电子技术 第十四章
沪科版九年级物理 (电是什么)了解电路课件教学
电,是因为玻璃
棒在摩擦的过程中
(填“得到”或“失去”)电子。
点拨:摩擦起电的实质是电子的转移,导致物体的原子得到(多余)或失 去(缺少)电子。得到电子的物体因多余电子而带负电;失去电子的物体因缺 少电子而带正电。
解析:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,说明玻璃棒在与丝绸摩擦的过程中, 失去电子。
答案:正 失去
摩擦起电并不是创造了电荷，只是电荷从一个物体 转移到另一个物体，使正、负电荷分开．
五 静电感应
当带电的物体与未带电的导体相互靠近时，由于电荷间 的相互作用，会使导体内部的电荷重新分布；导体内与带电 体电荷性质相反的电荷会被吸引到带电体附近，电荷性质相 同的电荷则被排斥到远离带电体的导体的另一端．
观察与思考
观察与思考 将两个气球充气后挂起来，让他们碰在一起，用毛织品
分别摩擦两个气球相接触的部分，放开气球后，你观察到 什么现象？
实验与探究
a.将两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近； b.将两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近； c.将丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近．
观察与思考
相互排斥
相互排斥
电C.,金两个属金箔属带箔正会电因带,金同属种球电带荷相负互电排斥而张开。
关闭
BD.金属箔和金属球都带负电
解析 答案
1
2
3
4
5
6
6.如图,将一根塑料绳一端握紧,把绳尽可能撕成细丝,用手从上向下捋几下,
观察到的现象是
,说明的道理是 。
关闭
把绳尽可能撕成细丝,用手从上向下捋几下,可使相邻细丝摩擦带上同种电荷,同种电荷相
一二三四
三、从微观粒子的角度认识摩擦起电
1.原子的结构:原子是由位于原子中心的 原子核 和核外电子 组成的。 原子核内的 质子 带正电荷,核外电子 带负电荷。
实用模拟电子技术教程第14章电子课件
目录
• 引言 • 电子器件与电路 • 模拟电子技术基础 • 实用模拟电路设计 • 模拟电子技术的应用 • 总结与展望
01 引言
章节概述
01
本章主要介绍了电子课件的基本概念、发展历程、应用领域 以及制作方法。
02
通过本章的学习，学生将了解电子课件的定义、特点、优缺 点以及与传统教学方式的区别。
供参考。
电路设计流程
需求分析
在电路设计之前，需要对电路的功能、 性能和成本等需求进行分析，确定设 计目标和方案。
01
测试与验证
制作完成的电路板需要进行测试和验 证，确保其性能和功能符合设计要求。
05
02
原理图设计
根据需求分析结果，设计电路的原理 图，确定各元件的参数和连接方式。
03
仿真与优化
利用电路分析软件对原理图进行仿真 和分析，根据仿真结果对电路进行优 化和改进。
电路分析
电路分析是研究电路中电压、电 流和功率等参数变化规律的科学。 通过对电路的分析，可以了解电 路的性能和特点，为电路设计和
优化提供依据。
电路分析方法
常用的电路分析方法有欧姆定律、 基尔霍夫定律、叠加定理等。这 些方法可以帮助我们解决实际电 路问题，提高电路的性能和稳定
性。
电路分析软件
随着计算机技术的发展，出现了 许多电路分析软件，如Multisim、 PSPICE等，这些软件可以模拟和 分析电路的性能，为实际应用提
04 实用模拟电路设计
音频放大器设计
总结词
音频放大器是用于放大微弱音频信号的电子设备，其设计需要考虑信号的保真度、失真度、动态范围和信噪比等 因素。
详细描述
《数字电子技术》电子教案
《数字电子技术》电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述介绍数字电路的定义、特点和应用解释数字电路与模拟电路的区别1.2 数字逻辑基础介绍数字逻辑的基本概念和术语解释逻辑门、逻辑函数和逻辑代数1.3 布尔代数介绍布尔代数的定义和基本运算法则解释布尔代数在数字电路中的应用第二章：逻辑门和逻辑函数2.1 逻辑门介绍常见的逻辑门及其真值表和逻辑功能解释逻辑门的实现方式和电路图2.2 逻辑函数介绍逻辑函数的定义和表示方法解释逻辑函数的性质和简化方法2.3 逻辑函数的优化介绍逻辑函数优化的目的和方法解释卡诺图和最小化方法第三章：组合逻辑电路3.1 组合逻辑电路概述介绍组合逻辑电路的定义和特点解释组合逻辑电路的实现方式3.2 常见的组合逻辑电路介绍编码器、译码器、多路选择器和算术逻辑单元等常见组合逻辑电路解释它们的电路图和功能3.3 组合逻辑电路的设计方法介绍组合逻辑电路的设计方法和步骤解释组合逻辑电路的设计实例第四章：时序逻辑电路4.1 时序逻辑电路概述介绍时序逻辑电路的定义和特点解释时序逻辑电路的实现方式4.2 常见的时序逻辑电路介绍触发器、计数器和寄存器等常见时序逻辑电路解释它们的电路图和功能4.3 时序逻辑电路的设计方法介绍时序逻辑电路的设计方法和步骤解释时序逻辑电路的设计实例第五章：数字电路的设计与仿真5.1 数字电路设计流程介绍数字电路设计的基本流程和步骤解释设计过程中各个阶段的任务和目标5.2 数字电路仿真介绍数字电路仿真的概念和作用解释仿真工具的使用方法和仿真过程5.3 数字电路设计实例提供一个数字电路设计实例，包括设计要求和实现过程解释设计实例中使用的技术和方法第六章：数字电路仿真软件介绍6.1 常见数字电路仿真软件介绍Multisim、Proteus、Altium Designer等常见数字电路仿真软件的特点和应用领域解释这些软件的功能和操作界面6.2 仿真软件的基本操作介绍数字电路仿真软件的基本操作，包括电路图的绘制、元件的选取和连接、测试点设置等解释这些操作的具体步骤和注意事项6.3 仿真实验设计与实践提供一个数字电路仿真实验的设计实例，包括实验目的、电路图设计和仿真步骤解释实验过程中需要注意的问题和解决方法第七章：数字电路测试与维护7.1 数字电路测试概述介绍数字电路测试的目的和重要性解释数字电路测试的基本方法和分类7.2 数字电路测试方法介绍静态测试和动态测试两种数字电路测试方法解释这两种测试方法的具体步骤和应用场景7.3 数字电路维护与故障排除介绍数字电路维护的基本内容和注意事项解释故障排除的步骤和方法第八章：数字电路在实际应用中的案例分析8.1 数字电路在通信领域的应用分析数字电路在电话交换系统、无线通信系统等通信领域的应用实例解释这些应用实例中数字电路的作用和重要性8.2 数字电路在计算机领域的应用分析数字电路在计算机处理器、存储器等关键部件中的应用实例解释这些应用实例中数字电路的设计原理和性能要求8.3 数字电路在其他领域的应用分析数字电路在医疗设备、工业控制等领域的应用实例解释这些应用实例中数字电路的功能和优势第九章：数字电路技术的发展趋势9.1 集成电路技术的发展介绍集成电路技术的起源和发展历程解释集成电路技术对数字电路发展的影响9.2 数字电路设计方法的创新介绍数字电路设计方法的创新，包括硬件描述语言、可编程逻辑器件等解释这些创新方法在数字电路设计中的应用和优势9.3 未来数字电路技术的发展方向探讨未来数字电路技术的发展趋势和潜在应用领域分析未来数字电路技术可能面临的挑战和机遇第十章：数字电路实验与实践10.1 数字电路实验概述介绍数字电路实验的目的和重要性解释数字电路实验的基本步骤和注意事项10.2 实验项目设计与实践提供一系列数字电路实验项目，包括实验目的、电路图设计和实验步骤解释实验过程中需要注意的问题和解决方法解释实验报告的评价方法和改进建议第十一章：数字电路与系统的可靠性分析11.1 可靠性基本概念介绍可靠性的定义和衡量指标，如失效率、平均失效间隔时间(MTBF)等解释可靠性在数字电路设计中的重要性11.2 数字电路可靠性分析分析影响数字电路可靠性的因素，如元件特性、电路结构、环境条件等解释如何通过设计提高数字电路的可靠性11.3 系统级可靠性分析介绍系统级可靠性分析的概念和方法解释冗余设计、容错技术等提高系统级可靠性的策略第十二章：数字电路的抗干扰设计12.1 干扰源和干扰类型介绍数字电路中常见的干扰源和干扰类型，如电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)等解释干扰对数字电路性能的影响12.2 抗干扰设计原则介绍抗干扰设计的原则和措施，如屏蔽、接地、滤波等解释如何在数字电路设计中实施这些抗干扰措施12.3 数字电路的抗干扰实例提供数字电路抗干扰设计的实例，包括实际电路图和设计思路解释实例中采用的抗干扰技术和方法第十三章：数字电路的绿色设计与环保13.1 绿色设计的概念介绍绿色设计的定义和重要性解释绿色设计在数字电路领域的应用意义13.2 绿色设计原则与技术介绍绿色设计的原则和关键技术，如低功耗设计、可回收材料使用等解释如何在数字电路设计中实现绿色设计的目标13.3 数字电路的环保影响评估介绍评估数字电路环保影响的方法和指标解释如何通过环境影响评估来优化数字电路的绿色设计第十四章：数字电路技术的标准与规范14.1 数字电路技术标准概述介绍数字电路技术标准的重要性和作用解释常见数字电路技术标准的内容和应用领域14.2 标准化设计与兼容性讨论标准化设计对数字电路技术发展的影响解释标准化设计与兼容性在数字电路中的应用和实践14.3 遵守标准和规范的设计实践提供一个遵循标准和规范的数字电路设计实例解释设计过程中如何遵守相关标准和规范的重要性第十五章：数字电路技术的未来挑战与机遇15.1 技术发展带来的挑战分析数字电路技术发展中面临的挑战，如功耗、性能、安全性等解释这些挑战对数字电路技术的未来影响15.2 新兴技术带来的机遇介绍新兴技术如物联网、等对数字电路技术的推动作用解释这些新兴技术为数字电路技术发展带来的机遇15.3 面向未来的设计理念探讨面向未来的数字电路设计理念，如可持续性、智能化等分析这些设计理念如何指导数字电路技术的未来发展重点和难点解析本文档详细地介绍了《数字电子技术》电子教案，内容涵盖了数字电路的基础知识、逻辑门和逻辑函数、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字电路的设计与仿真、数字电路的测试与维护、数字电路在实际应用中的案例分析、数字电路技术的发展趋势、数字电路实验与实践等十五个章节。
第十四章__电子背散射衍射分析技术
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•图14-17 EBSD探头在扫描电镜样品室中的位置
第十四章__电子背散射衍射分析技术
第四节 电子背散射衍射技术原理及花样标定
一、电子背散射衍射技术原理 电子束入射到晶体内，会发生非弹性散射而向各个方向
传播，散射强度随着散射角增大而减小，若散射强度用箭头 长度表示，强度分布呈现液滴状，如图14-18所示
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第十四章__电子背散射衍射分析技术
第一节 概 述
电子背散射衍射(EBSD)技术，开始于20世纪80年代，该技 术是基于扫描电子显微镜为基础的新技术
利用此技术可以观察到样品的显微组织结构， 同时获得晶 体学数据，并进行数据分析
这种技术兼备了 X 射线统计分析和透射电镜电子衍射微区 分析的特点， 是X射线衍射和电子衍射晶体结构和晶体取 向分析的补充
第二节 电子背散射衍射技术相关晶体学基础
四、晶体取向数字表示方法及换算 晶体取向亦可用某一晶面(hkl)的法线、 该晶面上相互垂
直的2个晶向[uvw]和[xyz]在样品坐标系中的取向表示。这3个 方向可构成一个标准正交矩阵，称为变化矩阵g1
(14-2)
矩阵式(14-2)中， [x y z]、[h k l]和[u v w]为各自方向上单位矢 量的指数，即归一化指数
第十四章__电子背散射 衍射分析技术
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2020/11/28
第十四章__电子背散射衍射分析技术
第十四章 电子背散射衍射分析技术
本章主要内容 第一节 概 述 第二节 电子背散射衍射技术相关晶体学基础 第三节 电子背散射衍射技术硬件系统 第四节 电子背散射衍射技术原理及花样标定 第五节 电子背散射衍射技术成像及分析 第六节 电子背散射衍射技术数据处理
第十四章 拉普拉斯变换
F e jt d
F f t e jt dt
成立条件： 1
记为：
F F f t
f t F 1 f t
f(t)满足狄里克利条件
2 f(t)在( -∞,+∞)上绝对可积 4、付氏变换的物理意义： （1）把 f(t)看成无穷多个0~∞频率、振幅为无穷小的正弦波的 合成。F(ω )是频谱密度，也是单位频率所贡献的振幅。 （2）非周期函数 f(t)可表示成 -∞~+∞ 频率的指数函数的连续 和。
2、拉普拉氏变换
G (t ) (t )e t e jt dt
式中 S= δ +jω
0
f (t )e ( j )t dt f (t )e st dt
0
——称为复频率算子；
f(t)= ψ (t)· ε (t) ——实际上还是ψ (t)。
n 1,2,3
