模拟电子技术课件完整(第四版)胡宴如主编
高频电子线路完整章节完整课件(胡宴如版)
第2章 小信号选频放大器
主要内容：
LC谐振回路
小信号谐振放大器
集中选频放大器
2.1 LC谐振回路—概述
LC 谐振回路是高频电路里最常用 的无源选频网络，包括并联回路和串联回路 两种结构类型。
利用LC谐振回路的幅（度）频（率） 特性和相（位）频（率）特性，不仅可以进 行选频，即从输入信号中选择出有用频率分 量而抑制掉无用频率分量或噪声（例如在选 频放大器和正弦波振荡器中），而且还可以
1.1、通信与通信系统
4）信道：信息的传送通道，又称传输媒介。信道 可分为无线信道和有线信道两大类；
5）接收机：把由信道传送过来的已调信号取出并 进行处理，得到与发送相对应的原基带信号， 把这一过程称为解调；
6）输出变换器：把基带信号恢复成原来形式的信 息。
1.1、通信与通信系统
通信系统按传输的基带信号不同，分为模拟通信系统和 数字通信系统两大类。 1）模拟通信系统：直接传输模拟信号（即基带信号为 模拟信号）的通信系统,称为模拟通信系统。 典型的模拟通信系统的发送设备的组成框图和接收 设备的组成框图分别如图2和图3所示。 图2为调幅发射机的组成框图。 图3为超外差式调幅接收机的组成框图。 2）数字通信系统：传输数字信号（即基带信号为数字 信号）的通信系统,称为数字通信系统。
2.1.1 并联谐振回路的选频特 性
谐振回路
谐振回路由电感线圈和电容器组成，它具有选择 信号及阻抗变换作用。
LC并联谐振回路
图2.1.1是电感L、电容C和外加信号源组成的
并联谐振回路。r是电感L的等效损耗电阻，电容的
.
损耗一般可以忽略。 I
S
为电流源，U
为并联回路两
O
端输出电压。
高频电子线路完整章节课件(胡宴如)
1.2、无线电波的基本特点
无线电波的波段划分表：
频段名称 频率范围 30~300kHz 300~3000kHz 3~30kHz 主要用途 长距离点与点通信 广播、船舶、飞行通信 短波广播、军事通信 电视、调频广播、雷达 103~104m 低频(LF)
波段名称 波长范围 长波LW
中波MW 102~103m 中频(MF) 短波SW 米波 分米波 厘米波 毫米波 10~102m 1~10m 1~10dm 1~10cm 1~10mm 高频(HF)
1.3、非线性电路的基本概念
非线性电路的基本特点 1）非线性电路能够产生新的频率分量，具有频率 变换作用； 2）非线性电路分析上不适用叠加定理； 3）当作用信号很小、工作点取得适当时，非线性 电路可近似按线性电路进行分析。
1.4、本课程的主要内容及特点
本课程主要是研究通信系统中共用的基本 单元电路，其内容包括高频小信号放大器、高 频功率放大器、正弦波振荡器、调制与解调电 路、混频电路、反馈控制电路等。除了高频小 信号放大器为线性电路，其余都属于非线性电 子线路。因此要注意以下几点： 1）非线性电子线路分析的复杂性； 2）非线性电子线路种类和电路形式的多 样性； 3）非线性电子线路具有很强的实践性。
第2章 小信号选频放大器
主要内容：
LC谐振回路 小信号谐振放大器 集中选频放大器
2.1 LC谐回路—概述
LC 谐振回路是高频电路里最常用 的无源选频网络，包括并联回路和串联回路 两种结构类型。 利用LC谐振回路的幅（度）频（率） 特性和相（位）频（率）特性，不仅可以进 行选频，即从输入信号中选择出有用频率分 量而抑制掉无用频率分量或噪声（例如在选 频放大器和正弦波振荡器中），而且还可以
模拟电子技术第1章PPT课件
多数载流子——自由电子 施主离子
少数载流子—— 空穴
7
8
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
8
电子空穴对
空穴
+4 +4
P型半导体
－ － －－
+3 +4
－ － －－
－ － －－
+4 +4
受主离子
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 9
杂质半导体的示意图
(1) 稳定电压UZ ——
在规定的稳压管反向工作电流IZ下UZ，所对应的Iz反min 向工作电u压。
(2) 动态电阻rZ ——
△I
rZ =U /I
