电路和电路元件精.ppt

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1、电路和电路元件第1页，本讲稿共56页1.概念：概念：为了实现某种应用目的，就需要将某为了实现某种应用目的，就需要将某些电工元件、电子器件或设备按一定的方式相互连些电工元件、电子器件或设备按一定的方式相互连接起来，就构成了电路。接起来，就构成了电路。n基本特征：电路中存在着电流通路。基本特征：电路中存在着电流通路。1.1.1 电路电路 1.1 电路和电路的基本物理量电路和电路的基本物理量 第2页，本讲稿共56页2、电路的作用电路的作用（1）电能的传输和转换）电能的传输和转换 强电电路或电力电路强电电路或电力电路（2）信号的传递和处理）信号的传递和处理 弱电电路或电子电路弱电电路或电子电路3 3、

2、电路的组成、电路的组成（1）电源）电源:将非电形态的能量转化为电能的供电设备将非电形态的能量转化为电能的供电设备（2）负载）负载:将电能转化为非电形态的能量的用电设备将电能转化为非电形态的能量的用电设备将电能转化为非电形态的能量的用电设备将电能转化为非电形态的能量的用电设备（3）中间环节）中间环节:沟通电路、输送电能沟通电路、输送电能第3页，本讲稿共56页电源电源:提供提供电能的装置电能的装置负载负载:取用取用电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线

3、电力系统电路示意图电力系统电路示意图第4页，本讲稿共56页直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源直流电源:提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源:提供信息提供信息放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒 电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。激励所产生的电压和电流称为响应。扩音机电路示意图扩音机电路示意图第5页，本讲稿共56页电路元件的理想化电路元件的理想化 在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略其次要在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略其次要

4、因素，把它近似地看作理想电路元件。这些理性元件就是因素，把它近似地看作理想电路元件。这些理性元件就是实际电路元件的实际电路元件的元件模型。元件模型。为什么电路元件要理想化为什么电路元件要理想化?便于对实际电路进行分析和用数学描述，将实际元便于对实际电路进行分析和用数学描述，将实际元件理想化（或称模型化）。件理想化（或称模型化）。1.1.2 电路元件和电路模型电路元件和电路模型 第6页，本讲稿共56页u 一种实际元件可用一种或几种理性电路元件的组合一种实际元件可用一种或几种理性电路元件的组合来表示。来表示。u 电磁性能相近的实际元件，也可用同一种理想电路电磁性能相近的实际元件，也可用同一种理想电

5、路元件近似表示元件近似表示。(所有的电阻器、灯泡、电烙铁等，都可用电阻元所有的电阻器、灯泡、电烙铁等，都可用电阻元件来表示）件来表示）电阻元件电阻元件只有电阻特性（将电能转换成热能）只有电阻特性（将电能转换成热能）电感元件电感元件只有电感特性（将电能转换成磁场能量）只有电感特性（将电能转换成磁场能量）电容元件电容元件只有电容特性（将电能转换成电场能量）只有电容特性（将电能转换成电场能量）第7页，本讲稿共56页 根据实际电路的根据实际电路的根据实际电路的根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要不同工作条件以及对模型精确度的不同要不同工作条件以及对模型精确度的不同要不同工作条件以及对模型

6、精确度的不同要求求求求，应当，应当，应当，应当用不同的电路模型描述用不同的电路模型描述用不同的电路模型描述用不同的电路模型描述同一实际电路。现在以线圈为同一实际电路。现在以线圈为同一实际电路。现在以线圈为同一实际电路。现在以线圈为例加以说明。例加以说明。例加以说明。例加以说明。线圈的几种电路模型线圈的几种电路模型 (a)线圈的图形符号线圈的图形符号 (b)线圈通过低频交流的模型线圈通过低频交流的模型 (c)线圈通过高频交流的模型线圈通过高频交流的模型第8页，本讲稿共56页手电筒的电路模型手电筒的电路模型UI开关开关ER0R干电干电池池电阻电阻电路模型电路模型 实际电路中的各种元件用对应的模型表

