作者：杨碧石,戴春风,等
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
模拟电子技术试读：
前言
电子技术是目前发展最快的学科之一。当今正处于一个学习的时代，知识的不断更新给学习带来了很大的压力。为学生提供一本深入浅出、通俗易懂的教材，是作者一直奋斗的目标。一本合适的教材，除了在内容方面符合规定的教学要求外，更要立足于读者的基础和需求，按照科学的认识规律，引导学生循序渐进地学习新的知识。根据本课程各章节间的内在联系，按照循序渐进的原则，处理本书的系统，注意前后紧密配合，确定每章节的内容和目的，并优先做到突出重点，分散难点，力求对不同学时和深广度要求有区别的专业都能适用。教材以“必需、够用”为度，力求少而精。从学生的实际水平出发，酌情处理文字叙述的详略和电路的复杂程度。将理论学习、电路软件仿真和实验设计有机结合。
本教材为适应高职高专技术应用型人才能力培养的需要，立足于电路的典型性、教学的需要和实际应用。为满足不同教学需要，本教材进行了以下改进：（1）在各节后增加了思考题，每章后增加了自测题，每章节的内容作了部分调整，减少了原理性的分析讨论，增加了模拟集成电路实际应用，以提高学生的学习技能和实际应用能力。（2）根据高职高专教学要求和特点，减少不必要的定量分析，采用定性分析来获得其基本知识，如负反馈放大电路输入和输出电阻以定性分析为主。（3）增加了故障诊断部分，这部分主要介绍故障诊断技术，讲述与该章内容相关的一些测试方法、常见故障的排除方法。（4）增加每章回顾内容，每章末尾都有着重强调该章的重要内容，包括关键术语、重要知识点。（5）为提高学生应用 EWB 或 Multisim 的能力，在附录中增加了 Multisim 虚拟电子工作平台的内容，供学生课后学习和选做相关实验内容，使学生掌握用 Multisim 进行电子技术的单元电路参数设计的方法，培养学生应用计算机技术进行电路调试的能力。
本书由杨碧石、戴春风、陆冬明共同编著，杨碧石担任负责全书内容的总体策划、统稿和全书的审定。参与本书编写的还有刘建兰、严飞、赵青、居金娟、杨卫东、陈兵飞、束慧、刘建峰和王力。
希望本教材能够得到专家、同行和学生的认同和指正，意见和建议可用 E-mail 发至ntybs＠126.com或ntybs＠mail.ntuc.edu.cn。编者2015年10月
第1章 半导体二极管及基本应用
★学习目标：
● 掌握半导体的特性，分析半导体的基本结构及其导电原理；
● 掌握N型和P型半导体的性质，讨论PN结形成过程；
● 掌握二极管工作原理、伏安特性、主要参数和主要应用电路；
● 分析特殊二极管的工作原理和主要应用；
● 掌握二极管的检测方法，掌握二极管应用电路中的故障诊断和排除方法。
本章主要介绍半导体的特性和半导体二极管。
半导体中存在两种载流子，即自由电子和空穴，电子带负电，空穴带正电。纯净的半导体称为本征半导体，它的导电能力很差。掺有其他元素的半导体称为杂质半导体，其导电能力与掺杂物的浓度有关。纯净的半导体中掺入不同的杂质元素，可以得到N型半导体和P型半导体，N型半导体中多数载流子是自由电子，P型半导体中多数载流子是空穴。
采用一定的工艺措施，使P型半导体和N型半导体结合在一起，在二者的交界处形成一个空间电荷层——PN结，这是制造各种半导体器件的基础。
PN结的基本特点是具有单向导电性，PN结正向偏置时导通，反向偏置时截止。
半导体二极管就是利用一个PN结加上外壳，引出两个电极而制成的，故具有单向导电性。半导体二极管的性能可用其伏安特性来描述，其伏安特性有正向特性和反向特性，分别描述半导体二极管正偏和反偏时的工作性能。
半导体二极管可以用于整流和检波等电路。除普通半导体二极管外，本章还将介绍特殊半导体二极管，如稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等的工作原理和基本应用。
半导体器件是组成各种电子电路，包括模拟和数字电路、分立元件和集成电路的基础。本章在讨论半导体的特性的基础上，介绍半导体二极管的结构、工作原理、特性曲线、主要参数及基本应用。
二极管是最基本的半导体器件，下面首先讨论半导体的特性。
1.1 半导体的特性
在物理学中已知，自然界的各种物质，根据其导电能力的差别，可分为导体、绝缘体、半导体三大类。物质的导电性能决定于原子结构的最外层电子，导体一般为低价元素，它们的最外层电子极容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子，并在外电场的作用下产生定向移动，形成电流；高价元素（如惰性气体）或高分子物质（如橡胶），它们的最外层电子所受的原子核束缚力很强，很难成为自由电子，所以这些物质的导电性能很差，是绝缘体。而半导体一般为四价元素的物质，例如硅、锗。硅和锗的原子序数分别为14和32。但它们有一个共同点，即原子最外层的轨道上均有4 个价电子，所以称它们为四价元素。硅（锗）的原子在空间排列成规则的晶格，结构为晶体结构。它们最外层的价电子之间以共价键的形式结合起来，结构比较稳定。晶体中的共价键结构示意图如图1.1所示。图1.1 晶体中的共价键结构示意图
半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，而且其导电能力在外界其他因素的作用下会发生显著的变化。例如，半导体中加入杂质（称为“掺杂”）后其导电能力（电导率）发生明显的变化，各种不同器件的制作，正是利用了掺杂来改变和控制半导体的导电率；温度的变化也会使半导体的导电率发生变化，利用这种热敏效应，可以制作出热敏元件，但热敏效应也会使半导体器件的热稳定性下降；光照也可以改变半导体的导电率，利用这种光电效应，可以制作出光电二极管、光电三极管、光电耦合器和光电电池等。
归纳
半导体具有掺杂性、热敏性和光敏性3个特性。1.1.1 本征半导体
纯净的、不含其他杂质的半导体称为本征半导体。本征半导体在热力学温度T=0K（相当于-273℃）时不导电，如同绝缘体一样。本征半导体在环境温度升高或光照的作用下，将有少数价电子获得足够的能量，以克服共价键的束缚而成为自由电子。在没有外加电场时自由电子做无规则的运动。价电子离开共价键后，在该共价键处留下一个空位，这种带正电荷的空位称为“空穴”。在本征半导体中，自由电子和空穴是成对出现的，即自由电子与空穴数目相等，如图1.2所示。相邻共价键中的价电子可以在获得能量后移至有空穴的共价键，并在原来的位置上产生一个新的空穴。这种新的空穴可以在外加电场作用下运动，价电子运动填补一个空穴后，在原来所处位置上产生一个新的空穴，空穴运动的方向与价电子运动的方向相反。在没有外加电场时，如同自由电子一样，空穴在晶体中也做无规则的运动，对外部不显现电流。图1.2 本征半导体结构示意图
