模拟电子技术基础第4版(童诗白华成英)ppt课件
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模电课件模拟电子技术基础第四童诗白华成英ppt
集成运算放大器的分析和设计
• 分析 • 输入电阻和输出电阻的分析，以及频率特性的分析。 • 线性范围和非线性失真的分析。 • 直流和交流性能的分析。 • 设计 • 选择合适的晶体管和电阻器。 • 设计合适的偏置电路和反馈电路。 • 进行频率补偿和稳定性分析。
集成运算放大器的应用
作为通用放大器使用，用于各种不同的信号放大场合 。
THANK YOU.
反馈的极性
正反馈用“+”表示，负反馈用“-”表示 。
正反馈
使放大器的净输入信号增加。
负反馈对放大电路性能的影响
提高放大倍数的稳定性
展宽频带
由于环境温度的变化，晶体管的放大倍数会 发生变化，加入负反馈后，可以减小这种变 化。
由于负反馈的作用，使得放大器的上限频率 有所降低，下限频率有所升高，这样频带就 展宽了。
减小非线性失真
负反馈对噪声的抑制作 用
当输入信号为正弦波时，晶体管的输出信号 由于管子的非线性而产生失真，加入负反馈 后，可以使这种失真减小。
在放大器中，噪声是不可避免的，负反馈可 以抑制噪声。
正反馈和自激振荡
自激振荡
在正反馈的作用下，放大器会自己产生信号而输出音调不变的音调。
消除自激振荡的方法
在放大器中引入负反馈来破坏自激振荡的条件。
直流电源及其应用
直流电源
01
它通常由交流电源经整流、滤波和稳压等环 节转换而来。
03
直流电源广泛应用于各种电子设备和系统中 ，如计算机、手机和电动车等。
05
02
直流电源是一种能够提供稳定直流电压的电 子器件。
04
直流电源电压， 保证其正常工作和延长使用寿命。
电子技术的起源与发展
模拟电子技术基础(第四版)课件童诗白
THANKS
感谢观看
利用运放实现模拟信号的检测、处理和控制，如PID控制器等。
反馈放大电路
05
总结词
理解反馈放大电路的核心概念和类型是掌握模拟电子技术的基础。
详细描述
反馈放大电路是一种通过引入反馈网络来控制放大器性能的电路。根据反馈信号的性质，可以分为正反馈和负反馈。正反馈是指反馈信号加强输入信号，使放大器增益提高；而负反馈则是削弱输入信号，使放大器增益降低。
有源滤波器
用于提高电路的输入阻抗，减小信号源内阻对电路的影响。
电压跟随器与缓冲电路
集成运算放大器的线性应用
比较器
波形发生器
功率放大器
自动控制电路
集成运算放大器的非线性应用
01
02
03
04
将模拟信号转换为数字信号，用于信号的阈值检测和脉冲整形。
利用运放实现正弦波、方波、三角波等波形发生。
利用运放实现音频信号的功率放大，用于扬声器驱动等场合。
晶体管时代
随着集成电路的诞生，电子设备进一步微型化，智能手机、平板电脑等便携式智能设备成为人们生活的重要组成部分。
集成电路时代
近年来，人工智能和物联网技术的迅猛发展，使得智能家居、自动驾驶等成为现实，进一步推动了电子技术的进步。
人工智能与物联网时代
电子技术的发展
医疗电子技术
医疗电子设备如心电图机、超声波诊断仪、医疗影像系统等都离不开电子技术的支持，为医疗诊断和治疗提供了重要的技术支持。
电阻是导体对电流的阻碍作用，电容是储存电荷的元件。电阻和电容是电子电路中最基本的被动元件。
二极管与晶体管
电感与变压器
半导体器件
02
如硅和锗，是半导体的基本组成材料。
元素半导体
感谢观看
利用运放实现模拟信号的检测、处理和控制，如PID控制器等。
反馈放大电路
05
总结词
理解反馈放大电路的核心概念和类型是掌握模拟电子技术的基础。
详细描述
反馈放大电路是一种通过引入反馈网络来控制放大器性能的电路。根据反馈信号的性质，可以分为正反馈和负反馈。正反馈是指反馈信号加强输入信号，使放大器增益提高；而负反馈则是削弱输入信号，使放大器增益降低。
有源滤波器
用于提高电路的输入阻抗，减小信号源内阻对电路的影响。
电压跟随器与缓冲电路
集成运算放大器的线性应用
比较器
波形发生器
功率放大器
自动控制电路
集成运算放大器的非线性应用
01
02
03
04
将模拟信号转换为数字信号，用于信号的阈值检测和脉冲整形。
利用运放实现正弦波、方波、三角波等波形发生。
利用运放实现音频信号的功率放大，用于扬声器驱动等场合。
晶体管时代
随着集成电路的诞生，电子设备进一步微型化，智能手机、平板电脑等便携式智能设备成为人们生活的重要组成部分。
集成电路时代
近年来，人工智能和物联网技术的迅猛发展，使得智能家居、自动驾驶等成为现实，进一步推动了电子技术的进步。
人工智能与物联网时代
电子技术的发展
医疗电子技术
医疗电子设备如心电图机、超声波诊断仪、医疗影像系统等都离不开电子技术的支持，为医疗诊断和治疗提供了重要的技术支持。
电阻是导体对电流的阻碍作用，电容是储存电荷的元件。电阻和电容是电子电路中最基本的被动元件。
二极管与晶体管
电感与变压器
半导体器件
02
如硅和锗，是半导体的基本组成材料。
