模电-复件模拟电子技术复习课件.ppt

1、第一章第一章 半导体器件半导体器件 分类：分类：纯净半导体、杂质半导体（纯净半导体、杂质半导体（P型、型、N型）型）基本概念：基本概念：自由电子与空穴、扩散与漂移，复合、自由电子与空穴、扩散与漂移，复合、PN结结及其单向导电性及其单向导电性 主要特点：主要特点：受温度影响大受温度影响大常用半导体器件常用半导体器件 例例1 P型半导体中，多数载流子是（型半导体中，多数载流子是（）A.自由电子自由电子B.负离子负离子C.空穴空穴D.正离子正离子C 例例2 在本征半导体中加入（在本征半导体中加入（）元素可形成元素可形成N型半导型半导 体，加入（体，加入（）元素可形成）元素可形成P型半导体导体。型半导

2、体导体。A.五价五价B.四价四价C.三价三价AC 例例3 当温度升高时，二极管的反向饱和电流将（当温度升高时，二极管的反向饱和电流将（）。）。A.增大增大B.不变不变C.减少减少A 例例4 PN结加正向电压时，空间电荷区将（结加正向电压时，空间电荷区将（）。）。A.变窄变窄B.不变不变C.变宽变宽A 例例5 PN结未加外部电压时，扩散电流（结未加外部电压时，扩散电流（）漂移电流。）漂移电流。A.小于小于 B.等于等于C.大于大于B二、二极管二、二极管阳极阳极阴极阴极+-uiO uU(BR)单向单向正向电阻小正向电阻小(理想为理想为 0)，反向电阻大，反向电阻大()。Uon 开启电压开启电压Uo

3、nU(BR)反向击穿电压反向击穿电压IS反向饱和电流反向饱和电流IF 最大整流电流最大整流电流 最高反向工作电压最高反向工作电压UR第一章第一章 半导体器件半导体器件3.二极管的等效模型二极管的等效模型UUrd理想二极管理想二极管 例例1 二极管的正向电阻（二极管的正向电阻（），反向电阻（），反向电阻（）。）。A.小小B.大大AB 例例2 利用二极管的利用二极管的()可组成整流电路及限幅电路。可组成整流电路及限幅电路。A.正向特性正向特性B.反向特性反向特性C.单向导电性单向导电性C 例例3 温度升高时，二极管的反向伏安特性会温度升高时，二极管的反向伏安特性会()。A.上升上升B.下移下移C.

4、不变不变B1.3 电路如图所示，设电路如图所示，设ui=5sint V，二极管导通压降，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，试绘出输入和输出电压的波形和幅值+ui-3V RD1+uo-3V D2解：解：ui 3.7V D1导通、导通、D2截止截止 uo=3.7V ui-3.7V D1截止截止、D2导通导通 uo=-3.7V ui 3.7V -3.7V D1截止截止 D2截止截止 uo=ui ABCVA=3VVB=-3VVC=uiui/V t o5uo/V t o3.73.7-3.7-3.71.4 电路如图所示，二极管电路如图所示，二极管导通电压导通电压UD0.7V，常温下

5、，常温下UT26mV，电容，电容C对交流信对交流信号可视为短路；号可视为短路；ui为正弦波，为正弦波，有效值为有效值为10mV。试问二极管中流过的交流试问二极管中流过的交流电流的有效值电流的有效值二极管的动态电阻二极管的动态电阻 解解：（：（1）静态分析静态分析 令令ui=0则流过二极管的直流电流则流过二极管的直流电流 ID（VUD）/R2.6mA （2）动态分析动态分析 2V电压源相当于短路电压源相当于短路故流过的动态电流故流过的动态电流Idui/rd1mArdUT/ID10uiIZIZM UZ IZUZ uUZ时作用同二极管时作用同二极管 u增加到增加到UZ 时，稳压管击时，稳压管击穿，反

6、向导通，两端电压在穿，反向导通，两端电压在一定范围内能保持不变一定范围内能保持不变(a)三、稳压管三、稳压管一种特殊的二极管一种特殊的二极管 例例1 稳压管必须工作在稳压管必须工作在()状态下，才能够稳定电压。状态下，才能够稳定电压。A.正向导通正向导通B.反向截止反向截止C.反向击穿反向击穿C例例2 稳压管的稳定电稳压管的稳定电UZ=6V,最小稳定电流最小稳定电流IZmin=5mA,最大稳定电流最大稳定电流IZmax=25mA,负载电阻负载电阻RL=500。（1）分别计算）分别计算UI为为10V、15V、35V三种情况下输出电压三种情况下输出电压UO的值；的值；（2）若）若UI35V时负载开

