完全電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分第五課件

（優(yōu)選）完全版電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分第五版課件現(xiàn)在是1頁\一共有431頁\編輯于星期六1.信號：信息的載體微音器輸出的某一段信號的波形

1.1

信號現(xiàn)在是2頁\一共有431頁\編輯于星期六2.電信號源的電路表達(dá)形式電壓源等效電路電流源等效電路

1.1

信號現(xiàn)在是3頁\一共有431頁\編輯于星期六1.電信號的時域與頻域表示A.正弦信號

1.2

信號的頻譜時域現(xiàn)在是4頁\一共有431頁\編輯于星期六1.電信號的時域與頻域表示B.方波信號

滿足狄利克雷條件，展開成傅里葉級數(shù)——直流分量其中——基波分量——三次諧波分量

1.2

信號的頻譜方波的時域表示現(xiàn)在是5頁\一共有431頁\編輯于星期六2.信號的頻譜B.方波信號頻譜：將一個信號分解為正弦信號的集合，得到其正弦信號幅值和相位隨角頻率變化的分布，稱為該信號的頻譜。

1.2

信號的頻譜幅度譜相位譜現(xiàn)在是6頁\一共有431頁\編輯于星期六

非周期信號包含了所有可能的頻率成分（0≤w）C.非周期信號傅里葉變換：

通過快速傅里葉變換（FFT）可迅速求出非周期信號的頻譜函數(shù)。離散頻率函數(shù)周期信號連續(xù)頻率函數(shù)非周期信號氣溫波形氣溫波形的頻譜函數(shù)（示意圖）

1.2

信號的頻譜現(xiàn)在是7頁\一共有431頁\編輯于星期六

1.3

模擬信號和數(shù)字信號處理模擬信號的電子電路稱為模擬電路。模擬信號：在時間和幅值上都是連續(xù)的信號。數(shù)字信號：在時間和幅值上都是離散的信號。現(xiàn)在是8頁\一共有431頁\編輯于星期六

1.4放大電路模型電壓增益（電壓放大倍數(shù)）電流增益互阻增益互導(dǎo)增益1.

放大電路的符號及模擬信號放大現(xiàn)在是9頁\一共有431頁\編輯于星期六——負(fù)載開路時的電壓增益A.電壓放大模型——輸入電阻——輸出電阻由輸出回路得則電壓增益為由此可見即負(fù)載的大小會影響增益的大小要想減小負(fù)載的影響，則希望…？（考慮改變放大電路的參數(shù)）理想情況2.

放大電路模型

1.4放大電路模型現(xiàn)在是10頁\一共有431頁\編輯于星期六

另一方面，考慮到輸入回路對信號源的衰減理想情況有要想減小衰減，則希望…？

1.4放大電路模型A.電壓放大模型現(xiàn)在是11頁\一共有431頁\編輯于星期六——負(fù)載短路時的電流增益B.電流放大模型由輸出回路得則電流增益為由此可見要想減小負(fù)載的影響，則希望…？理想情況由輸入回路得要想減小對信號源的衰減，則希望…？理想情況

1.4放大電路模型現(xiàn)在是12頁\一共有431頁\編輯于星期六C.互阻放大模型（自學(xué)）輸入輸出回路沒有公共端D.互導(dǎo)放大模型（自學(xué)）E.隔離放大電路模型

1.4放大電路模型現(xiàn)在是13頁\一共有431頁\編輯于星期六

1.5

放大電路的主要性能指標(biāo)1.輸入電阻現(xiàn)在是14頁\一共有431頁\編輯于星期六

1.5

放大電路的主要性能指標(biāo)2.輸出電阻注意：輸入、輸出電阻為交流電阻現(xiàn)在是15頁\一共有431頁\編輯于星期六

1.5

放大電路的主要性能指標(biāo)3.增益

反映放大電路在輸入信號控制下，將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號能量的能力。其中四種增益常用分貝（dB）表示?，F(xiàn)在是16頁\一共有431頁\編輯于星期六

1.5

放大電路的主要性能指標(biāo)4.頻率響應(yīng)A.頻率響應(yīng)及帶寬電壓增益可表示為

在輸入正弦信號情況下，輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，稱為放大電路的頻率響應(yīng)。或?qū)憺槠渲鞋F(xiàn)在是17頁\一共有431頁\編輯于星期六該圖稱為波特圖縱軸：dB橫軸：對數(shù)坐標(biāo)

1.5

放大電路的主要性能指標(biāo)4.頻率響應(yīng)A.頻率響應(yīng)及帶寬其中普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)現(xiàn)在是18頁\一共有431頁\編輯于星期六

1.5

放大電路的主要性能指標(biāo)4.頻率響應(yīng)B.頻率失真（線性失真）幅度失真：

對不同頻率的信號增益不同產(chǎn)生的失真?，F(xiàn)在是19頁\一共有431頁\編輯于星期六4.頻率響應(yīng)B.頻率失真（線性失真）幅度失真：

對不同頻率的信號增益不同產(chǎn)生的失真。相位失真：

對不同頻率的信號相移不同產(chǎn)生的失真。

1.5

放大電路的主要性能指標(biāo)現(xiàn)在是20頁\一共有431頁\編輯于星期六5.非線性失真

由元器件非線性特性引起的失真。非線性失真系數(shù):endVo1是輸出電壓信號基波分量的有效值，Vok是高次諧波分量的有效值，k為正整數(shù)。

1.5

放大電路的主要性能指標(biāo)現(xiàn)在是21頁\一共有431頁\編輯于星期六2.1集成電路運(yùn)算放大器2運(yùn)算放大器2.2理想運(yùn)算放大器2.3基本線性運(yùn)放電路2.4同相輸入和反相輸入放大電路的其他應(yīng)用現(xiàn)在是22頁\一共有431頁\編輯于星期六在半導(dǎo)體制造工藝的基礎(chǔ)上，把整個電路中元器件制作在一塊硅基片上，構(gòu)成特定功能的電子電路，稱為集成電路。簡單來說，集成電路是把元器件和連接導(dǎo)線全部制作在一小塊硅片上而成的電路。集成電路按其功能來分，有數(shù)字集成電路和模擬集成電路。模擬集成電路種類繁多，有運(yùn)算放大器、寬頻帶放大器、功率放大器、模擬乘法器、模擬鎖相環(huán)、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器、穩(wěn)壓電源和音像設(shè)備中常用的其他模擬集成電路等。§引言現(xiàn)在是23頁\一共有431頁\編輯于星期六模擬集成電路的特點(diǎn)：電阻值不能很大，精度較差，阻值一般在幾十歐至幾十千歐。需要大電阻時，通常用恒流源替代；

電容利用PN結(jié)結(jié)電容，一般不超過幾十pF。需要大電容時，通常在集成電路外部連接。不能制電感，級與級之間用直接耦合；

二極管用三極管的發(fā)射結(jié)代。比如由NPN型三極管短路其中一個PN結(jié)構(gòu)成。現(xiàn)在是24頁\一共有431頁\編輯于星期六運(yùn)算放大器外形圖現(xiàn)在是25頁\一共有431頁\編輯于星期六2.1集成電路運(yùn)算放大器1.集成電路運(yùn)算放大器的內(nèi)部組成單元圖2.1.1集成運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

集成運(yùn)算放大器是一種高電壓增益，高輸入電阻和低輸出電阻的多級直接耦合放大電路?，F(xiàn)在是26頁\一共有431頁\編輯于星期六

運(yùn)算放大器方框圖輸入級：均采用差動放大電路組成，可減小溫度漂移的影響，提高整個電路共模抑制比。2.

