模拟电路路 第1章 常用半导体器件
华工网络教育 模拟电子随堂练习及答案
第1章常用半导体器件1. N型半导体的多数载流子是电子，因此它应( )。
A.带负电B.带正电C.不带电答题： A. B. C. D. （已提交）参考答案：C问题解析：2.将PN结加适当的反向电压，则空间电荷区将( )。
A.变窄B.变宽C.不变答题： A. B. C. D. （已提交）参考答案：B问题解析：3.二极管的死区电压随环境温度的升高而( )。
A.增大B.不变C.减小答题： A. B. C. D. （已提交）参考答案：C问题解析：4.电路如图所示，设全部二极管均为理想元件，当输入电压ui=10sin tV时，输出电压最大值为10V的电路是( )。
答题： A. B. C. D. （已提交）参考答案：C问题解析：5.电路如图所示，D1，D2均为理想二极管，设U1=10V，ui=40sinωtV,则输出电压uO应为( )。
A.最大值为40V，最小值为0VB.最大值为40V，最小值为+10VC.最大值为10V，最小值为－40VD.最大值为10V，最小值为0V答题： A. B. C. D. （已提交）参考答案：D问题解析：6.稳压管的动态电阻rZ是指( )。
A.稳定电压与相应电流IZ之比B.稳压管端电压变化量UZ与相应电流变化量IZ的比值C.稳压管正向压降与相应正向电流的比值答题： A. B. C. D. （已提交）参考答案：B问题解析：7.在放大电路中的晶体管，其电位最高的一个电极是( )。
A.PNP管的集电极B.PNP管的发射极C.NPN管的发射极D.NPN管的基极答题： A. B. C. D. （已提交）参考答案：B问题解析：8.已知放大电路中某晶体管三个极的电位分别为VE=-1.7V，VB=-1.4V，VC=5V，则该管类型为( )。
A.NPN型锗管B.PNP型锗管C.NPN型硅管D.PNP型硅管答题： A. B. C. D. （已提交）参考答案：A第2章基本放大电路1.如果改变晶体管基极电压的极性，使发射结由正偏导通改为反偏，则集电极电流( )。
模拟电子技术习题答案(1)
模拟电子技术习题答案(1)第一章常用半导体器件1习题答案〖题1.1〗（1）杂质浓度，温度（2）呈圆形电中性，呈圆形电中性（3）等同于，大于，变宽，大于，变窄（4）逆向打穿（5）减小，减小，增大（6）左移，下移，加高（7）、发射结，erf（8）一种载流子参予导电，两种载流子参予导电，压控，流控。
〖题1.2〗二极管电路如图t1.2所示，判断图中二极管是导通还是截止，并确定各电路的输出端电压uo。
设二极管的导通压降为ud=0.7v。
adbadr10v5vcb?uo??r5v10vuo?(a)b1d1a?r12v9v?uob1b2(b)d1d2r10v15vuoab2d2??(c)(d)图t1.2解：（a）uo=ua－ud=－5v－0.7v=－5.7v（b）uo=ub=uc=－5v（c）uo=ua=－0.7v（d）uo=ua=－9.3v〖题1.3〗二极管电路例如图t1.3(a)右图，未知ui?10sin?t(mv)，e?1.2v，ui电容c和直流电源e对交流视为短路，二极管的伏安特性曲线如图t1.3(b)所示，r?100?，谋二极管两端的电压和穿过二极管的电流。
解：id?id?id?(5?1.92sin?t)maud?ud?ud?(0.7?0.01sin?t)v+redcid/ma12id8400.30.60.91.2ud/v??ud(a)(b)图t1.3第一章常用半导体器件2〖题1.4〗设图t1.4中的二极管d为理想二极管，试通过计算判断它们是否导通？。
6k?d4k??5k?1k?4k?5kb20v?18kd?20k?14kb?1k5k?15v10vaa10v?2k(a)(b)图t1.4解：(a)ua??10?41?(?20)9v4?61?45ub??2010v,ua?ub,二极管导通；5?525?(?15)4v(b)ua??10?2?185?201ub??151v,ua?ub,二极管截至。
1?141k?1k??d5v?(a)d??〖题1.5〗在图t1.5所示电路中，已知ui=10sinωt(v),二极管的正向压降和反向电流均可忽略。
模电综合复习题
模电综合复习题中国石油大学现代远程教育《模拟电子技术》综合复习资料第一章常用半导体器件dfadasfds 一、选择sdasdasda[ A ]asdasdasdasdasd A. B. C. D.NPN型硅管PNP型硅管NPN型锗管2V 6V PNP型锗管1、在晶体管放大电路中，测得晶体管的各个电极的电位如下图所示，该晶体管的类型是2、三极管各个电极的对地电位如下图所示，可判断其工作状态是[ D ]asdasdasdas A.饱和 B.放大C.截止D.已损坏3、在如下图所示电路中，当电源V=5V时，测得I=1mA。
