中南大学电工学复习下

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第 1 部分 半导体二极管 第 2 部分 基本放大电路第 3 部分 集成运算放大电路 第4部分 直流稳压电源的组成 第 5 部分 组合逻辑电路 第 6部分 时序逻辑电路

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1 半导体二极管一、普通二极管1. 基本结构 D 阳极 (1) 按结构分类 点接触型、面接触型。 符号 (2) 按材料分类 硅管、锗管。 (3) 按用途不同分类 普通管、整流管、开关管等。阴极

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实际二极管i

u UD u UD

二 极 管 的 等 效

UDU D 二极管的导通压降。硅管 0.7V;锗管 0.3V。

UD

u

理想二极管i正偏 反偏

u

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二极管电路分析举例 定性分析：判断二极管的工作状态

导通 截止

分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 的高低或所加电压UD的正负。 若 V阳 >V阴或 UD为正，二极管导通 若 V阳 <V阴或 UD为负，二极管截止 若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零， 反向截止时二极管相当于断开。 否则，正向管压降 硅0.7V 锗0.3V

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例：+ ui –

R D + uo –

3V

已知： ui 5sin t V 二极管是理想的，试画 出 uo 波形。R R

解： ui 5V 3V

参考点

+ + ui i u

D D3V 3V

+ + uoo u– –

t二极管阴极电位为 3 V ui > 3V,二极管导通，可看作短路 ui < 3V,二极管截止，可看作开路

– –

uo = 3V uo = ui

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2 稳压电路I/mA

(1) 结构：面接触型硅二极管 (2) 主要特点： (a) 正向特性同普通二极管 (b) 反向特性 较大的 I 较小的 U 工作在反向击穿状态。 在一定范围内，反向击穿 具有可逆性。Uz 0 U/V

IzminIzmax(a) 图形符号 (b) 伏安特性

(3)主要参数 稳定电压：Uz 最小稳定电流：Izmin

最大稳定电流：Izmax

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例 稳压二极管的稳定电压UZ = 5V,正向压降忽略不 计。当输入电压Ui 分别为 直流10 V、3 V、-5V时，求 输出电压UO;若 ui = 10sin ωtV,试画出 uo 的波形。 ui R 10V + +ui – DZ uo – 5V

t

解：Ui = 10V: DZ 工作在反向击穿区，稳压，UO = UZ = 5VUi = 3V: DZ 反向截止，UO = Ui = 3V Ui = -5V: DZ 工作在正向导通状态，UO = 0V ui = 10sinωtV: ui正半周，当ui > UZ,DZ 反向击穿，uO = 5V 当ui < UZ,DZ 反向截止，uO = ui ui负半周，DZ 正向导通，uO = 0V

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第 2部分 基本放大电路1 双极型晶体管基本放大电路 2 放大电路的静态分析 3 放大电路的动态分析

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双极型晶体管一、基本结构发射区 基区 集电区 C 集电极 B E 发射极

NPN型：

NN发射结

P P基极

N N

集电结

PNP型：

发射区 基区 集电区

发射极

PP发射结

N N 基极

P P 集电结

集电极 B

C

E

结构示意图和图形符号

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4、晶体管的工作状态

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1. 放大电路的直流通路RB

RC

+ UCC C + 2 + uo -

直流通路的做法： (1) 信号源中的电动势短路； (2) 电容开路。

C1 ++ ui -

放大电路

RB IB

RC

+

UCC

+ UBE - 直流通路

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2. 放大电路的交流通路作法: (1)电容C 视为短路； RB (2)无内阻的直流电源UCC C1 + + 视为短路。IoIi + Ui RB - 交流通路 Ib Ic RC

RC

+ UCC C + 2 + uo -

ui -

+ Uo -

放大电路

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3、晶体管交流小信号模型 基本思路：(a)放大的信号为小信号； (b)保证工作在特性曲线的 线性段； (c)把晶体管等效成线性电 路模型。

26 rbe 200 Ω β Ω IC注：IC 为静态电流单位为mA , 26 的单位为 mV 。

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4. 放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶 体管B、E之间用电阻 rbe代替，C、E之间用 受控电流源代替即可 得放大电路的微变等 效电路。I i+RS

I b B UiRB rbe

Ic C

βI bRC

+ RL U o

+ ES

-

E微变等效电路

-

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放大电路的静态分析例1:用估算法计算图示电路的静态工作点。+UCC 由KVL得: UCC = IBQ RB+ UBEQ RB IB RC + + TUCE UBE – – IC

所以 I BQ

U CC U BEQ RB

当UBEQ<< UCC时，

I BQ

U CC RB

I CQ I BQ由KVL得: UCE Q= UCC – IC QRC

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例2:用估算法计算图示电路的静态工作点。+UCC

由KVL可得：

RB IB

RC IC+ T UCE UBE – – +

U CC I B RB U BE I E RE I B RB UBE (1 β ) I B RE

IE

IC IB

U CC U BE IB RB (1 β ) RE

由KVL可得： U CE

U CC I C RC I E RE

由例1、例2可知，当电路不同时，计 算静态值的公式也相应发生变化。