信号分析基础RC电路基础模拟电子技术基础脉冲电路基础参考课件
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模拟电子技术基础PPT课件-经典全
模拟电子技术基础
绪论
一、电子技术的发展 二、模拟信号与模拟电路 三、电子信息系统的组成 四、模拟电子技术基础课的特点 五、如何学习这门课程
一、电子技术的发展
电子技术的发展，推动计算机技术的发展，使之“无 孔不入”，应用广泛！
• 广播通信：发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电 话、手机
• 网络：路由器、ATM交换机、收发器、调制解调器
因基区薄且多子浓度低，使极少 数扩散到基区的电子与空穴复合
基区空穴 的扩散
因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区
最大功耗PZM＝ IZM UZ
动态电阻rz＝ΔUZ /ΔIZ
若稳压管的电流太小则不稳压，若稳压管的电流太大则会
因功耗过大而损坏，因而稳压管电路中必需有限制稳压管电
流的限流电阻！
§1.3 晶体三极管
一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 四、温度对晶体管特性的影响 五、主要参数
结电容小，故结允许 结电容大，故结允许 可大，小的工作频率
的电流小，最高工作 的电流大，最高工作 高，大的结允许的电
频率高。
频率低。
流大。
二、二极管的伏安特性及电流方程
二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。
i f (u)
u
i IS(eUT 1) (常温下UT 26mV)
击穿 电压
温度的 电压当量
漂移运动
因电场作用所产 生的运动称为漂移 运动。
参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态 平衡，就形成了PN结。
PN 结的单向导电性
PN结加正向电压导通： 耗尽层变窄，扩散运动加
剧，由于外电源的作用，形 成扩散电流，PN结处于导通 状态。
绪论
一、电子技术的发展 二、模拟信号与模拟电路 三、电子信息系统的组成 四、模拟电子技术基础课的特点 五、如何学习这门课程
一、电子技术的发展
电子技术的发展，推动计算机技术的发展，使之“无 孔不入”，应用广泛！
• 广播通信：发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电 话、手机
• 网络：路由器、ATM交换机、收发器、调制解调器
因基区薄且多子浓度低，使极少 数扩散到基区的电子与空穴复合
基区空穴 的扩散
因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区
最大功耗PZM＝ IZM UZ
动态电阻rz＝ΔUZ /ΔIZ
若稳压管的电流太小则不稳压，若稳压管的电流太大则会
因功耗过大而损坏，因而稳压管电路中必需有限制稳压管电
流的限流电阻！
§1.3 晶体三极管
一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 四、温度对晶体管特性的影响 五、主要参数
结电容小，故结允许 结电容大，故结允许 可大，小的工作频率
的电流小，最高工作 的电流大，最高工作 高，大的结允许的电
频率高。
频率低。
流大。
二、二极管的伏安特性及电流方程
二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。
i f (u)
u
i IS(eUT 1) (常温下UT 26mV)
击穿 电压
温度的 电压当量
漂移运动
因电场作用所产 生的运动称为漂移 运动。
参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态 平衡，就形成了PN结。
PN 结的单向导电性
PN结加正向电压导通： 耗尽层变窄，扩散运动加
剧，由于外电源的作用，形 成扩散电流，PN结处于导通 状态。
电路与模拟电子技术技术基础_图文
线性：VCR曲线为通过原点的直线。 否则，为非线性。
非时变(时不变)： VCR曲线不随时间改变而 改变。 否则，为时变。 即： VCR曲线随时间改变而改变。
电阻元件有以下四种类型：
u-i特性 时不变 时变
线性 u
i u t1 t2
i
非线性 u i
u t1 t2 i
电阻实物
精密型金属膜电阻器
金属氧化皮膜电阻器