元素半导体
模电课件第三章(模拟电子技术基础第四版童诗白华成英)
Ri Ri1 R1 // R2 // rbe1 1.52k
直接耦合电路的特殊问题
R1 RC1 R2 T1 RC2
+UCC
T2
RE2
ui
uo
问题 1 :前后级Q点相互影响。
增加R2 、RE2 : 用于设置合适的Q点。
R1 RC1
RC2 T1 T2
+UCC
uo
R2
ui
有时会将 信号淹没
d
(2)共模( common mode) 输入
ui1 = ui2 = uC
U oc 共模电压 Ac 放大倍数: Uc
(一) 差模输入
RC RB T1 均压器 ui R
+UCC uo T2 RE
RC RB
R
–UEE
1 u i1 u i u d 2 1 u i 2 u i u d 2
T2
C11
C12
C22 uo
uo u i
CE
RE2
Ri
放大电路一
放大电路二
+VCC
R1 RC T1 ui R2 RE1 CE
+VCC RB C21 uo u i C22 T2 RE2 uo
C11
C12
Ri 1. 求直接采用放大电路一的放大倍数Au和Aus。
2. 若信号经放大电路一放大后，再经射极输出 器输出，求放大倍数Au、Ri和Ro 。
RB ib1
RC
RB rbe1
Ad1 Ad 2
B1 C1 rbe1 E
ui1
ib1
RC
uod1
差模电压放大倍数:
RC RB R ib1
uod Ad ui
模拟电子技术华成英,童诗白,第四版,考试重点,学习基础第3章多级放大电路PPT课件
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第3章 多级放大电路
《模拟电子技术基础》
第3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
第3章 多级放大电路
《模拟电子技术基础》
本章重点和考点：
1、掌握多级放大电路的耦合方式，为集成电路 的学习打好基础
2、掌握直接耦合放大电路中差分放大电路的组态 及动态参数的计算
模拟电子技术
Fundamentals of Analog Electronics
—多媒体教学课件
E-mail:heroncsh216@ Tel:15994095515
第3章 多级放大电路
《模拟电子技术基础》
总体概述
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3、了解多级放大电路中的互补输出级
本章教学时数： 8学时
第3章 多级放大电路
本章讨论的问题：
《模拟电子技术基础》
1.单管放大电路为什么不能满足多方面性能的要求？
2.如何将多个单级放大电路连接成多级放大电路？ 各种连接方式有和特点？
3.直接耦合放大电路的特殊问题是什么？如何解决？
4.差分放大电路与其它基本放大电路有什么区别？ 为什么它能抑制零点漂移？
第3章 多级放大电路
《模拟电子技术基础》
一、零点漂移现象及其产生的原因
1. 什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。
产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶 体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。
克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。 典型电路：差分放大电路
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(第四版)完整 童诗白ppt课件
3. 本征半导体中自由电子和空穴的浓度用 ni 和 pi 表示，显然 ni = pi 。
4. 由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又 不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动 会达到平衡，载流子的浓度就一定了。
5. 载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升 高，基本按指数规律增加。
11
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
3. 空间电荷区产生内电场
空间电荷区正负离子之间电位差 Uho —— 电位壁垒； —— 内电场；内电场阻止多子的扩散 —— 阻挡层。
4. 漂移运动 内电场有利 于少子运动—漂 移。
少子的运动 与多子运动方向 相反
阻挡层
P
空间电荷区
N
内电场
Uho
20
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:
n = p =1.43×1010/cm3
本征锗的电子和空穴浓度:
n = p =2.38×1013/cm3 10
