半导体二极管及其电路分析
第02章 半导体二极管及基本电路
一、N 型半导体：
N型
电子为多数载流子
+4 +4 +4
空穴为少数载流子
+4 +5 +4 自由电子
磷原子 施主原子
载流子数 电子数
N型杂质半导体的特点：
1、与本征激发不同，施主原子在提供多余电子的同时 并不产生空穴，而成为正离子被束缚在晶格结构 中，不能自由移动，不起导电作用。
2、在室温下，多余电子全部被激发为自由电子，故N
特性 符号及等效模型：
iD
uD
S
S
正向偏置时： 管压降为0，电阻也为0。 反向偏置时： 电流为0，电阻为∞。
正偏导通，uD = 0； 反偏截止， iD = 0 R =
二、二极管的恒压降模型
iD U (BR) URM O IF uD
iD UD(on) uD
uD = UD(on)
0.7 V (Si) 0.2 V (Ge)
iD 急剧上升
死区 电压
UD(on) = (0.6 0.8) V 硅管 0.7 V (0.1 0.3) V 锗管 0.2 V iD = IS < 0.1 A(硅) 几十 A (锗) 反向电流急剧增大 (反向击穿)
U(BR) U 0 U < U(BR)
反向击穿类型： 电击穿 — PN 结未损坏，断电即恢复。 热击穿 — PN 结烧毁。 反向击穿原因： 齐纳击穿： 反向电场太强，将电子强行拉出共价键。 (Zener) (击穿电压 < 6 V) 反向电场使电子加速，动能增大，撞击 雪崩击穿： 使自由电子数突增。 (击穿电压 > 6 V)
t
例: ui = 2 sin t (V)，分析二极管的限幅作用。 1、 0.7 V < ui < 0.7 V
二极管基本电路与分析方法
二极管基本电路与分析方法二极管是一种最简单的半导体器件，具有只能单向导电的特点。
在电子电路中，二极管通常用于整流、限流、调制和混频等功能。
本文将介绍二极管的基本电路和分析方法。
一、二极管基本电路1.正向偏置电路正向偏置电路是将二极管的P端连接到正电压，N端连接到负电压的电路。
这种电路可以使二极管处于导通状态，实现电流流动。
2.逆向偏置电路逆向偏置电路是将二极管的P端连接到负电压，N端连接到正电压的电路。
这种电路可以使二极管处于截止状态，即不导电。
二、二极管分析方法1.静态分析静态分析是指在稳态条件下分析二极管的工作状态。
在正向偏置电路中，如果二极管被接入电路且正向电压大于二极管的正向压降时，二极管处于导通状态；反之，二极管处于截止状态。
在逆向偏置电路中，无论接入电路与否，二极管都处于截止状态。
2.动态分析动态分析是指在变化条件下分析二极管的工作状态。
例如，当正向电压瞬时增加时，二极管可能处于导通状态。
此时，需要考虑二极管的导通压降和电流变化情况。
三、常见二极管电路1.整流电路整流电路是将交流信号转换为直流信号的电路。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。
半波整流电路只利用了交流信号的一半，而全波整流电路则利用了交流信号的全部。
整流电路中的二极管起到了只允许电流在一个方向上流动的作用。
2.限流电路限流电路是通过限制电流的大小来保护其他元件不受损坏的电路。
常见的限流电路有稳压二极管电路和过载保护电路。
稳压二极管电路利用二极管的电流-电压特性，使得二极管具有稳定的电流输出能力；过载保护电路则通过限制电流大小来保护负载电路。
3.调制电路调制电路是将低频信息信号调制到高频载波信号上的电路。
常见的调制电路有调幅电路和调频电路。
在调制电路中，二极管起到了快速改变电流或电压的作用，实现信号的调制效果。
4.混频电路混频电路是将两个不同频率的信号进行混合，得到新的频率信号的电路。
在混频电路中，二极管可以起到信号选择和调谐的作用，实现频率混合。
二极管电路及其应用实验报告
二极管电路及其应用实验报告二极管是一种常见的电子元件，具有只允许电流单向流动的特性。