rZ愈小，反映稳压管的击穿特性△愈U 陡。
I zmax
(3) 最小稳定工作 电流IZmin——
保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。
(4) 最大稳定工作电流IZmax——
17
EW
R
18
(2) 扩散电容CD
当外加正向电压
不同时，PN结两 + 侧堆积的少子的 数量及浓度梯度 也不同，这就相 当电容的充放电 过程。
P区 耗 尽 层 N 区 －
P 区中电子 浓度分布
N 区中空穴 浓度分布
极间电容（结电容）
Ln
Lp
x
电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来
18
19
1.2 半导体二极管
30
31
四、稳压二极管
稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管
பைடு நூலகம்
模拟电子技术基础(第四版)22模电第十章PPT课件
10.3.1 Bridge Rectifier and Capacitance
Filter Circuit 电容
电容
充电
放电
D4
D1
+
~
u
D3
D2
C
RL
+
uo= uc
uO u
2U 2U
o
2
t
O
2
t
10.3.1 Bridge Rectifier and Capacitance
Filter Circuit 电容
Transformer Rectifier Filter Regulator
AC Power
Load
u
u
u
u
u
O
tO
tO
tO
tO
t
Chapter 10 DC Power Supply
10.1 Block Diagram of DC Power Supply 10.2 Rectifier Circuit 10.3 Filter Circuit
1
U
ID(AV)
2IO(AV)
0.45 RL
Peak inverse voltage of Diode
IF
1.1 IO(AV ) 2
UDRmax 2U
UR 1.1 2U
Brachylogy of Bridge Rectifier
+
D4
~
u
D3
D1
io
+
RL uo
D2
+
~
u
io
+ RL uo
整流桥堆
10.2 Rectifier Circuit
(完整版)《模拟电子技术》胡宴如主编 耿苏燕版 (第四版)习题解答 第7章
第7章7.1 图P7.1所示桥式整流电容滤波电路中，已知R L =50Ω，交流电压有效值U 2=15V ，f=50HZ ，试决定滤波电容C 的大小并求输出电压U O （A V ）﹑通过二极管的平均电流I D （A V ）及二极管所承受的最高反向电压U RM 。
解：C ≥F μ1000~600501502)5~3R 2T 5~3L =⨯⨯=（）（U O(A V)=1.2U 2=1.2×15=18V通过二极管的平均电流为A R U I I L AV O AV O AV D 18.0502182121)()()(=⨯=== 二极管承受最高反向电压为V U U RM 2115222=⨯==7.2 图P7.2所示桥式整流电容滤波电路中，已知R L =50Ω，C=2200μF ，测得交流电压有效值U 2=20V ，如果用直流电压表测得输出电压U O 有下列几种情况：（1）28V;(2)24V ；（3）18V;（4）9V 。
试分析电路工作是否正常并说明故障原因。
解：（1）R L 开路，U O =1.4×20=28V(2)正常，U O =1.2×20=24V 图P7.1 图P7.2（3）C 开路U O =0.9×20=18V（4）因二极管开路电路变为半波整流同时C 开路，U O =0.45×20=9V7.3已知桥式整流电容滤波电路中负载电阻R L =20Ω，交流电源频率为50Hz ，要求输出电压U O （A V ）=12V ，试求变压器二次电压有效值U 2，并选择整流二极管和滤波电容。
