模拟电子技术基础课件 01-3讲义(晶体管)

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模拟电子技术基础(第四版)第1章

ID
理想二极管符号 UD
(V)
ID
开关模型等效电路
0.7V 0 0.7
0
UD
(V)
（a）理想模型特性）理想模型VA特性
（b）开关模型特性）开关模型VA特性
3、折线模型：正向导通时。相、折线模型：正向导通时。当于理想二极管串联一个等效和一个电压源U 电阻rD和一个电压源 ON ，特性曲线如图（所示所示。性曲线如图（c)所示。
二极管的伏安特性仍可由二极管的伏安特性仍可由
iD = IS (e
近似描述。近似描述。
UD / UT
−1)
D E
导通电压
IS：反向饱和电流 UT：电压当量，室温下26mV
IR
反向漏电
开启电压 Uon
开启电压导通电压
硅二极管 0 .5 V 0 . 6 ~ 0 .8 V (取 0 .7 V )
锗二极管 0 .1 V 0 . 2 ~ 0 .3 V (取 0 .3 V )
发射区：发射载流子发射区：集电区：集电区：收集载流子基区：基区：传送和控制载流子为例）（以NPN为例）为例
演示
载流子的传输过程
以上看出，三极管内有两种载流子自由电子自由电子和以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空参与导电，穴)参与导电，故称为双极型三极管－BJT (Bipolar 参与导电故称为双极型三极管－ Junction Transistor)。。
二极管伏安特性与温度T的关系：二极管伏安特性与温度T的关系：
的增加而增加所以二极管的正向压降增加，的增加而降低降低。由于IS随T 的增加而增加，所以二极管的正向压降VF随T 的增加而降低。一般线性减少2 2.5mV/C° 一般线性减少2～2.5mV/C° （利用该特性，可以把二极管作为温度传感器）利用该特性，可以把二极管作为温度传感器）

1模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行_PPT课件_第一章1

又称正向偏置，简称正偏。
P
空间电荷区
空间电荷区变窄，有利于扩散运动，电路中有较大的正向电流。
N
I 内电场方向
外电场方向
V
R
图3 正向偏置PN结
在 PN 结加上一个很小的正向电压，即可得到较大的正向电流，为防止电流过大，可接入电阻 R。
（2） PN 结外加反向电压(反偏) 反向接法时，外电场与内电场的方向一致，增强了内电场的作用；
模拟电子技术基础
一、电子技术的发展
• 1947年 • 1958年 • 1969年 • 1975年
贝尔实验室制成第一只晶体管集成电路大规模集成电路超大规模集成电路
第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年一片集成电路中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按10倍/6年的速度增长，到2015或2020年达到饱和。
3. 本征半导体中自由电子和空穴的浓度相等。
4. 载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升高，基本按指数规律增加。
三、杂质半导体
杂质半导体有两种 1、 N 型半导体
N 型半导体 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体(或称电子型半导体)。
学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！
电子技术的发展很大程度上反映在元器件的发展上。从电子管→半导体管→集成电路
1904年电子管问世
1947年晶体管诞生
1958年集成电路研制成功
电子管、晶体管、集成电路比较
值得纪念的几位科学家！
第一只晶体管的发明者
（by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab）

