电子技术基础模拟部分第5章[1]
电子技术基础(模拟部分)第五版_第5章_康华光
n ：反型层中电子迁移率
Cox ：栅极（与衬底间）氧化层
单位面积电容
' Kn nCox 本征电导因子
Kn为电导常数，单位：mA/V2
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程 （1）输出特性及大信号特性方程
③ 饱和区
（恒流区又称放大区） vGS >VT ，且vDS≥（vGS－VT）
V-I 特性：
1. 结构（N沟道）
L ：沟道长度 W ：沟道宽度
tox ：绝缘层 厚度
通常 W > L
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道）
剖面图
符号
N沟道增强型场效应管
动画演示mosfet场效应管结构
N沟道增强型场效应管的工作原理
（1）栅源电压VGS的控制作用 当VGS=0V时， 因为漏源之间 被两个背靠背 的 PN结隔离， 因此，即使在D、 S之间加上电压, 在D、S间也不 可能形成电流。
三、极限参数 1. 最大漏极电流IDM
2. 最大耗散功率PDM
3. 最大漏源电压V（BR）DS 4. 最大栅源电压V（BR）GS
end
各种场效应管所加偏压极性小结
N沟道(uGS＜0) 结型 P沟道(uGS＞0) N沟道(uGS＞0) 场效应管 增强型 P沟道(uGS＜0) 绝缘栅型 N沟道(uGS极性任意) 耗尽型 P沟道(uGS极性任意)
5.1.3 P沟道MOSFET
耗尽型MOSFET的特性曲线
N 沟 道 耗 尽 型 P 沟 道 耗 尽 型
绝 缘 栅 场 效 应 管
5.1.5 MOSFET的主要参数
一、直流参数 1. 开启电压VT （增强型参数）
电子技术基础-模拟部分(第五版)康华光-课后答案
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电子技术基础模拟部分
第五版
主编 康华光
高等教育出版社
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湖南人文科技学院
田汉平
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电子技术基础_模拟部分(第五版)康华光_课后答案共102页文档
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
康华光《电子技术基础-模拟部分》（第5版）笔记和课后习题（含考研真题）..
目 录第1章 绪 论1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 运算放大器2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 二极管及其基本电路3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 双极结型三极管及放大电路基础4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 场效应管放大电路5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 模拟集成电路6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 反馈放大电路7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 功率放大电路8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第9章 信号处理与信号产生电路9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第10章 直流稳压电源10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第11章 电子电路的计算机辅助分析与设计第1章 绪 论1.1 复习笔记一、电子系统与信号电子系统指若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体。
信号是信息的载体，按照时间和幅值的连续性及离散性可把信号分成4类：①时间连续、数值连续信号，即模拟信号；②时间离散、数值连续信号；③时间连续、数值离散信号；④时间离散、数值离散信号，即数字信号。
二、信号的频谱任意满足狄利克雷条件的周期函数都可展开成傅里叶级数(含有直流分量、基波、高次谐波)，从这种周期函数中可以取出所需要的频率信号，过滤掉不需要的频率信号，也可以过滤掉某些频率信号，保留其它频率信号。
幅度频谱：各频率分量的振幅随频率变化的分布。
相位频谱：各频率分量的相位随频率变化的分布。
三、放大电路模型信号放大电路是最基本的模拟信号处理电路，所谓放大作用，其放大的对象是变化量，本质是实现信号的能量控制。
放大电路有以下4种类型：1．电压放大电路电路的电压增益为考虑信号源内阻的电压增益为2．电流放大电路电路的电流增益为考虑信号源内阻的电压增益为3．互阻放大电路电路的互阻增益为4．互导放大电路电路的互导增益为四、放大电路的主要性能指标1输入电阻：输入电压与输入电流的比值，即对输入为电压信号的放大电路，R i越大越好；对输入为电流信号的放大电路，R i越小越好。
电子技术基础模拟部分CH05讲解
整个沟道呈楔形分布
2. 工作原理
（2）vDS对沟道的控制作用