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
小结
带负电的自由电子
1. 半导体中两种载流子
带正电的空穴
2. 本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现， 称为 电子 - 空穴对。
完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体 称为本征半导体
+4
+4
+4
将硅或锗材料提
纯便形成单晶体，
共 价
它的原子结构为 键
+4
+4
价 电 子
+4
共价键结构。
+4
当温度 T = 0 K 时，半导 体不导电，如同绝缘体。 图 1.1.1
4. 由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又 不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动 会达到平衡，载流子的浓度就一定了。
5. 载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升 高，基本按指数规律增加。
11
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3. 空间电荷区产生内电场
空间电荷区正负离子之间电位差 Uho —— 电位壁垒； —— 内电场；内电场阻止多子的扩散 —— 阻挡层。
4. 漂移运动 内电场有利 于少子运动—漂 移。
少子的运动 与多子运动方向 相反
阻挡层
P
空间电荷区
N
内电场
Uho
20
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第一章 常用半导体器件
T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:
n = p =1.43×1010/cm3
本征锗的电子和空穴浓度:
n = p =2.38×1013/cm3 10
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第一章 常用半导体器件
小结
带负电的自由电子
1. 半导体中两种载流子
带正电的空穴
2. 本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现， 称为 电子 - 空穴对。
完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体 称为本征半导体
+4
+4
+4
将硅或锗材料提
纯便形成单晶体，
共 价
它的原子结构为 键
+4
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价 电 子
+4
共价键结构。
+4
当温度 T = 0 K 时，半导 体不导电，如同绝缘体。 图 1.1.1
《模拟电子技术(童诗白)》课件ppt
V
-
uR
t
V UD
幅值由rd与R
分压决定
t
例题1：试求输出电压uo。
－12V
解：两个二极管存在优先 导通现象。
R
D1 －5V
D2 0V
D2导通，D1截止。
Si : Uon 0.7V uo Ge : Uon 0.2V
Si : uo 5.7V
?
Ge : uo 5.2V
例题2：试画出电压uo的波形。
EGO：热力学零度时破坏共价键所需的能量，又称 禁带宽度 （Si：1.21eV，Ge：0.785eV）；
T=300K时，本征半导体中载流子的浓度比较低， 导电能力差。Si：1.43×1010cm-3 Ge：2.38×1013cm-3
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二、杂质半导体
掺入微量杂质，可使半导体导电性能大大增强。按 掺入杂质元素不同，可形成N型半导体和P型半导体。
晶体结构是指晶体的周期性
§1.1 半导体基础知识
结构。即晶体以其内部原子、 离子、分子在空间作三维周
一、本征半导体
期性的规则排列为其最基本 的结构特征
纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。
1、半导体
根据材料的导电能
si
力，可以将他们划分为
GGee
导体、绝缘体和半导体。
典型的半导体是硅Si和 锗Ge，它们都是四价元
i
u IZmin
正向导通与
一定值时，稳压管就不会因发 热而损坏。
二极管相同 等效电路：
D1
u
符号：
D2
UZ rz
DZ
2、主要参数
（1）稳压值UZ；
（2）稳定电流IZ（IZmin）：电流小于此值时稳压效
模电童诗白课件ppt
选用电子器件需要根据电路需求和性 能指标，选择合适的型号和规格，以 确保电路的正常工作和稳定性。
电子器件的特性
电子器件的特性包括伏安特性、频率 特性、时间常数等，这些特性决定了 电子器件在电路中的行为和功能。