若把电源电压调整到V=10V，则电流的大小将是[ C ] =2mA 2mA D.不能确定4、在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于[ B ] A.温度 B.掺杂工艺 C.杂质浓度 D.晶体缺陷5、二极管的主要特性是[ C ] A.放大特性 B.恒温特性C.单向导电特性D.恒流特性6、温度升高时，晶体管的反向饱和电流ICBO将[ B ] A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定 7、下列选项中，不属三极管的参数是[ B ] A.电流放大系数βB.最大整流电流IFC.集电极最大允许电流ICMD.集电极最大允许耗散功率PCM 8、温度升高时，三极管的β值将[ A ] A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定 9、在N型半导体中，多数载流子是 [ A ]中国石油大学现代远程教育A. 电子B. 空穴C.离子D. 杂质10、下面哪一种情况二极管的单向导电性好[ A ]A.正向电阻小反向电阻大B. 正向电阻大反向电阻小 C.正向电阻反向电阻都小 D. 正向电阻反向电阻都大11、在P型半导体中，多数载流子是[ B ] A. 电子 B. 空穴 C.离子 D. 杂质四、 asdasdsafsdafsadfas在某放大电路中，晶体管三个电极的电流下图所示。
已量出I1=-，I2=-，I3=。
此可知：1、电极①是 C 极，电极②是 B 极，电极③是 E 极。
2模电新 第1章 常用半导体器件 D1
-V+ R
限流 电阻
+ I(IR)
U
负离子
正离子
PN结 结
- - - - - - - - - - - - E内
E外
P 型多子空穴 N 型多子电子 少子电子 少子空穴
1.1.3 PN结的单向导电性 ( 定性分析 ) 结的单向导电性
1.外加正向电压 正偏”) —正向电流 IF 外加正向电压(“正偏 外加正向电压 正偏” 正向电流 2.外加反向电压 反偏”) —反向电流 IR 外加反向电压(“反偏 外加反向电压 反偏” 反向电流 3. PN结具有单向导电性。( IF>>IR ) 结具有单向导电性。 结具有单向导电性 4. PN结的伏安特性 ( 定量分析 ) 结的伏安特性 正向偏置— 正向偏置 forward bias 反向偏置— 反向偏置 reverse bias
+VR
限流 电阻
+ I(IF)
U
负离子
正离子
PN结 结
- - - - - - - - - - - - E内
E外
P 型多子空穴 N 型多子电子 少子电子 少子空穴
1.1.3 PN结的单向导电性 ( 定性分析 ) 结的单向导电性
1.外加正向电压 正偏”) —正向电流 IF 外加正向电压(“正偏 外加正向电压 正偏” 正向电流 2.外加反向电压 反偏”) —反向电流 IR 外加反向电压(“反偏 外加反向电压 反偏” 反向电流 3. PN结具有单向导电性。( IF>>IR ) 结具有单向导电性。 结具有单向导电性 4. PN结的伏安特性 ( 定量分析 ) 结的伏安特性 正向偏置— 正向偏置 forward bias 反向偏置— 反向偏置 reverse bias
模拟电子科学与技术 第一单元复习题
第一章 常用半导体器件一、判断题：正确： “√”，错误：“×”。
（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）稳压管稳压电路正常工作时，稳压管工作在正向导通状态。
（ ）（6）PN 结正偏时正向电阻很小，呈现低阻态，反偏时反向电阻很大，呈现高阻态。
（ ）（7）在本征半导体中，自由电子与空穴总是成对出现的。
（ ）（8）PN 结外加正向电压时导通，外加反向电压时截止。
（ ）（9）最大整流电流是二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。
（ ）（10）二极管最高反向工作电压就是击穿电压。
（ ）（11）双极型晶体管比场效应管的温度稳定性好、抗辐射能力强。
（ ）（12）当晶体管工作在饱和区时，晶体管失去线性放大作用。
（ ）（13）在测量的稳压管参数时，稳压管的稳定电流Iz 是与稳定电压Uz 所对应的稳压管电流，只要不超过额定功率，电流愈大，稳压效果愈好。
（ ）（14）稳压管电路中，外加反向电压必须大于稳压管的稳定电压，并且必须串联一个电阻来限制反向击穿电流，从而保证稳压管安全正常工作，故称这个电阻为限流电阻。
（ ）（15）晶体管能够放大的内部条件是发射区掺杂浓度远大于基区掺杂浓度，并且基区很薄，集电结面积较大。
（ ）（17）在本征半导体晶体中掺入微量的五价杂质元素，可形成P 型半导体。
( )（18）在本征半导体晶体中掺入微量的五价杂质元素，可形成N 型半导体。
( )（19）普通硅二极管的正向导通压降约等于0.7V （ ）。
（20）普通锗二极管的正向导通压降约等于0.7V （ ）。
（21）普通硅二极管的正向死区电压（门槛电压）约等于0.5V （ ）。
（22）普通锗二极管的正向死区电压（门槛电压）约等于0.5V （ ）。
模电课后答案