当vGS一定（vGS >VT ）时， vDS ID 沟道电位梯度
当vDS增加到使vGD=VT 时，
在紧靠漏极处出现预夹断。
在预夹断处：vGD=vGS-vDS =VT
2. 工作原理
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道） 通常 W > L
L ：沟道长度 W ：沟道宽度 tox ：绝缘层厚度
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道）
剖面图
符号
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
2. 工作原理 （1）vGS对沟道的控制作用
当vGS≤0时 无导电沟道， d、s间加电压时，也
Av
Ri Ri RS
3. 小信号模型分析
（2）放大电路分析（例5.2.6）
Av
vo vi
( gm vgs )(R // rds ) vgs gm vgs (R // rds )
gm (R // rds ) 1 1 gm (R // rds )
Avs
vo vS
vo vi
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算
（2）带源极电阻的NMOS共源极放大电路
VGS VG VS
[
Rg2 Rg1 Rg2
(VDD
VSS
)
VSS
]
(IDR VSS )
饱和区
ID Kn (VGS VT )2
VDS 2VDD ID(Rd R)
电子技术基础 模拟部分 课后复习思考题答案
100 100 v o 2v o1 1 v o2 2(v o1 v o2 ) 2(3vi1 vi2 2vi3 ) 50 150
6．试写出图示加法器对vI1、vI2、vI3 的运算结果：vO = f (vI1、vI2、vI3)。
解：A2 的输出 vO2=-(10/5)vI2-(10/100)vI3=-2vI2-0.1vI3 vO=-(100/20)vI1-(100/100)vO2=-5vI1+2vI2+0.1vI3
10Ω 10Ω 1V 6 1V 10 5 V 1MΩ 10Ω 10 Ω
在拾音头与扬声器之间接入放大电路后，使用电压放大电路模型，则等效电路如下图所示
2
Vi
Ri 1MΩ Vs 1V 0.5V Rs Ri 1MΩ 1MΩ RL 10Ω AvoVi 1 0.5V 0.25V RL Ro 10Ω 10Ω
7．在 图 示 电 路 中 ， 已 知 输 入 电 压 v i 的 波 形 如 图 （ b ） 所 示 ， 当 t ＝ 0 时 ， 电 容 C 上 的 电 压 vC＝ 0。 试 画 出 输 出 电 压 vo 的 波 形 。
7
1 t2 vi dt v C ( t1 ) RC t1 1 vi ( t 2 t1 ) v C ( t1 ) -100 vi ( t 2 - t1 ) v C ( t1 ) 解： 当 vi 为常数时 v o RC 若 t1 0, v C 0, t 2 5ms 时 vo 100 5 5 10 3 2.5V vo 若 t1 5ms, v C -2.5V, t 2 15ms 时 vo -100 (-5) 10 10 3 ( 2.5) 2.5V
《模拟电子技术基础》课后习题答案完美第五章到第七章
第五章 放大电路的频率响应自 测 题一、选择正确答案填入空内。
（1）测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响应，条件是 。
A.输入电压幅值不变，改变频率B.输入电压频率不变，改变幅值C.输入电压的幅值与频率同时变化（2）放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 ，而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 。
A.耦合电容和旁路电容的存在B.半导体管极间电容和分布电容的存在。
C.半导体管的非线性特性D.放大电路的静态工作点不合适（3）当信号频率等于放大电路的f L 或f H 时，放大倍数的值约下降到中频时的 。
A.0.5倍B.0.7倍C.0.9倍 即增益下降 。
A.3dBB.4dBC.5dB （4）对于单管共射放大电路，当f ＝ f L 时，与相位关系是 o U &iU &。
A.＋45˚B.－90˚C.－135˚当f ＝ f H 时，与的相位关系是 oU &i U &。
A.－45˚ B.－135˚ C.－225˚ 解：（1）A （2）B ，A （3）B A （4）C C二、电路如图T5.2所示。
已知：V C C ＝12V ；晶体管的C μ＝4pF ，f T = 50MHz ，＝100Ω, β'bb r 0＝80。
试求解： （1）中频电压放大倍数； smu A & （2）；'πC （3）f H 和f L ；（4）画出波特图。
图T5.2解：（1）静态及动态的分析估算： ∥178)(mA/V2.69k 27.1k 27.1k 17.1mV26)1(V 3mA 8.1)1(Aμ 6.22c m bee b'i s ismTEQ m b be i e b'bb'be EQe b'c CQ CC CEQ BQ EQ bBEQCC BQ −≈−⋅+=≈=Ω≈=Ω≈+=Ω≈+=≈−=≈+=≈−=R g r r R R R A U I g R r R r r r I r R I V U I I R U V I u &ββ（2）估算：'πCpF1602)1(pF214π2)(π2μc m 'μTe b'0μπe b'0T ≈++=≈−≈+≈C R g C C C f r C C C r f πππββ（3）求解上限、下限截止频率：Hz14)π(21kHz 175π21567)()(i s L 'πH s b b'e b'b s b b'e b'≈+=≈=Ω≈+≈+=CR R f RC f R r r R R r r R ∥∥∥（4）在中频段的增益为dB 45lg 20sm≈u A & 频率特性曲线如解图T5.2所示。
