北京大学：《电路分析原理 Circuit Analysis》课程教学资源（课件讲稿）第八章 二极管电路 §8-4 稳压管与稳压电路 第九章 双极晶体管电路 §9-1 双极晶体管的静态特性 §9-2 晶体三极管放大电路之组成 §9-3 晶体三极管的小信号模型

第八章:二极管电路 §8-1半导体基础知识 扫§8-2二极管的特性 彐§8-3二极管开关与整流电路 §8-4稳压管与稳压电路

第八章：二极管电路 §8-1 半导体基础知识 §8-2 二极管的特性 § 8 - 3 二极管开关与整流电路 §8-4 稳压管与稳压电路

§8-4稳压管与稳压器 稳压二极管 工作于反向击穿区,但电流没 有大到发生热击穿的二极管 稳压二极管符号及等效电路 二极管的伏安特性曲线 V=v trl 注意电压和电流参考方向 稳定电压V:等效源电压理想情况 内阻r:一般很小 内阻r=0,等效为恒压源

§8-4 稳压管与稳压器 稳压二极管 I I ——工作于反向击穿区，但电流没 有大到发生热击穿的二极管 V I I V rw V -Vw O -I A A V V rw Vw B -IB 稳压二极管符号及等效电路 二极管的伏安特性曲线 V V r I  w  w 注意电压和电流参考方向 稳定电压V 等效源电压 理想情况 内阻rw ：一般很小 稳定电压Vw ：等效源电压 理想情况 内阻rw = 0, 等效为恒压源

§8-4稳压管与稳压器 稳压二极管的工作参数 稳定电压V 一般1.5V~200V不等 内阻rn 稳压二极管符号及等效电路 一般1~10g 最小稳压电流L 稳压管正常工作的最小电流,一般约1mA 最大稳压电流L和最大功耗Pn: 稳压管不发生热击穿的额定电流和额定功耗。Pax≈ V Imax

§8-4 稳压管与稳压器 稳压二极管的工作参数 I 稳定电压Vw ： 一般1.5V～200V不等 V I V rw 般1.5V 200V不等 Vw 内阻rw ： Vw 稳压二极管符号及等效电路 一般1～10 最小稳压电流Imin ： 稳压管正常工作的最小电流，一般约1mA。 最大稳压电流Imax 和最大功耗Pmax ： 稳压管不发生热击穿的额定电流和额定功耗。 P V I max max P V Iw

§8-4稳压管与稳压器 稳压二极管的工作原理 R 无负载时(输出端开路): Rr RV trv r。-R+rw R+r 般有R>>rn 基本的稳压电路 V=v+wv R △n≈△D 输出电压的 R R 稳定度提高 !有负载时稳压管上的电流 R R R 目引起变化因素:H起伏和/变化不同负载) 等效电路

§8-4 稳压管与稳压器 稳压二极管的工作原理 R IL 无负载时(输出端开路)： w w i D w o R r RV r V V R r Rr r      , VD Vi Dw RL 无负载时(输出端开路)： w w Rr Rr 一般有R>>rw： 基本的稳压电路 i w o w D w VRr r  r , V V  输出电压的 i w D V Rr V   输出电压的 稳定度提高 R IL 有负载时稳压管上的电流： L w L L i w D R L R V I I R V V I I I       , Vw Vi rw VD RL 有负载时稳压管上的电流： R RL 等效电路 引起ID变化因素： Vi 起伏和IL变化(不同负载)

当§8-4稳压管与稳压器 稳压电路设计 R 彐要求:当V和在指定范围内变化时,稳压 管上的电流始终在最小和最大稳压电流之间。 = .-V imax R R 基本的稳压电路 V-v ImIn min R 双 7 -v .-p R R + max Lmin l. +l Lmax R 某些情况下(如V起伏较大或 Lmax 较大 等),上式最右边小于左边导致无解,则 此时无法用右上图中简单电路实现稳压。 等效电路

§8-4 稳压管与稳压器 稳压电路设计 R IL 要求： 当V 和I 在指定范围内变化时 稳压 VD Vi Dw RL 要求： 当Vi 和IL在指定范围内变化时，稳压 管上的电流始终在最小和最大稳压电流之间。         min max max I I R V V I R V V I L i w L i w D 基本的稳压电路         max min min I I R V V I R V V I L i w L i w D R IL i min i max L i w L i w I I V V R I I V V       Vw Vi rw VD RL max Lmin min Lmax I  I I  I 某些情况下（如Vi 起伏较大或 ILmax 较大 等） 上式最右边小于左边导致无解 则 等效电路 ，上式最右边小于左边导致无解，则 此时无法用右上图中简单电路实现稳压