解：变压器二次电压的有效值为V U U AV O 102.1122.1)(2===通过二极管的平均电流 A R U I L AV O AV D 3.02021221)()(=⨯== 二极管承受的最高反向电压为 V U U RM 1410222=⨯==所以，可选择I 1≥（2-3）I D （A V ）=（0.6~0.9）A 、U RM ＞14V 的二极管，查手册知，可用4只1N4001二极管组成桥式整流电路。
《模拟电子技术》胡宴如主编(第四版)习题解答-第3章
第3章3.1放大电路如图P3.1所示，电流电压均为正弦波,已知R S =600Ω，U S =30mV,U i =20mV ，R L =1k Ω,U o =1。
2V 。
求该电路的电压、电流、功率放大倍数及其分贝数和输入电阻R i ；当R L 开路时，测得U o =1.8V ，求输出电阻R o 。
解：(1）求放大倍数 电压放大倍数为dBA dB A U U A u u i o u 6.3560lg 20lg 20)(6020102.13====⨯==电流放大倍数为dBA dB A mV k V R U U R U I I A i i S i S L o i o i 1.3772lg 20lg 20)(72600/)2030(1/2.1/)(/===-=Ω-Ω-=--==功率放大倍数为dBA dB A I U I U Pi P A p p i i OO O P 4.364320lg 10lg 10)(43207260====⨯===（2）求输入和输出电阻Ω=Ω⨯-=-=Ω=Ω-==k k R U U R mV mV I U R L o to o i i i 5.01)12.18.1()1(1200600/)2030(203．2在图P3.2所示放大电路中,已知三极管β=80，r bb'=200Ω,U BEQ =0.7V ，试:（1)求I CQ 、I BQ 、U CEQ ;图P3.1（2)画出H 参数小信号等效电路,求A u 、R i 、R o 、A us ;(3）若β=60时，说明I CQ 、A u 、R i 、R o 的变化。
解：（1）求I CQ 、I BQ 、U CEQVV V R R I V U m A m AI I m A m A R U U I VVV R R R U E C CQ CCCEQ CQBQ E BEQBQ CQ CC B B B BQ 5.11)2.23.4(92.124)(024.08092.192.12.27.092.492.416622416212=+⨯-=+-=====-=-==+⨯=+=β（2）画H 参数等效电路,求Au 、R i 、R o 、A us图P3.2的H 参数等效电路如图解P3.2所示，由已求I CQ 可得Ω=Ω+Ω=β++=k ..I U )(r r EQ T 'bb be 3192126812001 故962.16.0)144(2.13.42.1)3.1//16//62(////1443.1)1.5//3.4(8021'-=+-⨯=+==Ω==Ω=Ω==-=⨯-=-==u i s i s o us C o be B B i be L i o u A R R R u u A k R R k k r R R R r R u u A β图P3.2图解P3.2（3）当β=60,说明I CQ 、A u 、R i 、R o 的变化.因β改变时对I CQ 影响很小，可认为I CQ =1。
《模拟电子技术》胡宴如主编 耿苏燕版 第四版)习题解答 第2章
《模拟电子技术》胡宴如主编耿苏燕版(第四版)习题解答第2章第2章1○2○3测得对地电位-8V，放大电路中某三极管三个管脚○-3V,-和3V、12V、，试判别此管的三个电极，并说明它是NPN管还是PNP管，是硅管还是锗管？解：放大电路中的发射结必定正偏导通，其压降对硅管为，对锗管则为。
3为基三极管工作在放大区时，UB值必介于UC和UE之间，故-对应的管脚○2脚电位与○3脚基极电位差为-，2脚为发射极，1脚为集电极，极，UB=-，○所以○则○该管为PNP锗管。
3脚电位为介于3V和12V之间，故○3脚为基极，○1脚电位低于○3脚于○1脚为发射极，则○2脚为集电极，该管为NPN硅管。
，故○对图所示各三极管，试判别其三个电极，并说明它是NPN 管还是PNP管，估算其β值。
图解：因为iB 49 ①、②、③脚分别为基极、集电极和发射极。
