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第一章 半导体器件,基本概念：本征半导体、杂质半导体（P型、N型）；自由电子与空穴、扩散与漂移，复合、PN结及其单向导电性主要特点：受温度影响大,一、常用半导体器件,C,例2 在本征半导体中加入（）元素可形成N型半导 体，加入（）元素可形成P型半导体导体。,A.五价,B.四价,C.三价,A,C,A,A,B,二、二极管,1.特性,单向导电,正向电阻小(理想为 0)，反向电阻大()。,2.主要参数,Uon,开启电压,Uon,U(BR),反向击穿电压,IS,反向饱和电流,第一章 半导体器件,3.二极管的等效模型,U,U,rd,理想二极管,A,B,C,B,1.3 电路如图所示，设ui=5sint V，二极管导通压降0.7V，试绘出输入和输出电压的波形和幅值,解：,ui 3.7V,D1导通、,D2截止,uo=3.7V,ui-3.7V,D1截止、,D2导通,uo=-3.7V,ui3.7V,-3.7V,D1截止,D2截止,uo=ui,A,B,C,VA=3V,VB=-3V,VC=ui,1.4 电路如图所示，二极管导通电压UD0.7V，常温下UT26mV，电容C对交流信号可视为短路；ui为正弦波，有效值为10mV。试问二极管中流过的交流电流的有效值,二极管的动态电阻,解：（1）静态分析 令ui=0,则流过二极管的直流电流 ID,（VUD）/R2.6mA,（2）动态分析 2V电压源相当于短路,故流过的动态电流 Idui/rd1mA,rdUT/ID10,（VUD）/R2.6mA,rdUT/ID10,u,i,UZ,uUZ时作用同二极管,u增加到UZ 时，稳压管击穿，反向导通，两端电压在一定范围内能保持不变,(a),三、稳压管,一种特殊的二极管,C,例2 稳压管的稳定电压UZ=6V,最小稳定电流IZmin=5mA,最大稳定电流IZmax=25mA,负载电阻RL=500。（1）分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值；,（2）若UI35V时负载开路，则会 出现什么现象?为什么？,第一章 半导体器件,四、晶体三极管,1.形式与结构,NPN,PNP,三区、三极、两结,2.特点,基极电流控制集电极电流并实现放大,放大条件,内因：发射区载流子浓度高、基区薄、集电区面积大,外因：发射结正偏、集电结反偏,3.电流关系,IE=IC+IB,IC=IB,IE=(1+)IB,4.特性,饱和区,截止区,放大区,放大,I C=IB,发射结正偏集电结反偏,饱和,I C IB,两个结正偏,ICS=IBS 集电结零偏,临界,截止,IB 0,IC=0,两个结反偏,三种工作状态的判断,判断导通还是截止：,UBE Uon 则导通,以 NPN为 例：,UBE Uon 则截止,判断饱和还是放大：,1.电位判别法,NPN 管,UC UB UE,放大,饱和,2.电流判别法,IB IBS 则饱和,IB IBS 则放大,UB UC UE,A,第一章 半导体器件,五、场效应管,1.分类,按导电沟道分,N 沟道,P 沟道,按结构分,绝缘栅型,结型,按特性分,增强型,耗尽型,N 沟道结型,P 沟道结型,N 沟道结型,N 沟道增强型MOS,N 沟道耗尽型MOS,N 沟道增强型MOS,2.特点,栅源电压改变沟道宽度从而控制漏极电流,输入电阻高，工艺简单，易集成,FET 无栅极电流，故采用转移特性和输出特性描述,3.特性,不同类型 FET 转移特性比较,结型,N 沟道,增强型,耗尽型,MOS 管,开启电压UGS(th),夹断电压UGS(off),P71 1.16,恒流区,可变电阻区,夹断区,击穿区,N沟道 FET 输出特性,D,1、基本概念,放大、静态工作点、,饱和失真、截止失真、,直流通路、交流通路、,直流负载线、交流负载线、,性能指标、,h参数等效模型,第二章 基本放大电路,2、放大电路的组成原则,组成原则、,电路中各元件作用、,为何以及如何设置合适的,静态工作点、,静态工作点对电路性能的影响、,稳定静态工作点的措施,3、放大电路的分析方法,静态分析,动态分析,近似估算法,图解法,微变等效电路法,图解法,分析失真,计算动态参数,4、主要典型电路,共射极基本放大电路,或基极偏置电路,IB=,VCC,UBE,Rb,IC IB,UCE=VCC-RcIC,固定偏置电路,分压式偏置放大电路,射极偏置电路,Rb1+Rb2,Rb1,VCC,VB,Re,IC,UCE=,VCC,RcIC,ReIE,共集电极电路,+,+,共基极放大电路,每种接法的特点,+,+,场效应管放大电路,+-,低频跨导，,西门子S,自给偏压电路,基本共源放大电路,源极电位,栅极电流,负偏压,根据场效应管的电流方程,求得ID和UGS,则,基本共漏放大电路,5、派生电路,两种接法组合的放大电路,复合管放大电路,构成原则、电流放大系数和输入电阻,B,电流放大系数增大,例题,图所示放大电路中,若uo中交流成分出现图所示的失真,中的哪个元件？如何调整？,现象,问是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应调整电路,解：,饱和失真，,调整基极电阻Rb，,增大Rb。