電子技術(shù)課件

（1-1）電子技術(shù)

（1-2）模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)電子技術(shù)分為：（1-3）1.模擬電子技術(shù)(32)第1章的1.2(4)

、第2章(6)、第3章(10)、第4章(4)、第6章(8)、第7章(4)2.數(shù)字電子技術(shù)(32)第1章部分(2)、第5章(6)、第8章(8)、第9章(8)、第10章(6)電子技術(shù)學(xué)時一般分配：（1-4）傳感器放大器濾波器模數(shù)轉(zhuǎn)換計算機系統(tǒng)數(shù)模轉(zhuǎn)換濾波器功率放大器執(zhí)行機構(gòu)電耦（熱敏電阻）、麥克風(fēng)等電爐（加熱）、揚聲器等數(shù)字電路電子系統(tǒng)方框圖現(xiàn)場模擬信號（1-5）例1：簡單的溫度控制R1-R3：標(biāo)準(zhǔn)電阻Ua

：

基準(zhǔn)電壓Rt

：熱敏電阻A：電壓放大器RtTUO室溫T

溫度調(diào)節(jié)過程UbUO1UscuoR1aR2+R3Rt

功放b溫控室A+-加熱元件信號處理顯示溫度一般是數(shù)字電路uo1（1-6）

電路模擬電路數(shù)字電路模擬電路和數(shù)字電路一般區(qū)別工作信號模擬量數(shù)字量電路功能實現(xiàn)模擬信號的放大、變換和產(chǎn)生在輸入、輸出的數(shù)字量之間實現(xiàn)一定的邏輯關(guān)系對電路參數(shù)、電源電壓等要求要求比較嚴(yán)格，與精度有關(guān)允許有較大的誤差

三極管的作用放大器件開關(guān)器件三極管的工作區(qū)主要工作在放大（線性）區(qū)主要工作在飽和和截止區(qū)（1-7）電路模擬電路數(shù)字電路以上是模擬電路和數(shù)字電路的區(qū)別，它們的共同點是：電路都是由二極管、三極管和場效應(yīng)管等組成。主要分析方法圖解法、微變等效電路法邏輯代數(shù)、真值表等（1-8）第一章數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識§1.1數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識§1.2邏輯代數(shù)及運算規(guī)則§1.3邏輯函數(shù)的表示法§1.4邏輯函數(shù)的化簡（1-9）§1.1數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識1.1.1數(shù)字信號和模擬信號電子電路中的信號模擬信號數(shù)字信號時間連續(xù)的信號時間和幅度都是離散的（1-10）模擬信號：tu正弦波信號t鋸齒波信號u（1-11）研究模擬信號時，我們注重電路輸入、輸出信號間的大小、相位關(guān)系。相應(yīng)的電子電路就是模擬電路，包括交直流放大器、濾波器、信號發(fā)生器等。在模擬電路中，晶體管一般工作在放大狀態(tài)。（1-12）數(shù)字信號：數(shù)字信號產(chǎn)品數(shù)量的統(tǒng)計。數(shù)字表盤的讀數(shù)。數(shù)字電路信號：tu（1-13）研究數(shù)字電路時注重電路輸出、輸入間的邏輯關(guān)系，因此不能采用模擬電路的分析方法。主要的工具是邏輯代數(shù)，電路的功能用真值表、邏輯表達(dá)式及波形圖表示。在數(shù)字電路中，三極管工作在開關(guān)狀態(tài)，即工作在飽和和截止?fàn)顟B(tài)。（1-14）1.1.2

數(shù)制（1）十進(jìn)制：表示數(shù)的十個數(shù)碼：1、2、3、4、5、6、7、8、9、0運算法則：逢十進(jìn)一157=權(quán)：例如：通式：（1-15）若在數(shù)字電路中采用十進(jìn)制，必須要有十個電路狀態(tài)與十個記數(shù)碼相對應(yīng)。這樣將在技術(shù)上帶來許多困難，而且很不經(jīng)濟。（1-16）（2）二進(jìn)制：以二為基數(shù)的記數(shù)體制表示數(shù)的兩個數(shù)碼：0、1運算法則：逢二進(jìn)一（1001）B==(9)D權(quán)：通式：（1-17）優(yōu)缺點用電路的兩個狀態(tài)---開關(guān)來表示二進(jìn)制數(shù)，數(shù)碼的存儲和傳輸簡單、可靠。位數(shù)較多，使用不便；不合人們的習(xí)慣，輸入時將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，運算結(jié)果輸出時再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。（1-18）（3）十六進(jìn)制：十六進(jìn)制記數(shù)碼：1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)(4E6)H=4162+14161+6160=(1254)D（1-19）十六進(jìn)制與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換：(0101

1001)B=[027+126+025+124+123+022+021+120]D=[(023+122+021+120)161+(123+022+021+120)160]D=(59)H每四位2進(jìn)制數(shù)對應(yīng)一位16進(jìn)制數(shù)（1-20）十六進(jìn)制與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換：(10011100101101001000)Ｂ=從末位開始四位一組(1001

1100

1011

0100

1000)Ｂ

=()H84BC9=(9CB48)H（1-21）十進(jìn)制與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換，可以用二除十進(jìn)制數(shù)，余數(shù)是二進(jìn)制數(shù)的第0位，然后依次用二除所得的商，余數(shù)依次是K1、K2、……。轉(zhuǎn)換方法（4）十進(jìn)制與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換：（1-22）225

余1

K0122

余0

K162

余0

K232

余1

K312

余1

K40轉(zhuǎn)換過程：(25)D=(11001)B（1-23）1.1.3二進(jìn)制碼數(shù)字系統(tǒng)的信息數(shù)值文字符號二進(jìn)制代碼編碼為了表示字符（1-24）為了分別表示N個字符，所需的二進(jìn)制數(shù)的最小位數(shù)：編碼可以有多種，數(shù)字電路中所用的主要是二–十進(jìn)制碼（BCD碼）。BCD------Binary-Coded-Decimal（1-25）在BCD碼中，用四位二進(jìn)制數(shù)表示0~9十個數(shù)碼。四位二進(jìn)制數(shù)最多可以表示16個字符，因此0~9十個字符與這16中組合之間可以有多種情況，不同的對應(yīng)便形成了一種編碼。這里主要介紹：8421碼5421碼余3碼2421碼（1-26）在BCD碼中，十進(jìn)制數(shù)(N)D

