模电 康华光著 第六版 ppt06
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模拟电子技术康华光等主编ppt文档
多数载流子（简称多子） 少数载流子（简称少子）
P 型半导体
掺入三价元素
+4 +34 接受一个 电子变为 负离子
空穴
+4 +4
硼原子
掺杂浓度远大于本 征半导体中载流子浓 度，所以，空穴浓度 远大于自由电子浓度。
空穴称为多数载流 子（多子），
自由电子称为少数 载流子（少子）。
半导体的特性： 热敏性：当环境温度升高时，导电能力明显 増强。(可制成温度敏感元件，如热敏电阻)
光敏性：当受到光照时，其导电能力明显变 化。(可制成各种光敏元件，如光敏电阻、 光敏二极管、光敏三极管、光电池等)。
掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质， 使其导电能力明显改变。
＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋
N型半导体
P型半导体
无论是P型半导体还是N型半导体都是中性的， 通常对外不显电性。
掺入的杂质元素的浓度越高，多数载流子的数 量越多。
由于温升、光照等原因，共价键的电子容易 挣脱键的束縛成为自由电子。这是半导体的一 个重要特征。
室温下，由于热运动少数价电子挣脱共价 键的束缚成为自由电子，同时在共价键中留下 一个空位，这个空位称为空穴。失去价电子的 原子成为正离子，就好象空穴带正电荷一样。
在电子技术中，将空穴看成带正电荷的载流 子。
点接触型二极管PN结面积很小，结电容很
小，多用于高频检波及脉冲数字电路中的开关
元件。
面 接 触 型 二 极 管 PN 结 面 积 大 ， 结 电 容 也 小
界面处将形成一个特殊的薄层→ PN结。
扩散与漂移达到动态平衡 形成一定宽度的PN结
多子
形成空间电荷区
扩散
产生内电场
阻止
模电教学课件,康华光,第
● a. 直观展示：通过动画、视频等方式，直观展示电路原理和现象 ● b. 互动性强：学生可以通过操作课件进行模拟实验，提高学习兴趣 ● c. 节省时间：减少教师板书时间，提高教学效率 ● d. 资源共享：便于教师和学生共享课件，提高教学资源利用率
缺点： a. 技术要求高：制作高质量的课件需要较高的技术水平 b. 依赖网络：课件需要网络支持，网络不稳定会影响教学 效果 c. 缺乏互动：学生与教师之间的互动可能会减少 d. 学习效果因人而异：不同学生可能对课件的接受程度不同，学习 效果因人而异
汇报人：
他的教材注重理论与实践相结合，深受学生欢迎
他的教材内容丰富，涵盖了模电领域的基础知识和前沿技术，有助于学生全面掌握 模电知识
内容全面：涵盖了模电领域的基础知识和 前沿技术
讲解深入：深入浅出，易于理解
实例丰富：提供了大量的实例和案例分析
互动性强：设计了丰富的互动环节，提高 学生的学习兴趣和参与度
更新及时：紧跟行业发展，不断更新内容， 保持课件的时效性
,
汇报人：
01
02Biblioteka 030405
06
模电教学课件是一种用于教授 模拟电子技术的教学工具
课件内容主要包括模拟电子技 术的基本概念、原理、应用等
课件形式多样，包括PPT、视 频、动画、实验等
课件旨在帮助学生更好地理解 和掌握模拟电子技术，提高学 习效果
19世纪末，电子技术开始应用于教学领域
20世纪初，电子技术在教学中的应用逐渐普 及
评价高：受到广大师生和业界专家的高度 评价和认可
基础知识：介绍 模电的基本概念、 原理和公式
实例分析：通过具 体的电路实例，讲 解模电的应用和设 计
实验操作：介绍 模电实验的操作 步骤和注意事项
缺点： a. 技术要求高：制作高质量的课件需要较高的技术水平 b. 依赖网络：课件需要网络支持，网络不稳定会影响教学 效果 c. 缺乏互动：学生与教师之间的互动可能会减少 d. 学习效果因人而异：不同学生可能对课件的接受程度不同，学习 效果因人而异
