D2阴极电位，D1导通，使VF = 0V，因而D2为反向偏置而截止，输出端F为低电平0。
（3）当输入端A为高电平1，B为低电平0，即VA = 3V，VB = 0V时，D1、D2的工作情况与（2）相反，输出端F仍为低电平0。
（4）当输入端A、B均为高电平1时，即VA = VB = 3V时，D1、D2均为正向偏置而导通，使输出端F的电压VF = 3V，即输出端F为高电平1。
从上述分析可知，只有当所有输入端都是高电平1时，输出端才是高电平1，否则输出端均为低电平0。这种“只有当决定一事件结果的所有条件都满足时，结果才发生”的逻辑关系称为与（And）逻辑，与门电路满足与逻辑关系。与逻辑也称为逻辑乘、与运算。通常用符号“· ”表示，设A、B、F分别为逻辑变量，则与运算的表达式可写成以下形式：
F＝A·B 或 F＝AB
上式读作F等于A与B。逻辑与的含义是：只有输入变量A、B都为1 时，输出变量F才为1；只要A、B中有一个为0，F便为0。换言之，也就是“有0出0，全1出1”。这一结 论也适合于有多个变量参加的与运算。
表4-1列出了图4-6所示电路输入与输出逻辑电平的关系。但在逻辑电路分析中，通常用逻辑0、1来描述输入与输出之间的关系，所列出的表称为真值表（即逻辑状态表）。上述与门的真值表如表4-2所示。
另外，图4-7给出了或门电路及逻辑图符号。它也是由二极管和电阻组成的。图中A、B是两个输入端，F是输出端。设A、B输入端的高电平（逻辑1）为3V，低电平（逻辑0）为0V， 并忽略二极管D1、D2的正向导通压降。通过分析（详细过程读者可以自己分析）可知，只要A 、B当中有一个是高电平（逻辑1）输出就是高电平（逻辑1）。只有当A、 B同时为低电平（逻辑0）时，输出才是低电平（逻辑0）。这种“在决定一事件结果的所有条件中，只要有一个或一个以上满足时结果就发生”的逻辑关系称或（Or）逻辑。或门电路满足或逻辑关系。
D1 A B 表4-3电路的逻辑电平 A(V) B(V) F(V) 0 0 0 0 3 3 3 0 3 3 3 3 表4-4 电路的真值表 A 0 0 1 0 B 0 1 0 1 F 0 1 1 1 D2 R F A B ≥1 F 图4-7 二极管或门电路及符号
或逻辑也称为逻辑加、或运算。通常用符号“＋”来表示，设A、B、F分别为逻辑变量，则或运算的表达式可写成以下形式：
F＝A＋B
上式读作F等于A或B。逻辑或的含义是：只有输入变量A、B中有一个或一个以上为1， 输出变量F就为1；反之，只有A、B全为0时，F才为0。换言之，也就是“有1出1，全0出0”。这一结论也适合于有多个变量参加的或运算。
表4-3列出了图4-7所示电路输入与输出逻辑电平的关系。表4-4为上述或门的真值表。 — —206
4.2 特殊二极管
除了上述普通二极管外，还有一些特殊二极管，如稳压二极管、光电二极管、发光二极管等，分别介绍如下。
4.2.1 稳压管
稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管，具有稳定电压的作用。图4-8（a）为稳压管在电路中的正确联接方法；图（b）和图（c）为稳压管的伏安特性及图形符号。稳压管与普通二极管的主要区别在于，稳压管是工作在PN结的反向击穿状态。通过在制造过程中的工艺措施和使用时限制反向电流的大小，能保证稳压管在反向击穿状态下不会因过热而损坏。从稳压管的反向特性曲线可以看出，当反向电压较小时，反向电流几乎为零，当反向电压增高到击穿电压Vz（也是稳压管的工作电压）时，反向电流Iz（稳压管的工作电流）会急剧增加，稳压管反向击穿。在特性曲线ab段，当Iz在较大范围内变化时，稳压管两端电压Vz基本不变，具有恒压特性，利用这一特性可以起到稳定电压的作用。
IZ ΔVZ R IZ Vi DZ RL VZ VZ o ΔIZ DZ a b Vi (a) (b) (C)
图4-8 稳压管电路、伏安特性及符号
稳压管与一般二极管不一样，它的反向击穿是可逆的，只要不超过稳压管的允许值，PN结就不会过热损坏，当外加反向电压去除后，稳压管恢复原性能，所以稳压管具有良好的重复击穿特性。
稳压管的主要参数有：
1．稳定电压VZ。稳定电压VZ指稳压管正常工作时，管子两端的电压，由于制造工艺的原因，稳压值也有一定的分散性，如2CW14型稳压值为6.0～7.5V。
2．动态电阻rz。动态电阻是指稳压管在正常工作范围内，端电压的变化量与相应电流的变化量的比值。
rz??Vz (4–1) ?Iz稳压管的反向特性愈陡，rZ愈小，稳压性能就愈好。
3. 稳定电流IZ。稳压管正常工作时的参考电流值，只有I≥IZ，才能保证稳压管有较好的稳压性能。
4．最大稳定电流IZmax 。允许通过的最大反向电流，I > IZmax管子会因过热而损坏。
5. 最大允许功耗PZM。管子不致发生热击穿的最大功率损耗PZM =VZ IZmax
0