当有外加电场时，自由电子和空穴都在电场的作用下做定向运动：自由电子带负电逆电场方向而运动，而空穴带正电表现为顺电场方向而运动。这种定向运动叠加在原来的无规则运动上，对外部显现电流。自由电子和空穴都是载运电流的粒子，统称为载流子。将自由电子移动形成的导电现象简称为电子导电，而将空穴移动形成的导电现象简称为空穴导电。
不难看出，在本征半导体中自由电子与空穴总是成对出现的，成为电子-空穴对。本征半导体具有一定的导电能力，但因其自由电子的数量很少，所以导电能力很弱。产生电子-空穴对的物理现象称为激发，激发数目的多少与温度有关。在实际的半导体中，除了产生电子-空穴对以外，还存在一个逆过程。这就是自由电子也会释放能量而进入有空穴的共价键，同时消失一个自由电子和空穴，这种现象称为复合。当温度一定时，激发与复合的数量相等，维持动态平衡。1.1.2 杂质半导体
本征半导体中虽然存在着两种载流子，但因本征半导体载流子的浓度很低，所以它的导电能力很差。但是在本征半导体中掺入某种特定的杂质后，其导电性能将发生质的变化。利用这一特性，可以制成各种性能的半导体器件。掺入杂质的半导体称为杂质半导体。根据掺入杂质性质的不同，可以分为电子型半导体和空穴型半导体。载流子以电子为主的半导体称为电子型半导体或N型半导体；载流子以空穴为主的半导体称为空穴型半导体或P型半导体。
1.N型半导体
在本征半导体（四价硅或锗的晶体）中掺入少量的五价杂质元素，如磷、锑和砷等，则原来晶格中的某些硅原子将被杂质原子代替。由于杂质原子的最外层有5个价电子，因此，它与周围4个硅原子组成共价键时多余一个电子。这个电子不受共价键束缚，而只受自身原子核的吸引。这种束缚力比较微弱，因此，只需较小的能量便可激发使其成为自由电子（如在室温下即可成为自由电子），如图1.3所示。因为五价杂质原子可以提供电子，所以称为“施主原子”或“施主杂质”。五价原子提供一个电子（成为自由电子）后，本身因失去电子而成为正离子，但并不产生新的空穴，因为五价原子周围的共价键中没有空穴，这与本征半导体成对产生载流子的原理有所不同。图1.3 N型半导体结构示意图图1.4 P型半导体结构示意图
在这种杂质半导体中，除了由本征激发产生电子-空穴对外，还有五价原子提供的大量自由电子，因而自由电子的浓度将大大高于空穴的浓度，所以主要依靠电子导电，故称为电子型半导体或N型半导体。N型半导体中的自由电子称为“多数载流子”（简称“多子”），而其中的空穴称为“少数载流子”（简称“少子”）。
2.P型半导体
在本征半导体中掺入少量的三价杂质元素，如硼、锡和铟等，可以形成P型半导体。此时杂质原子的最外层有3个价电子，因此，它与周围4个硅原子组成共价键时，由于缺少一个电子而形成空穴，如图 1.4 所示。因为三价杂质原子提供一个空穴而可以接受一个电子，所以称为“受主原子”或“受主杂质”。在这种杂质半导体中，空穴的浓度将大大高于自由电子的浓度。因主要依靠空穴导电，故称为空穴型半导体或P型半导体。P型半导体中的空穴称为“多数载流子”（简称“多子”），而其中的自由电子称为“少数载流子”（简称“少子”）。
提示
在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于掺入的杂质浓度，而少数载流子浓度主要取决于温度。
对于杂质半导体来说，无论是N型半导体还是P型半导体，从总体上看，仍然保持着电中性。以后，为简单起见，通常只画出其中的正离子和等量的自由电子来表示N型半导体；同样，只画出负离子和等量的空穴来表示P型半导体，杂质半导体（N型、P型）的简化表示方法分别如图1.5（a）和（b）所示。
总之，在纯净的半导体中掺入杂质以后，其导电性能将大大改善。例如，在四价的硅原子中掺入百万分之一的三价杂质硼原子后，在室温时的电阻率与本征半导体相比，将下降到五十万分之一，可见导电能力大大提高了。当然，仅仅提高导电能力不是最终目的，因为导体的导电能力更强。图1.5 杂质半导体的简化表示法
归纳
杂质半导体的奇妙之处在于，掺入不同性质、不同浓度的杂质，并使P型半导体和N型半导体采用不同的方式组合，可以制造出形形色色、品种繁多、用途各异的半导体器件。1.1.3 PN结的形成
将P型半导体与N型半导体在保证晶格连续的情况下结合在一起，在其交界面形成一个具有特殊导电性能的区域——PN结。PN结是构造半导体器件的基本单元。
半导体内的电流就其实质来说，和导体中的电流一样，都是电子在移动。但半导体中电子的移动比导体要复杂得多。首先，导体中只有自由电子导电，而半导体中，除了自由电子形成电流外，还有空穴运动形成电流。其次，导体中是自由电子在电场作用下运动产生电流，而在半导体中有两种运动产生电流。
在P型半导体和N型半导体交界面两侧，电子和空穴的浓度截然不同，P型区内空穴浓度远远大于N型区，N型区内电子浓度远远大于P型区。由于存在浓度差，所以P型区内空穴向N型区扩散，N型区内电子向P型区扩散。这种由于存在浓度差引起的载流子从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散运动，所形成的电流称为扩散电流。
P型区的空穴向N型区扩散并与N型区的电子复合，N型区的电子向P型区扩散并与P型区的空穴复合。P型区一边失去空穴，留下了带负电的“受主杂质离子”；N型区一边失去电子，留下了带正电的“施主杂质离子”。这些带电的杂质离子，由于物质结构的关系，不能随意移动，不参与导电。因而在交界面附近出现了带电离子集中的薄层，称为空间电荷层，又称耗尽层或阻挡层，如图 1.6 所示。空间电荷区的左半部是带负电的杂质离子，右半部是带正电的杂质离子，从而在空间电荷区中就形成了一个由N型区指向P型区的内建电场，称为内电场。在内电场的作用下，N 型区中的“少子”空穴向P型区漂移，P型区中的“少子”电子向N型区漂移。载流子在内电场作用下的这种运动称为漂移运动，所形成的电流称为漂移电流。图1.6 PN结的形成
归纳