模拟电子技术基础第1章 常用半导体器件1.9测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.9所示。
在圆圈中画出管子，并说明它们是硅管还是锗管。
图P1.9解:如解图1.9。
解图1.9第2章 基本放大电路习题2.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的β=80,ber =1kΩ,20iU mV = ,静态时0.7BEQ U V =,4CEQ U V =,20BQ I A μ=。
判断下列结论是否正确，在括号内打“√”和“×”表示。
(1)342002010uA -=-=-⨯ (×) (2)4 5.710.7uA =-=- (×) (3)8054001u A ⨯=-=- (×) (4)80 2.52001uA ⨯=-=- (√) (5)20120i R k k =Ω=Ω (×) (6)0.7350.02i R k k =Ω=Ω (×) (7)3i R k ≈Ω (×) (8)1i R k ≈Ω (√) (9)5OR k =Ω (√) (10) 2.5O R k =Ω (×)(11)20S U mV ≈ (×) (12)60SU mV ≈ (√)2.7电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，'100bb r =Ω。
分别计算L R =∞和3L R k =Ω时的Q 点、uA 、i R 和o R 。
解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、be r 均相等，它们分别为：22CC BEQBEQ BQ bsV U U I A R R μ-=-≈1.76CQ BQ I I mA β=≈'26(1)1.3be bb EQmVr r k I β=++≈Ω 空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为：6.2CEQ CC CQ c U V I R V =-≈； 308c ubeR A r β=-≈-// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω； 93beusube sr A A r R ≈⋅≈-+5o c R R k ==Ω3L R k =Ω时，静态管压降、电压放大倍数分别为：(//) 2.3LCEQ CC CQ c L L cR U V I R R VR R =-≈+用基尔霍夫电流定律容易理解(//)115c L u be R R A r β=-≈- 34.7be us ube sr A A r R ≈⋅≈-+ // 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω 5o c R R k ==Ω。
模拟电子技术基础-总复习最终版
其中 RP R1 // R2 // R3 // R4
另外，uN
R R Rf
uo，uN
uP
ui1 R1 ui2i1 R2 ui3i2R3
P+ + u
o
R4 i4
uo
RP 1
Rf R
ui1 R1
ui 2 R2
ui3 R3
i3
4、 电路如图所示，各引入那种组态的负反馈？设集成运放 输出电压的最大幅值为±14V，填表。
11
14
5、求解图示电路的运算关系式。
同相求和电路 电压串联负反馈
6、求解图示电路的运算关系式。
R2
R1 ui R3
_
R4
+A1+ uo1
R5
_ +A2+
uo
7、求解图示电路的运算关系式。
电压并联负反馈。 电压放大倍数为：-R2/R1。
（3）交流负反馈是指 。 A．阻容耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大交流信号时才有的负反馈 C．在交流通路中存在的负反馈
解：（1）D （2）B （3）C
4、选择合适答案填入空内。
A．电压 B．电流 C．串联 D．并联
（1）为了稳定放大电路的输出电压，应引入 负反馈；
（2）为了稳定放大电路的输出电流，应引入 负反馈；
解：将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路，图略。 各电路的交流通路如解图P2.2所示。
5.在图示电路中，已知晶体管β，rbe，RB，RC=RL，VCC。
（1）估算电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
（2）当考虑信号源内阻为RS时，Aus的数值。
6. 电路如图所示，晶体管的＝100，=100Ω。
模拟电路1习题及解答
8. 稳压二极管电路如图所示，稳压二极管的参数为：UZ＝8V，IZmin＝5mA，
PZM＝240mW，限流电阻R＝390，负载电阻RL＝510，输入电压UI＝17V。
（1）求输出电压Uo及稳压管电流IDZ；
（2）若UI增加20%，RL开路，分析稳压二极管是否安全。
（1）Uo＝8V，IDZ＝7.4mA
5