电流流向知是PNP管iC1mA100 图所示电路中，三极管均为硅管，β=100，试判断各三极管的工作状态，并求各管的IB、IC、UCE。
图解：IB?6V??51k?设三极管工作在放大状态，则IC=βIB=100×=10mA UCE=16V－10mA×1kΩ=6V于UCE=6V>UCE=，三极管处于放大状态，故假设成立。
因此三极管工作在放大状态，IB=，IC=10 mA，UCE=6V。
IB?(5?)V?56k?设三极管工作在放大状态，则得IC=βIB=100×=则UCE=-(5V－×3kΩ)=-(5V－) ＞0说明假设不成立，三极管已工作在饱和区，故集电极电流为IC?ICS?VCCRC3k?因此三极管的IB=，IC=，UCE=UCES≈发射结零偏置，故三极管截止，IB=0，IC=0，UCE=5V。
图所示电路中，三极管的输出伏安特性曲线如图所示，设UBEQ=0，当RB分别为300kΩ、150kΩ时，试用图解法求IC、UCE。
解：在输出回路中作直流负载线令iC=0，则uCE=12V，得点M；令uCE=0，则iC=12V/3k Ω=4mA，得点N，连接点M、N得直流负载线，如图解所示。
《模拟电子技术》电子教案--胡宴如ch51电子课件
f — 共发射极截止频率 = 0.7070
o 0.707o
fT — 特征频率 可求得：
= 1
1
O
f f fT
f fT
1
2rbe
(Cgbme
CbC
)
2(Cbe Cbc )
0
f
同样可求得：
f
1 2re (Cbe Cbc )
(1 0 ) f
可见：
f fT f
第 5 章 线性集成电路的应用
3. 晶体管单级放大电路高频特性 (C1，C2 视为短路)
B rbb
B Cbc
C
RL = RC // RL
UU••SS密B勒RRrbSSb等UU•• bb效ee rrbbeeEBC在Cb输beeC出M回gg路mmUU•略•RRbbee去LLCCUU••boocA•A结•uus论s0Cf：MHHUU输 增••=U=U频•=•os(益出o1s11率//带相+2R1升gt宽位RCAm高R-SRtu积滞jtsCω，0gωL后为Hmtr)bARC常buLb1数减rcbA•re小bujse0ffH
f 0 时,
•
Au
1 ； 0
–45 –90
相频特性
f fH 时，Au•
1 0.707； -45
2
f fH 时，A•u 0 ； -90
第 5 章 线性集成电路的应用
2. 频率特性的波特图
|A•u |
20lg|A•u
|/dB
0.1
1
10
100
A•u
-
1
1( f /
arctan f
E
Rt = (RS + r bb )//rbe Ct = Cbe + CM = Cb e+(1 + gmRL ) Cbc
【精品】模拟电子技术康华光第四版63页PPT
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
【精品】模拟电子技术康华光第四版
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进
模拟电子技术PPT课件
1.4 放大电路模型
信号的放大是最基本的模拟信号处理 功能。
这里研究的是线性放大，即放大电路 输出信号中包含的信息与输入信号完全相 同。输出波形的任何变形，都被认为是产 生了失真。
1、放大电路的符号及模拟信号放大
• 电压放大模型
• 电流放大模型
• 互阻放大模型
电压增益
+ Vs
–
Ri ——输入电阻
+
+
+
Vi
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
–
Ro ——输出电阻
由输出回路得 则电压增益为
Vo AV
AVVVoOi ViRAoVROLRRLo RLRL
由此可见 RL
AV 即负载的大小会影响增益的大小
要想减小负载的影响，则希望 Ro RL 理想情况 Ro 0
（考虑改变放大电路的参数）
由输入回路得
Ii
Is
Rs Rs Ri
要想减小对信号源的衰减，则希望…？
Ri Rs
理想 Ri 0
3. 互阻放大模型（自学） 4. 互导放大模型（自学） 5. 隔离放大电路模型
Ro
+
+
+
Vi
Ri
AV Vi
Vo
–
–O
–
输入输出回路没有公共端
1.5 放大电路的主要性能指标
