西电 模电 第1章绪论
合集下载
《模电第一章》PPT课件
E GO 为热力学零度时破坏共价键所需的能量， 又称禁带宽度；
K1 是与半导体材料载流子有效质量、有效能 级密度有关的常量。
返回
1.1.2 杂质半导体
通过扩散工艺，在本征半导体中输掺入少 量适宜的杂质元素，便可得到杂质半导体。按 掺 半 杂入导质可掺温度少浓〔这杂体半由大的质以杂度取子度即将质；导一于增时半认质的决是很少影元控体、掺加机导与为原影本低子响素制的N入，大体掺，子响征，的半的掺导型的从大，杂多 的 很 激 却 浓 导不 入 电半杂 而 增 多浓子 浓 小 发 对 度 体同 杂 性导质 使 多 子度的 度 。 形 温 取 器， 质 能体使 多 。 的且浓 ， 成 度 决 件〔可 元 。多 子 因 浓与度 因 的 非 于 的即形 素子 与 此 度温约 而 ， 常 温 性多成 的的 少 ， 愈度能等 多 尽 敏 度子浓N对数 子 高型无。于 子 管 感〕的度于目 复 ，半关所受其。，浓，杂大合少导〕就体可和控P制型
子的二浓、度P就型愈半低导。体
几个关系：①多子与少子的关系 ②多子与掺杂浓度的关系 ③少子与温度的关系
返回
NN型 型半半导导体体的中N于 少由型N度由形自自数于型半成 由大 电在 元由载杂半电导于 子纯 素电流质子导体〔洁空 为子子原的体中如的穴 多浓，产子硅磷中，的 数度简生可晶〕空，，称浓 载体，以穴自故少度 流中使的提由称 子，子掺之浓供电空 。故，入取度电子穴称简五代小的子为称自价晶浓， N型半导体N中故型多的由称半子正格于之导。杂离中为质子体硅原施原主子主子要的原的最靠位子外自置层〔由有，或电5就个施子形价主成电 NN型 型半半导导体体导子中中杂电〔的的子共的质，自多 少了，价电杂 少〕数 数所键子N掺由质 电。型以，不载 载原 子入电除还受半流 流子 ，的子了多共导子子在 故杂〕与出价体晶 变周一键质的。格 为围个的越浓硅电束上不多度原 子 缚，能子 。 ，，越且移形 只多多高又动成 需出的缺，
K1 是与半导体材料载流子有效质量、有效能 级密度有关的常量。
返回
1.1.2 杂质半导体
通过扩散工艺，在本征半导体中输掺入少 量适宜的杂质元素，便可得到杂质半导体。按 掺 半 杂入导质可掺温度少浓〔这杂体半由大的质以杂度取子度即将质；导一于增时半认质的决是很少影元控体、掺加机导与为原影本低子响素制的N入，大体掺，子响征，的半的掺导型的从大，杂多 的 很 激 却 浓 导不 入 电半杂 而 增 多浓子 浓 小 发 对 度 体同 杂 性导质 使 多 子度的 度 。 形 温 取 器， 质 能体使 多 。 的且浓 ， 成 度 决 件〔可 元 。多 子 因 浓与度 因 的 非 于 的即形 素子 与 此 度温约 而 ， 常 温 性多成 的的 少 ， 愈度能等 多 尽 敏 度子浓N对数 子 高型无。于 子 管 感〕的度于目 复 ，半关所受其。，浓，杂大合少导〕就体可和控P制型
子的二浓、度P就型愈半低导。体
几个关系：①多子与少子的关系 ②多子与掺杂浓度的关系 ③少子与温度的关系
返回
NN型 型半半导导体体的中N于 少由型N度由形自自数于型半成 由大 电在 元由载杂半电导于 子纯 素电流质子导体〔洁空 为子子原的体中如的穴 多浓，产子硅磷中，的 数度简生可晶〕空，，称浓 载体，以穴自故少度 流中使的提由称 子，子掺之浓供电空 。故，入取度电子穴称简五代小的子为称自价晶浓， N型半导体N中故型多的由称半子正格于之导。杂离中为质子体硅原施原主子主子要的原的最靠位子外自置层〔由有，或电5就个施子形价主成电 NN型 型半半导导体体导子中中杂电〔的的子共的质，自多 少了，价电杂 少〕数 数所键子N掺由质 电。型以，不载 载原 子入电除还受半流 流子 ，的子了多共导子子在 故杂〕与出价体晶 变周一键质的。格 为围个的越浓硅电束上不多度原 子 缚，能子 。 ，，越且移形 只多多高又动成 需出的缺，
模拟电子技术第1章PPT课件
多数载流子——自由电子 施主离子
少数载流子—— 空穴
7
8
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
8
电子空穴对
空穴
+4 +4
P型半导体
－ － －－
+3 +4
－ － －－
－ － －－
+4 +4
受主离子
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 9
杂质半导体的示意图
(1) 稳定电压UZ ——
在规定的稳压管反向工作电流IZ下UZ，所对应的Iz反min 向工作电u压。
(2) 动态电阻rZ ——
△I
rZ =U /I
rZ愈小，反映稳压管的击穿特性△愈U 陡。
I zmax