7、示后，即构成实实际电路中的各种元件用对应的模型表示后，即构成实际电路的电路模型。际电路的电路模型。实际上就是一些理性电路元件相互联结而构成的电路整实际上就是一些理性电路元件相互联结而构成的电路整体，它是实际电路的一种等效表示，有时也称为等效电路。体，它是实际电路的一种等效表示，有时也称为等效电路。第9页，本讲稿共56页 1.1.3 电流、电压及其参考方向电流、电压及其参考方向 1.电流电流 电荷的定向运动形成电流。习惯上把正电荷运动的方向规定为电流的方向。电荷的定向运动形成电流。习惯上把正电荷运动的方向规定为电流的方向。2.电位、电压和电动势电位、电压和电动势电位：电位：电场中某点的电势，它在

8、数值上等于电场力把单位正电荷从某点电场中某点的电势，它在数值上等于电场力把单位正电荷从某点移至无穷远处所做的功。移至无穷远处所做的功。u电场无穷远处的电位被认定为电场无穷远处的电位被认定为0。作为衡量电场中各点电位的参考点。工程上常选。作为衡量电场中各点电位的参考点。工程上常选与大地相连的部件（如机壳）作为参考点，在没有与大地相连的部件的电路中，通常选与大地相连的部件（如机壳）作为参考点，在没有与大地相连的部件的电路中，通常选取许多元件的公共点作为参考点，并称为取许多元件的公共点作为参考点，并称为“地地”。在电路分析中，可选电路中任意点作。在电路分析中，可选电路中任意点作为各节点的参考点。参考

9、点用接地符号为各节点的参考点。参考点用接地符号“|”标出。标出。第10页，本讲稿共56页电压：电压：电场力将单位正电荷从电场力将单位正电荷从a a点移动到点移动到b b电所作的功，就是电所作的功，就是a,ba,b两点两点间的电压。间的电压。R-a+bUabu电压的单位：伏特，符号：电压的单位：伏特，符号：Vu电压又叫电压降，或简称压降，它指向电电压又叫电压降，或简称压降，它指向电压降低的方向。压降低的方向。u电路中任意两点（假设为电路中任意两点（假设为a，b两点）间两点）间的电压，等于这两点的电位差。的电压，等于这两点的电位差。电动势：电动势：衡量电源内局外力克服电场力移动电荷做功的物理量。它

10、在数衡量电源内局外力克服电场力移动电荷做功的物理量。它在数值上等于局外力把单位正电荷在电源内部由低电位移动到高电位所做的值上等于局外力把单位正电荷在电源内部由低电位移动到高电位所做的功。用字母功。用字母E E表示，单位与电压相同，其方向为电位升高的方向。表示，单位与电压相同，其方向为电位升高的方向。第11页，本讲稿共56页电压和电流的方向电压和电流的方向实际方向实际方向参考方向参考方向电流、电动势、电压的电流、电动势、电压的实际方向实际方向 物理量物理量单位单位实际实际 方向方向电流电流 IA、kA、mA、A正电荷移动正电荷移动 的方向的方向电动势电动势 EV、kV、mV、V电源驱动正电荷的电

11、源驱动正电荷的 方向方向电压电压 UV、kV、mV、V电位降低的方向电位降低的方向 .电流、电压的参考方向电流、电压的参考方向第12页，本讲稿共56页问题问题 在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，如何在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，如何解决？解决？(1)(1)在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正方向）；在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正方向）；(3)(3)根据计算结果确定实际方向：根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致；若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致；若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。若计算结果为负，则实际方向与参考方