中間級：多采用有源負(fù)載的共射極放大電路，有源負(fù)載及復(fù)合管可提高電壓增益。3.

輸出級：互補(bǔ)對稱功放。4.

偏置電路：用以供給各級直流偏置電流，由各種電流源電路組成?，F(xiàn)在是27頁\一共有431頁\編輯于星期六?表示信號從左(輸入端)向右(輸出端)傳輸?shù)姆较?。vNvPvOvNvPvO集成運(yùn)算放大器的符號vN或v–：反相輸入端，信號從此端輸入(vP=0)，輸出信號和輸入信號反相。vP或v+：同相輸入端，信號從此端輸入(vN=0)

，輸出信號和輸入信號同相。vO：輸出端。圖2.1.2運(yùn)算放大器的代表符號（a）國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號（b）國內(nèi)外常用符號現(xiàn)在是28頁\一共有431頁\編輯于星期六2.運(yùn)算放大器的電路模型圖2.1.3運(yùn)算放大器的電路模型通常：開環(huán)電壓增益

Avo的105（很高）

輸入電阻

ri106Ω（很大）

輸出電阻

ro100Ω（很?。?/p>

vO＝Avo(vP－vN)

（V－＜vO

＜V＋）

注意輸入輸出的相位關(guān)系現(xiàn)在是29頁\一共有431頁\編輯于星期六2.運(yùn)算放大器的電路模型當(dāng)Avo(vP－vN)V＋時

vO＝

V＋

當(dāng)Avo(vP－vN)

V-時

vO＝

V-電壓傳輸特性

vO＝

f

(vP－vN)線性范圍內(nèi)

vO＝Avo(vP－vN)Avo——斜率

電路模型中的輸出電壓不可能超越正負(fù)電源的電壓值現(xiàn)在是30頁\一共有431頁\編輯于星期六輸出電壓與其兩個輸入端的電壓之間存在線性放大關(guān)系，即集成運(yùn)放的工作區(qū)域線性區(qū)域：Aod為差模開環(huán)放大倍數(shù)非線性區(qū)域：輸出電壓只有兩種可能的情況：+UOM或-UOMUOM為輸出電壓的飽和電壓。uOuP-uN+UOM-UOM現(xiàn)在是31頁\一共有431頁\編輯于星期六例2.2.1電路如圖2.1.3所示，運(yùn)放的開環(huán)電壓增益Avo=2×105,輸入電阻ri=0.6MΩ，電源電壓V+=+12V,V-=-12V。

(1)試求當(dāng)vo=±Vom=±12V時輸入電壓的最小幅值vP-vN=?輸入電流ii=?

(2)畫出傳輸特性曲線vo=f(vP-vN)。說明運(yùn)放的兩個區(qū)域。

圖2.1.3運(yùn)算放大器的電路模型現(xiàn)在是32頁\一共有431頁\編輯于星期六例2.2.1電路如圖2.1.3所示，運(yùn)放的開環(huán)電壓增益Avo=2×105,輸入電阻ri=0.6MΩ，電源電壓V+=+12V,V-=-12V。

(1)試求當(dāng)vo=±Vom=±12V時輸入電壓的最小幅值vP-vN=?

輸入電流ii=?

圖2.1.3運(yùn)算放大器的電路模型解：由當(dāng)vo=±Vom=±12V時現(xiàn)在是33頁\一共有431頁\編輯于星期六例2.2.1電路如圖2.1.3所示，運(yùn)放的開環(huán)電壓增益Avo=2×105,輸入電阻ri=0.6MΩ，電源電壓V+=+12V,V-=-12V。

(2)畫出傳輸特性曲線vo=f(vP-vN)。說明運(yùn)放的兩個區(qū)域。

解：取a點(diǎn)（+60μV,+12V），b點(diǎn)（-60μV,-12V），連接a、b兩點(diǎn)得ab線段，其斜率Avo=2×105,∣vP-vN∣<60μV時，電路工作在線性區(qū)；∣vP-vN∣>60μV，則運(yùn)放進(jìn)入非線性區(qū)。運(yùn)放的電壓傳輸特性如圖所示。Avo=2×105(+60μV,+12V)(-60μV,-12V)現(xiàn)在是34頁\一共有431頁\編輯于星期六2.2理想運(yùn)算放大器1.

vo的飽和極限值等于運(yùn)放的電源電壓V＋和V－

2.運(yùn)放的開環(huán)電壓增益很高

若（vP－vN）＞0

則vO=+Vom=V＋

若（vP－vN）＜0

則vO=–Vom=V－

3.若V－<vO<V＋

則（vP－vN）0

4.輸入電阻ri的阻值很高

使iP≈0、iN≈0

5.輸出電阻很小，ro

≈0理想：ri≈∞

ro≈0

Avo→∞vo＝Avo(vp－vn)圖2.2.1運(yùn)放的簡化電路模型現(xiàn)在是35頁\一共有431頁\編輯于星期六三、理想運(yùn)放的非線性工作區(qū)+UOMuOu+-u-O-UOM理想特性圖7.1.3集成運(yùn)放的電壓傳輸特性現(xiàn)在是36頁\一共有431頁\編輯于星期六工程上理想運(yùn)放的參數(shù)

