电路与电子学重点

电路与电子学重点软件工程 丁梦婷

(1)二极管的伏安特性

二极管的伏安特性曲线可用下式表示

i D I S (eiD UBR B A(a)二极管理论伏安特性

U D / UT

1)

iD(mA)80 60 40 -80 -4020

D C

75℃ 80 20℃ 60 40 -200 -100 20

iD(mA)

0

o

uD

0

1 2 -10 -20 -30 (uA)

uD(V)

0.4 0.8 -0.1 -0.2 -0.3

uD(V)

(c)2AP15的伏安特性曲线

(b)2CP10-20的伏安特性曲线

(2) 理想二极管等效电路

如果二极管导通时的正向压降远远小于和它串联的 电压，二极管截止时的反向电流远远小于与之并联 的电流，则可以忽略二极管的正向压降和反向电流， 把二极管理想化为一个开关，如图所示。iD

D

K

o

uD

理想二极管等效电路

(3)考虑正向压降的等效电路iD K

DUD

o

UD

uD

考虑正向压降的等效电路

(4)二极管电路的分析方法

二极管电路有两种基本分析方法。 图解法，其做法为：利用二极管伏安特性 曲线，用做负载线的方法来分析电路。 计算分析法，其做法为：根据不同的条件 利用二极管的等效电路来近似分析和计算 电路。这种方法简便易行，误差较小，是 常用的分析方法。

下面将结合例子来说明各种分析方 法。

(4) 二极管电路的分析方法

由于二极管具有单向导电性，因此利用它可以进 行交流电到直流电的转换。这样的电路叫整流电 路(Rectifier Circuits)。图 (a)就是一个实用的单 相桥式全波整流电路，常应用于直流稳压电源中。 四个二极管Dl ~ D4接成电桥形式。 设交流电源u为： u U sin t 2U sin t (V )m

+ u _

D4

D1

io RL

A

D3

D2

+ uo _B

uoπ 2π 3π

t4π

(a)

(4) 二极管电路的分析方法+ u _D4 D1

io RL

A

+ u -

D3

D2 (a)

+ uo _B

D4

D1

io RL

A

D3

D2 (b)

+ uo _B

在一般整流电路中，交流电压幅值Um都要远远大于二极 管的正向压降UD,因此常近似为UD = 0,可以用理想二 极管等效电路来分析电路的工作原理。 当交流电源u>0时，二极管Dl、D3导通，相当于开关闭合； D2、D4截止，相当于开关断开，如图 (b)所示。因此输出 电压uO = u。

(4)二极管电路的分析方法+ u _D4D1

io RL

A

u +

D3

D2 (a)

+ uo _B

D4

D1

io RL

A

+ _B

D3

D2 (c)

uo

当u < 0时，二极管D2、D4导通，Dl、 D3截止，如图 (c)所示。因此uO =-u。

(4)二极管电路的分析方法

图 (a) 是 一 个 二 极 管 组 成 的 限 幅 电 路 (Clipping Circuit)。这种电路常用于有 选择地传输信号波形的一部分，所传 输的波形部分处在电路设定的参考电 压以上或以下。R

uo

+ u

D UR

+ uo –

–

t

(4)二极管电路的分析方法R+ D UR + uo – +

Rk UD UR (b) + uo

u–

u –

–

(

a)

电路中u为交流正弦电压信号。UR 为直流参考电 压源。D为普通二极管。现在用考虑正向压降的 二极管等效电路来分析电路的工作情况。若D为 硅管，则正向导通压降UD = 0.7V。从而得到图 (b) 的等效电路。

(4) 二极管电路的分析方法R +u – k

+uo –

UDUR

(b)

从图 (b)的等效电路可见，当u>0且u>UR+UD时， 二极管D导通，开关闭合，输出电压UO = UR十UD。 当u<UR+UD 时，二极管D截止，开关断开，输出 电压uO=u。

(4) 二极管电路的分析方法R + u – UD UR (b)

uok+ UR+UD uo – (c)

t

画出uO 的波形。电路将输出电压限制 在UR+UD 以下，可以采用理想二极管 等效电路来进行分析，那么uO 的波形 将近似在UR电压以上削顶。

晶体管的结构和类型

PNP型

c集电极 P 集电区 集电结 b 发射结

c

b基极

N基区 P 发射区

ee发射极 (a) PNP型

晶体管的结构和类型

NPN型c集电极 c

N 集电区b基极 P基区 N 发射区

集电结b 发射结

e

e发射极

(b) NPN型

晶体管的电流分配关系ICBOiB Rb VBB iB ’ iE iE iC

iE i B +iC iC iCn + I CBOVCC

iCn

iB i 'B I CBO令 b

iCn, B

(b)各极电流分配情况

i iC

Cn

i , + ICBO b i B + ICBO b i B+b I CBO + ICBO

b i ,B iCn

⑵ 晶体管的电流分配关系

iC b i B + (1 + b ) I CBO令：

I CEO (1 + b ) I CBO iC b i B + I CEO若

iC I CEO b iB

i E iC + i B (1 + b )i B + I CEOI CEO 0

晶体管的主要参数

晶体管的参数是用来表示晶体管的 各种性能指标。

①共射直流电流放大系数 b它表示集电极电压uCE一定时，集电极电流和 基极电流之间的关系

⑴ 电流放大系数

iC I CEO b iB 如果iC>>ICEO则

iC b iB

⑴ 电流放大系数iC(mA)

1612 8.8 8 6 4 3.3 0 A

iB =100μA 80 60 40

A 点 对 应 的 iC=6mA , iB=40μ A iC 6 b 150 iB 0.04

205 10 15 uCE(V) 3DG6的输出特性

⑴ 电流放大系数iC(mA) 0.18 8 6 4 3 2 0.8 0 B 0.14

晶体管3AX3有较大的穿透 电流ICEOiC I CEO 3 0.8 b 55 iB 0.04

0.1 0.08 0.06 0.04 0.02mA iB=0 -uCE(V)

3AX3的输出特性

② 共射交流短路电流放大系数 b

表示集电极负载短路(即uCE 保持不 变)的条件下，集电极电流的变化量 与相应的基极电流变化量之比，即

iC b iB

u CE 常数

b 大表示只要基极电流很小的变化，就可以控制产生集电极电流大的变化，即电流放大作 用好。

② 共射交流短路电流放大系数 biC(mA) 16 12 8.8 8 6 4 3.3 0 C A

b 值的求法：iB =100μA 80 在A点附近找两个uCE相同的点C和D 60 40 20

对应于C点，iC=8.8mA,iB=60μA;

对应于D点，iC=3.3mA,iB=20μA, △iC =8.8-3.3=5.5mA,△iB=60-20=40μA,

D

5 10 15 uCE(V) 3DG6的输出

特性

iC 5.5 138 所以 b i B 0.04

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