它是由半导体材料构成的，通常由硅(Si)或者硒化物(GaAs)制成。
二极管的应用非常广泛，可以用于整流、放大、开关等电路中。
本文将以二极管电路及其应用为主题，介绍二极管的工作原理、实验步骤以及相关应用。
一、二极管的工作原理二极管是由P型半导体和N型半导体组成的。
P型半导体中的杂质掺入使其具有正电荷，称为P区；N型半导体中的杂质掺入使其具有负电荷，称为N区。
当将P区和N区连接在一起时，形成了一个PN结。
在PN结中，由于P区和N区的杂质浓度不同，使得在结附近形成了电场。
当外加电压为正向偏置时，即P区接在正电压上，N区接在负电压上，电场将阻止电子从N区向P区移动。
而当外加电压为反向偏置时，即P区接在负电压上，N区接在正电压上，电子可以从N区向P区移动。
因此，二极管只允许电流在正向偏置下单向流动。
二、二极管实验步骤1. 准备实验所需材料：二极管、直流电源、电阻、导线等。
2. 搭建二极管电路：将二极管连接在电路中，注意极性，即将P极连接在正电压端，N极连接在负电压端。
可以使用导线连接电源和电阻，形成一个简单的电路。
3. 调整电压：根据二极管的额定电压和电流，调整电源的输出电压，使得二极管正常工作。
4. 测量电流和电压：使用万用表等测量仪器，测量二极管两端的电压和电流值。
5. 观察实验现象：根据测量结果，观察二极管的导通和截止情况，以及电流和电压的关系。
三、二极管的应用1. 整流器：二极管具有只允许电流单向流动的特性，因此可以用于将交流信号转换为直流信号的整流电路中。
在整流电路中，二极管起到了只允许正半周或负半周通过的作用，实现了信号的单向传输。
2. 信号检波器：二极管的正向偏置电压范围内，电流与电压之间呈线性关系。
利用这一特性，可以将高频信号转换为直流信号，实现信号的检波功能。
3. 放大器：在放大电路中，二极管可以作为信号放大器的关键元件之一。
半导体二极管在电子电路中的基本作用
半导体二极管在电子电路中的基本作用半导体二极管是一种重要的电子器件，广泛应用于各种电子电路中。
它具有诸多独特的性质和功能，可以起到多种作用。
本文将从基本原理、特点和应用领域等方面，详细介绍半导体二极管在电子电路中的基本作用。
半导体二极管是一种两端具有PN结的二极管，由p型和n型半导体材料组成。
它有一个主要的特点，即只能从p端流向n端的方向导通电流，而反向时截止电流。
这种非线性特性使得二极管在电子电路中具有独特的应用价值。
首先，半导体二极管常用作整流器。
整流器是将交流信号转换为直流信号的重要电子元件。
半导体二极管具有只能单向传导电流的特性，可以有效地将交流信号中的负半周去除，只保留正半周，从而实现整流的功能。
这在电源、通信和音频等领域的电路中经常需要。
其次，半导体二极管广泛应用于电路的保护功能。
例如，在电路中加入一个二极管，可以实现过压保护。
当电路中出现过高的电压时，二极管会在达到其击穿电压时变为导通状态，将超出范围的电压引到地或其他处，从而保护其他电子元件不受损坏。
类似地，二极管还可以用于过流保护、过温保护和反向电压保护等，保障电路的安全运行。
此外，半导体二极管还可用作电压参考源。
例如，锂电池充电、开关电源和运算放大器等电子电路中，通常需要一个稳定的参考电压。
半导体二极管的正向电压降通常比较稳定，因此可以将其作为稳定的参考电压源使用。
通过合理设计与连接，可以在电路中产生精确的参考电压，确保其他电子元件的工作稳定和准确。
同时，半导体二极管在信号混频中具有重要的作用。
信号混频是将两个频率不同的信号混合在一起，得到频率和幅度均不同于原信号的新信号。
在混频电路中，半导体二极管常常作为非线性元件被使用。
通过合理选择和连接二极管，可以实现不同种类的混频电路，从而实现频率合成、调制解调等功能，广泛应用于无线通信和广播电视等领域。
此外，半导体二极管还可用作电路中的开关元件。
在数字电路中，常常需要将信号进行开关控制。
二极管原理及其基本电路
