模拟电子技术 清华华成英第四版 第八章
模拟电子技术 清华华成英第四版 第八章
Xf Xi
+
Xf Xi
XO Xi
•
Xf XO
AF 1
AF AF 1 幅值平衡条件
Arg AF Arg A Arg F A F 相位平衡条件 2n (n 0、1、 2）
二、起振和稳幅
起振的条件： Xf 稍大于 Xi 即
Xf Xi
．．
ＡF
1
稳幅的条件： Xf Xi 即
Xf Xi
．．
ＡF 1
2M 2 Ri2 2 L22
•
L2
优点： 容易振荡
缺点： 能量损耗大，变压器 器件笨重
例：分别标出图所 示各电路中变压器 的同名端，使之满 足正弦波振荡的相 位条件。
三、电感反馈式振荡电路(电感三点式)
判定原则：
中间交流接地，首尾反向， 首或尾端交流接地，另两端 同向
振荡频率： f0
2
1 LC
（本题10分）一电压比较器电路及参数如图所示。请求出 该电路的阈值电压，画出电压传输特性曲线，并说明是何 种类型的电压比较器
2解：所示电路为反相输入的滞回比较器 （3分）
uO＝±UZ＝±6V。令
uP
R1 R1 R2
uO
R2 R1 R2
U REF
uN
uI
（2分）
求出阈值电压：UT1＝0 V UT2＝4 V （2分）
U ＝ T
R
R 1
＋R
•U Z
1
2
uo从+UZ跃变到-UZ的 阈值电压为+UT
uo从-UZ跃变到+UZ的 阈值电压为-UT
uI在-UT与+UT之间增加或减 小, uO不发生变uO化
+UZ
模电第四版习题解答
模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章 常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。
( √ ) (2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
( × ) (3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
( √ )(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
( × )(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其GS R 大的特点。
( √ )(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS U 大于零，则其输入电阻会明显变小。
( × ) 二、选择正确答案填入空内。
(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A.变窄 B.基本不变 C.变宽 (2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏 (4) U GS =0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。
A.结型管B.增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管三、写出图 所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D =。
模电4版华成英课件0模拟电子技术基础课绪论
02
03
二极管
利用半导体材料制成的单 向导电元件，可用于整流 、检波等电路。
三极管
利用半导体材料制成的多 电极元件，可用于放大、 开关等电路。
集成电路
多个半导体器件集成在一 块芯片上，具有小型化、 高性能、低成本等特点。
电子器件的工作原理
01
电子器件的工作基础是电子的运 动和相互作用，通过控制电子的 运动和相互作用来实现电子器件 的功能。
学习目标
知识目标
掌握模拟电子技术的基本概念、 电路分析方法、放大器、振荡器
、滤波器等基本知识。
能力目标
能够运用所学知识进行模拟电子 电路的分析、设计和实验操作。
素质目标
培养团队协作精神、创新思维和 实践能力，提高解决实际问题的
能力。
学习要求
课前预习
学生需提前预习相关课程内容，了解基本概念和知识点。
音频处理
模拟电子技术在音频处理领域 应用广泛，如音频放大、录音
、混音等。
视频处理
模拟电子技术在视频处理领域 也得到了广泛应用，如电视信 号的传输、视频信号的放大和 处理等。
控制系统
模拟电子技术可以用于各种控 制系统的设计和优化，如温度 控制、压力控制等。
测量仪器
模拟电子技术也广泛应用于各 种测量仪器中，如示波器、信
模电4版华成英课件0模 拟电子技术基础课绪论
目录 CONTENT
• 绪论 • 模拟电子技术概述 • 电子器件基础 • 模拟电路基础 • 课程安排与学习目标
01
绪论
课程背景
模拟电子技术是电子工程学科的重要基础课程，为后续专业课程的学习奠定基础。
随着电子技术的不断发展，模拟电子技术在通信、计算机、医疗等领域的应用越来 越广泛，掌握模拟电子技术对于专业发展具有重要意义。
模拟电子技术基础课后习题答案(童诗白,华成英版,高教版)8章 波形的发生和信号的转换题解
基础课程教学资料第八章波形的发生和信号的转换自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。
（1）在图T8.1所示方框图中，若φF＝180°，则只有当φA＝±180°时，电路才能产生正弦波振荡。
（）图T8.1（2）只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。
（）（3）凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。
（）（4）非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。
（）解：（1）√（2）×（3）×（4）×二、改错：改正图T8.2所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。
要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。
图T8.2解：（a）加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。
（b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。
三、试将图T8.3所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。
图T8.3解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。
如解图T8.3所示。
解图T8.3四、已知图T8.4（a）所示方框图各点的波形如图（b）所示，填写各电路的名称。
电路1为，电路2为，电路3为，电路4为。
图T8.4解：正弦波振荡电路，同相输入过零比较器，反相输入积分运算电路，同相输入滞回比较器。
五、试分别求出图T8.5所示各电路的电压传输特性。
图T8.5解：图（a）所示电路为同相输入的过零比较器；图（b）所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T＝±0.5 U Z。
