模电课件第3章(2)

合集下载

模拟电路基础ppt课件

一般来说，有三种方法来定量地分析一个电子器件的特性，即特性曲线图示法、解析式表示法和参数表示法
＋
－
二极管符号
15
1.3 半导体二极管
1.3.1二极管的特性曲线
在二极管加有反向电压，当电压值较小时，电流极小，其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超过超过某个值时，电流开始急剧增大，称之为反向击穿，称此电压为二极管的反向击穿电压，用符号 UER表示。
2
第一章半导体器件基础
1.1 半导体及其特性 1.2 PN结及其特性 1.3 半导体二极管 1.4 半导体三极管及其工作原理 1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数
3
1.1 半导体及其特性
1.1.1本征半导体及其特性
定义：纯净的半导体经过一定的工艺过程制成单晶体，称为本征半导体。
稳压管的主要参数: (1) 稳定电压UZ：UZ是在规定电流下稳压管的反向击穿电压。 (2) 稳定电流IZ：IZ是稳压管工作在稳压状态时的参考电流，电流低于
此值时稳压效果变坏，甚至不稳压。 (3) 最大稳定电流IZM|：稳压管的电流超过此值时，会因结温升过高而
损坏。 (4) 动态电阻rD：rD是稳压管工作在稳压区时，端电压变化量与其电流
在无外电场和无其它激发作用下，参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目，从而达到动态平衡。
13
1.2 PN结及其特性
1.2.2 PN结的导电特性
PN结外加正向电压时处于导通状态
PN结外加反向电压时处于截止状态
势垒区
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
N型半导体：在本征半导体中掺入少量

模拟电子技术第3章 (2) 28页

场效应管及其应用
（4）在使用场效应管时, 要注意漏源电压、漏源电流及耗散功率等, 不要超过规定的最大允许值。
场效应管及其应用
3.2 场效应管及其放大电路
与三极管一样, 根据输入、输出回路公共端选择不同, 将场效应管放大电路分成共源、共漏和共栅三种组态。本节主要介绍常用的共源和共漏两种放大电路。
2. 图3.8为N沟道耗尽型场效应管的结构图。其结构与增强型场效应管的结构相似, 不同的是这种管子在制造时, 就在二氧化硅绝缘层中掺入了大量的正离子。
场效应管及其应用
s
g
d
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
N＋
N＋
P型硅衬底
d
g s
d
g s
衬底引线
(a)
(b)
(c)
图3.8耗尽型MOS (a) N沟道结构图; （b） N沟道符号; （c） P沟道符号
g 栅极
场效应管及其应用
d 漏极耗尽层
d
P
P
N
g
g
s
s 源极
(a)
(b)
图 3.1
(a) 结构; (b) N沟道结型场效应管符号; (b) (c) P沟道结型场效应
d s (c)
场效应管及其应用
2) 图3.2表示的是结型场效应管施加偏置电压后的接线图。
2．特性曲线场效应管的特性曲线分为转移特性曲线和输出特性曲线。
3
uDS =1 2 V 2
1 U GS(off)
－4 －3 －2 －1 0
uGS /V
图3.3 N沟道结型场效应管转移特性曲线
场效应管及其应用
在UGS(off)≤uGS≤0的范围内, 漏极电流iD与栅极电

电子课件-《模拟电子电路》-B02-9106 3-1

4．共模抑制比
共模抑制比用KCMR表示，其定义为差分放大电路的差模电压放大倍数Ad与共模电压放大倍数Ac之比，即差模电压放大倍数
K CMR
A ud A uc
第三章集成运算放大器及其应用
5．差分放大电路的四种连接方式
接法
电路原理图
特点
双端输入
双端输出
1.放大倍数与单管放大电路相同 2.当电路对称时，共模抑制比KCMR =∞ 3.适用于对称输入、对称输出情况
集成运放图形符号
∞
uN _
uN _ uo
uo
uP +
uP +
第三章集成运算放大器及其应用
二、集成运放的内部结构
同相输入uN 反相输入uP
差分放大输入级
中间级偏置电路
输出级
输出uo
第三章集成运算放大器及其应用
三、差分放大器
1. 对称的电路结构带有公共射极电阻的差分放大电路
第三章集成运算放大器及其应用
六、集成运放的理想化
集成运放理想特性：（1）开环差模电压放大倍数 Ad （2）开环差模输入电阻 ri （3）开环输入电阻 ro 0 （4）共模抑制比 KCMR （5）没有失调现象，即当输入信号为零时，输出信号也为零
பைடு நூலகம்
2.灵活的输入输出方式
（1）输入方式 ①差模输入方式从差分放大电路的两个输入端分别输入一对大小相等、极性相反的信号。 ②共模输入方式从差分放大电路的两个输入端分别输入一对大小相等、极性相同的信号。 ③任意输入方式（比较输入方式）从差分放大电路的两个输入端输入的信号既非差模又非共模，这时可将其分解为一对共模信号和一对差模信号。（2）输出方式可以单端输出，也可以双端输出。