二极管原理及其基本电路二极管是一种最简单的半导体器件，它具有非常重要的功能和应用。
本文将介绍二极管的原理以及其基本电路。
一、二极管的原理二极管是由一种带有p型半导体和n型半导体的材料组成的。
在p-n 结的区域内，因为半导体的材料特性，会形成一个电势垒。
当外加电压的极性与电势垒形成的方向相反时，电势垒将变得更大，称为反向偏置；当外加电压的极性与电势垒形成的方向一致时，电势垒将变得更小，称为正向偏置。
在二极管的工作中，主要有以下几个重要的特性。
1.正向电压特性：当二极管处于正向偏置状态时，在两端加上正向电压时，电势垒逐渐缩小，直到消失。
在这个过程中，二极管的导电性变得很好。
正向电压越大，二极管导通越好。
2.反向电压特性：当二极管处于反向偏置状态时，在两端加上反向电压时，电势垒逐渐增加。
当反向电压超过反向击穿电压时，二极管就会发生击穿，电流急剧增大，此时二极管就会损坏。
3.导通和截止特性：当二极管处于正向偏置状态时，正向电压不超过一定限制时，二极管会导通。
当正向电压超过这个限制时，二极管截止，不导通。
而当二极管处于反向偏置状态时，无论外加电压的大小，其表现都是开路状态，不导通。
二、二极管的基本电路二极管广泛地应用于各种电路中，下面介绍几个常见的二极管基本电路。
1.正向电压特性测试电路：这是一个测试二极管正向电压特性的电路。
它由一个电压源、一个限流电阻和一个二极管组成。
通过改变电压源的电压，可以测量二极管在不同电压下的电流。
当电压逐渐增加时，电流也逐渐增加，直到达到二极管的最大电流。
2.整流电路：整流电路主要用于将交流电转换为直流电。
它由一个二极管和负载组成。
当二极管处于正向偏置状态时，它允许正向电流通过，从而将正半周期的交流信号变为直流信号。
而当二极管处于反向偏置状态时，它阻止反向电流通过。
3.限流电路：限流电路主要用于限制电流的大小。
它由一个电压源、一个电阻和一个二极管组成。
二极管起到了稳压和限流的作用。
二极管模型及其电路分析
+
vD
iD
VD
(b)
（a）I-V 特性 （b）电路模型
5
Lec 03
华中科技大学电信系 张林
O
Vth
vD
(a)
+
vD
iD
Vth
rD
(b)
（a）I-V 特性 （b）电路模型
如何分析设计二极管电路？
小信号模型
R
iD
+
VDD
D
vD
-
iD/mA VDD R
ID
图解法
二极管V-I特性曲线
Q
斜率为 1 的负载线 R
O
VD
VDD vD/v
解：由电路的KVL方程，可得
iD
VDD R
vD
即
iD
1 R
vD
1 R
VDD
是一条斜率为-1/R的直线，称为负载线
Q （VD，ID）点称为电路的工作点
6
Lec 03
华中科技大学电信系 张林
如何分析设计二极管电路？
小信号模型 iD/mA
+ v-s
VDD
R
iD
VDD
+
R
D
vD iD ID
大写字母大写下标：静态值（直流），如，IB 小写字母大写下标：总量（直流+交流），如，iB 小写字母小写下标：瞬时值（交流），如，ib
（参见“本书常用符号表”）
3
Lec 03
华中科技大学电信系 张林
如何分析设计二极管电路？
大信号模型
理想模型
I-V 特性
iD
正向偏置时 的电路模型
+ vD
二极管与门电路原理详解
二极管的基本原理1. 引言二极管是一种最简单的半导体器件，由一个PN结构组成。
它具有许多重要的应用，如整流器、开关和放大器等。
在本文中，我们将详细介绍二极管的工作原理、特性以及一些常见的应用。
2. PN结PN结是指由P型半导体和N型半导体通过热扩散或外加电场形成的结构。
P型半导体具有正电荷载流子（空穴），N型半导体具有负电荷载流子（电子）。
当P型和N型半导体相接触时，由于浓度差异，会形成一个电势差。
这个电势差会阻碍进一步的扩散，并形成一个“耗尽区域”。
在耗尽区域中，存在着内建电场。