1.差模電壓放大倍數(shù)Avd=，實(shí)際上Avd≥80dB即可。

2.差模輸入電阻Rid=，實(shí)際上Rid比輸入端外電路的電阻大2～3個量級即可。3.輸出電阻Ro=0，實(shí)際上Ro比輸入端外電路的電阻小1～2個量級即可。現(xiàn)在是37頁\一共有431頁\編輯于星期六(1)虛短（vp≈vn，或vid＝vp－vn≈0）由于運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)很大，一般都在80

dB以上。而運(yùn)放的輸出電壓是有限的，一般在10

V～14

V。因此運(yùn)放的差模輸入電壓不足1

mV，兩輸入端近似等電位，相當(dāng)于“短路”。開環(huán)電壓放大倍數(shù)越大，兩輸入端的電位越接近相等。

“虛短”是指在分析運(yùn)算放大器處于線性狀態(tài)時，可把兩輸入端視為等電位，這一特性稱為虛假短路，簡稱虛短。顯然不能將兩輸入端真正短路。

理想運(yùn)算放大器的特性現(xiàn)在是38頁\一共有431頁\編輯于星期六(2)虛斷（ip＝-in＝(vp－vn)/ri≈0）

由于運(yùn)放的差模輸入電阻很大，一般都在1

M以上。因此流入運(yùn)放輸入端的電流往往不足1

A，遠(yuǎn)小于輸入端外電路的電流。故通?？砂堰\(yùn)放的兩輸入端視為開路，且輸入電阻越大，兩輸入端越接近開路?！疤摂唷笔侵冈诜治鲞\(yùn)放處于線性狀態(tài)時，可以把兩輸入端視為等效開路，這一特性稱為虛假開路，簡稱虛斷。顯然不能將兩輸入端真正斷路。現(xiàn)在是39頁\一共有431頁\編輯于星期六

理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的幾個重要法則：V–V+–+VoIi+Ii－(2)Ii+=Ii－

=0虛斷(1)V+=V–虛短Ii-－＋∞＋V-V+Ii+Vo∵集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時有：又∵即∴輸入偏流虛短和虛斷現(xiàn)在是40頁\一共有431頁\編輯于星期六

理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)：(2)Ii+=Ii－

=0虛斷仍然成立(1)只要輸入電壓V+與V–不相等，輸出電壓就飽和。即有：對理想運(yùn)算放大器，V+=V-是正負(fù)兩種飽和狀態(tài)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。V–V+–+VoIi+Ii－現(xiàn)在是41頁\一共有431頁\編輯于星期六

綜上所述，在分析具體的集成運(yùn)放應(yīng)用電路時，可將集成運(yùn)放按理想運(yùn)放對待，根據(jù)理想運(yùn)放分別工作在線性區(qū)或者非線性區(qū)的特點(diǎn)來分析電路的工作原理。一般來說集成運(yùn)放引入深度負(fù)反饋時，工作在線性區(qū)；集成運(yùn)放引入正反饋或開環(huán)狀態(tài)時，工作在非線性區(qū)。現(xiàn)在是42頁\一共有431頁\編輯于星期六2.3基本線性運(yùn)放電路2.3.1同相放大電路2.3.2反相放大電路現(xiàn)在是43頁\一共有431頁\編輯于星期六2.3.1同相放大電路（a）電路圖（b）小信號電路模型圖2.3.1同相放大電路1.基本電路

現(xiàn)在是44頁\一共有431頁\編輯于星期六2.3.1同相放大電路2.負(fù)反饋的基本概念

反饋：將放大電路輸出量，通過某種方式送回到輸入回路的過程。

瞬時電位變化極性——某時刻電位的斜率電路有

vo

＝Avo(vp－vn)引入反饋后vn0，vp(vi)不變→(vp－vn)↓→vo↓使輸出減小了，增益Av＝vo/vi下降了，這時的反饋稱為負(fù)反饋?，F(xiàn)在是45頁\一共有431頁\編輯于星期六4.4.2射極偏置電路（1）穩(wěn)定工作點(diǎn)原理

目標(biāo)：溫度變化時，使IC維持恒定。

如果溫度變化時，b點(diǎn)電位能基本不變，則可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。T穩(wěn)定原理：

ICIE

VE、VB不變

VBE

IBIC（反饋控制）1.基極分壓式射極偏置電路(a)原理電路(b)直流通路現(xiàn)在是46頁\一共有431頁\編輯于星期六2.3.1同相放大電路3.虛假短路

圖中輸出通過負(fù)反饋的作用，使vn自動地跟蹤vp，即vp≈vn，或vid＝vp－vn≈0。這種現(xiàn)象稱為虛假短路，簡稱虛短

由于運(yùn)放的輸入電阻ri很大，所以，運(yùn)放兩輸入端之間的

ip＝-in＝(vp－vn)/ri≈0，這種現(xiàn)象稱為虛斷。

由運(yùn)放引入負(fù)反饋而得到的虛短和虛斷兩個重要概念，是分析由運(yùn)放組成的各種線性應(yīng)用電路的利器，必須熟練掌握。現(xiàn)在是47頁\一共有431頁\編輯于星期六2.3.1同相放大電路4.幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的近似計算（1）電壓增益Av

根據(jù)虛短和虛斷的概念有

vp≈vn，ip＝-in＝0所以（可作為公式直接使用）現(xiàn)在是48頁\一共有431頁\編輯于星期六2.3.1同相放大電路4.幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的近似計算（2）輸入電阻Ri

輸入電阻定義根據(jù)虛短和虛斷有

vi＝vp，ii＝ip≈0所以（3）輸出電阻Ro

Ro→0特點(diǎn)：輸入電阻高，輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)

V-=V+=Vi，所以共模輸入等于輸入信號，對運(yùn)放的共模抑制比要求高現(xiàn)在是49頁\一共有431頁\編輯于星期六2.3.1同相放大電路5.電壓跟隨器根據(jù)虛短和虛斷有vo＝vn≈vp＝vi（可作為公式直接使用）輸入電阻大輸出電阻小，能真實(shí)地將輸入信號傳給負(fù)載而從信號源取流很小現(xiàn)在是50頁\一共有431頁\編輯于星期六電壓跟隨器的作用無電壓跟隨器時負(fù)載上得到的電壓電壓跟隨器時ip≈0，vp＝vs根據(jù)虛短和虛斷有vo＝vn≈vp＝vs現(xiàn)在是51頁\一共有431頁\編輯于星期六2.3.2反相放大電路（a）電路圖（b）由虛短引出虛地vn≈0

圖2.3.5反相放大電路1.基本電路

現(xiàn)在是52頁\一共有431頁\編輯于星期六2.幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的近似計算（1）電壓增益Av

根據(jù)虛短和虛斷的概念有

vn≈

vp＝

0

，ii＝0所以i1＝i2

即（可作為公式直接使用）2.3.2反相放大電路特點(diǎn)：反相端為虛地，所以共模輸入可視為0，對運(yùn)放共模抑制比要求低輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)要求放大倍數(shù)較大時，反饋電阻阻值高，穩(wěn)定性差。如果要求放大倍數(shù)100，R1=100K，Rf=10M現(xiàn)在是53頁\一共有431頁\編輯于星期六2.幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的近似計算（2）輸入電阻Ri