6.电压温度系数αV。温度变化1C时，稳定电压变化的百分数定义为电压温度系数。电压温度系数越小，温度稳定性越好，通常硅稳压管在VZ低于4V时具有负温度系数,高于6V时具有正温度系数, VZ在4～6V之间，温度系数很小。
稳压管正常工作的条件有两条，一是工作在反向击穿状态,二是稳压管中的电流要在稳定电流和最大允许电流之间。当稳压管正偏时，它相当于一个普通二极管。图4-8（a）为最常用的稳压电路，当Vi或RL变化时，稳压管中的电流发生变化，但在一定范围内其端电压变化很小，因此起到稳定输出电压的作用。（该电路分析见4.4节）
4.2.2 光电二极管
光电二极管又称光敏二极管。它的管壳上备有一个玻璃- 窗口，以便于接受光照。其特点是，当光线照射于它的PN
- 结时，可以成对地产生自由电子和空穴，使半导体中少数载
I 流子的浓度提高。这些载流子在一定的反向偏置电压作用下可以产生漂移电流，使反向电流增加。因此它的反向电流随
+ 光照强度的增加而线性增加，这时光电二极管等效于一个恒
+ 流源。当无光照时，光电二极管的伏安特性与普通二极管一(a) (b) 样。光电二极管的等效电路如图4-9（a）所示，图4-9（b）图4-9 光电二极管 为光电二极管的符号。
光电二极管的主要参数有：
1． 暗电流：无光照时的反向饱和电流。一般<1μA。
2． 光电流：指在额定照度下的反向电流，一般为几十毫安。
3． 灵敏度：指在给定波长（如0.9μm）的单位光功率时，光电二极管产生的光电流。一般≥0.5μA/μW。
4． 峰值波长：使光电二极管具有最高响应灵敏度（光电流最大）的光波长。一般光电二极管的峰值波长在可见光和红外线范围内。
-7
5． 响应时间：指加定量光照后，光电流达到稳定值的63%所需要的时间，一般为10S。 光电二极管作为光控元件可用于各种物体检测、光电控制、自动报警等方面。当制成大面积的光电二极管时，可当作一种能源而称为光电池。此时它不需要外加电源，能够直接把光能变成电能。
4.2.3 发光二极管
发光二极管是一种将电能直接转换成光能的半导体固体显示器件，简称LED（Light Emitting Diode）。和普通二极管相似，发光二极管也是由一个PN结构成。发光二极管的PN结封装在透明塑料壳内，外形有方形、矩形和
- + 圆形等。发光二极管的驱动电压低、工作电流小，具有很强的抗振动
和冲击能力、体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等优点，广泛用于
图4-10 发光二极管 信号指示等电路中。在电子技术中常用的数码管，就是用发光二极管
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按一定的排列组成的。
发光二极管的原理与光电二极管相反。当这种管子正向偏置通过电流时会发出光来，这是由于电子与空穴直接复合时放出能量的结果。它的光谱范围比较窄，其波长由所使用的基本材料而定。不同半导体材料制造的发光二极管发出不同颜色的光，如磷砷化镓（GaAsP）材料发红光或黄光，磷化镓（GaP）材料发红光或绿光，氮化镓（GaN）材料发蓝光，碳化硅（SiC）材料发黄光，砷化镓（GaAs）材料发不可见的红外线。
发光二极管的符号如图4-10所示。它的伏安特性和普通二极管相似，死区电压为0.9~1.1V，其正向工作电压为1.5~2.5V,工作电流为5~15mA。反向击穿电压较低，一般小于10V。
4.3 二极管整流及滤波电路
电路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。小功率稳压电源的组成可以用图4-11表示，它是由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成。
交流电源电压 电源变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路 负载 v1 v2 vR vF VO v1 v2 vR vF VO o t o t o t o t o t 图4-11直流稳压电源结构图和稳压过程
电源变压器是将交流电网电压变为所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压波动(一般有±10%左右的波动)、负载和温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需要接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。
4.3.1 单相整流电路
整流电路的任务是将交流电变换成直流电。完成这一任务主要靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。
下面分析整流电路时，为简单起见。把二极管当作理想元件来处理。即认为它的正向导通电阻为零，而反向电阻为无穷大。
1． 单相半波整流电路
图4-12（a）为单相半波整流时的电路，图中变压器副边电压v2 =2V2sinωt，下面