汇报人：
他的教材注重理论与实践相结合，深受学生欢迎
他的教材内容丰富，涵盖了模电领域的基础知识和前沿技术，有助于学生全面掌握 模电知识
内容全面：涵盖了模电领域的基础知识和 前沿技术
讲解深入：深入浅出，易于理解
实例丰富：提供了大量的实例和案例分析
互动性强：设计了丰富的互动环节，提高 学生的学习兴趣和参与度
更新及时：紧跟行业发展，不断更新内容， 保持课件的时效性
,
汇报人：
01
02Biblioteka 030405
06
模电教学课件是一种用于教授 模拟电子技术的教学工具
课件内容主要包括模拟电子技 术的基本概念、原理、应用等
课件形式多样，包括PPT、视 频、动画、实验等
课件旨在帮助学生更好地理解 和掌握模拟电子技术，提高学 习效果
19世纪末，电子技术开始应用于教学领域
20世纪初，电子技术在教学中的应用逐渐普 及
评价高：受到广大师生和业界专家的高度 评价和认可
基础知识：介绍 模电的基本概念、 原理和公式
实例分析：通过具 体的电路实例，讲 解模电的应用和设 计
实验操作：介绍 模电实验的操作 步骤和注意事项
模拟电子技术-第六版
模拟电子技术的应用
01
02
03
通信系统
模拟电子技术在通信系统 中广泛应用，如调制解调 器、滤波器、放大器等。
音频处理
模拟电子技术用于音频信 号的放大、处理和传输， 如音响设备、录音设备等。
控制系统
模拟电子技术在控制系统 中的应用，如调节器、传 感器等。
模拟电子技术的发展趋势
集成化
随着微电子技术的发展，模拟电 路逐渐向集成化方向发展，以提 高性能、减小体积和降低成本。
根据实验结果和实际应用情况，可以 对电源进行优化，提高其性能和可靠 性。
电源技术的应用实例
计算机电源
计算机电源是开关电源的一种，为计算机各部件提供稳定的电力供 应，是计算机的重要组成部分。
移动设备电源
移动设备电源多为锂离子电池或锂离子聚合物电池，具有高能量密 度、轻便、环保等优点，广泛应用于手机、平板电脑等领域。
通频带宽度
衡量放大器对信号频率的响应 范围。
电压放大倍数
衡量放大器对信号电压的放大 能力。
功率放大倍数
衡量放大器对信号功率的放大 能力。
输入电阻和输出电阻
衡量放大器对信号源和负载的 匹配程度。
放大器的应用实例
音频信号处理
用于音响设备、录音设备等。
测量仪器
用于示波器、频谱分析仪等。
视频信号处理
用于电视接收机、视频监控系统等。
模拟电子技术-第六版
• 模拟电子技术概述 • 电子元件与电路 • 放大器基础 • 模拟信号处理 • 集成运算放大器 • 电源技术
01
模拟电子技术概述
定义与特点
定义
模拟电子技术是研究模拟电子电路及 其应用的科学技术。
特点
电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch
允许低频信号通过，抑制高频信 号。
全通滤波电路（APF）
对所有频率的信号都有相同的传 递函数。
滤波电路的分析方法
解析法
通过数学公式推导电路的 传递函数和频率响应。
实验法
通过实验测试电路的实际 性能。
近似法
对电路进行近似处理，简 化分析过程。
滤波电路的应用实例
音频信号处理
用于消除噪音、增强音质。
图像信号处理
感谢您的观看
振荡电路用于产生本机振荡信号，用于调制和解调无 线信号。
音频信号处理
振荡电路可以用于产生音频信号，如合成器和效果器 中的音源。
测量仪器
振荡电路用于产生稳定的频率信号，如示波器和频谱 分析仪中的信号源。
06 电源电路
电源电路的组成和工作原理
电源电路的组成
电源电路主要由电源、负载和中间环节组成。电源是产生电 能的装置，负载是消耗电能的装置，中间环节则起到传输电 能的作用。
用于图像增强、去噪。
通信系统
用于信号的提取、抑制干扰。
05 振荡电路
振荡电路的组成和工作原理
1 2 3
组成
振荡电路由放大器、反馈网络和选频网络三个部 分组成。
工作原理
振荡电路通过正反馈和选频网络的选频作用，将 输入信号中的特定频率成分不断放大，最终输出 稳定的振荡信号。