直流电流——大小、方向恒定， 用大写字母 I 表示。
参考方向--人为假设，可任意设定，但 一经设定，便不再改变。
参考方向的两种表示方法：
1 在图上标箭头； i
2 用双下标表示
a
b
在参考方向下，若计算值为正，表明
电流真实方向与参考方向一致；若计
算值为负，表明电流真实方向与参考
方向相反。
1.2.2 电压和电压的参考方向
信号处理 (中间环节)
接受转换信 号的设备
(负载)
1.2 电 路 变 量
1.2.1 电流和电流的参考方向
电流方向—正电荷运动的方向
电流参考方向—任选一方向为电流正方向。
如：
a
I
ba
I
b
正值
负值
严格定义：电荷在导体中的定向移动形 成电流。电流强度，简称电流i(t)，大 小为：
单位：A ， 1安 = 1 库 / 秒
当
(R=0)时，相当于导线,“短路”
注意：u与 i 非关联时 ，欧姆定理应改写为
例 分别求下图中的电压U或电流I。
3A 2 +U 解：关联
I2 + -6V -
非关联
瞬时功率：
电阻是耗能元件，
是无源元件。
电子技术基础--模拟电子技术 -第7章 信号产生电路 136页 PPT版
Q值是评价回路损耗大小的指标， 一般在几十到几百之间。
第7章 信号产生电路
因为式（7-12）是在ΩL>>R时得到的近似公式， 如果保留 R， 则谐振频率为
0
1
1
LC1R 0L2
11 LC112
Q
（7-16）
第7章 信号产生电路
图7-16 变压器反馈式LC正弦波振荡电路
第7章 信号产生电路
2．变压器反馈式LC正弦波振荡电路 1） 电路组成 变压器反馈的特点是用变压器的初级或次级绕组 与电容C构成LC选频网络。 振荡信号的输出和反馈信 号的传递都是靠变压器耦合完成的。 图7-16所示为变 压器反馈式LC正弦波振荡器的基本电路， 由放大电路、 LC选频网络和变压器反馈电路三部分组成。
第7章 信号产生电路
图7-14 LC并联谐振回路
第7章 信号产生电路
仿造RC串并联电路的分析过程， 可以得到图7-14 中LC并联谐振回路的复阻抗Z的表达式为
ZU I (jLR)//j1CR (RjjCL) jj 11C C（7-11）
通常有Ωl>>R， 所以复阻抗Z可简化为
Z R(jjLL)j1jC1CRj(CLL1C)
f0
1
2RC
（7-10）
第7章 信号产生电路
例7-1 根据相位条件判断图7-6所示电路能否起振 (假设电路可以满足起振的幅度条件)， 如能起振， 计 算该电路的振荡频率。
第7章 信号产生电路
图7-6 例7-1的电路图
第7章 信号产生电路
解 由于图7-6中的电路为信号产生电路， 没有输 入信号， 因此不像放大电路那样可以从输入端开始标 注瞬时极性。 但不管何种振荡电路都将构成一个闭合 的环路， 所以， 从理论上说， 可以从电路的任意一点 开始。 一般习惯上还是从放大器件的输入端开始标注， 比如三极管的基极或集成运放的输入端。
模拟电子技术基础课件(全)
04
模拟电子电路分析
模拟电路的组成
负载
电路的输出部分，可以是电阻、 电容、电感等元件。
开关
控制电路的通断。
电源
为电路提供所需电压和电流。
传输线
连接电源和负载的导线或传输 介质。
保护元件
如保险丝、空气开关等，保护 电路免受过载或短路等故障的 影响。
模拟电路的分析方法
01
02
03
04
欧姆定律
用于计算电路中的电流和电压 。
稳定性影响因素
电路中的元件参数、电源电压、负载变化等 都会影响电路的稳定性。
稳定性分析方法
通过计算电路的极点和零点，分析系统的稳 定性。
提高稳定性的措施
如采用负反馈、调整元件参数等手段，提高 电路的稳定性。
05
模拟电子技术的应用
音频信号处理
音频信号放大
模拟电子技术可以用于放大音频 信号，提高声音质量，使声音更 加清晰和饱满。
技术进步与创新
绿色与可持续发展
随着科技的不断发展，模拟电子技术 也在不断创新和进步。新型材料、工 艺和设计方法的应用将进一步提高模 拟电路的性能和集成度。
在环保意识日益增强的背景下，模拟 电子技术将更加注重绿色、节能和可 持续发展，推动产业向低碳、环保的 方向发展。
与其他技术的融合
模拟电子技术正与其他领域的技术相 互融合，如人工智能、物联网和生物 医疗等，为各种应用场景提供更高效、 更智能的解决方案。
欧姆定律和基尔霍夫定律是电 路分析的基本定律，对于理解 和分析电路具有重要的作用。
电路分析方法
支路电流法
通过设定未知的电流为变量，建立并解决包含这些变量的线性方程组 来求解电路的方法。
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)。