12、向相反。(2)(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式；表达式；解决方法解决方法 参考方向参考方向 在分析计算时人为规定的方向。在分析计算时人为规定的方向。第13页，本讲稿共56页在进行电路分析计算时，电流的实际方向有时难以确定，在进行电路分析计算时，电流的实际方向有时难以确定，这时我们可以预先假设一个电流方向，并在电路中用箭头表示这时我们可以预先假设一个电流方向，并在电路中用箭头表示出来。这个假设的电流方向就是电流的参考方向。出来。这个假设的电流方向就是电流的参考方向。在在计计算算中中，可可按按假假定定的的电电流流方方向向进

13、进行行计计算算求求解解，如如果果计计算算结结果果为为正正，表表示示电电流流实实际际方方向向与与假假设设（参参考考）方方向向相相同同；否则，与参考方向相反。否则，与参考方向相反。电流的参考方向电流的参考方向第14页，本讲稿共56页电压的参考方向电压的参考方向在在实实际际分分析析时时，当当两两点点间间电电压压的的实实际际方方向向难难以以判判别别时时，我我们们必必须须先先假假设设（指指定定）一一个个方方向向（极极性性），这这个个人人为为指指定定的的方方向向，就就是电压的参考方向。是电压的参考方向。电电压压的的参参考考方方向向用用+，-极极性性表表示示，从从+端端指指向向-端端，也也可可用用箭箭头表示

14、，箭头所指方向表示电位下降的方向，还可以用双下标表示。头表示，箭头所指方向表示电位下降的方向，还可以用双下标表示。如如计计算算的的结结果果为为正正，说说明明电电压压的的实实际际方方向向与与参参考考方方向向与与参参考考方向相同；否则相反。方向相同；否则相反。第15页，本讲稿共56页注意：注意：注意：注意：在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流 (或电压或电压或电压或电压 )值才有值才有值才有值才有 正负之分。正负之分。正负之分。正负之分。若若若若 I I=5A=5A，则电流从则电流从则电流从则电流从 a a 流向流向流向流向 b b；若若若若 I

15、 I=5A=5A，则电流从，则电流从，则电流从，则电流从 b b 流向流向流向流向 a a。abRIabRU+若若若若 U U=5V=5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 a a 指向指向指向指向 b b；若若若若 U U=5V=5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 b b 指向指向指向指向 a a。例题例题第16页，本讲稿共56页 每个二端元件，电压、电流的参考每个二端元件，电压、电流的参考每个二端元件，电压、电流的参考每个二端元件，电压、电流的参考方向应如何取？方向应如何取？方向应如何取？方向应

16、如何取？理论上，爱咋样取，就咋样取。理论上，爱咋样取，就咋样取。理论上，爱咋样取，就咋样取。理论上，爱咋样取，就咋样取。不过，有不过，有不过，有不过，有大家习惯大家习惯大家习惯大家习惯的取法。的取法。的取法。的取法。关联关联关联关联参考方向参考方向参考方向参考方向第17页，本讲稿共56页 对于二端元件而言，电压的参考极性和电流参考方向对于二端元件而言，电压的参考极性和电流参考方向对于二端元件而言，电压的参考极性和电流参考方向对于二端元件而言，电压的参考极性和电流参考方向的选择有的选择有的选择有的选择有四种四种四种四种可能的方式，如图下所示。可能的方式，如图下所示。可能的方式，如图下所示。可能的

17、方式，如图下所示。习惯的取法习惯的取法习惯的取法习惯的取法：取：取：取：取关联关联关联关联参考方向参考方向参考方向参考方向第18页，本讲稿共56页如果某个元件或某一段电路，它的电流为如果某个元件或某一段电路，它的电流为i，电压为，电压为u，并且电，并且电压、电流的参考方向关联，则功率为压、电流的参考方向关联，则功率为p，它的计算公式：，它的计算公式：p=ui单位为瓦特，简称瓦。符号：单位为瓦特，简称瓦。符号：W。如计算的结果为正，表示该元件或该段电路吸收功率；否则为输如计算的结果为正，表示该元件或该段电路吸收功率；否则为输出功率（输出电能）。出功率（输出电能）。工程上常用工程上常用度度作为电能

