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第一章 半导体器件与模型,本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体,杂质半导体:在本征半导体中人为掺入某种“杂质”元素形成的半导体。,N 型半导体:在本征 Si 中掺入微量5价元素元素后形成的杂质半导体称为。,P型半导体:在本征 G e 中掺入微量3价元素后形成的杂质半导体称为。,半导体器件:本征半导体和杂质半导体,一、基本概念,1.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。,A.五价 B.四价 C.三价,二、选择合适答案填入空内,2.PN结加正向电压时，空间电荷区将。,A.变窄 B.基本不变 C.变宽,4.稳压管的稳压区是其工作在。,A.正向导通 B.反向截止 C.反向击穿,3.空间电荷区内仅存在。,自由电子-空穴对 B.自由电子-正离子C.负离子-正离子,6.当场效应管工作在放大区时，管子处于 状态。,A.饱和 B.非饱和 C.击穿,5.工作在放大区的三极管，其中共基组态只能放大；共集组态只能放大；共射组态既能放大 也能放大。,A.电压 B.电流 C.跨导,解二：1.A，C 2.A 3.C 4.C 5.A；B；A、B，6.A 7.B,7.当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为。,A.前者反偏、后者也反偏 B.前者正偏、后者反偏 C.前者正偏、后者也正偏,例1.1:二极管电路如图，判断图中二极管是导通还是截止状态，并确定输出电压Vo。设二极管的导通压降为0.7V。,解:首先将D1、D2断开，求得两管将承受的电压,二极管接入以后，D2因正偏处于导通状态，VA被D2钳位在9.3V,D1因反偏处于截止状态。,例1.2:已知稳压管的稳压值VZ6V，稳定电流的最小值I Z min5mA。求图所示电路中VO1为多少伏。,解：假设电路处于稳压状态，流过电路的电流为：,试问二极管中流过的交流电流有效值为多少？,例1.3:,解：二极管的直流电流,其动态电阻,故动态电流有效值,输入阻抗:,输出阻抗:,放大器的性能指标,增益:,第2章 放大器基础,为有效传输信号:,例2.1:在图所示电路中，已知VCC12V，晶体管的100，R b 100K。选择一个合适的答案填入空内,要求先填文字表达式后填得数。,（1）当 时，测得VBEQ0.7V，若要基极电流IBQ20A，则R b和RW之和,而若测得VCEQ6V，则,解：（1）当 时，测得VBEQ0.7V，若要基极电流IBQ20A，则R b和RW之和,而若测得VCEQ6V，则,解：（2）若测得输入电压有效值 时，输出电压有效值，则电压放大倍数,若负载电阻RL值与RC相等，则带上负载后输出电压有效值,例2.2,（1）试求该电路的静态工作点；（2）画出简化的小信号等效电路；（3）求该电路的电压增益Av，输出电阻Ro、输入电阻R i。,（1）求Q点，作直流通路,解：,(2)画出小信号等效电路,交流通路,小信号等效电路,(3)求电压增益,求输入电阻、输出电阻,一、差分放大电路的工作原理,1.基本信号,1）差模输入信号,输入信号分别为一对大小相等，极性相反的输入电压,第3章 集成电路与运算放大器,2）共模输入信号,输入信号分别为一对大小相等，极性相同的输入电压,二、填空,（1）理想集成运放电路具有输入电阻；输出电阻；共模抑制比；,A大 B.中等 C小,（2）差分放大电路采用恒流源可以获得高的。,A输入电阻 B.输出电阻 C.共模抑制比,（3）差动放大电路的差模信号是两个输入端信号的，共模信号是两个输入端信号的。,A、差 B、和 C、平均值,解1：（1）A、C、B（2）C（3）C,例3.1：电路如图，在差分电路中，已知,试求:(1)T1和T2管的集电极静态电流ICQ;,(3)差模输入电阻Rid和共模输出电阻R i c,(4)共模电压增益A v c和差模电压增益A v d。,(2)共模输入电压v v c和差模输入电压v v d,解：（1）T1、T2的集电极静态电流 ICQ,(2)共模输入电压v i c 差模输入电压v i d,(3)差模/共模输入电阻Rid、R i c,微变等效电路,差模/共模输出电阻R0d、R 0 c,(4)共模电压增益A v c和差模电压增益A v d,例3.2：差分电路电路如图，T1与T2管的特性相同，所有晶体管的均相同，Rc1远大与二极管的正向电阻。当vi1vi20时，v00。,（b）问当输入端有共模输入电压时，v0？简述理由。,（a）求解电压放大倍数的表达式；,解：交流电路,Rc1远大与二极管的正向电阻,微变等效电路,电压放大倍数的表达式,由分流公式：,（）输入端有共模输入电压时，v0？