模拟电子技术基础PPT课件-经典全
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？
二、杂质半导体
1. N型半导体
5
多数载流子
空穴比未加杂质时的数目多了？少 了？为什么？
杂质半导体主要靠多数载流子导 电。掺入杂质越多，多子浓度越高， 导电性越强，实现导电性可控。
➢ 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
六、课程的目的
本课程通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的 学习，使学生获得模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技 能，为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。
于漂移运动，形成漂移电流。由于电 流很小，故可近似认为其截止。
四、PN 结的电容效应
1. 势垒电容
PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发生变化，有电荷 的积累和释放的过程，与电容的充放电相同，其等效电容称为势 垒电容Cb。
2. 扩散电容
PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载流子的浓度及 其梯度均有变化，也有电荷的积累和释放的过程，其等效电容称 为扩散电容Cd。
若反向电压u UT，则i IS
2. 伏安特性受温度影响
反向特性为横轴的平行线
T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓ →反向饱和电流IS↑，U(BR) ↓
T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
增大1倍/10℃
三、二极管的等效电路
1. 将伏安特性折线化
理想 二极管
导通时△i与△u成线 性关系
理想开关 导通时 UD＝0截 止时IS＝0
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？
二、杂质半导体
1. N型半导体
5
多数载流子
空穴比未加杂质时的数目多了？少 了？为什么？
杂质半导体主要靠多数载流子导 电。掺入杂质越多，多子浓度越高， 导电性越强，实现导电性可控。
➢ 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
六、课程的目的
本课程通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的 学习，使学生获得模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技 能，为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。
于漂移运动，形成漂移电流。由于电 流很小，故可近似认为其截止。
四、PN 结的电容效应
1. 势垒电容
PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发生变化，有电荷 的积累和释放的过程，与电容的充放电相同，其等效电容称为势 垒电容Cb。
2. 扩散电容
PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载流子的浓度及 其梯度均有变化，也有电荷的积累和释放的过程，其等效电容称 为扩散电容Cd。
若反向电压u UT，则i IS
2. 伏安特性受温度影响
反向特性为横轴的平行线
T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓ →反向饱和电流IS↑，U(BR) ↓
T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
增大1倍/10℃
三、二极管的等效电路
1. 将伏安特性折线化
理想 二极管
导通时△i与△u成线 性关系
理想开关 导通时 UD＝0截 止时IS＝0
模拟电路和脉冲电路教学PPT-1-1
掺 杂：少量掺入三价杂质（如硼、镓和铟等）
杂质半导体 杂质半导体的载流子浓度
在杂质型半导体中，多子浓度比 本征半导体的浓度大得多，而少子浓 度比本征半导体的浓度小得多，但两 者乘积保持不变，并等于ni2 。
详见“半导体物理”。
杂质半导体的载流子浓度