1. 二极管电路如图所示，设二极管的导通电压UD(on)＝0.7V，试求出各电路 的输出电压Uo。
3kΩ R
3kΩ R
6V
3kΩ R Uo
6V
3kΩ R Uo
6V
Uo
6V
Uo
12V
12V
（a）
（b）
（c）
（d）
（a）二极管导通，输出电压Uo＝6－0.7＝5.3V （b）二极管截止，输出电压Uo＝0 （c）二极管截止，输出电压Uo＝12V （d）二极管导通，输出电压Uo＝6＋0.7＝6.7V
（e）β＝121，α＝0.992， iB＝6μA
16
12. 某双极型晶体管，共射放大倍数β的范围为110≤β≤180。试求对应的共基 放大倍数α的范围。如果基极电流为iB＝50µA，试求集电极电流iC的范围。
iE iC iB
iC iB
iE 1 iB
iC iE
iC 1 iE
1
D
I1
VDD1 4V
I2 R
VDD2
12V
Io RL 1kΩ Uo
R＝1kΩ，二极管截止。I1＝0，I2＝－6mA，Io＝6mA，Uo＝6V R＝5kΩ，二极管导通。I1＝1.56mA，I2＝－1.74mA，Io＝3.3mA，Uo＝3.3V
9
5. 二极管电路如图所示，D1、D2为硅二极管，即二极管的导通电压UD(on)＝ 0.7V，已知ui＝10sinωt (V)，画出输出电压波形。
模拟电子技术(模电课后习题含答案)(第三版)
第1章 常用半导体器件1.1选择合适答案填入空内。
(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 ) 。
A.增大；B.不变；C.减小 1.3电路如图P1.2 所示，已知10sin i u t ω=(V )，试画出i u 与o u 的波形。
设二极管导通电压可忽略不计。
图P1.2 解图P1.2解：i u 与o u 的波形如解图Pl.2所示。
1.4电路如图P1.3所示，已知t u i ωsin 5=(V )，二极管导通电压U D =0.7V 。
试画出i u 与ou 的波形图，并标出幅值。
图P1.3 解图P1.31.6电路如图P1.4所示, 二极管导通电压U D =0.7V ,常温下mV U T 26≈，电容C 对交流信号可视为短路；i u 为正弦波，有效值为10mV 。
试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少？解：二极管的直流电流()/ 2.6D D I V U R mA =-=其动态电阻:/10D T D r U I ≈=Ω故动态电流的有效值：/1di D I U r mA =≈1.7现有两只稳压管，稳压值分别是6V 和8V ，正向导通电压为0.7V 。
试问： (1)若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？ (2)若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？解：(1)串联相接可得4种：1.4V ；14V ；6.7V ；8.7V 。
1、两个管子都正接。
（1.4V ）2、6V 的管子反接，8V 的正接。
模拟电子技术基础(第三版)童诗白、华成英(全)ppt课件
（动画1-1）（动画1-2）
四、本征半导体中载流子的浓度
本征激发(见动画) 复合
动态平衡
在一定温度下本征半导体中载流子的浓度是一定的， 并且自由电子与空穴的浓度相等。
本征半导体中载流子的浓度公式：
ni= pi= K1T3/2 e -EGO/(2KT)
T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:
n = p =1.43×1010/cm3
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。
1.1.2 杂质半导体
杂质半导体有两种
N 型半导体 P 型半导体
一、 N 型半导体(Negative)
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。
原子
浓度，即 p >> n。空穴
为多数载流子，电子为
+4
+4
+4
少数载流子。
图 1.1.4 P 型半导体
说明：
1. 掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决 定少数载流子的浓度。
2. 杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导 体，因而其导电能力大大改善。
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。
第
3.场效应管的分类、工作原理和特性曲线。
三
版
童
诗
白
本章讨论的问题：
1.为什么采用半导体材料制作电子器件？
2.空穴是一种载流子吗？空穴导电时电子运动吗？
3.什么是N型半导体？什么是P型半导体？ 当二种半导体制作在一起时会产生什么现象？
模拟电路习题解答1
解：