华中科技大学《模拟电子技术基础》——CH01-1省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件

绝大部分电路使用电压恒定，电流随负载改变
电流源
电路中恒流用
不能成为电路系统电源
18/7118
模拟电子电源表示：电源在哪里？
图二
图一
图三
电源省略
19/71
电源是什么样：
20/71
模拟电路电源大小：
直流电压源：5V，±5V， ±12V ，±15V 直流电压源：1.8V，2.7V， 3.3V ，特点：弱电
2/71 2
1.0 引言
我们生存自然界中存在大量物理量
温度电量
压力重量
光亮流量
声音风速 XX
速度液位 XX
位移转速 XX
3/71 3
1.0 引言
物理量改变就是信息
IT是什么？
信息技术
问题：怎样获取这些物理量改变？
传感器
4/71 4
1.0 引言
传感器怎样反应物理量改变？
温度重量压力流量光亮液位速度转速位移 XX 电压 XX
48/7148
1.4.3 放大电路模型类型
AS
Vo VS
AVO
RL Ro RL
Ri Rs Ri
源电压放大倍数是对信号纯放大，应该尽可能确保
信号源电阻会消耗一部分信号源电压造成开环放大倍数降低为降低开环放大倍数降低，输入电阻应尽可能大
输出电阻会消耗一部分输出电压造成开环放大倍数降低为降低开环放大倍数降低，输入电阻应尽可能小
模拟电路电源对电路电位限制：
普通情况下，电路中各点电位不会超出电源电压
21/71
放大器
信号源
电源放大器
负载
n模电关键 n为何要放大？ n什么是放大？ n对放大有什么要求？ n怎样满足对放大要求？ n什么器件能够进行放大？ n怎样组成放大系统？

中职教育-电子技术与数字电路(北大第二版)课件：1.3 双极型晶体管.ppt

基区与发射区之间的PN结称为发射结，基区与集电区之间的PN结称为集电结。
晶体管符号中的箭头表示管内正向电流的方向。箭头指向管外的为NPN管，箭头指向管内的为PNP管。
图1.21 晶体管结构示意图和图形符号
晶体管的结构在工艺上具有以下特点：（1）发射区进行重掺杂，以便于产生较多的载流子；（2）基区很薄且掺杂浓度低，有利于发射区载流子穿过
图1.25 晶体管输入特性曲线
从理论上说，对应于不同的UCE值，可做出一簇IB-UBE 关系曲线，但实际上，当UCE≥1V以后，集电结已反向偏置，并且内电场已足够强，而基区又很薄，可以把从发射区扩散到基区的电子中的绝大部分拉入集电区。此时，只要UBE保持不变，即使UCE增加，IB也不会再有明显的减小。
如图1.22所示为NPN型晶体管的电源接法:UBB是基极电源，其极性使发射结处于正向偏置；UCC是集电极电源，其极性使集电结处于反向偏置。
图1.22给出了晶体管内部载流子的运动情况以及各电极电流分配示意图。
图1.22 晶体管内部载流子运动情况及电流分配示意图
1. 晶体管内部载流子的运动情况
基区到达集电区；（3）集电区轻掺杂，但面积大，以保证尽可能多地收集
到从发射区发出的载流子。
正是由于晶体管结构的上述特点，才使它产生了电流控制和放大作用。
1.3.2 晶体管的电流控制作用
对信号进行放大是模拟电路的基本功能之一。晶体管是放大电路的核心器件。
晶体管结构上的特点决定了它的电流放大作用的内部条件，为了实现电流放大，还必须具备一定的外部条件，这就是要使它的发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。
（3）集电区收集电子
由于集电结反向偏置，它有利于该PN结两边半导体中少子的运动（漂移运动），而对多子的扩散运动起阻挡作用，即阻挡集电区的自由电子向基区扩散，但可以将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的自由电子拉入集电区，从而形成电流ICE，ICE是集电极电流 IC的主要成分。

模拟电子技术基础课件(全)

