高教版《模拟电子技术基础(第五版)课程讲义复习要点第7章课件3(7.5)
模电第五版完整课件
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定了现代电力工业的基础。 。
9
麦克斯韦1831年6月出生于英国爱丁堡, 14岁在中学时期 就发表了第一篇科学论文《论卵形曲线的机械画法》,16 岁进入爱丁堡大学学习物理,三年后,他转学到剑桥大学 三一学院。在剑桥学习时,打下了扎实的数学基础,为他 尔后把数学分析和实验研究紧密结合创造了条件。 麦克斯韦在总结前人工作的基础上,引入位移电流的概 念,建立了一组微分方程。确定了电荷、电流(运动的电 荷)、电场、磁场之间的普遍联系,麦克斯韦方程组表明, 空间某处只要有变化的磁场就能激发出涡旋电场,而变化 的电场又能激发涡旋磁场。交变的电场和磁场互相激发就 形成了连续不断的电磁振荡即电磁波。麦克斯韦方程还说 明,电磁波的速度只随介质的电和磁的性质而变化,由此 式可证明电微波在真空中传播的速度,等于光在真空中传 播的速度。这不是偶然的巧合,而是由于光和电磁波在本 质上是相同的。光是一定波长的电磁波,这就是麦克斯韦 创立的光的电磁学说。 麦克斯韦依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、 法拉第等前人的一系列发现和实验成果,建立了第一个完 整的电磁理论体系,不仅科学地预言了电磁波的存在,而 且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性,完成了物理学 的又一次大综合。这一理论自然科学的成果,奠定了现代 的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。
11
1824年6月26日开尔文生于爱尔兰的贝尔法斯特。原 名W.汤姆孙。 10岁时就进格拉斯哥大学预科学习。 1845年毕业于剑桥大学,1846年受聘为格拉斯哥大学物 理学教授1890~1895年任伦敦皇家学会会长。1877年被 选为法国科学院院士。 开尔文研究范围广泛,在热学、电磁学、流体力学、 光学、地球物理、数学、工程应用等方面都做出了贡献。 他一生发表论文多达600余篇,取得70种发明专利, 在电学方面,汤姆孙以极高明的技巧研究过各种不同 类型的问题,从静电学到瞬变电流。他揭示了傅里叶热 传导理论和势理论之间的相似性,讨论了法拉第关于电 作用传播的概念,分析了振荡电路及由此产生的交变电 流。他的文章影响了麦克斯韦,后者向他请教,希望能 和他研究同一课题,并给了他极高的赞誉。1855年他研 究了电缆中信号传播情况,解决了长距离海底电缆通讯 的一系列理论和技术问题。由汤姆孙和亥姆霍兹起主导 作用的在巴黎召开的国际代表大会,和1893年在芝加哥 召开的另一次代表大会,正式采用伏特、安培、法拉和 欧姆等作为电学单位,这一新的单位制,从此它们被普 遍使用。
电子技术基础(模拟部分)第五版课件(全部)
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end
2.1 集成电路运算放大器
2.2 理想运算放大器
2.3 基本线性运放电路
2.4 同相输入和反相输入放大电 路的其他应用
§引 言
➢在半导体制造工艺的基础上,把整个电路中元器 件制作在一块硅基片上,构成特定功能的电子电路, 称为集成电路。简单来说,集成电路是把元器件和 连接导线全部制作在一小块硅片上而成的电路。
• 电容利用PN结结电容,一般不超过几十pF。需要大 电容时,通常在集成电路外部连接。不能制电感,级 与级之间用直接耦合;
• 二极管用三极管的发射结代。比如由NPN型三极管 短路其中一个PN结构成。
运算放大器外形图
2.1 集成电路运算放大器
1. 集成电路运算放大器的内部组成单元
集成运算放大器是一种高电压增益,高输入电阻和 低输出电阻的多级直接耦合放大电路。
(+60μV,+12V)
Avo=2×105
解:取a点(+60μV,+12V), b点(60μV,-12V),连接a、b两点得ab线 段,其斜率Avo=2×105, ∣vP-vN∣<60 μV时,电路工作在线性区; ∣vPvN∣>60 μV,则运放进入非线性区。 运放的电压传输特性如图所示。
(-60μV,-12V)
输入输出回路没有公共端
1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Ri
vt it
1.5 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
vt
R o
vs 0,RL
it
注意:输入、输出电阻为交流电阻
1.5 放大电路的主要性能指标
3. 增益
反映放大电路在输入信号控制下,将供电电源能量
模拟电子技术基础ppt课件
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外电场使空间电荷区变宽; 不利于扩散运动,有利于漂移运动,漂移电流大于扩 散电流,电路中产生反向电流 I ; 由于少数载流子浓度很低,反向电流数值非常小。
24
P
耗尽层
N
IS
内电场方向
外电场方向