在半导体PN结中进行着两种载流子运动，多数载流子的扩散运动和少数载流子的漂移运动，而两种运动相互制约，最终两种载流子运动达到动态平衡。达到动态平衡后的PN结，内建电场的方向由N型区指向P型区，说明N型区的电位比P型区高，这个电位差称为电位势垒U（又称“导通电压”或“死区电压”）。电位势垒与材料有关，D硅材料约为0.6～0.8V，锗材料约为0.2～0.3V。1.1.4 PN结的单向导电性
假设在PN结加上一个正向电压，即电源的正极接P型区，电源的负极接N型区。PN结的这种接法称为正向接法或称正向偏置（简称正偏）。
正向接法时，外电场的方向与PN结中内电场的方向相反，因而削弱了内电场。此时，在外电场的作用下，P 型区中的空穴向右移动，与空间电荷区内的一部分负离子中和；N 型区中的电子向左移动，与空间电荷区内的一部分正离子中和。结果，由于多子移向了耗尽层，使空间电荷区的宽度变窄，于是电位势垒也随之降低，这将有利于多数载流子的扩散运动，而不利于少数载流子的漂移运动。因此，回路中的扩散电流将大大超过漂移电流，最后形成一个较大的正向电流，其方向在PN结中是从P型区流向N型区。
正向偏置时，只要在PN结两端加上一定的正向电压（大于电位势垒），即可得到较大的正向电流。为了防止回路中电流过大，一般可接入一个电阻。
假设在PN结上加上一个反向电压，即电源的正极接N型区，而电源的负极接P型区，这种接法称为反向接法或反向偏置（简称反偏）。
反向接法时，外电场的方向与PN结中内电场的方向一致，因而增强了内电场的作用。此时，外电场使P型区中的空穴和N型区中的电子各自向着远离耗尽层的方向移动，从而使空间电荷区变宽，同时电位势垒也随之增高，其结果将不利于多数载流子的扩散运动，而有利于少数载流子的漂移运动。因此，漂移电流将超过扩散电流，于是在回路中形成一个基本上由少数载流子运动产生的反向电流，方向在PN结中是从N型区流向P型区。因为少数载流子的浓度很低，所以反向电流的数值非常小。在一定温度下，当外加反向电压超过某个值（大约零点几伏）后，反向电流将不再随着外加反向电压的增加而增大，所以又称为反向饱和电流，通常用符号I表示。正因为反向饱和S电流是由少数载流子产生的，所以对温度十分敏感。随着温度的升高，I将急剧增大。S
归纳
当PN结正向偏置时，回路中将产生一个较大的正向电流，PN结处于导通状态；当PN结反向偏置时，回路中的反向电流非常小，几乎等于零，PN结处于截止状态。可见，PN结具有单向导电性。思考题
1.本征半导体中有几种载流子?其浓度与什么有关?
2.P型半导体和N型半导体是如何形成的?
3.本征半导体和杂质半导体存在哪些差别?
4.什么是扩散运动和漂移运动?PN结的正向电流和反向电流是何种运动的结果?
5.什么是PN结?PN结是如何形成的?如何理解PN结的单向导电性?
1.2 半导体二极管
在PN结的外面装上管壳，再引出两个电极，就可以做成半导体二极管（以下称作二极管）。图1.7所示为二极管的图形符号，其中正极（阳极）从P型区引出，负极（阴极）从N型区引出。图1.7 二极管的符号
二极管的类型很多，从制造二极管的材料来分，有硅二极管和锗二极管；从管子的结构来分，主要有点接触型和面接触型。点接触型二极管的特点是PN结的面积小，因而，管子中不允许通过较大的电流，但是因为它们的结电容也小，可以在高频下工作，适用于检波电路。面接触型二极管则相反，由于PN结的面积大，故允许流过较大的电流，但只能在较低频率下工作，可用于整流电路。此外还有一种开关型二极管，适于在脉冲数字电路中作为开关管。几种常用二极管的外形如图1.8所示。图1.8 几种常用二极管的外形图1.2.1 二极管的单向导电性
1.实验观察图1.9 二极管的实验电路
按图 1.9 所示电路连接电路图，观察两个指示灯的发光情况，说明二极管的工作状态。
用多媒体讲课时，也可以用软件仿真演示。
2.知识探索
实验中当开关S闭合时，电源的正极接二极管VD的正极，电源1的负极通过指示灯L接二极管VD的负极。二极管的这种接法称为正11向接法或称正向偏置（简称正偏）。
正向接法时，只要在二极管两端加上一定的正向电压（大于电位势垒），即可得到较大的正向电流，所以指示灯发光。
实验中当开关S闭合时，电源的正极接二极管VD的负极，电源2的负极通过指示灯L接二极管VD的正极。二极管的这种接法称为反22向接法或称反向偏置（简称反偏）。反向接法时，电路中的反向电流很小（约等于零），所以指示灯不亮。
注意
在一定温度下，当外加反向电压超过某个值（大约零点几伏）后，反向电流将不再随着外加反向电压的增加而增大，所以又称为反向饱和电流，通常用符号I表示。随着温度的升高，I将急剧增大。SS
当二极管正向偏置时，所在电路中将产生一个较大的正向电流，二极管处于导通状态；当二极管反向偏置时，所在电路中的反向电流非常小，几乎等于0，二极管处于截止状态。
归纳
二极管具有单向导电性。1.2.2 二极管的伏安特性
二极管的性能可用其伏安特性来描述。二极管两端电压 u与流D过的电流 i间的关系称为伏安特性，二极管的伏安特性可用i与u之DDD间的关系函数式i=f（u）来表示，也可用i与u之间的曲线来表DDDD示。
一个典型的二极管的伏安特性曲线如图1.10所示。特性曲线分为两部分：加正向电压时的特性称为正向特性（图中右半部分）；加反向电压时的特性称为反向特性（图中左半部分）。
1.正向特性
当加在二极管上的正向电压比较小时，由于外电场不足以克服内电场对载流子扩散运动造成的阻力，所以正向电流很小，几乎等于零。只有当加在二极管两端的正向电压超过某一数值时，正向电流才明显地增大。正向特性上的这一数值（U）通常称为“导通电压”或称D为“死区电压”，如图 1.10 所示。导通电压的大小与二极管的材料以及温度等因素有关。一般硅二极管的导通电压为0.6～0.8V，锗二极管的导通电压为0.2～0.3V。
当正向电压超过导通电压以后，随着电压的升高，正向电流将迅速增大。电流与电压的关系基本上是一条指数曲线。图1.10 二极管的伏安特性
根据半导体物理的原理，可用下式来近似描述二极管的伏安特性：
式中，I为二极管的反向饱和电流；U是温度的电压当量（在常ST温下为26mV）。
2.反向特性
由图1.10可见，当在二极管上加上反向电压时，反向电流的值很小。而且当反向电压超过零点几伏以后，反向电流不再随着反向电压而增大，即达到了饱和，这个电流称为反向饱和电流，用符号I表示。S如果使反向电压继续升高，当超过U以后，反向电流将急剧增大，BR这种现象称为击穿，U称为反向击穿电压。BR
