模擬電路電子教案

-PAGE.z.第1章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)教學(xué)目的：了解半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)重點(diǎn)：PN結(jié)教學(xué)難點(diǎn)：PN結(jié)單向?qū)щ娦越虒W(xué)內(nèi)容：1.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容1.1半導(dǎo)體及其特性一、半導(dǎo)體特點(diǎn)半導(dǎo)體特點(diǎn)：1、受光、熱激發(fā)，導(dǎo)電性能↑↑2、摻雜質(zhì)導(dǎo)電性能↑↑二、本征半導(dǎo)體1.概念：純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體，叫本征半導(dǎo)體。它在物理結(jié)構(gòu)上為共價(jià)鍵、呈單晶體形態(tài)。在熱力學(xué)溫度零度和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí),本征半導(dǎo)體不導(dǎo)電。2.半導(dǎo)體的本征激發(fā)與復(fù)合現(xiàn)象:當(dāng)導(dǎo)體處于熱力學(xué)溫度0K時(shí)，導(dǎo)體中沒(méi)有自由電子。當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，價(jià)電子能量增高，有的價(jià)電子可以掙脫原子核的束縛而參與導(dǎo)電，成為自由電子。這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)（也稱熱激發(fā)）。因熱激發(fā)而出現(xiàn)的自由電子和空穴是同時(shí)成對(duì)出現(xiàn)的，稱為電子空穴對(duì)。游離的部分自由電子也可能回到空穴中去，稱為復(fù)合。在一定溫度下本征激發(fā)和復(fù)合會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)，載流子濃度一定，且自由電子數(shù)和空穴數(shù)相等。三、雜質(zhì)半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。雜質(zhì)半導(dǎo)體是半導(dǎo)體器件的基本材料。在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素（如磷），就形成N型（電子型）半導(dǎo)體；摻入三價(jià)元素（如硼、鎵、銦等）就形成P型（空穴型）半導(dǎo)體。雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能與其摻雜濃度和溫度有關(guān)，摻雜濃度越大、溫度越高，其導(dǎo)電能力越強(qiáng)。1.P型半導(dǎo)體（空穴半導(dǎo)體）多數(shù)載流子是空穴形成：在本征半導(dǎo)體中摻三價(jià)雜質(zhì)N型半導(dǎo)體（電子型半導(dǎo)體）多數(shù)載流子是電子形成：在本征半導(dǎo)體中摻五價(jià)雜質(zhì)1.2PN結(jié)的形成及特性一、PN結(jié)的形成1、半導(dǎo)體中的載流子有兩種有序運(yùn)動(dòng)：載流子在濃度差作用下的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和電場(chǎng)作用下的漂移運(yùn)動(dòng)。同一塊半導(dǎo)體單晶上形成P型和N型半導(dǎo)體區(qū)域，在這兩個(gè)區(qū)域的交界處，當(dāng)多子擴(kuò)散與少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，空間電荷區(qū)（亦稱為耗盡層或勢(shì)壘區(qū)）的寬度基本上穩(wěn)定下來(lái)，PN結(jié)就形成了。2、PN結(jié)形成的物理過(guò)程3、擴(kuò)散與飄移的平衡擴(kuò)散——載流子由濃度大→小運(yùn)動(dòng)（濃度差作用）漂移——少子在內(nèi)電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)（內(nèi)電場(chǎng)作用）內(nèi)電場(chǎng)的作用：1）阻礙多子的擴(kuò)散2）幫助少子的漂移二、PN結(jié)的單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦栽谕饧与妷簳r(shí)顯示出來(lái)1、外加正向電壓，PN結(jié)導(dǎo)通2、外加反向電壓，PN結(jié)截止單向?qū)щ娦裕篜N結(jié)的正向電阻很?。≒N結(jié)導(dǎo)通），反向電阻很大（PN結(jié)截止）。3、PN結(jié)的反向擊穿小結(jié)：本次課要求熟練掌握半導(dǎo)體的基本知識(shí)，正確理解PN結(jié)的形成及特性。掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。課后作業(yè)：1.21.3教學(xué)目的：熟練掌握二極管、穩(wěn)壓管的外特性及主要參數(shù)，以及二極管基本電路及其分析方法與應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：二極管的基本電路及分析方法。穩(wěn)壓管工作原理及應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：二極管的基本電路及分析方法。二極管、穩(wěn)壓管的外特性及主要參數(shù)教學(xué)內(nèi)容：1.3半導(dǎo)體二極管教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容1.3半導(dǎo)體二極管一、二極管的組成將PN結(jié)封裝，引出兩個(gè)電極，就構(gòu)成了二極管。二、半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)１.點(diǎn)接觸型:點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，常用于檢波和變頻等高頻電路。2.面接觸型:面接觸型二極管PN結(jié)面積大，結(jié)電容大，用于工頻大電流整流電路。3.平面型:平面型二極管PN結(jié)面積可大可小，PN結(jié)面積大的，主要用于功率整流三、二極管的V-I特性二極管的V-I特性見圖2.3.半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線如圖2.3.1）正向特性：當(dāng)V＞0，即處于正向特性區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段：（1）當(dāng)0＜V＜Uon時(shí)，正向電流為零，Uon稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。（2）當(dāng)V＞Uon時(shí)，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。2）反向特性：當(dāng)V＜0時(shí)，即處于反向特性區(qū)域。