職業教育電力技術類專業培訓用書：電子技術基礎

作者：王秀珍，姜林編

出版時間： 2006-06-01

版　次： 1

頁　數： 198

裝　幀：平裝

開　本： 16開

所屬分類：圖書>科技>電子與通信

《職業教育電力技術類專業培訓用書：電子技術基礎》以模擬電子電路和數字邏輯電路為基礎，全面介紹內容包括常用半導體器件、放大電路基礎、振盪電路、集成運算放大器、直流電路、晶閘管可控整流電路、門電路及組合邏輯電路、電觸發器、時序邏輯電路、數模和模數轉換等。　《職業教育電力技術類專業培訓用書：電子技術基礎》可作為中等或高職業教育教育的電氣、電子與信息、計算機及自動化類等專業的教學和培訓用書，也可作為其他相關行業通用教材及技術人員的學習參考書。

前言

第一章　常用半導體器件．

第一節　半導舉去棗體的基本知識

第二節　半導體二極體

材料分有鍺、矽或砷化鎵；按結構分有點接觸、pn結、pin、肖特基勢壘、異質結；按原理分有隧道、變容、雪崩和階躍恢復等。主要用於檢波、混頻、參量放大、開關、穩壓、整流等。光通信發展後，出現發光、光電、雪崩光電、pin光電、半導體雷射等二極體。

半導體二極體

二極體的伏安特性　陽極：由P區引出的電極為陽極。

陰極：由N區引出的電極為陰極。

點接觸型二極體，通過的電流小，結電容小，適用於高頻電路和開關電路。

面接觸型二極體，結面積大，電流大，結電容大，適用於低頻整流電路。

平面型二極體，結面積較大時可以通過較大電流，適用於大功率整流，結面積較小時，可作為數字電路中的開關管。

開啟電壓Uon ：使二極體開始導通的臨界電壓稱為開漿疊駝啟電壓Uon。

反向電流：當二極體所加反向電壓的數值足夠大時，產生反向電流為IS。

在環境溫度升高時，二極體的正向特性曲線將左移，反向特性曲線下。如圖所示。

溫度每升高1°C，正向壓降減小2~2.5mV；溫度每升高10°C，反向電流約增大一倍。

結論：二極體對溫度很敏感。

第三節　半導體三極體

半導體三極體又稱“晶體三極體”或“電晶體”。在半導體鍺或矽的單晶上製備兩個能相互影響的PN結，組成一個PNP（或NPN）結構。中間的N區（或P區）叫基區，兩邊的區域叫發射區和集電區，這三部分各有一條電極引線，分別叫基極B、發射極E和集電極C，是能起放大、振盪或開關等作用的半導體電子器件。

三極體的基本結構是兩個反向連結的PN結面，如圖1所示，可有pnp和npn 兩種組合。三個接出來的端點依序稱為發射極（emitter,E）、基極（base,B）和集電極（collector,C），名稱來源和它們在三極體操作時的功能有關。圖中也顯示出 npn與pnp三極體的電路符號，發射極特別被標出，箭號所指的極為n型半導體，和二極體的符號一致。在沒接外加偏壓時，兩個pn接面都會形膠屑舟成耗盡區，將中性的p型區和n型區隔開。

三極體的電特性和兩個pn結面的偏壓有關，工作區間也依偏壓方式來分類，這裡我們先討論最常用的所謂”正向活性區”（forward active），在此區EB極間的pn接面維持在正向偏壓，而BC極間的pn接面則在反向偏壓，通常用作放大器的三極體都以此方式偏壓。圖2(a）為一pnp三極體在此偏壓區的示意圖。EB接面的空乏區由於正向偏壓會變窄，載體看到的位障變小，射極的墊滲空穴會注入到基極，基極的電子也會注入到射極；而BC接面的耗盡區則會變寬，載體看到的位障變大，故本身是不導通的。圖2(b）畫的是沒外加偏壓，和偏壓在正向活性區兩種情形下，空穴和電子的電位能的分布圖。三極體和兩個反向相接的pn二極體有什麼差別呢？其間最大的不同部分就在於三極體的兩個接面相當接近。以上述之偏壓在正向活性區之pnp三極體為例，射極的空穴注入基極的n型中性區，馬上被多數載體電子包圍遮蔽，然後朝集電極方向擴散，同時也被電子複合。當沒有被複合的空穴到達BC接面的耗盡區時，會被此區內整芝凶匪的電場加速掃入集電極，空穴在集電極中為多數載體，很快藉由漂移電流到達連結外部的歐姆接點，形成集電極電流IC。IC的大小和BC間反向偏壓的大小關係不大。基極外部辨殃放僅需提供與注入空穴複合部分的電子流IBrec，與由基極注入射極的電子流InBE（這部分是三極體作用不需要的部分）。InB E在射極與與電洞複合，即InB E=IErec。pnp三極體在正向活性區時主要的電流種類可以清楚地在圖3(a）中看出。射極注入基極的空穴流大小是由EB接面間的正她企習元向偏壓大小來控制，和二極體的情形類似，在啟動電壓附近，微小的偏壓變化，即可造成很大的注入電流變化。更精確的說，三極體是利用VEB（或VBE）的變化來控制IC，而且提供之IB遠比IC小。npn三極體的操作原理和pnp三極體是一樣的，只是偏壓方向，電流方向均相反，電子和空穴的角色互易。pnp三極體是利用VEB控制由射極經基極，入射到集電極的空穴，而npn三極體則是利用VBE控制由射極經基極、入射到集電極的電子。三極體在數字電路中的用途其實就是開關，利用電信號使三極體在正向活性區（或飽和區）與截止區間切換，就開關而言，對應開與關的狀態，就數字電路而言則代表0與1（或1與0）兩個二進位數字。若三極體一直維持偏壓在正向活性區，在發射極與基極間微小的電信號（可以是電壓或電流）變化，會造成射極與集電極間電流相對上很大的變化，故可用作信號放大器。