二极管发生击穿的原因有两种：一种是空间电荷层里的载流子在外加电压的作用下，获得了足够的能量，和原子碰撞而产生新的载流子，这种过程不断地进行，使得新产生的载流子雪崩式地增长，表现为反向电流急剧增大，二极管出现击穿，这种击穿称为雪崩击穿；另一种是对于掺杂浓度高的 PN 结，空间电荷层的宽度很薄，所以在较低的反向电压下，空间电荷层中就有较强的电场，足以把空间电荷层里的半导体原子中的价电子从共价键中激发出来，使反向电流突然增大，出现击穿，这种击穿称为齐纳击穿。击穿电压高于 7V 时为雪崩击穿，击穿电压低于4V时为齐纳击穿。
注意
发生击穿并不意味着二极管损坏。实际上，当反向击穿时，只要注意控制反向电流的数值，不使其过大，以免因过热而烧坏二极管，则当反向电压降低时，二极管的性能可以恢复正常。
提示
二极管反向击穿分两种：当二极管反向击穿后，反向电流还不太大时，二极管的功耗不大，PN结的温度没有超过允许的最高结温，二极管（PN结）仍不会损坏，一旦降低反向电压，二极管仍能正常工作，这种击穿是可逆的，称为电击穿；当发生电击穿后，若仍继续增加反向电压，反向电流也随之增大，管子会因功耗过大使PN结的温度超过最高允许的温度而烧坏，造成二极管的永久性损坏，这种击穿是不可逆的，称为热击穿。1.2.3 二极管的主要参数
半导体（电子）器件的参数是其特性的定量描述，也是实际工作中根据要求选用器件的主要依据。各种器件的参数可由手册查得。二极管的主要参数有以下几个。
1.最大整流电流IF
最大整流电流I指二极管长期运行时，允许通过管子的最大正向F平均电流。I的数值由二极管面积和散热条件所决定。使用时，管子F的平均电流不得超过此值，否则可能使二极管过热而损坏。
2.最高反向工作电压UR
工作时加在二极管两端的反向电压不得超过此值，否则二极管可能被击穿。为了留有余地，通常将击穿电压U的一半定为最高反向BR工作电压U。R
3.反向电流IR
反向电流I指在室温条件下，在二极管两端加上规定的反向电压R时，流过管子的反向电流。通常希望I值愈小愈好。反向电流愈小，R说明二极管的单向导电性愈好。此外，由于反向电流是由少数载流子形成的，所以I受温度的影响很大。R
4.最高工作频率fM
最高工作频率f主要决定于PN结结电容的大小。结电容愈大，M则二极管允许的最高工作频率愈低。思考题
1.二极管有几种结构类型?各适用于什么场合?
2.二极管的伏安特性曲线分几个部分?各有什么特点?
3.二极管导通电压和击穿电压哪一个电压较大?当温度升高时，其导通电压如何变化?
4.理想情况下，二极管在什么偏置下相当于一个开关的打开和闭合?
5.何时二极管会产生反向击穿的现象?
1.3 半导体二极管的基本应用
二极管的单向导电特性使它在电子电路中得到了广泛的应用。下面介绍一些二极管在模拟电子电路中的基本应用。1.3.1 整流电路
利用二极管的单向导电特性，可以将交流电变换为单向脉动直流电，完成整流作用。完成整流功能的电路称为整流电路。根据交流电的相数，整流电路可分为单相整流和三相整流。而以电路形式区分，整流电路有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路等，其中单相桥式整流电路在小型电子设备或小功率电路中使用较为广泛，单相桥式整流电路如图1.11所示。图1.11 单相桥式整流电路图
注意
为简化分析，二极管采用理想二极管，即正向电压作用时，作为短路处理，反向电压作用时，作为开路处理。
1.工作原理
由图1.11可知，在u的正半周期间，a端为正，b端为负，二极管2VD、VD正偏导通，VD、VD反偏截止。回路中电流的通路为 a→1324VD→c→R→d→VD→b。负载R中的电流i及其两端电压u的波形1L3Loo如图1.12中0～π所示。
在u的负半周期间，a端为负，b端为正，二极管VD、VD正偏224导通，VD、VD反偏截止。回路中电流的通路为b→VD→c→R→d132L→VD→a。负载R中的电流 i及其两端电压 u的波形如图 1.12 中π4Loo～2π所示。
通过上述分析可知，在u的整个周期内，R上都获得极性一2L定，但大小变动的脉动直流电压和脉动直流电流。图1.12 单相桥式整流电路工作波形
请用实验来测试图 1.11 所示电路的整流功能（或用Multisim软件仿真）。
2.参数计算
单相桥式整流电路的整流电压的平均值，即输出电压u的直流分o量U为O（AV）
负载电阻R中的直流电流I（即负载电流平均值）为LO（AV）
单相桥式整流电路中，每两个二极管串联后在u的正、负半周轮2流导通，因此，流过每个二极管的电流相等且为负载中平均电流的一半，即
当 VD、VD导通时，在理想条件下，VD、VD的阴极与 a端是1324等电位的点，VD、VD的阳极与 b 端是等电位的点，因此其两端的24最高反向工作电压即为交流电压 u的最大值；同理，当VD、VD导224通时，在理想条件下，VD、VD的阴极与b端是等电位的点，VD、131VD的阳极与 a 端是等电位的点，因此其两端的最高反向工作电压也3为交流电压 u的最大值，即2
在工程应用中，式（1.4）和式（1.5）作为选用二极管的依据。1.3.2 检波电路
在通信、广播、电视及测量仪器中，常常用二极管检波。以广播系统为例，为了使频率较低的语音信号能远距离传输，往往用表达语音信号的电压波形去控制频率一定的高频正弦波电压的幅度，称为调制。调制后的高频信号经天线可以发送到远方。这种幅度被调制的调制波被收音机输入调谐回路“捕获”后，经放大，可由检波电路检出调制的语音信号。图1.13所示为二极管检波电路及工作波形。图1.13 二极管检波电路及工作波形1.3.3 限幅电路
利用二极管的单向导电特性和导通后两端电压基本不变的特点，可以组成限幅电路（或称削波电路），用来限制输出电压的幅度。图 1.14 所示为双向限幅电路及波形，设二极管为理想二极管，输入信号u是幅值为15V的正弦波。i图1.14 二极管双向限幅电路及波形
当输入信号u为正半周、且大于10V时，VD导通，VD截止，输i12出电压被限定在10V；当输入信号u为负半周、且小于-10V时，VDi2导通，VD截止，输出电压被限定在-10V；当输入信号u在-10～1i+10V之间变化时，VD和VD均截止，u=u。可见，电路把输出电压12oi限制在±10V的范围之内。
请用实验来测试图1.14所示电路的限幅功能（或用Multisim软件仿真）。思考题
1.某单相桥式整流电路的输入侧是峰值20V的正弦波，则输出电压的峰值是多少?