放大电路基础
放大电路的作用
放大电路的作用是将微弱的电信号放大成较强的信号，以满足各种 应用需求，如音频放大、视频处理等。
反馈电路
反馈的概念和分类
反馈是指将电路的输出信号反馈 到输入端，以改变电路的性能。 根据反馈的性质，可以分为正反
馈和负反馈。
反馈电路的分析
通过使用方框图、根轨迹法和频 率响应等方法，对含有反馈的模
拟电路进行分析。
反馈的应用
研究反馈在模拟电路中的应用， 如放大器、振荡器和滤波器等， 以及如何通过反馈来改进电路的
，例如手机芯片、MEMS传感器等。
03
微纳电子学的发展趋势
随着技术的不断发展，微纳电子学正朝着更高集成度、更低功耗、更小
尺寸等方向发展，为信息技术领域带来更多的创新和突破。
绿色能源电子学
绿色能源电子学概述
绿色能源电子学是研究利用可再生能源进行电力转换和应用的科学，旨在促进可持续发展 。
绿色能源电子学的应用
模电童诗白课件
汇报人： 202X-12-30
目录
• 引言 • 模拟电子技术基础 • 模拟电路分析 • 模拟电路应用 • 模拟电子技术发展前沿
引言
课程简介
模电童诗白课件是一门针对儿童学习 模拟电路的课程，通过简单易懂的方 式向儿童介绍模拟电路的基本概念、 原理和应用。
该课程以儿童易于理解的语言和情势 ，通过生动有趣的课件，激发儿童对 模拟电路的兴趣和好奇心，培养他们 的科学素养和创新能力。
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。
模拟电电子技术基础第1章(第四版)童诗白 华成英
• 高电阻 • 很小的反向漂移电流
iD/mA 1.0
0.5 iD=– IS 1.0 D/V
–1.0
–0.5
0
0.5
PN结的伏安特性
模拟电子技术基础
在一定的温度条件下，由本征激发决定的少 子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定 的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电 流也称为反向饱和（saturation）电流。
• Majority carriers---holes (mostly generated by ionized acceptor and a tiny small portion by thermal ionization) • Minority carriers--- free electrons (only generated by thermal ionization.)
+4
+4
共价键有很强的结合力，使原子规则 排列，形成晶体。
+4
+4
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为 束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自 由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以 本征半导体的导电能力很弱。
三、 本征半导体中的两种载流子
模拟电子技术基础
模拟电子技术基础
三、 本征半导体中的两种载流子
P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼） 的半导体(P-type semiconductor) 。
模拟电子技术基础
1.1.2 杂质半导体
模拟电子技术基础
一、 N型半导体
因五价杂质原子中 只有四个价电子能与周 围四个半导体原子中的 价电子形成共价键，而 多余的一个价电子因无 共价键束缚而很容易形 成自由电子。 在N型半导体中自由电子是多数载流子(carrier)，它主要由 杂质原子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子， 因此五价杂质原子也称为施主杂质(donor impurity)。
iD/mA 1.0
0.5 iD=– IS 1.0 D/V
–1.0
–0.5
0
0.5
PN结的伏安特性
模拟电子技术基础
在一定的温度条件下，由本征激发决定的少 子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定 的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电 流也称为反向饱和（saturation）电流。
• Majority carriers---holes (mostly generated by ionized acceptor and a tiny small portion by thermal ionization) • Minority carriers--- free electrons (only generated by thermal ionization.)