(3) 最小稳定工作 电流IZmin——
保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。
(4) 最大稳定工作电流IZmax——
17
EW
R
18
(2) 扩散电容CD
当外加正向电压
不同时，PN结两 + 侧堆积的少子的 数量及浓度梯度 也不同，这就相 当电容的充放电 过程。
P区 耗 尽 层 N 区 －
P 区中电子 浓度分布
N 区中空穴 浓度分布
极间电容（结电容）
Ln
Lp
x
电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来
18
19
1.2 半导体二极管
30
31
四、稳压二极管
稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管
பைடு நூலகம்
模电第一讲绪论与半导体基础知识详解演示文稿
电流有无。
数字电路－处理数字信号
第当六前页6页，，共共3三1页十，一星期页二。。
数字化时代：
➢音乐：CD、MP3 ➢电影：MPEG、RM、DVD ➢数字电视 ➢数字照相机
➢数字摄影机 ➢手机
第当七前页7页，，共共3三1页十，一星期页二。。
数字化时代：
➢音乐：CD、MP3
➢电影：MPEG、RM、DVD
漂移电流
在外电场作用下，自由电子和空穴对电流的贡献是叠加的。
2、扩散运动和扩散电流
扩散运动：物质因浓度差而产生的运动。
光照
载流子浓度差 扩散运动 扩散电流
X
扩散电流是半导体中载流子的一种特殊运动形式，是由于载流子的浓度 差引起的，扩散运动总是从浓度高的区域向浓度低的区域进行。
结论：半导体中的载流子存在两种运动形式，一是电位差即
称为电子型半导体。
是少了？为什么？
结论：
（1）N型半导体＋＋5中5 多子是电子，主要由掺杂产生，多子浓度近似 等于杂质浓度。
（2）N型半导体中少子是空穴，由本征激发产生，少子浓度受 温度影响很大。
第二当前十2页0页，，共共3三1页十，一星期页二。。
2、P型半导体（空穴型Positive）
用扩散工艺将本征半导体中的某些硅原子用3价元素(B)代替。
相关概念：本征半导体、本征激发；
N型半导体、P型半导体；
多子、少子；
扩散电流、漂移电流
第十当前五1页5页，，共共3三1页十，一星期页二。。
一、半导体材料
1、什么叫半导体 ——导电性介于导体和绝缘体之间的物质。
导体：一般为低价元素，其最外层电子极易挣脱原子核的束缚而成为自
由电子，在外电场作用下定向移动形成电流。如铁、铜、铝等金属元素。
数字电路－处理数字信号
第当六前页6页，，共共3三1页十，一星期页二。。
数字化时代：
➢音乐：CD、MP3 ➢电影：MPEG、RM、DVD ➢数字电视 ➢数字照相机
➢数字摄影机 ➢手机
第当七前页7页，，共共3三1页十，一星期页二。。
数字化时代：
➢音乐：CD、MP3
➢电影：MPEG、RM、DVD
漂移电流
在外电场作用下，自由电子和空穴对电流的贡献是叠加的。
2、扩散运动和扩散电流
扩散运动：物质因浓度差而产生的运动。
光照
载流子浓度差 扩散运动 扩散电流
X
扩散电流是半导体中载流子的一种特殊运动形式，是由于载流子的浓度 差引起的，扩散运动总是从浓度高的区域向浓度低的区域进行。
结论：半导体中的载流子存在两种运动形式，一是电位差即
称为电子型半导体。
是少了？为什么？
结论：
（1）N型半导体＋＋5中5 多子是电子，主要由掺杂产生，多子浓度近似 等于杂质浓度。
（2）N型半导体中少子是空穴，由本征激发产生，少子浓度受 温度影响很大。
第二当前十2页0页，，共共3三1页十，一星期页二。。
2、P型半导体（空穴型Positive）
用扩散工艺将本征半导体中的某些硅原子用3价元素(B)代替。
相关概念：本征半导体、本征激发；
N型半导体、P型半导体；
多子、少子；
扩散电流、漂移电流
第十当前五1页5页，，共共3三1页十，一星期页二。。
一、半导体材料
1、什么叫半导体 ——导电性介于导体和绝缘体之间的物质。
导体：一般为低价元素，其最外层电子极易挣脱原子核的束缚而成为自
由电子，在外电场作用下定向移动形成电流。如铁、铜、铝等金属元素。
西安电子科技大学低频电子线路模电第一章
1.3.1 稳压管
稳压管等效电路
这时稳压管 就是一只二极管
Ur为门限电压
1.3.1 稳压管
稳压管应用电路
1.3.1 稳压管
稳压电路 稳压电路中：uI=12V， UZ=6V， R=4kΩ。当RL 分别为8kΩ 、6kΩ 、 2kΩ和1kΩ时，求对应输出电压uO 。
解： 输出电压uO(t) 取决于VZ 的工作状态，即击穿与否。 RL上所得电压值即为VZ管所承受的反向电压值，分 别为：8V、7.2V、4V和2.4V。