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素,如 磷、锑、砷等,即构成 N 型半导体(或称电子型 半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
12
本征半导体掺入 5 价元素后,原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子,其中 4 个与硅构成共价键,多余一个电子只受 自身原子核吸引,在室温下即可成为自由电子。
36
二、温度对二极管伏安特性的影响(了解)
在环境温度升高时,二极管的正向特性将左移,反
向特性将下移。
I / mA
15
温度增加
10
5
– 50 – 25
–0.01 0 0.2 0.4 U / V
–0.02
二极管的特性对温度很敏感。
37
1.2.3 二极管的参数
(1) 最大整流电流IF
(2) 反向击穿电压U(BR)和最高反向工作电压URM
3. 折线模型
3. 杂质半导体总体上保持电中性。
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
(a)N 型半导体
(b) P 型半导体
图 杂质半导体的的简化表示法 17
1.1.3 PN结
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体,另 一侧掺杂成为 N 型半导体,两个区域的交界处就形成了 一个特殊的薄层,称为 PN 结。
数字电子技术基础--第七章(第五版)课件PPT
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相当存1。
A3 A2
A1
A0
该存储器的容量=?
+V D
存储
D
R
R•••
R R 矩阵
Y0
Y1
•
•
位线
•
Y 14
Y 15
•••
S3 I0
I1
I14
I15
S2 S1
16 线 -1 线 数 据 选 择 器
S0
Y
D0
11
二、可编程ROM(PROM)
有一种可编程序的 ROM ,在出厂时全部存 储 “1”,用户可根据需要将某些单元改写为 “0”,但是,只能改写一次,称为 PROM。
地
译
址
码
存储矩阵
输
器
入
控制信号输入
( CS 、R/W)
读/写控制电路
图 8.1.4
数据输入/输出
25
(1)地址译码器
译码 单译码 ---n位地址构成 2n 条地址线。若n=10,则有1024条地址线 方式 双译码 --- 将地址分成两部分,分别由行译码器和列译码器共同译码
其输出为存储矩阵的行列选择线,由它们共同确定欲选择 的地址单元。
0111
1
0101
0110
0
0110
0101
1
0110
0100
0
0111
0100
1
0111
0101
0
1000
1100
1
1000
1111
0
1001
1101
1
1001
1110
0
1010
1111
1
1010
模拟电子技术基础课件
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综合应用所学知识的能力
清华大学 华成英
第一章 半导体二极管和三极管
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
§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
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 六、课程的目的 七、考查方法
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
小功率 二极管
大功率 二极管
稳压 二极管
发光 二极管
一、二极管的组成
点接触型:结面积小, 面接触型:结面积大, 平面型:结面积可小、
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
进入稳压区的最小电流
2. 主要参数
不至于损坏的最大电流
稳定电压UZ、稳定电流IZ
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
模电总结复习资料_模拟电子技术基础(第五版)
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绪论一.符号约定•大写字母、大写下标表示直流量。
如:V CE、I C等。
•小写字母、大写下标表示总量(含交、直流)。
如:v CE、i B等。
•小写字母、小写下标表示纯交流量。
如:v ce、i b等。
•上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。
如:等。
二.信号(1)模型的转换(2)分类(3)频谱二.放大电路(1)模型(2)增益如何确定电路的输出电阻r o?三.频率响应以及带宽第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。
6. 杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通,反向截止。
*二极管伏安特性----同PN结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路);若 V阳 <V阴( 反偏 ),二极管截止(开路)。