18、的单位。作为电能的单位。度度=kw*1h=3.6Mj 1.1.1.1.电路的功率电路的功率 第19页，本讲稿共56页在电路中，存在着在电路中，存在着电能的消耗、磁场能量的储存、电场能量的电能的消耗、磁场能量的储存、电场能量的储存储存及这三种能量的转换过程。及这三种能量的转换过程。而表征着三种物理性质的电路参数就是：电阻、电感、而表征着三种物理性质的电路参数就是：电阻、电感、电容。电容。我们这里只讨论理想元件，也就元件模型，它是只含有一个电我们这里只讨论理想元件，也就元件模型，它是只含有一个电路参数的元件，分别是路参数的元件，分别是电阻、电感、电容电阻、电感、电容。这些理想元件是对实际电路元件的

19、一种抽象，实际电路元件可这些理想元件是对实际电路元件的一种抽象，实际电路元件可以用他们的组合来表示。以用他们的组合来表示。1.2 1.2 电阻、电感和电容元件电阻、电感和电容元件第20页，本讲稿共56页1.2.1 电阻元件电阻元件RibaRu2.特性曲线：特性曲线：(1)线性线性电阻的伏安特性曲线是一条通过坐标原点电阻的伏安特性曲线是一条通过坐标原点 的直线。的直线。ui0 (2)非线性非线性电阻的伏安特性曲线是一条曲线。电阻的伏安特性曲线是一条曲线。(3)某时刻某时刻u由该时刻由该时刻i确定，而与过去的电流值大小无关。确定，而与过去的电流值大小无关。即：即：uRi是是无记忆无记忆元件元件 1

20、.表征表征消耗电能消耗电能转换成转换成其它形式能量其它形式能量的的物理特征物理特征。3.功率：功率：PUIRI2 R是是耗能耗能元件元件 i0R=常数常数 第21页，本讲稿共56页1.2.2 1.2.2 电容元件电容元件C C 1.定义：表征定义：表征储存电场能储存电场能的物理特征。的物理特征。qCucic 2.特性曲线特性曲线 线性线性电容的库伏特性曲线电容的库伏特性曲线 uc0q3.电压、电流关系电压、电流关系 icCuc表明：某一时刻表明：某一时刻iC取决于该时刻取决于该时刻uC变化率。变化率。第22页，本讲稿共56页 1.定义：表征定义：表征储存磁场能储存磁场能的物理特征的物理特征 i

21、LLuL2.特性曲线特性曲线 线性线性电感的韦安特性曲线电感的韦安特性曲线 0iL3.电流、电压关系电流、电压关系 表明：某一时刻表明：某一时刻uL取决于该时刻取决于该时刻iL的变化率。的变化率。iLLuL1.2.3 1.2.3 电感元件电感元件L L第23页，本讲稿共56页电阻器：电阻器：有多种类型，对于一般应用，可以认为线性、是理想电阻。有多种类型，对于一般应用，可以认为线性、是理想电阻。它的主要参数：电阻值、精度（阻值偏差）、额定功率等。电阻值有它的主要参数：电阻值、精度（阻值偏差）、额定功率等。电阻值有一个标准系列，应该在这个系列中选用。一个标准系列，应该在这个系列中选用。电感器：电感

22、器：是用导线绕制而成的线圈，有些含有铁心，叫做铁是用导线绕制而成的线圈，有些含有铁心，叫做铁心线圈，线圈中加入铁心可以增加电感的值，但会导致非线心线圈，线圈中加入铁心可以增加电感的值，但会导致非线性；有些含有磁芯，它用于高频还有些是空心的，叫做空心性；有些含有磁芯，它用于高频还有些是空心的，叫做空心电感（线圈）。电感器不是理想电感，它除电感值外，还有电感（线圈）。电感器不是理想电感，它除电感值外，还有一定的电阻值，相当于是电感与电阻的串联。主要参数为：一定的电阻值，相当于是电感与电阻的串联。主要参数为：电感值、额定电流。超过额定电流，就不是线性特性了。电感值、额定电流。超过额定电流，就不是线性