两个电路的电压传输特性如解图T8.5所示解图T8.5六、电路如图T8.6所示。
图T8.6（1）分别说明A 1和A 2各构成哪种基本电路；（2）求出u O 1与u O 的关系曲线u O 1＝f （u O ）；（3）求出u O 与u O 1的运算关系式u O ＝f （u O 1）；（4）定性画出u O 1与u O 的波形；（5）说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变。
《模拟电子技术基础》(童诗白、华成英第四版)习题解答
模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答山东大学物理与微电子学院目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。
( √ )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
( ×)(3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
( √ )(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
( ×)(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R大的特点。
( √)其GSU大于零，则其输入电阻会明显变小。
( ×) (6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS二、选择正确答案填入空内。
(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有A 、C 。
A.结型管B.增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管三、写出图Tl.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D=0.7V。
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(第四版)习题解答40p()
第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答山东大学物理与微电子学院目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。
( √ )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
( × )(3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
( √ )(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
( × )(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R大的特点。
( √ )GS(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的U大于零，则其输入电阻会明显变小。
GS( × )二、选择正确答案填入空内。
(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。
A.结型管B.增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管三、写出图Tl.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D=0.7V。
模拟电子技术基础第四版(童诗白)课后答案第八章精编资料
模拟电子技术基础第四版(童诗白)课后答案第八章第8章波形的发生和信号的转换自测题一、改错：改正图T8.1所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。
要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。
(a) (b)图T8.1解：(a)加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。
(b)变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同名端。
二、试将图T8.2所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。
图T8.2解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。
如解图T8.2所示。
解图T8.2三、已知图T8.3(a)所示方框图各点的波形如图(b)所示，填写各电路的名称。
电路1为正弦波振荡电路，电路2为同相输入过零比较器，电路3为反相输入积分运算电路，电路4 为同相输入滞回比较器。
(a)(b)图T8.3四、试分别求出图T8.4所示各电路的电压传输特性。
(a) (b)图T8.4解：图(a)所示电路为同相输入的过零比较器；图(b)所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T =±U Z。
两个电路的电压传输特性如解图T8.5所示。
解图T8.4五、电路如图T8.5所示。
图T8.5(1)分别说明A1和A2各构成哪种基本电路；(2)求出u O1与u O的关系曲线u O1=f(u O)；(3)求出u O 与u O1的运算关系式u O =f (u O1)；(4)定性画出u O1与u O 的波形；(5)说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变？解:(1)A 1：滞回比较器；A 2：积分运算电路。
(2)根据12111112121()02P O O O O N R R u u u u u u R R R R =⋅+⋅=+==++ 可得：8T U V ±=±u O1与u O 的关系曲线如解图T8.5 (a)所示。
(3) u O 与u O1的运算关系式1211121141()()2000()()O O O O O u u t t u t u t t u t R C=--+=--+ (4) u O1与u O 的波形如解图T8.5(b)所示。
模拟电电子技术基础第8章(第四版)童诗白 华成英
2. RC串并联选频网络的选频特性
FV 32 ( 1
模拟电子技术基础
0 2 ) 0
(
f arctg
RC
0 ) 0
3
当 0 1 或 f f0 幅频响应有最大值
FVmax 1 3
1 2RC
相频响应
f 0
模拟电子技术基础
Rds 1k
模拟电子技术基础
桥式振荡电路如图所示， 设A为理想运放， （1）标出A的极性 （2）场效应管的作用 是什么？其d、s 间的等效电阻的 最大值为多少？ （3）电路的振荡频率为 多少？
1 1 f 6 3 1061Hz 2 RC 2 0.003 10 50 10