电子技术基础_模拟部分(第五版)课后答案
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电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch05
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华中科技大学 张林
5.1.4 BJT的主要参数
由PCM、 ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定 过损耗区、过电流区和击穿区。
过流区
过 压 区
输出特性曲线上的过损耗区和击穿区
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5.1.5 温度对BJT参数及特性的影响
时，发射结正偏，集电结反 偏。
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华中科技大学 张林
5.1.4 BJT的主要参数
1. 电流放大系数
(1) 共发射极直流电流放大系数 β
βICICEO IC
IB
IB
vCE const
(2) 共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const
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华中科技大学 张林
5.1.4 BJT的主要参数
1. 内部载流子的传输过程 发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子
（以NPN为例）
IE=IB+ IC IC= ICN+ ICBO
载流子的传输过程
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华中科技大学 张林
2. 电流分配关系
根据传输过程可知 IE=IB+ IC
设
传输到集电极的电流
发射极注入电流
即 InC
IE
vBE =VCC－iBRb
且电容Cb1充电完成后，其
vs
电压等于VBEQ
输出回路方程相同
vCE=VCC－iCRc
动态时，输入信号vi叠加Cb1上已充的 静态电压VBEQ，然后加在BJT的b-e间， 即
vBE=VBEQ+ vi
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华中科技大学 张林
5.3.1 BJT放大电路的图解分析法
电子技术基础第五模拟部分课件康华光
模拟电路通常用于放大、滤波、解调等信号处理 环节，以及控制和调节系统。
模拟电路的特点与分类
模拟电路具有连续性、线性、时变性等特点 ，可以实现对真实系统或自然现象的逼真模 拟。
模拟电路的分类方法有多种，如按频率分、 按放大倍数分、按功能分等。
04
高精度与低功耗
在追求高性能的同时，如何实 现更低的功耗和更高的精度是 模拟电路设计中的一大挑战。
06
模拟电路实验与案例分析
模拟电路实验的设计与实施
实验目的
掌握模拟电路的基本实验技能，培养分析和 解决实际问题的能力。
实验步骤
详细描述实验的操作流程，包括实验准备、 电路搭建、数据测量、结果分析等。
。
优化流程
03
先进行系统级仿真，再进行电路级仿真，最后进行版
图级仿真。
基于仿真的优化设计
电路仿真
通过电路仿真软件，如SPICE，对电路性能进行预测 和评估。
参数扫描
在电路仿真中，对关键参数进行扫描，找出最佳性能 参数值。
灵敏度分析
分析电路性能对各个参数的灵敏度，确定对电路性能 影响最大的参数。
基于遗传算法的优化设计
03
模拟电路还用于医疗设备的电 源管理，如为设备提供稳定的 供电和为电池充电。
04
模拟电路在医疗设备中的性能 直接关系到设备的准确性和安 全性。
04
模拟电路的优化设计
优化设计的基本原则和方法
优化设计目标
01
以电路性能指标为优化目标，如功耗、噪声、增益等
。
优化设计准则
02 根据特定应用需求，选择合适的优化算法和仿真工具
01
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- 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)。
•（4）输出电阻
•通常
•en 电子技术基础模拟部分第5章[1]
•*5.4 砷化镓金属-半导体 场效应管
•本节不做教学要求，有兴趣者自学
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电子技术基础模拟部分第5章[1]
•5.5 各种放大器件电路性能比较
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电子技术基础模拟部分第5章[1]
•5.5 各种放大器件电路性能比较
•rdso是一个受vGS控制的可变电 阻
电子技术基础模拟部分第5章[1]
•3. V-I 特性曲线及大信号特性方程 •（1）输出特性及大信号特性方程 •② 可变电阻区
•其中
•n ：反型层中电子迁移率