振荡条件
要产生振荡，必须满足一定的相位和幅度条件， 即|AF|=1和ΔΦ=2π(n-1)，其中A为放大倍数，F 为反馈系数，n为自然数。
电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch
目 录
• 电子技术概述 • 模拟电路基础 • 放大电路 • 滤波电路 • 振荡电路 • 电源电路
01 电子技术概述
全通滤波电路（APF）
对所有频率的信号都有相同的传 递函数。
滤波电路的分析方法
解析法
通过数学公式推导电路的 传递函数和频率响应。
实验法
通过实验测试电路的实际 性能。
近似法
对电路进行近似处理，简 化分析过程。
滤波电路的应用实例
音频信号处理
用于消除噪音、增强音质。
图像信号处理
感谢您的观看
振荡电路用于产生本机振荡信号，用于调制和解调无 线信号。
音频信号处理
振荡电路可以用于产生音频信号，如合成器和效果器 中的音源。
测量仪器
振荡电路用于产生稳定的频率信号，如示波器和频谱 分析仪中的信号源。
06 电源电路
电源电路的组成和工作原理
电源电路的组成
电源电路主要由电源、负载和中间环节组成。电源是产生电 能的装置，负载是消耗电能的装置，中间环节则起到传输电 能的作用。
用于图像增强、去噪。
通信系统
用于信号的提取、抑制干扰。
05 振荡电路
振荡电路的组成和工作原理
1 2 3
组成
振荡电路由放大器、反馈网络和选频网络三个部 分组成。
工作原理
振荡电路通过正反馈和选频网络的选频作用，将 输入信号中的特定频率成分不断放大，最终输出 稳定的振荡信号。
振荡条件
要产生振荡，必须满足一定的相位和幅度条件， 即|AF|=1和ΔΦ=2π(n-1)，其中A为放大倍数，F 为反馈系数，n为自然数。
电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch
目 录
• 电子技术概述 • 模拟电路基础 • 放大电路 • 滤波电路 • 振荡电路 • 电源电路
01 电子技术概述
管理学模电模拟集成电路康华光PPT学习教案
Rc1 Rb1
T1
Re2
+ VCC
+u o T2
+
ui
Re1
—
- VEE
u o
0 第9页/共58页
t
（1-10）
3.零点漂移的危害 直接影响对输入信号测量的准确程 度和分 辨能力 。 严重时，可能淹没有效信号电压， 无法分 辨是有 效信号 电压还 是漂移 电压。
4. 减小零漂的措施 减少第一级零漂是关键。只有输入 端的等 效漂移 电压比 输入信 号小许 多时， 放大后 的有用 信号才 能被很 好地区 分出来 。
-VEE
第1页/共58页
（1-2）
2. 微电流源 作用1——静态时可作为恒流源
Io＝IC2≈IE2
由于△VBE很小,所以Io＝IC2也很小。 作用2——动态时可作为动态电阻
VBE1 VBE2 VBE
Re2
Re2
ro
rce2(1
Re2 )
rbe2 Re2
VCC
IREF IC1
T1
R IB1+IB2
V- SS
——当VDD ,VSS ,VGS 恒定时, 各输出电流 恒定。
ID2
T2 + V- GS
ID3 T3
第6页/共58页
ID4 T4
（1-7）
3. JFET电流源
ID=Io
作用1:静态时可作为恒流源
VGS =0 Io= ID=IDSS (1-VGS/Vp )2
=IDSS ——恒流 作用2:动态时可作为大电阻rds
rbe1
vo= r ce2( io- ib2) ＋( io+ib2) Re2
经整理得:
ib2
模电康华光课件ppt
第一章 半导体二极管和三极管
本章主要内容：半导体基础知识；半导体
二极管；晶体三极管；场效应管
重点掌握：1.半导体器件的外特性； 2.器件的主要参数
§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
一、本征半导体
1、什么是半导体？什么是本征半导体？
问题：杂质半导体为何呈现电中性?