1. 单门限电压比较器 特点：
开环，虚短和虚断不成立 增益A0大于105
vI
模拟电子技术基础
+VCC + A -VEE vO
VEE vO VCC
运算放大器工作在非线性状态下
8.2 电压比较器
1. 单门限电压比较器
（1）过零比较器
vI
模拟电子技术基础
+VCC + A -VEE vO
假设 V
1. 单门限电压比较器 （2）门限电压不为零的比较器 电压传输特性
vO VOH
模拟电子技术基础
+VCC vI + VREF A -VEE vO
O VOL
VREF
vI
输入为正负对称的正弦波 时，输出波形如图所示。
模拟电子技术基础
模拟电子技术基础
分析任务及方法
求传输特性 方向
输出电平VOH 、VOL
又，放大器为反相比例电路 a = 180° 所以: a + f = 360°或0°
模拟电子技术基础第四版课后答案_童诗白
模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答大学物理与微电子学院目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题二、选择正确答案填入空。
(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。
A.结型管B.增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管四、已知稳压管的稳压值U Z=6V，稳定电流的最小值I Zmin=5mA。
求图Tl.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。
(a) (b)图T1.4解：左图中稳压管工作在击穿状态，故U O1=6V。
右图中稳压管没有击穿，故U O2=5V。
习题1.1选择合适答案填入空。
(l)在本征半导体中加入( A )元素可形成N 型半导体，加入( C )元素可形成P 型半导体。
A.五价B.四价C.三价(2)当温度升高时，二极管的反向饱和电流将(A) 。
A.增大B.不变C.减小(3)工作在放大区的某三极管，如果当I B从12 uA 增大到22 uA 时，I C从l mA变为2mA，那么它的β约为( C ) 。
A.83B.91C.100(4)当场效应管的漏极直流电流I D从2mA变为4mA时,它的低频跨导g m将( A ) 。
《模拟电子技术基础》第四版(童诗白、华成英主编)教学课件8-波形的发生和信号的转换
应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于 、输入电 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、 应为 阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路 的放大电路。 阻趋于无穷大、输出电阻趋于 的放大电路。
华成英 hchya@
§8.1 正弦波振荡电路
一、正弦波振荡的条件和电路的组成 二、RC正弦波振荡电路 正弦波振荡电路 三、LC正弦波振荡电路 正弦波振荡电路 四、石英晶体正弦波振荡电路
大家网：/
华成英 hchya@
华成英 hchya@
2. 起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到 输出电压从幅值很小、 输出电压从幅值很小 含有丰富频率，
仅有一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。 仅有一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。
很多种频率
大家网：/
华成英 hchya@
3. 电感反馈式电路
特点：耦合紧密，易振， 特点：耦合紧密，易振，振 幅大， 幅大，C 用可调电容可获得 较宽范围的振荡频率。波形 较宽范围的振荡频率。 较差，常含有高次谐波。 较差，常含有高次谐波。
大家网：/
华成英 hchya@
相位条件的判断方法：瞬时极性法 ：
+ & U −
i
极性？ 极性？
在多数正弦波振荡电路 输出量、 中，输出量、净输入量和 反馈量均为电压量。 反馈量均为电压量。
断开反馈， 断开反馈，在断开处给放大电路加 f＝f0的信号 i，且规 ＝ 的信号U 定其极性， 定其极性，然后根据 Ui的极性 Uo的极性 Uf的极性 的极性→ 的极性→ 极性相同，则电路可能产生自激振荡； 若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不 可能产生自激振荡。 可能产生自激振荡。
模拟电子技术基础(第四版)_华成英_518页
P区空穴 浓度远高 于N区。 N区自由电 子浓度远高 于P区。
扩散运动 扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面 N区的自由电子浓度降低，产生内电场。
华成英 hchya@
PN 结的形成
由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成内 电场，从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P区、 自由电子从P区向N 区运动。 漂移运动 因电场作用所产 生的运动称为漂移 运动。
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，
3
在杂质半导体中，温度变化 时，载流子的数目变化吗？少子 与多子变化的数目相同吗？少子 与多子浓度的变化相同吗？
硼（B）
华成英 hchya@
三、PN结的形成及其单向导电性
华成英 hchya@
§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
华成英 hchya@
一、本征半导体
1、什么是半导体？什么是本征半导体？
导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。 导体－－铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电 子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。 绝缘体－－惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原 子核的束缚力很强，只有在外电场强到一定程度时才可能导 电。 半导体－－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原 子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。 无杂质 稳定的结构
根据需求，最适用的电路才是最好的电路。 要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊”。 4. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
模拟电子技术基础(第四版)清华大学经典!!!