在杂质半导体中，尽管杂质含量很少，但提供的载流子数 量计算仍远大于本征半导体中载流子的数量。
例如：T=300k时，锗本征半导n =2.5×1013/cm3,锗原子密度 i 为4.4*1022/cm3,若掺入砷原子是锗原子密度的万分之一。
则施主杂质浓度为： ND=10-4×4.4×1022=4.4×1018/cm3
（比ni大十万倍）
在杂质型半导体中： 结 •多子浓度比本征半导体的浓度大得多； 论 •载流子的浓度主要取决于多子（即杂质浓度）
放大电路可分为四种类型
Rs
A
us
信号源 ui 放大电 uo
路
负载
RL
直流电源
3.当需要把电流信号转换为电压信号，则可利用所谓互阻放大 电路，其表达式为：Vo=ArIi 式中 Ii为放大电路的输入电流， Vo为输出电压，Ar为互阻增益，其量纲为欧。
4.把电压信号转换为与之相应变化的电流输出的关系可表达为： Io=AgVi式中Ag称为放大电路的互导增益，它具有导纳量纲S。 相应地，这种放大电路得名为互导放大电路。
+4
++34
+4
+4
+4
+4
因留下的空穴很容易俘获 电子，使杂质原子成为负 离子。三价杂质 因而也称
为受主杂质。
+4
杂质半导体 杂质半导体的载流子浓度
在杂质型半导体中，多子浓度比 本征半导体的浓度大得多，而少子浓 度比本征半导体的浓度小得多，但两 者乘积保持不变，并等于ni2 。
详见“半导体物理”。
杂质半导体的载流子浓度
在杂质半导体中，尽管杂质含量很少，但提供的载流子数 量计算仍远大于本征半导体中载流子的数量。
例如：T=300k时，锗本征半导n =2.5×1013/cm3,锗原子密度 i 为4.4*1022/cm3,若掺入砷原子是锗原子密度的万分之一。
则施主杂质浓度为： ND=10-4×4.4×1022=4.4×1018/cm3
（比ni大十万倍）
在杂质型半导体中： 结 •多子浓度比本征半导体的浓度大得多； 论 •载流子的浓度主要取决于多子（即杂质浓度）
放大电路可分为四种类型
Rs
A
us
信号源 ui 放大电 uo
路
负载
RL
直流电源
3.当需要把电流信号转换为电压信号，则可利用所谓互阻放大 电路，其表达式为：Vo=ArIi 式中 Ii为放大电路的输入电流， Vo为输出电压，Ar为互阻增益，其量纲为欧。
4.把电压信号转换为与之相应变化的电流输出的关系可表达为： Io=AgVi式中Ag称为放大电路的互导增益，它具有导纳量纲S。 相应地，这种放大电路得名为互导放大电路。
+4
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因留下的空穴很容易俘获 电子，使杂质原子成为负 离子。三价杂质 因而也称
为受主杂质。
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衰减震荡的信号 21
拉氏变换对电路进行分析过程总结
根据电路特点，先求出复频域中传输系数； 根据拉氏变换，求出输入信号在复频域中
的形式； 根据传输系数的定义，求出输出信号在复
频域中的形式； 根据反拉氏变换，求出输出信号在时域中
的波形。
22
作业一
请推导闪烁探测器输出脉冲形状
如
ia (t)
q
0
e
t
0
则
sC
sC
20
复频域中电路的输出波形分析
第四步：
根据拉氏变换公式
Vo(s)
V mR
s(R ，sL
1
)
sC
设
R
2L
1
(s)22
L[et sin t]
Vo(s)L[(s2RL)V2mRL1C4RL22]
1 R2
LC 4L2
Vo(t)
VmR
R t
e2L
sin
1
R2
t
1 R2
LC4L2
L
LC4L2
• 瞬变响应：如果输入四端网络的信号为单位阶跃电压， 则其输出电压随时间的变化称为网络的瞬变响应。
6
付立叶变换
• 通过付立叶变换，可以建立起信号的时域 波形和频谱之间的对应关系
F ()F [f(t) ] f(t)ejtdt
f(t)F 1[F () ]1F ()ejtd
2
7
时域中的矩形脉冲信号 g(t)= E t</2 0 t>/2
需要的基础知识
• 信号分析基础 • RC电路基础 • 模拟电子技术基础 • 脉冲电路基础
1
信号分析基础知识
信号可以在时域里分析，也可以在 频域和复频域里分析。
• 几个基本概念
• 付立叶变换 • 拉普拉斯变换 • 复频域中电路的输出波形分析
2
几个基本概念
四端网络：由任意连接的阻抗元件构成的有四个端点的装置
L[Af1(t)+ Bf2(t)]=AL[f1 (t)]+ BL[f2 (t)]=AF1 (s)+ BF2 (s) L[f(t)]=s L[f(t)]-f(0)=sF(s)-f(0)