• N型：自由电子数目=空穴数目+正离子数目 P型：空穴数目=自由电子数目+负离子数 目
三、PN结的形成及其单向导电性
• 按一定的制造工艺，将P、N型半导体制作 在同一块硅片上，其界面形成PN结、
1.PN结的形成：
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。
电位V
势垒 UO
硅 0.5V 锗 0.1V
V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
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。
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。
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
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？
本章主要内容：半导体基础知识；半导体
二极管；晶体三极管；场效应管
重点掌握：1.半导体器件的外特性； 2.器件的主要参数
§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
一、本征半导体
1、什么是半导体？什么是本征半导体？
问题：杂质半导体为何呈现电中性?
• N型：自由电子数目=空穴数目+正离子数目 P型：空穴数目=自由电子数目+负离子数 目
三、PN结的形成及其单向导电性
• 按一定的制造工艺，将P、N型半导体制作 在同一块硅片上，其界面形成PN结、
1.PN结的形成：
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。
电位V
势垒 UO
硅 0.5V 锗 0.1V
V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
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。
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。
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
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？
模电电子教案,康华光PPT课件
uD
iD≈IS e U T
(uD／UT>>1)
14
1.2.2 PN结的击穿
• 1、 雪崩击穿
• 当反向电压增加时，内电场亦加强，使少数载流子在漂移 过程中受到更大作用力产生加速运动，它们可能在与共价 键中的价电子碰撞时将价电子“撞”出共价键而产生自由 电子—空穴对，新的自由电子—空穴对被电场加速后又可 能撞出更多的自由电子—空穴对。如此连锁反应，当反向 电压达到一定程度时，便产生类似雪崩的效应，从而使载 流子倍增而引起电流的急剧增加。
本章先介绍半导体的基础知识，然后重点讨 论最基本的半导体器件器件——二极管的物 理结构、工作原理、特性曲线、主要参数以 及二极管的基本电路与分析方法。
4
1.1
半导体基础知识
1.1.1 体
本征半导
• 导电性能介于导 体和绝缘体之间 的物质称为半导 体。纯净的、具 有晶体结构的半 导体称为本征半 导体。
• 在数字电路中，常利用二极管单向导电性的开关 作用，组成各种开关电路，实现相应的逻辑功能。 在分析这类电路原则仍然是判断电路中的二极管 是导通还是截止。
• 例求DA1U、.A4和D.2BU为电B在理路不 想如同二图的极所组管示合。，下当，UA输和出U电B为位0VU或Y的5值V时，，设 • 解向时出：偏现（置两1电）个压U二为A=1极02VV管，，同UD时BB=的正5V正向，向偏由偏置电置。路电在可压这知为种，1情7DV况A，的下此正，
正输偏向出置偏电，置 位 因U电 而YD压钳A大制截的止在二5。V极，管而首D先A因导D通B导，通即处DB于导反通向， 24
1.4.3 开关电路
• （值列2）入依表此1.类4.1推中，。UA和UB在不同的组合下，输出电位UY的 表1.4.1
康华光-电子技术基础(第六版)模拟部分ch06
AV f ( )
输入
放大电路
输出
前两章分析放大电路的性能指标时，是假设电路中所有耦合电容 和旁路电容对信号频率来说都呈现非常小的阻抗而视为短路；FET或 BJT的极间电容、电路中的负载电容及分布电容对信号频率来说都呈 现非常大的阻抗而视为开路。
5
华中科技大学 张林
6.1 放大电路的频率响应
为简化分析，设低频区内，有
1
Cs Rs
则Rs可作开路处理
Cb1 g
. d Id
＋
Rsi .
