2 1脉冲基础知识和二极管的开关特性

发布 2019-05-01 08:05:37 阅读 3940

了解脉冲基本概念、常见波形和矩形脉冲信号的主要参数。

理解二极管、三极管的开关特性,了解三极管工作在截止区和饱和区的条件、特点。

掌握三极管反相器的工作原理。

1.了解脉冲的基本概念、常见波形和矩形脉冲信号的主要参数。

2.理解二极管的开关特性。

4.掌握二极管工作状态的判断。

1.脉冲的概念。

脉冲技术是电子技术的重要组成部分,应用广泛。

脉冲:含有瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号,简称为脉冲。

2.常见的几种脉冲波形如图6-1-1所示。

图6-1-1常见脉冲波形

3.特点:(1)可以是周期性的、非周期性的或单次的。

2)有正脉冲、负脉冲之分。

3)各种脉冲的共同点:突变性、间断性、阶段性。

1.矩形脉冲波的主要参数。

脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。

理想的矩形波如图6-1-2所示:上升沿、下降沿陡直;顶部平坦。

图6-1-2 理想的矩形波波形图6-1-3 实际的矩形波波形。

实际的矩形波波形如图6-1-3所示。

主要参数:1) 幅度vm ——脉冲电压变化的最大值。

2) 上升时间tr ——脉冲从幅度的10%处上升到幅度的90%处所需时间。

3) 下降时间tf ——脉冲从幅度的90%处下降到幅度的10%处所需的时间。

4) 脉冲宽度tp——定义为前沿和后沿幅度为50%处的宽度。

5) 脉冲周期t——对周期性脉冲,相邻两脉冲波对应点间相隔的时间。周期的倒数为脉冲的频率f,即。

2.矩形波的分解。

矩形波可由基波和多次谐波叠加而成。基波的频率与矩形波相同,谐波的频率为基波的整数倍。矩形波的数学表达式为。

1.二极管的开关作用。

二极管的开关作用如图6-1-4所示。

a)正偏时相当于开关闭合。

b)反偏时相当于开关断开。

图6-1-4 二极管的开关特性。

1)正向偏置时,,电阻很小,相当于开关闭合。

2)反向偏置时,i=0,vr=0,电阻很大,相当于开关断开。

2.二极管的开关时间。

二极管的开关时间如图6-1-5所示。

1)反向恢复时间tre——二极管反偏时,从原来稳定的导通状态转换为稳定的截止状态所需的时间。

例如2ck系列硅二极管 tre=5ns

2ak系列锗二极管 tre=150ns

2)正向开通时间ton——二极管正偏时,从原来稳定的截止状态转换为稳定的导通状态所需的时间。

实验证明二极管正向开通时间远小于反向恢复时间,通常因为它对二极管开关速度的影响很小,可以忽略不计。

所以,二极管的开关速度主要由反向恢复时间决定。

例6-1-1】在图6-1-6所示电路中,二极管是理想的。已知输入电压vi=10sinwtv,e=6v,则输出电压vo的波形为( )

a.梯形波 b.矩形波 c.锯齿波 d.尖峰波。

图6-1-6图6-1-7

要点解析】输入电压是正弦波,先判断两个二极管的状态,再求出输出电压,画出输出波形,见图6-1-7 。

解: 0 v<vi6v,v1截止,v2截止,vo=vi

6v<vi10v,v1导通,v2截止,vo=6v

10vvi0v,v1截止,v2导通,vo=0v

所以本题选择b。

1.晶体二极管从反向截止到正向导通所需时间t1, 从正向导通到反向截止所需时间t2,则t1与t2的关系是( )

a.t1= t2b.t1>> t2 c.t1<< t2d.t1=2 t2

2.硅晶体二极管在两端加10v的电压是相当于 (

a.小电阻 b.非常大的电阻 c.电容d.无法确定。

3. 如图所示各电路中,小指示灯不会亮的是图( )