浓度差 扩散力 扩散运动
扩散电流
扩散电流大小与载流子浓度梯度成正比
1.1.3 载流子运动方式及其电流
❖ 漂移运动和漂移电流
漂移运动：载流子在电场力作用下所作的 运动 称为漂移运动。
漂移电流：载流子漂移运动所形成的电流称为 漂移电流。
电位差 电场力 漂移运动
漂移电流
漂移电流大小与电场强度成正比
1.2 PN结与晶体二极管
rd
26 mV IQ
1.2.2 晶体二极管 (主要参数:续)
性能参数
势垒电容CT ：
CBCB0/(UU)
影响器件最高工作频率
1.2.2 晶体二极管 (主要参数:续)
极限参数
最大允许整流电流IOM ： 工作电流>IOM易导致二极管过热失效 最高反向工作电压URM : 允许加到二极管(非稳压管)的最高反向电压 最大允许功耗PDM : 实际功耗>PDM 时易导致二极管过热损坏
CB值随外加电压的改变而改变，为非线性电容。
1.2.1 PN结基本原理
❖ 电容特性
扩散电容CD
由势垒区两侧的P区和N区正负电荷混合储存所产生
CD
(τ p τn ) UT
【通用】西安电子模电.ppt
其基本电路
＋4
＋4
＋4
空位
＋4
＋3
＋4
受主
原子
＋4
＋4
＋4
图1–其基本电路
三、杂质半导体的载流子浓度
在以上两种杂质半导体中，尽管掺入的杂质浓度 很小，但通常由杂质原子提供的载流子数却远大于本 征载流子数。
一、N型半导体 在本征硅(或锗)中掺入少量的五价元素，如磷、砷、 锑等，就得到N型半导体。这时，杂质原子替代了晶格 中的某些硅原子，它的四个价电子和周围四个硅原子 组成共价键，而多出一个价电子只能位于共其基本电路
＋4
＋4
＋4
键外 电子＋4精品2第1章 晶体二极管及其基本电路
按导电性能的不同，物质可分为导体、绝缘体和 半导体。目前用来制造电子器件的材料主要是硅(Si)、 锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等。它们的导电能力介于导体 和绝缘体之间，并且会随温度、光照或掺入某些杂质 而发生显著变化。要理解这些特性，就必须从半导体 的原子结构谈起。与价电子密切相关，所以为了突出 价电子的作用，我们采用图1–基本电路
＋4
＋4
＋4
价
电 子
共 价
＋4
＋4
＋4
键
＋4
＋4
＋4
图1–2基本电路
一、半导体中的载流子——自由电子和空穴 在绝对零度(-273℃)时，所有价电子都被束缚在共 价键内，晶体中没有自由电子，所以半导体不能导电。 当温度升高时，键内电子因热激发而获得能量。其中 获得能量较大的一部分价电子，能够挣脱共价键的束 缚离开原子而成为自由电子。与此同时在共价键内留 下了与自由电子数目相同的空位，如图1–3所示。
杂质半导体中的少子浓度，因掺杂不同，会随多 子浓度的变化而变化。在热平衡下，两者之间有如下 关系：多子浓度值与少子浓度值的乘积恒等于本征载 流子浓度值ni的平方。即对N型半其基本电路
＋4
＋4
＋4
空位
＋4
＋3
＋4
受主
原子
＋4
＋4
＋4
图1–其基本电路
三、杂质半导体的载流子浓度
在以上两种杂质半导体中，尽管掺入的杂质浓度 很小，但通常由杂质原子提供的载流子数却远大于本 征载流子数。
一、N型半导体 在本征硅(或锗)中掺入少量的五价元素，如磷、砷、 锑等，就得到N型半导体。这时，杂质原子替代了晶格 中的某些硅原子，它的四个价电子和周围四个硅原子 组成共价键，而多出一个价电子只能位于共其基本电路
＋4
＋4
＋4
键外 电子＋4精品2第1章 晶体二极管及其基本电路
按导电性能的不同，物质可分为导体、绝缘体和 半导体。目前用来制造电子器件的材料主要是硅(Si)、 锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等。它们的导电能力介于导体 和绝缘体之间，并且会随温度、光照或掺入某些杂质 而发生显著变化。要理解这些特性，就必须从半导体 的原子结构谈起。与价电子密切相关，所以为了突出 价电子的作用，我们采用图1–基本电路
＋4
＋4
＋4
价
电 子
共 价
＋4
＋4
＋4
键
＋4
＋4
＋4
图1–2基本电路
一、半导体中的载流子——自由电子和空穴 在绝对零度(-273℃)时，所有价电子都被束缚在共 价键内，晶体中没有自由电子，所以半导体不能导电。 当温度升高时，键内电子因热激发而获得能量。其中 获得能量较大的一部分价电子，能够挣脱共价键的束 缚离开原子而成为自由电子。与此同时在共价键内留 下了与自由电子数目相同的空位，如图1–3所示。
杂质半导体中的少子浓度，因掺杂不同，会随多 子浓度的变化而变化。在热平衡下，两者之间有如下 关系：多子浓度值与少子浓度值的乘积恒等于本征载 流子浓度值ni的平方。即对N型半其基本电路