7、路，则会时负载开路，则会 出现什么现象出现什么现象?为什么？为什么？第一章第一章 半导体器件半导体器件四、晶体三极管四、晶体三极管1.形式与结构形式与结构NPNPNP三区、三极、两结三区、三极、两结2.特点特点基极电流控制集电极电流并实现基极电流控制集电极电流并实现放大放大放放大大条条件件内因：发射区载流子浓度高、内因：发射区载流子浓度高、基区薄、集电区面积大基区薄、集电区面积大外因：外因：发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏3.电流关系电流关系IE=IC+IBIC=IB IE=(1+)IB 4.特性特性iC/mAuCE /V100 A80 A60 A40 A20 AIB=0O 3 6

8、 9 124321O0.4 0.8iB/AuBE/V60402080饱饱和和区区截止区截止区放大区放大区状态状态电流关系电流关系 条条 件件放大放大I C=IB发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏饱和饱和 I C IB两个结正偏两个结正偏ICS=IBS 集电结零偏集电结零偏临界临界截止截止IB Uon 则则导通导通以以 NPN为为 例：例：UBE UB UE放大放大饱和饱和2.电流判别法电流判别法IB IBS 则则饱和饱和IB UE 例例1 测得某测得某NPN型的硅晶体管各电极对地的电压值为型的硅晶体管各电极对地的电压值为 Vc=6V，VB=4V，VE=3V，则管子工作在（，则管子工作在（

9、）。）。A.放大区放大区B.饱和区饱和区C.截止区截止区A第一章第一章 半导体器件半导体器件五、场效应管五、场效应管1.分类分类按导电沟道分按导电沟道分 N 沟道沟道P 沟道沟道按结构分按结构分 绝缘栅型绝缘栅型结型结型按特性分按特性分 增强型增强型耗尽型耗尽型gdssgdBgdsgdssgdBsgdBN 沟道结型沟道结型P 沟道结型沟道结型N 沟道结型沟道结型N 沟道沟道增强型增强型MOSN 沟道沟道耗尽型耗尽型MOSN 沟道沟道增强型增强型MOS2.特点特点栅源电压改变沟道宽度从而控制漏极电流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，易集成输入电阻高，工艺简单，易集成FET

10、 无栅极电流，故采用无栅极电流，故采用转移特性转移特性和和输出特性输出特性描述描述3.特性特性gds不同类型不同类型 FET 转移特性比较转移特性比较结型结型N 沟道沟道uGS/ViD/mAO增强型增强型耗尽型耗尽型MOS 管管开启电压开启电压UGS(th)夹断电压夹断电压UGS(off)P71 1.16O0.4 0.8iB/AuBE/V60402080iD/mAuDS/VOUGS=0V-1-2-3-4-5-6-7 V8P U预夹断轨迹预夹断轨迹恒流区恒流区 可变可变电阻区电阻区夹断区夹断区击穿区击穿区N沟道沟道 FET 输出特性输出特性D 例例1 右图所示元件是（右图所示元件是（）。）。A.

11、P沟道结型场效应管沟道结型场效应管B.N沟道结型场效应管沟道结型场效应管C.P沟道增强型绝缘栅场效应管沟道增强型绝缘栅场效应管D.N沟道增强型绝缘栅场效应管沟道增强型绝缘栅场效应管sgdBiC/mAuCE /V100 A80 A60 A40 A20 AIB=0O 3 6 9 1243211 1、基本概念、基本概念放大、静态工作点、放大、静态工作点、饱和失真、截止失真、饱和失真、截止失真、直流通路、交流通路、直流通路、交流通路、直流负载线、交流负载线、直流负载线、交流负载线、性能指标、性能指标、h h参数等效模型参数等效模型第二章第二章 基本放大电路基本放大电路bce+-beubi+-ceuci