（3）輸出電阻Ro

Ro→02.3.2反相放大電路現(xiàn)在是54頁\一共有431頁\編輯于星期六當(dāng)R2>>R3時，（1）試證明Vs＝(R3R1/R2)Im

解（1）根據(jù)虛斷有I1

=0所以I2

=Is

=Vs

/

R1

例2.3.3直流毫伏表電路（2）R1＝R2＝150k，R3＝1k，輸入信號電壓Vs＝100mV時，通過毫伏表的最大電流Im(max)＝？又根據(jù)虛短有Vp

=

Vn

=0R2和R3相當(dāng)于并聯(lián)，所以–I2R2

=R3(I2-Im)所以當(dāng)R2>>R3時，Vs＝(R3R1/R2)Im

（2）代入數(shù)據(jù)計算即可現(xiàn)在是55頁\一共有431頁\編輯于星期六2.4同相輸入和反相輸入放大電路的其他應(yīng)用2.4.1求差電路2.4.2儀用放大器2.4.3求和電路2.4.4積分電路和微分電路現(xiàn)在是56頁\一共有431頁\編輯于星期六2.4.1求差電路

從結(jié)構(gòu)上看，它是反相輸入和同相輸入相結(jié)合的放大電路。當(dāng)則若繼續(xù)有則

根據(jù)虛短、虛斷和N、P點(diǎn)的KCL得：現(xiàn)在是57頁\一共有431頁\編輯于星期六2.4.1求差電路從放大器角度看時，增益為（該電路也稱為差分電路或減法電路）現(xiàn)在是58頁\一共有431頁\編輯于星期六2.4.1求差電路一種高輸入電阻的差分電路現(xiàn)在是59頁\一共有431頁\編輯于星期六2.4.2儀用放大器現(xiàn)在是60頁\一共有431頁\編輯于星期六2.4.3求和電路

根據(jù)虛短、虛斷和N點(diǎn)的KCL得：若則有（該電路也稱為加法電路）現(xiàn)在是61頁\一共有431頁\編輯于星期六2.4.3求和電路的進(jìn)一步討論Vi3-+ARfR'VoIf↓R3I3→Id→Vi2R2I2→Vi1I1→R18.1.1求和電路虛短、虛斷特點(diǎn)：調(diào)節(jié)某一路信號的輸入電阻不影響其他路輸入與輸出的比例關(guān)系；稱為支路增益，一般>11.反相求和電路現(xiàn)在是62頁\一共有431頁\編輯于星期六2.4.4積分電路和微分電路1.積分電路式中，負(fù)號表示vO與vI在相位上是相反的。根據(jù)“虛短”，得根據(jù)“虛斷”，得因此（積分運(yùn)算）即現(xiàn)在是63頁\一共有431頁\編輯于星期六2.4.4積分電路和微分電路1.積分電路根據(jù)“虛短”，得根據(jù)“虛斷”，得因此即又即現(xiàn)在是64頁\一共有431頁\編輯于星期六2.4.4積分電路和微分電路當(dāng)vI為階躍電壓時，有vO與t

成線性關(guān)系1.積分電路現(xiàn)在是65頁\一共有431頁\編輯于星期六積分電路的用途將方波變?yōu)槿遣ìF(xiàn)在是66頁\一共有431頁\編輯于星期六積分電路的用途將三角波變?yōu)檎也ìF(xiàn)在是67頁\一共有431頁\編輯于星期六積分電路的用途tuOO可見，輸出電壓的相位比輸入電壓的相位領(lǐng)先90

。因此，此時積分電路的作用是移相。tuIOUm圖

7.2.17現(xiàn)在是68頁\一共有431頁\編輯于星期六2.4.4積分電路和微分電路2.微分電路根據(jù)“虛短”，得根據(jù)“虛斷”，得因此即現(xiàn)在是69頁\一共有431頁\編輯于星期六uit0t0uo若輸入：則：高頻信號將產(chǎn)生較大的噪聲?，F(xiàn)在是70頁\一共有431頁\編輯于星期六Auo越大，運(yùn)放的線性范圍越小，必須在輸出與輸入之間加負(fù)反饋才能使其擴(kuò)大輸入信號的線性范圍。放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)。分析多個運(yùn)放級聯(lián)組合的線性電路時可以分別對每個運(yùn)放進(jìn)行?，F(xiàn)在是71頁\一共有431頁\編輯于星期六3.1半導(dǎo)體的基本知識3.3二極管3.4二極管基本電路及其分析方法3.5特殊二極管3.2PN結(jié)的形成及特性3

半導(dǎo)體二極管及基本電路現(xiàn)在是72頁\一共有431頁\編輯于星期六3.1半導(dǎo)體的基本知識

3.1.1

半導(dǎo)體材料

3.1.2

半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)

3.1.3

本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電作用

3.1.4

雜質(zhì)半導(dǎo)體現(xiàn)在是73頁\一共有431頁\編輯于星期六導(dǎo)體(conductor)：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體。絕緣體(semiconductor)：有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體(insulator)：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。§3.1.1半導(dǎo)體材料現(xiàn)在是74頁\一共有431頁\編輯于星期六§3.1.1半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。例如：

當(dāng)受外界熱和光的作用時，它的導(dǎo)電能力明顯變化。

往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會使它的導(dǎo)電能力明顯改變?，F(xiàn)在是75頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.1.2半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)GeSi動畫演示現(xiàn)在是76頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.1.2半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)硅和鍺的共價鍵(covalentbond)結(jié)構(gòu)共價鍵共用電子對+4+4+4+4+4表示除去價電子后的原子動畫演示現(xiàn)在是77頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.1.3

本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電作用1.本征半導(dǎo)體(intrinsicorpureinsulator)硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體?，F(xiàn)在是78頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.1.3

本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電作用2.載流子、自由電子和空穴(carrier、freeelectronsandholes)+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子動畫演示現(xiàn)在是79頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.1.3

本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電作用3.載流子的產(chǎn)生與復(fù)合+4+4+4+4本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。動畫演示現(xiàn)在是80頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.1.4雜質(zhì)半導(dǎo)體1.P型半導(dǎo)體+4+4+3+4空穴硼原子P型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。動畫演示現(xiàn)在是81頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.1.4雜質(zhì)半導(dǎo)體2.N型半導(dǎo)體+4+4+5+4多余電子磷原子N型半導(dǎo)體中的載流子是什么？摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱為多數(shù)載流子（多子），空穴稱為少數(shù)載流子（少子）。動畫演示現(xiàn)在是82頁\一共有431頁\編輯于星期六3.2PN結(jié)的形成及特性