放大电路的性能指标是衡量它的品质优劣 的标准，并决定其适用范围。
Vs 0
另一方法
+ Vs=0
–
放大电路
IT
+ VT
–
Vo AVOVi
模拟电子技术基础.ppt
多子的扩散运动由杂质离子形成空间电荷区
空间电荷区形成内电场
内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散
最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。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。空间电 荷区也称耗尽层。
在出现了空间电荷区后，
PN结的形成过程
由于正负电荷间的相互作用，
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、 铟等形成了P型半导体，也称为空穴型半导体。
P型半导体中空穴是多数载流子，主要由掺杂形成； 电子是少数载流子，由本征激发形成。
空穴很容易俘获电子，使 杂质原子成为负离子。三
价杂质 因而也称为受主杂 质。
P型半导体的结构示意图
综 上：
本征半导体中掺入微量杂质元素构成杂质半导体。 在常温下，杂质原子均已电离，载流子浓度就大大增加， 使半导体的导电能力大大提高。
数字电路：处理数字信号的电子电路
数字信号：一种离散的信号（包括时间离散和 幅值离散两种情况）
电子信息系统
模拟电路
信号 提取
信号的 预处理
信号的 加工
信号的驱 动与执行
传感器、 接收器
A/D 转换
计算机或 其它数字 处理系统
D/A 转换
提取出的信号：弱信号、噪声大、易受干扰。
预处理：隔离、滤波、阻抗变换、放大。
本征激发小结：
（1）空穴与电子成对出现。
（2）自由电子在晶格中运动，空穴在共价键内运动。
（3）温度一定时，激发和复合达到动态平衡。
（4）温度升高时，载流子浓度增大，导电能力增强， 因此，本征半导体可以制成热敏元件和光敏元件。
1.1.2 杂质半导体
➢ N型半导体 ➢ P型半导体
模拟电子技术基础第四版课件-第一章
20A IB=0 9 12 UCE(V)
(1-51)
4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏，
3
IB>IC，UCE800.3VA 称为饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
(1-52)
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
I,UB=B80E0<,ICA死=I区CEO 电压60，A称为 截止40区A。
变薄
+ P
－+ －+ －+ －+
内电场被削弱，多子 的扩散加强能够形成 较大的扩散电流。
_ N
外电场
R
内电场
E
(1-22)
2、PN 结反向偏置
_ P
变厚
－+ －+ －+ －+
内电场被被加强，多子
的扩散受抑制。少子漂
移加强，但少子数量有
限，只能形成较小的反
向电流。
+
N
内电场
外电场
R
E
(1-23)
3 PN 结方程
I
U
I I S (e UT 1)
U
三 PN结的击穿
(1-24)
四 PN结的电容效应
PN结高频小信号时的等效电路： rd
势垒电容和扩散电 容的综合效应
(1-25)
1. 2 半导体二极管
1.2. 1 半导体二极管的结构和符号
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
触丝线
PN结
引线 外壳线
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Si 2 8 4
简化 模型
Ge 2 8 18 4
+4 价电子
+4
+4
自 由 电 子
（束缚电子）
+4
+4
惯性核
第1章 半导体二极管