反向區(qū)也分兩個(gè)區(qū)域：（1）當(dāng)VBR＜V＜0時(shí)，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時(shí)的反向電流也稱反向飽和電流IS。（2）當(dāng)V≤VBR時(shí)，反向電流急劇增加，VBR稱為反向擊穿電壓。從擊穿的機(jī)理上看，硅二極管若|VBR|≥7V時(shí)，主要是雪崩擊穿；若VBR≤4V則主要是齊納擊穿，當(dāng)在4V～7V之間兩種擊穿都有，有可能獲得零溫度系數(shù)點(diǎn)。四、二極管的參數(shù)1）最大整流電流IＦ：二極管長(zhǎng)期工作允許通過(guò)的最大正向電流。在規(guī)定的散熱條件下，二極管正向平均電流若超過(guò)此值，則會(huì)因結(jié)溫過(guò)高而燒壞。2）最高反向工作電壓UBR：二極管工作時(shí)允許外加的最大反向電壓。若超過(guò)此值，則二極管可能因反向擊穿而損壞。一般取UBR值的一半。3）電流IR：二極管未擊穿時(shí)的反向電流。對(duì)溫度敏感。IR越小，則二極管的單向?qū)щ娦栽胶谩?）最高工作頻率fM：二極管正常工作的上限頻率。若超過(guò)此值，會(huì)因結(jié)電容的作用而影響其單向?qū)щ娦?。五、二極管基本電路及其分析方法理想模型恒壓降模型折線模型小信號(hào)模型六、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體二極管，通過(guò)反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓管的伏安特性與普通二極管類似，其正向特性為指數(shù)曲線；當(dāng)外加反壓的數(shù)值增大到一定程度時(shí)則發(fā)生擊穿，擊穿曲線很陡，幾乎平行于縱軸，當(dāng)電流在一定范圍內(nèi)時(shí)，穩(wěn)壓管表現(xiàn)出很好的穩(wěn)壓特性。1、硅穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管等效電路由兩條并聯(lián)支路構(gòu)成：①加正向電壓以及加反向電壓而未擊穿時(shí)，與普通硅管的特性相同；②加反向電壓且擊穿后，相當(dāng)于理想二極管、電壓源Uz和動(dòng)態(tài)電阻rz的串聯(lián)。2、穩(wěn)壓管的主要參數(shù)1）穩(wěn)定電壓UZ：規(guī)定電流下穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓。2）最大穩(wěn)定工作電流IZMA*和最小穩(wěn)定工作電流IZMIN：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定工作電流取決于最大耗散功率，即PZma*=UZIZma*。而Izmin對(duì)應(yīng)UZmin。若IZ＜IZmin，則不能穩(wěn)壓。3）額定功耗PZM：PZM＝UZIZMA*，超過(guò)此值，管子會(huì)因結(jié)溫升太高而燒壞。4）動(dòng)態(tài)電阻rZ：rz=VZ/IZ，其概念與一般二極管的動(dòng)態(tài)電阻相同，只不過(guò)穩(wěn)壓二極管的動(dòng)態(tài)電阻是從它的反向特性上求取的。RZ愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡，穩(wěn)壓效果愈好。5）溫度系數(shù)α：溫度的變化將使UZ改變，在穩(wěn)壓管中，當(dāng)UZ＞7V時(shí)，UZ具有正溫度系數(shù)，反向擊穿是雪崩擊穿；當(dāng)UZ＜4V時(shí)，UZ具有負(fù)溫度系數(shù)，反向擊穿是齊納擊穿；當(dāng)4V＜VZ＜7V時(shí)，穩(wěn)壓管可以獲得接近零的溫度系數(shù)。這樣的穩(wěn)壓二極管可以作為標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓管使用。小結(jié)：本次課要求熟練掌握二極管的基本電路及分析方法。穩(wěn)壓管工作原理及應(yīng)用。課后作業(yè)：1.51.7教學(xué)目的：熟練掌握BJT的結(jié)構(gòu)、BJT的電流分配與放大作用、BJT的特性曲線及主要參數(shù)教學(xué)重點(diǎn)：BJT的電流分配與放大作用、BJT的特性曲線及主要參數(shù)教學(xué)難點(diǎn)：BJT的電流分配與放大作用及BJT的特性曲線。教學(xué)內(nèi)容：1.4半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容1.4半導(dǎo)體BJTBJT的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介幾種BJT的外形如圖二、概念：雙極型晶體管BJT是通過(guò)一定的工藝，將兩個(gè)PN結(jié)接合在一起而構(gòu)成的器件。BJT有三個(gè)區(qū)（發(fā)射區(qū)、集電區(qū)和基區(qū)）、兩個(gè)PN結(jié)（發(fā)射結(jié)和集電結(jié)）、三個(gè)電極（發(fā)射極、集電極和基極）組成；并且發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，基區(qū)厚度很小。三、BJT的電流分配與放大作用1.BJT內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程見圖1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子2）電子在基區(qū)中的擴(kuò)散與復(fù)合3）集電區(qū)收集擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子2.電流分配關(guān)系IE＝IB＋I(xiàn)CIC＝βIB＋I(xiàn)CEO≈βIBIC＝αIE＋I(xiàn)CBO≈αIE3.放大作用：晶體管具有電流放大作用。當(dāng)發(fā)射結(jié)正向偏置而集電結(jié)反向偏置時(shí)，從發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的非平衡少子中僅有很少部分與基區(qū)的多子復(fù)合，形成基極電流，而大部分在集電結(jié)外電場(chǎng)作用下形成漂移電流IC，體現(xiàn)出IB對(duì)的IC控制作用。此時(shí)，可將IC看成電流IB控制的電流源4.共射極連接方式以發(fā)射極作為輸入回路與輸出回路的公共端——共射電路。四、溫度對(duì)晶體管特性及參數(shù)的影響1）溫度對(duì)反向飽和電流的影響：溫度對(duì)ICBO和ICEO等由本征激發(fā)產(chǎn)生的平衡少子形成的電流影響非常嚴(yán)重。2）溫度對(duì)輸入特性的影響：當(dāng)溫度上升時(shí)，正向特性左移。當(dāng)溫度變化1℃時(shí)，UBE大約下降2～2.5mV，UBE3）溫度對(duì)輸出特性的影響溫度升高時(shí)，由于ICEO和β增大，且輸入特性左移，導(dǎo)致集電極電流IC增大，輸出特性上移?？傊?，當(dāng)溫度升高時(shí)，ICEO和β增大，輸入特性左移，最終導(dǎo)致集電極電流增大。