,或调整集电极电阻Rc，,减小Rc。,第三章 多级放大电路,1、四种常见的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合,四种方式的特点,2、多级放大电路,放大倍数：各级放大倍数的乘积输入电阻、输出电阻,零点漂移（温漂）、差模信号、共模信号、,差模放大倍数、共模放大倍数,共模抑制比,3、基本概念,例：已知Rb=1k,Rc=10k，RL=5.1k,VCC=12V,VEE=6V;=100,rbe=2k。,3、差分放大电路的四种接法及动态参数的计算,B,(1)为使IE1=IE2=0.5mA求Re 和UCEQ,(2)计算Au、Ri、Ro；,第四章 集成运算放大器,组成：输入级、中间级、输出级、偏置级各级作用：各级电路组成：运放中恒流源的作用：,第六章 放大电路中的负反馈,反馈的判断,有无反馈的判断,负反馈和正反馈的判断,瞬时极性法,直流反馈和交流反馈的判断,电压反馈和电流反馈的判断,串联反馈和并联反馈的判断,负反馈,电压,并联,交直流,电压串联直流负反馈,无,+uf,负反馈,电压,串联,交直流,仅有直流反馈,负反馈,电流,并联,差分式放大电路,共射极放大电路,uF,本级：,负反馈,交直流,串联,电流,级间：,负反馈,交直流,串联,电压,负反馈,交直流,并联,电压,四种反馈组态及作用 电压串联负反馈：稳定输出Uo、Ri、Ro 电压并联负反馈：稳定输出Uo、Ri、Ro 电流串联负反馈：稳定输出 Io、Ri、Ro 电流并联负反馈：稳定输出 Io、Ri、Ro深度负反馈时，反馈系数的计算,深度负反馈,电压串联负反馈电路,电流串联负反馈电路,负反馈,交直流,串联,电压,+VCC,T2,T1,Rc1,ui,C1,Re,Rc2,-VEE,uo,A,负反馈,交直流,串联,电压,设满足深度负反馈条件，试估算电压放大倍数,Rf,第七章 信号的运算和处理,信号的运算：加、减、积分、微分,基本运算电路,比例运算电路,加减运算电路,反相比例 同相比例 电压跟随器,反相输入求和同相输入求和双端输入求和,积分、微分对数、指数,其他,负反馈,虚短虚断,计算、设计,滤波器：高通、低通、带通、带阻、全通,（2）通带截止频率fp,（1）通带增益,滤波器的主要技术指标,过渡带,fp,通带,阻带,3dB,会计算传递函数、通带增益和截止频率,正弦波振荡电路比较器：单限、滞回、窗口,第八章 波形的发生和信号的转换,1、产生正弦波振荡的条件,幅值平衡条件,相位平衡条件,n为整数,2、判断是否能产生正弦波振荡的步骤,(1),观察包含放大、选频、正反馈,和稳幅四个部分？,(2),放大电路是否能够正常工作?,(3),电路是否满足正弦波振荡的相位平衡条件?,(4),电路是否满足正弦波,振荡的幅值条件(起振条件)?,瞬时极性法,+,+,+,+,电路如图所示,试用相位平衡条件判断能否振荡。,共基电路,+,+,不能振荡,+,+,+,+,可以振荡,建立振荡条件：,一开始要求,达到稳态平衡状态时,3、RC桥式正弦波振荡电路,4、电压比较器的电压传输特性曲线,输出电压、,阈值电压、,跃变方向。,5、单限比较器,NP,当uN=uP=0时，,输出电压会发生跃变,5、滞回比较器,uN=uP,第九章 功率放大电路,1、功率放大电路的特点及要求,2、功率放大电路的种类,3、功率放大电路中晶体管的三种工作状态,甲类、,乙类、,甲乙类,变压器耦合功率放大电路、,变压器耦合乙类推挽功放,无输出变压器的功率放大电路-OTL电路,无输出电容的功率放大电路-OCL电路,4、OCL电路的组成及工作原理,5、消除交越失真的甲乙类互补对称功率放大电路,(1)最大输出功率Pom,理想情况下：,(2)电源提供的直流功率PV,两个电源：,理想情况：,(3)效率,(4)最大管耗与输出功率的关系,6、功率BJT的选择,最大允许管耗PCM,ICM,例1,OTL互补对称式输出电路如图所示，试分析电,路的工作原理。,1.按功放分类(甲、乙、甲乙类)，该电,2.电阻R2与二极管D1、D2的,3.静态时T1管的射极电位,路的T1、T2管的工作方式,为哪种类型？,作用是什么？,UE=？负载电流IL=？,甲乙类,为T1、T2管提供静态偏置电压,使T1、T2管处于微导通状态,消除交越失真,UE=0,IL=0,4.VCC=+15V，饱和压降UCES 1V，RL=8，则负载RL上得到的最大不失真输出电压的有效值，最大不失真输出功率Pom?此时效率？,例2,OCL互补对称式输出电路如图所示，输入正弦电压,设管子的UCES=0V，试求Pom以及电路中三极管选择的条件。,解：,最大允许管耗PCM,ICM,三极管应满足以下条件,ICM,直流电源：整流、滤波、稳压、三端稳压器,第十章 直流稳压电源,ui,Uo,电源变压器,整流电路,滤波电路,稳压电路,1、直流稳压电源组成及作用,2、整流电路,+uo,单相半波整流,二极管的选择,单相桥式整流电路,二极管的选择,3、滤波电路,不带负载RL,带负载RL,二极管的选择,4、稳压电路,由稳压管构成的稳压电路,输入电压UI,稳压管,UZ=UO,IZmaxIZmin ILmaxILmin,限流电阻R,串联型稳压电源,调整管,取样电阻,比较放大,基准电压,各部分作用,输出电压的调节范围,