與二進(jìn)制編碼(K3K2K1K0)B的關(guān)系可以表示為：(N)D=W3K3+W2K2+W1K1+W0K0W3~W0為二進(jìn)制各位的權(quán)重所謂的8421碼，就是指各位的權(quán)重是8、4、2、1。（1-27）000000010010001101100111100010011010101111011110111101011100010001236789101113141551240123578964012356789403456782910123678549二進(jìn)制數(shù)自然碼8421碼2421碼5421碼余三碼（1-28）§1.2邏輯代數(shù)及運算規(guī)則1.2.1邏輯代數(shù)與基本邏輯關(guān)系在數(shù)字電路中，我們要研究的是電路的輸入輸出之間的邏輯關(guān)系，所以數(shù)字電路又稱邏輯電路，相應(yīng)的研究工具是邏輯代數(shù)（布爾代數(shù)）。在邏輯代數(shù)中，邏輯函數(shù)的變量只能取兩個值（二值變量），即0和1，中間值沒有意義，這里的0和1只表示兩個對立的邏輯狀態(tài)，如電位的低高（0表示低電位，1表示高電位）、開關(guān)的開合等。（1-29）（1）“與”邏輯A、B、C都具備時，事件F才發(fā)生。EFABC&ABCF邏輯符號（1-30）F=A?B?C邏輯式邏輯乘法邏輯與AFBC00001000010011000010101001101111真值表（1-31）（2）“或”邏輯A、B、C只有一個具備時，事件F就發(fā)生。1ABCF邏輯符號AEFBC（1-32）F=A+B+C邏輯式邏輯加法邏輯或AFBC00001001010111010011101101111111真值表（1-33）（3）“非”邏輯A具備時，事件F不發(fā)生；A不具備時，事件F發(fā)生。邏輯符號AEFRAF1（1-34）邏輯式邏輯非邏輯反真值表AF0110（1-35）（4）幾種常用的復(fù)合邏輯“與”、“或”、“非”是三種基本的邏輯關(guān)系，任何其它的邏輯關(guān)系都可以以它們?yōu)榛A(chǔ)表示。與非：條件A、B、C都具備，則F不發(fā)生。&ABCF（1-36）或非：條件A、B、C任一具備，則F發(fā)生。1ABCF異或：條件A、B有一個具備，另一個不具備則F發(fā)生。=1ABCF（1-37）（5）幾種基本的邏輯運算從三種基本的邏輯關(guān)系，我們可以得到以下邏輯運算：0?0=0?1=1?0=01?1=10+0=00+1=1+0=1+1=1（1-38）1.2.2邏輯代數(shù)的基本定律一、基本運算規(guī)則A+0=AA+1=1A?0=0?A=0A?1=A（1-39）二、基本代數(shù)規(guī)律交換律結(jié)合律分配律A+B=B+AA?B=B?AA+(B+C)=(A+B)+C=(A+C)+BA?(B?C)=(A?B)?CA(B+C)=A?B+A?CA+B?C=(A+B)(A+C)普通代數(shù)不適用!（1-40）三、吸收規(guī)則1、原變量的吸收：A+AB=A證明：A+AB=A(1+B)=A?1=A利用運算規(guī)則可以對邏輯式進(jìn)行化簡。例如：被吸收（1-41）2、反變量的吸收：證明：例如：被吸收（1-42）3、混合變量的吸收：證明：例如：1吸收（1-43）4、摩根定理：可以用列真值表的方法證明：（1-44）四、基本定理：1、代入定理在任何一個包含變量Ａ的邏輯等式中，若以另外一個邏輯代入式中所有Ａ的位置，則等式仍然成立，這就是所謂代入定理。（1-45）2、反演定理對于任意一個邏輯式Ｙ，將“+”“.”將“.”“+”將“0”“1”將“1”“0”原變量變?yōu)榉醋兞?，反變量變?yōu)樵兞縿t得到的結(jié)果就是Ｙ這個規(guī)律叫著反演定理（1-46）3、對偶定理對于任意一個邏輯式Ｙ，將“+”“.”將“.”“+”將“0”“1”將“1”“0”則得到的結(jié)果就是Ｙ的對偶式Ｙ’。若兩邏輯式相等，則它們的對偶式也相等，這就是對偶定理（1-47）§1.3邏輯函數(shù)的表示法1.3.1真值表：將輸入、輸出的所有可能狀態(tài)一一對應(yīng)地列出。（1-48）請注意n個變量可以有2n個組合，一般按二進(jìn)制的順序，輸出與輸入狀態(tài)一一對應(yīng)，列出所有可能的狀態(tài)。（1-49）1.3.2邏輯函數(shù)式把邏輯函數(shù)的輸入、輸出關(guān)系寫成與、或、非等邏輯運算的組合式，即邏輯代數(shù)式，稱為邏輯函數(shù)式，我們通常采用“與或”的形式。比如：若表達(dá)式中的乘積包含了所有變量的原變量或反變量，則這一項稱為最小項，上式中每一項都是最小項。若兩個最小項只有一個變量以原、反區(qū)別，稱它們邏輯相鄰。（1-50）邏輯相鄰邏輯相鄰的項可以合并，消去一個因子（1-51）1.3.3卡諾圖：將n個輸入變量的全部最小項用小方塊陣列圖表示，并且將邏輯相臨的最小項放在相臨的幾何位置上，所得到的陣列圖就是n變量的卡諾圖?？ㄖZ圖的每一個方塊（最小項）代表一種輸入組合，并且把對應(yīng)的輸入組合注明在陣列圖的上方和左方。（1-52）AB0101ABC0001111001兩變量卡諾圖三變量卡諾圖（1-53）ABCD0001111000011110四變量卡諾圖單元編號0010，對應(yīng)于最小項：ABCD=0100時函數(shù)取值函數(shù)取0、1均可，稱為無所謂狀態(tài)。只有一項不同xx（1-54）有時為了方便，用二進(jìn)制對應(yīng)的十進(jìn)制表示單元編號。ABC0001111001F(A,B,C)=(1,2,4,7)1,2,4,7單元取1，其它取0（1-55）ABCD0001111000011110（1-56）1.3.4邏輯圖：把相應(yīng)的邏輯關(guān)系用邏輯符號和連線表示出來。&AB&CD1FF=AB+CD（1-57）