2.桥式整流电路中的一个二极管开路对输出会有什么影响?
3.如果桥式整流电路中的一个二极管短路，会有什么可能的结果?
4.整流的直流电压小于其应该具有的值，可能的问题是什么?
5.说明检波电路、限幅电路的作用。
1.4 特殊二极管
除普通二极管外，还有一些二极管由于使用的材料和工艺特殊，从而具有特殊的功能和用途，这种二极管属于特殊二极管，如稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等。1.4.1 稳压二极管
稳压二极管（又称齐纳二极管）是一种特殊的面接触型硅二极管，由于它在电路中能起稳定电压的作用，故称为稳压二极管，简称稳压管，其伏安特性及符号如图1.15所示。稳压二极管工作在反向击穿区，则当反向电流的变化量ΔI较大时，管子两端相应的电压变化量ΔU都很小，说明其具有“稳压”特性。
下面分析稳压二极管的主要参数与稳压二极管应用电路。图1.15 稳压二极管的伏安特性及符号
1.稳压二极管的参数（1）稳定电压UZ
U是指稳压管工作在反向击穿区时的稳定工作电压。稳定电压ZU是根据要求挑选稳压管的主要依据之一。由于稳定电压随着工作Z电流的不同而略有变化，所以测试 U时应使稳压管的电流为规定Z值。不同型号的稳压管，其稳定电压的值不同。对于同一型号的稳压管，由于制造工艺的分散性，各个不同管子的U值也有些差别。例Z如稳压管2DW7C其U=6.1～6.5V，表示型号同为2DW7C的不同的稳Z压管，其稳定电压有的可能为6.1V，有的可能为6.5V等，但并不意味着同一个管子的稳定电压会有如此大的变化范围。（2）稳定电流IZ
I（I）是指稳压管的工作电压等于稳定电压时通过管子所需ZZmin的最小电流。若低于此值，无稳压效果；若高于此值，只要不超过最大工作电流 I均可以正常工作，且电流愈大，稳压效果愈好。ZM（3）动态内阻rz
r指稳压管两端电压和稳压管中电流的变化量之比，即r=ΔU/zzZΔI。稳压管的反向特性曲线愈陡，则动态内阻愈小，稳压性能愈Z好。（4）电压的温度系数αU
α表示当稳压管的电流保持不变时，环境温度每变化一度能引U起的稳定电压变化的百分比。一般来说，稳定电压大于7V的稳压管（属于雪崩击穿）的α为正值，稳定电压小于4V的稳压管（属于齐纳U击穿）的 α为负值，而稳定电压在 4～7V 之间的稳压管（两种击穿U都有可能发生，也可能同时发生）的温度稳定性较好。（5）最大工作电流I和最大耗散功率PZMZM
I（I）是指管子允许通过的最大电流。P等于最大工作ZMZmaxZM电流 I和它对应的稳定电压U的乘积，它是由管子的温升所决定的ZMZ参数。
I和P是为了保证管子不发生热击穿而规定的极限参数。ZMZM
注意
稳压管应用时需注意几个问题：第一，应确保稳压管工作在反向偏置状态（除利用正向特性稳压外）；第二，稳压管工作时的电流应在I和I之间，因而电路中必须串接限流电阻；第三，稳压管可以ZZM串联使用，串联后的稳压值为各管稳压值之和，但不能并联使用，以免因稳压管稳压值的差异造成各管电流分配不均匀，引起管子过载而损坏。
2.稳压二极管的稳压电路
稳压二极管组成的稳压电路如图1.16所示，其中U为未经稳定的I直流输入电压，R 为限流电阻，R为负载电阻，U为稳压电路的输LO出电压。（1）稳压原理
在图1.16所示的稳压电路中，使U不稳的原因主要有两个：一O是 U的变化，另一个是 R的变化。下面分析电路的稳压原理。IL图1.16 稳压管组成的稳压电路
当负载电阻R不变，而U增大时将引起输出电压U上升，使稳LIO压管两端反向电压增加。由于其动态内阻极小，所以将使流过稳压管的电流I剧增，I也增加，R上的电压U随之增大，补偿了U增大，使ZRIU几乎保持不变。O
当U不变，而负载电阻R减小时，将引起输出电流I上升，使输ILO出电压U下降，稳压管两端反向电压也随之下降，由于其动态内阻O极小，这将使 I大大减小，I 也随之减小，R 上的电压U减小，补偿ZR了U减小，使U几乎保持不变。OO（2）电路参数计算
提示
选择稳压二极管：稳压二极管是电路的关键器件，担负着稳压电路的调节作用。为了使稳压电路能够满足输出电压U和负载电流IOO的要求，选择稳压管时要留有一定的富裕量。一般情况下，可以按U=U及I=（1.5～3）I，这是因为当负载开路时，所有电流都ZOZMOmax要流过稳压管，另外在电源电压升高时，也会使流过稳压二极管的电流增加。
确定稳压电路输入电压U：一般取U=（1.5～2）U。IIO
确定限流电阻R时，应考虑以下两种极限情况。
输入直流电压U为最大值，同时负载电流为最小值I，这时流IOmin过稳压管的电流最大，为了不烧毁稳压管，此时的电流应小于稳压管的最大工作电流I，因此限流电阻R的最小值应满足：ZM
输入电压为最小值，同时负载电流为最大值I，此时流过稳Omax压管的电流为最小，为保证稳压管工作在击穿区，应保证流过稳压管的电流不小于稳压管的稳定电流I，因此限流电阻R的最大值应满足：Z