本征激发： 在室温或光照下价电子获得足够能量摆脱 共价键的束缚成为自由电子，并在共价键 中留下一个空位（空穴）的过程。 复合： 自由电子和空穴在运动中相遇重新结合成 对消失的过程。 漂移：自由电子和空穴在电场作用下的定向运动。 两种载流子的运动 电子（自由电子） 自由电子（在共价键以外）的运动 空穴（在共价键以内）的运动 空穴 结论: 1. 本征半导体的电子空穴成对出现, 且数量少； 2. 半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电； 3. 本征半导体导电能力弱，并与温度有关。 两种载流子
P区 N区
U R PN结的单向导电性：正偏导通，呈小电阻，电流较大 反偏截止，电阻很大，电流近似为零
内电场 外电场
+
外电场使少子背离PN结移动 空间电荷区变宽 漂移运动加强形成反向电流IR
IR = I少子 0
第1章 半导体二极管
1.2 半导体二极管的结构及特性
1.2.1 半导体二极管的结构和类型 构成： PN结 + 引线 + 管壳 = 二极管 (Diode) C (cathode) 符号： A (anode) 分类： 点接触型
第1章 半导体二极管
1.1. 2 杂质半导体 一、N 型半导体和 P型半导体
N型 +4 +4 +4 +4 P型 +4 +4
+4 磷原子
+5
+4 自由电子
+4 硼原子
+3
+4 空穴
电子数 > 空穴数 电子为多数载流子(多子) 施主 离子 空穴为少数载流子(少子) 原子 载流子数 = 电子数 + 空穴数 电子数
二、PN结的单向导电性 1. 外加正向电压(正向偏置) — forward bias
IF
P区
外电场
N区
内电场加强形成正向电流IF
+
U
IF = I多子 I少子 I多子
R
限流电阻
2. 外加反向电压（反向偏置) — reverse bias IR
IO = VDD / R = 2 / 2 = 1 (mA)
恒压降 UO = VDD – UD(on) = 2 0.7 = 1.3 (V)
IO = UO / R = 1.3 / 2 = 0.65 (mA) VDD= 10V 结论： 理想 IO = VDD/ R = 10 / 2 = 5 (mA) V 大采用理想模型 DD VDD 小用恒压降模型 恒压降 UO = 10 0.7 = 9.3 (V) IO = 9.3 / 2 = 4.65 (mA)
第1章 半导体二极管
1.1.3 PN结 一、PN结(PN Junction)的形成 1. 载流子的浓度差引起多子的扩散
内建电场 2. 复合使交界面形成空间电荷区 (耗尽层) 空间电荷区特点: 无载流子 阻止扩散进行 利于少子的漂移 3. 扩散和漂移达到动态平衡
扩散电流 = 漂移电流
总电流 = 0
第1章 半导体二极管
斜率1/RD
UQ
0.9
第1章 半导体二极管
二、交流图解法
电路中含直流和小信号交流电源时 ,二极管中含交、直流成分 i / D iD / iD mA C 斜率1/rD mA VDD/ R id R ui uD IQ Q VDD uD /V t O U O Q VDD O C 隔直流 通交流 当 ui 幅度较小时， 当 u i = 0 时 iD = I Q 1 di D 二极管伏安特性在 ui Q UQ= 0.7V (硅)，0.2V (锗) r du Qd 点附近近似为直线 t D uD / UT VDD U Q iD IS (e 1) IQ UQ R IQ 设 ui = sint IS U 1
一、理想二极管 iD 特性 符号及 等效模型 S S
正偏导通，uD= 0 ; 反偏截止， iD= 0 U(BR)= 二、二极管的恒压降模型 iD uD = UD(on) 0.7 V (Si) UD(on) u 0.2 V (Ge) U D 三、二极管的折线近似模型 iD 斜率1/ rD U I rD uD I UD(on) U
60
T升高时，
UD(on)以 2 2.5 mV/ C下降
–50 –25
90C 20C
40
20 O 0.4 – 0.02
uD / V
第1章 半导体二极管
1.2.4 二极管的主要参数 iD IF 1. IF — 最大整流电流（最大正向平均电流） 2. URM — 最高反向工作电压，为U（BR） /2 U (BR) 3. IR — 反向电流（越小单向导电性越好） URM 4. fM — 最高工作频率
iD / mA
60
40 20 –50 –25 – 0.02 – 0.04
– 50