＋ Vi Rg . Vs －
－
＋ . Vgs －
s
. gm Vgs
Rd Cs
Cb2 RL
Cb1 g ＋
Rsi
＋ . Vs －
. Vi Rg －
＋
. Vo
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Cs －
Vo
RL
Rd
1
gmVgs
Rd
RL
jCb2
由前两个方程得
gmVgs 1
1 1
Rg 1 Vs
gm jCs
Rsi Rg jCb1
19
华中科技大学 张林
幅频响应 AVL
1 1 ( fL / f )2
当 f fL 时，
1
AVL
输入
放大电路
输出
前两章分析放大电路的性能指标时，是假设电路中所有耦合电容 和旁路电容对信号频率来说都呈现非常小的阻抗而视为短路；FET或 BJT的极间电容、电路中的负载电容及分布电容对信号频率来说都呈 现非常大的阻抗而视为开路。
5
华中科技大学 张林
6.1 放大电路的频率响应
为简化分析，设低频区内，有
1
Cs Rs
则Rs可作开路处理
Cb1 g
. d Id
＋
Rsi .
＋ Vi Rg . Vs －
－
＋ . Vgs －
s
. gm Vgs
Rd Cs
Cb2 RL
Cb1 g ＋
Rsi
＋ . Vs －
. Vi Rg －
＋
. Vo
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Cs －
Vo
RL
Rd
1
gmVgs
Rd
RL
jCb2
由前两个方程得
gmVgs 1
1 1
Rg 1 Vs
gm jCs
Rsi Rg jCb1
19
华中科技大学 张林
幅频响应 AVL
1 1 ( fL / f )2
当 f fL 时，
1
AVL
ch065康华光数字电子技术第六版PPT教学课件
CR S1 S0
L ×× H LL H LH H LH H HL H HL H HH
串行输
入
时
右左钟
移 移 CP
DSR DSL
×××
×××
L ×↑
H×↑
×L ↑
×H↑
××↑
输出
并行输入
DI0
DI1
DI2
DI3
Q0n1
Q1n 1Q 2n 1Q
n1 3
行
××××L L L L 1
××××
Q
n 0
Q1n
右移串行输入（DIR） 左移串行输出（DOL）
FF0 Q0
FF1 FF2 Q1 Q2
FF3 Q3
并行输出
右移串行输出（DOR） 左移串行输入（DIL）
第10页/共46页
实现多种功能双向移位寄存器的一种方案(仅以FFm为例)
S1S0=00
Q Q n1
n 不变
m
m
S1S0=10
高位移
Q Q n1
n 向低位
1 0001
2 0010
…
…….
11 11 CPCP
×× ××
CET CR D0 D1 D2 D3 CEP 74LVC161
＞CP Q0 Q1 Q2 Q3
TC
PE 1
1
81 91 …
15 1
0 00 0 01 … … 1 11
CR Q0 Q3 0
设法跳过169=7个状态
第29页/共46页
工作波形
Q
n 2
Q
n 3
2
××××L ××××H
Q
n 0
Q 0n
Q1n Q1n
Q
L ×× H LL H LH H LH H HL H HL H HH
串行输
入
时
右左钟
移 移 CP
DSR DSL
×××
×××
L ×↑
H×↑
×L ↑
×H↑
××↑
输出
并行输入
DI0
DI1
DI2
DI3
Q0n1
Q1n 1Q 2n 1Q
n1 3
行
××××L L L L 1
××××
Q
n 0
Q1n
右移串行输入（DIR） 左移串行输出（DOL）
FF0 Q0
FF1 FF2 Q1 Q2
FF3 Q3
并行输出
右移串行输出（DOR） 左移串行输入（DIL）
第10页/共46页
实现多种功能双向移位寄存器的一种方案(仅以FFm为例)
S1S0=00
Q Q n1
n 不变
m
m
S1S0=10
高位移
Q Q n1
n 向低位
1 0001
2 0010
…
…….