模拟电子技术基础(第五版)新 完整版本 课件
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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
2 掺杂后 N 型半导体中的自由电子浓度: n=5×1016/cm3
3 本征硅的原子浓度: 4.96×1022/cm3
束缚电子同时受两个原子的约束,如果没有足够 的能量,不易脱离轨道。
因此,在绝对温度T=0K(-273 C)时,由于共 价键中的电子被束缚着,本征半导体中没有自由电子, 不导电。只有在激发下,本征半导体才能导电。
3、电子与空穴
当导体处于热
力学温度0K时,
导体中没有自由电
子。当温度升高或
受到光的照射时,
在P型半导体中空穴是多数载流子,它主要由掺杂形成;自 由电子是少数载流子, 由热激发形成。
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。
P型半导体的结构示意图如图所示:
空穴 硼原子核
P型半导体中: 空穴是多数载流子,主要由掺杂形成; 电子是少数载流子,由热激发形成。
3.1.4 杂质半导体
以上三个浓度基本上依次相差106/cm3 。
本节中的有关概念
• 本征半导体、杂质半导体 • 施主杂质、受主杂质 • N型半导体、P型半导体 • 自由电子、空穴 • 多数载流子、少数载流子
3.2 PN结的形成及特性
3.2.1 载流子的漂移与扩散 3.2.2 PN结的形成 3.2.3 PN结的单向导电性 3.2.4 PN结的反向击穿 3.2.5 PN结的电容效应
价电子能量增高,
有的价电子可以挣
脱原子核的束缚, 而参与导电,成为
由于随机热振动致使共价键被打破而产生 空穴-电子对
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(2) Ii If
I
i
0,
U
i
0
I&i
U&S RS
I&O
I&f
RC2 Rf RC2
I&O
RC2 U&o Rf RC2 RC2 // RL
A&usf
U&O U&S
1
Rf Re2
RC2 // RS
RL
F&ii
I&f I&o
Re2 Rf Re2
【例6.4.4】如图所示。
A((&【us21f解))】求判UU&&在断So 深交II&&度流of 负负UI反反&&oo 馈馈 U条的I&&iS件组下态F1&的;ii UAI&&&ofo 和 UI&&AiS usf 。
利用
Af
1 F
先求反馈系数,再求放大倍数
对电压串联负反馈,有
Auuf
Auf
Uo Ui
Uo Uf
1 Fuu
对电流串联负反馈,有
Aiuf
Io Ui
Io Uf
1 Fui
对电压并联负反馈,有
Auif
Uo Ii
Uo If
1 Fiu
对电流并联负反馈,有
Aiif
Io Ii
Io If
1 Fii
2、求电压放大倍数 Auf 或 Ausf
U&o
反馈系数为:
F&u
U&f U&o
RE1 RE1 RF
【例7-5-2】 如图7.5.2所示,求反馈系数。
If
RF
R1
Ui
A
-
A
+
Uo
R2
【解】 电路的反馈组态为电压并联负反馈。因是并联反馈,应
求反馈电流 I&f 。 将A处接地后,反馈电流为
I&f
U&o Rf
反馈系数为:F&g
I&f U&o
转 电移 导A. iuf
Io Ui
(
S
.
)F
ui
Uf I&o
()
.
.
电流并联式
.
Io
.
If
电流放 大倍数
.
Aiif
Io Ii
.
F ii
If Io
2.
反馈放大电路放大倍数的一般表达式
Af
1
A AF
7.5 负反馈放大电路放大倍数的估算
重点讨论反馈系数和深度负反馈电路放大倍数的估算
一、 深度负反馈的实质、特征
【解】 该电路反馈的组态 为电压串联负反馈
R2和R4组成反馈网 络
反馈系数
Fuu
Uf Uo
R2 R2 R4
电压放大倍数
Auf
Uo Ui
1 Fui
1
R4 R2
1 100 11 10
【补充例3】如图所示。 (1)判断交流负反馈的组态; (2)求在深度负反馈条件下的 A&f 和 Auf 。
【解】
【解】
该电路反馈的组态为电流
串联负反馈 Ui Uf
U&i 0,I&i 0
U&f
I&R1 R1
R1
R3 R2
R3
I&o R1
R3 R1
U&o
R1 R2 R3 RL
电压放大倍数
反馈系数
A&uf
U&o U&i
R1
R2 R1 R2
R3
RL
Fui
Uf Io
R1
R1 R3 R2
R3
反馈【条件补下充的例2】A如u。f图所示,若R2=10kΩ, R4=100kΩ。求在深度负
I&i I&f
1 F&iu
I&i I&f
对电流并联负反馈,有
A&uuf
U&o U&i
II&&of
U&o I&o
I&i U&i
1 F&ii
U&o I&o
I&i U&i
②直接利用 Xi Xf
此种方法特别适合只求电 压放大倍数的场合
对串联负反馈,有 Ui 0,Ui Uf
根据电路求函数关系, U&f f1 U&o 则得到 U&i f1 U&o ,从而求出电压放大倍数
复习
1、四种组态负反馈放大电路的比较表
输出信号 反馈信号 闭环电路的放大倍数 反馈系数
.