04
模拟电子电路分析
模拟电路的组成
负载
电路的输出部分，可以是电阻、电容、电感等元件。
开关
控制电路的通断。
电源
为电路提供所需电压和电流。
传输线
连接电源和负载的导线或传输介质。
保护元件
如保险丝、空气开关等，保护电路免受过载或短路等故障的影响。
模拟电路的分析方法
01
02
03
04
欧姆定律
用于计算电路中的电流和电压。
稳定性影响因素
电路中的元件参数、电源电压、负载变化等都会影响电路的稳定性。
稳定性分析方法
通过计算电路的极点和零点，分析系统的稳定性。
提高稳定性的措施
如采用负反馈、调整元件参数等手段，提高电路的稳定性。
05
模拟电子技术的应用
音频信号处理
音频信号放大
模拟电子技术可以用于放大音频信号，提高声音质量，使声音更加清晰和饱满。
技术进步与创新
绿色与可持续发展
随着科技的不断发展，模拟电子技术也在不断创新和进步。新型材料、工艺和设计方法的应用将进一步提高模拟电路的性能和集成度。
在环保意识日益增强的背景下，模拟电子技术将更加注重绿色、节能和可持续发展，推动产业向低碳、环保的方向发展。
与其他技术的融合
模拟电子技术正与其他领域的技术相互融合，如人工智能、物联网和生物医疗等，为各种应用场景提供更高效、更智能的解决方案。
欧姆定律和基尔霍夫定律是电路分析的基本定律，对于理解和分析电路具有重要的作用。
电路分析方法
支路电流法
通过设定未知的电流为变量，建立并解决包含这些变量的线性方程组来求解电路的方法。

模拟电子技术基础(第4版华成英)ppt课件

1
乙类功率放大器是一种非线性放大器，其工作原理是将输入信号的负半周切除，仅让正半周通过晶体管放大。
2
在乙类功率放大器中，晶体管只在正半周导通，因此效率较高。但因为晶体管工作在截止区和饱和区，所以失真较大。
3
乙类功率放大器通常采用推挽电路形式，以减小失真。
THANKS
感谢观看
利用晶体管、可控硅等开关元件的开关特性，通过适当组合实现非正弦波信号的输出。
非正弦波发生电路的组成
包括开关元件、储能元件和输出电路。
非正弦波发生电路的特点
输出信号波形多样，幅度大，但频率稳定性较差，且波形质量受开关元件特性的影响较大。
波形变换电路
波形变换电路的原理
利用运算放大器和适当组合的RC电路，将一种波形变换为另一种波形。
基本放大电路放大电路的基本概念和性能指标
总结词
共基极放大电路的特点是输入阻抗低、输出阻抗高。
VS
详细描述
共基极放大电路是一种特殊的放大电路，其工作原理基于晶体管的电压放大作用。由于其输入阻抗低、输出阻抗高的特点，因此常用于实现信号的电压放大。在电路结构上，共基极放大电路与共发射极放大电路类似，只是晶体管的基极接输入信号而不是发射极。
01
特征频率
晶体管在特定工作点上的最高使用频率，超过该频率时放大电路将失去放大能力。
截止频率
02
03
放大倍数
晶体管在正常放大区与截止区的交界点上所对应的频率，是晶体管的重要参数之一。
晶体管在不同频率下的电压放大倍数，反映了晶体管在不同频率下的放大性能。
单级放大电路的频率响应
低通部分
放大电路对低频信号的放大能力较强，随着频率升高，增益逐渐下降。

《模拟电子技术基础》第3章双极型晶体管及其基本放大电路

3.2 双极型晶体管
3.2.4 晶体管的共射特性曲线
2.输出特性曲线—— iC=f(uCE) IB=const
以IB为参变量的一族特性曲线
(1)当UCE=0V时，因集电极无收集
作用，IC=0；
(2)随着uCE 的增大，集电区收集电
子的能力逐渐增强，iC 随着uCE 增加而
增加；
(3)当uCE 增加到使集电结反偏电压
电压，集电结应加反向偏置电压。
3.2 双极型晶体管
3.2.3 晶体管的电流放大作用
1. 晶体管内部载流子的传输
如何保证注入的载流
子尽可能地到达集电区？
P
N
IE=IEN + IEP
IEN >> IEP
IC= ICN +ICBO
ICN= IEN – IBN
IEN>> IBN
ICN>>IBN
N
IEP
IE
3. 晶体管的电流放大系数
(1) 共基极直流电流放大系数
通常把被集电区收集的电子所形成的电流ICN 与发射极电流
IE之比称为共基电极直流电流放大系数。
ത
I CN