3. 正向偏置当外加正向偏置时，即将P端连接到正电压源，N端连接到负电压源时，PN结中的内建电场会被外加电场所抵消。
这样就能够克服内建电势垒并允许载流子通过。
在正向偏置下，P端变为高压，N端变为低压。
由于P端的高压，空穴会向前扩散，而由于N端的低压，电子会向前扩散。
这些扩散的载流子将通过PN结并形成电流。
这种电流被称为正向电流。
4. 反向偏置当外加反向偏置时，即将P端连接到负电压源，N端连接到正电压源时，PN结中的内建电场会被外加电场所增强。
这样会进一步增大内建势垒，并阻碍载流子通过。
在反向偏置下，P端变为低压，N端变为高压。
由于P端的低压，空穴会被吸引回去；而由于N端的高压，电子也会被吸引回去。
这样就几乎没有载流子能够通过PN结了。
这种情况下的电流非常小，并且称为反向饱和电流。
5. 正向特性曲线正向特性曲线描述了二极管在不同正向偏置下的行为。
它是一个非线性曲线，在开始时非常陡峭，在达到饱和后趋于平缓。
当正向偏置增加时，二极管中的正向电流也会增加。
但是，当正向电压达到一定值时，二极管的正向电流会急剧增加。
这个临界电压被称为二极管的“截止电压”，通常用符号Vf表示。
6. 反向特性曲线反向特性曲线描述了二极管在不同反向偏置下的行为。
在反向偏置下，二极管只允许非常小的反向饱和电流通过。
当反向偏置增加时，二极管中的反向饱和电流也会略微增加。
第二章 半导体二极管及其应用电路
2.光敏特性 许多半导体受到光照辐射，电阻率下降。利
用这种特性可制成各种光电元件。
3.掺杂特性 在纯净的半导体中掺入微量的某种杂质后，
它的导电能力就可增加几十万甚至几百万倍。利用这种特性就 可制成各种不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管 晶闸管、场效应管等。
直流工作电流 I D
ID
US1 U F RS(6 Nhomakorabea0.7)V 1k
5.3mA
二极管的动态电阻
26mV 26mV
rd
ID
4.9
5.3mA
再令 US1 0 ，利用二极管的微变模型，求出流过二极管的交
流电流 id
id
us2 RD rd
0.2sin 3140 tV (1 4.9 10 3 )kΩ
2. P型半导体
在四价晶体中掺入微量的三价元素，这种杂质半导体中， 空穴浓度远大于自由电子浓度，空穴为多子，自由电子为少子。 这种半导体的导电主要依靠空穴，称其为P型半导体（P-type semiconductor）或空穴型半导体。
2021/3/2
7
需要指出的是：
不论是N型还是P型半导体，整个晶体仍然呈中性。
描述稳压管特性的主要参数为稳定电压值 U Z 和
最大稳定电流 2021/3/2
I Zmax。
26
参数简介：
是指稳压管正常工作时的额定电压值。由
稳定电压U Z ： 于半导体生产的离散性，手册中的往往给出的
是一个电压范围值。
最大稳定电
是稳压管的最大允许工作电流。在使用时，
流 I Zmax：
实际工作电流不得超过该值，超过此值时，稳压 管将出现热击穿而损坏。
半导体二极管及其应用电路
1.1.2 PN结
(1)雪崩击穿
当反向电压足够高时（一般U>6V） PN结中内电场较强，使参加漂移的载 流子加速，与中性原子相碰，使之价电 子受激发产生新的电子空穴对，又被加 速，而形成连锁反应，使载流子剧增， 反向电流骤增。这种形式的击穿称为雪 崩击穿.
半导体二极管及其应用电路
1.1.2 PN结
反偏时由于PN结变厚, 不能导电的区 域增大,因此,PN结呈现出的反向电阻很 大,流过的反向电流很小,基本为0.
因此, PN结反偏截止.
※PN结的单向导电性: 正偏导通,反偏截止
半导体二极管及其应用电路
1.1.2 PN结
三.PN结的反向击穿特性
反向击穿:当PN结的反偏电压增加到某一 数值时，反向电流急剧增大的现象。 PN结的击穿现象有下列两类： (1) 热击穿:不可逆,应避免 (2) 电击穿:可逆,又分为雪崩击穿和齐纳 击穿.