+4
+4
共价键有很强的结合力，使原子规则 排列，形成晶体。
+4
+4
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为 束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自 由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以 本征半导体的导电能力很弱。
三、 本征半导体中的两种载流子
模拟电子技术基础
模拟电子技术基础
三、 本征半导体中的两种载流子
P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼） 的半导体(P-type semiconductor) 。
模拟电子技术基础
1.1.2 杂质半导体
模拟电子技术基础
一、 N型半导体
因五价杂质原子中 只有四个价电子能与周 围四个半导体原子中的 价电子形成共价键，而 多余的一个价电子因无 共价键束缚而很容易形 成自由电子。 在N型半导体中自由电子是多数载流子(carrier)，它主要由 杂质原子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子， 因此五价杂质原子也称为施主杂质(donor impurity)。
模电课件第六章(模拟电子技术基础第四版童诗白华成英)
X
o
X id
X
f o
X id X
AF
反馈深度
1 AF
称为反馈深度
(1 ) 若 1 A F 1，则 A F A ,
相当于引入负反馈。
( 2 ) 若 1 A F 1，则 A F A ,
相当于引入正反馈。
正反馈和负反馈的判断
在放大电路的输入端，假设一个输入信号对地的极性， 用“+”、“-”表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬
瞬 时 极 性 法
时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号 的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。
反馈信号和输入信号加于输入回路一点时，瞬时极性 相同的为正反馈，瞬时极性相反的是负反馈。 反馈信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极 性相同的为负反馈，瞬时极性相反的是正反馈。 对三极管来说这两点是基极和发射极，对运算放大器 来说是同相输入端和反相 输入端。
反馈框图：
实际被放大信号
开环
输出 闭环
叠加
输入
±
反馈 信号
放大器 反馈网络 正反馈 负反馈
取+ 取-
加强输入信号 削弱输入信号
用于振荡器 用于放大器
负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提 高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。
例：
RB1 C1 + ui – RC1 C2
+EC RB21 RC2
C3
+
ud uf
RE1
T1
T2
uo
RB22
RE2
CE –
Rf
RE1 Rf 、RE1组成反馈 F 网络，反馈系数： Uo RE1 R f Uf
o
X id
X
f o
X id X
AF
反馈深度
1 AF
称为反馈深度
(1 ) 若 1 A F 1，则 A F A ,
相当于引入负反馈。
( 2 ) 若 1 A F 1，则 A F A ,
相当于引入正反馈。
正反馈和负反馈的判断
在放大电路的输入端，假设一个输入信号对地的极性， 用“+”、“-”表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬
瞬 时 极 性 法
时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号 的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。
反馈信号和输入信号加于输入回路一点时，瞬时极性 相同的为正反馈，瞬时极性相反的是负反馈。 反馈信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极 性相同的为负反馈，瞬时极性相反的是正反馈。 对三极管来说这两点是基极和发射极，对运算放大器 来说是同相输入端和反相 输入端。
反馈框图：
实际被放大信号
开环
输出 闭环
叠加
输入
±
反馈 信号
放大器 反馈网络 正反馈 负反馈
取+ 取-
加强输入信号 削弱输入信号
用于振荡器 用于放大器
负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提 高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。
例：
RB1 C1 + ui – RC1 C2
+EC RB21 RC2
C3
+
ud uf
RE1
T1
T2
uo
RB22
RE2
CE –
Rf
RE1 Rf 、RE1组成反馈 F 网络，反馈系数： Uo RE1 R f Uf
《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
输入电阻小、 输入电阻小、输出 电阻大，影响f 电阻大，影响 0 可引入电压串联负反馈， 可引入电压串联负反馈，使 电压放大倍数大于3， 电压放大倍数大于 ，且Ri大、 Ro小，对f0影响小
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
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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
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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。
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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。
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。
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§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
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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
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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。
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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。
模拟电子技术童诗白课件共434页
19
§1.2 半导体二极管
一、常见结构
金属触丝 N型锗片
阳极引线
阴极引线
( a) 点接触型 外壳
点接触型二极管是由一根很细的金属触丝（如三价元素铝）和 一块半导体（如锗）的表面接触，然后在正方向通过很大的瞬 时电流，使触丝和半导体牢固地熔接在一起，三价金属与锗结 合构成PN结，并做出相应的电极引线，外加管壳密封而成。
(b)面接触型
面接触型二极管的结构如图（b）
铝合金小球 阳极引线
所示。由于这种二极管的PN结面积 N型硅 大，可承受较大的电流，但极间电
PN结 金锑合金
容也大。这类器件适用于整流，而
底座
不宜用于高频电路中。如2CP1为面
接触型硅二极管，最大整流电流为
阴极引线
400mA，最高工作频率只有3kHz。
( b) 面接触型
RL
UZ
压近似为常数，所以稳压电路 中必须串联一个电阻来限制电
- 流，从而保证稳压管正常工作。
URUI UZ
IR
UR R
UI
UZ R
IL
UZ RL
IZ IRIZ
保证稳压管有稳 压效果必须：
IZm inIZIZm ax
32
六、其它类型二极管
1、发光二极管 ⑴具有单向导电性；加正向电压时导通就发光。 导通时电压比普通二极管大。电流越大，发光 越强。注意不要超过极限参数。 ⑵发光的颜色取决于所用材料。
2、本征半导体的晶体结构
共价键
+4
+4
+4