3.2.1

載流子的漂移與擴(kuò)散

3.2.2

PN結(jié)的形成

3.2.3

PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

3.2.4

PN結(jié)的反向擊穿

3.2.5

PN結(jié)的電容效應(yīng)現(xiàn)在是83頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.2.2PN結(jié)的形成P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動內(nèi)電場E漂移運(yùn)動擴(kuò)散(diffusion)的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。內(nèi)電場越強(qiáng)，就使漂移(drift)運(yùn)動越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄?？臻g電荷區(qū)，也稱耗盡層?，F(xiàn)在是84頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.2.2PN結(jié)的形成漂移運(yùn)動P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動內(nèi)電場E所以擴(kuò)散和漂移這一對相反的運(yùn)動最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。動畫演示現(xiàn)在是85頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.2.2PN結(jié)的形成－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++空間電荷區(qū)N型區(qū)P型區(qū)電位VV0現(xiàn)在是86頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.2.3PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)(PNjunction)正向偏置－－－－++++內(nèi)電場減弱，使擴(kuò)散加強(qiáng)，擴(kuò)散飄移，正向電流大空間電荷區(qū)變薄PN+_正向電流動畫演示現(xiàn)在是87頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.2.3PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)(PNjunction)反向偏置－－－－++++空間電荷區(qū)變厚NP+_++++－－－－內(nèi)電場加強(qiáng)，使擴(kuò)散停止，有少量飄移，反向電流很小反向飽和電流很小，A級動畫演示現(xiàn)在是88頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.2.4PN結(jié)的反向擊穿

電擊穿

(可逆)

熱擊穿

(不可逆)

擊穿雪崩擊穿(avalanchebreakdown):碰撞,載流子倍增效應(yīng)。齊納擊穿(zenerbreakdown):局部電場增強(qiáng),分離。整流二極管雪崩擊穿(多數(shù))穩(wěn)壓二極管齊納擊穿(多數(shù))擊穿現(xiàn)在是89頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.2.5PN結(jié)的電容效應(yīng)PN結(jié)的兩種電容效應(yīng)：擴(kuò)散電容CD和勢壘電容CBPN結(jié)處于正向偏置時，多子的擴(kuò)散導(dǎo)致在P區(qū)（N區(qū)）靠近結(jié)的邊緣有高于正常情況的電子（空穴）濃度，這種超量的濃度可視為電荷存儲到PN結(jié)的鄰域PN結(jié)的電容效應(yīng)直接影響半導(dǎo)體器件的高頻和開關(guān)性能1.擴(kuò)散電容現(xiàn)在是90頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.2.5PN結(jié)的電容效應(yīng)PN結(jié)反向偏置時，載流子數(shù)目很少，擴(kuò)散電容可忽略1.擴(kuò)散電容現(xiàn)在是91頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.2.5PN結(jié)的電容效應(yīng)勢壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當(dāng)反向偏置電壓變化時，就會引起積累在勢壘區(qū)的空間電荷的變化2.勢壘電容類似于平板電容器兩極板上電荷的變化現(xiàn)在是92頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.2.5PN結(jié)的電容效應(yīng)PN結(jié)的電容效應(yīng)是擴(kuò)散電容和勢壘電容的綜合反映，在高頻運(yùn)用時，須考慮PN結(jié)電容的影響PN結(jié)電容的大小與本身的結(jié)構(gòu)和工藝及外加電壓有關(guān)。正偏時，結(jié)電容較大（主要決定于擴(kuò)散電容）；反偏時，結(jié)電容較?。ㄖ饕獩Q定于勢壘電容）現(xiàn)在是93頁\一共有431頁\編輯于星期六3.3二極管

3.3.1

半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)

3.3.2

二極管的伏安特性

3.3.3

二極管的參數(shù)現(xiàn)在是94頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管(diodeinsulator)圖片現(xiàn)在是95頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管(diodeinsulator)圖片現(xiàn)在是96頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管(diodeinsulator)圖片現(xiàn)在是97頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)

在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。(1)點(diǎn)接觸型二極管(a)點(diǎn)接觸型

二極管的結(jié)構(gòu)示意圖PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路?，F(xiàn)在是98頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)(2)面接觸型二極管PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。(b)面接觸型現(xiàn)在是99頁\一共有431頁\編輯于星期六(3)平面型二極管(c)平面型(4)二極管的代表符號(symbol)anodecathode§

3.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)

往往用于集成電路制造藝中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中?，F(xiàn)在是100頁\一共有431頁\編輯于星期六§

3.3.2PN結(jié)的伏安特性正向特性反向特性反向擊穿特性二極管的伏安特性(volt-amperecharacteristic)曲線的表示式：硅二極管2CP10的V-I特性現(xiàn)在是101頁\一共有431頁\編輯于星期六§3.3.3

二極管的參數(shù)1.最大整流電流

IF

二極管長期運(yùn)行時，允許流過二極管的最大正向平均電流。2.反向擊穿電壓VBR

二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓約為擊穿電壓的一半。3.反向電流

IR

指管子未擊穿時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大?，F(xiàn)在是102頁\一共有431頁\編輯于星期六§2.3.3

二極管的參數(shù)4.二極管的極間電容（parasiticcapacitance）

二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組成：勢壘電容(barrier（depletion）capacitance)CB和擴(kuò)散電容(diffusioncapacitance)CD。勢壘電容：勢壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當(dāng)電壓變化時，就會引起積累在勢壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現(xiàn)出的電容是勢壘電容?，F(xiàn)在是103頁\一共有431頁\編輯于星期六§2.3.3

二極管的參數(shù)4.二極管的極間電容擴(kuò)散電容：為了形成正向電流（擴(kuò)散電流），注入P區(qū)的少子（電子）在P

區(qū)有濃度差，越靠近PN結(jié)濃度越大，即在P區(qū)有電子的積累。同理，在N區(qū)有空穴的積累。正向電流大，積累的電荷多。這樣所產(chǎn)生的電容就是擴(kuò)散電容CD。P+-NCB在高頻和反向偏置時明顯。CD在正向偏置時明顯?，F(xiàn)在是104頁\一共有431頁\編輯于星期六§3.3.3

二極管的參數(shù)5.微變電阻rDiDvDIDVDQiDvDrD是二極管特性曲線上工作點(diǎn)Q附近電壓的變化與電流的變化之比：顯然，rD是對Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。現(xiàn)在是105頁\一共有431頁\編輯于星期六3.4

二極管基本電路及其分析方法

3.4.1

簡單二極管電路的圖解分析方法

3.4.2

二極管電路的簡化模型分析方法現(xiàn)在是106頁\一共有431頁\編輯于星期六§3.4.2二極管電路的簡化模型分析方法1.理想模型（idealdiode)vDiD

當(dāng)電源電壓遠(yuǎn)比二極管的管壓降大時，利用此模型作近似分析。iDvD現(xiàn)在是107頁\一共有431頁\編輯于星期六2.恒壓降模型（offsetmodel)

二極管導(dǎo)通后，認(rèn)為其壓降是恒定的，典型值為0.7V，只有當(dāng)二極管的電流大于等于1mA時，才是正確的。vDiDvDiDVth§3.4.2二極管電路的簡化模型分析方法現(xiàn)在是108頁\一共有431頁\編輯于星期六3.折線模型(piecewiselineardiodemodel)

認(rèn)為其壓降不是恒定的，而是隨著二極管電流的增加而增加，用一個電池與一個電阻的串聯(lián)來進(jìn)一步的近似。rD近似為200Ω。vDiDVth≈0.5VvDVthrDiD§3.4.2二極管電路的簡化模型分析方法現(xiàn)在是109頁\一共有431頁\編輯于星期六4.小信號模型(smallsignalmodel)