1、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。 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。
在杂质半导体中，温度变化时， 载流子的数目变化吗？少子与多 子变化的数目相同吗？少子与多 子浓度的变化相同吗？
硼（B）
三、PN结的形成及其单向导电性
物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气 体、液体、固体均有之。
P区空穴 浓度远高 于N区。
N区自由电 子浓度远高 于P区。
扩散运动 扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面 N区的自由电子浓度降低，产生内电场，不利于扩散运动的继 续进行。
二、模拟信号与模拟电路
3. 电子电路中信号的分类
模拟信号
对应任意时间值t 均有确定的函数值u或i，并且u 或 i 的幅值是连续取值的，即在时间和数值上均具 有连续性。
数字信号
在时间和数值上均具有离散性，u或 i 的变化在
时间上不连续，总是发生在离散的瞬间；且它们的 数值是一个最小量值的整数倍，当其值小于最小量 值时信号将毫无意义。
清华大学 华成英 hchya@
第二讲 半导体基础知识
第二讲 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
一、本征半导体
1、什么是半导体？什么是本征半导体？
导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。 导体－－铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电 子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。 绝缘体－－惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原 子核的束缚力很强，只有在外电场强到一定程度时才可能导 电。 半导体－－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原 子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。 无杂质 稳定的结构
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• 为什么半导体器件的温度稳定性差？是多子还 是少子是影响温度稳定性的主要因素？
• 为什么半导体器件有最高工作频率？
华成英 hchya@
§2 半导体二极管
一、二极管的组成 二、二极管的伏安特性及电流方程 三、二极管的等效电路 四、二极管的主要参数 五、稳压二极管
华成英 hchya@
3、本征半导体中的两种载流子
运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自
由电子和带正电的空穴均参与导 电，且运动方向相反。由于载流 子数目很少，故导电性很差。
温度升高，热运动加剧， 载流子浓度增大，导电性增强。
热力学温度0K时不导电。
两种载流子
基本概念：概念是不变的，应用是灵活的， “万 变不离其宗”。 基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种 多样的。 基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标 和描述方法，因而有不同的分析方法。
2. 注意定性分析和近似分析的重要性 3. 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题
根据需求，最适用的电路才是最好的电路。 要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊”。 4. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
考查解决问题的能力－－实践能力
综合应用所学知识的能力
清华大学 华成英 hchya@
华成英 hchya@