小結(jié)：本次課要求熟練掌握BJT的結(jié)構(gòu)、BJT的電流分配與放大作用課后作業(yè)：1.81.10教學(xué)目的：熟練掌握三極管的伏安特性教學(xué)重點(diǎn)：三極管工作狀態(tài)教學(xué)難點(diǎn)：三極管輸入，輸出特性曲線教學(xué)內(nèi)容：1.5三極管的共射特性曲線教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容1.5晶體管的輸入特性和輸出特性(共e)晶體管的輸入特性和輸出特性表明各電極之間電流與電壓的關(guān)系?，F(xiàn)以共射電路為例說(shuō)明1、輸入特性iB=f（vBE）∣vCE=常數(shù)共射輸入特性：iB＝f(uBE)︱VCE=常數(shù)如如圖3.17所示。輸入特性曲線分為三個(gè)區(qū)：死區(qū)、非線性區(qū)和線性區(qū)。其中vCE=0V的那一條相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向特性曲線。當(dāng)vCE≥1V時(shí)，特性曲線將會(huì)向右稍微移動(dòng)一些。但vCE再增加時(shí)，曲線右移很不明顯。曲線的右移是三極管內(nèi)部反饋所致，右移不明顯說(shuō)明內(nèi)部反饋很小。2、輸出特性iC=f（vCE）∣iB=常數(shù)共射輸出特性：iC＝f(uCE)︱iB=常數(shù)如P25圖1.27所示，它是以iB為參變量的一族特性曲線。對(duì)于其中*一條曲線，當(dāng)vCE=0V時(shí)，iC=0；當(dāng)vCE微微增大時(shí)，iC主要由vCE決定；當(dāng)vCE增加到使集電結(jié)反偏電壓較大時(shí)，特性曲線進(jìn)入與vCE軸基本平行的區(qū)域(這與輸入特性曲線隨vCE增大而右移的原因是一致的)。因此，輸出特性曲線可以分為三個(gè)區(qū)域：飽和區(qū)、截止區(qū)和放大區(qū)。三、晶體管工作在三種不同工作區(qū)外部的條件和特點(diǎn)工作狀態(tài)NPN型PNP型特點(diǎn)截止?fàn)顟B(tài)E結(jié)、C結(jié)均反偏VB＜VE、VB＜VCE結(jié)、C結(jié)均反偏VB＞VE、VB＞VCIC≈0放大狀態(tài)E結(jié)正偏、C結(jié)均反偏VC＞VB＞VEE結(jié)正偏、C結(jié)均反偏VC＜VB＜VEIC≈βIB飽和狀態(tài)E結(jié)、C結(jié)均正偏VB＞VE、VB＞VCE結(jié)、C結(jié)均正偏VB＜VE、VB＜VCVCE＝VCES四、BJT的主要參數(shù)1、直流參數(shù)(1)共射直流電流放大系數(shù)：=（IC－ICEO）/IB≈IC/IB，在放大區(qū)基本不變。(2)共基直流放大系數(shù)：=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE顯然與之間有如下關(guān)系：=IC/IE=IB/1+IB=/1+(3)穿透電流ICEO：ICEO=（1+）ICBO；式中ICBO相當(dāng)于集電結(jié)的反向飽和電流。2、交流參數(shù)(1)共射交流電流放大系數(shù)β：=IC/IB，在放大區(qū)值基本不變。(2)共基交流放大系數(shù)α：α=IC/IE當(dāng)ICBO和ICEO很小時(shí)，≈、≈，可以不加區(qū)分。(3)特征頻率fT：三極管的值不僅與工作電流有關(guān)，而且與工作頻率有關(guān)。由于結(jié)電容的影響，當(dāng)信號(hào)頻率增加時(shí)，三極管的將會(huì)下降。當(dāng)下降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率稱為特征頻率。3、極限參數(shù)和三極管的安全工作區(qū)（1）最大集電極電流ICM：當(dāng)集電極電流增加時(shí)，就要下降，當(dāng)值下降到線性放大區(qū)值的70～30％時(shí)，所對(duì)應(yīng)的集電極電流稱為最大集電極電流ICM。至于值下降多少，不同型號(hào)的三極管，不同的廠家的規(guī)定有所差別。可見，當(dāng)IC＞ICM時(shí)，并不表示三極管會(huì)損壞。（2）最大集電極耗散功率PCM：PCM=iCuCE。對(duì)于確定型號(hào)的晶體管，PCM是一個(gè)定值。當(dāng)硅管的結(jié)溫大于150℃、鍺管的結(jié)溫大于70℃時(shí)，管子的特性明顯變壞，甚至燒壞。（3）極間反向擊穿電壓：晶體管*一級(jí)開路時(shí)，另外兩個(gè)電極之間所允許加的最高反向電壓，即為極間反向擊穿電壓，超過(guò)此值管子會(huì)發(fā)生擊穿現(xiàn)象。極間反向電壓有三種：UCBO、UCEO和UEBO。由于各擊穿電壓中UCEO值最小，選用時(shí)應(yīng)使其大于放大電路的工作電源VCC。（4）三極管的安全工作區(qū)：由PCM、ICM和擊穿電壓V(BR)CEO在輸出特性曲線上可以確定四個(gè)區(qū)：過(guò)損耗區(qū)、過(guò)電流區(qū)、擊穿區(qū)和安全工作區(qū)。使用時(shí)應(yīng)保證三極管工作在安全區(qū)。小結(jié)：本次課要求熟練掌握BJT輸入、輸出特性及三個(gè)工作區(qū)域課后作業(yè)：1.111.121.13第2章放大電路分析基礎(chǔ)教學(xué)目的：熟練掌握共射極放大電路的組成教學(xué)重點(diǎn)：共射極放大電路的組成圖解分析法教學(xué)難點(diǎn)：圖解分析法教學(xué)內(nèi)容：2.1共射放大電路分析基礎(chǔ)教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容2.1共射放大電路分析基礎(chǔ)一、概念在電子電路中，放大的對(duì)象是變化量，常用的測(cè)試信號(hào)是正弦波。放大電路放大的本質(zhì)是在輸入信號(hào)的作用下，通過(guò)有源元件（BJT或FET）對(duì)直流電源的能量進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換，使負(fù)載從電源中獲得輸出信號(hào)的能量，比信號(hào)源向放大電路提供的能量大的多。因此，電子電路放大的基本特征是功率放大，表現(xiàn)為輸出電壓大于輸入電壓，輸出電流大于輸入電流，或者二者兼而有之。二、電路的組成共射極基本放大電路如圖所示（1）三極管T——起放大作用。（2）集電極負(fù)載電阻RC——將變化的集電極電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。（3）偏置電路VCC，Rb——使三極管工作在放大區(qū)，VCC還為輸出提供能量。（4）耦合電容C1，C2——輸入電容C1保證信號(hào)加到發(fā)射結(jié)，不影響發(fā)射結(jié)偏置。輸出電容C2保證信號(hào)輸送到負(fù)載，不影響集電結(jié)偏置。三、靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置的必要性對(duì)放大電路的基本要求一是不失真，二是能放大。只有保證在交流信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)三極管均處于放大狀態(tài)，輸出信號(hào)才不會(huì)產(chǎn)生失真。故需要設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。Q點(diǎn)不僅電路是否會(huì)產(chǎn)生失真，而且影響放大電路幾乎所有的動(dòng)態(tài)參數(shù)。