上式可合成为:
1 T cn 2T fT t e jn0t dt T 2
f T t
n jn0t c e n
n 0, 1 ,2, 3
1.2
故1.1可写为:
付氏级数的物理意义：用正弦函数的叠加来等效任意的 非正弦周期函数。 3、傅氏变换 当周期函数fT(t)在所讨论的区间上满足狄里克利条件, fT(t)可 展开为付氏级数： T 1 jn0t 2 jn0t c f t e dt f T t cn e 其中： n T T T 2 n 定义：令nω 0 =ω ， 则定义周期函数fT(t)的傅里叶变换为：
《电子技术基础与技能》教案安装串联稳压电源
《电子技术基础与技能》教案-安装串联稳压电源教学目标：1. 理解串联稳压电源的原理和作用。
2. 学会安装串联稳压电源的步骤和技巧。
3. 掌握如何检测和调试串联稳压电源。
教学准备：1. 教室设备：投影仪、黑板、讲台、实验室设备。
2. 学生材料：实验手册、笔记本、笔。
3. 实验材料：稳压电源模块、电阻、电容、电线、实验板、万用表等。
教学内容：第一章：串联稳压电源概述1.1 稳压电源的定义和分类1.2 串联稳压电源的原理和工作原理1.3 串联稳压电源的参数和特点第二章：安装串联稳压电源的步骤2.1 准备实验材料和设备2.2 了解稳压电源模块的引脚和功能2.3 连接稳压电源模块和负载电阻2.4 连接电源和稳压电源模块第三章：调试串联稳压电源3.1 测量稳压电源模块的输出电压和电流3.2 调整稳压电源模块的输出电压3.3 检查电路连接是否牢固和可靠3.4 验证稳压电源的稳定性和准确性第四章：常见问题及解决方法4.1 稳压电源模块无输出电压或电流4.2 稳压电源模块输出电压不稳定4.3 负载电阻过大或过小导致输出电压偏低或偏高4.4 电源连接不稳或接触不良第五章：实验总结与评价5.1 学生自我总结实验过程和收获5.2 教师对学生的实验表现和结果进行评价5.3 学生互评和小组讨论教学方法：1. 讲授法：讲解串联稳压电源的原理和作用，引导学生理解相关概念。
2. 演示法：通过实验演示安装和调试串联稳压电源的过程，让学生直观地了解操作步骤。
3. 实践操作：学生分组进行实验，亲自动手安装和调试串联稳压电源，培养实际操作能力。
4. 提问与讨论：鼓励学生提出问题，引导学生进行思考和讨论，提高学生的参与度和积极性。
教学评价：1. 学生实验报告：评估学生在实验中的操作技能和解决问题的能力。
2. 学生自我评价：评估学生对实验过程和收获的自我认识。
3. 教师评价：根据学生的实验表现和结果进行评价，给予鼓励和建议。
教学时间：1课时（45分钟）教学延伸：1. 开展串联稳压电源设计竞赛，让学生自由发挥创新，设计出更稳定、高效的稳压电源。
《电工电子技术与技能》教案
《电工电子技术与技能》教案第一章：电工电子技术基础1.1 电流、电压和电阻的概念1.2 欧姆定律的应用1.3 电路的基本元件1.4 电路的基本连接方式1.5 电路的基本测量工具及使用方法第二章：直流电路分析2.1 直流电路的基本概念2.2 电压源和电流源的等效变换2.3 基尔霍夫定律的应用2.4 电路的简化方法2.5 电路的故障检测与排除第三章：交流电路分析3.1 交流电路的基本概念3.2 交流电的相位和频率3.3 交流电路的电阻、电抗和容抗3.4 交流电路的功率计算3.5 交流电路的谐振现象第四章：电子元器件4.1 电阻、电容和电感的作用及应用4.2 半导体器件的二极管和三极管4.3 晶体管放大电路的基本原理4.4 场效应晶体管和功率晶体管4.5 集成电路的基本概念与应用第五章：基本放大电路5.1 放大电路的基本原理5.2 放大电路的分类及特点5.3 放大电路的设计与调试5.4 放大电路的应用实例5.5 放大电路的故障检测与排除第六章：电源和稳压电路6.1 电源的分类及工作原理6.2 稳压电源的设计与应用6.3 电源滤波电路的作用与设计6.4 电源保护电路的设计与实现6.5 电源电路的故障检测与排除第七章：电动机及其控制7.1 电动机的分类和工作原理7.2 电动机的启动和制动方法7.3 电动机的保护与维修7.4 常用电动机控制电路的设计与实现7.5 电动机控制电路的故障检测与排除第八章：继电接触器控制系统8.1 继电器和接触器的原理与结构8.2 继电器和接触器控制系统的设计与实现8.3 常用继电器和接触器控制电路的应用实例8.4 继电器和接触器控制系统的故障检测与排除8.5 继电器和接触器控制系统的优化与改进第九章：数字电路基础9.1 数字电路的基本概念9.2 逻辑门电路的设计与实现9.3 逻辑电路的设计与分析9.4 数字电路的仿真与实验9.5 数字电路在电工电子技术中的应用第十章：数字电路应用实例10.1 数字电路在通信技术中的应用10.2 数字电路在计算机技术中的应用10.3 数字电路在测量技术中的应用10.4 数字电路在自动控制系统中的应用10.5 数字电路应用实例的故障检测与排除第十一章：传感器与信号处理11.1 传感器的分类与工作原理11.2 传感器的选用与安装11.3 信号处理电路的设计与实现11.4 信号调理电路的应用实例11.5 传感器与信号处理电路的故障检测与排除第十二章：电气控制与PLC编程12.1 电气控制系统的基本组成与原理12.2 继电器控制系统的设计与实现12.3 可编程逻辑控制器（PLC）的基本原理与应用12.4 PLC编程软件的使用与编程实践12.5 电气控制与PLC编程的故障检测与排除第十三章：变频器与调速控制13.1 变频器的工作原理与选用13.2 变频器控制电路的设计与实现13.3 电动机的变频调速技术13.4 变频器在工业应用中的案例分析13.5 变频器与调速控制系统的故障检测与排除第十四章：电力电子技术14.1 电力电子器件的原理与应用14.2 电力电子变换器的设计与实现14.3 电力电子技术在电力系统中的应用14.4 电力电子设备的故障与保护14.5 电力电子技术的未来发展趋势第十五章：电工电子项目的实践与创新15.1 电工电子项目的设计与实施流程15.2 项目实践中的安全注意事项15.3 创新性项目的选题与设计思路15.5 项目实践与创新的经验分享重点和难点解析第一章：电工电子技术基础重点：电流、电压和电阻的概念，欧姆定律的应用，电路的基本元件和基本连接方式。
《电工学》14秦曾煌主编第六版下册电子技术第14章
(14-15)
§14.2 PN 结及其单向导电性
PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型 半导体和 N 型半导体，经过载流子的扩散， 在它们的交界面处就形成了PN 结。
(14-16)
内电场越强，漂移运动 就越强，而漂移的结果 使空间电荷区变薄。
漂移运动
P型半导体
内电场E N型半导体
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
结
构
N型硅
图
P型硅 N型硅
C (a)平面型
E 铟球
P B N型锗
P 铟球
C
(b)合金型
常见：硅管主要是平面型，锗管都是合金型
(14-38)
发射结 集电结
发射极
E
N PN
集电极 C
发射区 基区 集电区 B 基极
+4
在其它力的作用下， 空穴可吸引附近的电子 来填补，其结果相当于 空穴的迁移，而空穴的 迁移相当于正电荷的移 动，因此可认为空穴是 载流子。
自由电子：在晶格中运动；空穴：在共价键中运动
(14-10)
本征半导体中电流由两部分组成：
1. 自由电子移动产生的电流。 2. 空穴移动产生的电流。
本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。
心，而相邻四个原子位于四面体的顶点，每个原子与 其相邻的原子之间形成共价键，共用一对价电子。
硅和锗的晶 体结构：
(14-5)
硅和锗的共价键结构
+4表示除 去价电子 后的原子
+4
+4
+4
+4
共价键共 用电子对
(14-6)
+4
《电工技术与电子技术》教案
《电工技术与电子技术》教案第一章：电工技术基础1.1 电流、电压和电阻的概念电流：电荷的定向移动形成电流，单位是安培（A）。
电压：电路两点间的电势差，单位是伏特（V）。
电阻：阻碍电流流动的性质，单位是欧姆（Ω）。
1.2 电路的基本元件电源：提供电能的设备，如电池、发电机。
负载：消耗电能的设备，如灯泡、电动机。
导线：连接电源和负载，传输电能。
开关：控制电路通断的设备。
1.3 电路的两种状态通路：电流能够顺畅流动的状态。
开路：电流无法流动的状态，即电路中断。
第二章：电子技术基础2.1 电子和原子电子：原子核外的负电荷粒子。
原子：由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成。
2.2 半导体的性质导电性能：介于导体和绝缘体之间。
掺杂：向半导体中加入微量杂质，改变其导电性能。
PN结：P型半导体和N型半导体接触形成的结。
2.3 简单的电子电路放大电路：放大微弱信号的电路，如放大器。
整流电路：将交流电转换为直流电的电路，如整流器。
稳压电路：保持输出电压稳定的电路，如稳压器。
第三章：交流电路3.1 交流电的基本概念交流电：电流方向和大小周期性变化的电流。
频率：交流电周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz）。
电压和电流的相位差：电压和电流波形之间的相位差。
3.2 交流电路的功率有功功率：电路中实际做功的功率，如灯泡发光产生的功率。
无功功率：电路中不做功的功率，如电容器和电感器消耗的功率。
视在功率：电路中总的功率，等于有功功率和无功功率的平方和的开方。
3.3 交流电路的测量和保护电压表和电流表：测量交流电路的电压和电流。
保护装置：如熔断器、漏电保护器，用于保护电路和人身安全。
第四章：磁路与变压器4.1 磁路的概念磁路：磁力线所通过的路径。
磁通量：磁场穿过磁路的磁力线数量。
磁阻：磁力线通过磁路时的阻碍程度。
4.2 变压器的基本原理变压器：通过电磁感应原理，改变交流电压的设备。
一次绕组和二次绕组：变压器的两个互相绝缘的绕组。
电子电路分析与设计--模拟电子技术(答案)第14章
Chapter 1414.1 80(max) 4.5(max)56.25 mV o d io i v A v v v ==−=⇒=So(max)i rms v = ______________________________________________________________________________________14.2(a) 2 4.50.028125 mA 1604.5 4.5 mA 1L i i ==== Output Circuit 4.528 mA = 4.50.05625 V 80o i i v v v A −=−=⇒=−(b) 4.515 mA (min)300o o L L L v i R R R ≈==⇒=Ω______________________________________________________________________________________14.3 (1)2 V o v = (2)212.5 mV v = (3)4210OL A =× (4) 18 V v μ=(5)1000OL A =______________________________________________________________________________________14.4(a) ()42857.216.512012−=−=−=∞R R A CL 42376.211042857.22142857.215−=+−=CL A ()%0224.0%10042857.2142857.2142376.21−=×−−−− (b) ()634146.142.812012−=−=−=∞R R A CL 63186.1410634146.151634146.145−=+−=CL A ()%0156.0%100634146.14634146.1463186.14−=×−−−− ______________________________________________________________________________________14.5(a) (i) 90863.710291176.7191176.71028.647118.647144=×+=×⎟⎠⎞⎜⎝⎛+++=CL A (ii) %03956.0%10091176.791176.790863.7−=×− (b) (i) 84966.71091176.7191176.73=+=CL A (ii) %785.0%10091176.791176.784966.7−=×− ______________________________________________________________________________________14.6(a) 12091.151050005.1102110.15121241231212=⇒⎟⎠⎞⎜⎝⎛×+−=×⎟⎠⎞⎜⎝⎛++−=−−R R R R R R R R R R (b) 1160.1510512091.16112091.154−=×+−=CL