§1.4邏輯函數(shù)的化簡1.4.1利用邏輯代數(shù)的基本公式：例1：反變量吸收提出AB=1提出A為什么要化簡？（1-58）例2：反演配項被吸收被吸收（1-59）例3：黑板（1-60）？AB=ACB=C?A+B=A+CB=C?請注意與普通代數(shù)的區(qū)別！（1-61）1.4.2利用卡諾圖化簡：ABC0001111001（1-62）ABC0001111001AB?（1-63）ABC0001111001ABBCF=AB+BC化簡過程：（1-64）利用卡諾圖化簡的規(guī)則：（1）相臨單元的個數(shù)是2N個，并組成矩形時，可以合并。ABCD0001111000011110AD（1-65）ABCD0001111000011110（1-66）（2）先找面積盡量大的組合進(jìn)行化簡，可以減少每項的因子數(shù)。（3）各最小項可以重復(fù)使用。（4）注意利用無所謂狀態(tài)，可以使結(jié)果大大簡化。（5）所有的1都被圈過后，化簡結(jié)束。（6）化簡后的邏輯式是各化簡項的邏輯和。（1-67）例1：化簡F(A,B,C,D)=(0,2,3,5,6,8,9,10,11,12,13,14,15)ABCD0001111000011110A（1-68）例2：已經(jīng)卡諾圖化簡ABCD0001111000011110ABD（1-69）例3：已知真值表如圖，用卡諾圖化簡。101狀態(tài)未給出，即是無所謂狀態(tài)。（1-70）ABC0001111001化簡時可以將無所謂狀態(tài)當(dāng)作1或0，目的是得到最簡結(jié)果。認(rèn)為是1AF=A(1-71)第二章半導(dǎo)體器件§2.1半導(dǎo)體的基本知識§2.2PN結(jié)及半導(dǎo)體二極管§2.3

特殊二極管§2.4

雙極型晶體管（半導(dǎo)體三極管）§2.5

場效應(yīng)晶體管§2.6

集成電路(1-72)§2.1

半導(dǎo)體的基本知識2.1.1

導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體

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。

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。

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。第二章半導(dǎo)體器件(1-73)

半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點。比如：當(dāng)受外界熱和光的作用時，它的導(dǎo)電能力明顯變化。（制作特殊器件）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。（有可控性）P33(1-74)2.1.2

本征半導(dǎo)體現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。GeSi通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點第二章半導(dǎo)體器件(1-75)完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體，稱為本征半導(dǎo)體。在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣，每個原子都處在正四面體的中心，而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子與其相臨的原子之間形成共價鍵，共用一對價電子。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)第二章半導(dǎo)體器件(1-76)硅和鍺的共價鍵平面結(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共價鍵—相鄰原子共有價電子所形成的束縛。第二章半導(dǎo)體器件(1-77)共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自由電子。形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是八個，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價鍵有很強的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+4第二章半導(dǎo)體器件(1-78)二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理在絕對0度（T=0K）和沒有外界激發(fā)時,價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運動的帶電粒子,它的導(dǎo)電能力為0，相當(dāng)于絕緣體。載流子運動的帶電粒子稱為－1、載流子、自由電子和空穴第二章半導(dǎo)體器件(1-79)+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子第二章半導(dǎo)體器件在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為自由電子?？昭?。同時共價鍵上留下一個空位，稱為它們是不是載流子？是！(1-80)+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引臨近的電子來填補，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。所以本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。第二章半導(dǎo)體器件(1-81)２、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理描述溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。常溫下本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。

本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：自由電子移動產(chǎn)生的電流。空穴移動產(chǎn)生的電流。溫度第二章半導(dǎo)體器件(1-82)2.1.3雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。N型半導(dǎo)體：使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為（電子半導(dǎo)體）。P型半導(dǎo)體：空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體,也稱為（空穴半導(dǎo)體）。第二章半導(dǎo)體器件(1-83)+4+4+5+4一、N型半導(dǎo)體多余電子磷原子第二章半導(dǎo)體器件摻入少量的五價元素磷（或銻），必定多出一個電子，這個電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動的帶正電的離子。也稱五價元素磷為施主原子。(1-84)N型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體中的載流子是：1、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。2、本征半導(dǎo)體中是成對產(chǎn)生電子和空穴。3、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）。？第二章半導(dǎo)體器件(1-85)+4+4+3+4空穴二、P型半導(dǎo)體硼原子第二章半導(dǎo)體器件摻入少量的三價元素，如硼（或銦），多產(chǎn)生一個空穴。這個空穴可能吸引束縛電子來填補，使得硼原子成為不能移動的帶負(fù)電的離子。(1-86)雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法P型半導(dǎo)體N

型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++++++第二章半導(dǎo)體器件(1-87)§2.2PN結(jié)及半導(dǎo)體二極管一、PN結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴散，在它們的交界面處就形成了PN結(jié)。第二章半導(dǎo)體器件2.2.1PN結(jié)(1-88)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴散運動內(nèi)電場E漂移運動空間電荷區(qū)PN結(jié)處載流子的運動第二章半導(dǎo)體器件(1-89)擴散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。漂移運動P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴散運動內(nèi)電場EPN結(jié)處載流子的運動內(nèi)電場越強，就使漂移運動越強，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。第二章半導(dǎo)體器件(1-90)漂移運動P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴散運動內(nèi)電場EPN結(jié)處載流子的運動所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。第二章半導(dǎo)體器件(1-91)PN結(jié)的形成：多子擴散