當(dāng)二極管在其伏安特性的某一小范圍內(nèi)工作，可以把伏安特性看出一條直線。小信號模型的微變等效電阻rd＝26（mv）/ID。vDiDΔvDΔiDΔiDΔvDrD§3.4.2二極管電路的簡化模型分析方法現(xiàn)在是110頁\一共有431頁\編輯于星期六

應(yīng)用舉例1.整流電路二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管的正向?qū)娮铻榱悖ê雎远O管正向壓降），反向電阻為無窮大DRvOvs+-vsvO現(xiàn)在是111頁\一共有431頁\編輯于星期六

應(yīng)用舉例

2.二極管的靜態(tài)工作情況分析理想模型（R=10k）（1）VDD=10V時恒壓模型（硅二極管典型值）折線模型（硅二極管典型值）設(shè)（2）VDD=1V時（自看）+-iDVDDvDR現(xiàn)在是112頁\一共有431頁\編輯于星期六

3.限幅電路

應(yīng)用舉例有一限幅電路如圖所示，R=1k，VREF=3V,二極管為硅二極管。分別用理想模型和恒壓降模型求解一下兩問：（１）vI=0V、4V、6V時，求相應(yīng)的輸出電壓vO的值；（２）當(dāng)vI=６sinwt(V)時，繪出相應(yīng)的輸出電壓波形．現(xiàn)在是113頁\一共有431頁\編輯于星期六

4.開關(guān)電路

應(yīng)用舉例+5VvI1vI2VCC&4.7kvO

5.低電壓穩(wěn)壓電路現(xiàn)在是114頁\一共有431頁\編輯于星期六6.小信號工作情況分析

應(yīng)用舉例求vD、iDvi=

0.1sintVVDD=

5V，VD0.7VID=(5-0.7)/5k=0.86mA靜態(tài)分析vi=0動態(tài)分析VDD=0疊加原理現(xiàn)在是115頁\一共有431頁\編輯于星期六3.5特殊體二極管

3.5.1

齊納二極管

3.5.2

變?nèi)荻O管

3.5.4

光電子器件1.光電二極管2.發(fā)光二極管3.激光二極管現(xiàn)在是116頁\一共有431頁\編輯于星期六§3.5.1齊納二極管vZ/ViZ/mAIZIZmaxVZIZ穩(wěn)壓誤差曲線越陡，電壓越定。+－VZ動態(tài)電阻：rz越小，穩(wěn)壓性能越好?，F(xiàn)在是117頁\一共有431頁\編輯于星期六（4）穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。（5）最大允許功耗穩(wěn)壓管（zenerdiode)的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓

VZ（2）電壓溫度系數(shù)U（%/℃）

穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。（3）動態(tài)電阻§3.5.1齊納二極管現(xiàn)在是118頁\一共有431頁\編輯于星期六穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路§3.5.1齊納二極管負(fù)載增加IoVO(VZ)

IR

VO(VZ)

IZ

IR電源電壓波動VI增加使VO

VZ

IZ

IR

VO

現(xiàn)在是119頁\一共有431頁\編輯于星期六小結(jié):PN結(jié)的形成及特性。二極管應(yīng)用電路的分析與計算。穩(wěn)壓電路的設(shè)計原則。現(xiàn)在是120頁\一共有431頁\編輯于星期六☆☆第四章雙極型三極管及放大電路基礎(chǔ)4.1半導(dǎo)體三極管（BJT—雙結(jié)晶體管）4.2共射極放大電路4.3放大電路分析方法4.4放大電路的穩(wěn)定工作點(diǎn)問題4.5共集電極和共基極放大電路4.7放大電路的頻率特性4.6組合放大電路現(xiàn)在是121頁\一共有431頁\編輯于星期六第4章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)按頻率：高頻管、低頻管按功率：按材料：小、中、大功率管硅管、鍺管按類型：NPN型、PNP型半導(dǎo)體三極管:是具有電流放大功能的元件三極管分類：§4.1

半導(dǎo)體三極管（BJT—雙結(jié)晶體管）現(xiàn)在是122頁\一共有431頁\編輯于星期六4.1.1

基本結(jié)構(gòu)NNPNPN型becbecPNP型PPN基極發(fā)射極集電極beciBiEiCbeciBiEiCNPN型三極管符號PNP型三極管符號發(fā)射極箭頭表示：當(dāng)發(fā)射結(jié)正偏時，電流的流向。發(fā)射極集電極基極集電極電流發(fā)射極電流現(xiàn)在是123頁\一共有431頁\編輯于星期六基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)Je集電結(jié)JcbecNNP基極發(fā)射極集電極集電區(qū)：面積最大問題：c、e兩極可否互換？BJT結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：現(xiàn)在是124頁\一共有431頁\編輯于星期六?發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高；?集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大；?基區(qū)很薄，一般在幾個微米至幾十個微米，且摻雜濃度最低。管芯結(jié)構(gòu)剖面圖BJT結(jié)構(gòu)剖面圖：現(xiàn)在是125頁\一共有431頁\編輯于星期六☆三極管的基本接法共集電極接法：c作為公共端；b為輸入端，e為輸出端；

共基極接法：b作為公共端，e為輸入端，

c為輸出端。共發(fā)射極接法：e作為公共端；b為輸入端，c為輸出端；現(xiàn)在是126頁\一共有431頁\編輯于星期六4.1.2

BJT的電流分配和放大原理becNNPEBRBECRC在三極管內(nèi)部：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏PNP管發(fā)射結(jié)正偏VB<VE集電結(jié)反偏VC<VB即VC<VB<VE1.三極管放大的條件從外部的電位看：

NPN管

發(fā)射結(jié)正偏：VB>VE（EB來實(shí)現(xiàn)）集電結(jié)反偏：VC>VB

（EC來實(shí)現(xiàn)）

即

VC>VB>VE共射放大電路組成現(xiàn)在是127頁\一共有431頁\編輯于星期六4.1.2BJT的電流分配與放大原理2.內(nèi)部載流子的傳輸過程

三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子

以上看出，三極管內(nèi)有兩種載流子(自由電子和空穴)參與導(dǎo)電，故稱為雙極型三極管?；駼JT(BipolarJunctionTransistor)。

（以NPN為例）放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過程集電區(qū)：收集載流子基區(qū)：傳送和控制載流子IE=IB+IC現(xiàn)在是128頁\一共有431頁\編輯于星期六