23、特性了。1.2.4 实际元件实际元件第24页，本讲稿共56页电容器：电容器：通常是由绝缘介质隔开的两个金属导体极板构成。通常是由绝缘介质隔开的两个金属导体极板构成。种类也很多。主要参数：电容量、额定电压。超过额定电压，种类也很多。主要参数：电容量、额定电压。超过额定电压，可能会被损环。可能会被损环。选用时，依据不同情况选用不同的电容器。例如，一般选用时，依据不同情况选用不同的电容器。例如，一般的滤波电容选用电解电容，虑除高频噪声，可选用瓷片电容，的滤波电容选用电解电容，虑除高频噪声，可选用瓷片电容，独石电容、胆电容等；在测量中需要高稳定性是可选用聚丙独石电容、胆电容等；在测量中需要高稳定性是可

24、选用聚丙烯电容。电力系统，则使用电力电容器等。烯电容。电力系统，则使用电力电容器等。元件的并联与串联元件的并联与串联 (P9 表表1.2.1）第25页，本讲稿共56页串、并联的概念清楚串、并联的概念清楚,灵活应用。灵活应用。R=4(2+36)=2 R=(4040+303030)=30 30 40 40 30 30 R40 30 30 40 30 R例例2例例14 2 3 6 R第26页，本讲稿共56页 电源所提供的电源所提供的电压电压或或电流电流完全由完全由电源本身来决定电源本身来决定。在实际电路中，在实际电路中，电能电能或或电信号的发生器电信号的发生器称为称为电源电源（激励、激励、输入输入）

25、，用电设备用电设备称为称为负载负载。由激励而在电路中。由激励而在电路中产生的电产生的电压和电流称压和电流称为为响应响应（输出输出）。1.3 1.3 独立电源元件独立电源元件第27页，本讲稿共56页 描述元件提供的描述元件提供的电压与电压与通过元件的通过元件的电流无关电流无关的物理现象。的物理现象。E直流直流us直流或交流直流或交流us(2)基本性质基本性质无无论论流流过过元元件件的的电电流流值值大大小小、方方向向如如何何，其其端端电电压压总总保保持持为为给定的给定的 US 或或 us(t)。电压源中电压源中电流由外电路决定电流由外电路决定。(3)特性曲线特性曲线 usi外外电电路路u0Usi(

26、1)符号：符号：1.3.1 1.3.1 电压源电压源第28页，本讲稿共56页 描述元件提供的描述元件提供的电流与电流与其其端电压完全无关端电压完全无关的物理现象。的物理现象。IsIsisis直流直流交流交流(2)基本性质基本性质无无论论电电流流源源的的端端电电压压值值大大小小、方方向向如如何何，总总保保持持给给定定的的Is 或或is(t)。电流源的电流源的端电压由外电路决定端电压由外电路决定。uiS外外电电路路0Isui(1)符号符号:1.3.2 1.3.2 电流源电流源(3)特性曲线特性曲线 第29页，本讲稿共56页1.3.3 1.3.3 实际电源实际电源 实实际际的的电电源源与与理理想想电

27、电源源有有一一定定的的差差别别，主主要要表表现现在在，当当外外接电阻变化时，电源提供的电压和电流都会变化。接电阻变化时，电源提供的电压和电流都会变化。如果如果负载变负载变化化时时，输输出出电压变电压变化很小，它就比化很小，它就比较较接近理想接近理想电压电压源。源。电电流流变变化很小，就接近理想化很小，就接近理想电电流源。流源。为为了准确的表示了准确的表示实际电实际电源的特性，一般是采用两种源的特性，一般是采用两种电电路模型：路模型：电压电压源模型和源模型和电电流源模型流源模型。第30页，本讲稿共56页电流源模型电流源模型电流源模型电流源模型IS为实际电源的短路电流为实际电源的短路电流值值R+-