擴散飄移動態(tài)平衡穩(wěn)定的PN結(jié)。生成產(chǎn)生使達(dá)到形成擴散電流等于飄移電流擴散運動飄移運動重要概念：擴散運動飄移運動PN結(jié)空間電荷區(qū)內(nèi)電場第二章半導(dǎo)體器件(1-92)空間電荷區(qū)中沒有載流子，所以空間電荷區(qū)又稱為耗盡層?？臻g電荷區(qū)中內(nèi)電場阻礙P中的空穴、N中的電子（都是多子）向?qū)Ψ竭\動（擴散運動），故空間電荷區(qū)又稱為阻擋層。P中的電子和N中的空穴（都是少子），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。在定量計算時往往忽略。請注意第二章半導(dǎo)體器件(1-93)1.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

PN結(jié)加上正向電壓、正向偏置的意思都是：P區(qū)加正、N區(qū)加負(fù)電壓。

PN結(jié)加上反向電壓、反向偏置的意思都是：P區(qū)加負(fù)、N區(qū)加正電壓。二、PN結(jié)的特性第二章半導(dǎo)體器件(1-94)PN結(jié)正向偏置－－－－++++內(nèi)電場外電場變薄PN+_內(nèi)電場被削弱，多子的擴散加強能夠形成較大的擴散電流（mA)，認(rèn)為PN結(jié)導(dǎo)通。注意：串電阻限流。第二章半導(dǎo)體器件(1-95)PN結(jié)反向偏置－－－－++++內(nèi)電場外電場變厚NP+_內(nèi)電場被加強，多子的擴散受抑制。少子漂移加強，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流。認(rèn)為PN結(jié)截止。形成的微小電流稱為反向飽和電流(?)。第二章半導(dǎo)體器件(1-96)PN結(jié)的導(dǎo)電特性：重要概念：PN結(jié)的單向?qū)c性由上可知，PN結(jié)加正向電壓時導(dǎo)通，有較大的電流（多子形成）；而加反向電壓時截止，僅有反向飽和電流（少子形成）。所以，PN結(jié)具有單向?qū)c特性第二章半導(dǎo)體器件(1-97)式中：Is為反向飽和電流；

UT為溫度電壓當(dāng)量，當(dāng)T＝300K時（絕對溫度）,UT≈26mV（記住）2、PN結(jié)的伏安特性UIPN結(jié)伏安特性方程：

第二章半導(dǎo)體器件加正向電壓u＞0,且u>>UT時，伏安特性呈非線性指數(shù)規(guī)律

；加反向電壓u＜0,且︱u︱>>UT時，電流基本與u無關(guān)；由此亦可說明PN結(jié)具有單向?qū)щ娦阅堋ｋ娮与娏坎柶澛?shù)(1-98)當(dāng)PN結(jié)的反向電壓增大到一定值時，反向電流隨電壓數(shù)值的增加而急劇增大，稱為反向擊穿。3、PN結(jié)的反向擊穿特性PN結(jié)的反向擊穿有兩類：齊納擊穿和雪崩擊穿。無論發(fā)生哪種擊穿，若對其電流不加以限制，都可能造成PN結(jié)的永久性損壞。第二章半導(dǎo)體器件(1-99)4.PN

結(jié)電容效應(yīng)

PN

結(jié)之間有電容，此電容由兩部分組成：勢壘電容CB和擴散電容CD。第二章半導(dǎo)體器件PN結(jié)高頻小信號時的等效電路:勢壘電容和擴散電容的綜合效應(yīng)rd(1-100)*５、PN結(jié)溫度特性當(dāng)溫度升高時，PN結(jié)的反向電流增大，正向?qū)妷簻p小。這也是半導(dǎo)體器件熱穩(wěn)定性差的主要原因。第二章半導(dǎo)體器件UIT2T1T2T1

>T2T1(1-101)1、結(jié)構(gòu)一個PN結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。引線外殼線觸絲線基片點接觸型2、類型：（一般是鍺材料）主要應(yīng)用在小電流、高頻電路?！?.2.2

半導(dǎo)體二極管一、

基本結(jié)構(gòu)第二章半導(dǎo)體器件(1-102)面接觸型（一般是硅材料）主要應(yīng)用在大電流、低頻電路。第二章半導(dǎo)體器件PN結(jié)(1-103)平面型結(jié)面積小的用作開關(guān)管。結(jié)面積大的用作大功率整流。第二章半導(dǎo)體器件陽極陰極P型(1-104)PN3、符號4、型號字母D表示鍺

2AP*2AK*硅

2CP*2CK*第二章半導(dǎo)體器件(1-105)1.2.4二極管的常用電路模型（4）第二章半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體二極管的型號(補充)國家標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)體器件型號的命名舉例如下：

2AP9

用數(shù)字代表同類型器件的不同型號

用字母代表器件的類型，P代表普通管

用字母代表器件的材料，A代表N型Ge

B代表P型Ge，C代表N型Si，D代表N型Si

2代表二極管，3代表三極管1.2.4二極管的常用電路模型（4）P15表1.2(1-106)(1-107)5、二極管的伏安特性O(shè)uD/ViD/mA正向特性Uth死區(qū)電壓iD

=0Uth=0.5V

0.1V(硅管)(鍺管)U

UthiD急劇上升0

U

Uth

UD=(0.6

0.8)V硅管取

0.7V(0.2

0.4)V鍺管取

0.3V反向特性ISU(BR)反向擊穿︱U(BR)︱>︱U︱

>0

iD=IS

<0.1

A(硅)；幾十

A

(鍺)︱U︱>︱U(BR)︱反向電流急劇增大(反向擊穿)第二章半導(dǎo)體器件(1-108)反向擊穿類型：電擊穿熱擊穿反向擊穿原因：

齊納擊穿：反向電場太強，將電子強行拉出共價鍵。(擊穿電壓

<6V，負(fù)溫度系數(shù))雪崩擊穿：反向電場使電子加速，動能增大，撞擊使自由電子數(shù)突增?！?/p>

PN

結(jié)未損壞，斷電即恢復(fù)。—

PN結(jié)燒毀。(擊穿電壓

>6V，正溫度系數(shù))擊穿電壓在

6V

左右時，溫度系數(shù)趨近零。第二章半導(dǎo)體器件(1-109)硅管的伏安特性鍺管的伏安特性604020–0.02–0.0400.40.8–25–50iD