•Cox ：栅极（与衬底间）氧 化层单位面积电容
•本征电导因子 •Kn为电导常数，单位：mA/V2
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共源极放大电路
直流通路
电子技术基础模拟部分第5章[1]
•5.2.1 MOSFET放大电路
•1. 直流偏置及静态工作点的计算 •（1）简单的共源极放大电路（N沟道）
•须满足VGS > VT ，否则工作在截止区 •假设工作在饱和区，即
•验证是否满足 •如果不满足，则说明假设错误
•再假设工作在可变电阻区 •即
沟道电阻 ID基本不变
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电子技术基础模拟部分第5章[1]
•2. 工作原理
•（3） vDS和vGS同时作用时 vDS一定，vGS变化时 给定一个vGS ，就有一条不同
的 iD – vDS 曲线。
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电子技术基础模拟部分第5章[1]
•3. V-I 特性曲线及大信号特性方程 •（1）输出特性及大信号特性方程
•静态值 •（直流）
•动态值 •（交流）
•非线 性失真
项
•当，vgs<< 2(VGSQ- VT )时，
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•5.2.1 MOSFET放大电路
•3. 小信号模型分析 •（1）模型
•0时
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•高频小信号模型
电子技术基础模拟部分第5章[1]
•3. 小信号模型分析
•③ vGS和vDS同时作用时
当VP <vGS<0 时，导电沟道更容易夹断， 对于同样的vDS ， ID的值比vGS=0时的值要小。 在预夹断处
vGD=vGS-vDS =VP
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电子技术基础模拟部分第5章[1]
•综上分析可知
• 沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电， 所以场效应管也称为单极型三极管。
•（2）放大电路分析（例5.2.5） •解：例5.2.2的直流分析 已求得：
•s
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•3. 小信号模型分析 •（2）放大电路分析（例5.2.5）
•s
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•3. 小信号模型分析
•共漏
•（2）放大电路分析（例5.2.6）
• JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因
此iG0，输入电阻很高。
• JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制。
• 预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；预夹断后， iD趋于饱和。
•# 为什么JFET的输入电阻比BJT高得多？
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•5.3.2 JFET的特性曲线及参数
电子技术基础模拟部分第5章[1]
•（2）高频模型
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2. 动态指标分析
•（1）中频小信号模型
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2. 动态指标分析
•（2）中频电压增益
•忽略 rds，•得由输入输出回路
•则
•（3）输入电阻
•则
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•5.1.1 N沟道增强型MOSFET
•2. 工作原理 •（1）vGS对沟道的控制作用
当vGS≤0时 无导电沟道， d、s间加电压时，也
无电流产生。
当0<vGS <VT 时
产生电场，但未形成导电沟道（感生沟 道），d、s间加电压后，没有电流产生。
当vGS >VT 时
在电场作用下产生导电沟道，d、s间加 电压后，将有电流产生。
•组态对应关系： •电压增益：
•BJT
•CE •CC •CB
•BJT
•CE：
•FET •CS •CD •CG
•CS：
•FET
•CC：
•CD：
•CB：
•CG：
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•5.5 各种放大器件电路性能比较
•输入电阻：
•CE： •CC：
•BJT
•FET •CS： •CD：
•
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•（N沟道增强型）
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•5.1.3 P沟道MOSFET
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•5.1.4 沟道长度调制效应
•实际上饱和区的曲线并不是平坦的 •修正后
•L的单位为m
•当不考虑沟道调制效应时，＝0，曲线是平坦的。