對(duì)于基本放大電路，只有設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，使交流信號(hào)馱載在直流分量之上，以保證晶體管在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)始終工作在放大狀態(tài)，輸出電壓波形才不會(huì)產(chǎn)生非線性失真?；竟采浞糯箅娐返碾妷悍糯笞饔檬抢镁w管的電流放大作用，并依靠將電流的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。四、放大電路的組成原則1）為了使BJT工作于放大區(qū)、FET工作于恒流區(qū),必須給放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，以保證放大電路不失真。2）在輸入回路加入ui應(yīng)能引起uBE的變化,從而引起iB和iC的變化。3）輸出回路的接法應(yīng)當(dāng)使iC盡可能多地流到負(fù)載RL中去,或者說(shuō)應(yīng)將集電極電流的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化送到輸出端。五、電路的主要性能指標(biāo)輸入電阻：從輸入端看進(jìn)去的等效電阻，反映放大電路從信號(hào)源索取電流的大小。輸出電阻：從輸出端看進(jìn)去的等效輸出信號(hào)源的內(nèi)阻，說(shuō)明放大電路帶負(fù)載的能力。放大倍數(shù)（或增益）：輸出變化量幅值與輸入變化量幅值之比?；蚨叩恼医涣髦抵?，用以衡量電路的放大能力。根據(jù)放大電路輸入量和輸出量為電壓或電流的不同，有四種不同的放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)、互阻放大倍數(shù)和互導(dǎo)放大倍數(shù)。電壓放大倍數(shù)定義為：電流放大倍數(shù)定義為：互阻放大倍數(shù)定義為：互導(dǎo)放大倍數(shù)定義為：注意：放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻通常都是在正弦信號(hào)下的交流參數(shù)，只有在放大電路處于放大狀態(tài)且輸出不失真的條件下才有意義。4）最大不失真輸出電壓：未產(chǎn)生截止失真和飽和失真時(shí)，最大輸出信號(hào)的正弦有效值或峰值。一般用有效值UOM表示；也可以用峰—峰值UOPP表示。5）上限頻率、下限頻率和通頻帶：由于放大電路中存在電感、電容及半導(dǎo)體器件結(jié)電容，在輸入信號(hào)頻率較低或較高時(shí)，放大倍數(shù)的幅值會(huì)下降并產(chǎn)生相移。一般，放大電路只適合于放大*一特定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)。如P75圖所示。上限頻率fH（或稱為上限截止頻率）：在信號(hào)頻率下降到一定程度時(shí)，放大倍數(shù)的數(shù)值等于中頻段的0.707倍時(shí)的頻率值即為上限頻率。下限頻率fL（或稱為下限截止頻率）：在信號(hào)頻率上升到一定程度時(shí)，放大倍數(shù)的數(shù)值等于中頻段的0.707倍時(shí)的頻率值即為上限頻率。通頻帶fBW：fBW=fH-fL通頻帶越寬，表明放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力越強(qiáng)。小結(jié)：本次課要求熟練掌握共射極放大電路的組成課后作業(yè)：2.12.22.3教學(xué)目的：熟練掌握共射極放大電路的分析方法教學(xué)重點(diǎn)：共射極放大電路靜態(tài)、動(dòng)態(tài)分析教學(xué)難點(diǎn)：圖解分析法教學(xué)內(nèi)容：2.2共射放大電路分析教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容2.2共射放大電路分析一、直流通路、交流通路及其畫法（1）直流通路：在直流電源的作用下，直流電流流經(jīng)的通路，用于求解靜態(tài)工作點(diǎn)Q的值。（2）直流通路的畫法：電容視為開路、電感視為短路；信號(hào)源視為短路，但應(yīng)保留內(nèi)阻。（3）交流通路：在輸入信號(hào)作用下，交流信號(hào)流經(jīng)的通路，用于研究和求解動(dòng)態(tài)參數(shù)。（4）交流通路的畫法：耦合電容視為短路；無(wú)內(nèi)阻直流電源視為短路；二、放大電路的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析（1）靜態(tài)分析：就是求解靜態(tài)工作點(diǎn)Q，在輸入信號(hào)為零時(shí)，BJT或FET各電極間的電流和電壓就是Q點(diǎn)?？捎霉浪惴ɑ驁D解法求解。（2）動(dòng)態(tài)分析就是求解各動(dòng)態(tài)參數(shù)和分析輸出波形。通常，利用三極管h參數(shù)等效模型畫出放大電路在小信號(hào)作用下的微變等效電路，并進(jìn)而計(jì)算輸入電阻、輸出電阻與電壓放大倍數(shù)。或利用圖解法確定最大不失真輸出電壓的幅值、分析非線性失真等情況。放大電路的分析應(yīng)遵循"先靜態(tài)，后動(dòng)態(tài)”。的原則，只有靜態(tài)工作點(diǎn)合適，動(dòng)態(tài)分析才有意義；Q點(diǎn)不但影響電路輸出信號(hào)是否失真，而且與動(dòng)態(tài)參數(shù)密切相關(guān)。三、圖解法確定Q點(diǎn)和最大不失真輸出電壓（1）用圖解法確定Q點(diǎn)的步驟：已知晶體管的輸出特性曲線族→由直流通路求得IBQ→列直流通路的輸出回路電壓方程得直流負(fù)載線→在輸出特性曲線平面上作出直流負(fù)載線→由IBQ所確定的輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)即為Q點(diǎn)。（2）輸出波形的非線性失真非線性失真包括飽和失真和截止失真。飽和失真是由于放大電路中三極管工作在飽和區(qū)而引起的非線性失真。截止失真是由于放大電路中三極管工作在截止區(qū)而引起的非線性失真。放大電路要想獲得大的不失真輸出，需要滿足兩個(gè)條件：一是Q點(diǎn)要設(shè)置在輸出特性曲線放大區(qū)的中間部位；二是要有合適的交流負(fù)載線。（3）直流負(fù)載線和交流負(fù)載線由放大電路輸出回路電壓方程所確定的直線稱為負(fù)載線。由直流通路確定的負(fù)載線為直流負(fù)載線；由交流通路確定的負(fù)載線為交流負(fù)載線，可通過(guò)Q、B兩點(diǎn)作出。對(duì)于放大電路與負(fù)載直接耦合的情況，直流負(fù)載線與交流負(fù)載線是同一條直線；而對(duì)于阻容耦合放大電路，只有在空載情況下，兩條直線才合二為一。（4）最大不失真輸出電壓有效值式中：說(shuō)明：當(dāng)放大電路帶上負(fù)載后，在輸入信號(hào)不變的情況下，輸出信號(hào)的幅度變小。舉例：如P83例2.2圖2.17所示，放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)范圍的確定。四、等效電路法求解靜態(tài)工作點(diǎn)即利用直流通路估算靜態(tài)工作點(diǎn)、、和。