28、USIU+-R0RR0ISI+-U电压源模型电压源模型电压源模型电压源模型 US等于实际电源的开路等于实际电源的开路电压值电压值 实际电源的这两种模型是等效，相互之间可以进行等效变换。实际电源的这两种模型是等效，相互之间可以进行等效变换。Is =Us/R0R0=R0 按按此此选选择择参参数数，图图示示实实际际电电源源的的两两种电路模型便可相互替换。种电路模型便可相互替换。等效关系只是对外电路而言，至于电源内部并不等效。等效关系只是对外电路而言，至于电源内部并不等效。第31页，本讲稿共56页图图 半导体二极管的结构和符号半导体二极管的结构和符号 阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧

29、化硅保护层P型硅型硅N型硅型硅 c 平面型平面型金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳 a 点接触型点接触型铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线 b面接触型面接触型 符号符号阴极阴极阳极阳极 D1.4 半导体二极管半导体二极管1.4.1 1.4.1 基本结构和符号基本结构和符号基本结构和符号基本结构和符号第32页，本讲稿共56页1.4.2 1.4.2 伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性特点：非线性特点：非线性特点：非线性特点：非线性硅管硅管硅管硅管0.5V,0.5V,锗锗锗锗管管管管0 0.1V.1V。反向

30、击穿反向击穿电压电压U(BR)导通压降导通压降导通压降导通压降 外加电压大于死区电外加电压大于死区电外加电压大于死区电外加电压大于死区电压二极管才能导通。压二极管才能导通。压二极管才能导通。压二极管才能导通。外加电压大于反向击穿电外加电压大于反向击穿电外加电压大于反向击穿电外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向压二极管被击穿，失去单向压二极管被击穿，失去单向压二极管被击穿，失去单向导电性。导电性。导电性。导电性。正向特性正向特性正向特性正向特性反向特性反向特性硅硅硅硅0 0 0 0.60.8V.60.8V锗锗锗锗0 0.2.20.3V0.3VUI死区电压死区电压死区电压死区电压PN+P

31、N+反向电流反向电流反向电流反向电流在一定电压在一定电压在一定电压在一定电压范围内保持范围内保持范围内保持范围内保持常数。常数。常数。常数。第33页，本讲稿共56页二极管二极管二极管二极管的单向导电性的单向导电性 1.1.二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负 ）时，）时，）时，）时，二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流

32、较大。二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。2.2.二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正 ）时，）时，）时，）时，二二二二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。3.3.3.3.外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向外加电压大于反向击穿电压

33、二极管被击穿，失去单向外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。导电性。导电性。导电性。4.4.4.4.二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。愈大。愈大。愈大。第34页，本讲稿共56页1.4.3 1.4.3 主要参数主要参数主要参数主要参数1.1.最大整流电流最大整流电流最大整流电流最大整流电流 I IOMOM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。二极管长期使用时，允许流过

34、二极管的最大正向平均电流。二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2.2.反向工作峰值电压反向工作峰值电压反向工作峰值电压反向工作峰值电压U URWMRWM是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压极管反向击穿电压极管反向击穿电压极管反向击穿电压U UBRBR的一半或三分之二。二极管击穿后单向的一半或三分之二。二极管击穿后单向的一半或三分之二。二极管击穿后单向

35、的一半或三分之二。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。导电性被破坏，甚至过热而烧坏。导电性被破坏，甚至过热而烧坏。导电性被破坏，甚至过热而烧坏。3.3.反向峰值电流反向峰值电流反向峰值电流反向峰值电流I IRMRM指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大，指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大，指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大，指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，说明管子的单向导电性差，说明管子的单向导电性差，说明管子的单向导电性差，I IRMRM受温度的影响，温度越高反向受温度的影响，温度越高反向受温度