/mAuD/ViD

/mAuD

/V0.20.4–25–5051015–0.01–0.020第二章半導(dǎo)體器件(1-110)特性曲線：uDiD等效開關(guān)模型SS正偏導(dǎo)通，uD=0；第二章半導(dǎo)體器件理想模型二極管常用等效模型條件：正偏電路：符號：反偏截止，iD=0

U(BR)=

(1-111)二極管恒壓源等效模型第二章半導(dǎo)體器件uDiDUD(on)uD=UD(on)0.7V(Si)0.3V(Ge)(1-112)uDiDUD

U

I斜率1/rDrDUD第二章半導(dǎo)體器件二極管低頻小信號模型(1-113)6、主要參數(shù)（1）最大整流電流IOM二極管長期使用時，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?，甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓VRWM一般是VBR的一半。第二章半導(dǎo)體器件(1-114)（3）反向電流IR指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆睿虼朔聪螂娏髟叫≡胶谩７聪螂娏魇軠囟鹊挠绊?，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要大幾十到幾百倍。以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用主要利用它的單向?qū)щ娦?。下面介紹兩個交流參數(shù)。第二章半導(dǎo)體器件(1-115)（4）微變電阻

rdiDvDIDVDQiDvDrd是二極管特性曲線工作點Q附近電壓的變化與電流的變化之比：顯然，rd是對Q附近的微小變化量的電阻。(5)二極管的極間電容同PN結(jié)第二章半導(dǎo)體器件(1-116)例1：下圖電路中，硅二極管，R=2k

，分別用二極管理想模型和近似模型求出

VDD=2V和

VDD=10V時

IO和

UO的值。7、二極管應(yīng)用舉例UD(on)近似模型實際電路理想模型第二章半導(dǎo)體器件(1-117)[解]1.VDD=2V

理想IO=VDD/R=2/2

=1(mA)UO=VDD=2V近似UO=VDD–UD(on)=2

0.7=1.3(V)IO=UO/R=1.3/2

=0.65(mA)2.VDD=10V

理想IO=VDD/R=10/2

=5(mA)近似UO=10

0.7=9.3(V)IO=9.3/2=4.65(mA)VDD大，采用理想模型VDD小，采用恒壓降模型1.2.6二極管應(yīng)用舉例（2）第二章半導(dǎo)體器件UD(on)近似模型理想模型(1-118)例2：試求電路中電流

I1、I2、IO

和輸出電壓UO的值。解：假設(shè)二極管斷開UP=15VUP>UN二極管導(dǎo)通等效為

0.7V的恒壓源

UO=VDD1

UD(on)=15

0.7=14.3(V)IO=UO/RL=14.3/3

=4.8(mA)I2=(UO

VDD2)/R=(14.3

12)/1

=2.3(mA)I1=IO+I2=4.8+2.3=7.1(mA)第二章半導(dǎo)體器件(1-119)例3：二極管構(gòu)成“門”電路，設(shè)

D1、D2均為理想二極管，當(dāng)輸入電壓

UA、UB為低電壓

0V和高電壓

5V的不同組合時，求輸出電壓

UO的值。0V輸入電壓理想二極管輸出電壓UAUBD1D20V0V正偏導(dǎo)通正偏導(dǎo)通0V0V5V正偏導(dǎo)通反偏截止0V5V0V反偏截止正偏導(dǎo)通0V5V5V正偏導(dǎo)通正偏導(dǎo)通5V真值表ABY000010100111第二章半導(dǎo)體器件(1-120)例4：畫出硅二極管構(gòu)成的橋式整流電路在ui

=15sin

t(V)作用下輸出

uO的波形。按理想模型有：Otui

/V15RLD1D2D3D4uiBAuOOtuO/V15第二章半導(dǎo)體器件解：正半周負(fù)半周(1-121)例5：畫出uo的波形RRLuiuRuotttuiuRuo第二章半導(dǎo)體器件(1-122)？RLuiuouiuott例6：二極管半波整流。理想二極管：死區(qū)電壓=0

，正向壓降=0

第二章半導(dǎo)體器件如果二極管：死區(qū)電壓=0.5V，正向壓降

0.7V(硅二極管)，曲線有什么變化？(1-123)第二章半導(dǎo)體器件例7：已知

ui=4sin

t(V)，二極管為理想二極管，畫出uo的波形。

(1-124)§2.3特殊二極管2.3.1穩(wěn)壓二極管UIUZIZIZmaxUZIZ穩(wěn)壓誤差曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。+-第二章半導(dǎo)體器件工作條件：反向擊穿符號(1-125)特點：1）工作于反向擊穿狀態(tài)。2）利用反向伏安特性上電流在一定范圍內(nèi)變化，穩(wěn)壓管兩端的電壓基本不變的特點進(jìn)行穩(wěn)壓。第二章半導(dǎo)體器件(1-126)1.

穩(wěn)定電壓

UZ

流過規(guī)定電流時穩(wěn)壓管兩端的反向電壓值。2.

穩(wěn)定電流IZ

越大穩(wěn)壓效果越好，

小于Imin時不穩(wěn)壓。3.

最大工作電流

IZM

最大耗散功率

PZMPZM=UZ

IZM4.