A ______________________________________________________________________________________14.7()()5109991.890190900001.01×=⇒+=−OL OLA A ______________________________________________________________________________________14.8()()499911110002.01=⇒+=−=OL OLCL A A A ______________________________________________________________________________________14.9(a) ()()001.0121001.0121012±±=+=R R A 02.10979.2021.210max ==A 98.9021.2179.209min ==A So 02.1098.9≤≤A (b) 009.101002.11102.104max =+=A 969.91098.10198.94min =+=A So 009.10969.9≤≤A ______________________________________________________________________________________14.1010110012010011212and so that 111I L iL I i v v v v v v A R R R v v A v v v R R R R R −−=+=−=−⎛⎞+=++⎜⎟⎝⎠1vSo 01201211111I L i v v R R A R R R ⎡⎤⎛⎞=−+++⎢⎥⎜⎟⎝⎠⎣⎦ Then 012012(1/)11111CL I L i v R A v R A R R R −==⎡⎤⎛⎞+++⎢⎥⎜⎟⎝⎠⎣⎦ From Equation (14.20) for and L R =∞00R =02(1)1111L if i A R R R +=+⋅ a. For1 k i R =Ω 33(1/20)11111100201001100.05[0.01 1.0610]CL A −−=⎡⎤⎛⎞+++⎜⎟⎢⎥⎝⎠⎣⎦−=+×or3 4.521111090.8 1100CL if if A R R ⇒=−+=+⇒=Ω b. For10 k i R =Ω 34(1/20)111111002010010100.05[0.01 1.610]CL A −−=⎡⎤⎛⎞+++⎜⎟⎢⎥⎝⎠⎣⎦−=+× or 4.92CL A ⇒=−31111098.9 10100if if R R +=+⇒=Ω c. For100 k i R =Ω 35(1/20)1111110020100100100.05[0.01710]CL A −−=⎡⎤⎛⎞+++⎜⎟⎢⎥⎝⎠⎣⎦−=+×or 3 4.9651111099.8 100100CL if if A R R ⇒=−+=+⇒=Ω ______________________________________________________________________________________14.1121211111o CL i OL R R v A v R A R ⎛⎞+⎜⎟⎝⎠==⎡⎤⎛⎞++⎢⎥⎜⎟⎝⎠⎣⎦ For the ideal: 210.10150.002R R ⎛⎞+==⎜⎟⎝⎠0 ()(0.10)(10.001)0.0999ov actual =−= So 0.09995049.9510.0021(50)OL A ==+which yields 1000OLA = ______________________________________________________________________________________14.12From Equation (14.18) 211121111OL o o vf L o A R R v A v R R R ⎛⎞−−⎜⎟⎝⎠==⎛⎞++⎜⎟⎝⎠ Or 331131151011100(4.9999910)111 1.111011004.50449510o o v v v v ⎛⎞×−−⎜⎟−×⎝⎠=⋅=⎛⎞++⎜⎟⎝⎠=−×⋅1v ⋅ Now 11111i v v i K v R v −=≡Then 11i v v KR v −=1 which yields 111i v v KR =+ Now, from Equation (14.20) 3311510111011101001101005.001110(0.1)(0.01)45.154951.11K ⎡⎤+×+⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥++⎢⎥⎣⎦⎡⎤×=+=⎢⎥⎣⎦Then ()()145.15495101452.5495i i v v v ==+We find31 4.50449510452.5495i o v v ⎡⎤=−×⎢⎥⎣⎦ Or 119.9536o vf i v A v ==− For the second stage,L R =∞ 332131111151011100 4.9504851011110011151049.6148511010011001(49.61485)(10)1497.1485o o o o v v K v v v v KR ⎛⎞×−−⎜⎟⎝⎠′′=⋅=−⎛⎞+⎜⎟⎝⎠⎡⎤⎢⎥+×≡+=⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎣⎦′===++1v ×⋅ Then 321 4.950485109.95776497.1485o o v v −×==−So 2(9.9536)(9.95776)99.12o vf vf iv A A v ==−−⇒= ______________________________________________________________________________________14.13a.10113120I i v v v v v R R R R −−++=+ (1) 0131223111I i i v v v R R R R R R R ⎡⎤++=+⎢⎥++⎣⎦00001020L d L v v A v v v R R R −−++= (2) or 010*******L dL A v v v R R R R R ⎡⎤++=+⎢⎥⎣⎦ 13I d i i v v v R R R ⎛⎞−=⋅⎜⎟+⎝⎠ (3)So substituting numbers:011110201040401020I v v v 1⎡⎤++=+⎢⎥+⎣⎦+ (1)or10[0.15833][0.025][0.03333]I v v v =+ 410(10)11110.540400.5d v v v ⎡⎤++=+⎢⎥⎣⎦ (2) or[][]()4013.0250.025210dv v =+×v ()11200.66671020I d v v v v −⎛⎞=⋅=⎜⎟+⎝⎠I v − (3)So[][]()()()4013.0250.0252100.6667I v v v =+×−1v (2) or []44013.025 1.33310 1.33310I v v =×−×v ) From (1):()(100.15790.2105I v v v =+ Then []()()44003403.025 1.33310 1.333100.15790.21052.107810 1.052410I I I v v v v v v =×−×+⎡⎤⎣⎦⎡⎤⎡⎤×=×⎣⎦⎣⎦or 0 4.993CL I v A v == To find:if R Use Equation (14.27) ()31210.50.5114010110.50.50.51104014040(40)(1.5125){(0.125)(1.5125)0.0003125}25I d I d i v v i v ⎛⎞++⎜⎟⎝⎠⎧⎫⎛⎞⎛⎞=+++−−⎨⎬⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎩⎭=−v −or (1.5125){0.18875}25I I d i v =−v I Nowand(20)d I i I v i R i ==1(20)I I v v i =− So(1.5125)[(20)][0.18875]25(20)[505.3](0.18875)I I I I I i v i i i v =−⋅−= or 2677 k I I v i =Ω Now 102677 2.687 M if if R R =+⇒=ΩTo determine 0:f R Using Equation (14.36)30200111110400.5111020L f i A R R R R R ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⋅=⋅′⎢⎥⎢⎥++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦or0 3.5 f R ′=Ω Then 0 1 k f R =ΩΩ0 3.49 f R ⇒=Ωb. Using Equation (14.16) 35(10)(0.05)%10CL CL CL CL dA dA A A ⎛⎞=−⇒=−⎜⎟⎝⎠ ______________________________________________________________________________________14.14(a)(b) (i)()o O I OL O i O I R A R υυυυυ−−=− ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛++=+o OL o iO o I OL i IR A R R R A R 11υυυ ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛×++=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛×+110511101110510133O I υυ()(33100011.5100001.5×=×O I υυ) 9998.0=IO υυ (ii) ()ix o x OL x x R V R V A V I +−−= 101110511113+×+=++==i o OL of x x R R A R V IΩ≅2.0of R______________________________________________________________________________________14.151011210121201040111201040201040I I I I v v v v v v v v v v −−−+=⎡⎤++=++⎢⎥⎣⎦ andso that 00L v A =−1v 010L v v A =−Then 1203200120000117(0.05)(0.10)4040210[2.5087510]1.993 3.9862 1.9930.352I I I I v v v v v v v v v %v v −⎧⎫⎛⎞+=−+⋅⎨⎬⎜⎟×⎝⎠⎩⎭=−×⇒=−−ΔΔ−=⇒= ______________________________________________________________________________________14.16224040.840105B v v v ⎛⎞⎛⎞===⎜⎟⎜⎟+⎝⎠⎝⎠2v (1) 011040A A v v v v −−= 011110401040A v v v ⎛⎞+=+⎜⎟⎝⎠ (2)10(0.1)(0.025)(0.125)A v v v += 000()L d L B A v A v A v v ==−(3)or002020020[0.8]0.80.8L A A LA L v A v v v v v A v v v A =−−=−⇒=−Then 01020120320021(0.1)(0.025)(0.125)0.80.125(0.1)(0.1)0.02510[2.512510]3.98010.01990.49754L d d d v v v v A v v v v v A v v A %A −⎡⎤+=−⎢⎥⎣⎦⎡⎤−=−+⎢⎥⎣⎦=−×⇒==−Δ⇒=⇒ ______________________________________________________________________________________14.17a. Considering the second op-amp and Equation (14.20), we have 211111001010.101100.1(0.1)(11)10.1if