11 11 CPCP
×× ××
CET CR D0 D1 D2 D3 CEP 74LVC161
＞CP Q0 Q1 Q2 Q3
TC
PE 1
1
81 91 …
15 1
0 00 0 01 … … 1 11
CR Q0 Q3 0
设法跳过169=7个状态
第29页/共46页
工作波形
Q
n 2
Q
n 3
2
××××L ××××H
Q
n 0
Q 0n
Q1n Q1n
Q
电子技术基础数字部分第六版康华光逻辑门电路共节课件
详细描述
逻辑门电路是数字电路中的基本单元，它能够实现逻辑运算，即根据输入信号的状态，决定输出信号 的状态。逻辑门电路通常由晶体管等电子元件构成，通过组合不同的逻辑门电路，可以实现复杂的逻 辑功能。
逻辑门电路的基本功能
总结词
逻辑门电路的基本功能是根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。具体来说，与门能够实现逻辑与运算，或 门能够实现逻辑或运算，非门能够实现逻辑非运算等。
电子技术基础数字部分第六版康 华光逻辑门电路课件
• 逻辑门电路的原理与结构 • 逻辑门电路的应用 • 逻辑门电路的实验与实践 • 逻辑门电路的常见问题与解决方案
01
逻辑门电路概述
逻辑门电路的定义与分类
总结词
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，能够根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。根据功能不同， 逻辑门电路可以分为与门、或门、非门、与非门、或非门等。
采取有效的噪声抑制措施，如加入去 耦电容等，以减小噪声对逻辑门电路 性能的影响。
逻辑门电路的应用前景与展望
嵌入式系统领域
随着嵌入式系统的发展，逻辑门电路在其 中的应用将更加广泛，特别是在控制、信
号处理等方面。
人工智能领域
人工智能技术的快速发展对逻辑门电路提 出了更高的要求，其在算法实现、数据处
理等方面将发挥重要作用。
高速通信领域
在高速通信领域，逻辑门电路在信号调制、 解调等方面具有重要应用，未来随着通信 技术的发展，其需求也将持续增长。
绿色能源领域
随着绿色能源技术的推广，逻辑门电路在 太阳能逆变器、风能控制系统等领域的应 用也将得到进一步拓展。
THANK YOU
感谢各位观看
05
逻辑门电路的常见问题与解决方案
逻辑门电路的常见故障与排除方法
逻辑门电路是数字电路中的基本单元，它能够实现逻辑运算，即根据输入信号的状态，决定输出信号 的状态。逻辑门电路通常由晶体管等电子元件构成，通过组合不同的逻辑门电路，可以实现复杂的逻 辑功能。
逻辑门电路的基本功能
总结词
逻辑门电路的基本功能是根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。具体来说，与门能够实现逻辑与运算，或 门能够实现逻辑或运算，非门能够实现逻辑非运算等。
电子技术基础数字部分第六版康 华光逻辑门电路课件
• 逻辑门电路的原理与结构 • 逻辑门电路的应用 • 逻辑门电路的实验与实践 • 逻辑门电路的常见问题与解决方案
01
逻辑门电路概述
逻辑门电路的定义与分类
总结词
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，能够根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。根据功能不同， 逻辑门电路可以分为与门、或门、非门、与非门、或非门等。
采取有效的噪声抑制措施，如加入去 耦电容等，以减小噪声对逻辑门电路 性能的影响。
逻辑门电路的应用前景与展望
嵌入式系统领域
随着嵌入式系统的发展，逻辑门电路在其 中的应用将更加广泛，特别是在控制、信
号处理等方面。
人工智能领域
人工智能技术的快速发展对逻辑门电路提 出了更高的要求，其在算法实现、数据处
理等方面将发挥重要作用。
高速通信领域
在高速通信领域，逻辑门电路在信号调制、 解调等方面具有重要应用，未来随着通信 技术的发展，其需求也将持续增长。
绿色能源领域
随着绿色能源技术的推广，逻辑门电路在 太阳能逆变器、风能控制系统等领域的应 用也将得到进一步拓展。
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05
逻辑门电路的常见问题与解决方案
逻辑门电路的常见故障与排除方法
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1