12、berbi ibic+uce -+ube -bceber bbr )1(TUEQI2 2、放大电路的组成原则、放大电路的组成原则组成原则、组成原则、电路中各元件作用、电路中各元件作用、为何以及如何设置合适的为何以及如何设置合适的静态工作点、静态工作点、静态工作点对电路性能的影响、静态工作点对电路性能的影响、稳定静态工作点的措施稳定静态工作点的措施3 3、放大电路的分析方法、放大电路的分析方法静态分析静态分析动态分析动态分析近似估算法近似估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法分析失真分析失真计算动态计算动态参数参数4 4、主要典型电路、主要典型电路TRbRcVCC+ui-+u

13、o-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+C2+共射极基本放大电路共射极基本放大电路 或基极偏置电路或基极偏置电路TRbRcVCCIB=VCCUBERbIC IBUCE=VCC-RcICTRb+ui-RcRL+uo-berbibi ciRb+ui-RcRL+uo-uA LR ber iRbebr/RcoRR 固定偏置电路固定偏置电路分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路+ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV 射极偏置电路射极偏置电路TcR2bR1bReR1I2IBICIEICCV VB=Rb1+Rb2 Rb1 VCC IE VB Re ICUCE=VCC RcIC ReIE

14、 berbIbI ReRb1+-iURcRL+-oUiouUUA ebeLR)1(rR biiIUR ebeR)1(r coRR 2bR iR2bR/R)1(r/ebe 1bR 共集电极电路共集电极电路+ui-T+uo-2C bR1C eRLRCCV+-susRTbReRCCV ICIBIE BIBECCUV ebR)1(R BEI)1(I CEUCCV EeIR iouUUA LbeLRrR R)1(r/RRLbebi oooIUR 1R/Rr/RbsbeebecberbIbRsR+sUiU+eRLR+oUbI 共基极放大电路共基极放大电路+ui-T+uo-2C eR1C 1bRLRCCV+

15、susR bC2bRcRTeR1bR2bRCCV cRTeR+susR+ui-cRLRiouUUA beLrR 1r/RRbeeicoRR 每种接法的特点每种接法的特点ecbberbIeR+sUsR+iUcRLR+oUbI 5 5、派生电路、派生电路u两种接法组合的放大电路两种接法组合的放大电路u复合管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构成原则、电流放大系数和输入电阻B 例例1 BJT放大电路中为稳定静态工作点，应采用（放大电路中为稳定静态工作点，应采用（）。）。A.共集电极放大电路共集电极放大电路B.分压式偏置电路分压式偏置电路C.功率放大电路功率放大电路D.固定偏置电路

16、固定偏置电路1T2Tbec1 1ber2 2berbib1i b1i)1(b12i)1(b2121i)(2121 21 电流放大系数增大电流放大系数增大 ber2be11berr 例题例题TRbRc+VCC+uo-+uo-C1+C1+uitouoto图所示放大电路中图所示放大电路中,若若uo中交流成中交流成分出现图所示的失真分出现图所示的失真中的哪个元件？如何调整？中的哪个元件？如何调整？现象现象,问是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应调整电路问是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应调整电路解：解：iCuCEiBoQ饱和失真，饱和失真，调整基极电阻调整基极电阻Rb，增大增大Rb。或调或调

17、整集电极电阻整集电极电阻Rc，减小减小Rc。第三章第三章 多级放大电路多级放大电路1 1、四种常见的耦合方式、四种常见的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合四种方式的特点四种方式的特点Rs us+ui1 A1+uo1+ui2 A2+uo2+uin An+uon RL 2 2、多级放大电路、多级放大电路 放大倍数：各级放大倍数的乘积放大倍数：各级放大倍数的乘积输入电阻、输出电阻输入电阻、输出电阻零点漂移（温漂）、差模信号、共模信号、零点漂移（温漂）、差模信号、共模信号、差模放大倍数、共模放大倍数差模放大倍数、共模放大倍数共模抑制比共模抑制比3

18、 3、基本概念、基本概念例：已知例：已知Rb=1k,Rc=10k，RL=5.1k,VCC=12V,VEE=6V;=100,rbe=2k。EQBEQEEeI2UVR )V(VUEECCCEQ +uod T1 Rc Rb+VCC T2 Rc Rb Re-VEE uI1+uid uI2 uId/2uId/2+RL k3.55.027.06 V7.7)2RR(IecE 3 3、差分放大电路的四种接法及动态参数的计算、差分放大电路的四种接法及动态参数的计算 例例1 双输入双输出差分放大电路的差模电压放大倍数双输入双输出差分放大电路的差模电压放大倍数Ad是基是基本共射放大电路本共射放大电路Au的（的（）倍