各用一个价电子组成，称为束缚电子。
价电子
＋4
＋
＋
＋
4
4
4
共价键的
两
个价电子
＋
＋
＋
4
4
4
＋
＋
＋
4
4
4
半导体二极管及其应用电路
1.1.1 半导体的导电特性
（2）本征激发现象
当温度升高或受光照射时，共价键中的价电子获
得足够能量，从共价键中挣脱出来，变成自由电 子；同时在原共价键的相应位置上留下一个空位， 这个空位称为空穴,电子-空穴对就形成了.
半导体二极管及其应用电路
1.1.1 半导体的导电特性
三、杂质半导体
在本征半导体中加入微量杂质，可使其导电性 能显著改变。根据掺入杂质的性质不同，杂质半 导体分为两类：电子型（N型）半导体和空穴型 （P型）半导体。
二极管电路的分析方法
I2 = (UO VDD2) / R = (14.3 12) / 1 = 2.3 (mA) I1 = IO + I2 = 4.8 + 2.3 = 7.1 (mA)
第 1 章 半导体二极管
例 1.3.3 二极管构成“门”电路，设 V1、V2 均为 理想二极管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和高电压 5 V 的不同组合时，求输出电压 UO 的值。
采用理想模型
理想 IO = VDD/ R = 10 / 2 = 5 (mA) 恒压降 UO = 10 0.7 = 9.3 (V)
IO = 9.3 / 2 = 4.65 (mA)
VDD 小， 采用恒压降模型
第 1 章 半导体二极管
例1.3.2 试求路中电流 I1、I2、IO 和输出电压 UO 的值。
第 1 章 半导体二极管
小结
理想二极管：
正偏导通，电压降为零，相当于开关合上； 反偏截止，电流为零，相当于开关断开。 当所加电压远大于二极管正向电压是，可看
成是理想二极管
恒压降模型：
正偏电压 UD(on) 时导通，等效为恒压源 否UD则(o截n)止；，相当于二极管支路断开。
当所加电压接近二极管正向电压时，可 看成恒压降模型
ui
AV1 V2
V3 BV4RL
uO
ui / V
15
O
t
ui
S1 A
S3 B
uO/ V
uO
15
S2 S4
O
t
ui
S1 A
S3 B
uO
若有条件，可 切换到 EWB 环境观 察桥式整流波形。
S2 S4
例 1.3.5 ui = 2 sin
R
模拟电子技术电子教案第一章半导体二极管及其电路分析教案
1.半导体二极管及其电路分析【重点】半导体特性、杂质半导体、PN结及其单向导电特性。
【难点】PN结形成及其单向导电特性。
1.1 半导体的基本知识1.1.1 半导体的基本知识（1）导电能力对温度的反应非常灵敏。
（2）导电能力受光照非常敏感。
（3）在纯净的半导体中掺入微量的杂质（指其他元素），它的导电能力会大大增强。
1.1.2 本征半导体纯净的半导体称为本征半导体，常用的本征半导体是硅和锗二晶体。
半导体有两种载流子，自由电子和空穴，如果从本征半导体引出两个电极并接上电源，此时带负电的自由电子指向电源正极作定向运动，形成电子电流，带正电的空穴将向电源负极作定向运动，形成空穴电流，而在外电路中的电流为电子电流和空穴电流之和。
1.1.3 杂质半导体1.N型半导体在硅晶体中掺入微量5价元素，如磷（或者砷、锑等），如图所示。
这种半导体导电主要靠电子，所以称为电子型半导体，简称N型半导本。
在N型半导体中，自由电子是多数载流子，而空穴2.P型半导体如果在硅晶体中，掺入少量的3价元素硼（铟、钾等），如图1-5所示。
这种半导体的导电主要靠空穴，因此称为空穴型半导体，有称P型半导体。
P型半导体的空穴是多数载流子，电子是少数载流子。
结论：N型半导体、P型半导体中的多子都是掺入杂质而造成的，尽管杂质含量很微，但它们对半导体的导电能力却有很大影响。
而它们的少数载流子是热运动产生的，尽管数量很少，但对温度非常敏感，对半导体的性能有很大影响。
1.1.4 PN结及其单向导电特性1.PN结的形成结论：在无外电场或其它因素激发时，PN结处于平衡状态，没有电流通过，空间电荷区是恒定的。