（a）饱和失真，增大Rb。 （b）截止失真，减小Rb 。 （c）同时出现饱和失真和截止失 真，应增大VCC。
31
2.10 已知图P2.10所示电路中晶体管的 ＝ 100，rbe=1kΩ。 （1）现已测得静态管压降UCEQ＝6V，估算Rb 约为多少千欧； （2）若测得Ui和Uo的有效值分别为1mV和 100mV，则负载电阻RL为多少千欧？
Ro Rc 3k
44
（2）设Us =10mV（有效值），则
Ri Ui U s 3.2mV Rs Ri U 304mV Uo A u i
45
若C3开路，则
Ri Rb ∥[rbe (1 ) Re ] 51.3k Rc ∥ RL Au 1.5 Re Ri Ui U s 9.6mV Rs Ri U 14.4mV Uo A u i
67
3.8 电路如图P3.8所示，T1和T2的低频跨导 gm均为10mS。试求解差模放大倍数和输 入电阻。
68
69
解：差模放大倍数和输入电阻分别为 Ad＝－gmRD＝－200 Ri＝∞
70
第四章 集成运算放大电路
71
自 测 题 一、选择合适答案填入空内。 （1）集成运放电路采用直接耦合方式是因为 。 A．可获得很大的放大倍数 B. 可使温漂小 C．集成工艺难于制造大容量电容 （2）通用型集成运放适用于放大 。 A．高频信号 B. 低频信号 C. 任何频率信号 （3）集成运放制造工艺使得同类半导体管的 。 A. 指标参数准确 B. 参数不受温度影响 C．参数一致性好 （4）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以 A．减小温漂 B. 增大放大倍数 C. 提高输入电阻 （5）为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用 A．共射放大电路 B. 共集放大电路 C．共基放大电路
模电助教版第1章常用半导体器件FE
半导体器件的频率特性
01
02
03
频率响应
描述半导体器件在不同频 率下的工作性能。
频率限制
由于半导体器件内部电子 和空穴的运动速度限制， 存在一个最高工作频率。
频率变换
通过改变半导体器件的结 构和材料，可以实现不同 频率下的工作。
半导体器件的噪声特性
噪声来源
主要包括热噪声、散粒噪 声和闪烁噪声等。
04伏安特性定义
描述半导体器件在工作状态下， 输入电压与输出电流之间的关系。
线性区与饱和区
在一定的工作电压范围内，半导体 器件的伏安特性呈现线性关系；超 过该范围，器件进入饱和区，电流 不再随电压增大而增大。
截止区与击穿区
当输入电压过低或过高时，半导体 器件处于截止区或击穿区，此时电 流极小或为零。
05
04
1970年代
超大规模集成电路技术的突破，使得 电子设备更加微型化和智能化。
02
半导体基础知识
半导体的定义与分类
总结词
半导体的定义与分类
详细描述
半导体的定义是具有导电性，但导电性介于导体和绝缘体之间的材料。根据导 电性能的不同，半导体可以分为n型和p型两种类型。
半导体材料特性
总结词
半导体材料特性
详细描述
半导体材料具有特殊的物理和化学性质，如高掺杂性、光电效应等。这些特性使 得半导体在电子、光电子、微电子等领域具有广泛的应用。
半导体物理基础
总结词
半导体物理基础
详细描述
半导体物理是研究半导体材料中电子状态和运动的学科，包括能带理论、载流子类型与浓度、迁移率等基本概念。 这些理论为理解半导体的性质和应用提供了基础。
三极管
总结词
模拟电路第一章-二极管
A 800Ω + + 0.5V B uo ui 200Ω 3V
1.2.5 稳压二极管
稳压二极管是硅材料制成的面接触型晶体二极管。 1、稳压管的伏安特性 u>UZ时作用同二极管 曲线越陡， 电压越稳定。
i
u增加到UZ 时，稳压管击穿
UZ u IZ
(a)
UZ
IZ
IZM
2、稳压管的主要参数
(1)稳定电压 UZ 规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电 压。 (2)稳定电流 IZ
+ ui -
0.7V 3V
B
+ uo -
[例7] 电路如图所示，设ui=6sinωt V，试绘出输出电压
uo的波形，设D为硅二极管，开启电压Uon=0.5V，电阻
rd=200Ω。 解： VA= ui
VB=3.5V
+ 800Ω ui 3V -
D +
uo -
ui3.5V D截止 uo=ui ui3.5V D导通 ui -0.5 -3 uo= 0.5 +3 + 200 800 +200 =0.2ui +2.8
P 型半导体
N 型半导体
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。 但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。
近似认为多子与杂质浓度相等。
小结
1、半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间。