IE
由于IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN，且ICN>> IBN，ICN>>IEP。通常ത
的值小于1，但≈1，一般
ത
为0.9-0.99。
ത
3.2 双极型晶体管
3.2.3 晶体管的电流放大作用
3. 晶体管的电流放大系数
(2) 共射极直流电流放大系数
I C I CN I CBO I E I CBO ( I C I B ) I CBO

晶体三极管及基本放大电路培训教材(PPT38页)

中等职业教育国家规划教材 HEP
《电子技术基础》教学演示文稿
陈振源主编
2.结构
三极管的核心是两个互相联系的PN结，按两个PN结的组合方式不同，可分为 NPN型和PNP型两类。
PNP型三极管
NPN型三极管
三极管内部有发射区、基区和集电区，引出电极分别为发射极e、基极b、集电极c。发射区与基区之间的PN结称为发射结，集电区与基区之间的PN结称为集电结。
晶体三极管及基本放大电路培训教材( PPT38页)
中等职业教育国家规划教材
HEP
《电子技术基础》教学演示文稿
陈振源主编
第二章晶体三极管及基本放大电路
晶体三极管三极管基本放大电路放大电路的分析方法静态工作点稳定的放大电路多级放大电路本章小结
晶体三极管是具有放大作用的半导体器件，由三极管组成的放大电路广泛应用于各种电子设备中，例如收音机、扩音机、测量仪器及自动控制装置等。本章介绍三极管应用的必备知识及由它构成的基本放大电路的工作原理和一般分析方法。
三极管正常导通时，硅管VBE约为0.7V，
锗管约为0.3V，此时的VBE值称为三极管工作时的发射结正向压降。
输人特性曲线
第二章晶体三极管及基本放大电路
8
Powerpoint Designed by Chen Zhenyuan
中等职业教育国家规划教材 HEP
2．输出特性曲线
《电子技术基础》教学演示文稿
晶体三极管及基本放大电路培训教材( PPT38页)
第二章晶体三极管及基本放大电路
1
Powerpoint Designed by Chen Zhenyuan
中等职Байду номын сангаас教育国家规划教材 HEP

模拟电子技术第一章PPT课件

06 反馈放大电路
反馈的基本概念
反馈：将放大电路输出信号的一部分或全部，通过一定的方式（反馈网络）送回到输入端的过程。
反馈的判断：瞬时极性法。
反馈的分类：正反馈和负反馈。反馈的连接方式：串联反馈和并联反馈。
正反馈和负反馈
正反馈
反馈信号使输入信号增强的反馈。
负反馈
反馈信号使输入信号减弱的反馈。
集成化与小型化
随着便携式设备的普及，模拟电子技术需要实现更高的集成度和更小体积，以满足设备小型化的需求。
未来发展趋势
智能化
01
随着人工智能技术的发展，模拟电子技术将逐渐实现智能化，
能够自适应地处理各种复杂信号和数据。
高效化
02
未来模拟电子技术将更加注重能效，通过优化电路设计和材料
选择，提高能量利用效率和系统稳定性。
电压放大倍数的大小与电路中各元件的参数有关，可以通过调整元件参数来改变电压放大倍数。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的电压放大倍数。
输入电阻和输出电阻
总结词
详细描述
总结词
详细描述
输入电阻和输出电阻分别表示放大电路对信号源和负载的阻抗，影响信号源和负载的工作状态。
输入电阻越大，信号源的负载越轻，信号源的输出电压越稳定；输出电阻越小，放大电路对负载的驱动能力越强，负载得到的信号电压越大。
共基放大电路和共集放大电路
共基放大电路的结构和工作原理
共基放大电路是一种特殊的放大电路，其输入级和输出级采用相同的晶体管，输入信号通过输入级进入，经过晶体管的放大作用，输出信号被送到输出级，最终输出放大的信
号。
共集放大电路的结构和工作原理
共集放大电路是一种常用的放大电路，其结构包括输入级、输出级和偏置电路。输入信号通过输入级进入，经过晶体管的放大作用，输出信号被送到输出级，最终输出放大的信号。共集放大电路的特点是电压增益高、电流增益低、输出电压与输入电压同相位。