当§8-4稳压管与稳压器 彐例3:现有型号为20W57的稳压管,其稳定电压约为9v,n=5mA,In= 彐26mA。试用它设计一个稳压管稳压电路,要求输入电压为2V-25,输出电 彐压约为9V,负载电流为15-20mA。 解: a Rm Imax (25-9V 39002 Imax +limin(26+15)mA DvD!R 21-9V R 480c Ⅰ+, 5+20mA 基本的稳压电路 彐应满足Rmn<R<R 扫可选取R=4302(可容许一定误差)。 Imax n)2(25V-9V)2 Rmax ≈06W 需选额定功率大 R 430 于Pm的电阻。 如果要求输出电流达到50mA,则可算得Rm=2182<Rmm,则无法实现

§8-4 稳压管与稳压器 例3：现有型号为2CW57的稳压管，其稳定电压约为9V，Imin=5mA，Imax= 26mA。试用它设计一个稳压管稳压电路，要求输入电压为21V-25V，输出电 压约为9V，负载电流为15-20mA。 R IL 解： VD Vi R Dw RL L             390 26 15 mA 25 9 V max min max min L i w I I V V R 基本的稳压电路 Dw VD RL             480 5 20 mA 21 9 V min max min max L i w I I V V R 基本的稳压电路 应满足 Rmin  R  Rmax 可选取 R=430 （可容许一定误差）。     W R V V P i w R 0.6 430 25V 9V 2 2 max max      需选额定功率大 于PRmax的电阻。 如果要求输出电流达到50mA，则可算得Rmax=218 <Rmin，则无法实现

§8-4稳压管与稳压器 稳压器 运放电源 正相放大电路 Vn=|1+ RR 整流 滤波 R 整流 滤波 DwV 整流滤波稳压

§8-4 稳压管与稳压器 稳压器 运放电源 正相放大电路  R  Rf R1 整流 滤波 2 w f o V R R V     1 1 + - 1 整流 ZL Dw Vw Vo 整流滤波 1 整流滤波稳压

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第九章：双极晶体管电路 §9-1 双极晶体管的静态特性 §9-2 晶体三极管放大电路之组成 § 9 - 3 晶体三极管的小信号模型

当§9-1双极晶体管的静态特性 品双极晶体管(晶体三极管的结构 发射结集电结 = 发射极 集电极 发射团区团集电 区N = 基极b NPN管符号 NPN三极管结构图 发射结集电结 发射极 集电极 发射乡区团集电) 区P 基极b PNP管符号 PNP三极管结构图

§9-1 双极晶体管的静态特性 双极晶体管(晶体三极管)的结构 发射结 集电结 c 发射 区N 集电 区N 基 区 发射极 e 集电极 c 发射结 集电结 b c 区N 区N P 基极b e NPN管符号 发射结 集电结 NPN三极管结构图 c 发射 区 集电 区 基 区 发射极 e 集电极 c 发射结 集电结 b c 区P 区P N 基极b e 管符号 PNP三极管结构图 PNP

§9-1双极晶体管的静态特性 双极晶体管的放大作用 极管特点 发射区掺杂浓度高 基区薄且掺杂浓度低 NP 集电区面积大 NPN管(如左图): 6=0时: P区势阱阻止e、c区电子扩散 很小(载流子很少) 电势 b>0时 =0 b极注入电流中和b区负电荷,降 低势阱深度,e区电子得以扩散至 b区大部分被c极收集变成l 较大 A4较小 很小的变化导致很大的变化 放大作用

§9-1 双极晶体管的静态特性 双极晶体管的放大作用 E c 三极管特点： 发射区掺杂浓度高 基区薄且掺杂浓度低 e NP N c 集电区面积大 b NPN管(如左图)： I =0 时： Ib Eb Ib=0 时： P区势阱阻止 e 、 c区电子扩散 Ic很小（载流子很少） Ib=0 电势 E c Ib>0时： b极注入电流中和 b区负电荷，降 低势阱深度 区电子得以扩散至 较 Ib较大 低势阱深度，e区电子得以扩散至 b 区,大部分被 c极收集变成 Ic I 很小的 I 变化导致很大的 I 变化 b 较 小 很小的 Ib变化导致很大的 Ic变化 ——放大作用