其中硅管的；鍺管的，無(wú)須求解；其余三個(gè)參數(shù)的求解方法為：（1）列放大電路輸入回路電壓方程可求得；（2）根據(jù)放大區(qū)三極管電流方程可求得；（3）列放大電路輸出回路電壓方程可求得；小結(jié)：本次課要求熟練掌握共射極放大電路的分析方法課后作業(yè)：2.42.52.7教學(xué)目的：熟練掌握小信號(hào)模型分析法及用H參數(shù)小信號(hào)模型分析共射極基本放大電路教學(xué)重點(diǎn)：BJT的小信號(hào)建模及用H參數(shù)小信號(hào)模型分析共射極基本放大電路教學(xué)難點(diǎn)：用H參數(shù)小信號(hào)模型分析共射極基本放大電路教學(xué)內(nèi)容：小信號(hào)模型分析法教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容2.3共射放大電路等效電路分析一、BJT的小信號(hào)建模1．BJTH參數(shù)的引出輸入回路：vBE=f1（iB，vCE）輸出回路：iC=f2（iB，vCE）2.H參數(shù)小信號(hào)模型（1）BJT等效模型的建立：三極管可以用一個(gè)二端口模型來(lái)代替；對(duì)于低頻模型可以不考慮結(jié)電容的影響；小信號(hào)意味著三極管近似在線性條件下工作，微變也具有線性同樣的含義。（2）BJT的h參數(shù)方程及等效模型BJT的h參數(shù)等效模型如圖所示。（3）h參數(shù)的物理意義1、即rbe：三極管的交流輸入電阻2、電壓反饋系數(shù)：反映三極管內(nèi)部的電壓反饋，因數(shù)值很小，一般可以忽略。3、：在小信號(hào)作用時(shí)，表示晶體管在Q點(diǎn)附近的的電流放大系數(shù)。4、：三極管輸出電導(dǎo)，反映輸出特性上翹的程度。常稱1/為c-e間動(dòng)態(tài)電阻。通常的值小于10-5S，當(dāng)其與電流源并聯(lián)時(shí)，因分流極小，可作開路處理。注意：h參數(shù)都是小信號(hào)參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。h參數(shù)與工作點(diǎn)有關(guān)，在放大區(qū)基本不變。h參數(shù)都是微變參數(shù)，所以只適合對(duì)交流小信號(hào)的分析二、化簡(jiǎn)H參數(shù)等效模型及rbe表達(dá)式1、化簡(jiǎn)H參數(shù)等效模型2、rbe表達(dá)式三、用H參數(shù)小信號(hào)模型分析共射極基本放大電路分析的步驟如下：畫出小信號(hào)等效電路畫交流通路用H參數(shù)小信號(hào)模型代替BJT，其他元件按位置接入3）標(biāo)出電壓極性、電流方向求電壓增益按定義：VoAV=——Vi計(jì)算輸入電阻和輸出電阻小結(jié)：本次課要求熟練掌握小信號(hào)模型分析法及用H參數(shù)小信號(hào)模型分析共射極基本放大電路課后作業(yè)：2.82.9教學(xué)目的：熟練掌握溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響、射極偏置電路的工作原理及分析計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)：射極偏置電路的工作原理及分析計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：射極偏置電路的分析計(jì)算教學(xué)內(nèi)容：放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容2.3射極偏置電路的分析計(jì)算一、靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性靜態(tài)工作點(diǎn)不但決定了電路是否產(chǎn)生失真，而且還影響著電壓放大倍數(shù)和輸入電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。實(shí)際上，電源電壓的波動(dòng)、元件老化以及因溫度變化所引起的晶體管參數(shù)變化，都會(huì)造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定，從而使動(dòng)態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定，有時(shí)甚至造成電路無(wú)法正常工作。在引起Q點(diǎn)不穩(wěn)定的諸多因素中，溫度對(duì)晶體管的影響是最主要的。二、溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響ICBO、β、VBE——隨T變化而變溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響最終導(dǎo)致T↑→IC↑→Q變化（移向飽和區(qū)）設(shè)想：1）針對(duì)ICBO的影響，設(shè)法使IB隨T的升高而自動(dòng)↓2）針對(duì)VBE的影響，設(shè)法使發(fā)射結(jié)的外加電壓隨T的↑而自動(dòng)↓。三、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原則和措施為了保證輸出信號(hào)不失真，對(duì)放大電路必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，并保證工作點(diǎn)的穩(wěn)定。1、采用不同偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原則是：當(dāng)溫度升高使增大時(shí)，要自動(dòng)減小以牽制的增大。2、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)可以歸納為三種方法：P89圖2.21所示。（1）溫度補(bǔ)償；（2）直流負(fù)反饋；（3）集成電路中采用恒流源偏置技術(shù)；二、射極偏置電路見圖電路的基本特點(diǎn)Rb1、Rb2——基極分壓電阻Re——射極電阻電路分析：從VCC出發(fā)有兩股直流電流一般從VCC+→Rc→管c→e→Re→⊥（VCC-）另一股從VCC+→Rb1分兩股：╱b→e→Re→⊥（VCC-）╲Rb2→⊥（VCC-）試近似估算上圖的Q點(diǎn)，并計(jì)算它的電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。1）Q點(diǎn)穩(wěn)定原理穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的條件為：I1＞＞IB和VB＞＞UBE；此時(shí)，，即當(dāng)溫度變化時(shí)，基本不變。T（℃）T（℃）↑→↑（↑）→↑（因?yàn)榛静蛔儯?dāng)溫度降低時(shí)，各物理量向相反方向變化。這種將輸出量（）通過(guò)一定的方式（利用將的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化）引回到輸入回路來(lái)影響輸入量的措施稱為反饋?？梢姡赒點(diǎn)穩(wěn)定過(guò)程中，作為負(fù)反饋電阻起著重要的作用。典型靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路利用直流負(fù)反饋來(lái)穩(wěn)定Q點(diǎn)。2）分壓式偏置電路的靜態(tài)分析分壓式偏置電路的靜態(tài)分析有兩種方法：一是戴維南等效電路法；二是估算法，這種方法的使用條件為I1＞＞IBE，或者。