動態(tài)電阻

rZ

越小穩(wěn)壓效果越好。幾

幾十

第二章半導(dǎo)體器件穩(wěn)壓二極管的參數(shù)(1-127)5.穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)

CT一般，UZ<4V，CT<0(為齊納擊穿)具有負(fù)溫度系數(shù)；UZ>7V，CT>0(為雪崩擊穿)具有正溫度系數(shù)；4V<UZ<7V，CTV很小。第二章半導(dǎo)體器件(1-128)有2個穩(wěn)壓管，穩(wěn)定電壓分別是5v、2v,串聯(lián)和并聯(lián)有幾種方式？對應(yīng)的穩(wěn)定電壓是多少？？第二章半導(dǎo)體器件(1-129)穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例uoiZDZRiLiuiRL已知穩(wěn)壓管參數(shù):解：令輸入電壓達(dá)到上限時，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmax。求：電阻R和輸入電壓ui的正常值?！匠?負(fù)載電阻要求當(dāng)輸入電壓由正常值發(fā)生

20%波動時，負(fù)載電壓基本不變。第二章半導(dǎo)體器件(1-130)令輸入電壓降到下限時，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmin?！匠?聯(lián)立方程1、2，可解得：第二章半導(dǎo)體器件uoiZDZRiLiuiRL(1-131)2.3.2光電二極管反向電流隨光照強度的增加而上升。IV照度增加第二章半導(dǎo)體器件符號工作條件：反向偏置實物照片(1-132)2.3.3發(fā)光二極管第二章半導(dǎo)體器件LED

(LightEmittingDiode)工作條件：正向偏置一般工作電流幾十

mA，導(dǎo)通電壓

(1

2)V符號u/Vi

/mAO2特性(1-133)§2.4

雙級型晶體三極管2.4.1BJT的結(jié)構(gòu)及類型2.4.2BJT的電流放大作用2.4.3BJT的特性曲線2.4.4BJT的主要參數(shù)2.4.5溫度對BJT的特性及參數(shù)的影響(SemiconductorTransistor)2.4.6

BJT的電路模型§2.4雙級型晶體三極管(1-134)§2.4

雙級型晶體三極管BECNNP基極發(fā)射極集電極NPN型PNP集電極基極發(fā)射極BCEPNP型2.4.1BJT的結(jié)構(gòu)及類型emitterbasecollector§2..4雙級型晶體三極管(1-135)BECNNP基極發(fā)射極集電極基區(qū)：較薄，摻雜濃度低作用是控制和傳遞載流子集電區(qū)：面積較大作用是收集載流子。發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高，作用是發(fā)射載流子§2..4雙級型晶體三極管(1-136)BECNNP基極發(fā)射極集電極發(fā)射結(jié)集電結(jié)§2..4雙級型晶體三極管(1-137)BECIBIEICNPN型三極管BECIBIEICPNP型三極管§2..4雙級型晶體三極管(1-138)二、分類按材料分：

硅管、鍺管按功率分：

小功率管<500mW按結(jié)構(gòu)分：

NPN、PNP按使用頻率分:低頻管、高頻管大功率管>1W中功率管0.5

1W§2.4雙級型晶體三極管(1-139)2.4.2

BJT的電流放大作用1.

三極管放大的條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏uiuoCEBECBuiuo共集電極共基極ECBuiuo共發(fā)射極§2.4雙級型晶體三極管(1-140)EB<EC2、電流放大原理（放大狀態(tài)）BECNNPEBRBEc發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流IE。IE基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴散可忽略。IBE進(jìn)入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IBE

，多數(shù)擴散到集電結(jié)。共發(fā)射極§2.4雙級型晶體三極管(1-141)BECNNPEBRBEcIE集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。ICBO從基區(qū)擴散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。IC=ICE+ICBOICEIBEICE共發(fā)射極§2.4雙級型晶體三極管IB=IBE-ICBOIBEIB(1-142)IB=IBE-ICBOIBEIBBECNNPEBRBEcIEICBOICEIC=ICE+ICBOICEIBE＝

IC＋

IB共發(fā)射極§2.4雙級型晶體三極管(1-143)ICE與IBE之比稱為直流電流放大倍數(shù):要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。BCCBOBCBOCBECEIIIIIIII+-==bBJT三種不同接法的電流放大倍數(shù)討論(共發(fā)射極)§2.4雙級型晶體三極管ECBuiuo共集電極uiuoCEB共基極ECBuiuo共發(fā)射極(1-144)2.4.3BJT的特性曲線(1)輸入特性輸入回路輸出回路與二極管特性相似§2.4雙級型晶體三極管(1-145)UCE1VIB(

A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：硅管UBE0.6~0.7V,鍺管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V

死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管0.2V。特性基本重合(電流分配關(guān)系確定)特性右移(因集電結(jié)開始吸引電子)§2.4雙級型晶體三極管(1-146)（2）輸出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域滿足IC=IB稱為線性區(qū)（放大區(qū)）。當(dāng)UCE大于一定的數(shù)值時，IC只與IB有關(guān)，IC=IB?！?.4雙級型晶體三極管(1-147)IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中UCEUBE,集電結(jié)正偏，

IB>IC，UCE0.3V稱為飽和區(qū)。§2.4雙級型晶體三極管(1-148)IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<

死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)?！?.4雙級型晶體三極管(1-149)輸出特性三個區(qū)域的特點:放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。即：

IC=IB,且

IC

=

IB(2)飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。

即：UCE

UBE

，

IB>IC，(3)截止區(qū)：UBE<死區(qū)電壓，

IB=0，IC=ICEO

0

臨界飽和時：

uCES

=uBE深度飽和時：0.3V

(硅管)UCE(SAT)=0.1V

(鍺管)§2.4雙級型晶體三極管(1-150)－－共射直流電流放大倍數(shù)：－－共射交流電流放大倍數(shù)1.電流放大倍數(shù)

和

2.4.4BJT的主要參數(shù)§2.4雙級型晶體三極管(1-151)例：UCE=6V時：IB=40A,IC=1.5mA；IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計算中，一般作近似處理：

=§24雙級型晶體三極管(1-152)2.集-基極反向截止電流ICBO

AICBOICBO是集電結(jié)反偏由少子的漂移形成的反向電流，受溫度的變化影響?！?.4雙級型晶體三極管(1-153)3.集-射極反向截止電流ICEO

AICEO§2.4雙級型晶體三極管(1-154)BECNNPICBOICEO=

IBE+ICBOIBE

IBEICBO進(jìn)入P區(qū)，形成IBE。根據(jù)放大關(guān)系，由于IBE的存在，必有電流

IBE。集電結(jié)反偏有ICBO§2.4雙級型晶體三極管(1-155)4.集電極最大電流ICM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。所以集電極電流應(yīng)為：IC=