模拟电子技术基础的ppt【可编辑全文】

可编辑修改精选全文完整版模拟电子技术根底的ppt模拟电子技术以晶体管、场效应管等电子器件为根底，以单元电路、集成电路的分析和设计为主导，研究各种不同电路的结构、工作原理、参数分析及应用。

1、模拟信号我们将连续性的信号称为模拟信号，而将离散型的信号称为数字信号。

2、模拟电路模拟电路是对模拟信号进行处理的电路，其最根本的处理是对信号的放大，含有功能和性能各异的放大电路。

电子信息系统由信号的提取、信号的预处理、信号的加工和信号的驱动与执行四局部构成，如下列图所示。

1、根本概念导体：极易导电的物体;绝缘体：几乎不导电的物体;半导体：导电性介于导体和绝缘体之间的物质;2、本征半导体共价键：在硅和锗的结构中，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;自由电子：由于热运动，具有足够能量而挣脱共价键束缚的价电子;空穴：由于自由电子的产生，使得共价键中产生的空位置;复合：自由电子与空穴相碰同时消失的现象;载流子：运载电荷的粒子;导电机理：在本征半导体中，电流包括两局部，一局部是自由电子移动产生的电流，另一局部是由空穴移动产生的电流，因此，本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。

温度越高，载流子浓度越高，本征半导体导电能力越强。

3、本征半导体共价键：在硅和锗的结构中，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;自由电子：由于热运动，具有足够能量而挣脱共价键束缚的价电子;空穴：由于自由电子的产生，使得共价键中产生的空位置;复合：自由电子与空穴相碰同时消失的现象;载流子：运载电荷的粒子;导电机理：在本征半导体中，电流包括两局部，一局部是自由电子移动产生的电流，另一局部是由空穴移动产生的电流，因此，本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。

温度越高，载流子浓度越高，本征半导体导电能力越强。

以实际材料为例，迅速讲解相关知识，举例大量的实际电路知识，图示性强。

能使人很清晰的看懂知识点。

第一章：直流稳压电源的制作与调试(第1-12课时)第二章：分立元件放大电路分析与调试(第12-30课时)第三章：集成运算放大器根底及负反应电路(第31-37课时) 第四章：集成运算放大器的应用(第38-49课时)第五章：功率放大电路(第50-58课时)第六章：正弦波振荡电路(第59-63课时)第七章：光电子器件及其应用(第64-68课时)第八章：晶闸管及其应用电路(第69-76课时)。

模拟电子技术第3章ppt课件

空穴
+4
+4
自在电子
温度升高
+4
+4
本征激发
束缚电子
由于温度上升，电子获得能量后，少数共价键中的束缚电子挣脱束缚成为自在电子，留下空穴，称为本征激发，又称为热激发。
半导体中的两种载流子：
共价键的空位，称为空穴
+4
+4
+4
+4
不受束缚的电子，称为自在电子
摆脱束缚
束缚电子
半导体中的两种载流子：由于自在电子与空穴的有序挪动将产生电流，因此称自在电子与空穴为半导体中的两种载流子；
结论
• 本征半导体外层电子构成稳定的共价键构造，使原子规那么陈列，构成晶体。
• 在本征激发下，能产生少量的载流子，具有微弱的导电作用。
• 其导电性能具有热敏性，温度越高，载流子的浓度越高，导电才干越强。
二、杂质半导体半导体具有掺杂性，假设在本征半导体中掺
入微量杂质，那么导电性能大为改观，掺入百万分之一的杂质，载流子浓度添加1百万倍。
N型半导体可简化成
+
图2－3
2. P型半导体
构成
本征掺杂：本征半导体硼(3价)
得到大量空穴〔无自在电子〕
本征激发：得到少量电子空穴对
特点
a. 空穴为多数载流子〔多子〕自在电子为少数载流子〔少子〕；
b. 硼原子被称为受主杂质，本身因获得电子而成为负离子。
P型半导体可简化成－
图2－5
结论
7.反相恢复时间 8.最高任务频率等
例、设整流电路的电路如下图，从表中选择适宜的二极管，其中，
vi 4s0i nt)(V ()

