沈阳建筑大学信息与工程学院模拟电子第一章.ppt
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课程相关介绍课程相关介绍课程相关介绍课程相关介绍课程相关介绍关于我的联系方式第一章半导体器件第一节半导体的特性1.半导体(semiconductor)2.本征半导体(intrinsicsemiconductors)+4+41.N型(或电子型)半导体(N-typesemiconductor)+5+3硅原子外层电子由于热运动填补此空位时,杂质原子成为负离子,硅原子的共价键中产生一个空穴。在杂质半导体中:杂质浓度不应破坏半导体的晶体结构,多数载流子的浓度主要取决于掺入杂质的浓度;而少数载流子的浓度主要取决于温度。杂质半导体的优点:掺入不同性质、不同浓度的杂质,并使P型半导体和N型半导体以不同方式组合,可以制造出形形色色、品种繁多、用途各异的半导体器件。第二节半导体二极管N正向电流+二、二极管的伏安特性30当正向电压超过死区电压后,二极管导通,电流与电压关系近似指数关系。三、二极管的主要参数室温条件下,在二极管两端加上规定的反向电压时,流过管子的反向电流。IR值愈小,说明二极管的单向导电性愈好。IR受温度的影响很大。最高工作频率fMfM值主要决定于结结电容的大小。结电容愈大,则二极管允许的最高工作频率愈低。二极管除了具有单向导电性以外,还具有一定的电容效应。[例1.2.1]已知Ui=Umsinωt,画出uo和uD的波形。设二极管的正向压降和反向电流可以忽略。[例1.2.2]二极管可用作开关1.稳定电压UZ,稳压管工作在反向击穿区时的工作电压。2.稳定电流Iz,稳压管正常工作时的参考电流。3.动态内阻rz,稳压管两端电压和电流的变化量之比。rz=ΔU/ΔIrz越小,稳压效果越好。4.电压的温度系数αU,稳压管电流不变时,环境温度每变化1°时所引起的稳定电压变化的百分比。5.额定功耗Pz,最大稳定电流流过稳压管时消耗的功率。使用稳压管组成稳压电路时的注意事项:[例1.2.3]电路如图所示,已知UImax=15V,UImin=10VIZmax=50mA,IZmin=5mA,RLmax=1kΩ,RLmin=600ΩUZ=6V,对应ΔUZ=0.3V。求rZ,选择限流电阻R。解:第三节双极型结三极管半导体三极管晶体管(transistor)双极型三极管或简称三极管一、三极管的结构一、三极管的结构RbRbβ三、三极管的特性曲线发射结反向偏置,集电结反向偏置,三极管工作在截止区,可调换EB极性。EB=IBRb+UBEEB=IBRb+UBE2.反向饱和电流五、PNP型三极管练习题练习题-续练习题-续第四节场效应三极管场效应三极管(FieldEffectTransistor,FET)中参与导电的只有一种极性的载流子(多数载流子),故称为单极型三极管。这种管子是利用电场效应来控制电流大小的。场效应三极管简称为场效应管。一、结型场效应管2.工作原理IDNIDP+截止区:UGS≤UGS(off),导电沟道被夹断,不能导电。(2)转移特性二、绝缘栅场效应管P型衬底UDS对导电沟道、ID的影响2.N沟道耗尽型MOS场效应管3.场效应管工作原理总结例1.4.1例1.4.2三、场效应管的主要参数⑶.开启电压UGS(th)UGS(th)是增强型场效应管的一个重要参数。其定义是当uDS一定时,使漏极电流达到某一数值时所需加的uGS值。2.交流参数⑴.低频跨导gm用以描述栅源之间的电压uGS对漏极电流iD的控制作用,它是描述FET放大作用的主要参数。3.极限参数⑴.漏极最大允许耗散功率PDM漏极耗散功率等于漏极电流与漏源之间电压的乘积,即PD=iDuDS。漏极最大允许耗散功率决定于场效应管允许的温升。⑵.漏源击穿电压U(BR)DS在场效应管的漏极特性曲线上,当漏极电流iD急剧上升产生雪崩击穿时的uDS。工作时外加在漏源之间的电压不得超过此值。3.极限参数⑶.栅源击穿电压U(BR)GS对结型场效应管,uGS过高,PN结将被反向击穿。对于MOS场效应管,uGS过高,可能将二氧化硅绝缘层击穿,使栅极和衬底发生短路;属于破坏性击穿,栅源之间发生击穿,MOS管即被破坏。练习题练习题练习题练习题练习题练习题本章作业:1-3、1-4、1-6、1-9、1-13、1-16