1 1
j( Rsi Rg )Cb1
令
AVSM
gm (Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi
通带内（中频）增益，与频率无关
f L1
2π( Rsi
1 Rg )Cb1
Cb1引起的下限截止频率
f L2
gm 2πCs
fL3
2π( Rd
1 RL )Cb2
Cs引起的下限截止频率 Cb2引起的下限截止频率
1. 增益的传递函数 定性讨论 输入回路
1
Cb1
Rg上的电压
Cb1 g
＋
Rsi .
＋ Vi Rg . Vs －
－
|Vgs |
Cb1所在的输入回路 构成的是RC高通电路
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Cs －
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6.3.1 共源放大电路的低频响应
f )2
f
/
fL
20lg AVL 20lg( f / fL )
最大误差 -3dB
10
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6.2.1 RC高通电路的频率响应
2. 频率响应曲线描述 20lg| AVL | /dB
相频响应 L arctan ( fL / f ) 当 f fL 时， L 0
0.1fL
Vo
RC 高通电路
电压增益的幅值（模） AVL
1 1 ( fL / f )2
（幅频响应）
电压增益的相角 L arctan ( fL / f ) （相频响应）
9
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6.2.1 RC高通电路的频率响应
2. 频率响应曲线描述 20lg| AVL | /dB
幅频响应 AVL
jCs
1
1 1
j( Rsi Rg )Cb1
20
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6.3.1 共源放大电路的低频响应
1. 增益的传递函数
AVSL
gm (Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi
1
1 1
j( Rd RL )Cb2
1
1 gm
jCs
Cb1 g
. d Id
＋
Rsi
＋ . Vs －
. Vi Rg －
＋ . Vgs －
s
. gm Vgs
Rd Cs
Cb2 RL
Rsi
＋ . Vs －
. Vi Rg －
＋
. Vo
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Rs
Cs
－
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6.3.1 共源放大电路的低频响应
3
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6.1 放大电路的频率响应
两个现实情况
1、需要放大的信号通常都包含许多频率成份。如话筒输出的语 音信号（20Hz～20kHz ），卫星电视信号（3.7～4.2GHz ）等。
2、放大电路中含有电抗元件或等效的电抗元件，导致对不同频 率的信号放大倍数和时延不同。若信号中不同的频率成份不能 被放大电路同等地放大（包括时延），则会出现失真现象（称 为线性失真或频率失真）。
相频响应 H arctan ( f / fH )
R2
+
+
Vi
C2
Vo
RC 低通电路
fH
1 2 πR2C 2
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6.2.2 RC低通电路的频率响应
2. 频率响应曲线
R2
+
+
Vi
C2
Vo
20lg| AVH | /dB
0.01fH 0.1fH fH
10fH
45
输入的相位差。
20dB/十倍频 -45/十倍频
低频时，输出超前输入
0
f/Hz
11
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6.2.2 RC低通电路的频率响应
1. 增益的传递函数
AVH (s)
Vo (s) Vi (s)
1 / sC 2 R2 1 / sC 2
1
1 sR2C 2
幅频响应
1 AVH 1 ( f / fH )2
1. 增益的传递函数 定性讨论
Cb1 g ＋
输出回路
1
1
Cs 和 Cb2