模电课件-第三章多级放大电路

T2
IB
IE RE
IB
U EE U BE
RB 2(1 )RE
–UEE
+UCC
RB
IB
ui2
IC1= IC2= IC= IB
UE1= UE2 =－IBRB－UBE
UC1= UC2= UCC－ICRC UCE1= UCE2 = UC1－UE1
三、动态分析
输入信号分类 (1)差模输入
ui1 = -ui2= ud
单端
输出端双端接法单端
四种组合
前面所讲的是双端输入双端输出电路
双端输入单端输出电路
单端输入双端输出电路
单端输入单端输出电路
恒流源式差放电路
电路结构:
RC ic1 uoic2 RC
RB T1
T2
ui1 R ib1
E
+UCC RB ib2 R ui2
IC3
R1
T3
为什么要改进原
R3
R2
有的差动放大电
第三章多级放大电路
§3.1 多级放大电路的耦合方式 §3.2 多级放大电路的动态分析 §3.3 直接耦合放大电路
§3.1 多级放大电路的耦合方式
输
第一级
入
放大电路
第二级放大电路
……
输
第n级
出
放大电路
第 n-1 级放大电路
单级——多级，必然存在耦合耦合：即信号的传送。
功放级
耦合方式：级与级之间的连接方式。
差模信号通路
ui1
RC ic1 uoic2 RC
RB R ib1
T1
uod1 uod2
T2
RB ib2 R
ui2

模电课件第三章场效应管及其基本电路

iD
I
D
0
(1
uGS U GSoff
)2
ID0表示uGS=0时所对应的漏极电流。
式中:
ID0
unCox 2
W L
(U
2 GSoff
)
2024年9月17日星期二
模拟电子线路
37
iD
ID0
UGSoff
0
uGS
(a) 图3―10N沟道耗尽型MOS管的特性及符号 (a)转移特性；(b)输出特性；(c)表示符号
2024年9月17日星期二
模拟电子线路
13
3―1―2 结型场效应管的特性曲线
一、转移特性曲线
uGS≤0, iD≥0
iD f (uGS ) uDS C
恒流区中:
iD
IDSS (1
uGS UGSoff
)2
式中: IDSS——饱和电流，表示uGS=0时的iD值；
UGSoff——夹断电压，表示uGS=UGSoff时iD为
2024年9月17日星期二
模拟电子线路
9
D
P
P
UGS
横向电场作用: ︱UGS︱↑→ PN结耗尽层宽度↑ →沟道宽度↓
S
(b) UGS负压增大, 沟道变窄图3―2栅源电压UGS对沟道的控制作用示意图
2024年9月17日星期二
模拟电子线路
10
D
P
P
UGSoff——夹断电压
UGS
S
(c) UGS负压进一步增大, 沟道夹断图3―2栅源电压UGS对沟道的控制作用示意图
(2) uGS固定, uDS增大, iD增大极小。
2024年9月17日星期二
模拟电子线路
21

模电课件第三章集成逻辑门电路

R1
R2
4k 1.6k
A
uI
T1
T2
D1
R3 1k
输入级中间级
+VCC(5V) R4
130 T4
DY T5 uo
输出级
26
2. 工作原理
(1)输入为低电平（0.0V）时: uI UIL 0 V
不足以让 T2、T5导通
0.7V
三个PN结
导通需2.1V
T2、T5截止
27
(1) uI UIL 0 V
RC＋（1＋）Re
17
[例2]下图电路中 = 50,UBE(on) = 0.7 V,UIH = 3.6 V,UIL = 0.3 V,为
使三极管开关工作,试选择 RB 值,并对应输入波形画出输出波形。
+5 V
uI
1 k
UIH
UIL O
t
解：(1)根据开关工作条件确定 RB 取值
uI = UIL = 0.3 V 时,三极管满足截止条件
按电路结构不同分是构成数字电路的基本单元之一
TTL 集成门电路
输入端和输出端都用三极管的逻辑门电路。
CMOS 集成门电路
用互补对称 MT特rCa点nomsi不sptlo同erm-分TernatnasriystMoreLtaolg-Oicxide-Semiconductor
Ucc =5V
1k uo
T
β =30
iB
I BS
Ucc Uces RC
Ucc RC
, Uces 0.7V
8
三极管的开关特性
3V
0V RB ui
+UCC
RC
3V
uO T
截饱止和 0V