（1）共价键：相邻两个原
束缚 子共用一对最外层电子（价
+4 +4 +4 电子 电子）的组合称为共价键。
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结电容： Cj Cb Cd
结电容不是常量！若PN结外加电压频率高到一定程 度，则失去单向导电性！
清华大学 华成英 hchya@
华成英 hchya@
问题
• 为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制 成本征半导体，导电性能极差，又将其掺杂， 改善导电性能？
2. P型半导体
3
硼（B）
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， 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？
华成英 hchya@
三、PN结的形成及其单向导电性
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
华成英 hchya@
一、晶体管的结构和符号
为什么有孔？
小功率管
中功率管
大功率管
多子浓度高
多子浓度很 低，且很薄
面积大
晶体管有三个极、三个区、两个PN结。
材料 硅Si 锗Ge
开启电压 0.5V 0.1V
导通电压 0.5~0.8V 0.1~0.3V
反向饱 开启 和电流 电压
反向饱和电流 1µA以下 几十µA
华成英 hchya@
华成英 hchya@
利用Multisim测试二极管伏安特性
华成英 hchya@
华成英 hchya@
二、晶体管的放大原理
放大的条件uBE uCB
U
（发射结正偏）
on
0，即uCE uB（E 集电结反偏）
少数载流 子的运动
因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区
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
华成英 hchya@
讨论二：利用Multisim测试晶体管的输出特性
华成英 hchya@
讨论三
• 利用Multisim分析图示 电路在V2小于何值时晶 体管截止、大于何值时 晶体管饱和。 以V2作为输入、以节 点1作为输出，采用直流 扫描的方法可得！
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。
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。
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
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
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
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电 流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
华成英 hchya@
• 电流分配：
IE＝IB＋IC
IE－扩散运动形成的电流
IB－复合运动形成的电流 IC－漂移运动形成的电流
饱和区
iC
放大区
为什么uCE较小时iC随uCE变 化很大？为什么进入放大状态
曲线几乎是横轴的平行线？
iB
iC iB
UCE 常量
截止区 β是常数吗？什么是理想晶体管？什么情况下 ?
华成英 hchya@
晶体管的三个工作区域
状态 截止 放大 饱和
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！
华成英 hchya@
§1.3 晶体三极管
无杂质 稳定的结构
华成英 hchya@
2、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。 动态平衡 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。
T (℃) ICEO
uBE不变时iB ，即iB不变时uBE
华成英 hchya@
五、主要参数
•
直流参数：
、 、ICBO、 ICEO
IC
IE
iC iE 1
• 交流参数：β、α、fT（使β＝1的信号频率）
• 极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO
华成英 hchya@
四、二极管的主要参数
• 最大整流电流IF：最大平均值 • 最大反向工作电压UR：最大瞬时值 • 反向电流 IR：即IS • 最高工作频率fM：因PN结有电容效应
第四版——P20
华成英 hchya@
讨论：解决两个问题
• 如何判断二极管的工作状态？ • 什么情况下应选用二极管的什么等效电路？
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
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。
华成英 hchya@
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
T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
华成英 hchya@
三、二极管的等效电路
1. 将伏安特性折线化
导通时△i与△u 成线性关系
理想 二极管
理想开关 导通时 UD＝0 截止时IS＝0
近似分析 中最常用
导通时UD＝Uon 截止时IS＝0
应根据不同情况选择不同的等效电路！
最大集电 极电流
c-e间击穿电压
最大集电极耗散功 率，PCM＝iCuCE
安全工作区
华成英 hchya@
讨论一
PCM iCuCE
uCE=1V时的iC就是ICM
2.7
iC iB
U CE
U（BR）CEO
由图示特性求出PCM、ICM、U （BR）CEO 、β。
清华大学 华成英 hchya@
• 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@
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。
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。
华成英 hchya@
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。
P必N要结吗加？反向电压截止： 耗尽层变宽，阻止扩散运动，
直流电流 放大系数
IC
IB
iC
iB
ICEO (1 )ICBO
交流电流放大系数
穿透电流 集电结反向电流
为什么基极开路集电极回 路会有穿透电流？
华成英 hchya@
三、晶体管的共射输入特性和输出特性
1. 输入特性
iB f (uBE ) UCE
有利于漂移运动，形成漂移电 流。由于电流很小，故可近似 认为其截止。
华成英 hchya@
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。
对V和Ui二极管的模 型有什么不同？
iD
V
uD R
V与uD可比，则需图解： ID 实测特性
Q
uD=V－iR
UD
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五、稳压二极管
限流电阻
1. 伏安特性
由一个PN结组
成，反向击穿后
在一定的电流范
围内端电压基本
结电容不是常量！若PN结外加电压频率高到一定程 度，则失去单向导电性！
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问题
• 为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制 成本征半导体，导电性能极差，又将其掺杂， 改善导电性能？
2. P型半导体
3
硼（B）
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， 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？
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三、PN结的形成及其单向导电性
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
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一、晶体管的结构和符号
为什么有孔？
小功率管
中功率管
大功率管
多子浓度高
多子浓度很 低，且很薄
面积大