2、在一定温度下，本征半导体因本征激发而产生自由 电子和空穴对，故其有一定的导电能力。 3、本征半导体的导电能力主要由温度决定；
Ge
Si
即为本征半导体 通过一定的工艺过程，可将其制成晶体。
本征半导体的结构示意图
共用电子
模拟电子技术基础(第四版)课件 童诗白
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
1.2 半导体二极管
在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。 二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型
图1.2.1二极管的几种外形
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
+4
+45
+4
施主原子
+4
+4
+4
图 1.1.3 N 型半导体
5 价杂质原子称为施主原子。
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
自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n >> p 。 电子称为多数载流子(简称多子)， 空穴称为少数载流子(简称少子)。
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
说明：
第一章 常用半导体器件
1. 掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决 定少数载流子的浓度。
2. 杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导 体，因而其导电能力大大改善。
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
第一章 常用半导体器件
二、 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如 硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。
+4
+4
+4
3 价杂质原子称为
空穴
受主原子。
+4
+34
+4 受主
空穴浓度多于电子
原子
模拟电子技术例题习题
模拟电子技术B 1.6 已知图P1.6所示电路中稳压管的稳定电压UZ＝ 6V，最小稳定电流IZmin＝5mA，最大稳定电流 IZmax＝25mA。 （1）分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输 出电压UO的值； （2）若UI＝35V时负载开路，则会出现什么现象? 为什么？
例题习题
（1）当UI＝15V时，若UO＝UZ＝6V，则 IR=(15-6)V/1K =9mA IDZ=-3mA<IZmin，所以稳压管未击穿。故 当UI＝35V时，若UO＝UZ＝6V，则 RL 500 UIO U I =29mA 15V 5V R=(35-6)V/1K R RL 1000 500 IDZ=17mA， IZMAX>IDZ>IZMIN，所以UO＝UZ＝6V （2）当UI＝35V时，若空载，则有 IDZ= IR=(35-6)V/1K =29mA，IDZ>IZMAX 稳压管将因功耗过大而损坏。
第8页
模拟电子技术B
例题习题
1.8 现测得放大电路中这两只 管子两个电极的电流如图P1.8 所示。分别求另一电极的电流， 标出其实际方向，并在圆圈中 画出管子，且分别求它们的电 流放大系数β。 【解】 （a） I C 1mA 100 I B 10 A （b）
IC 5mA 50 I B 100 A
I BQ
VBB U BEQ Rb
3V 0.7V 460 A 5 K
ICQ=βIBQ=50460μA=23mA。
uo=VCC-ICQRC<UBE
所以T处于饱和状态
第11页
模拟电子技术B
例题习题
第2章 基本放大电路
1. 静态工作点 (Quiescent Point) 放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。 静 态工作点Q（直流值）：UBEQ、IBQ、 ICQ 和UCEQ
模电第1章 常用半导体器件
实际工程需要证明其可行性。
强调定性分析。
实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存
在一定的误差范围的。 电子电路的定量分析称为“估算”。 近似分析要“合理”。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。
电子电路归根结底是电路。
估算不同的参数需采用不同的模型，可用电路的
基本理论分析电子电路。
安徽工程科技学院电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
+4
+4
+4 自由电子
+4