L [t f(t)d] t1 l[f(t) ]1f( 1 )(0 ) 1 F (s) 1f( 1 )(0 )
L[0f(A)t ]s 1F(s)(As>0)
线性网络：由线性元件构成的网络
3
几个基本概念
单位冲击函数：
(t t0 ) 0 (t t0 )
( t t 0 ) dt 1
t t0 t t0
4
几个基本概念
单位阶跃函数： u(t)= 0 t<0 1 t>0
5
几个基本概念
• 冲击响应：如果输入四端网络的信号为单位冲击电压， 则其输出电压随时间的变化称为网络的冲击响应。
F(s) f (t)estdt
0
f (t)
1
j
F(s)estds
2j j
单边拉氏变换
12
拉普拉斯变换
从付立叶变换推出拉普拉斯变换，从而把信号与系统从频域 （为自变量）扩展到复频域（s为自变量）。
付立叶变换
t
拉普拉斯变换 s
13
拉普拉斯变换的性质
如果F(s)=L[f(t)]，则
L[Af(t)]=AL[f(t)]=AF(s)
0/[(s+)2+02]
9
e-t cos0 t u(t)
(s+)/[(s+)2+02]
10
tn e-t u(t)
n!/ (s+) n+1
11
sh(at)
a/( s2-a2)
12
ch(at)
s/( s2-a2)
15
复频域内的几个基本概念
• 电容 • 电感 • 电阻
1 C
L R
复数阻抗
1 sC
sL R
运算阻抗
频域 复频域
16
复频域内的几个基本概念
传输系数
H (s) Vo (s) Vi (s)
H(s) Z2 Z1 Z2
17
复频域内的几个基本概念
极点和零点 设 复频域中一信号为 F(s)F 0(sZ1)(sZ2)...(sZm) (sP 1)(sP 2)...(sP n) 当s=Zi时，F(s)=0，则称Z1，Z2，….，Zm为零点。 当s=Pi时，F(s)=，则称P1，P2，….，Pn为极点。 其中F0为与零点和极点无关的常数。
18
复频域中电路的输出波形分析
如图所示电路，求开关K合上后电路中电流和R上的电压 变化情况。设起始条件为t=0时，L、C上无电荷。
Vmu(t)
19
复频域中电路的输出波形分析
第一步：传输系数
H(s)
R
R sL
1
sC
第二步：Vi(t)Vmu(t) Vi(s)Vsm
第三步：V o(s)V i(s)H (s)RsR L 1•V sms(R V sm R L 1)
ss
AA
L[eAft(t) ]F(sA )
14
常用函数的拉式变换
f(t)
F(s)
1
(t)
1
2
u(t)
1/s
3
t u(t)
1/s2
4
tn u(t)
n!/s n+1
5
e-t u(t)
1/(s+)
6
sin0 t u(t)
0/(s2+02)
7
cos0 t u(t)
s/(s2+02)
8
e-t sin0 t u(t)
该信号在频域中的形式为：
G() f(t)ejtdt2Eejtdt2Esin 2 2
8
付立叶变换
9
付立叶变换分析信号及系统的输出信号是很有 效的。但也有不足，它要求被积函数f(t)绝对 可积，对不可积函数要引入一些奇异函数，如 （t）等。这就给信号的分析和计算带来麻烦。 另外，对于正指数函数eat(a>0)付立叶变换是不 存在的。因此，为了克服付立叶变换的限制， 引入拉普拉斯变换。
则电路中在阶跃信号加上瞬间产生的电流在复频域内为
I(s) VM VM
s(R 1) R(s 1 )Biblioteka sCRC25
RC电路充电过程输出波形
由于
1 L[et ]
s
VR(t)VMet VC(t)VMVR VM(1et)
i(t) VM etRC R
其中RC称为时间常数， 通常用表示。
26
10
拉普拉斯变换
在付立叶变换中引入衰减因子e-t，对不可积函数
f(t)，只要足够大，e-t f(t)绝对可积。则
F[etf(t) ]Fb(j) f(t)etejtdt
令 S=+j
则有
Fb(s) f (t)estdt
f
(t)
1
2j
j
Fb(s)estds
j
双边拉普拉斯变换。
11
拉普拉斯变换
V(t) q
RC
[e
t RC
t
e 0
]
C 0 RC
对两种情况进行讨论：RC>>0 RC<<0
返回
23
RC 电路基础知识
• RC电路的充电过程 • RC电路的放电过程 • RC电路对矩形脉冲的响应 • RC电路对矩形波的响应
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RC电路的充电过程
如图所示电路，在t<0时C上无电荷。在t=0时输入一阶跃 电压VMu(t)