电子电工学——模拟电子技术 第一章 绪论
例2
4.频率响应及带宽
• 放大电路的频率响应是指在输入正弦信号情况下， 输出随频率连续变化的稳态响应。
•
AV
j
•
V
o
j
•
V
i
j
或
•
AV AV
幅频响应ＡV() 相频响应()
上限频率fH 下限频率fL 带宽BW＝fH－fL
信号都不是单一的正弦波，是占有一定频谱的复杂信号，如果待放大 的信号频谱超出放大器的通频带，则会引起信号失真，称之为“频率 失真”或“线性失真”。
Ro RL Ro
1.5 放大电路的性能指标
前面介绍了各种放大电路模型，而放大性能取决于 放大电路的参数，放大电路模型中涉及了输入参数（输 入阻抗）、输出参数（增益、输出阻抗），而这些参数 又和频率有关，就涉及频率特性。
1. 输入电阻
2. 输出电阻
3. 增益
4. 频率响应及带宽
5. 非线性失真
1.输入电阻
频率失真（线性失真）（由线性电抗元件所引起）
5.非线性失真
• 非线性失真是由放大器件 的非线性特性所引起的。 （特征：输出信号出现许 多输入信号所没有的新的 谐波成分）
• 非线性失真系数
Vo2k
k2 100%
Vo1
放大电路的电压传输特性
小结
• 信号、信号的频谱特性、模拟信号 • 四种放大电路模型，主要掌握电压放大电路
▪ 输入端口特性可以等效为一个输入电阻。 ▪ 输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式。
电压放大电路模型 电流放大电路模型 互阻放大电路模型 互导放大电路模型
1）电压放大模型
AVO
输出开路时 的电压增益
Ri 输入电阻
《模拟电子技术基础》第1章 绪论
现电压等级的变换，
13.8
降低线路损耗，提高
输电容量和距离。
Analog Electronics Technique
Introduction
HIT
15
绪论
1.1 电子技术 6. 能源领域
直流输电发展历程
➢ 易于远距离大容量电能输送、潮流可控性好 直流系统组网的故障开断、变压困难
50 年 代 后 期 ， 半 导 体的晶闸管出现， 为直流输电的推广 应用奠定了基础
测控系统结构框图
功
执
率
行
放
机
大
构
Analog Electronics Technique
Introduction
19
绪论
HIT
1.3 模拟电路与数字电路
1. 模拟电路
处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。 ➢ 放大电路主要完成信号的电压、电流或功率放大； ➢ 运算电路主要完成信号的加、减、乘、除、积分、微分、对数和
Introduction
22
绪论
HIT
1.4 模拟电子技术基础课程
1.4.1 课程内容
模拟电子技术基础课程学习：
利用
半导体 器件
和
外围 器件
构成的对
模拟 信号
实施
处理
的电路
放大 滤波 变换 产生
半导体 器件
基本概念 基本分析方法
基本 电路
Analog Electronics Technique
Introduction
u
O
模拟信号
u
01001011
tO
t
数字信号
ULmax L
H UHmin
精品文档-模拟电子电路及技术基础(第二版)孙肖子-第1章
第一章 绪论 图1.2.1一般电子系统的组成框图
第一章 绪论 图1.2.1 信号获取：主要是通过传感器或输入电路，将外界待观察 的信号(通常为模拟信号)变换为电信号，或实现系统与信源间
预处理：主要是解决信号的放大、衰减、滤波等，即通常 所说的“信号调理器”，经预处理后的信号，在幅度和其他方 面都比较适合做进一步的分析或数字化处理。这一部分的信号 仍多为模拟信号。
放大器是一个有源二端口网络，其一般符号如图1.4.1所 示。放大器的输入端口连接“待放大的信号源”，其中Us为.信 号源电压(复数相量)，Rs为信号源内阻，Ui和Ii分. 别是. 放大器 的输入电压和输入电流。放大器的输出端口接相应的负载电阻 RL(也可以是一般的阻抗ZL)，Uo和Io分别是. 放大. 器的输出电压 和输出电流。通常输入端口与输出端口有一个公共的电位参考 点，称之为“地”(如图1.4.1所示)，隔离放大器除外。
第一章 绪论
从输出端口看，输出电压Uo与受控源AuoUi的关系也是Ro与
RL的分压，即
Uo
RL Ro RL
AuoU i
(1.4.2b)
Au
Uo Ui
RL Ro RL
Auio
(1.4.2c)
可见，只有当Ro<<RL时，Au才. 等于Auo.，所以，电压放大器的理
想条件是
Ri→∞
(1.4.2d)
(dB)
(1.4.3b)
如放大倍数的绝对值等于1000，则Au=20 lg1000=60dB。