4.脉冲波一定是周期的。(

5.上升时间tr 脉冲从幅度的90%处下降到幅度的10%处所需时间。(

6.脉冲宽度tp是脉冲电压变化的最大值。(

7.二极管作为开关元件使用时,有“开关时间”,使得开关速度受到限制。

8.晶体二极管的开关速度主要取决于开通时间。(

9的电压或电流称为脉冲。

10.矩形波的频率高而且成分多,所以又称波。

11.某一矩形脉冲波形如图6-1-8 所示,则幅度vm上升时间tr下降时间tf脉冲宽度 tp周期t

图6-1-8

12.晶体二极管从正向导通转换成反向截止,需要一个过程,所需时间。

称时间,晶体二极管从反向截止转换成正向导通,所需时间称时间,晶体二极管的开关速度取决于时间。

13.二极管的正向导通时相当于开关 ;反向截止时相当于开关。

14.在图6-1-9、中,v1、v2均为理想二极管,已知输入电压vi=8sinwtv是根据输入波形画出输出波形,并判断输出波形是哪种脉冲波形。

图6-1-9

1.了解三极管工作在截止区和饱和区的条件、特点。

2.理解三极管的开关特性。

4.熟悉提高**管开关速度的方法。

5.掌握**管开关状态的判别方法及其计算。

一、三极管的开关特性。

一、三极管开关作用。

结论:三极管相当于一个由基极电流控制的无触点开关。

截止时,相当于开关“断开”;等效电路:如图10.2.3(a)所示。

饱和时,相当于开关“闭合”。等效电路:如图10.2.3(b)所示。

图10.2.3 三极管的开关作用。

1.脉冲的概念。

脉冲技术是电子技术的重要组成部分,应用广泛。

脉冲:含有瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号,简称为脉冲。

2.常见的几种脉冲波形如图6-1-1所示。

图6-1-1常见脉冲波形

3.特点:(1)可以是周期性的、非周期性的或单次的。

2)有正脉冲、负脉冲之分。

3)各种脉冲的共同点:突变性、间断性、阶段性。

1.矩形脉冲波的主要参数。

脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。

理想的矩形波如图6-1-2所示:上升沿、下降沿陡直;顶部平坦。

图6-1-2 理想的矩形波波形图6-1-3 实际的矩形波波形。

实际的矩形波波形如图6-1-3所示。

主要参数:1) 幅度vm ——脉冲电压变化的最大值。

2) 上升时间tr ——脉冲从幅度的10%处上升到幅度的90%处所需时间。

3) 下降时间tf ——脉冲从幅度的90%处下降到幅度的10%处所需的时间。

4) 脉冲宽度tp——定义为前沿和后沿幅度为50%处的宽度。

5) 脉冲周期t——对周期性脉冲,相邻两脉冲波对应点间相隔的时间。周期的倒数为脉冲的频率f,即。

2.矩形波的分解。

矩形波可由基波和多次谐波叠加而成。基波的频率与矩形波相同,谐波的频率为基波的整数倍。矩形波的数学表达式为。

1.二极管的开关作用。

二极管的开关作用如图6-1-4所示。

a)正偏时相当于开关闭合。

b)反偏时相当于开关断开。

图6-1-4 二极管的开关特性。

1)正向偏置时,,电阻很小,相当于开关闭合。

2)反向偏置时,i=0,vr=0,电阻很大,相当于开关断开。

2.二极管的开关时间。

二极管的开关时间如图6-1-5所示。

1)反向恢复时间tre——二极管反偏时,从原来稳定的导通状态转换为稳定的截止状态所需的时间。

例如2ck系列硅二极管 tre=5ns

2ak系列锗二极管 tre=150ns

2)正向开通时间ton——二极管正偏时,从原来稳定的截止状态转换为稳定的导通状态所需的时间。

实验证明二极管正向开通时间远小于反向恢复时间,通常因为它对二极管开关速度的影响很小,可以忽略不计。

二极管基础知识

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