R ⎡⎤⎢⎥+=+⋅=+⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎣⎦ So 20.0109 k if R =ΩThe effective load on the first op-amp is then 120.10.1109 k L if R R =+=Ω Again using Equation (14.20), we have 11100111110.0170.11090.101110111.01710.11091if R ++=+⋅=+++ so that 99.1 if R =Ω b. To determine 0:f RFor the first op-amp, we can write, using Equation (14.36) 020101111100401111||10||L f i A R R R R R ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⋅=⋅⎢⎥⎢⎥++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ which yields010.021 k f R =Ω For the second op-amp, then020*******()||11000.1011(0.121)||10L f f i A R R R R R R ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⋅⎢⎥+⎢⎥+⎣⎦⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⋅⎢⎥+⎢⎥⎣⎦ or018.4 f R =Ω c. To find the gain, consider the second op-amp.0122202()0.10.1d d d i v v v v v R −−−−+= (1) 010221110.10.1100.10.1d v v v ⎛⎞+++=−⎜⎟⎝⎠ or 01202(10)(20.1)(10)d v v v +=−02020220()00.1L d d v A v v v R −−−+= (2) 0202202210010110.10.1(11)(90)0d d v v v v v ⎛⎞−−+⎜⎟⎝⎠−==−or 202(0.1222)d v v = Then Equation (1) becomes010202(10)(0.1222)(20.1)(10)v v v += or0102(1.246)v v =− Now consider the first op-amp.1110()11I d d d i v v v v v R −−−−+=1 (1) 10111(1)(1)1101I d v v v ⎛⎞+++=−⎜⎟⎝⎠1(1)(2.1)(1)v v v +=− or101I d 010*******()00.11091L d d v v A v v v R −−−++= (2) 011011111100100.11091111(11.017)(99)0d d v v v v ⎛⎞⎛++−−=⎜⎟⎜⎝⎠⎝−=⎞⎟⎠−or 101(0.1113)d v v = Then Equation (1) becomes0101(1)(0.1113)(2.1)I v v v += or01(1.234)I v v =− We had0102(1.246)v v =− So02(1.246)(1.234)I v v = or 020.650I v v =d. Ideal021Iv v = So ratio of actual to ideal0.650.=______________________________________________________________________________________14.18(a) For the op-amp. 60310L dB A f ⋅= 6341050 Hz 210dB f ==× For the closed-loop amplifier. 631040 kHz 25dB f == (b) Open-loop amplifier.444310A f f ==×=10 Closed-loop amplifier330.2524.255dB dB f f f f −===⇒______________________________________________________________________________________14.19dB,100=o A 510=⇒o A dB,38=A 43.79=A Then 2451011043.79⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=PD f 94.743.79101054=⇒≅PD PD f f Hz Hz()()551094.794.710×==GBW ______________________________________________________________________________________14.20(a) 11151501112=⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=R R A CLO kHz()10911102.1336=⇒=×=−−dB dB T f f f (b) ()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡±±+=05.011505.011501CLO A ()05.1225.145.1571max =+=CLO A ()05.1075.155.1421min =+=CLO A Then05.1205.10≤≤CLO AkHz ()6.9905.12102.1336=⇒=×=−−dB dB T f f f kHz()4.11905.10102.1336=⇒=×=−−dB dB T f f f Then kHz4.1196.993≤≤−dB f ______________________________________________________________________________________14.21The open loop gain can be written as 006()11510L PD A A f f f j j f =⎛⎞⎛⎞+⋅+⋅⎜⎟⎜⎟×⎝⎠⎝⎠ where 50210.A =× The closed-loop response is 001L CL LA A A β=+ At low frequency, 552101001(210β×=+×) So that39.99510.β−=× Assuming the second pole is the same for both the open-loop and closed-loop, then116tan tan 510PD f f f φ−−⎛⎞⎛⎞=−−⎜⎟⎜⎟×⎝⎠⎝⎠ For a phase margin of80 ,°100.φ=−°So 1610090tan 510f −⎛⎞−=−−⎜⎟×⎝⎠ or58.81610 Hz f =× Then051L A == or 558.81610 1.969610PD f ×≅× or 4.48 HzPD f = ______________________________________________________________________________________14.22(a) 1st stage33(10) 1 100dB dB f MHz f kHz −−=⇒= 2nd stage33(50) 1 20dB dB f MHz f kHz −−=⇒= Bandwidth of overall system20 kHz ≅(b) If each stage has the same gain, so 250022.36K K =⇒= Then bandwidth of each stage33(22.36) 1 44.7dB dB f MHz f kHz −−=⇒= ______________________________________________________________________________________14.23(a) 9978.91051110.101141212−=×+−=⎟⎠⎞⎜⎝⎛++−=O CLO A R R R R A kHz()033.1509978.9105.1336=⇒=×=−−dB dB T f f f (b) ()34.9999978.93−=−=CLO A At ; dB f −364.706234.999==⇒CL AThen 323310033.150134.99964.706⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛×+=−dB f 49.7664.70634.99910033.1501323233=⇒⎟⎠⎞⎜⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛×+−−dB dB f f kHz ______________________________________________________________________________________14.24466333(510)1020 (25)1040 1PD PD dB dB vov v dB f f Hzf f kHzA A A fj f −−−×=⇒=⇒==⇒=+ At 30.520 dB f f k −==Hz22.36v AAt 3280 dB f f k −==Hz11.18v A = ______________________________________________________________________________________14.25 36(2010)1050vf vf MAX MAX A A ×⋅=⇒= ______________________________________________________________________________________14.26(a) ()159521052max 6max =⇒×==f V SR f PO ππkHz (b) ()5.5305.12105max 6max =⇒×=f f πkHz (c) ()99.14.02105max 6max =⇒×=f f πMHz ______________________________________________________________________________________14.27a. Using Equation (14.55), 6038102(25010)P V π×=× or 0 5.09 V P V =b.Period 6311410 s 25010T f −===××One-fourth period 1 sμ= 00Slope 8 V/s 18 VP P V SR s V μμ===⇒= ______________________________________________________________________________________14.28 PO V SR f π2max = V/s()()531054.71012102×=×=πSR Or V/754.0=SR μs______________________________________________________________________________________14.29(a) 0.521063.0102063max =⇒×=×=PO POV V f πV (b) ()87.231020210336=××=πPO V V ______________________________________________________________________________________14.30For input (a), maximum output is 5 V. 1 V/μs S R =soFor input (b), maximum output is 2 V.For input (c), maximum output is 0.5 V so the output is______________________________________________________________________________________14.31 For input (a),01max 3 V.v =Then02max 3(3)9 V v ==For input (b),01max 1.5 V.v =Then()02max 31.5 4.5V v ==______________________________________________________________________________________14.32111exp ,BE S T V I I V ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠ 222exp BE S T V I I V ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠ Want so12,I I = 1411214212510(1)exp 1510(1)exp (1)exp (1)BE T BE T BE BE T V x V I I V x V V V x x V −−⎛⎞×+⎜⎟⎝⎠==⎛⎞×−⎜⎟⎝⎠⎛⎞−+=⎜⎟−⎝⎠Or 211exp exp 10.0025exp 1.100.026OS BE BE T T V V V x x V ⎛⎞⎛−+==⎜⎟⎜−⎝⎠⎝⎛⎞==⎜⎟⎝⎠V ⎞⎟⎠Now 1(1)(1.10)x x +=−⇒ 0.0476 4.76%x =⇒______________________________________________________________________________________14.33(a) Balanced circuit, A154105−×=S I (b) From Eq. (14.62), 51=CE υV, 4.42.16.52=−=CE υV⎟⎠⎞⎜⎝⎛+⎟⎠⎞⎜⎝⎛+⋅=++802.111204.41806.011205143S S I I()()015.1036667.10075.1041667.143⋅=S S I I 1544310939.40123.1−×=⇒=S S S I I I A (c) 51=CE υV, 1.35.26.52=−=CE υV ⎟⎠⎞⎜⎝⎛+⎟⎠⎞⎜⎝⎛+⋅=++805.211201.31806.011205143S S I I()()03125.1025833.10075.1041667.143⋅=S S I I 1544310811.403937.1−×=⇒=S S S I I I A ______________________________________________________________________________________14.34μ150=n K A/V 2()()μx x x K n 30011501150=−−+=ΔA/V2 ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛Δ=n n n Q OS K K K I V 221()01837.08165.015030015022002110153=⇒=⎟⎠⎞⎜⎝⎛=×−x x x ______________________________________________________________________________________14.35(a) V()()3310603001021030−−×±−=×±−=O υ So 240.0360.0−≤≤−O υV (b) V()06.0310*******±−=×±−=−O υ So 94.206.3−≤≤−O υ V______________________________________________________________________________________14.36()2sin 2530±−=t O ωυmV06.0sin 75.0±−=t O ωυVSo ()(06.0sin 75.006.0sin 75.0)+−≤≤−−t t O ωυω V______________________________________________________________________________________14.373840.510510 10I A −−×==×Also 01i o o dV I I C V Idt t dt C C =⇒==∫⋅Then 836510511010t t s −−×=⇒=×0______________________________________________________________________________________14.38(a) (31010011±⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=O υ) mV, 33331≤≤−O υmV ()33310502±±⎟⎠⎞⎜⎝⎛−=O υ mV, 1801802≤≤−O υmV (b) ()()310111±=O υ mV, 143771≤≤⇒O υmV()730314352−=+−=O υmV()37037752−=−−=O υmVSo 37.073.02−≤≤−O υV(c) ()()3100111±=O υ mV133.1067.11≤≤O υV()68.5003.0133.152−=+−=O υV()32.5003.0067.152−=−−=O υVSo 32.568.52−≤≤−O υV______________________________________________________________________________________14.39 due to 0v I v 01(0.5)10.9545 V 1.1v ⎛⎞=+=⎜⎟⎝⎠ Wiper arm at (using superposition) 10 V,V +=151154||0.0909(10)(10)||0.0909100.090R R v R R R ⎛⎞⎛⎞==⎜⎟⎜⎟++⎝⎠⎝⎠= Then 011(0.090)0.0901v ⎛⎞=−=−⎜⎟⎝⎠Wiper arm in center, and10v =020v = Wiper arm at10 V,V −=−10.090v =− So030.090v = Finally, total output (from superposition)0:v Wiper arm at,V + 00.8645 Vv = Wiper arm in center, 00.9545 V v = Wiper arm at,V − 0 1.0445 V v = ______________________________________________________________________________________14.40 a.120.5||250.490 k R R ′′===Ω or 12490 R R ′′==Ωb. From Equation (14.75), 6114621412510(0.026) ln (0.125)21012510(0.026) ln (0.125)2.210R R −−−−⎛⎞×′+⎜⎟×⎝⎠⎛⎞×′=+⎜⎟×⎝⎠12210.586452(0.125)0.583974(0.125)0.002478(0.125)()R R R R ′′+=+′′=−So210.0198 k 19.8 R R ′′−=Ω⇒Ω Then 2121(1)0.0198(1)(0.5)(1)(50)(0.5)(50)0.0198(0.5)(1)(50)(0.5)(50)25(1)250.019850.5500.550(0.550)(2525)(25)(50.550)0.0198(50.550)(0.550)x x x xR x R R R R x R R xR x x x x x x x xx x x x x x −×−=+−+−−=+−+−−=−++−−−=−+{}{}{}{}22222250.50.5505050.5500.019825.252525252500250.50.019825.25250025000.50.019998 1.98 1.981.98 2.980.4802x x x x x x x x x x x x x x x x x −+−−+=+−−−=+−−=+−−+==So 0.183x = and 10.81x −=7ΩΩ ______________________________________________________________________________________14.411122||150.5||150.4839 k ||350.5||350.4930 k R R R R ′===′=== From Equation (14.75), 121122341221121112222211222(0.026) ln (0.026) ln (0.026) ln (0.026) ln 1(0.026) ln (0.4930)1(0.9815)C C C C S S C C C C C C C C C C C C C C i i i R i R I I i i R i R i i i R i R i i R i i i i i ⎛⎞⎛⎞′′+=+⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎛⎞′′=−⎜⎟⎝⎠′⎛⎞⎡⎤′=−⋅⎜⎟⎢⎥′⎝⎠⎣⎦⎛⎞=−⎜⎟⎝⎠⎡⎤⎛⎞⎢⎥⎜⎟⎝⎠⎣⎦ By trial and error: 1252 A C i μ= and 2248 A C i μ=or 12 1.0155C C i i = ______________________________________________________________________________________14.42(a) ()()()2.010********=×=−A O μυV Insert resistor3R ()()09.92020011022.03362=⇒⎟⎠⎞⎜⎝⎛+×−=−=−R R A O μυk Ω (b) ()()()16.010200108.0368.0=××=−A O μυV ()()09.29202001105.016.03365.0=⇒⎟⎠⎞⎜⎝⎛+×−=−=−R R A O μυk Ω ______________________________________________________________________________________14.43(a) V ()()3.010*********−=××−=−=−R I B O υ(b) ()5.03.002.015150−=−−=O υV (c) ()1.03.002.015150−=−−−=O υV (d) ()3.13.01.015150−=−−=O υV ______________________________________________________________________________________14.44(a) V ()()15.010250106.036=××=−O υ(b) ()()478.015.0008.041=+=O υV(c) ()()0065.015.00035.041=+−=O υV(d) ()()15.0sin 205.015.0sin 005.041+=+=t t O ωωυ (V)______________________________________________________________________________________14.45a.For 2 1 A,B I μ= then()(6401010v −=−) or00.010 Vv =− b. If a 10 resistor is included in the feedback loop k ΩNow021(10)(10)0B B v I I =−+= Circuit is compensated if12.B B I I =______________________________________________________________________________________14.46From Equation (14.83), we haveΩ 020S v R I = where and 240 k R =0 3 A.S I μ= Then()(3604010310v −=××) or 00.12 V v = ______________________________________________________________________________________14.47a. Assume all bias currents are in the same direction and into each op-amp.