晶体管有三个极、三个区、两个PN结。
材料 硅Si 锗Ge
开启电压 0.5V 0.1V
导通电压 0.5~0.8V 0.1~0.3V
反向饱 开启 和电流 电压
反向饱和电流 1µA以下 几十µA
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利用Multisim测试二极管伏安特性
华成英 hchya@
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二、晶体管的放大原理
放大的条件uBE uCB
U
（发射结正偏）
on
0，即uCE uB（E 集电结反偏）
少数载流 子的运动
因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区
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
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讨论二：利用Multisim测试晶体管的输出特性
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讨论三
• 利用Multisim分析图示 电路在V2小于何值时晶 体管截止、大于何值时 晶体管饱和。 以V2作为输入、以节 点1作为输出，采用直流 扫描的方法可得！
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。
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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。
第一章 半导体二极管和三极管
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§1.1 半导体基础知识 §1.2 半导体二极管 §1.3 晶体三极管
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§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
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
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电 流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
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• 电流分配：
IE＝IB＋IC
IE－扩散运动形成的电流
IB－复合运动形成的电流 IC－漂移运动形成的电流
饱和区
iC
放大区
为什么uCE较小时iC随uCE变 化很大？为什么进入放大状态
曲线几乎是横轴的平行线？
iB
iC iB
UCE 常量
截止区 β是常数吗？什么是理想晶体管？什么情况下 ?
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晶体管的三个工作区域
状态 截止 放大 饱和
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！
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§1.3 晶体三极管
无杂质 稳定的结构
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2、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。 动态平衡 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。
T (℃) ICEO
uBE不变时iB ，即iB不变时uBE
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五、主要参数
•
直流参数：
、 、ICBO、 ICEO
IC
IE
iC iE 1
• 交流参数：β、α、fT（使β＝1的信号频率）
• 极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO
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四、二极管的主要参数
• 最大整流电流IF：最大平均值 • 最大反向工作电压UR：最大瞬时值 • 反向电流 IR：即IS • 最高工作频率fM：因PN结有电容效应
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讨论：解决两个问题
• 如何判断二极管的工作状态？ • 什么情况下应选用二极管的什么等效电路？
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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
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。
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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
T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
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三、二极管的等效电路
1. 将伏安特性折线化
导通时△i与△u 成线性关系
理想 二极管
理想开关 导通时 UD＝0 截止时IS＝0
近似分析 中最常用
导通时UD＝Uon 截止时IS＝0
应根据不同情况选择不同的等效电路！
最大集电 极电流
c-e间击穿电压
最大集电极耗散功 率，PCM＝iCuCE
安全工作区
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讨论一
PCM iCuCE
uCE=1V时的iC就是ICM
2.7
iC iB
U CE
U（BR）CEO
由图示特性求出PCM、ICM、U （BR）CEO 、β。
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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？
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§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
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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。
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。
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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。
P必N要结吗加？反向电压截止： 耗尽层变宽，阻止扩散运动，
直流电流 放大系数
IC
IB
iC
iB
ICEO (1 )ICBO
交流电流放大系数
穿透电流 集电结反向电流
为什么基极开路集电极回 路会有穿透电流？
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三、晶体管的共射输入特性和输出特性
1. 输入特性
iB f (uBE ) UCE
有利于漂移运动，形成漂移电 流。由于电流很小，故可近似 认为其截止。
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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。
对V和Ui二极管的模 型有什么不同？
iD
V
uD R
V与uD可比，则需图解： ID 实测特性
Q
uD=V－iR
UD
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五、稳压二极管
限流电阻
1. 伏安特性
由一个PN结组
成，反向击穿后
在一定的电流范
围内端电压基本