IB+ICEO而ICEO受溫度影響很大，當(dāng)溫度上升時，ICEO增加很快，IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差?！?.4雙級型晶體三極管(1-156)5.集-射極反向擊穿電壓當(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?！?.4雙級型晶體三極管(1-157)6.集電極最大允許功耗PCM集電極電流IC流過三極管，所發(fā)出的焦耳熱為：PC=ICUCE必定導(dǎo)致結(jié)溫上升，所以PC有限制。PCPCM§2.4雙級型晶體三極管(1-158)ICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)§2.4雙級型晶體三極管(1-159)半導(dǎo)體三極管的型號（補充）國家標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)體三極管的命名如下：3DG110B

用字母表示同一型號中的不同規(guī)格

用數(shù)字表示同種器件型號的序號

用字母表示器件的種類

用字母表示材料

三極管第二位：A表示鍺PNP管、B表示鍺NPN管、C表示硅PNP管、D表示硅NPN管第三位：X表示低頻小功率管、D表示低頻大功率管、G表示高頻小功率管、A表示高頻小功率管、K表示開關(guān)管。§2.4雙級型晶體三極管(1-160)重點1：三極管的放大作用（電流分配）§2.4雙級型晶體三極管(1-161)重點2：三極管的三個工作狀態(tài)特征放大狀態(tài)：反射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。飽和狀態(tài)：反射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。截止?fàn)顟B(tài)：反射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏?！?.4雙級型晶體三極管(1-162)四、晶體管電路的基本問題和分析方法三種工作狀態(tài)狀態(tài)電流關(guān)系

條件放大I

C=

IB發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏飽和

IC

IB兩個結(jié)正偏I(xiàn)CS=

IBS集電結(jié)零偏臨界截止IB<0,IC=0兩個結(jié)反偏判斷導(dǎo)通還是截止：UBE>U(th)

則導(dǎo)通以

NPN為例：UBE<U(th)

則截止第二章小結(jié)(1-163)判斷飽和還是放大：1.電位判別法NPN管UC>UB>UE放大UE<UC

UB飽和PNP管UC<UB<UE放大UE>UC

U

B飽和2.電流判別法第二章小結(jié)第三章介紹(1-164)

例1：測得放大電路中三極管各極直流電位如圖所示，試判斷:三個管腳的電極名稱；是硅管還是鍺管；是NPN還是PNP。？6V0.6V1.3VA-11.3V-12V-5VB-6V0.2V0VC§2.4雙級型晶體三極管(1-165)例4：判斷下圖各三極管的工作狀態(tài)。§2.4雙級型晶體三極管(1-166)1、溫度對

和

的影響少子濃度在基區(qū)復(fù)合機會減少而2.4.5溫度對BJT特性曲線的影響§2.4雙級型晶體三極管(1-167)2、溫度對輸入特性的影響（，）與PN結(jié)同理３、溫度對輸出特性的影響輸出特性曲線上升OT2>T1uCEiCT1iB=0T2>iB=0O§2.4雙級型晶體三極管(1-168)2.4.6

BJT的電路模型＊BJT低頻小信號h參數(shù)等效模型BJT全微分得：§2.4雙級型晶體三極管(1-169)為三極管的輸入電阻，為電壓反饋系數(shù)，為電流放大系數(shù)，為輸出電導(dǎo)，１／

它們的幾何意義見

§2.4雙級型晶體三極管(1-170)ubeibuceicubeuceicrce很大，一般忽略。

三極管的微變等效電路rbeibibrcerbeibibbce等效cbebec§2.4雙級型晶體三極管(1-171)關(guān)于晶體管輸入電阻bceb’e’§2.4雙級型晶體三極管(1-172)將整個電路的各個元件做在一個半導(dǎo)體基片上。集成電路:優(yōu)點:工作穩(wěn)定、使用方便、體積小、重量輕、功耗小。分類:模擬集成電路、數(shù)字集成電路小、中、大、超大規(guī)模集成電路

2.6集成電路(1-173)1、電路元件制作在一個芯片上，元件參數(shù)偏差方向一致，溫度均一性好。2、電阻元件由硅半導(dǎo)體構(gòu)成，范圍在幾十到20千歐，精度低。高阻值電阻用三極管有源元件代替或外接。3、幾十PF以下的小電容用PN結(jié)的結(jié)電容構(gòu)成、大電容要外接。4、二極管一般用三極管的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。IC

集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(1-174)2.6.1集成運算放大器(1)差分輸入級（組合電路）(2)中間級（提供高增益，差分、CE）(3)輸出級（互補輸出）(4)附加電路(直流偏置、相位補償、調(diào)零電路等）差分輸入級電壓放大級輸出級偏置電路+vid-vo組成框圖(1-175)等效電路uouidu–i+u+uoRidAuduidRoi–uid—差模輸入電壓uid=u

–u+Aud—開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)

uo=Aud(u+–u

)(1-176)集成運放的基本結(jié)構(gòu)輸入級中間級輸出級-UEE+UCC

u＋uo

u－反相端同相端T3T4T5T1T2IS基本原理框圖(1-177)T3T4T5T1T2IS

u＋

u－反相端同相端uo與uo反相與uo同相(1-178)-UEE+UCC

u＋uo

u－反相端同相端T3T4T5T1T2IS要求：輸入級盡量減小零點漂移,盡量提高KCMRR,

輸入阻抗ri盡可能大。(1-179)-UEE+UCC

u＋uo

u－反相端同相端T3T4T5T1T2IS輸入級中間級足夠大的電壓放大倍數(shù)(1-180)-UEE+UCC

u＋uo

u－反相端同相端T3T4T5T1T2IS輸入級中間級輸出級主要提高帶負(fù)載能力，給出足夠的輸出電流io，輸出阻抗ro小。(1-181)運算放大器外形圖(1-182)第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分字母符號國標(biāo)字母器件類型數(shù)字品種字母工作條件字母封裝符號意義符號意義符號意義符號意義C中國制造THECFDWJBTTLHTLECLCMOS線性放大音響電視穩(wěn)壓器接口電路非線性CERM0~70C-40~85C-55~85C-55~125CWBFDPJKT陶瓷扁平塑料扁平全封閉扁平陶瓷直插塑料直插黑陶瓷直插金屬菱形金屬圓形