3）分壓式偏置電路的動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析時(shí)，射極旁路電容應(yīng)看成短路。畫放大電路的微變等效電路時(shí)，要特別注意射極電阻有無(wú)被射極旁路電容旁路，正確畫出"交流地”的位置，根據(jù)實(shí)際電路進(jìn)行計(jì)算即可。小結(jié)：本次課要求熟練掌握射極偏置電路的工作原理及分析計(jì)算課后作業(yè)：2.10教學(xué)目的：熟練掌握共集電極電路的特點(diǎn)及分析與計(jì)算，掌握復(fù)合管電路教學(xué)重點(diǎn)：共集電極電路的特點(diǎn)及分析與計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：共集與共基電極電路分析與計(jì)算教學(xué)內(nèi)容：2.4共集放大電路2.5共基放大電路教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容2.4共集放大電路一、共集電極電路見圖共集放大電路以集電極為公共端，通過(guò)iB對(duì)iE的控制作用實(shí)現(xiàn)功率放大。共基放大電路以基極為公共端，通過(guò)iE對(duì)iB的控制作用實(shí)現(xiàn)功率放大。二、電路特點(diǎn)：出、入——公共端CVi與Vo只相差Vbe——跟隨（射極跟隨器）輸出從射極引出，（又叫射極輸出器），RL’=Re//RL三、共集放大電路的組成及靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析共集放大電路的組成共集放大電路亦稱為射極輸出器如P92圖2.23（a）所示，為了保證晶體管工作在放大區(qū)，在晶體管的輸入回路，、與VCC共同確定合適的靜態(tài)基極電流；晶體管輸出回路中，電源VCC，提供集電極電流和輸出電流，并與配合提供合適的管壓降UCE。2）共集放大電路的靜態(tài)分析與共射電路靜態(tài)分析方法基本相同。（1）列放大電路輸入方程可求得；（2）根據(jù)放大區(qū)三極管電流方程可求得；（3）列放大電路輸出方程可求得；3）共集放大電路的動(dòng)態(tài)分析共集放大電路的動(dòng)態(tài)分析方法與共射電路基本相同，只是由于共集放大電路的"交流地”是集電極，一般習(xí)慣將"地”畫在下方，所以微變等效電路的畫法略有不同四、共集放大電路計(jì)算求Q點(diǎn)(2)電壓增益Vo-βIbRL’-βRL’AV=——=————————=————————ViIb[rbe+(1+β)Re]rbe+(1+β)Re(3)輸入電阻VTRi=——=Rb//[rbe+（1+β）Re]IT（4）輸出電阻VTVTRo=——=————=Ro’//Rc≈Rc(∵Ro’>>Rc)ITIc+IRc電壓跟隨器的特點(diǎn)：a.AV小于1而近于1，Vo與Vi同相；b.Ri高；c.Ro低。采用復(fù)合管以進(jìn)一步提高輸入電阻見圖復(fù)合管的兩個(gè)主要參數(shù)為β≈β1β2rbe≈rbe1+β1rbe22.5共基放大電路一、共基放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析1）共基放大電路的靜態(tài)分析與共射電路靜態(tài)分析方法基本相同。（1）列放大電路輸入回路電壓方程可求得；（2）根據(jù)放大區(qū)三極管電流方程可求得；（3）列放大電路輸出回路電壓方程可求得；2）共基放大電路的動(dòng)態(tài)分析共基放大電路的動(dòng)態(tài)分析方法與共射電路基本相同，只是由于共基放大電路的"交流地”是基極，一般習(xí)慣將"地”畫在下方，所以微變等效電路的畫法略有不同。二、三種接法的比較共射放大電路既有電壓放大作用又有電流放大作用，輸入電阻居三種電路之中，輸出電阻較大，適用于一般放大。共集放大電路只有電流放大作用而沒(méi)有電壓放大作用，因其輸入電阻高而常做為多級(jí)放大電路的輸入級(jí)，因其輸出電阻低而常做為多級(jí)放大電路的輸出級(jí)，因其放大倍數(shù)接近于1而用于信號(hào)的跟隨。共基放大電路只有電壓放大作用而沒(méi)有電流放大作用，輸入電阻小，高頻特性好，適用于寬頻帶放大電路。小結(jié)：本次課要求熟練掌握共集與共基電極電路的特點(diǎn)及分析與計(jì)算課后作業(yè)：2.112.122.15第3章放大電路頻率特性分析教學(xué)目的：熟練掌握單時(shí)間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)教學(xué)重點(diǎn)：RC低通電路的頻率響應(yīng)及RC高通電路的頻率響應(yīng)教學(xué)難點(diǎn)：RC低通電路的頻率響應(yīng)教學(xué)內(nèi)容：放大電路的頻率響應(yīng)教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容3.1頻率特性分析一、頻率響應(yīng)的基本概念放大電路的頻率響應(yīng)可由放大器的放大倍數(shù)對(duì)頻率的關(guān)系來(lái)描述，即式中A(f)稱為幅頻特性，它是放大倍數(shù)的幅值與頻率的函數(shù)式。φ(f)稱為相頻特性，它是放大倍數(shù)的相位角與頻率的函數(shù)式。兩種特性綜合起來(lái)可全面表征放大倍數(shù)的頻率響應(yīng)。由圖可見，在一個(gè)較寬的頻率范圍內(nèi)，曲線是平坦的，即放大倍數(shù)不隨信號(hào)頻率變化，其電壓放大倍數(shù)用Aum表示，在此頻率范圍內(nèi)，所有電容（耦合電容、旁路電容和器件的極間電容等）的影響可以忽略不計(jì)。當(dāng)頻率降低時(shí)，耦合電容和旁路電容的影響不可忽略，致使放大倍數(shù)下降。當(dāng)頻率升高時(shí)，器件的極間電容的影響不可忽略，放大倍數(shù)亦下降。fL和fH分別稱為下限截止頻率（簡(jiǎn)稱下限頻率）和上限截止頻率（簡(jiǎn)稱上限頻率）它們是放大倍數(shù)下降到中頻放大倍數(shù)的倍時(shí)所確定的兩個(gè)頻率。低頻區(qū)：低于fL的頻率范圍稱為低頻區(qū)。高頻區(qū)：高于fH的頻率范圍稱為高頻區(qū)。中頻區(qū)：介于fL和fH之間頻率范圍稱為中頻區(qū)，通常又稱為放大電路的通頻帶fbw=fH－fL。頻率響應(yīng)的基本分析方法波特圖：一種頻率響應(yīng)曲線圖，此圖為半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖，即頻率采用對(duì)數(shù)分度，而幅值（以dB表示的電壓放大倍數(shù)）或相位角則采用線性分度。在近似分析中，為了縮短坐標(biāo)，擴(kuò)大視野，常采用折線化的近似波特圖法描繪幅頻特性和相頻特性曲線。二、單時(shí)間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)RC低通電路的頻率響應(yīng)見圖幅頻響應(yīng)：當(dāng)f<<fH時(shí)AVH=1/√1+(f/fH)2≈1用分貝表示:20lgAVH≈20lg1=0dB是一條與橫軸平行的零分貝線(2)當(dāng)f>>fH時(shí)AVH=1/√1+(f/fH)2≈fH/f用分貝表示：20lgAVH≈20lgfH/f相頻響應(yīng)當(dāng)f<<fH時(shí)，φH→0，得一條φH=0的直線。當(dāng)f>>fH時(shí)，φH→-90°,得一條φH=-90°的直線。