第1章 半导体二极管 iD / mA
15 10 5
– 25 –0.01 0 0.2 –0.02 0.4
0 0.4 0.8 u / V D
uD / V
硅管的 伏安特性
锗管的 伏安特性
1.2.3 温度对二极管特性的影响
iD / mA
（超过时单向导电性变差）
u
D
影响工作频率的原因— PN结的电容效应
结论： 1. 低频时，因结电容很小，对PN结影响很小。 高频时，因容抗增大，结电容分流，使单向导电性变差。 2. 结面积小时结电容小，工作频率高。
第1章 半导体二极管
1.3 二极管的分析方法
1.3.1 理想二极管及二极管特性的折线近似
D(on)
uD
rD
UD(on)
第1章 半导体二极管
例1.3.1 硅二极管，R = 2k，分别用二极管理想模型和恒压降 模型求出VDD = 2V 和 VDD = 10V 时 IO 和 UO 的值。 UD(on)
VDD
[解 ]
IO
R UO VDD
IO
R UO
VDD
IO
R UO
理想
VDD = 2V UO = VDD = 2V
i D I S (e
反向饱和 电流 IR
uD / UT
1)
温度的 电压当量
kT 电子电量 UT q 当T = 300（27C） UT = 26 mV
0 U Uth iD = 0 Uth = 0.5 V (硅管) 0.1 V (锗管) U Uth iD 急剧上升
二、二极管的伏安特性
iD I Q id uD U Q ud
rd UT UT rd = UT / IQ= 26 mV / IQ
e
T
第1章 半导体二极管
三、微变等效电路分析法 iD C
id
ui
R
ui
R VDD
uD
对于交流信号 电路可等效为
rd ud
例1.3.6 ui = 5sint (mV)，VDD= 4 V，R = 1 k，求 iD和uD [解] 1. 静态分析 令 ui = 0, 取 UQ 0.7 V
第1章 半导体二极管
例1.3.2 试求电路中电流 I1、I2、IO和输出电压UO的值。
解：假设二极管断开 P N UP = 15V R R 3 I2 1k L U 12 9 (V) 15V N UO 1 3 3k VDD1 VDD2 12V UP > UN 二极管导通 等效为0.7 V 的恒压源 UO= VDD1 UD(on)= 15 0.7 = 14.3 (V) IO= UO / RL= 14.3 / 3 = 4.8 (mA)
R
ui 较小，宜采用恒压降模型
V2
ui
V1 ui / V 2
O
uO ui < 0.7V V1、V2均截止 uO＝ ui ui 0.7V V2导通V１截止 uO＝ 0.7V ui < 0.7V t V1导通V2截止 uO＝ 0.7V 思考题: V1、V2支路各串联恒压源， 输出波形如何？（切至EWB）
A B
V1 V2 UB
Y 3k UO 12V
输入电压 UA UB
UA
R VDD
0V 0V
0V 5V
5V 0V 5V 5V
理想二极管 输出 V1 V2 电压 正偏 正偏 0V 导通 导通 正偏 反偏 0V 截止 导通 反偏 正偏 0V 导通 截止 正偏 正偏 5V 导通 导通
第1章 半导体二极管
例1.3.4 画出硅二极管构成的桥式整流电路在 ui =15 sint (V)作用下输出 uO的波形。 (按理想模型)
ui
V1 V3 A B RL uO V2 V4 S1 A S2 S3 B S4 S3 B S4 ui / V 15
O
t uO/ V t
ui
uO
15
O
ui
S1 A S2
uO
切换到EWB环境 观察桥式整流波形
第1章 半导体二极管
例1.3.5 ui = 2 sin t (V), 分析二极管的限幅作用。
第1章 半导体二极管
第 1 章 半导体二极管（Semiconductor Diode） 1.1 半导体的基础知识
1.1.1 本征半导体
半导体 — 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。 本征半导体 — 纯净的半导体。如硅、锗单晶体。 载流子 — 自由运动的带电粒子。 共价键 — 相邻原子共有价电子所形成的束缚。 硅（锗）的原子结构 硅（锗）的共价键结构
按材料分 硅二极管 锗二极管