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•5.1 金属-氧化物-半导体 （MOS）场效应管
•5.1.1 N沟道增强型MOSFET •5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET •5.1.3 P沟道MOSFET •5.1.4 沟道长度调制效应 •5.1.5 MOSFET的主要参数
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电子技术基础模拟部分第5章[1]
电子技术基础模拟部分第5章[1]
•5.1.5 MOSFET的主要参数
•一、直流参数
•1. 开启电压VT （增强型参数） •2. 夹断电压VP （耗尽型参数） •3. 饱和漏电流IDSS （耗尽型参数） •4. 直流输入电阻RGS （109Ω～1015Ω ）
•二、交流参数
•1. 输出电阻rds
•NMOS增强 型
vGS继续减小，沟道 继续变窄。
当沟道夹断时，对应 的栅源电压vGS称为夹断 电压VP （ 或VGS(off) ）。
对于N沟道的JFET，VP <0。
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•2. 工作原理 •（以N沟道JFET为例）
•② vDS对沟道的控制作用
•当vGS=0时，•vDS••ID
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•例：•设Rg1=60k，Rg2=40k，Rd=15k， •VDD=5V， VT=1V， •试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源 电压VDSQ 。
•解：
•假设工作在饱和区
•满足
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•假设成立，结果即为所求。
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•3. 小信号模型分析 •（2）放大电路分析
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•en 电子技术基础模拟部分第5章[1]
•5.3 结型场效应管
• 5.3.1 JFET的结构和工作原理 • 5.3.2 JFET的特性曲线及参数 • 5.3.3 JFET放大电路的小信号模型分析 法
•（饱和区） •VS ＝ VG － VGS
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•电流源偏置
电子技术基础模拟部分第5章[1]
•5.2.1 MOSFET放大电路
•2. 图解分析
•由于负载开路，交流负 载线与直流负载线相同
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•5.2.1 MOSFET放大电路
•3. 小信号模型分析 •（1）模型
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•5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET
•1. 结构和工作原理（N沟道）
•二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子 •可以在正或负的栅源电压下工作，而且基本上无栅流
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•5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET
•2. V-I 特性曲线及大信号特性方程
电子技术基础模拟部分 第5章
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2020/11/27
电子技术基础模拟部分第5章[1]
•场效应管的分类：
•MOSFET
•增强 型
•N沟道 •P沟道
•FET •场效应管
•(IGFET) •绝缘栅型
•耗尽 型
•N沟道 •P沟道
•JFET •结型
•N沟道 •（耗尽型）
•P沟道
•耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存 在 •增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道
•CB：
•CG：
•输出电阻： •CE： •CC： •CB：
•当不考虑沟道调制效应时，＝0，rds→∞
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电子技术基础模拟部分第5章[1]
•5.1.5 MOSFET的主要参数
•二、交流参数
•2. 低频互导gm
•考虑到
•则
•其中
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电子技术基础模拟部分第5章[1]
•5.1.5 MOSFET的主要参数
•三、极限参数
•1. 最大漏极电流IDM •2. 最大耗散功率PDM •3. 最大漏源电压V（BR）DS •4. 最大栅源电压V（BR）GS
•5.1.1 N沟道增强型MOSFET
•1. 结构（N沟道） •通常 W > L
•L ：沟道长度 •W ：沟道宽度 •tox ：绝缘层厚度