限流电阻R的选择公式如下：
限流电阻 R 的阻值选得小一些，电阻上的损耗就会小一点；R 的阻值选得大一些，电路的稳压性能就好一些。若出现不正常现象，则说明初选的稳压管的最大工作电流太小，应选I比较大的管子。ZM
归纳
稳压二极管稳压电路结构简单，但性能指标较低、输出电压不能调节、输出电流受稳压管的I限制，故这种稳压电路只能用在输出ZM电压固定、输出电流变化不大的场合。稳压二极管除了实现稳压以外，还可以组成限幅电路，如在运算放大器组成的电压比较器中用稳压二极管来限定输出电压大小。
请用实验来测试图1.16所示电路的稳压功能（或用Multisim软件仿真）。1.4.2 变容二极管
变容二极管是利用PN结具有电容特性的原理制成的特殊二极管，其符号如图1.17所示。
变容二极管结电容随外加电压而变化，二极管（PN 结）的电容效应按产生的原因可分为扩散电容和势垒电容。扩散电容是由于载流子在扩散运动中的积累所形成的，PN 结正向偏置时，扩散电容大，反向偏置时，扩散电容很小，一般可以忽略。势垒电容是由空间电荷层中的电荷量变化形成的，PN结正向偏置时，势垒电容很小，反向偏置时，势垒电容大。图1.17 变容二极管的符号
注意
扩散电容和势垒电容都随外加电压的改变而改变，与普通电容不一样，属非线性电容。PN结的结电容是扩散电容和势垒电容之和，PN结正向偏置时，以扩散电容为主，PN结反向偏置时，则以势垒电容为主。
变容二极管可用于电子调谐、调频、调相和频率的自动控制等电路中。1.4.3 发光二极管
发光二极管（LED）是一种将电能转换成光能的特殊二极管（发光器件），其外形及符号如图1.18所示。图1.18 发光二极管的外形和符号
通常制成发光二极管的半导体中掺杂浓度很高，当管子外加正向电压时，大量的电子和空穴在空间电荷区复合时释放出的能量大部分转为光能，从而使发光二极管发光。
发光二极管光的颜色（光谱的波长）由制成二极管的材料决定，常用的发光材料是砷化镓、磷化镓等，可以发出红、黄和绿等可见光，也可以发出看不见的红外光。
注意
发光二极管使用时必须正向偏置，其工作电流一般在几毫安至几十毫安，使用时应串联限流电阻。
发光二极管正向偏压远大于硅二极管，一般是在 1.2～3.2V，而发光二极管反向击穿电压远小于硅二极管（一般为3～10V）。
发光二极管因其具有驱动电压低、功耗小、寿命长和可靠性高等优点，因而通常用作显示器件，广泛应用于显示电路中，除单个使用外，还可以用多个 PN 结按分段式制成数码管或做成点阵式显示器。发光二极管的另一个重要用途是将电信号变为光信号，通过光缆传输，然后用光电二极管接收，再现电信号，组成光电传输系统，应用于光纤通信和自动控制系统中，此外它还可以与光电管一起构成光电耦合器件。1.4.4 光电二极管
光电二极管又称光敏二极管或远红外线接收管，是一种光能与电能进行转换的器件，是将光信号转换为电信号的特殊二极管（受光器件），其结构及符号如图 1.19 所示。光电二极管的结构与普通二极管一样，其基本结构也是一个 PN 结，它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入。
光电二极管工作在反向偏置下，在无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小，该电流称为暗电流，此时光电二极管的反向电阻高达几十兆欧。当有光照时，产生电子-空穴对，统称为光生载流子，在反压的作用下，光生载流子参与导电，形成比无光照时大得多的反向电流，该反向电流称为光电流，此时光电二极管的反向电阻下降至几千欧至几十千欧。光电流与光照强度成正比，如果外电路接上负载，便可获得随光照强弱而变化的电信号。所以，光电二极管又叫光敏二极管。图1.19 光电二极管的结构和符号
归纳
光电二极管一般作为光电检测器件，将光信号转变成电信号。所以光电二极管可用来测量光照的强度，也可做成光电池。1.4.5 激光二极管
激光二极管的符号与发光二极管一样，结构上与发光二极管很相近，它是在发光二极管的PN结间安置一层具有光活性的半导体，其端面经过抛光后具有部分反射功能（光反馈），因而形成一光谐振腔，使光电子在腔中多次反射，发生激光振荡。在正向偏置的情况下，PN 结发射出光来并与光谐振腔相互作用，从而进一步激励从PN结上发射出单波长的光，这样就产生了激光。而发光二极管没有光谐振腔，它的发光限于自发辐射，发出的是荧光，而不是激光。
归纳
激光二极管宜作为大容量、远距离光纤通信的光源。激光二极管也可以应用于小功率光电设备中，如计算机上的光盘驱动器、激光打印机中的打印头等。思考题
1.在稳压二极管组成的稳压电路中限流电阻起什么作用?
2.变容二极管工作在什么偏压状态?其用途是什么?
4.光电二极管正常工作时的偏压状态如何?
5.在没有光的条件下，光电二极管中有一个非常小的反向电流。该电流叫作什么?