另外，在这个区域内，多子已扩散到对方并复合掉了，好像耗尽了一样，因此，空间电荷区又叫做耗尽层。
2.PN结单向导电性（1）正向特性当PN结外加正向电压（简称正偏），电源正极接P，负极接N，PN结处于导通状态，导电时电阻很小。
（2）反向特性当外加反向电压（简称反偏），电源正极接N，负极接P，PN结处于截止状态结论：PN结正偏时电路中有较大电流流过，呈现低电阻，PN结导通；PN结反偏时电路中电流很小，呈现高电阻，PN结截止，可见PN结具有单向导电性。
半导体二极管及其基本电路ppt课件
二者产生的电流大小相等，方向相反。因此，在相对
平衡时，流过PN结的电流为0。
空穴空间电荷区ຫໍສະໝຸດ 耗尽层电子P区内电场
N区
精选ppt课件
20
PN结的形成
对于P型半导体和N型半导体结合面，离子薄层形 成的空间电荷区称为PN结。在空间电荷区，由于缺少 多子，所以也称耗尽层。由于耗尽层的存在，PN结的 电阻很大。
不导电。只有在激发下，本征半导体才能导电。
精选ppt课件
6
3. 电子与空穴
当导体处于热 力 学 温 度 0K 时 ，
自由电子
空穴
束缚电子
导体中没有自由电
子。当温度升高或
共
受到光的照射时， 价电子能量增高，
+4
+4
价
键
有的价电子可以挣
脱原子核的束缚，
而参与导电，成为
+4
+4
自由电子。 这一现象称为本征激发，也称热激发。
第二章 半导体二极管及其基本电路
半导体基本知识 PN结及其特性 半导体二极管特性及其应用 稳压二极管
精选ppt课件
1
§2.1 半导体基础知识
2.1.1 概念
根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分 导体、绝缘体和半导体。
1. 导体：容易导电的物体。如：铁、铜等
2. 绝缘体：几乎不导电的物体。 如：橡胶等
精选ppt课件
10
2.1.3 杂质半导体
(1) N型半导体 (2) P型半导体
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可 使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是 三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半 导体。
精选ppt课件
半导体二极管及其应用电路
面接触型
硅平面型
阳极
阴极
金属支架
正极引线
负极引线
金锑合金
P型硅
铝合金小球
N型硅片
阳极引线
阴极引线
N型锗片
金属触丝
管壳
二氧化硅保护层
负极引线
阳极引线
N型硅
P型硅
二极管外形示意图
阳极
阴极
面接触型二极管特点：结面积大、结电容大，允许通过较大的电流，适用于低频整流。
硅平面型二极管特点：结面积大的可用于大功率整流；结面积小的，结电容大，适用于脉冲数字电路，作为开关管使用。
u
u<0时
整流电路
uo(io）
0
π
2π
3π
ωt
0
π
2π
3π
ωt
u
uo
io
D4
D1
D2
D3
u
+ -
uo
+
-
RL
io
0
π
2π
3π
ωt
iD
iD1 ,iD3
iD2 ,iD4
整流电路
uo(io）
0
П
2П
3П
ωt
uo
io
桥式全波整流输出电压uO的平均值UO为:
U为交流电源u的有效值
负载电阻RL中流过的电流iO的平均值IO为:
其中IDZ=(5~25)mA IL=UZ/RL=6/600=10mA
本节知识要点
1. 伏安特性方程：
A
D
C
B
iD
uD
o
UBR
一、二极管的伏安特性
2. 伏安特性曲线
半导体二极管极其电路
第三章 场效应管及其放大电路1. JEFT 有两种类型，分别是N 沟道结型场效应管和P 沟道结型场效应管2. 在JFET 中：（1） 沟道夹断：假设0=DS v ，如图所示。
由于 0=DS v ，漏极和源极间短路，使整个沟道内没有压降，即整个沟道内的电位与源极的相同。
令反偏的栅-源电压GS v 由零向负值增大，使PN 结处于反偏状态，此时，耗尽层将变宽；由于在结型场效应管制作中，P 区的浓度远大于N 区的浓度，所以，耗尽层主要在N 沟道内变宽，随着耗尽层宽度加大，沟道变窄，沟道内的电阻增大。