,理由：,共模输入时,T3 的射极电流基极电流,D上的电流 T2的集电极负载R c1上的电流,T3 的射极电压不能满足 T3 BE结导通的要求 T3截止,例3.3:电路如图所示，试求集成运放输出电压的表达式。,解：,第4章 负反馈放大器,一、反馈放大器的分类,1、电压负反馈的特性稳定输出电压,2、电流负反馈的特性稳定输出电流,二、负反馈对放大器性能的影响,3、负反馈提高了放大器增益的稳定性，但降低了放大倍数。,4、负反馈可展宽放大器的频带宽度,(1)反馈信号与外加输入信号的求和方式只对放大电路的输入电阻有影响：串联负反馈使输入电阻增大；并联负反馈使输入电阻减小。(2)反馈信号在输出端的采样方式只对放大电路的输出电阻有影响：电压负反馈使输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大。,5.负反馈对放大器输入、输出电阻的影响,当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为增大放大电路的输入电阻，以减小信号源的输出电流和内阻上的压降。,6.根据信号源的性质引入串联负反馈，或者并联负反馈。,当信号源为恒流源或内阻较大的电压源时，为减小电路的输入电阻，使电路获得更大的输入电流。,引入串联负反馈,引入并联负反馈,负反馈放大器方框图,(1)电流并联负反馈,(2)电流串联负反馈,(3)电压并联负反馈,(4)电压串联负反馈,三、负反馈放大电路的分析方法,1、深度负反馈条件下的近似计算,2、方框图分析法,（2）引入反馈后的电路在深度负反馈条件下输出电阻R o f 和闭环增益A v f 分别为多大？,例4.1：设两级放大电路如图题所示。,（1）为使输出电阻减小，应引入何种反馈，在图中标明反馈支路；,（1）应引入电压并联负反馈 使输出电阻减小；,解：,（2）在深度负反馈条件下输出电阻R of 和闭环增益A v f分别为,例4.3:在图所示二级反馈放大器中，用瞬时极性法判别反馈极性及反馈类型，并估算反馈放大器的电压增益、反馈系数B、输入电阻 和输出电阻,解：（1）电压串联负反馈,（2）反馈放大器的电压增益,(3)反馈系数B,（3）输入电阻,（4）输出电阻,例4.3:运放应用电路如图所示。,（1）求出三极管c，b，e各级电位（对地）；,（2）若电压表读数为200mV，求出三极管的值；,图中运放均为理想组件，VBE=0.7V,解：（1）由理想运放的“虚短”、“虚断”可知：,（2）若电压表读数为200mV，由b点电位为0及理想运放的“虚断”可知：,完整的频响表达式及波特图,第5章 放大器的频率响应,1）放大器的低频响应,低频小信号等效电路,低频响应的下限频率主要由旁路电容和耦合电容决定,低频增益:,低频响应的转折频率,2）共发射极放大器的高频响应,高频小信号等效电路,高频响应的上限频率主要由结电容和分布电容决定,密勒电容CM1：,密勒倍增因子：,频响表达式,确定 f H,完整的频响表达式及波特图,例5.1:在图示电路中,已知,求出电路的 f H、f L,（1）求解 f L,（2）求解 f H 和中频电压放大倍数,例5.2:设只含一个RC 环节的单级放大电路如图。已知,电路中频区电压增益,通频带范围为,（1）确定RC的的数值；（2）计算电容C1的大小。,解：（1）确定 RC 的的数值：由中频电压增益：,（2）计算电容C1的大小,低频区等效电路,由于,第6章 集成运算放大器的应用,1.反相放大器,2.同相放大器,3.积分运算电路,输出电压,4.微分运算电路,输出电压,例6.1：在图（a）所示电路中，已知输入电压u I的波形如图（b）所示，当t0时u O0。试画出输出电压u O的波形。,解：输出电压的表达式为,当u I为常量时,输出波形如图,5.集成电压比较器,门限电平：,例6.2：分别推导出图所示各电路的传递函数，并说明它们属于哪种类型的滤波电路。,6.有源滤波器,解：利用节点电流法求出它们的传输函数,在图（a）所示电路中,高通滤波器,在图（b）电路中,低通滤波器,例6.3：试说明图所示各电路属于哪种类型的滤波电路，是几阶滤波电路。,解：,一阶高通滤波器,二阶高通滤波器,由高通和低通连接而成的二阶带阻滤波器,1.串联型稳压电路的原理框图,第7章 直流稳压电源,1)基准电压:若基准电压值改变了，即使VI 和 RL均不变，也会引起稳压电路直流输出电压的变化，破坏输出电压的稳定性,2)反馈网络取样网络,改变反馈系数B，即可在一定的范围内改变输出电压,3)比较放大器:将反馈网络得到的反馈电压VF与基准电压VREF 进行比较，并将二者的差值进行放大,控制调整管，使输出电压保持稳定。,4)调整环节:是稳压电路的核心环节,稳定电路的输出电压和最大电流主要取决于调整环节。,2、串联型直流稳压电路,在深度负反馈的条件下，可得稳压电路的基本关系式,