當(dāng)f=fH時(shí)，φH=-45°。見圖RC高通電路的頻率響應(yīng)小結(jié)：RC耦合放大器，用RC高、低通電路模擬低、高頻響應(yīng)。頻率響應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)fH、fL（轉(zhuǎn)折、上下限頻率）fH、fL都與RC回路的時(shí)間常數(shù)τ=RC成反比11fH=————fL=————2πR1C12πR2三、RC低通電路和高通電路（1）放大電路的頻率響應(yīng)的特征可用RC低通電路和高通電路來(lái)模擬。（2）截止頻率fL和fH是頻率響應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)，無(wú)論是幅頻特性還是相頻特性，基本都是以它為中心而變化的，求出fL和fH后就可近似地描繪放大電路完整的頻率響應(yīng)曲線。（3）fL和fH都是與對(duì)應(yīng)的回路時(shí)間常數(shù)τ=RC成反比。四、晶體管的高頻等效模型晶體管的混合π模型，是采用物理模擬的方法，從三極管的物理模型抽象成的等效電路。P132圖3.7和P133圖3.8分別為晶體管的完整的混合π模型和簡(jiǎn)化的混合π模型。五、三極管的高頻參數(shù)（1）fβ：共射電流放大倍數(shù)β的截止頻率，其值主要決定于管子的參數(shù)，即（2）fT：特征頻率，使β下降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。fT=βfβ小結(jié)：本次課要求熟練掌握RC低通電路的頻率響應(yīng)及RC高通電路的頻率響應(yīng)課后作業(yè)：3.13.3教學(xué)目的：掌握單管放大電路頻率響應(yīng)的分析教學(xué)重點(diǎn)：下限截止頻率和上限截止頻率求解方法教學(xué)難點(diǎn)：?jiǎn)喂芊糯箅娐返纳?、下限截止頻率與電路中哪些參數(shù)有關(guān)教學(xué)內(nèi)容：共射放大電路的頻率響應(yīng)以及增益帶寬積教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容3.2共射放大電路的頻率響應(yīng)以及增益帶寬積一、單管共射放大電路的頻率響應(yīng)中頻放大倍數(shù)（1）中頻交流等效電路如P136圖3.12所示。大容量電容看成短路，三極管極間電容看成開路。（2）中頻放大倍數(shù)表達(dá)式低頻放大倍數(shù)的頻率響應(yīng)（1）由耦合電容引起，三極管極間電容看成開路。（2）低頻交流等效電路如P139圖3.14所示。（3）低頻放大倍數(shù)表達(dá)式式中fL為下限頻率，其表達(dá)式為（4）幅頻特性和相頻特性的表達(dá)式高頻放大倍數(shù)的頻率響應(yīng)（1）由三極管極間電容引起，大容量電容看成短路。（2）高頻交流等效電路如P137圖3.13所示。（3）高頻放大倍數(shù)表達(dá)式式中R=rb’e∥（rb’b+Rs∥Rb），fH為上限頻率，其表達(dá)式為（4）幅頻特性和相頻特性的表達(dá)式二、大電路頻率響應(yīng)的改善與增益帶寬積1）放大電路的耦合電容是引起低頻響應(yīng)的主要原因，下限截止頻率主要由低頻時(shí)間常數(shù)中較小的一個(gè)決定；2）三極管的結(jié)電容和分布電容是引起放大電路高頻響應(yīng)的主要原因，上限截止頻率由高頻時(shí)間常數(shù)中較大的一個(gè)決定；3）由于若電壓放大倍數(shù)K增加，Cbe也增加，上限截止頻率就下降，通頻帶變窄。增益和帶寬是一對(duì)矛盾，所以常把增益帶寬積作為衡量放大電路性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)；4）CB組態(tài)放大電路由于輸入電容小，所以CB組態(tài)放大電路的上限截止頻率比CE組態(tài)要高許多。小結(jié)：本次課要求熟練掌握頻率響應(yīng)描述放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力。耦合電容和旁路容所在回路為高通電路，在低頻段使放大倍數(shù)的數(shù)值下降，且產(chǎn)生超前相移。極間電容所在回路為低通電路，在高頻段使放大倍數(shù)的數(shù)值下降，且產(chǎn)生滯后相移課后作業(yè)：3.43.5第4章場(chǎng)效應(yīng)管放大電路特性分析教學(xué)目的：熟練掌握?qǐng)鲂Ч艿闹饕獏?shù)教學(xué)重點(diǎn)：場(chǎng)效應(yīng)管工作原理教學(xué)難點(diǎn)：場(chǎng)效應(yīng)管的特性教學(xué)內(nèi)容：場(chǎng)效應(yīng)管教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)4.1場(chǎng)效應(yīng)管特性一、效應(yīng)管及其類型效應(yīng)管FET是一種利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制其電流大小的半導(dǎo)體器件。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為兩大類：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）和金屬－氧化物－半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET簡(jiǎn)稱MOS管）。每一類又有N溝道和P溝道兩種類型。其中MOS管又可分為增強(qiáng)型和耗盡型兩種。二、N溝道增強(qiáng)型MOS管結(jié)構(gòu)N溝道增強(qiáng)型MOSFET基本上是一種左右對(duì)稱的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它是在P型半導(dǎo)體上生成一層SiO2薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴(kuò)散兩個(gè)高摻雜的N型區(qū)，從N型區(qū)引出兩個(gè)電極，漏極D，和源極S。在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。P型半導(dǎo)體稱為襯底，用符號(hào)B表示。因?yàn)檫@種MOS管在VGS=0V時(shí)ID=0；只有當(dāng)UGS＞UGS(th)后才會(huì)出現(xiàn)漏極電流，所以稱為增強(qiáng)型MOS管。如P42圖1.44所示。三、N溝道增強(qiáng)型MOS管的工作原理1）夾斷區(qū)工作條件UGS=0時(shí)，D與S之間是兩個(gè)PN結(jié)反向串聯(lián)，沒(méi)有導(dǎo)電溝道，無(wú)論D與S之間加什么極性的電壓，漏極電流均接近于零；當(dāng)0﹤UGS﹤UGS(th時(shí)，由柵極指向襯底方向的電場(chǎng)使空穴向下移動(dòng)，電子向上移動(dòng)，在P型硅襯底的上表面形成耗盡層，仍然沒(méi)有漏極電流。工作條件UGS>UGS(th)時(shí)，柵極下P型半導(dǎo)體表面形成N型導(dǎo)電溝道(反型層)，若D、S間加上正向電壓后可產(chǎn)生漏極電流ID。若uDS＜uGS-UGS(th)，則溝道沒(méi)夾斷，對(duì)應(yīng)不同的uGS，ds間等效成不同阻值的電阻，此時(shí)，F(xiàn)ET相當(dāng)于壓控電阻。