继续反响加大GS v ，耗尽层将在沟道内合拢，此时，沟道电阻將变的无穷大，这种现象成为沟道夹断（2）在DS v 较小时，DS v 的加大虽然会增大沟道内的电阻，但这种影响不是很明显，沟道仍处于比较宽的状态，即沟道的电阻在DS v 比较小的时候基本不变，此时加大DS v ，会使D i 迅速增加，D i 与DS v 近似为线性关系。
加大DS v ，沟道内的耗尽层会逐渐变宽，沟道电阻增加，D i 随DS v 的上升，速度会变缓。
当||P DSV v =时，楔形沟道会在A 点处合拢，这种现象称为预夹断。
3. 解：（1）（a ）为N 沟道场效应管 （b ）为P 沟道场效应管（2）（a ）V V P 4-= （b ）V V P 4=（3）（a ）A I DSS 5= （b ）A I DSS 5-=（4）电压DS v 与电流D i 具有相同的极性且与GS v 极性相反，因而，电压DS v 的极性可根据D i 或GS v 的极性判断4.解：当JFET 工作在饱和区时，有关系式：2)1(PGS DSS D V V I i -= 5. 解：在P 沟道JFET 中，要求栅-源电压GS v 极性为正，漏源电压DS v 的极性为负，夹断电源P V 的极性为正6. 解：MOS 型场效应管的详细分类7. 解：耗尽型是指，当0=GS v 时，即形成沟道，加上正确的GS v 时，能使对数载流子流出沟道，因而“耗尽”了载流子，使管子转向截止。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二极管类型 《 电子电路CAD》
硅二极管
按制造材料分 锗二极管
点接触型 —PN结面积很小，结电容很小，适合于
按管子
高频、小电流的场合，如用于高频检波及
结构分
脉冲数字电路中的开关元件。
面接触型 —PN结面积大，结电容也大，适合于低
频、大电流的场合，多用在低频整流电路 中。
• 模拟电子技术是一门介绍电子器件、电子电 路和电子技术应用的专业基础课程，主要研 究微小模拟信《号电的子放电路大C和AD功》 率控制等内容。
•将电路理论扩展到包含有源器件（晶体管、 场效应管、集成运放等）的电子电路中。
•概念性、工程性及实践性强。
模拟电子技术
目录
• 第1章 半导体二极管及其基本应用 • 第2章 《半电导子体电三路极CA管D》及其基本应用 • 第3章 放大电路基础 • 第4章 负反馈放大电路 • 第5章 集成运算放大器的应用 • 第6章 信号产生电路 • 第7章 直流稳压电源
须在单晶炉中提炼得到，纯净可达到99.99999％。 每个原子周围《有电四子个电相路邻CA的D》原子，原子之间通过共
价键紧密结合在一起。两个相邻原子共用一对电子。
模拟电子技术
本征半导体导电机理
1．本征激发
在外界光照或加热等情况下，共价键中的价电子 由缚于而获成得为一自定由的电《能子电量, 同子, 其时电路中必C少然AD数在》能共够价摆键脱中共留价下键空的位束（ 空穴）, 这种现象称为本征（热）激发。
模拟电子技术
二极管结构
阳极
半导体《PN结电子电路半C导A体DPN》结
阳极
阴极
外壳
外壳
底座
底座
阴极
点接触型
面接触型
二极管符号
箭头表示正电流的流通方向
模拟电子技术 1.1 半导体的基础知识
导体、绝缘体和半导体的划分
根据物体导电能《力电，子电物路质C可AD划》分导体和绝缘体。
导体 半导体 绝缘体
导电能力用电阻率(或电导率）来描述： 导体 ＜10-4Ω /cm 绝缘体＞109Ω /cm
穴浓度，以明显提高半导体的导电性能。 《 电子电路CAD》
N型半导体
在纯净半导体硅或锗中掺入磷、砷等5价元素，由于这类
元素的原子最外层有5个价电子，故在构成的共价键结构中，
由于存在多余的价电子而产生大量自由电子，这种半导体主要
原子核
电子 +14
价电子
硅的原子结构
模拟电子技术
晶体结构
晶体与非晶体—原子结构排列是否有序
《 电子电路CAD》