1.5 故障诊断和检测
故障诊断是寻找并查明电路中错误以便进行改正的过程。当电路或系统不能正常工作时，就应该进行故障诊断。要对模拟电路进行故障诊断，必须熟悉其工作原理，并能够判断其工作是否正常。
本节将介绍二极管的测试技术和如何检测电路中的一些故障，并了解故障可能对电路或系统产生的后果。1.5.1 二极管的简单测试
使用二极管时，可以用一只普通万用表测试二极管的好坏或判别正、负极性。测量时，将万用表拨到“电阻”挡，一般用R×100或R×1k这两挡（不要用R×1挡或R×10k挡，因为R×1挡电流较大，容易烧坏二极管，而R×10k挡电压较高，可能击穿二极管，导致被测管子损坏）。
如图1.20（a）所示，将红、黑表笔分别接二极管的两端（应当指出：当万用表拨在电阻挡时，表内电池的正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，不应与万用表面板上用来表示测量直流电压或电流的“+”、“-”符号混淆），若测得电阻很小，约在几百姆到几千欧时，再将二极管两个电极对调位置。如图1.20（b）所示，若测得电阻较大，大于几百千欧，则表明二极管是正常的。所测电阻小的那一次为二极管的正向接法，此时，与黑表笔相接触的是二极管的正极，与红表笔相接触的是负极。一般硅材料的普通小功率二极管正向电阻为几千欧，锗材料的为几百欧，反向电阻，硅管在几百千欧以上，锗管在几十千欧以上。大功率二极管的正反向电阻数值比小功率二极管的都要小得多，但有一点是相同的，就是对于一个二极管而言，反向电阻与正向电阻的比值越大，其性能越好。图1.20 用万用表检测二极管
如果上述两次测得的阻值都很小，表明管子内部已经短路，若两次测得的阻值都很大，则管内部已经断路。出现短路或断路时，表示管子已损坏。
使用二极管时，也可以用数字万用表测试二极管的好坏或判别正、负极性。1.5.2 模拟电路的故障检测方法
对电路进行故障检查测试是一种逻辑思考的过程，必须完全了解电子电路或者系统的运用来消除其不正常的功能。发生故障的电路或者系统，就是当输入已知为正确的输入电压时，却没有电压输出或者有不正常的电压输出。
对于故障电路或者系统的故障检测，首先是分析问题，包括确认问题及尽可能排除原因。分析问题第一件重要的事是尝试排除任何可观察到的可能产生问题的地方。一般而言，一开始应先确认电源是否正确连接，若使用电池的电路，确认电池是否良好。电源检查后，再利用视觉观察故障，例如烧毁的电阻、断线、连接松动和熔断器开路等。因为有些故障跟温度有关，有时通过触摸可发现过热的零件，但必须小心接触工作中的电路，以避免可能的燃烧或电击。对于间歇性故障，电路可能正常工作一段时间，而当过热时出现故障。原则上，在进行工作之前应仔细分析。
对大部分的电路或系统的故障检测通常有三种方法：（1）从已知输入电压的输入端开始，往输出端方向检测，直到检查出不正确的点为止。当测试时发现没有电压或者不正确的电压时，就已经把电路的问题缩小到从最后测量到正确电压到目前测量点之间了。在所有故障检测方法中，必须知道各点应有的电压，以便看到测量值时可以判断出不正确的值。（2）从电路的输出端开始，往输入端方向检测，检测各点的电压直到检测出正确的点为止。此时就已经把电路的问题缩小到从最后测量到不正确电压点到目前正确电压间。（3）使用二分测试法从电路中央开始，如果这个测量显示正确电压，则电路从输入端到测试点间工作正常，这意味着故障点是在目前测试点到输出端之间，故开始追踪这点到输出端的电压。如果这个测量显示，没有电压或不正确电压，则电路故障点是在输入端到目前测试点之间，故开始追踪这点到输入端的电压。1.5.3 二极管电路的故障排查技术
在二极管应用电路中，二极管的损坏直接影响电路的正常功能。如桥式整流电路中，有一个二极管短路，会使变压器次级绕组短路，导致变压器被烧；如有一个二极管开路，导致输出电压变小，用示波器检测时看到的输出波形是半波。思考题
1.二极管检波电路中如果二极管开路和短路会出现什么现象?
2.二极管限幅电路中如果有一个二极管开路和短路会出现什么现象?
本章小结
1.半导体材料的原子有四个价电子，硅和锗是使用最广泛的半导体材料。
2.半导体原子之间以对称方式共价键结合在一起，所形成的固态物质称为晶体。在晶体结构中，逃离原属原子的价电子，就称为自由电子。当电子离开原子成为自由电子后，就会在共价键上留下一个空穴，形成所谓的电子-空穴对。这些电子-空穴对是因为热扰动所产生的，因为电子从外界的热源获得足够能量，然后就能离开原来的原子。
3.自由电子会自然地失去能量，然后回落到空穴中，这称为复合。但是，因为电子-空穴对因为热扰动而持续产生，因此材料中永远存在着自由电子。
4.当在半导体材料的两端施加电压，这些因为热扰动所产生的自由电子就会朝同一方向流动而形成电流，这是在纯质半导体中的一种电流。
5.将含有五个价电子的杂质原子加入半导体，就形成 N 型半导体，如将含有三个价电子的杂质原子加入半导体，就形成P型半导体。将五价或三价的杂质加入半导体的过程称为掺杂。
6.在 N 型半导体中的多数载流子是自由电子，这是在掺杂的过程中产生的；而少数载流子是空穴，是由于热扰动产生的电子-空穴对所形成的。在P型半导体中的多数载流子是空穴，这是在掺杂的过程中产生的；而少数载流子是自由电子，是由于热扰动产生的电子-空穴对所形成的。
7.当 P型半导体和 N型半导体结合在一起，就会在交界面形成一个有特殊导电性质的耗尽区，这个耗尽区就是PN结。PN结具有单向导电性。
8.在PN结两端引出二根导线，就组成了二极管，所以二极管具有单向导电性。二极管在正向偏压下会传导电流，但在反向偏压下则会截断电流。
9.二极管导通需要外加一定的电压，这个电压称为二极管导通电压（硅管为 0.7V，锗管为0.2V）。理想二极管在正向偏压下，则可视为短路，而在反向偏压下则可视为开路。
10.整流电路利用二极管的单向导电性将交流电压变成单向脉动的直流电压，主要分析输出直流（平均）电压、输出直流（平均）电流、流过二极管的最大整流电流（平均电流）及二极管承受的最高反向电压。
11.二极管稳压电路结构简单，但输出电流变化范围较小（通常在几毫安～几十毫安）、输出电压不可调。二极管稳压电路要正常安全工作，限流电阻的合理选择是关键。
12.当温度升高时，二极管的反向电流迅速增加；而二极管的正向压降随温度升高而减小；一般温度升高 1℃，二极管的正向压降减 2～2.5mV；温度升高 10℃，二极管的反向电流约增大一倍。