第四節　場效應管

場效應電晶體（Field Effect Transistor縮寫(FET)）簡稱場效應管。由多數載流子參與導電，也稱為單極型電晶體。它屬於電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高（10^8～10^9Ω）、噪聲小、功耗低、動態範圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點，現已成為雙極型電晶體和功率電晶體的強大競爭者。

（1）場效應管是電壓控制器件，它通過VGS(柵源電壓)來控制ID（漏極電流）；

（2）場效應管的輸入端電流極小，因此它的輸入電阻很大。

（3）它是利用多數載流子導電，因此它的溫度穩定性較好；

（4）它組成的放大電路的電壓放大係數要小於三極體組成放大電路的電壓放大係數；

（5）場效應管的抗輻射能力強；

（6）由於不存在雜亂運動的少子擴散引起的散粒噪聲，所以噪聲低

第五節　其他半導體器件

本章小結

思考題與習題

第二章　放大電路基礎

第一節　共發射極基本放大電路

第二節　波形的失真和靜態工作點的穩定

第三節　阻容耦合多級放大電路

第四節　場效應管放大電路

第五節　放大電路中的負反饋

第六節　功率放大電路

本章小結

思考題與習題

第三章　正弦波振盪電路

第一節　正弦波振盪電路的振盪條件

第二節　LC振盪電路

第三節　RC振盪電路

第四節　石英晶體振盪器

本章小結

思考題與習題

第四章　集成運算放大器

第一節　差動放大器

第二節　集成運算放大器簡介

第三節　集成運算放大器的線性套用

第四節　集成運算放大器的非線性套用

本章小結

思考題與習題

第五章　直流電源

第一節　整流電路

整流電路（rectifying circuit）把交流電能轉換為直流電能的電路。大多數整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動機的調速、發電機的勵磁調節、電解、電鍍等領域得到廣泛套用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成。20世紀70年代以後，主電路多用矽整流二極體和晶閘管組成。濾波器接在主電路與負載之間，用於濾除脈動直流電壓中的交流成分。變壓器設定與否視具體情況而定。變壓器的作用是實現交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網與整流電路之間的電隔離。

整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉換成單向脈動性直流電，這就是交流電的整流過程，整流電路主要由整流二極體組成。經過整流電路之後的電壓已經不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓，習慣上稱單向脈動性直流電壓。

第二節　濾波電路

第三節　穩壓電路

本章小結

思考題與習題

第六章　晶閘管可控整流電路

第一節　晶閘管

第二節　可控整流電路

第三節　晶閘管的保護電路

第四節　晶閘管的簡易觸發電路

本章小結

思考題與習題

第七章　數字電路基礎

第一節　脈衝信號

第二節　數制轉換

第三節　電晶體的開關作用

第四節　邏輯門電路

第五節　邏輯代數

本章小結

思考題與習題

第八章　組合邏輯電路

第一節　組合邏輯電路的分析與設計

第二節　加法器

第三節　編碼器

第四節　解碼器

第五節　數據選擇器和數據分配器

本章小結

思考題與習題

第九章　觸發器

第一節　RS觸發器

第二節　JK觸發器

第三節　D觸發器

第四節　觸發器邏輯功能的轉換

第五節　555定時器及其套用

本章小結

思考題與習題

第十章　時序邏輯電路分析

第一節　時序邏輯電路的分析方法

第二節　暫存器

第三節　計數器

本章小結

思考題與習題

第十一章　模擬量與數字量的轉換

第一節　數一模轉換器

第二節　模一數轉換器

本章小結

思考題與習題

附錄　常用半導體器件的型號和主要參數

參考文獻

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基本介紹

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