模电课件第三章三极

a
17
3.1.4 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 =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB vCE=const
a
18
3.1.4 BJT的主要参数
1. 电流放大系数
(2) 共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const
a
19
3.1.4 BJT的主要参数
输出特性曲线的三个区域:
饱制截和的止区区区：域：i，Ci明C该接显区近受域零v内C的E，控
一此区线时般放区域的v，大域C，下E发区，＜相方射：曲0当。.结7i线i此CVB平正=基(时硅0偏行本的，管，于平曲)。集v行CE等轴距的。电vB结此E小正时于偏，死或发区反射电偏结压电正，压偏很，集电小集。结电反结偏反。偏。
基区基发极射，结用(BJe或) b表示集（电Ba结se(）Jc)
三极管符号
两种类型的三极管
a
3
结构特点：
• 发射区的掺杂浓度最高； • 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大； • 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且
掺杂浓度最低。
管芯结a构剖面图
4
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。
a
11
4. 共射放大
若 vI = 20mV 使 iB = 20 uA 设 = 0.98
则 iC iB
1 iB
IC +iC
+
IB +iB b
c
RL vO
+
+ VBE+vBE e
vI
-
-
1k VCC

《模拟电子电路》课件

结果评估
将实验结果与理论值进行比较，评估实验效果。
05
模拟电子电路问题与解决方案
常见问题分析
电源问题
电源电压不稳定或过高可能导致电子元件烧毁。
元件老化
长时间使用可能导致电子元件性能下降或失效。
信号干扰
外部电磁干扰可能导致电路性能下降或出现噪声。
连接不良
电路板连接点松动或接触不良可能导致信号丢失或噪声。
需求分析
明确电路的功能需求，确定性能指标和参数。
参数计算
根据电路原理图，计算元件参数和电路性能参数。
版图绘制
将原理图转化为实际电路版图，为后续制作电路板做准备。
电路仿真技术
模拟仿真
利用模拟方法对电路性能进行预测和评估。
数字仿真
利用数字方法对数字电路进行设计和性能评估。
混合仿真
同时对模拟和数字电路进行仿真，以实现复杂系统的设计和验证。
防静电
在干燥环境中操作时应采取防静电措施。
防高温
避免在高温环境中长时间使用电路。
THANKS
感谢观看
集成运算放大器的特点
介绍集成运算放大器的优点、分类和应用领域。
集成运算放大器的基本参数
介绍集成运算放大器的主要技术指标，如开环增益、闭环增益、带宽等。
03
模拟电子电路Βιβλιοθήκη 计电路设计流程原理图设计
根据电路功能，设计电路原理图，选择合适的元件和电路结构。
仿真验证
利用电路仿真软件对电路进行仿真验证，确保电路性能符合设计要求。
故障排查方法
电源检查
检查电源是否稳定，是否符合电路要求。
元件替换
替换可疑元件以确定是否为故障元件。