36、的影响，温度越高反向受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小电流越大。硅管的反向电流较小电流越大。硅管的反向电流较小电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大，为硅锗管的反向电流较大，为硅锗管的反向电流较大，为硅锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。管的几十到几百倍。管的几十到几百倍。管的几十到几百倍。第35页，本讲稿共56页 二极管电路分析举例二极管电路分析举例二极管电路分析举例二极管电路分析举例 定性分析：定性分析：判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态导通导通截止截止否则，正向管压降否则，正向管压降否则，正向管压降否则，正向管压降硅硅硅硅0 0 0 0.60.7

37、V.60.7V锗锗锗锗0 0.2.20.3V0.3V 分析方法：分析方法：分析方法：分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位将二极管断开，分析二极管两端电位将二极管断开，分析二极管两端电位将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压的高低或所加电压的高低或所加电压的高低或所加电压U UD D的正负。的正负。的正负。的正负。若若若若 V V阳阳阳阳 VV阴阴阴阴或或或或 U UD D为正为正为正为正(正向偏置正向偏置正向偏置正向偏置 )，二极管导通，二极管导通，二极管导通，二极管导通若若若若 V V阳阳阳阳 VVV阴阴阴阴 二极管导通二极管导通二极管导通二极管导通 若忽略管压降，二极管可看

38、作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，U UABAB=6V6V 否则，否则，否则，否则，U UABAB低于低于低于低于6V6V一个管压降，为一个管压降，为一个管压降，为一个管压降，为6.36.3或或或或6.7V6.7V例例1：取取取取 B B 点作参考点，断开点作参考点，断开点作参考点，断开点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极二极管，分析二极管阳极二极管，分析二极管阳极二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。和阴极的电位。和阴极的电位。和阴极的电位。在这里，二极管起钳位作用。在这里，二极管起钳位作用。在这里，二极管起钳位作用。在这

39、里，二极管起钳位作用。D6V12V3k BAUAB+第37页，本讲稿共56页两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一起取取取取 B B 点作参考点，断开二极管，点作参考点，断开二极管，点作参考点，断开二极管，点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。分析二极管阳极和阴极的电位。分析二极管阳极和阴极的电位。分析二极管阳极和阴极的电位。V V1 1阳阳阳阳 =6 V6 V，V V2 2阳阳阳阳=0 V=0 V，V V1 1阴阴阴阴 =V V2 2阴阴阴阴=12 V12 VU UD1D1=6V=6V，U UD2D2=12V=12V U

40、UD2D2 U UD1D1 D D2 2 优先导通，优先导通，优先导通，优先导通，D D1 1截止。截止。截止。截止。若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，U UABAB =0 V=0 V例例2:D D1 1承受反向电压为承受反向电压为承受反向电压为承受反向电压为6 V6 V流过流过流过流过 D D2 2 的电流为的电流为的电流为的电流为求：求：求：求：U UABAB 在这里，在这里，在这里，在这里，D D2 2 起钳起钳起钳起钳位作用，位作用，位作用，位作用，D D1 1起隔离起隔离起隔离起隔离作用。作

41、用。作用。作用。BD16V12V3k AD2UAB+第38页，本讲稿共56页14.314.3 稳压二极管稳压二极管1.1.符号符号符号符号 UZIZIZM UZ IZ2.2.伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性 稳压管正常工作时稳压管正常工作时稳压管正常工作时稳压管正常工作时加反向电压加反向电压加反向电压加反向电压使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻 稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两电流变化很大，但其两电流变化很大，但其两电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用端电压变化很小，利用端电压变化很小，利用端

42、电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路此特性，稳压管在电路此特性，稳压管在电路此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。中可起稳压作用。中可起稳压作用。中可起稳压作用。_+UIO第39页，本讲稿共56页3.3.主要参数主要参数主要参数主要参数(1)(1)(1)(1)稳定电压稳定电压稳定电压稳定电压U UZ Z 稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作(反向击穿反向击穿反向击穿反向击穿)时管子两端的电压。时管子两端的电压。时管子两端的电压。时管子两端的电压。(2)(2)(2)(2)电压温度系数电压温度系数电压温度系数电压温度系数 环境温度每变化环境温度每变化环境温度每变化环境温度每变化