第一章 半导体二极管和三极管
华成英 hchya@
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
“为现代信息技术奠定了基础”。
华成英 hchya@
二、模拟信号与模拟电路
《模拟电子技术基础》(第四版)习题答案华成英主编
UO
=
RL R + RL
⋅UI
≈
3.33V
当 UI＝ 15V 时 ， 稳 压 管 中 的 电 流 大 于 最
图 P1.9
小 稳 定 电 流 IZmin， 所 以
UO＝ UZ＝ 6V
同 理 ， 当 UI＝ 35V 时 ， UO＝ UZ＝ 6V。
（ 2） I DZ = (U I − U Z ) R = 29 mA＞ IZM＝ 2 5 mA，稳 压 管 将 因 功 耗 过 大 而 损
坏。
1.10 在 图 P1.10 所示电路 中，发光 二极管导 通电压 UD ＝ 1.5V， 正 向 电 流 在 5～ 15mA 时 才 能 正 常 工 作 。 试 问 ：
（1）开关 S 在什么位置时发光二极管才能发光？ （2）R 的取值范围是多少？ 解 ：（ 1） S 闭 合 。 （2）R 的范围为
图 P1.11
解 ： 波 形 如 解 图 P1.11 所 示
解 图 P1.11
1.12 在 温 度 20℃ 时 某 晶 体 管 的 ICBO＝ 2μ A， 试 问 温 度 是 60℃ 时 ICBO ≈？
解 ： 6 0 ℃ 时 I C B O ≈ IC5BO（T＝20°C）＝ 3 2 μ A 。
第一章题解－9
六 、 电 路 如 图 T1.6 所 示 ， VCC＝ 15V， β ＝ 100， UBE＝ 0.7V。 试 问 ： （ 1） Rb＝ 50kΩ 时 ， uO＝ ？ （2）若 T 临界饱和，则 Rb≈？ 解 ：（ 1 ） Rb ＝ 5 0k Ω 时 ， 基 极 电 流 、 集 电极电流和管压降分别为
Rmin = (V − U D ) I Dmax ≈ 233Ω Rmax = (V − U D ) I Dmin = 700Ω。
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L L1 L2 2M
优点： Ｃ可调，振荡频率可 调，用于改变频率的 场合
缺点： 波形有一些高次谐 波的干扰
四、电容反馈式振荡电路(电容三点式)
判定原则：
中间交流接地，首尾反向， 首或尾端交流接地，另两端 同向
振荡频率：f0
2
1 LC
2
1 L C1C2
C1 C2
优点： 波形较好，用于固定 振荡频率的场合
Xf Xi
+
Xf Xi
XO Xi
•
Xf XO
AF 1
AF AF 1 幅值平衡条件
Arg AF Arg A Arg F A F 相位平衡条件 2n (n 0、1、 2）
二、起振和稳幅
起振的条件： Xf 稍大于 Xi 即
Xf Xi
．．
ＡF
1
稳幅的条件： Xf Xi 即
Xf Xi
．．
ＡF 1
课后题：8.12 分别判断图P8.12所示各电路 是否满足正弦波振荡的相位条件
8.2 电压比较器
8.2.1 概述 8.2.2 单限比较器 8.2.3 滞回比较器
8.2 电压比较器
★ 8.2.1 概述
1．电压比较器： 功能：⑴进行输入信号的比较 ⑵把任何输入信号转换成矩形信号 ⒉电压传输特性
2M 2 Ri2 2 L22
•
L2
优点： 容易振荡
缺点： 能量损耗大，变压器 器件笨重
例：分别标出图所 示各电路中变压器 的同名端，使之满 足正弦波振荡的相 位条件。
三、电感反馈式振荡电路(电感三点式)
判定原则：
中间交流接地，首尾反向， 首或尾端交流接地，另两端 同向
振荡频率： f0
2
1 LC
F 0
2
② f f0
F 0
2
③ f f0
F 1 3
0
当 f f0
F 1 max 3
F 0
二、RC桥式正弦波振荡电路
如何实现？
起振条件 稳幅条件
Au
UO Uf
1 Rf R1
3
Au
UO Uf
1
Rf R1
3
R f 2R1 R f 2R1
能自行起振的电路1
选用R1为正温度系数的 热敏电阻
三、正弦波振荡电路的组成
+
正弦波振荡电路由四个部分组成
⑴放大电路
⑵正反馈网络
⑶选频网络
⑷稳幅环节
四、正弦波振荡电路的分类 正弦波振荡电路常用选频网络所用元件来命名。
⑴RC正弦波振荡电路 包括：RC串并联振荡器、RC移相式振荡器。
