2022-2023学年高二物理竞赛课件：竞赛脉冲波形的产生与处理电路

脉冲波形的产生与处理电路 内容提要 内容提要 脉冲波形的定义 脉冲波形参数 若干脉冲波形发生电路 主要内容如下： 要点 要点 在脉冲波形产生与处理电路中，各种半导体器件大都工作在大信号状态，属于非线性应用 电路的分析方法和内容与放大电路明显不同，讨论的重点是电路的瞬态特性等 常见的脉冲波形 第一节：波形的基础知识 都是时间函数 实际矩形脉冲波形及其参数 脉冲幅度 平均脉宽 重复周期 及重复频率 上升时间 下降时间 占空比 顶部倾斜 第一节：波形的基础知识 理想矩形脉冲频谱分析的意义 前后沿(跳变处)变化快，集中了信号的高频分量；而平顶部分变化缓慢，集中了信号的低频成分 可通过将这样的脉冲信号加至放大电路的输入端，并观察输出电压波形的上升沿、下降沿以及波形的顶部来分析放大电路的上、下截止频率 可见放大电路的频率响应与时域响应有密切的对应关系 第一节：波形的基础知识 二极管的开关特性(一) 第二节：半导体器件的开关特性 时， 由 跳至 ：存储时间 ：下降时间 ：反向恢复时间 二极管的开关特性(二) 时的电荷存储效应 后PN结中存储电荷的变化 经过 时间后PN结中存储电荷的变化 第二节：半导体器件的开关特性 二极管的开关特性(三) 二极管反向恢复过程实质上是由电荷存储效应引起的，反向恢复时间就是存储电荷消失所需的时间 影响 的因素： 管子本身的性能 正向电流 与反向电流 的大小 第二节：半导体器件的开关特性 二极管的开关特性(四) 二极管由截止转为正向导通所需时间称为开通时间 导通过程简述 二极管的开通时间比 短得多，可以忽略不计 第二节：半导体器件的开关特性 晶体管的开关特性(一) 晶体管截止时的说明 晶体管进入饱和区后的说明 延迟时间 上升时间 开通时间 存储时间 下降时间 关断时间 饱和深度 第二节：半导体器件的开关特性 晶体管的开关特性(二) 延迟时间 晶体管处于截止状态时，发射结反偏，势垒区较厚，扩散电流为0。当输入矩形脉冲信号跳变至其最大值时，势垒逐渐降低，扩散电流开始形成，这个过程所需的时间为延迟时间 上升时间 在矩形脉冲电压的作用下，扩散电流逐渐增大直至管子饱和。从而可以定义出上升时间 第二节：半导体器件的开关特性 方波 矩形波 尖顶波 锯齿波 钟形波 梯形波 阶梯波 三角波 初始状态： 时 初始状态： 时 初始状态： 时 初始状态： 时 $