()()()6501101100 k 10100.1 V B v I v −=Ω=⇒=Then ()()()()()(020******* k 0.15105100.50.05B v v I −=−+Ω=−+×=−+)or 020.45 V v =− b. Connect resistor to noninverting terminal of first op-amp, and310||1009.09 k R ==ΩΩ resistor to noninverting terminal of second op-amp.310||508.33 k R ==______________________________________________________________________________________14.48a. For a constant current through a capacitor. 001 t v I C =∫dt or 60060.110(0.1)10v t v −−×=⋅⇒=t b.At10 s,t =0 1 V v = c. Then 1240010010(10)10v t v −−−×=⋅⇒=t At10 s,t =0 1 mV v = ______________________________________________________________________________________14.49(a) V()()15.010********=××=−O υ 15.02=O υV ()()()09.010*******.02020363−=××+−=−O υV (b) 33.85010==A R k Ω 102020==B R k Ω(c) V()()015.0103.01050631±=××±=−O υ 015.02±=O υVV()()021.0015.0103.01020633±=±××±=−O υ______________________________________________________________________________________14.50a. Using Equation (14.79),Circuit (a),()()()()63630500.81050100.8102510150v −−⎛⎞=××−××+⎜⎟⎝⎠ or 00v = Circuit (b),()()()()636302500.81050100.81010150410 1.6v −−−⎛⎞=××−×+⎜⎟⎝⎠=×− or 0 1.56 V v =− b. Assume 10.7 AB I μ= and 20.9 A,B I μ= then using Equation (14.79): Circuit (a),()()()()63630500.71050100.91025101500.0350.045v −−⎛⎞=××−××+⎜⎟⎝⎠=− or00.010 V v =−Circuit (b), ()()()()63660500.71050100.910101500.035 1.8v −−⎛⎞=××−×+⎜⎟⎝⎠=− or 0 1.765 Vv =−______________________________________________________________________________________14.51(a) For : OS V ()333101001±=±⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=O υmV For : B I ()()()043.010*******.0max 36=××=−O υ V()()()037.010*******.0max 36=××=−OυVSo 764≤≤O υmV(b) For : OS V 33±=O υmV For : VOS I ()()006.010*******.036±=××±=−O υSo 3939≤≤−O υmV(c) ()039.02.0101001±⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=O υ So 239.2161.2≤≤O υV______________________________________________________________________________________14.52a. 2(15)0.010 V i i R R R ⎛⎞=⎜⎟+⎝⎠ 22150.00066671515(10.0006667)0.0006667 R R =+−= Then 222.48 M R =Ωb.11||15||10 6 k i F R R R R ==⇒=Ω ______________________________________________________________________________________14.53a. Assume the offset voltage polarities are such as to produce the worst case values, but the bias currents are in the same direction.Use superposition:Offset voltages 010********||1(10)110 mV ||1050||(5)(110)1(10)10||610 mV v v v v ⎛⎞=+==⎜⎟⎝⎠⎛⎞=++⎜⎟⎝⎠⇒=Bias Currents: 6301(100 k )(210)(10010)0.2 V B v I −=Ω=××= Then6302(5)(0.2)(210)(5010)0.9 V v −=−+××=− Worst case: is positive and is negative, then01v 02v 010.31 V v = and 021.51 V v =−b. Compensation network:If we want20 mV and 10 V 8.33(10)0.0208.33B B C C R V V R R R ++⎛⎞==⎜⎟+⎝⎠⎛⎞=⎜⎟+⎝⎠ or 4.15 M C R ≅Ω______________________________________________________________________________________14.54(a) Offset voltage: ()122105011±=±⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=O υmV 142122±=±±=O υmV ()()()16221220203±=±+±⎟⎠⎞⎜⎝⎛−=O υmV Bias current:V()()0105.010501021.0361=××=−O υ or V ()()0095.010501019.0361=××=−O υ 12O O υυ= ()()()()0042.010201021.0113613+−=××+−=−O O O υυυor()()0038.010201019.013613+−=××+−=−O O O υυυ By superposition5.225.21≤≤−O υmV5.245.42≤≤−O υmV7.103.223≤≤−O υmV(b) Bias currents:()()()110501002.010*******±=⇒××±=×±=−O OS O I υυmV()()()4.010201002.010*******±=⇒××±=×±=−O OS O I υυmVBy superposition: ()4.02213±±±=O O υυ13131≤≤−O υmV15152≤≤−O υmV4.174.173≤≤−O υmV______________________________________________________________________________________14.55For circuit (a), effect of bias current:390(5010)(10010) 5 mV v −=××⇒ Effect of offset voltage 050(2)1 4 mV 50v ⎛⎞=+=⎜⎟⎝⎠ So net output voltage is09 mV v = For circuit (b), effect of bias current:Let then from Equation (14.79),2550 nA,B I =1450 nA,B I = 93960250(45010)(5010)(55010)(10)1502.2510 1.1v −−−⎛⎞=××−×+⎜⎟⎝⎠=×− or0 1.0775 V v =− If the offset voltage is negative, then0(2)(2)4mV v =−=− So the net output voltage is 0 1.0815 Vv =− _____________________________________________________________________________________14.56a. At so the output voltage for each circuit is25C,T =°0 2 mV S V = 0 4 mV v = b. Forthe offset voltage for is 50C,T =° 0 2 mV (0.0067)(25) 2.1675 mV S V =+= so the output voltage for each circuit is 0 4.335 mVv = ______________________________________________________________________________________14.57 a. At then25C,T =°0 1 mV,S V = 010150(1)1 6 mV 10v v ⎛⎞=+⇒=⎜⎟⎝⎠and 020********(1)120206(4)(1)(4)28 mV v v v ⎛⎞⎛⎞=+++⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠=+⇒= b. Atthen 50C,T =°01(0.0033)(25) 1.0825 mV,S V =+= 0101(1.0825)(6) 6.495 mV v v =⇒=and 02(6.495)(4)(1.0825)(4)v =+ or 0230.31 mVv = ______________________________________________________________________________________14.580025C;500 nA,200 nA50C,500 nA (8 nA /C)(25C)700 nA200 nA (2 nA /C)(25C)250 nA B S B S I I I I °==°=+°°==+°°= a. Circuit (a): For ,B I bias current cancellation, 00v =Circuit (b): For ,B I Equation (14.79), 93960050(50010)(5010)(50010)(10)1500.025 1.000.975 V v v −−⎛⎞=××−×+⎜⎟⎝⎠=−⇒=− b. Due to offset bias currents.Circuit (a): 930(20010)(5010)0.010 V v −=××⇒=0vCircuit (b): 21Let 600 nA400 nA B B I I == Then93960050(40010)(5010)(60010)(10)1500.020 1.20 1.18 V v v −−⎛⎞=××−×+⎜⎟⎝⎠=−⇒=−c. Circuit (a): Due to ,B I 0v = Circuit (b): Due to ,B I93960050(70010)(5010)(70010)(10)1500.035 1.40 1.365 V v v −−⎛⎞=××−×+⎜⎟⎝⎠=−⇒=−Circuit (a): Due to 0,S I930(25010)(5010)0.0125 V v v −=××⇒=0Circuit (b): Due to0,S I 21Let 825 nA575 nA B B I I == Then 93960050(57510)(5010)(82510)(10)1500.02875 1.65 1.62 Vv v −−⎛⎞=××−×+⎜⎟⎝⎠=−⇒=− ______________________________________________________________________________________14.590025C; 2 A,0.2 A 50C, 2 A (0.020 A /C)(25C 2.5 A 0.2 A (0.005 A /C)(25C)0.325 A B S B S I I I )I μμμμμμμμ°==°=+°°==+°°= a. Due to :B I (Assume bias currents into op-amp). 