|Vo |
Rsi
. ＋ Vi Rg . Vs －
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Cs －
输出回路也是高通电路，不过不是简单的单时间常数 RC高通电路。
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fL
10fL 100fL
0
f/Hz
3dB
当 f fL 时， L 90
-20
当 f fL 时， L 45
当0.1 fL f 10 fL 时，
-40
斜率为 45 / 十倍频的直线 L
因为
AV
Vo Vi
AV
90
所以 o i 表示输出与
可见共源放大电路的低频响应是由3个RC高通电路共同作 用的结果。
为简单起见，假设3个下限截止频率fL1、fL2和fL3之间相距 较远（4倍以上），可以只考虑起主要作用的截止频率的影响。 例如有fL2 > 4 fL1，fL1 > fL3，则上式简化为
22
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6.3.1 共源放大电路的低频响应
6.3.1 共源放大电路的低频响应
1. 增益的传递函数 由电路可列出方程
Vg
Rsi
Rg Rg
1
jCb1
Vs
Vgs
Vg
1
jCs
gmVgs
Cb1 g
＋
Rsi .
＋ Vi Rg . Vs －
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Cs －
20lg 1 ( fL2 / f )2
水平线不是0 dB
0 L 0
-90 -135
0.1fL2 fL2 10fL2 100fL2 f/Hz f/Hz
-45/十倍频
180 arctan( fL2 / f )
-180
f >> fL2时，相频响应为-180，反映了通带内输出与输入的反相关系
1 1 ( fL / f )2
当 f fL 时，
1
AVL
1 1 ( fL / f )2
20 lg AVL 20 lg1 0 dB
0.1fL
fL
10fL 100fL
0
f/Hz
3dB
-20 20dB/十倍频
-40
0分贝水平线
当 f fL 时，
AVL
1 1 ( fL /
1. 增益的传递函数
AVSL
AVSM
1
j(
1 fL2
/
f)
20lg| AVSL | /dB 20lg| AVSM |
AVSM
gm (Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi
20dB/十倍频
2. 增益的频率响应波特图
20 lg | AVSL | 20 lg | AVSM | 1
带宽
高频区
fH
f / Hz
f /ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱHz
若已知信号的频率成份，要设计出满足要求的放大电路，最主要 的任务就是设计出频率响应的fH和fL。
6
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6.1 放大电路的频率响应
频率响应的分析方法
1、正弦稳态响应是分析频率响应的基本方法 2、工程上常采用分段分析的简化方法。即分别分析放大电路的低频响应、 中频（通频带）响应和高频响应，最后合成全频域响应。其中通频带内 的响应与频率无关，就是前两章放大电路性能指标的分析结果。 3、也可以用计算机辅助分析（如Spice等）的方法，获得放大电路精确 的频率响应曲线。
Rs
Cs
－
Rsi
＋ vs
Cb1＋
Rg1 g
Rg2
d iD
T
B s
Rs
Cs
＋ vo RL －
Rg Rg1 || Rg2
－
－VSS
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6.3.1 共源放大电路的低频响应
1. 增益的传递函数
低频小信号等效电路
Cb1 g ＋
为简化分析，设低频区内，有
1
Cs
Rs
则Rs可作开路处理
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6.1 放大电路的频率响应
放大电路对不同频率信号产生不同响应的根本原因
1、电抗元件的阻抗会随信号频率的变化而变化。 2、放大电路中有耦合电容、旁路电容和负载电容，FET或BJT也存在 PN结电容，此外实际电路中还有分布电容。
因此，放大电路对不同频 率的输入信号具有不同的放大 能力，即增益是输入信号频率 的函数。