放大倍数的测量方法如图1.4.2所示。将信号源的输出
幅度及频率调节到合适的数值，并与放大器输入端连接，然 后用交流电压表或用双踪示波器分别测出输入电压Ui和输.出 电压Uo的幅.值，再求其比值即可。
模电第一章
vo 20 lg 分贝 vi io 20 lg 分贝 ii po 10 lg 分贝 pi
上限截 fH 止频率
f
通频带： fbw=fH–fL
(1-10)
第一章
1.5 放大电路的主要性能指标
频率失真（线性失真）
幅度失真： 对不 同 频率 的 信号 增 益不同产生的失真。
(1-11)
第一章
1.5 放大电路的主要性能指标
频率失真（线性失真）
幅度失真： 对不 同 频率 的 信号 增 益不同产生的失真。 相位失真： 对不 同 频率 的 信号 相 移不同产生的失真。
(1-12)
第一章
1.5 放大电路的主要性能指标
由元 器 件非 线 性特 性 引起的失真。
end
(1-13)
第一章
2、 放大电路的符号及模拟信号放大
其中A= Vo/Vi，是Vo和Vi的相位 差 Vi和Vo分别是输入和输出电压的有效值。
(1-5)
第一章
(2)输入电阻ri 输入电阻是从放大电路输入端看进去 的等效电阻 ii 输入电阻： RS ri ri=vi / ii Av vS ~ vi 信号源 输入端 输出端 （加压求流法）
(1-6)
第一章
RL Ro RL vo RL 则电压增益为 Av Avo vi Ro RL
RL
由此可见
Av
即负载的大小会影响增益的大小
要想减小负载的影响，则希望…？ （考虑改变放大电路的参数）
Ro RL
理想情况 Ro 0
(1-15)
第一章
另一方面，考虑到 输入回路对信号源的 衰减 有
由此可见
RL
Ai
要想减小负载的影响，则希望…？ 由输入回路得
模电第1章资料
G K
A
K A G
(a)
A
G
P1 N1 P2 N2
J1 J2 J3
K (b)
K G
A (c)
图 1-4 晶闸管的外形、 (a) 外形； (b) 结构； (c) 图形符号
第1章 功率二极管、晶闸管及单相相控整流电路
常用的晶闸管有螺栓式和平板式两种外形，如图1-4(a)所 示。晶闸管在工作过程中会因损耗而发热，因此必须安装散 热器。螺栓式晶闸管是靠阳极（螺栓）拧紧在铝制散热器上， 可自然冷却；平板式晶闸管由两个相互绝缘的散热器夹紧晶 闸管， 靠冷风冷却。 额定电流大于200 A的晶闸管都采用平 板式外形结构。此外，晶闸管的冷却方式还有水冷、油冷等。
第1章 功率二极管、晶闸管及单相相控整流电路
4．反向恢复时间trr 反向恢复时间是指功率二极管从所施加的反向偏置电流 降至零起到恢复反向阻断能力为止的时间。
第1章 功率二极管、晶闸管及单相相控整流电路
1.1.3 1． 整流二极管多用于开关频率不高的场合，一般开关频率
在1 kHz以下。 整流二极管的特点是电流定额和电压定额可 以达到很高，一般为几千安和几千伏，但反向恢复时间较长。
I F ( AV )
(1.5
~
2) I 1.57
式中的系数1.5～2是安全系数。
第1章 功率二极管、晶闸管及单相相控整流电路
2．正向压降UF 正向压降UF是指在规定温度下，流过某一稳定正向电 流时所对应的正向压降。
第1章 功率二极管、晶闸管及单相相控整流电路
3． 反向重复峰值电压URRM 反向重复峰值电压是功率二极管能重复施加的反向最高 电压， 通常是其雪崩击穿电压UB的2/3。一般在选用功率二 极管时， 以其在电路中可能承受的反向峰值电压的两倍来选 择反向重复峰值电压。
模拟电子1-绪论
绪论电子技术的基本任务就是研究电信号的产生、信号的传输、信号的处理，任务的完成取决于对电子器件、电子电路、电子系统的性能的研究。
按照功能和构成原理的不同，电子电路可分为模拟电路和数字电路两大类。
本课程着重讨论模拟电路的基本概念、基本原理、基本分析方法及基本应用。
本章首先简要地介绍信号与电子系统的基本概念，然后讨论模拟电路的基本单元电路——放大器（模型）及其性能。
课内学时：学习指导这一章主是为学习模拟电路与数字电路提供引导性的背景知识。
重点掌握第二节放大电路的基本知识，为学习本课程后续章节打下基础。
参考资源1．陈大钦主编，《电子技术基础》模拟部分，华中理工大学出版社2．童诗白、华成英主编，《模拟电子技术基础》高等教育出版社3．王远编《模拟电子技术基础学习指导书》主要内容1.1 电子学发展史1.2 信号的传输与电子系统1.3 放大电路的基本知识1.4 学习方法与要求1 绪论1.1 电子学发展史1750年，富兰克林指出：雷电与摩擦生电是一回事1800年，伏打创立了电位差理论1820年，奥斯特发现导线通电磁针偏转1831年，法拉第完成磁生电实验1865年，麦克斯韦发表电磁理论公式1896年，马可尼发明电报，获1908年诺贝尔奖1897年，汤姆荪发现电子，获1906年诺贝尔奖1947年，萧克利、巴丁、布拉顿发明晶体管，获1956年诺贝尔奖1958年，基尔比发明集成电路，获2000年诺贝尔奖1.2 信号的传输与电子系统一般地说，信号是信息的载体。