、

為電流放大系數(shù)，它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般

1，≈幾十。3.三極管電流分配關(guān)系現(xiàn)在是129頁\一共有431頁\編輯于星期六IE＝IC＋I(xiàn)B（3）

（4）（2）（1）☆4.三極管的電流分配關(guān)系總結(jié)（5）電流放大系數(shù)現(xiàn)在是130頁\一共有431頁\編輯于星期六

發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端1.共發(fā)射極電路輸入回路輸出回路ICVBBmAAVCEVBERBIBVCC++––––++注意：T的類型與VBE、IB、VCE、IC極性ebc4.1.3BJT的特性曲線

現(xiàn)在是131頁\一共有431頁\編輯于星期六vCE=0V+-bce共射極放大電路VBBVCCvBEiCiB+-vCE

iB=f(vBE)

vCE=常數(shù)vCE=0VvCE

1V(1)當(dāng)vCE=0V時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。（以共射極放大電路為例）1.輸入特性曲線(2)當(dāng)vCE≥1V時，vCB=vCE-vBE>0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的vBE

下IB減小，特性曲線右移?，F(xiàn)在是132頁\一共有431頁\編輯于星期六(3)輸入特性曲線的三個部分①死區(qū)

②非線性區(qū)③線性區(qū)

結(jié)論：整體是非線性的，局部可看作是線性的現(xiàn)在是133頁\一共有431頁\編輯于星期六2.輸出特性IB=020A40A60A80A100A36iC(mA)1234vCE(V)912O放大區(qū)輸出特性曲線通常分三個工作區(qū)：(1)放大區(qū)

在放大區(qū)有iC=iB

，也稱為線性區(qū)，具有恒流特性。

在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。+-bceRL現(xiàn)在是134頁\一共有431頁\編輯于星期六iB=020A40A60A80A100A36iC(mA)1234vCE(V)912O（2）截止區(qū)iB＝0以下區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)，有iC=ICEO0

。

在截止區(qū)發(fā)射結(jié)Je處于反向偏置，集電結(jié)Jc處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。飽和區(qū)截止區(qū)（3）飽和區(qū)

當(dāng)vCEvBE時，晶體管工作于飽和狀態(tài)。

在飽和區(qū)，IBIC，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。

深度飽和時，硅管vCES0.3V，

鍺管vCES0.1V。VCES現(xiàn)在是135頁\一共有431頁\編輯于星期六放大區(qū)：Je正偏，Jc反偏；

IC=IB,且

iC=

iB；

VC>VB>VE。(2)飽和區(qū):Je正偏，Jc正偏；即vCEvBE

，vCE0.3V

；

iC

<iB

。(3)截止區(qū):Je反偏或零偏

，VBE<Vth0，

iB=0，

iC=ICEO0

☆

輸出特性三個區(qū)域的特點(diǎn):現(xiàn)在是136頁\一共有431頁\編輯于星期六

測量三極管三個電極對地電位，試判斷三極管的工作狀態(tài)。

放大,硅管截止飽和-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大Vc>Vb>Ve放大Vc<Vb<Ve例1：若將3.3V改為3.7V呢?現(xiàn)在是137頁\一共有431頁\編輯于星期六例2：

圖中已標(biāo)出各硅晶體管電極的電位，判斷晶體管的狀態(tài)。VBE=－0.7（V），Je正偏；VCE=－5V，Jc反偏，PNP管為放大狀態(tài)。放大飽和截止現(xiàn)在是138頁\一共有431頁\編輯于星期六4.1.4主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(shù)定義交流電流放大系數(shù)定義當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時，

表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計電路、選用晶體管的依據(jù)。注意：

和

的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且ICE0較小的情況下，兩者數(shù)值接近。常用晶體管的

值在20~200之間?，F(xiàn)在是139頁\一共有431頁\編輯于星期六IB=020A40A60A80A100A36iC(mA)1234vCE(V)9120Q1Q2在Q1點(diǎn)，有由Q1和Q2點(diǎn)，得在以后的計算中，一般作近似處理：=

。例：

三極管輸出特性如圖，在VCE=6V時，在Q1

點(diǎn)IB=40A,IC=1.5mA；在Q2

點(diǎn)IB=60A,IC=2.3mA。求和現(xiàn)在是140頁\一共有431頁\編輯于星期六1.集-基極反向截止電流ICBO

ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動所形成的電流，受溫度的影響大。溫度ICBOICBOA+–EC2.集-射極反向截止電流(穿透電流)ICEOAICEOIB=0+–

ICEO受溫度的影響大。溫度ICEO，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。2.極間反向電流現(xiàn)在是141頁\一共有431頁\編輯于星期六1.

集電極最大允許電流ICM2.

集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO

集電極電流IC上升會導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為ICM。

當(dāng)集—射極之間的電壓UCE超過一定的數(shù)值時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數(shù)值是25C、基極開路時的擊穿電壓U(BR)

CEO。3.

集電極最大允許耗散功耗PCMPCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過大，溫升過高會燒壞三極管。PC

PCM=ICUCE

硅管允許結(jié)溫約為150C，鍺管約為7090C。3.極限參數(shù)：現(xiàn)在是142頁\一共有431頁\編輯于星期六ICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)由三個極限參數(shù)可畫出三極管的安全工作區(qū)ICUCEO現(xiàn)在是143頁\一共有431頁\編輯于星期六1.對于硅三極管來說其死區(qū)電壓約為（）。

A、0.1VB、0.5VC、0.7V課后自測題2.鍺三極管的導(dǎo)通壓UBE約為（）。

A、0.1VB、0.3VC、0.5V3.測得三極管三個電極的靜態(tài)電流分別為0.06mA，

3.66mA和3.6mA。則該管的為（）。

A、40B、50C、604.三極管能夠放大的外部條件是（）。

A、發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏

B、發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏

C、發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏現(xiàn)在是144頁\一共有431頁\編輯于星期六課后自測題5.當(dāng)三極管工作于飽和狀態(tài)時，其（）。

A、發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏

B、發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏

C、發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏6.反向飽和電流越小，三極管的穩(wěn)定性能（）。

A、越好B、越差C、無變化7.與鍺三極管相比，硅三極管的溫度穩(wěn)定性能（）。

A、高B、低C、一樣8.溫度升高，三極管的電流放大系數(shù)β（）。

A、增大B、減小C、不變現(xiàn)在是145頁\一共有431頁\編輯于星期六課后自測題9.溫度升高，三極管的管壓降|UBE|（）。

A、升高B、降低C、不變10.對PNP型三極管來說，當(dāng)其工作于放大狀態(tài)時，（）極的電位最低。

A、發(fā)射極B、基極C、集電極11.測得三極管三個電極對地的電壓分別為-2V、-8V、-2.2V，則該管為（）。

A、NPN型鍺管B、PNP型鍺管C、PNP型硅管12.測得三極管三個電極對地的電壓分別為2V、6V、-2.2V，則該管（）。

A、處于飽和狀態(tài)B、放大狀態(tài)