+5 +4
+4 施主原子
+4
+4
+4
图 1.1.3
N 型半导体
安徽工程科技学院电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
二、 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如 硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。
安徽工程科技学院电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
导
言
本课程成绩评定标准
作业
考勤
10 %
10 %
实验报告
考试
10 %
70 %
安徽工程科技学院电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
导
言
一、电子技术的发展 二、模拟信号与模拟电路 三、“模拟电子技术基础”课程的特 点 四、如何学习这门课程 五、课程的目的 六、考查方法
安徽工程科技学院电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
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。 自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n >> p 。 电子称为多数载流子(简称多子)， 空穴称为少数载流子(简称少子)。 5 价杂质原子称为施主原子。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
点接率高。
2016年2月20日星期六
面接触型：结面积大， 结电容大，故结允许 的电流大，最高工作 频率低。
Shandong University
平面型：结面积可小、 可大，小的工作频率 高，大的结允许的电 流大。
第 17 页
模 拟 电 路
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。
2016年2月20日星期六
Shandong University
第 8 页
模 拟 电 路
2.P型半导体
多数载流子是空穴 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？
2016年2月20日星期六
Shandong University
第 25 页
模 拟 电 路
例题：已知稳压管的稳定电压 Uz=6V，最小稳定电流Izmin=5mA， 最大稳定电流Izmax=25mA，负载 电阻=600。求限流电阻R的取 值范围。 解： I R I Dz I L
I Dz (5 ~ 25) mA I L U Z / RL 6 / 600A 10mA 所以 I R (15 ~ 35) mA
• 最大整流电流IF：长时间工作时允许通过的最大 平均电流 • 反向击穿电压UBR和最高反向工作电压UR： 通常UR = UBR /2 • 反向电流 IR：即IS • 最高工作频率fM ：二极管工作的上限频率。因 PN结有电容效应
模 拟 电 路
四、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
又因为U R U I U Z 10 6 4V， 所以 Rmax Rmin UR 4 ( ) 267 I R min 15 103 UR 4 ( ) 114 3 I R max 35 10
Shandong University
2016年2月20日星期六
反向饱和电流
< 0.1µA 几十µA
第 18 页
2016年2月20日星期六
Shandong University
模 拟 电 路
从二极管的伏安特性可以反映出： 1.单向导电性 u UT i I (e 1) 正向特性为 S
指数曲线
若正向电压u UT，则i ISe
u UT
若反向电压 u UT，则i IS
Shandong University
第 23 页
模 拟 电 路
波形分析
交、直流电压源同时 作用的二极管电路
电路的波形分析
输出电压：uR (V U D )
R ui R rD
直流有导通电压UD，交流有动态电阻rD。
2016年2月20日星期六
Shandong University
第 24 页
2016年2月20日星期六
Shandong University
第 6 页
模 拟 电 路
4、本征半导体中载流子的浓度
在一定的温度下，本征激发与复合达到动态平衡。理论分析表明，本 征半导体载流子的浓度为：
ni pi K1T e
3 2
EGO 2 kT
K1为半导体材料载流子有效质量、有效能级密度有关的常量。EGO为 禁带宽度。T=300K 室温下,本征硅的电子和空穴浓度为: n = p =1.43×1010个/cm3；本征锗的电子和空穴浓度为: n = p =2.38×1013个 /cm3。
2016年2月20日星期六