电压串联式 U o
.
.
.
U f
电压放 大倍数
.
Auuf
Uo Ui
.
U
F uu
f
U&o
.
电压并联式 U o
.
If
.
.
转 电移 阻A. uif
Uo Ii
(
.
)F iu
If U&o
(S)
.
电流串联式 I o
.
U f
.
.
(1)判断反馈组态;
(2)根据电路求 Xf f1 Uo , Xi f2 Ui
(3)令 Xi X f,求解 Auf(或 Ausf )。
下次讲 7.4,7.6
注意
①深度负反馈中的几个关系
Ui Uf (串联负反馈) Ii If (并联负反馈) U&i 0, Ii 0
② A、F、Af 和 Auf(或 Ausf)同符号。
③单管放大电路,除特殊说明,一般不视为深负反馈电路。
二、 反馈系数的估算
反馈系数的求法:
1、找出反馈网络,判断出反馈组态
2、求输出信号单独作用时的反馈量(若是串联反馈将反馈网络 与输入端连接处断开,求出反馈电压;若是并联反馈,将反 馈网络与输入端连接处接地,求出反馈电流。)
3、确定输出量
若是电压反馈,输出量是电压。 若是电流反馈,输出量是电流。
反馈量 4、反馈系数: F 输 出 量
【例7-5-1】 如图7.5.1所示,求反馈系数。
RB1
RC1
RB2
+VCC RC2
C1
RS
us
Ui
C2 VT1
u E1 +
RE1
RF
f
-
VT2 RE2
C3
Uo
【解】 电路引入的反馈组态为电压串联负反馈。
将E1处断开后,反馈电压为
U&f
RE1 RE1 RF
(1)该电路反馈的组
态为电流并联负反馈 Rf 和Re2组成反馈网络
I&O
(2)
F&ii
I&f I&o
Re2 Rf Re2
A&iif
A&if
I&o I&i
1 F&ii
1
Rf Re2
? A&usf
U&o U&s
1 F&ii
RL Rs
1
Rf Re2
Rc2 // Rs
RL
小结
求解深度负反馈放大电路放大倍数的一般步骤:
对并联负反馈,有 Ii 0,Ii If
根据电路求函数关系,I&f f1 U&o , I&i f1 U&i 则得到 f1 U&o f2 U&i ,从而求出电压放大倍数
分析过程中,同时可获得反馈系数。
【补充例1】如图所示,若R1=10kΩ, R2=100kΩ, R3=2kΩ。 求在深度负反馈条件下的 Auf 。
1 RF
【例7-5-3】 如图7.5.3所示,求反馈系数。
++
U i
U
i
A
--
+
RF uf
-
Io
+
RL
U
-
o
【解】 电路的反馈组态为,电流串联负反馈。因是串联反馈 ,应求反馈电压。
将A处断开后,反馈电压为: U&f I&o RF
反馈系数为:
F&r
U&f I&o
RF
三、电压放大倍数的估算
1、求放大倍数
1、深度负反馈的实质、重要关系式; 2、深度负反馈的特征; 3、什么样的放大电路可以看成深度负反馈电路?
二、 反馈系数的估算
掌握求各种负反馈放大电路反馈系数的方法。
三、电压放大倍数的估算
掌握各种深负反馈放大电路放大倍数(特别是电压放大倍 数)的求法。
一、 深度负反馈的实质、特征
1、深度负反馈的实质、重要关系式
(1)
该电路反馈的组态为电 压串联负反馈
Re1和Rf组成反馈网络
+
(2)
Fuu
Uf Uo
Re1 Re1 Rf
uf -
Af
ห้องสมุดไป่ตู้
Auf
Uo Ui
1 Fuu
1
Rf Re1
【补充例4】如图所示。 (1)判断交流负反馈的组态;
【解】(1)该电路通过Rf引进 电流并联负反馈
(2)求在深度负反馈条件下的 A&f 和 Ausf 。
取决于 UO和 U(i 或 US )之间的相位关系。 (相同取正,相反取负) 作业:P212 7-10,7-11
此方法需要多次变换, 较易出错