C、截止?fàn)顟B(tài)D、已損壞

現(xiàn)在是146頁\一共有431頁\編輯于星期六

輸入電阻

輸出電阻

電壓放大模型

電流放大模型

1.2.1

什么叫信號放大

1.2.2

放大電路模型

1.2.3

☆放大電路的主要性能指標(biāo)

增益（放大倍數(shù)）

互阻放大模型

互導(dǎo)放大模型

頻率響應(yīng)及帶寬

非線性失真☆§1.2放大電路的基本知識現(xiàn)在是147頁\一共有431頁\編輯于星期六現(xiàn)在是148頁\一共有431頁\編輯于星期六基本放大電路組成框圖

基本放大電路一般是指由一個三極管與相應(yīng)元件組成的三種基本組態(tài)放大電路,放大電路有幾個部分組成。共發(fā)射極、共集電極、共基極。①信號源，②放大電路，③負(fù)載（①當(dāng)RL時，稱為開路；②負(fù)載可以是電阻,也可以是電路等）。現(xiàn)在是149頁\一共有431頁\編輯于星期六

1.放大電路主要利用三極管或場效應(yīng)管的控制作用放大微弱信號，輸出信號在電壓或電流的幅度上得到了放大，輸出信號的能量得到了加強(qiáng)。2.輸出信號的能量實(shí)際上是由直流電源提供的，只是經(jīng)過三極管的控制，使之轉(zhuǎn)換成信號能量，提供給負(fù)載。因此對于能量來說只是控制和轉(zhuǎn)換,不是放大。信號放大的概念現(xiàn)在是150頁\一共有431頁\編輯于星期六電壓增益（電壓放大倍數(shù)）電流增益互阻增益互導(dǎo)增益信號源負(fù)載放大的四種類型：現(xiàn)在是151頁\一共有431頁\編輯于星期六

放大電路是一個雙口網(wǎng)絡(luò)。從端口特性來研究放大電路，可將其等效成具有某種端口特性的等效電路。信號源負(fù)載輸入端口可以等效為一個輸入電阻

輸出端口可以等效為一個輸出電阻1.2.2

放大電路模型（緒論內(nèi)容）放大電路模型現(xiàn)在是152頁\一共有431頁\編輯于星期六負(fù)載開路時的電壓增益由輸出回路得則電壓增益為1.☆

電壓放大電路的幾種增益輸入電阻輸出電阻放大電路模型現(xiàn)在是153頁\一共有431頁\編輯于星期六電壓放大模型電流放大模型

關(guān)心輸出電流與輸入電流的關(guān)系電流放大電路模型現(xiàn)在是154頁\一共有431頁\編輯于星期六由可見，Ri是反映放大電路對信號源衰減的重要參數(shù),Ri應(yīng)盡量大一些。利用電壓Vi和Vs求Ri:2.輸入電阻現(xiàn)在是155頁\一共有431頁\編輯于星期六定義注意：輸入、輸出電阻為交流電阻由可見Ro是描述放大電路帶負(fù)載能力的重要參數(shù)，Ro應(yīng)盡量小一點(diǎn)。3.輸出電阻利用測得電壓V'o和Vo，求Ro:(V'o－Vo)/Ro＝Vo/RL空載現(xiàn)在是156頁\一共有431頁\編輯于星期六

反映放大電路在輸入信號控制下，將電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號能量的能力“甲放大電路的增益為20倍”和“乙放大電路的增益為20dB”，問哪個電路的增益大？四種增益其中工程上常用對數(shù)增益，以分貝（dB）表示3.對數(shù)增益（放大倍數(shù)用分貝值表示）現(xiàn)在是157頁\一共有431頁\編輯于星期六A.頻率響應(yīng)及帶寬電壓增益可表示為

在輸入正弦信號情況下，輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，稱為放大電路的頻率響應(yīng)?；?qū)憺槠渲?.頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）現(xiàn)在是158頁\一共有431頁\編輯于星期六其中普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)高頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)3dB頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）3dB頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）4.頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）現(xiàn)在是159頁\一共有431頁\編輯于星期六

由元器件非線性特性引起的信號波形失真。5.非線性失真削底削頂現(xiàn)在是160頁\一共有431頁\編輯于星期六6.書中有關(guān)符號的約定

大寫字母、大寫下標(biāo)表示直流量。如，VCE、IC等。

小寫字母、大寫下標(biāo)表示總量（含交、直流）。如，vCE、iB等。

小寫字母、小寫下標(biāo)表示純交流量。如，vce、ib等。

上方有圓點(diǎn)的大寫字母、小寫下標(biāo)表示相量。如、等。現(xiàn)在是161頁\一共有431頁\編輯于星期六

電路組成

簡化電路及習(xí)慣畫法

簡單工作原理

放大電路的靜態(tài)和動態(tài)

直流通路和交流通路§4.2共射極放大電路現(xiàn)在是162頁\一共有431頁\編輯于星期六輸入回路（基極回路）輸出回路（集電極回路）基極直流電源EB

集電極直流電源EC隔直耦合電容：Cb1、Cb2;基極電阻Rb，

集電極電阻Rc1.電路組成輸入電壓ui

;輸出電壓uo作用：保證T的放大條件隔離直流，傳遞交流交流信號是工作對象調(diào)節(jié)電流，轉(zhuǎn)換信號形式現(xiàn)在是163頁\一共有431頁\編輯于星期六習(xí)慣畫法

共射極基本放大電路2.簡化電路及習(xí)慣畫法現(xiàn)在是164頁\一共有431頁\編輯于星期六vi=0vi=Vsint3.放大工作原理現(xiàn)在是165頁\一共有431頁\編輯于星期六

靜態(tài)：輸入信號為零（vi=0或ii=0）時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)。

動態(tài)：輸入信號不為零時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)。

電路處于靜態(tài)時，三極管個電極的電壓、電流在特性曲線上確定為一點(diǎn)，稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，常稱為Q點(diǎn)。一般用IB、IC、和VCE

（或IBQ、ICQ、和VCEQ

）表示。4.

放大電路的靜態(tài)和動態(tài)現(xiàn)在是166頁\一共有431頁\編輯于星期六

直流通路②

交流通路畫法：將直流電源和耦合電容看作短路。5.直流通路和交流通路①直流通路畫法：直流不通的元件去掉。icvce+-交流通路直流通路：直流流經(jīng)的路徑。交流通路：交流流經(jīng)的路徑。交通畫法要領(lǐng)：抓住T的三極，注意電阻變動

直流電路、交流電路都是電路的組成部分，在電路中是一個整體，只是要在概念上要能區(qū)分開來！現(xiàn)在是167頁\一共有431頁\編輯于星期六☆6、放大電路的組成條件(1)晶體管必須工作在放大區(qū)，故發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。(2)正確設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，避免信號出現(xiàn)非線性失真。(3)輸入回路能將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。(4)輸出回路可將變化的輸出電流轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的輸出電壓,

傳輸給負(fù)