单晶与多晶—整块晶体的晶格取向是否一致
半导体材料的原子形成有序的排列，邻 近原子之间由共价键连接，所以半导体是共 价晶体。半导体器件也常称为晶体管。
模拟电子技术
1.1.1 本征半导体 —纯净的晶体结构的半导体称为本征半导体。
模拟电子技术
绪论
自然界中的两大类信息，模拟信息和数字信息
都可以通过物理或化学的转换方式变成电信号。
模拟信号：在时《间电子和电幅路值C上AD都》是连续的信号。
处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。
对模拟信号在一定的时间间隔上采样，则模拟信
号在时间上离散了；对各采样值进行量化，则采样信
模拟电子技术
功放电路 《 电子电路CAD》 电源部分
黑白电视机 电源部分
模拟电子技术 直流稳压电源的组成和功能
整
滤稳Biblioteka u1u2 流 u3
波 u4 压 uo
《电电子电路CAD电》
电
路
路
路
电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。 整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。
滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压
号幅度也离散了。
处理数字信号的电子电路称为数字电路或数字逻
辑电路。
模拟电子技术
电子系统的组成框图
恒温 装置
温（度输传入《感 ）电子电路信C号A放D》大
信号滤波
电 子 系
统
模拟小信号电路
控制执行 （输出）
非电子物 理系统
功率放大
模拟大信 号电路
数模转换
数字逻辑 电路
数字电路
模数转换
模拟电子技术
模拟电路特点
u2
RL uo
– b
模拟电子技术
二. 桥式整流电路
组成：由四个二极管组成桥路
T
u1
《u电2 子电D路3 CAD》D1
RL
D4
uo
D2
D1 D2 u2
D3 D4
RL
u2
uo
uo 简化电路
模拟电子技术
《 电子电路CAD》
半导体二极管图片
模拟电子技术1.2半导体二极管及其特性
1.2.1 二极管的结构与类型
由于自由电子带负 电，而本征半导体对外
体现电中性，所以空 穴带正电。
自由电子和空穴是
同时产生，成对出 现的。
模拟电子技术
2．复合
在一定的外界条件下，自由电子在运动过程中与空穴 相遇, 使电子、 空穴成对消失，这种现象称为复合。
有了空穴，邻《近电共子价电路键C中AD的》价电子很容易过来填 补这个空穴，这样空穴便转移到邻近共价键中。
新的空穴又会被邻近的价电子
填补。带负电荷的自由电子依
次填补空穴的运动，从效果上
看，相当于带正电荷的空穴作
相反方向的运动。
模拟电子技术
3．载流子及导电能力
电荷的定向移动形成电流，因此本征半导体中有
两种载流子：自《由电子电电子路和CA空D》穴
在常温下，本征半导体中载流子的浓度很低，因
此其导电能力很弱。
半导体有温敏、光敏和掺杂等导电特性。
模拟电子技术
半导体材料
典型的半导体材料
元素
硅（Si）、锗（Ge）
化合物
《 电子电路砷CA化D镓》（GaAs）
掺杂元素或化合物 硼（B）、磷（P）
硅 14 —1s2，2s2，2p6，3s2，3p2 锗 32 —1s2，2s2，2p6，3s2，3p6，3d10， 4s2，4p2
uo的稳定。
模拟电子技术
利用具有单向导电性能的整流元件如二极管等，将交流电 转换成单向脉动直流电的电路称为整流电路。整流电路按输入 电源相数可分为单相整流电路和三相整流电路，按输出波形又 可整流分电为路半。波整流电《路电和子全电波路整C流A电D》路。目前广泛使用的是桥式
一.半波整流电路
Ta
D
+
u1
本征半导体中载流子的浓度，除了与半导体材料 本身的性质有关以外， 还与温度有关，而且随着温
度的升高，基本上按指数规律增加。因此，半导体 （载流子浓度）对温度十分敏感。
模拟电子技术
1.1.2 杂质半导体
在本征半导体中人为掺入微量元素作为杂质，称为杂质
半导体。 掺杂是为了显著改变半导体中的自由电子浓度或空