3）恒流區(qū)（或飽和區(qū)）工作條件當(dāng)uDS=uGS-UGS(th)時(shí)，溝道預(yù)夾斷；若uDS＞uGS-UGS(th)，則溝道已夾斷，iD僅僅決定于uGS，而與uDS無(wú)關(guān)。此時(shí)，iD近似看成uGS控制的電流源，F(xiàn)ET相當(dāng)于壓控流源?？梢?，對(duì)于N溝道增強(qiáng)型MOS管，柵源電壓VGS對(duì)導(dǎo)電溝道有控制作用，即UGS>UGS(th)時(shí)，才能形成導(dǎo)電溝道將漏極和源極溝通。如果此時(shí)加有漏源電壓，就可以形成漏極電流ID。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)時(shí)，利用柵－源之間外加電壓uGS所產(chǎn)生的電場(chǎng)來(lái)改變導(dǎo)電溝道的寬窄，從而控制多子漂移運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的漏極電流ID。此時(shí)，可將ID看成電壓uGS控制的電流源。四、N溝道耗盡型MOSFETN溝道耗盡型MOSFET是在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子，所以當(dāng)UGS=0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出反型層，形成了溝道。如P45圖1.48所示。于是，只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。當(dāng)UGS＞0時(shí)，將使ID進(jìn)一步增加。UGS＜0時(shí)，隨著UGS的減小漏極電流逐漸減小，直至ID=0。對(duì)應(yīng)ID=0的UGS稱為夾斷電壓，用符號(hào)UGS(off)表示，五、P溝道增強(qiáng)型和耗盡型MOSFETP溝道MOSFET的工作原理與N溝道MOSFET完全相同，只不過(guò)導(dǎo)電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。六、場(chǎng)效應(yīng)管的伏安特性場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線類型比較多，根據(jù)導(dǎo)電溝道的不同以及是增強(qiáng)型還是耗盡型可有四種轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線，其電壓和電流方向也有所不同。以增強(qiáng)型N溝MOSFET為例，輸出特性：iD＝f(uDS)︱UGS=常數(shù)反映UGS＞UGS(th)且固定為*一值時(shí)，UDS對(duì)ID的影響；轉(zhuǎn)移特性：iD＝f(uGS)︱UDS=常數(shù)反映UGS對(duì)漏極電流的控制關(guān)系；輸出特性和轉(zhuǎn)移特性反映了場(chǎng)效應(yīng)管工作的同一物理過(guò)程，因此，轉(zhuǎn)移特性可以從輸出特性上用作圖法一一對(duì)應(yīng)地求出。場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性可分為四個(gè)區(qū)：夾斷區(qū)、可變阻區(qū)、飽和區(qū)（或恒流區(qū)）和擊穿區(qū)。在放大電路中，場(chǎng)效應(yīng)管工作在飽和區(qū)。七、場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)：直流參數(shù)（1）開啟電壓UGS(th)：開啟電壓是MOS增強(qiáng)型管的參數(shù)，柵源電壓小于開啟電壓的絕對(duì)值，場(chǎng)效應(yīng)管不能導(dǎo)通。（2）夾斷電壓UGS(off)：夾斷電壓是耗盡型FET的參數(shù)，當(dāng)UGS=UGS(off)時(shí)，漏極電流為零。（3）飽和漏極電流IDSS：IDSS是耗盡型FET的參數(shù)，當(dāng)UGS=0時(shí)所對(duì)應(yīng)的漏極電流。（4）直流輸入電阻RGS（DC）：FET的柵源輸入電阻。對(duì)于JFET，反偏時(shí)RGS約大于107Ω；對(duì)于MOSFET，RGS約是109～1015Ω。交流參數(shù)（1）低頻跨導(dǎo)gm：低頻跨導(dǎo)反映了柵壓對(duì)漏極電流的控制作用，這一點(diǎn)與電子管的控制作用十分相像。gm可以在轉(zhuǎn)移特性曲線上求取，單位是mS(毫西門子)。（2）級(jí)間電容：FET的三個(gè)電極間均存在極間電容。通常Cgs和Cgd約為1～3pF,而Cds約為0.1～1pF。在高頻電路中，應(yīng)考慮極間電容的影響。極限參數(shù)（1）最大漏極電流IDM：是FET正常工作時(shí)漏極電流的上限值。（2）漏--源擊穿電壓U(BR)DS：FET進(jìn)入恒流區(qū)后，使iD驟然增大的uDS值稱為漏—源擊穿電壓，uDS超過(guò)此值會(huì)使管子燒壞。（3）最大耗散功率PDM：可由PDM=VDSID決定，與雙極型三極管的PCM相當(dāng)。八、場(chǎng)效應(yīng)管FET與晶體管BJT的比較FET是另一種半導(dǎo)體器件，在FET中只是多子參與導(dǎo)電，故稱為單極型三極管；而普通三極管參與導(dǎo)電的既有多數(shù)載流子，也有少數(shù)載流子，故稱為雙極型三極管（BJT）。由于少數(shù)載流子的濃度易受溫度影響，因此，在溫度穩(wěn)定性、低噪聲等方面FET優(yōu)于BJT。BJT是電流控制器件，通過(guò)控制基極電流達(dá)到控制輸出電流的目的。因此，基極總有一定的電流，故BJT的輸入電阻較低；FET是電壓控制器件，其輸出電流取決于柵源間的電壓，柵極幾乎不取用電流，因此，F(xiàn)ET的輸入電阻很高，可以達(dá)到109～１014Ω。高輸入電阻是FET的突出優(yōu)點(diǎn)。FET的漏極和源極可以互換使用，耗盡型MOS管的柵極電壓可正可負(fù)，因而FET放大電路的構(gòu)成比BJT放大電路靈活。FET和BJT都可以用于放大或作可控開關(guān)。但FET還可以作為壓控電阻使用，可以在微電流、低電壓條件下工作，且便于集成。在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中應(yīng)用極為廣泛。小結(jié)：本次課要求熟練掌握?qǐng)鲂?yīng)管的特性課后作業(yè)：4.14.3教學(xué)目的：熟練掌握?qǐng)鲂Ч艿闹饕獏?shù)，共源、共漏組態(tài)放大電路工作原理教學(xué)重點(diǎn)：用小信號(hào)模型法分析場(chǎng)效管放大器的Av、Ri、Ro教學(xué)難點(diǎn)：小信號(hào)模型法分析FET放大電路教學(xué)內(nèi)容：場(chǎng)效應(yīng)管教學(xué)方法：理論講解與舉例相結(jié)合，講例題時(shí)邊講邊練（學(xué)生先作，老師后講）。教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為2學(xué)時(shí)參考資料：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四章小信號(hào)模型法分析FET放大電路基本要求：熟練掌握?qǐng)鲂?yīng)管的主要參數(shù)，共源、共漏組態(tài)放大電路工作原理，用小信號(hào)模型法分析AV/r