630101(50 k )(210)(5010)0.10 VB v I v −=Ω=××⇒= 020*********(60 k )(50 k )12020(0.1)(4)(210)(6010)(210)(6010)4B B v v I I −−⎛⎞⎛⎞=++Ω−Ω+⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠=+××−××3 or020.12 V v = b. Due to0:S I1121st op-amp. Let 2.1 A2nd op-amp. Let 2.1 A1.9 A B B B I I I μμμ===6301101(50 k )(2.110)(5010)0.105 V B v I v −=Ω=××⇒= 020112636360601(60 k )(50 k )12020(0.105)(4)(2.110)(6010)(1.910)(5010)(4)B B v v I I −−⎛⎞⎛⎞=++Ω−Ω+⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠=+××−×× or 020.166 V v =c. Due to :B I 63010101026363(2.510)(5010)0.125 V60601(60 k )(50 k )12020(0.125)(4)(2.510)(6010)(2.510)(5010(4)B B v v v v I I −−=××⇒=⎛⎞⎛⎞=++Ω−Ω+⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠=+××−×× or 020.15 V v =Due to0:S I12Let 2.625 A2.3375 A B B I I μμ== 6301101(50 k )(2.662510)(5010)1.133 V B v I v −=Ω=××⇒= 020112636360601(60 k )(50 k )12020(0.133)(4)(2.662510)(6010)(2.337510)(5010)(4)B B v v I I −−⎛⎞⎛⎞=++Ω−Ω+⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠=+××−×× or 020.224 Vv = ______________________________________________________________________________________14.60(a) 0.51050==d A For common-mode, 21I I υυ=From Chapter 9, 12431211R R R R R R A cm −⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+= If , ()75.50015.1502==R ()85.9015.01101=−=R, ()85.9015.01103=−=R ()75.50015.1504==R Then 610046.515228.519409.115228.685.975.5075.5085.9185.975.501−×=−=−++=cm A If , ()15.10015.1103==R ()25.49015.01504=−=R Then 051268.015228.520609.115228.685.975.5025.4915.10185.975.501−=−=−++=cm A If , 25.492=R 15.101=R Then 04877.085222.419409.185222.515.1025.4975.5085.9115.1025.491+=−=−++=cm A Now ()8.39051268.05log 20min 10=⎟⎠⎞⎜⎝⎛=dB CMRR dB (b) , ()5.5103.1502==R ()70.997.0101==R, ()5.4897.0504==R ()3.1003.1103==R。
电子技术基础(张龙兴版)教案
《电子技术基础(张龙兴版)全套教案》之第一至五章第一章：电子技术导论1.1 电子技术的定义与发展历程1.2 电子技术的基本组成部分1.3 电子技术的主要应用领域1.4 学习电子技术的方法与意义第二章：电子元件2.1 半导体器件的基本原理与特性2.2 晶体管的结构与类型2.3 电阻、电容、电感的作用与计算2.4 常用电子元件的识别与选用第三章：基本电路分析3.1 电路的基本概念与基本定律3.2 简单电阻电路的分析与计算3.3 交流电路的分析与计算3.4 电路仿真软件的使用与实践第四章：放大电路4.1 放大电路的基本原理与类型4.2 晶体管放大电路的设计与分析4.3 放大电路的频率响应与稳定性4.4 放大电路的应用实例第五章：数字电路基础5.1 数字电路的基本概念与逻辑门5.2 组合逻辑电路的设计与分析5.3 时序逻辑电路的设计与分析5.4 数字电路仿真与实践第六章：信号与系统6.1 信号的分类与特性6.2 系统的性质与分类6.3 信号的时域分析6.4 信号的频域分析第七章：模拟电子技术7.1 模拟电路的基本概念7.2 运算放大器的基本原理与应用7.3 滤波器的设计与分析7.4 模拟信号处理实例第八章：数字信号处理8.1 数字信号处理的基本概念8.2 数字滤波器的设计与分析8.3 快速傅里叶变换（FFT）8.4 数字信号处理在实际应用中的实例第九章：电子测量技术9.1 电子测量的基本概念与方法9.2 常用电子测量仪器与仪表9.3 测量误差与数据处理9.4 电子测量实验指导第十章：电子技术实验与实践10.1 电子技术实验的基本要求与流程10.2 常用实验仪器的使用与维护10.3 经典电子技术实验介绍第十一章：通信原理基础11.1 通信系统的概述11.2 模拟通信系统11.3 数字通信系统11.4 通信系统的性能评估第十二章：微电子技术与集成电路12.1 微电子技术概述12.2 集成电路的类型与设计12.3 半导体器件的封装与测试12.4 集成电路的应用实例第十三章：电源技术与电子负载13.1 电源技术的基本概念13.2 开关电源的设计与分析13.3 电子负载的设计与应用13.4 电源系统的测试与保护第十四章：嵌入式系统与微控制器14.1 嵌入式系统的基本概念14.2 微控制器的结构与工作原理14.3 嵌入式系统的编程与开发14.4 嵌入式系统的应用实例第十五章：电子技术在现代社会中的应用15.1 电子技术在通信领域的应用15.2 电子技术在计算机领域的应用15.3 电子技术在医疗领域的应用15.4 电子技术在交通领域的应用重点和难点解析第一章：电子技术导论重点：电子技术的定义与发展历程、电子技术的主要应用领域。
大学电工与电子技术14章课件
无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。
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14.2 PN结及其单向导电性
14.2.1 PN结的形成
空间电荷区也称 PN 结
少子的漂移运动 P 型半导体
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － －
内电场越强，漂移 运动越强，而漂移使 空间电荷区变薄。 扩散和漂移这 一对相反的运动 最终达到动态平 衡，空间电荷区 的厚度固定不变。
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2. 二极管限幅电路
限幅是指限制电路的输出幅值。输入信号的波形 经限幅后，只有其中一部分传到输出，其余部分则被 限制而消失。 模拟电子技术中，常用限幅电路来减小和限制某 些信号的幅值，以适应电路的不同要求，或作为保护 措施。在数字电路中, 常用限幅电路来处理信号波形。 限幅电路是用具有非线性特性的器件来实现的， 二极管可用来组成简单的限幅电路。限幅电路中的二 极管一般都工作在大电流范围，所以可采用二极管的 恒压模型来分析电路的工作原理。
ui 18V 8V
参考点
t
二极管阴极电位为 8 V ui > 8V，二极管导通，可看作短路， uo = 8V ui< 8V，二极管截止，可看作开路， uo = ui
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14.4 稳压二极管
1. 符号和外形图 – +
稳定电压UZ
2. 伏安特性
I
稳压管正常工作时 加反向电压
反向电流在 一定电压范围 内保持常数。
P–
+N
硅管0.5V 锗管0.1V
反向特性
外加电压大于反向击穿 电压二极管被击穿，失去 单向导电性。
三极管结构与符号_电流分配和放大作用
市中等专业学校教案课后附记1、主要讲解了三极管结构特点、类型和电路符号。
2、三极管的电流分配关系和对电流放大作用的理解需要举例详细讲解教学过程教学课题第二章三极管`课时2课时教学环节师生活动复习旧课：⏹二极管结构特点、类型和电路符号？⏹二极管具有什么特性？⏹二极管好坏判断？⏹画出二极管伏安特性曲线？导入新课：放大电路在电子电路中无处不在，如：住宅门厅安装的电子门铃、对讲机以及人们身边的收音机等，都是由于其中的放大电路，才使扬声器发出较大的声音。
而常见放大电路的核心部分——电信号的放大器件就是三极管提问的方式，让学生回答。
（三极管也具有类似特征）举生活中例子，并实物演示讲授新课：第二章三极管一、三极管的结构特点、类型与符号（一）三极管的外形从封装外形来分：硅酮塑料封装、金属封装、表面安装的片状封装（二）三极管的结构特点、类型与符号三极管有三个电极，分别从三极管部引出，其结构示意如图所示。
按两个PN结组合方式的不同，三极管可分为PNP型、NPN型两类，其结构示意、电路符号和文字符号如图所示实物给学生看，并运用PPT运用PPT发射结集电区基区发射区发射极 e基极 b集电极cPNP集电结做一做：三极管中电流分配和放大作用观察分析实验参考数据：1）三极管各极电流分配关系：I E = I B + I C ，I E ≈ I C ≫I B2）基极电流和集电极电流之比基本为常量，该常量称为共发射极直流放大系数β，定义为：BCI I =β 3）基极电流有微小的变化量Δi B ，集电极电流就会产生较大的变化量Δi C ，且电流变化量之比也基本为常量，该常量称为共发射交流放大系数β，定义为：BC Δi i ∆=β1．三极管的电流放大作用，实质上是用较小的基极电流信号控制较大的集电极电流信号，实现“以小控大”的作用。
2．三极管电流放大作用的实现需要外部提供直流偏置，即必须保证三极管发射结加正向电压（正偏），集电结加反向电压（反偏）。
电工电子技术与技能(中职)第十四章PPT课件
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35
活动一 基本RS触发 器
活动二 时钟控制触发 器
一、JK触发器 图14-31所示是JK触发器的图形符号。图中，
时钟脉冲输入端处的小圆圈表示CP下降沿有效； 若没有小圆圈，则表示CP上升沿有效。
.
36
活动一 基本RS触发 器
活动二 时钟控制触发 器
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37
活动一 基本RS触发 器
活动二 时钟控制触发 器
活动三 与或非门
活动四 异或门
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13
活动三 与或非门
活动四 异或门
当两个输入端输入的逻辑信号相同（同为 “0”或同为“1”）时，输出为“0”；如果两个 输入端输入的逻辑信号不相同（一个为“0”时， 另一个为“1”），输出就为“1”。这样的逻辑 关系称为异或逻辑，实现这种逻辑关系的门电 路称为异或门。
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10
活动一 与非门
活动二 或非门
.
11
活动三 与或非门
活动四 异或门
如图14-9a所示，将两个与门、一个或门 和一个非门按“与→或→非”的顺序连接起来， 输入信号到输出信号之间要经过“与”“或”“非”3 种逻辑处理，因此，人们称这种复合门电路为 “与或非门”，用图14-9b所示的符号表示。
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12
第十四章
组合逻辑电路和时序逻辑 电路
.
1
目录:
任务一 任务二 任务三
组合逻辑电路 编码器 译码器
.
2
目录:
任务四 任务五 任务六
集成触发器 寄存器 计数器
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3
学习目标：
了解组合逻辑电 路的特点，并会用逻 辑运算进行化简
理解逻辑电路的 分析方法和设计方法
.