产生１HZ —１MHZ 的低频信号。
⑵LC正弦波振荡电路 包括：变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式。
为正反馈
例题:R=1k，C=0.1F，
Rf=10k。RF为多大时振荡 才能稳定？振荡频率f0=？Hz
振荡条件：
AF=1，
F1
3
A=3
A
1
R F
R
f
R Rf C
RC
RF 2Rf =210=20k
f0
1
2RC
=1592 Hz
RF
_ uo +
+
四、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路
例8.1.1: 在图8.1.9所示电路中，已知电容的取值分别为
产生１MHZ 以上的高频信号。
⑶石英晶体正弦波振荡电路。 振荡频率非常稳定。
★ 8.1.2 RC正弦波振荡电路
只讲RC桥式正弦波振荡电路又称为文氏桥振荡电路。
R1
一、RC串并联选频网络
通常，选取
R2 R C1 C2 C
F
Uf UO
R
R // 1
jC
1 R //
jC
1
jC
1
3 j(RC
起振时Rf>2R1, 使A>3, 易起振。
当uo增大，电流增大， R1增大，达某一值时， Rf=2R1 ，A=3。
因此uo幅度自动稳定于 某一幅值。
也可选用Rf为负温度系数的热敏电阻
能自行启动的电路2
将RF分为二个： RF1 和RF2 ， RF2
并联二极管
RF1+RF2略大于2R1,随 着uo的增加，RF2逐渐 被短接，A自动下降，
输出自动被稳定于某 一幅值。
能自行启动的电路3
利用电流增大时二 极管动态电阻减小， 电流减小时，二极 管动态电阻增大的 特点，加入非线性 环节，从而使输出 电压稳定，此时比 例系数为
Au
1
Rf R1
rd
三、判断能否产生正弦波振荡
①振荡电路的四个部分 ②合适的Q点 ③满足振荡的幅值条件
很容易满足 ④满足振荡的相位条件
第八章 波形的发生和信号的转换
8.1 正弦波振荡电路 8.2 电压比较器
8.1 正弦波振荡电路
8.1.1 正弦波振荡电路的基础知识 8.1.2 RC正弦波振荡电路 8.1.3 LC正弦波振荡电路
8.1 正弦波振荡电路
一、产生正弦波振荡的条件
Ui 2Ui sint
无外输入信号，放大电路输出端也有一个正弦波信 号——自激振荡。(电路要引入正反馈)
2 LC O
1
•
1 ( R )2
O L
1 LC
1
1
1 Q2
•
LC
令 Q oL（Q为品质因数） R
0
1 LC
根据引入反馈的方式不同，LC正弦波振荡电路分为 三种电路。
变压器反馈式、 电感反馈式、 电容反馈式。
二、变压器反馈式振荡电路 满足正弦波振荡的条件
振荡频率 f0
2
1 L1C
,
L1
L1
1
)
RC
令：fO1Fra bibliotek2RC2f
带入上式得出
F
1
3 j（ f f O )
fO
f
幅频特性为：
F
1 32 （ f fO )2
fO f
相频特性为：
F
ArgF arctg 1 ( 3
f fO
fO ) f
分析：
① f f0
F 0
2
② f f0
F 0
2
③ f f0
F 1 3
0
分析：
① f f0
⒈（本题5分）为使下图所示的文氏电桥和集成运 放A连接成一个正弦波振荡电路，请将图中①-②③-④-⑤-⑥-⑦-⑧八点两两相连。并写出振荡频 率的表达式。
解：将图中①-⑦，②-⑤，③-⑧，④-⑥两两相 连就能构成文氏桥正弦波振荡电路。 （4分）
振荡频率的表达式： f 1 2πRC
（1分）
★ 8.1.3 LC正弦波振荡电路
0.01uF，0.1uF,1uF, 10uF,电阻R=50，电位器 RW 10试K问：
f0 的调节范围？
f
O
解：因为：
min 2 (R
fO
1
1
2R
RW）Cm a x
C
1.59 Hz
1
fO max 2RCmin 318000 Hz
318 KHz
f0的调节范围约为
1.59Hz— 318kHz
LC正弦波振荡电路包括：变压器反馈式、 电感反馈式、电容反馈式
变压器反馈 式LC正弦波 振荡电路
一、LC谐振回路的频率特性
⒈谐振频率：
Y
jC 1 R jL
R：回路损耗电阻
R2
R
(L)2
j
[C
R2
L (L)2
]
R << wL
L
1 当 C R2 ( L)2 0
f 0 电路发生并联谐振。