相关主题

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)。

场效应晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放大电路。
场效应管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体管的发射极、集电极、基极。
电阻很高，最高可达1014 。
总目录章目录返回上一页下一页
(2) N沟道增强型管的工作原理由结构图可见，N+型漏区和N+型源区之间被P型
衬底隔开，漏极和源极之间是两个背靠背的PN结。
S
D
当栅源电压UGS = 0 时，不管漏极和源极之间所加电压的极性如何，其中总有一个PN结是反向偏置的，反向电阻很高，漏极电流近似为零。
沟道转移特性曲线
截o止区
UGS= 4V UGS= 3V UGS= 2V UGS= 1V
UDS/V
漏极特性曲线
总目录章目录返回上一页下一页
(4) P沟道增强型结构
SiO2绝缘层
符号： D
P+
P+
G
N型衬底
加电压才形成
S
P型导电沟道
增强型场效应管只有当UGS UGS(th）时才形成导电沟道。
(4) 低频跨导 gm：表示栅源电压对漏极电流的控制能力
gm
Δ ID ΔUGS
UDS
极限参数：最大漏极电流、耗散功率、击穿电压。
总目录章目录返回上一页下一页
场效应管与晶体管的比较
载流子
控制方式类型放大参数输入电阻输出电阻热稳定性制造工艺对应电极
双极型三极管
电子和空穴两种载流子同时参与导电
S P沟道
G、S之间加一定电压才形成导电沟道
G
G
S N沟道
S P沟道
在制造时就具有原始导电沟道
总目录章目录返回上一页下一页
3. 场效应管的主要参数
(1) 开启电压 UGS(th)：是增强型MOS管的参数
(2) 夹断电压 UGS(off)：
是结型和耗尽型
(3) 饱和漏电流 IDSS：
MOS管的参数
绝缘栅型场效应管本节仅介绍绝缘栅型场效应管按工作状态可分为：增强型和耗尽型两类每类又有N沟道和P沟道之分
总目录章目录返回上一页下一页
3.9.1 绝缘栅场效应管
1. 增强型绝缘栅场效应管 (1) N沟道增强型管的结构
栅极和其
它电极及硅片之间是绝缘的，称绝缘栅型场效应管。
源极S 栅极G 漏极D
UGS>0 UGS=0
UGS<0
4 8 12 16 20 U DS 漏极特性曲线
总目录章目录返回上一页下一页
2. 耗尽型绝缘栅场效应管
(3) P 沟道耗尽型管 SiO2绝缘层中掺有负离子符号： D
G
予埋了P型
S
导电沟道
总目录章目录返回上一页下一页
增强型
D
D
耗尽型
D
D
G
G
S N沟道
电流控制
NPN和PNP
20~200
102 ~104较低 rce很高差较复杂 B—E—C
单极型场效应管
电子或空穴中一种载流子参与导电
电压控制
N沟道和P沟道
gm1~5mA/V
107 ~11 04较高
rds很高好
简单，成本低
G—S—D
总目录章目录返回上一页下一页
3.9.2 场效应管放大电路
下将产生漏极电流
–ED +
S
EG
–UG+S G
D
N+
N+
P型硅衬底
ID，管子导通。 N型导电沟道
总目录章目录返回上一页下一页
(2) N沟道增强型管的工作原理
当UGS UGS(th）后，场效应管才形成导电沟道，
开始导通，若漏–源之间加上一定的电压UDS，则有漏极电流ID产生。在一定的UDS下漏极电流ID 的大小与栅源电压UGS有关。所以，场效应管是
–ED +
S
EG
–UG+S G
D
N+
N+
P型硅衬底
总目录章目录返回上一页下一页
(2) N沟道增强型管的工作原理当UGS > 0 时，P型衬底中的电子受到电场力的吸
引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层；
当UGS >UGS（th）时，将出现N型导电沟道，将D-S连接起
来。UGS愈高，导电沟道愈宽。在漏极电源的作用
金属电极
SiO2绝缘层
P型硅衬底
高掺杂N区
总目录章目录返回上一页下一页
由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用
二氧化硅，故又称金属-氧化物-半导体场效应管，
简称MOS场效应管。源极S 栅极G 漏极D
金属电极
SiO2绝缘层
符号： D
G
P型硅衬底
高掺杂N区
S
由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入
一种电压控制电流的器
件。
–ED +
S
EG
–UG+S G
D
N+
N+
P型硅衬底
N型导电沟道
在一定的漏–源电压UDS下，使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压UGS(th）。
总目录章目录返回上一页下一页
(3) 特性曲线
UDS
ID/mA 恒流区
可变电阻区
开启电压UGS(th）
UGS/ 无导电有导电沟道
总目录章目录返回上一页下一页
2. 耗尽型绝缘栅场效应管如果MOS管在制造时导电沟道就已形成，称为
耗尽型场效应管。
(1 ) N沟道耗尽型管 SiO2绝缘层中掺有正离子
符号： D
G
予埋了N型
S
导电沟道
总目录章目录返回上一页下一页
2. 耗尽型绝缘栅场效应管由于耗尽型场效应管预埋了导电沟道，所以在
总目录章目录返回上一页下一页
(2) 耗尽型N沟道MOS管的特性曲线
耗尽型的MOS管UGS= 0时就有导电沟道，加反向电压到一定值时才能夹断。
பைடு நூலகம்
ID/mA
ID/mA
UDS=常数 16
16
夹断电压 12 IDSS
12
8
8
UGS(off)
4 UGS /V 4
-3 -2 -1 0 1 2
0
转移特性曲线
第3章基本放大电路
授课教师：张祖媛
总目录章目录返回上一页下一页
3.9 场效应管及其放大电路
场效应晶体管是利用电场效应来控制电流的一种半导体器件，即是电压控制元件。它的输出电流决定于输入电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，所以它的输入电阻高，且温度稳定性好。
按结构不同场效应管有两种: 结型场效应管
UGS= 0时，若漏–源之间加上一定的电压UDS，也会有漏极电流 ID 产生。这时的漏极电流用 IDSS表示，称为饱和漏极电流。
当UGS > 0时，使导电沟道变宽， ID 增大；当UGS < 0时，使导电沟道变窄， ID 减小； UGS 负值愈高，沟道愈窄， ID就愈小。
当UGS达到一定负值时，N型导电沟道消失， ID= 0，称为场效应管处于夹断状态（即截止）。这时的UGS称为夹断电压，用UGS(off）表示。