43、1 1 1 1 C C引起引起引起引起稳压值变化的稳压值变化的稳压值变化的稳压值变化的百分数百分数百分数百分数。(3)(3)(3)(3)动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻(4)(4)(4)(4)稳定电流稳定电流稳定电流稳定电流 I IZ Z、最大稳定电流、最大稳定电流、最大稳定电流、最大稳定电流 I IZMZM(5)(5)(5)(5)最大允许耗散功率最大允许耗散功率最大允许耗散功率最大允许耗散功率 P PZM ZM=U UZ Z I IZMZMr rZ Z愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。第40页，本讲稿共56

44、页1.5 半导体三极管半导体三极管1.5.1 1.5.1 基本结构基本结构基本结构基本结构NNP基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极NPNNPN型型型型BECB BE EC CPNPPNP型型型型P PP PN N基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极符号：符号：符号：符号：BECIBIEICBECIBIEICNPNNPN型三极管型三极管型三极管型三极管PNPPNP型三极管型三极管型三极管型三极管第41页，本讲稿共56页基区：最薄，基区：最薄，基区：最薄，基区：最薄，掺杂浓度最低掺杂浓度最低掺杂浓度最低掺杂浓度最低发射区：掺发射区：掺发射区

45、：掺发射区：掺杂浓度最高杂浓度最高杂浓度最高杂浓度最高发射结发射结发射结发射结集电结集电结集电结集电结B B B BE E E EC C C CN N N NN N N NP P P P基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极结构特点：结构特点：结构特点：结构特点：集电区：集电区：集电区：集电区：面积最大面积最大面积最大面积最大第42页，本讲稿共56页三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件B BEC CN NN NP PEBRBE EC CRC发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反

46、偏 PNPPNP发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏 V VB B V VE E集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 V VC C V VE E 集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 V VC C V VB B 第43页，本讲稿共56页1.5.21.5.2 特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线 即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。依据。为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线：为什么要研究特

47、性曲线：1 1 1 1）直观地分析管子的工作状态）直观地分析管子的工作状态）直观地分析管子的工作状态）直观地分析管子的工作状态 2 2 2 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线第44页，本讲稿共56页发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端 共发射极电路共发射极电路输

48、入回路输入回路输出回路输出回路 测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+第45页，本讲稿共56页1.1.输入特性输入特性输入特性输入特性特点特点特点特点:非线性非线性非线性非线性死区电压：死区电压：死区电压：死区电压：硅管硅管硅管硅管0.50.50.50.5V V，锗管锗管锗管锗管0.10.10.10.1V V。正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：NPN NPN型硅管型硅管型硅管型硅管 U UBE BE 0.60.7V 0.60.7V PNP

49、 PNP型锗管型锗管型锗管型锗管 U UBE BE 0.2 0.2 0.3V 0.3VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VO第46页，本讲稿共56页2.2.输出特性输出特性输出特性输出特性36IC(mA )1234UCE(V)912OIB=020 A40 A60 A80 A100 A放大区放大区输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：(1)(1)放大区放大区放大区放大区 在放大区有在放大区有在放大区有在放大区有 I IC C=I IB B ，也也也也称为线性区，具有恒流称为线性区，具有恒流

50、称为线性区，具有恒流称为线性区，具有恒流特性。特性。特性。特性。在放大区，在放大区，在放大区，在放大区，发射结处于发射结处于发射结处于发射结处于正向偏置、集电结处于反正向偏置、集电结处于反正向偏置、集电结处于反正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放向偏置，晶体管工作于放向偏置，晶体管工作于放向偏置，晶体管工作于放大状态。大状态。大状态。大状态。第47页，本讲稿共56页（2 2）截止区）截止区）截止区）截止区I IB B 0 0 以下区域为以下区域为以下区域为以下区域为截止区，有截止区，有截止区，有截止区，有 I IC C 0 0 。在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，在截止区