4
电是什么
电扇扇叶转动过程中，与空气摩擦带上了电荷；(2)带
电体性质：能够吸引轻小的灰尘。答案Βιβλιοθήκη 电荷 吸引轻小的灰尘探究2
两种电荷的相互作用
用丝绸摩擦玻璃棒，用毛皮摩擦橡胶棒，完成图示的 探究：
(1)实验现象：甲图，两根用毛皮摩擦过的硬橡胶棒相 互靠近时，它们相互________(选填“吸引”或“排 斥”)；乙图，两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近时， 它们相互________(选填“吸引”或“排斥”)；丙图，
(2)因为摩擦使手和塑料袋带上了异种电荷，异种电荷
相互吸引
探究1
摩擦起电
如图，将塑料梳子(塑料笔、玻璃棒)在化纤的衣服上 摩擦后靠近小纸片并观察现象。
1.摩擦后的塑料梳子、塑料笔、玻璃棒共同的特点是 _____________________。 参考答案：都能吸引轻小物体 2.我们说摩擦后的塑料梳子、玻璃棒带了__________
【示范题2】(2015·遵义中考)有甲、乙、丙三个轻质 小球，甲球带正电，将甲与乙、丙靠近时，它们相互 作用的情况如图所示。则下列判断正确的是( )
A.乙球一定带负电，丙球可能带正电
B.乙球一定不带电，丙球可能带负电
C.乙球可能带负电，丙球一定带正电 D.乙球可能不带电，丙球一定带负电
【微点拨】 1.判断物体是否带电的方法：
当用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒
相互靠近时，它们相互________(选填“吸引”或“排
斥”)。
探究三：验电器：将其结构填入划线处
金属球 金属杆 金属箔
带电 。 (1)作用：检验物体是否_____
同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引 。 (2)原理：___________________________________
第14章《电工电子技术》PPT课件
.
13
.
14
用门电路实现逻辑功能，如下图所示。
.
15
2．优先编码器
优先编码器给所有的输入信号规定了优先顺序，当多个 输入信号同时出现时，只对其中优先级最高的一个进行编码。 常用的优先编码器有74LS148、74LS147等。
74LS148是一种常用的8线―3线优先编码器，其功能如 下表所示
.
16
1、16选1等多种类型。
.
48
1．4选1数据选择器
下图所示为由与或门组成的4选1多路数据选择器。
.
49
4选1多路数据选择器的功能如下表所示。
根据功能表，可写出输出逻辑表达式为：
I0～I7为编码输入端，低电平有效。A0～A2为编码输出端， 也为低电平有效，即反码输出。其他功能端子的功能如下：
➢EI为使能输入端，低电平有效。 ➢优先顺序为I7→I0，即I7的优先级最高。
➢GS为编码器的工作标志，低电平有效。 ➢EO为使能输出端，高电平有效。
.
17
74LS148的逻辑图如下图所示。
.
27
【解】（1）写出各输出的最小项表达式，再转换成 与非―与非形式。
LA B CA B CA B CABC
m 1 m 2 m 4 m 7 m 1 m 2m 4m 7
FA B C AB CAC B
m 3m 5m 6m 3m 5m 6
G A B C A B C A B C AC B
m 0 m 2 m 4 m 6 m 0m 2m 4m 6
40
2．全加器
在多位数加法运算时，除最低位外，其他各位都需要考 虑低位送来的进位。全加器就能实现这种功能。全加器的真 值表如下表所示。表中的Ai和Bi分别表示被加数和加数输入， Ci－1表示来自相邻低位的进位输入。Si为和输出，Ci为向相邻 高位的进位输出。
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P IF + –
外电场
N
多子在外电 场作用下定 向移动，形 成较大的正 向电流。
PN 结加正向电压时，正向电阻较小，处于导通状态。
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电子技术
2. PN 结加反向电压（反向偏置） P接负、N接正
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
(1) N型半导体
(2) P型半导体
在本征半导体中掺入某些微量元素作 为杂质，可使半导体的导电性发生显著变 化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。 掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。
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(1）N型半导体
电子技术
在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，可形 成 N型半导体,也称电子型半导体。 因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半 导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个价电子 图2.04 N型半导体结构示意图 因无共价键束缚而很容易形成自由电子。 在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由 杂质原子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为 正离子，因此五价杂质原子也称为施主杂质。N型半导 体的结构示意图如图2.04所示。
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电子技术
图2.02 本征激发和复合的过程（动画2-1）
热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出 现的，称为电子空穴对。游离的部分自由电子 也可能回到空穴中去，称为复合，如图2.02所 示。本征激发和复合在一定温度下会达到动态 平衡。
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(1）本征半导体的共价键结构
电子技术
硅和锗是四价元素，有四个价电子。它们分 别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价 键中的价电子为这些原子所共有，并为它们所束 缚，在空间形成排列有序的晶体。 这种结构的立体和平面示意图见图01.01。
(c)
(a) 硅晶体的空间排列 (b) 共价键结构平面示意图
绪
1.课程介绍
论
电子技术
*56学时（理论46H，实验10H)，3.5学分，考试课 *共11章内容，课堂教学内容7章（模拟部分14、15、 16、17、18，数字部分20、21） *实验5项（与电院电工电子实验中心裴老师联系，到 电院教科研办公室1204购买实验指导书，人手一册） 2.要求 *要求大家按时上课，保持课堂安静，独立完成作业。
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二极管电路分析举例 定性分析：判断二极管的工作状态
电子技术
导通 截止
分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 的高低或所加电压UD的正负。 若 V阳 >V阴或 UD为正，二极管导通 若 V阳 <V阴或 UD为负，二极管截止 若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零， 反向截止时二极管相当于断开。 否则，正向管压降 硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
图2.05 P型半导体的结构示意图 章目录 总目录
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电子技术
3 杂质对半导体导电性的影响
掺入杂 质对本征半导体的导电性有很大 的影响，一些典型的数据如下:
1
T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度: n = p =1.4×1010/cm3 n=5×1016/cm3
2 掺杂后 N 型半导体中的自由电子浓度: 3 本征硅的原子浓度: 4.96×1022/cm3
（a. 电子电流、b.空穴电流）
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电子技术
14.2 PN结及其单向导电性
PN 结：P型半导体和N型半导体交界面的特殊薄层 1. PN 结加正向电压（正向偏置） P接正、N接负
－－－ － － － －－－ － － － －－－ － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
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电子技术
14.1.1 本征半导体及其导电性
(1)本征半导体的共价键结构 (2)电子空穴对
(3)空穴的移动
本征半导体——化学成分纯净的半导体。 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到 99.9999999%，常称为“九个9”。 它在物理结构上呈单晶体形态。
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电子技术
14.1 半导体的导电特性
半导体的导电特性： 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做 成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等)。 掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变(可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。
以上三个浓度基本上依次相差106/cm3 。
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电子技术
1. 在杂质半导体中多子的数量与 a （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量与 b
（a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 3. 当温度升高时，少子的数量 c （a. 减少、b. 不变、c. 增多）。 4. 在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流 主要是 b ，N 型半导体中的电流主要是 a 。
电子技术
(c) 平面型 用于集成电路制作工艺中。PN结结面积可大可 小，用于高频整流和开关电路中。
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电子技术
二极管的结构示意图
金属触丝 阳极引线 N型锗片 阴极引线
阳极引线 二氧化硅保护层
N型硅
P 型硅
( a) 点接触型
铝合金小球 N 型硅
外壳
阴极引线
阳极引线 PN结 金锑合金 底座
图2.01 硅原子空间排列及共价键结构平面示意图 总目录 章目录 返回
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电子技术
（2）电子空穴对
当温度0K（绝对温度）时，半导体中没 有自由电子。当温度升高或受到光照时， 价电子能量增高，有的可挣脱原子核的束 缚，而参与导电，成为自由电子。 这一现象称为本征激发，也称热激发。 自由电子产生的同时，在其原来的共价 键中就出现了一个空位，原子呈现出正电性 ，其正电量与电子的负电量相等，称呈现正 电性的这个空位为空穴。
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电子技术
例1：
D +
电路如图，求：UAB 3k UAB 6V 解： 取 B 点作参考点， 12V 断开二极管，分析二 – B 极管阳极和阴极的电 位。 V阳 =－6 V ， V阴 =－12 V V阳 > V阴 ，二极管导通 若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB =－ 6V 否则， UAB低于－6V一个管压降，为－6.3Ｖ或－6.7V 二极管起钳位作用。
(c ) 平面型
阳极
D 阴极
阴极引线
( d) 符号
( b) 面接触型
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14.3.2 伏安特性
特点：非线性 反向电流在一定电压 范围内保持常数。
电子技术
I
正向特性
P
+
–
N
导通压降 硅0.6~0.8V 锗0.2~0.3V U +N 死区电压 硅管0.5V, 锗管0.1V。
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二极管的单向导电性
电子技术
1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴 极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正 向电阻较小，正向电流较大。 2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴 极接正 ）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反 向电阻较大，反向电流很小。 3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失 去单向导电性。 4. 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反 向电流愈大。
*购买《电子技术习题册》，定时完成并公布答案。
*不定时进行点名。
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电子技术
第14章 二极管和晶体管
14.1 半导体的导电特性
14.2 PN结及其单向导电性
14.3 半导体二极管 14.4 稳压二极管 14.5 晶体管 14.6 光电器件
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反向击穿 电压U(BR)
P
–
反向特性
外加电压大于反向击 穿电压二极管被击穿， 失去单向导电性。
外加电压大于死区电 压二极管才能导通。
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14.3.3 主要参数
电子技术
1. 最大整流电流 IOM 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向 平均电流。 2. 反向工作峰值电压URWM 是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压， 一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二。 二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。 3. 反向峰值电流IRM 指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反 向电流大，说明管子的单向导电性差，IRM受温度的 影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小， 锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。
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(3) 空穴的移动
自由电子的定 向运动形成了电子电 流，空穴的定向运动 也可形成空穴电流， 它们的方向相反。只 不过空穴的运动是靠 相邻共价键中的价电 子依次充填空穴来实 现的。
图2.03 空穴在晶格中的移动
（动画2-2）