例如，声音信号可以传达语言、音乐或其他信息，图像信号可以传达人类视觉系统能够接受的图像信息1.2.1 电子系统传输信号，由三部分组成：信号获取信号处理信号执行1.2.2 信号及其频谱1.2.3 模拟信号和数字信号信号的基本特性电信号是随时间变化的电压或电流。
它可用其电压或电流幅值与时间的函数关系来表示，也可用波形直观的表达。
下面以正弦波电压信号和方波信号为例说明信号的表达方式及其基本特性。
模拟电子技术实验及综合设计(西电版)第1章 模拟电子技术实验
18
第 1 章 模拟电子技术基础实验
ICQIEQUBQ ReUBE
UCEQ=UCC－(Rc+Re)ICQ 静态工作点的设置是否合理， 对放大器的性能影响很大。 为了使放大器有最大不失真输出电压， 静态工作点Q应该设 置在交流负载线的中间。
19
第 1 章 模拟电子技术基础实验
当静态工作点Q选择很高， 接近饱和区（如图1-2-2所示 的Q1点）时， 若输入电压信号较大， 会使输出信号电压产 生饱和失真， 为了确保输出信号电压不失真， 只能减小输入 信号， 从而导致输出电压很小。 当静态工作点选择很低， 接 近截止区（如图1-2-2所示的Q2点所示）时， 若输入电压信号 较大， 会使输出信号电压产生截止失真， 为了确保输出信号 电压不失真， 只能减小输入信号， 从而导致输出电压很小。
10
第 1 章 模拟电子技术基础实验
11
第 1 章 模拟电子技术基础实验
12
第 1 章 模拟电子技术基础实验
5. （1） 仪器互连时， 将公共端连接在一起的目的是什么？ （2） YB2173F双路智能数字交流毫伏表的共地和浮置测 （3） DS1000系列双踪数字示波器的触发设置对波形显 示区的波形稳定性有何影响？
37
第 1 章 模拟电子技术基础实验
3) 输入电阻Ri 输入信号从Y点输入， 利用输入端电阻Rs， 求取输入信 号电流， 测出Rs前后的信号Us和Ui（注意必须使输出波形在 不失真的情况下才能测量）， 填入表1-2-3中， 根据公式计算 出输入电பைடு நூலகம்Ri。
38
第 1 章 模拟电子技术基础实验
39
第 1 章 模拟电子技术基础实验
4） 输出电阻Ro 在输入信号相同的条件下， 分别测出RL= ∞ 时的Uo和 RL= 2.7 kΩ 时的U o″（注意必须使输出波形在不失真的情况下 才能测量）， 填入表1-2-4中， 然后根据公式计算出Ro。
第 1 章 模拟电子技术基础实验
ICQIEQUBQ ReUBE
UCEQ=UCC－(Rc+Re)ICQ 静态工作点的设置是否合理， 对放大器的性能影响很大。 为了使放大器有最大不失真输出电压， 静态工作点Q应该设 置在交流负载线的中间。
19
第 1 章 模拟电子技术基础实验
当静态工作点Q选择很高， 接近饱和区（如图1-2-2所示 的Q1点）时， 若输入电压信号较大， 会使输出信号电压产 生饱和失真， 为了确保输出信号电压不失真， 只能减小输入 信号， 从而导致输出电压很小。 当静态工作点选择很低， 接 近截止区（如图1-2-2所示的Q2点所示）时， 若输入电压信号 较大， 会使输出信号电压产生截止失真， 为了确保输出信号 电压不失真， 只能减小输入信号， 从而导致输出电压很小。
10
第 1 章 模拟电子技术基础实验
11
第 1 章 模拟电子技术基础实验
12
第 1 章 模拟电子技术基础实验
5. （1） 仪器互连时， 将公共端连接在一起的目的是什么？ （2） YB2173F双路智能数字交流毫伏表的共地和浮置测 （3） DS1000系列双踪数字示波器的触发设置对波形显 示区的波形稳定性有何影响？
37
第 1 章 模拟电子技术基础实验
3) 输入电阻Ri 输入信号从Y点输入， 利用输入端电阻Rs， 求取输入信 号电流， 测出Rs前后的信号Us和Ui（注意必须使输出波形在 不失真的情况下才能测量）， 填入表1-2-3中， 根据公式计算 出输入电பைடு நூலகம்Ri。
38
第 1 章 模拟电子技术基础实验
39
第 1 章 模拟电子技术基础实验
4） 输出电阻Ro 在输入信号相同的条件下， 分别测出RL= ∞ 时的Uo和 RL= 2.7 kΩ 时的U o″（注意必须使输出波形在不失真的情况下 才能测量）， 填入表1-2-4中， 然后根据公式计算出Ro。
模电各章节主要知识点总结