模拟电子技术基础

模拟电子技术基础电子技术基础是电子科学的基石，依托于它的支撑下，电子功能元器件的设计、分析、制造、应用及电子工程技术的发展得以不断推进。

本篇文章将简要介绍电子技术基础的一些重要内容，包括电子元器件、半导体物理、电路理论和通信原理等。

一、电子元器件电子元器件是指用于电路中的电子器件。

通过各种电子元器件的组成可以制造出各种不同的电子电路，实现各种不同的功能。

1. 晶体管晶体管是电子学中最重要的一种电子器件，它被称为电子吞噬了真空管。

它是采用半导体材料制成的，功能与真空管相似，但其体积小、功耗低、可靠性高，在现代电子技术中被广泛应用。

晶体管有三个区域，分别为基区、发射区和集电区。

在它的三个区域之间形成一个PNP结(或NPN结)，通过控制基区的电信号，可以控制发射极和集电极之间的电子流，实现电路的放大、开关等功能。

2. 二极管二极管是电子学中最简单的电子器件，它由一对PN结组成。

二极管的主要作用是将交流信号转换为直流信号，或者去掉交流信号中的负半周。

它的应用非常广泛，例如可用于稳压、整流、检波、电源滤波等电路中。

3. 集成电路集成电路是在单个芯片上集成了成千上万个传输电子的电子元器件。

它的优点是体积小、功耗低、可靠性高、功能强大等。

它被广泛应用于计算机、通讯设备、控制系统等高科技领域，是现代电子技术的重要组成部分。

二、半导体物理半导体物理是现代电子技术中的核心部分，它涉及到电子、能带理论、PN结、场效应管等重要内容。

了解半导体物理对于掌握现代电子技术是至关重要的。

1. 晶体的基本性质晶体的基本性质包括晶格常数、晶格结构、晶体的对称性等等，这些能够影响半导体材料的电学性质，包括载流子浓度和迁移率。

2. 半导体物理基础半导体物理基础概括了半导体中电子和空穴的能量分布、载流子的浓度和迁移率等重要物理特性。

其中最关键的是能带理论，它是描述半导体中载流子能量分布的基础。

该理论描述了半导体材料中电子和空穴的能量状态，以及电子和空穴之间的互相转换的机制。

模拟电子技术3.1半导体三极管(BJT)

BJT由三个半导体区域组成，分别是发射区、基区和集电区，通过外部电压和电流控制其工作状态。
BJT的参数和性能指标对电路设计和应用具有重要影响，需要根据具体需求进行选择和优化。
对未来的展望
01 02 03 04
随着电子技术的不断发展，BJT的应用领域将更加广泛，特别是在物联网、智能家居和电动汽车等领域。
半导体三极管(bjt)的特性曲线
输入特性曲线
转移特性曲线
描述基极-发射极电压与基极电流之间的关系。
描述基极-发射极电压与集电极电流之间的关系。
输出特性曲线
描述集电极-发射极电压与集电极电流之间的关系。
03
半导体三极管(bjt)的类型和结构
npn型bjt
01
02
03
04
NPN型双极结型晶体管（Bipolar Junction
漂移运动
在电场的作用下，载流子会沿着电场方向运动，称为漂移运动。
电流放大效应
电流放大效应是指三极管能够控制较大电流的能力，从而实现信号的放大。
当基极电流发生变化时，集电极电流会发生更大的变化，从而实现电流的放大。
电流放大倍数：描述三极管放大能力的一个参数，其值等于集电极电流与基极电流之比。
电流放大器
将变化的输入电流转换为相应的输出电流，用于测量和控制电路。
开关电路
逻辑门电路
利用三极管的开关特性，实现逻辑门的功能，如与门、或门、非门等。
继电器
利用三极管作为控制开关，实现对大电流或高电压电路的通断控制。
开关电源
利用三极管的开关特性，将输入电压转换为稳定的输出电压，用于各种电子设备。
振荡器
1 2 3