19、。）倍。A.2B.1C.1/2B(1)为使为使IE1=IE2=0.5mA求求Re 和和UCEQ(2)计算计算Au、Ri、Ro；+uod T1 Rc Rb+VCC T2 Rc Rb Re-VEE uI1+uid uI2 uId/2uId/2+RL rbeibibRbRcrbeibibRbRcuiduod 2RL2RL68rR)2R/R(AbebLCu k6)rR(2Rbebi k20R2RCo第九章第九章 功率放大电路功率放大电路1 1、功率放大电路的特点及要求、功率放大电路的特点及要求 2 2、功率放大电路的种类功率放大电路的种类3 3、功率放大电路中晶体管的三种工作状态功率放大电路中晶体管的

20、三种工作状态甲类、甲类、乙类、乙类、甲乙类甲乙类变压器耦合功率放大电路、变压器耦合功率放大电路、变压器耦合乙类推挽功放变压器耦合乙类推挽功放无输出变压器的功率放大电路无输出变压器的功率放大电路-OTL电路电路 无输出电容的功率放大电路无输出电容的功率放大电路-OCL电路电路4 4、OCL电路的组成及工作原理电路的组成及工作原理RL+VCCT1-VCC+ui-T2+uo-iC1iC2uo(V)ot5 5、消除交越失真的甲乙类互补对称功率放大电路、消除交越失真的甲乙类互补对称功率放大电路(1)最大输出功率最大输出功率Pom omP理想情况下：理想情况下：L2CComRV21P L2CESCCR)U

21、V(21(2)电源提供的直流功率电源提供的直流功率PV两个电源：两个电源：VPLCESCCCCR)UV(V2 理想情况：理想情况：L2CCVRV2P L2momoRUP 有效值有效值(3)效率效率 VoPP CCOMVU4 (4)最大管耗与输出功率的关系最大管耗与输出功率的关系T1PomP2.0 6、功率功率BJT的选择的选择 最大允许管耗最大允许管耗PCMICM；omP2.0；CCOCE)BR(V2U,RVLCC 例例1OTL互补对称式输出电路如图所示，试分析电互补对称式输出电路如图所示，试分析电路的工作原理。路的工作原理。1.按功放分类按功放分类(甲、乙、甲乙类甲、乙、甲乙类)，该电，该电

22、2.电阻电阻R2与二极管与二极管D1、D2的的3.静态时静态时T1管的射极电位管的射极电位路的路的T1、T2管的工作方式管的工作方式为哪种类型？为哪种类型？作用是什么？作用是什么？UE=？负载电流？负载电流IL=？甲乙类甲乙类为为T1、T2管提供静态偏置电压管提供静态偏置电压使使T1、T2管处于微导通状态管处于微导通状态消除交越失真消除交越失真UE=0 IL=0 4.VCC=+15V，饱和压降，饱和压降UCES 1V，RL=8，则负载，则负载RL上得到的最大上得到的最大不失真输出电压的有效值，不失真输出电压的有效值，最大不失真输出功率最大不失真输出功率Pom?此时效率此时效率？L2OMoR2U

23、P L2CESCCR2)UV(82)115(2 W25.12 VoPP CCOMVU4 15144%3.73 OMUCESCCUV V14 2142UUOMom V72.9 例例2OTL互补对称式输出电路如图所示，输入正弦电压互补对称式输出电路如图所示，输入正弦电压设管子的设管子的UCES=0V，试求，试求Pom以及电路中三极管选择的条件。以及电路中三极管选择的条件。100+6VT1-6V+ui-T2uo66CCOMV1006100U V7.5 解：解：最大值最大值L2OMmo2RUP W16.010027.52 最大允许管耗最大允许管耗PCMICM；W032.0P2.0om ；V12V2UCCOCE)BR(,RVLCC 三极管应满足以下条件三极管应满足以下条件ICM057.0)1006(6 第四章第四章 集成运算放大器集成运算放大器 组成：输入级、中间级、输出级、偏置级组成：输入级、中间级、输出级、偏置级 各级作用：各级作用：各级电路组成：各级电路组成：运放中恒流源的作用：运放中恒流源的作用：