06
第六章：信号发生器与信号变换器
信号发生器的定义和分类
总结词
信号发生器是用于产生所需信号的电子设备 ，根据产生信号的方式不同，可以分为振荡 器和调制器两类。
详细描述
信号发生器是用来产生各种所需信号的电子 设备，这些信号可以是正弦波、方波、脉冲 波等。根据产生信号的方式不同，信号发生 器可以分为两类：振荡器和调制器。振荡器 是利用自激反馈产生所需信号的电子设备， 而调制器则是利用调制技术将低频信号加载
THANKS
感谢观看
限流、分压、反馈等
电阻的串并联
串联增大阻值，并联减小阻值
电容
电容的种类
电解电容、瓷片电容、薄膜电 容等
电容的参数
标称容量、允许偏差、额定电 压、绝缘电阻等
电容的作用
隔直流通交流、滤波、耦合等
电容的充电放电
在交流电下，电容具有“隔直 流通交流”的作用，即让高频 信号通过，阻止低频信号通过
电感
电感的种类
信号变换器的工作原理和应用
• 总结词：模拟式信号变换器的工作原理是将输入的模拟信号进行采样、量化和 编码，转换成数字信号输出；数字式信号变换器则是将输入的数字信号进行解 码和数模转换，转换成模拟信号输出。
• 详细描述：模拟式信号变换器的工作原理是将输入的模拟信号进行采样、量化 和编码，转换成数字信号输出。采样是将连续时间信号转换为离散时间信号的 过程，量化是将采样后的离散值进行近似取整的过程，编码则是将量化后的离 散值转换为二进制码元的过程。数字式信号变换器的工作原理是将输入的数字 信号进行解码和数模转换，转换成模拟信号输出。解码是将输入的数字码元进 行解码的过程，数模转换则是将解码后的离散值转换为连续时间信号的过程。 模拟式和数字式信号变换器在通信、测量、控制等领域有着广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
正反馈 ： 负反馈：
Xi′= Xi + Xf > Xi Xi′= Xi － Xf < Xi
XO
↑
24
XO ↑ → X↑ f → X' i
↑
第1 章 绪 论
2. 产生控制信号的叠加（比较）方式 ①.串联叠加（反馈）：输入信号为电压Ui，反馈 量为电压Uf，Ui和Uf串联叠加产生控制电压Ui′。
+
Ui
2
第1 章 绪 论
数字信号：时间和数值（幅度）都离散
3
第1 章 绪 论
1.2
电子系统及信号处理
电子系统：将多个单元电路或模块组合，完成特定功能的 装置。
4
第1 章 绪 论
滤波器：
均衡器： 直流 稳压电源：
扩音器：
5
第1 章 绪 论
1.3
分析：
分析与综合（设计）
计算给定系统对各种输入的响应并确定他们的性质的过程
则 Ri=1.5KΩ
15
第1 章 绪 论
3.输出电阻 Ro
从放大器输出端看的等效电阻 Ro 表征放大器带负载能力
Uo Ro Io
U s 0 或 Is 0, RL
16
第1 章 绪 论
输出电阻测量方法
S打开，测得
Uo
.
S打开
Auo U i U o1
U o2
. . . . RL RL Auo U i U o1 Ro RL Ro RL
. RL 0
.
. RO Ag A go RO R L .
. Ri Ui U s 理想条件 R s Ri
Ri
RO
12
第1 章 绪 论
放大器的主要性能指标
1.电压放大倍数(电压增益)Au
.
Au
.
Uo Ui
.
.
Au ( dB ) 20 lg
.
Uo Ui
.
.
( dB )
n 2
2 U nm
U 1m
U1m 输出信号基波分量振幅
Unm 第n次谐波分量振幅
21
第1 章 绪 论
பைடு நூலகம்
1.5
改善放大器性能的重要手段----负反馈
一. 什么是反馈
Ui′=Ui
+
RL
Uo
Uo=AuUi′
+
Ui
+ U' _i
+
_
放大器
Ui′=Ui －Uf< Ui Uf ∝Uo
( ) → U↑ ( ) UO ↑↓ ↑ ↓) →U'i ↓ f (
第1 章 绪 论
1.1 模拟信号和数字信号
信号是信息的载体
信息是信号的内容
电信号：随时间变化的电流或电压。 （电容电荷量、线圈磁通量、空间电磁场） 非电物理量 传感器 电信号
模拟信号：幅度与时间都是连续的
1
第1 章 绪 论
模拟信号：
时间和数值（幅度）都连
续
采样数据信号：
时间离散， 数值（幅度） 连续
BW
H L fH fL fH 2 2
Au (半功率点) (dB)
AuI 20 lg 2 20 lg AuI 20 lg 2 20 lg AuI 3dB
18
BW 3dB f H f L
第1 章 绪 论
放大器的幅频特性和相频特性 (a) 幅频特性 (b)相频特性
.
. RL Au A uo RO R L .
理想条件：
. Ri Ui Us R s Ri .