模拟电子技术基础(完整课件)

>100000
封装好的集成电路
课程的教学方法
模电——“魔”电特点：电路形式多、公式多、工程性强教学方法：课堂讲课 ——每章小结 ——自我检测题
——作业 ——作业反馈
——实验 ——答疑
总成绩＝期末（70％）＋平时（30％）平时：作业、课堂、实验等
教材：《模拟电子技术基础》，李国丽王涌李如春主编，高等教育出版社，国家级十二五规划教材
就在这个过程中，爱迪生还发现了一个奇特的现象：一块烧红的铁会散发出电子云。后人称之为爱迪生效应，但当时不知道利用这一效应能做些什么。
1904年，英国发明家弗莱明在真空中加热的电丝(灯丝)前加了一块板极，从而发明了第一只电子管，称为二极管。
1906 年，美国发明家德福雷斯特，在二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了第一只真空三极管，建树了早期电子技术上最重要的里程碑——电子工业真正的诞生起点。
2000年10月10日，基尔比与另外两位科学家共同分享诺贝尔物理学奖。
获得2000年Nobel物理奖
1958年第一块集成电路：TI公司的Kilby，12个器件，Ge晶片
1959年7月30日，硅谷的仙童半导体公司的诺依斯采用先进的平面处理技术研制出集成电路，也申请到一项发明专利，题为“半导体器件——导线结构”；时间比基尔比晚了半年，但确实是后来微电子革命的基础。
1959年仙童制造的IC
诺依斯
1971年：全球第一个微处理器4004由Intel 公司推出，在它3毫米×4毫米的掩模上，有 2250个晶体管，每个晶体管的距离是10微米，每秒运算6万次。也就是说，一粒米大小的芯片内核，其功能居然与世界上第一台计算机—— 占地170平方米的、拥有1.8万个电子管的 “爱

1-模拟电子技术半导体基础知识

模拟电子技术
2、本征半导体的结构
共价键
由于热运动，具有足够能量的价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子自由电子的产生使共价键中留有一个空位置，称为空穴自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。动态平衡一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高，热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴对的浓度加大。
面接触型：结面积大，结电容大，故结允许的电流大，最高工作频率低。
平面型：结面积可小、可大，小的工作频率高，大的结允许的电流大。
模拟电子技术
二、二极管的伏安特性及电流方程
二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。
i f (u )
i IS (e
u UT
1)
(常温下 UT 26m ) V
模拟电子技术
二、杂质半导体
1. N型半导体
多数载流子空穴比未加杂质时的数目多了？少了？为什么？
5
杂质半导体主要靠多数载流子导电。掺入杂质越多，多子浓度越高，导电性越强，实现导电性可控。磷（P）
模拟电子技术
2. P型半导体
多数载流子 P型半导体主要靠空穴导电，掺入杂质越多，空穴浓度越高，导电性越强，
模拟电子技术
第一章半导体二极管和三极管
模拟电子技术
第一章半导体二极管和三极管
§1.1 半导体基础知识 §1.2 半导体二极管 §1.3 晶体三极管
模拟电子技术
§1 半导体基础知识
一、本征半导体二、杂质半导体三、PN结的形成及其单向导电性四、PN结的电容效应
模拟电子技术
一、本征半导体
1、什么是半导体？什么是本征半导体？
ui=0时直流电源作用