本章关键术语
导体 conductor 能够传导大量电流的材料。
晶体 crystal 一种内部原子按照对称方式排列的固体物质。
半导体semiconductor 导电性介于导体和绝缘体之间的材料。
绝缘体insulator 一般情况下，不会传导电流的材料。
硅 silicon 一种半导体材料。
电子 electron 带有负电荷的基本粒子。
空穴 hole 在原子价带上，因为电子脱离后所形成等效正电荷的空洞。
自由电子 free electron 获得足够的能量，能够离开原来所属原子的价带的电子。
掺杂 doping 将杂质加入纯净半导体材料，以便控制其导电特性的过程。
阳极 anode 二极管的P型区。
阴极 cathode 二极管的N型区。
PN结 PN junction 在两种不同形态半导体材料中间的界面。
二极管 diode 拥有单一PN结的半导体元件，只能单方向传导电流。
偏压 bias 对二极管施加的直流电压，使二极管导通或关断。
正向偏压 forward bias 能让二极管传导电流的偏压条件。
自我测试题
一、选择题（请将下列题目中的正确答案填入括号内）。
1.在（）情况下产生电子-空穴对。（a）热扰动（b）重新结合（c）掺杂
2.半导体中的电流是由（）形成的。（a）电子（b）空穴（c）电子和空穴
3.在半导体材料中加入三价杂质的目的是（）。（a）降低导电性（b）增加空穴的数目（c）增加自由电子的数目
4.在正向偏压下，二极管会（）。（a）传导电流（b）截断电流（c）存在高的阻抗
5.对于硅二极管，一般标准正向偏压的电压值为（）。（a）必须大于0.2V（b）必须大于0.6V（c）依照多数载流子的浓度而定
6.稳压管作稳压元件应用时，应使其工作在（）状态。（a）正向导通（b）反向截止（c）反向击穿
二、判断题（正确的在括号内打√，错误的在括号内打×）。
1.硅的原子序数是14。（）
2.硅晶体中每一个原子都有4个自由电子。（）
3.在纯净的半导体中没有自由电子。（）
4.因为P型半导体的多子是空穴，所以在自由状态下它带正电。（）
5.由于多子的扩散运动和少子的漂移运动，自由平衡状态下的PN结电流不为零。（）
6.PN结加反向电压时，空间电荷区将变窄。（）
7.稳压管组成的稳压电路中，其稳定电压值是恒定的。（）
8.发光二极管能不能正常发光与电路中限流电阻的大小无关。（）
三、分析计算题
1.半导体受热后会发生何种现象?
2.分析对二极管施加正向偏压时，为何需要串联一个电阻?
3.在图1.16所示电路中，已知电源电压U=10V，稳压管U=6V，IZ稳定电流的最小值为5mA。（1）当R=500Ω，R=2kΩ时，电路能否稳L压?（2）如果R=R=2kΩ时，电路能否稳压?L
4.在图1.16所示电路中，已知U=20sinωtV，稳压管U=12V，画IZ出U的近似波形。O
5.在图 1.16 所示电路中，已知稳压二极管的 U=6V，稳定电流Z为 10mA，额定功耗为200mW。若电源电压U在18～30V范围内变化，I输出稳压U是否基本不变?稳压二极管是否安全?O
习题
一、选择题（请将下列题目中的正确答案填入括号内）。
1.在本征半导体晶体中掺入五价元素的原子后成为（）。（a）本征半导体（b）N型半导体（c）P型半导体
2.N型半导体中的多数载流子是（）。（a）自由电子（b）空穴（c）正离子
3.当PN结正偏时，空间电荷区中载流子的扩散电流和漂移电流相比（）。（a）前者强于后者（b）后者强于前者（c）二者平衡
4.宏观上扩散电流（）漂移电流的PN结，是平衡的PN结。（a）大于（b）小于（c）等于
5.当温度升高后，二极管的正向电压（），反向电流（）。（a）增大（b）减小（c）基本不变
6.用万用表的“R×10”挡和“R×100”挡测量同一个二极管的正向电阻，两次测得的值分别是R和R，则二者相比（）。12（a）R＞R （b）R=R （c）R＜R121212
二、判断题（正确的在括号内打√，错误的在括号内打×）。
1.二极管外加正向电压时呈现的电阻很小，而外加反向电压时呈现的电阻很大。（）
2.随着正向电流的增大，普通二极管的直流电阻和交流电阻都增大。（）
3.把一个二极管直接同一个电动势为 1.5V、内阻为零的电池正相连接，该管电流过大使管子烧坏。（）
4.不同稳定电压值的稳压管可以串联使用，也可以并联使用。（）
5.光电二极管是受光器件，能将光信号转换成电信号。（）
三、分析计算题
1.欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好?
2.假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA，试问它在30℃和60℃的反向电流大约分别为多大?已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。
3.假设用万用表的“R×10”挡测得某二极管的正向电阻为200Ω，若改用“R×100”挡测量同一个二极管，则测得的结果将比200Ω大还是小，还是正好相等?为什么?
4.欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流、动态内阻以及温度系数等各项参数，大一些好还是小一些好?
5.在图1.16所示电路中，已知电源电压U=10V，R=200Ω，IR=1kΩ，稳压管U=6V。（1）求稳压管中的电流；（2）当电源电压LZ升高到 12V 时，电流将变为多少?（3）当电源电压仍为10V，但RL改成2kΩ时，电流将变为多少?
6.已知图 1.16 所示电路中，稳压管的稳定电压为 5V，稳定电流为 10mA，额定功耗为125mW，R=1kΩ，R=500Ω。（1）分别计算ULI为10V、15V和35V三种情况下输出电压U的值；（2）若U为35V时OI负载开路，则会出现什么现象，为什么?
7.现有两个稳压管，其稳压值分别为7V和5V，当工作在正向时管压降为0.7V，如果将它们用不同的方法串联后接入电路，可能得到几种不同的稳压值?画出各种不同的串联方法。
8.在图1.21所示的限幅电路中，已知输入信号u为幅值（峰值）i为6V的正弦波，画出输出电压u的波形。假设二极管为理想二极o管。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]