國標(biāo)GB-3430-82

對集成電路的規(guī)定(1-183)ri高:幾十k

幾百k

運放的特點：KCMRR很大ro?。簬资畘幾百

Ao很大:104以上~107理想運放：ri

KCMMRR

ro

0Ao

運放符號：＋－u－u+uo1運放的特點和符號－＋＋

u－

u+

uo

A0(1-184)集成運放的符號－＋＋

u－

u+

uo

Ao＋：同相輸入端－：反相輸入端＋－u－u+

uoAoAod

:開環(huán)差模增益Aod>0Aod(u+

-u-

)-Aod(u--u+)uo(1-185)uiuo+UOM-UOM

uiuo_+

+Ao例：若UOM=12V,Ao=106，則|ui|<12

V時，運放處于線性區(qū)。線性放大區(qū)運放工作在線性區(qū)時的特點非線性放大區(qū)、正飽和區(qū)非線性放大區(qū)、開環(huán)區(qū)(1-186)2運放的電壓傳輸特性uiuouiuo+UOM-UOM

Ao越大，運放的線性范圍越小，必須加負(fù)反饋才能使其工作于線性區(qū)。_+

+A0(1-187)理想運算放大器理想運算放大器(1)

高增益Aod=∞(2)失調(diào)小Ri=∞(3)恒壓輸出Ro=0(4)頻帶寬BW=∞(5)零輸入零輸出

u+=u-時uo=0(6)沒有溫度漂移KCMR=∞傳輸特性曲線線性區(qū)OuiduoUomax–Uomax正飽和區(qū)負(fù)飽和區(qū)(1-188)由于運放的開環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻高，輸出電阻小，在分析時常將其理想化，稱其所謂的理想運放。理想運放的條件虛短路放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)。分析多個運放級聯(lián)組合的線性電路時可以分別對每個運放進(jìn)行。虛開路運放工作在線性區(qū)的特點3、在分析信號運算電路時對運放的處理(1-189)4、分析運放組成的線性電路的出發(fā)點虛短路虛開路放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)，可以分開分析。u+uo_+

+

u–Ii(1-190)i1=i2uo_+

+

R2R1RPuii1i21）放大倍數(shù)虛短路虛開路例1、反相比例運算電路電路結(jié)構(gòu)虛地Uo？(1-191)例2、同相比例運算電路u-=u+=ui_+

+

R2R1RPuiuo反饋方式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋。輸入電阻高。虛短路虛開路結(jié)構(gòu)特點：負(fù)反饋引到反相輸入端，信號從同相端輸入。虛開路(1-192)_+

+

R2R1R1ui2uoR2ui1解出：特3：單運放的加減運算電路：差動放大器(1-193)2.6.2集成穩(wěn)壓器放在第7章講解(1-194)作業(yè):一、二章作業(yè)下星期的此段上課時間交！(1-195)

引言2.5.1結(jié)型場效應(yīng)管2.5.3場效應(yīng)管的主要參數(shù)2.5.2MOS場效應(yīng)管1.4場效應(yīng)管（1）§2.5場效應(yīng)晶體管§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-196)引言場效應(yīng)管

FET

(FieldEffectTransistor)類型：結(jié)型

JFET

(JunctionFieldEffectTransistor)絕緣柵型

IGFET(InsulatedGateFET)1.4場效應(yīng)管（2）§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-197)場效應(yīng)管1.

分類按導(dǎo)電溝道分N溝道P溝道按結(jié)構(gòu)分絕緣柵型(MOS)結(jié)型按特性分增強型耗盡型uGS=0時，iD

=0uGS=0時，iD

0增強型耗盡型(耗盡型)第一章小結(jié)(1-198)特點：1.單極性器件(每個FET中只有一種載流子導(dǎo)電)3.工藝簡單、易集成、功耗小、體積小、成本低2.輸入電阻高

(107

1015

，IGFET可高達(dá)

1015

)§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-199)N基底：N型半導(dǎo)體PP兩邊是P區(qū)G(柵極)S源極D漏極一、結(jié)構(gòu)2.5.1結(jié)型場效應(yīng)管:導(dǎo)電溝道§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-200)NPPG(柵極)S源極D漏極N溝道結(jié)型場效應(yīng)管DGSDGS§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-201)PNNG(柵極)S源極D漏極P溝道結(jié)型場效應(yīng)管DGSDGS§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-202)二、工作原理（以P溝道為例）UDS=0V時PGSDUDSUGSNNNNIDUGS>0，

PN結(jié)反偏，UGS越大則耗盡區(qū)越寬，導(dǎo)電溝道越窄。1）UGS

對溝道的控制作用§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-203)PGSDUDSUGSNNIDUDS=0V時NN但當(dāng)UGS較小時，耗盡區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)電溝道。DS間相當(dāng)于線性電阻。§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-204)PGSDUDSUGSNNUDS=0時UGS達(dá)到一定值時（夾斷電壓VGS(off)),耗盡區(qū)碰到一起,DS間被夾斷,顯然,UGS能控制溝道。ID=?ID0§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-205)PGSDUDSUGSUGS一定，且UDS<0、UGD<VGS(off)時，耗盡區(qū)的形狀。NNIDUDS0時越靠近漏端，PN結(jié)反壓越大§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-206)PGSDUDSUGSUGS一定,且UDS的值慢慢增大時,UGD<UGS(off)時耗盡區(qū)的形狀。NN溝道中仍是電阻特性，但是是非線性電阻。ID§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-207)GSDUDSUGSID此時：NN注意：UGS一定，UGD＝UGS(off)時,漏端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。的予夾斷電壓公式：§2.5

場效應(yīng)晶體管(1-208)GSDUDSUGSUGS一定，UGD大于Uoff時NNID此時，電流由未被夾斷區(qū)域中的載流子形成，基本不隨UDS的增加而增加，呈恒流特性。顯然，可以通過改變

來控制

的大小。這就是

對

的控制作用。UDS再增大，則被夾斷區(qū)向下延伸。§2.5