1引言电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用 的科学。电子技术作为一门学科，诞生至今仅有百年的历史，但其发展的速度、应用的广度和深度， 远远超过了其它任何学科。特别是电子技术为当代信息作业提供了强有力的技术手段，如计算机、通讯、广播电视、自动 控制、遥感遥测等，从而使人类跨入了信息时代 。 *2以电子器件的发展为主线，电子技术的发展， 经历了下列历程：电子管晶体管小规模集成电路中大规模集成*电路超大规模集成电路可编程集成器件1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子管体积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上 第一台计算机用了1.8万只电子管，占地170平方米，电子管目前仅在一些大功率发射装 置中使用。1948年，肖克利等发明了晶体管，在体积、重量方面明显优于电 子管。但器件较多时，体积仍较 大、焊点多、电路的可靠性差。3集成电路的发展集 成 电 路SSI（100以下）MSI（103）LSI（104）超大规模 VLSI（105以上）1961年美国德克萨斯仪器公司率先将数 字电路的元、器件和连线制作在同一硅 片上，制成了集成电路。大大促进了电 子技术的发展，特别是促进了微型计算 机和通讯技术的飞速发展。芯片中集成上万个等效门，目前已达百万门级。可编程器件CPLD FPGA*4电信号的分类模拟信号随时间连续变化的信号。数字信号时间上、幅度上都不连 续的信号 (离散信号)，如：各种 脉冲信号。t t脉冲信号脉冲信号如：模拟声音的音频信号；模拟 图象的视频信号；热电偶等传感器 产生的电信号等。处理模拟信号的电路称为模拟电路。处理数字信号的电路称为数字电路。tV(t)5授课体系模拟电子技术数字电子技术第6章 半导体二极管和整流电路第7章 基本放大电路第8章 集成运算放大器及其应用实验1：晶体管放大电路的设计与调试实验2：直流稳压电源的设计 第10章 数字逻辑基础和逻辑门电路 实验3：集成运算放大器的线性应用 第11章 组合逻辑电路第12章 时序逻辑电路第13章 A/D和D/A转换器 实验4：组合逻辑电路的设计实验5：触发器及时序逻辑电路设计实验6：555定时器的应用6一次无故不交作业扣2分；旷课一次扣2分。教材书成绩评定方法end电工电子技术，李守成主编； 学时： 36（讲课）+ 12（实验）考试(闭卷）70分，平时成绩占10分，实验成绩20分7总之，从教师方面来说，要精心组织教材， 尽量深入浅出，突出重点，讲透难点，引导同学 们尽快入门。(1)上课认真听讲，适当记笔记。(3)认真做实验。(2)独立、认真地完成作业；*对同学们的要求8*独立完成，不准抄袭。要工整，可以不抄题，但要标题号，电路图必须 画。每周第一节课前，交给老师。补交作业不算数。作业的错误必须及时纠正对作业的具体要求：9基本要求：1、了解半导体二极管的结构、工作原理和特点 ；理解其整流、钳位和限幅作用及应用；2、了解稳压管的特性和应用；3、理解单相整流、电容滤波、稳压管稳压电路 的工作原理，掌握输出直流量的估算。了解三端 集成稳压器的应用。第第6 6章章 半导体二极管及直流稳压电源半导体二极管及直流稳压电源106.1 6.1 半导体的基础知识半导体的基础知识自然界中的物质按导电能力分为： 导体 绝缘体 半导体除了其导电能力介于导体和绝缘体之间外，有 两个重要特性：1、光敏、热敏特性：绝对零度时不导电，当受外界热和光刺激时，它的导电能力明显增强。可制成各种光敏、热敏器件2、掺杂特性：纯净的半导体中掺入某些杂质，它的导电能力急剧增强。可制成各种半导体器件为什么？半导体的特性由半导体的 导电机理决定！11一、一、 本征半导体本征半导体完全纯净的、结构完整的半导体晶体， 称为本征半导体。1.原子结构：GeSi硅和锗是4价元素，在原子最外层轨道上有4个电子。称为价电子以Si、Ge为例12在硅和锗晶体中，原子按 四角形系统组成晶体点阵，2.共价键：由于原子之间靠得很近，原来分属于每个原子的价电子一方面受到本身原子核的束缚，另一方面受到相 邻原子核的吸引，而成为两个原子所共有的。称为共价键每个原子都处在正四面体 的中心，而四个其它原子位于四面 体的顶点。13共价键中的电子，由于受到两个原子核的 束缚，束缚力很强，在没有获得足够能量时， 不能脱离轨道，称为束缚电子。143.空穴及其导电作用在温度升高或受到光的照射时，价电子能量增 高，当获得足够能量时，可以挣脱原子核的束缚成为自由电子。注意：在束缚电子脱离轨道成为自由电子的同 时，在其原来的共价键中出现一个空位称为空穴。空穴的出现是半 导体区别于导体的 重要标志！硅原子价电子+4+4+4+4空穴自由电子15注意：自由电子和空穴是同时成对出现的，称 为电子空穴对。本征激发。当共价键中出现空穴，在外加电场的作用下 ，邻近的束缚电子可以填补这个空穴，从而留下 新的空穴 这样就在共价键中出现一定的电荷 迁移。即：半导体中出现 两种载流子自由电子空穴电量相等极性相反16由此可以解释： （1）在T=0K时，半导体不导电； （2）常温下，导电能力很弱；当受到光、热刺激 时，束缚电子脱离轨道成为自由电子并同时产生空 穴。 导电能力显著增强。二、杂质半导体二、杂质半导体1. N型半导体在硅或锗的晶体中，掺入少量的五价元 素，如磷。磷原子正离子+4+4+4+4自由电子+5多数载流子自由电子 少数载流子空穴17+4+4+42. P型半导体在硅或锗的晶体中 掺入少量的三价元 素 ,如硼。