)定度所變化的量
一般而言,6V為分界線,6V往上雪崩多,6V往下齊納擊穿多(小于4V,齊納擊穿占主流)
小于4V,是負(fù)溫度系數(shù);大于7V,是正溫度系數(shù)。
Uz:穩(wěn)定電壓
穩(wěn)壓二極管要工作,兩端電壓要大于穩(wěn)定電壓,電流要大于Iz(即最小穩(wěn)壓電流),小于最大穩(wěn)定電流。

已知條件:

IR=(U1-Uz)/R=(10-6)/0.2=20mA
IL=6/0.8=7.5mA
IDz=20-7.5=12.5mA
U0=8V
已知條件:

先判斷穩(wěn)壓二極管是否擊穿,先假設(shè)穩(wěn)壓二極管不擊穿,而是截止,此時(shí)U0與R分壓,U0=2V<6V,所以不可能擊穿。
作業(yè):“發(fā)光二極管”內(nèi)容需要自行學(xué)習(xí)
1.3 雙極晶體管 BJT(Bipolar Junction Transistor)
1.3.1 結(jié)構(gòu)及類型
一、構(gòu)成方式


c-collection
發(fā)射區(qū)的載流子濃度最高,集電區(qū)面積最大。
基區(qū)參雜濃度比較低,基區(qū)更大的一個(gè)特點(diǎn)是非常薄。
二、結(jié)構(gòu):三個(gè)區(qū)域、三個(gè)電極、兩個(gè)PN結(jié)(發(fā)射結(jié)、集電結(jié))

箭頭的方向就是發(fā)射結(jié)導(dǎo)通的方向。
1.3.2 電流放大作用
一、放大
Ic/Ib=常數(shù),即放大倍數(shù)。
二、基本共射放大電路

正向偏置(正偏),即正向?qū)ǎ?/p>
反向偏置(反偏),即反向截止。

NPN型,發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。N的電位比P的電位高。
Vcc電源給Ic供能,在這種條件下,Ic與Ib成比例了。
三、內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)

1、發(fā)射結(jié)正偏
發(fā)射區(qū)的自由電子向基區(qū)擴(kuò)散(產(chǎn)生電流Ien);基區(qū)的空穴向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散 (產(chǎn)生電流Iep)。此兩個(gè)電流不成比例,Ien為主流電流,Iep近似可以忽略。 Iep+Ien
2、基區(qū)
基區(qū)薄且摻雜濃度低,絕大多數(shù)的自由電子都能到達(dá)集電結(jié)。
基區(qū)向集電結(jié)擴(kuò)散,復(fù)合,同時(shí)在基極產(chǎn)生。擴(kuò)散的速度維持不變,擴(kuò)散的速度與濃度梯度有關(guān)。
3、集電結(jié)收集自由電子,反偏
加大漂移運(yùn)動(dòng)。
IB=Iep+Ibn-Icbo
四、放大系數(shù)
1、 共射放大系數(shù)

兩個(gè)綠色圈的電流的比值。
(1)直流放大系數(shù)

(2)交流放大系數(shù)
β=△Ic/△Ib
2、Iceo穿透電流
3、Icbo反向電流
4、 共基放大系數(shù)
(1)直流


(2)交流
1.3.3 BJT共射特性曲線