Ri
RO 0
9
第1 章 绪 论
电流放大器
电流增益：
A io
.
Io Ii
. RL 0
.
. Ro Ai Aio Ro RL .
理想条件：
. Rs Ii Is R s Ri .
放大器模型（无失真的放大信号）
7
第1 章 绪 论
放大倍数A (增益)
电压放大倍数:
.
Uo Au Ui
电流放大倍数:.
Io Ai Ii
Uo Ar Ii
.
互导放大倍数:
互阻放大倍数:
Io Ag Ui
.
8
第1 章 绪 论
电压放大器
电压增益：
A uo
.
Uo Ui
. RL
F
. Xo （输出信号）
Xf （ 反馈信号 ）
反馈放大器
Xo A ' 开环放大倍数 Xi
F
Xf Xo
反馈系数
23
第1 章 绪 论
三. 反馈放大器的分类
. Xi ＋ . Xi '
∑ . Xf
基本放大器
. Xo
A
反馈网络 F
1. 根据反馈的效果划分
XO ↑ ↑ → X↑ f → X' i XO ↑ ↑
+
_ 放大器
Rf
+
RL
Uo
_
+ _ U _f
R1
为了稳定输出电压必须电压取样。 ②. 电流取样(反馈)：反馈网络串接于输出回路， 对输出电流IO取样，从而稳定IO。
为了稳定输出电流必须电流取样。
26
第1 章 绪 论
四. 深度（强）负反馈
. Xi ＋ . Xi '
∑ . Xf
基本放大器
. Xo
A
反馈网络 F
.
.
.
S闭合，测得
Uo
. S闭合
U O1 U O 2 RO RL UO2
例：测得S打开时输出电压UO1=2V，测得S闭合时输出电压 UO2=0.8V，已知RL= 5KΩ
RO
2 0 .8 5 7.5k 0 .8
17
第1 章 绪 论
4. 频率响应与失真
U O ( j ) Au ( j ) Au ( j ) | ( j ) U i ( j )
_
+ _ U _f
R1
Rf
UO ↓(↑)
反馈: 就是将放大器的输出量(电流或电压)，通过传输网 络回送到放大器的输入，并同输入信号一起参与对放大 器的控制，这种措施称为反馈。
22
第1 章 绪 论
二.反馈放大器的组成框图
叠加
. Xi ＋ ∑
Xi ' 净 输 入信号
取样
（输入信号）
基本放大器 A 反馈网络
综合或设计：
从要求的特性出发，找出满足特性的电路和系统结构
6
第1 章 绪 论
1.4 模拟信号处理、放大器模型和放大器的主要 性能指标
模拟设计需要在速度、功耗、增益、精度等多因素间进 行折衷; 模拟电路对串扰、噪声等远比数字电路敏感; 电阻电容数值和器件的二级效应对模拟电路的影响远比 数字电路严重
+ U' _i
+
_ 放大器
Rf
+
RL
Uo
_
+ _ U _f
R1
②.并联叠加（反馈）：输入信号为电流Ii，反馈 量为电流If，Ii和If并联叠加产生控制电流Ii′。
25
第1 章 绪 论
3.输出信号的取样方式 ①. 电压取样(反馈)：反馈网络并接在输出端，
对输出电压UO取样，从而稳定UO。
+
Ui
+ U' _i
Ri 0
Ro
10
第1 章 绪 论
互阻放大器
互阻增益
A ro
.
.
Uo Ii
. RL
.
. RL Ar A ro RO R L .
. Rs Ii Is R s Ri
理想条件：
Ri 0
RO 0
11
第1 章 绪 论
互导放大器
互导增益
A go
.
.
Io Ui
Xo A ' Xi Xf F Xo
Xi 1 AF
Xi′=Xi －Xf
X f XoF X iAF
X i
在满足深反馈条件下： AF
1
Xi′=Xi －Xf≈0
Xf Xi
即反馈量近似等于输入量，而控制量近似为零。
27
第1 章 绪 论
内容小结
1. 信号分类与模拟信号处理系统； 2. 放大器模型，介绍了放大器的主要分类（电压、电 流、互阻、互导）；
电压放大倍数测量方法
13
第1 章 绪 论
2.输入电阻 Ri
Ui Ri Ii
从放大器输入端看进去的等效电阻
Ri 表征该放大器从信号源有效吸取信号幅值的大小
14
第1 章 绪 论
输入电阻测量方法
Ri U2 U1 R Ri
Ui U2 Ri R I i U1 U 2
例：R=3KΩ，测得U1=0.6V， U2=0.2V
3. 放大器的主要参数指标：放大倍数、输入电阻、输 出电阻、频率特性、非线性失真等。
4. 反馈的概念。
28
19
第1 章 绪 论
5. 非线性失真系数
非线性传输特性引起非线性失真波形 (a) 线性传输特性与不失真输出波形
(b) 非线性传输特性与非线性失真输出波形
20
第1 章 绪 论
非线性失真系数（全谐波失真系数）THD
2 2 2 U2 U U m 3m nm THD U 1m