硼原子+4负离子空穴多数载流子空穴少数载流子自由电子+318杂质半导体的示意图P型半导体+N型半导体19P 型N 型三、三、PNPN结及其单向导电性结及其单向导电性PN结内电场方向1. PN结的形成少数 载流子内电场阻碍多数载流子的扩散运动， 加强少数载流子的漂移运动。在同一片半导体基片上，用不同的掺杂工艺，分别 制成P型半导体和N型半导体，由于载流子的扩散，在 它们的交界面处就形成了PN结。多数 载流子扩散运动与漂移 运动动态平衡 稳定的PN结202 . PN 结的特性 外加正向电压(P+，N-)PN结变薄，扩散运动增强，形成较大的正向电流 I。PN结所处的状态称为正向导通， 其特点： PN结正向电流大， PN结电阻小。212 . PN结的特性 外加反向电压(P-，N+)PN结变厚，漂移运动增强，扩散运动难以进行， 反向电流很小 。PN结所处的状态称为反向截止， 其特点： PN结反向电流小， PN结电阻大。221.点接触型二极管一、基本结构一、基本结构PN结面积、结电容小，可通过 电流小。用于高频电路及小电 流整流电路。6.2 6.2 半导体二极管半导体二极管阳极 阴极二极管的符号2.面接触型二极管PN结面积、结电容大， 可通过大电流。用于 低频电路及大电流整 流电路。PN结加封装和引线，构成二极管。+PN23半导体二极管图片(a)点接触型 (b)面接触型24600400200-0.1-0.200.40.8-50-100I / mAU / V正向特性反向击 穿特性硅管的伏安特性二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性I / mAU / V0.40.8-40-80246-0.1-0.2锗管的伏安特性正向特性反向特性反向特性死区电压死区电压 硅管锗管0.5 0.2正向电压 0.6-0.7 0.2-0.3反向电流 小 几微安大 几百微安受温度影响 小 大 25600400200-0.1-0.200.40.8-50-100I / mAU / V反向击 穿特性二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性二极管的近似和理想伏安特性I / mAU / V0三、主要参数三、主要参数1 . 额定正向平均电流 IF2 . 正向电压降 UF3 . 最高反向工作电压 UR4 . 最大反向电流 IRm长时间使用时允许通过的最大 正向电流平均值UF恒压 特性理想 特性UFSi：0.60.7VGe：0.20.3V26(1)整流(半波、全波) 利用D的单向导电性ViVOViVo(2)限幅(削波，单向或双向) 利用箝位作用单向削波tV三、二极管应用举例半波整流tV ViVoViVo27(3)低压稳压(4)开关作用D导通:开关闭合D截止:开关断开VD=Vth28二极管电路分析方法 1、判断二极管的工作状态导通 截止否则，正向管压降硅0.60.7V 锗0.20.3V将二极管断开若正向偏置 :V阳 V阴 或 UD0，二极管导通若反向偏置: V阳 3uo=3V时D导通 uiUD1 D2 优先导通， D1截止。 若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB = 0 VD1承受反向电压为6 V流过 D2 的电流为求：UAB在这里， D2 起钳位作用，D1起隔离作用。 BD16V12V3kAD2UAB+例2:解:例3：判别二极管是导通还是截止。+ 9V- + 1V-+ 2.5V-+ 12.5V-+ 14V-+ 1V-截止解：+ 18V- + 2V-+ 2.5V-+ 12.5V-+ 14V-+ 1V-导通例4.开关电路利用二极管 的单向导电 性可作为电 子开关例：求vI1和vI2不 同值组合时的v0值（二极管为理 想模型）。解：vI1 vI2二极管工作状态D1 D2v00V 0V导通 导通导通 截止截止 导通截止 截止0V 5V 5V 0V5V 5V0V0V0V5V342.变容二极管3.光电二极管4. 发光二极管6.3 6.3 特殊二极管特殊二极管稳压管稳压管是特殊的面接触型半导体 硅二极管，其反向击穿是可逆的，且 反向电压稳定。1.稳压二极管DZ正极负极35伏安特性曲线UIUZIZIZmaxUZIZ正向特性：同普通二极管；反向特性：同普通二极管；反向电压达到UZ时，反向击穿。 对应很大的IZ，UZ很小反向击穿特性：且反向击穿是可逆的。稳压！36整流电路滤波电路toutoutoutoutou稳压电路负载6.4 直流稳压电源电源变压器交流电源结构框图一、直流稳压电源的组成:371 1、单相半波整流电路、单相半波整流电路(1)(1)电路组成电路组成uo to to to to23 uou2u2u1 uDioioRLT232U22U22U2Im2233uD(2)(2)工作原理工作原理Du2正半周负二、整流电路38uO t0 t t t23 uOu2u2u1uDuDiOiODRLT232U22U22U2Im2233UO=0.45U2 ,IO=UO RL=0.45U2 RLID= IO ,UDRM=2U2(3)(3)电路计算电路计算00039u2TRLD1D4D3D2abu2TRLD1D4D3D2abto23 uo2U2to232U2toto uDio2U2Im2233uD1uD3uD4uD2u22.单相桥式整流电路 A、工作原理40 to to to to23 uouDio232U22U22U2Im2233u2uD1uD3uD4uD2B、电压、电流的计算Uo=0.9U2=Io=Uo RL0.9U2 RLID=(1/2) Io URM=2U2选用二极管的依据是:ID稍小于IF (最大整流电流）URM稍小于UR（最高反向工作电压）01 U2m sin t d t=Uo负载直流电压负载直流电流二极管平均电