Shandong University
第 13 页
模 拟 电 路
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。
模 拟 电 路
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 在电场作用下产 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时，达到动 态平衡，就形成了PN结。
2016年2月20日星期六
物质由于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，从而产生内电场。
2016年2月20日星期六
Shandong University
第 10 页
2016年2月20日星期六
Shandong University
第 12 页
模 拟 电 路
PN 结的电流方程及伏安特性
理论分析可知, PN结的电流方程为:
qu kT
i I S (e
1)
PN结的伏安特性
i I S (e u / UT 1)
UT=kT/q 常温下, T=300K,UT≈26mV。 齐纳击穿：高掺杂情况下，耗尽层窄，低压时也可形成强电场，而 直接破坏共价键。 雪崩击穿：当反向电压足够强时，少子的漂移速度加快，将共价键 的电子撞离其正常位置，成为自由电子，这些自由电子又可撞击其 他价电子，形成雪崩反应。
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！
100V？5V？1V？
2016年2月20日星期六
Shandong University
？
第 21 页
模 拟 电 路
【例1.2.1】分别估算开关 断开与闭合时输出电压的 数值。二极管导通电压约 为0.7V。
2、本征半导体的晶体结构
共价键
晶格
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(热激发) 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 的浓度增大。
Shandong University
第 11 页
模 拟 电 路
PN 结的单向导电性
必要吗？ PN结加正向电压导通： PN结加反向电压截止： 耗尽层变窄，扩散运动加 耗尽层变宽，阻止扩散运动， 剧，由于外电源的作用，形 有利于漂移运动，形成漂移电 成扩散电流，PN结处于导通 流。由于电流很小，故可近似 状态。 认为其截止。
2016年2月20日星期六
Shandong University
第 5 页
模 拟 电 路
3、本征半导体中的两种载流子
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。 运载电荷的粒子称为载流子。 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 注意：空穴的行为本质上是价电子的行为。
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 )
齐纳击穿 雪崩击穿
i IS (e
u UT
1)
(常温下UT 26mV)
材料
硅Si 锗Ge
击穿 电压
导通电压
0.5~0.8V 0.1~0.3V
反向饱 和电流
开启 电压
温度的 电压当量
开启电压
0.5V 0.1V
图1.2.6 例1.2.1 电路图P22
解：开关断开时二极管正向导通：
UO V1 U D 6V 0.7V 5.3V
开关闭合时二极管反向截止：
UO V2 12V
模 拟 电 路
2.微变等效电路
当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极 管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。
模 拟 电 路
五、稳压二极管
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 不变，为稳定电 压。
限流电阻
斜率？ 进入稳压区的最小电流 不至于损坏的最大电流
2.主要参数
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！
第 2 页
模 拟 电 路
§1.1 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
2016年2月20日星期六
Shandong University
第 3 页
模 拟 电 路
一、本征半导体
1、什么是半导体？什么是本征半导体？
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，不容易形成自由电子，导电性很差。
结电容： C j Cb Cd 注意：由于结电容的存在，若PN结外加电压频率高到 一定程度，则失去单向导电性！
2016年2月20日星期六
Shandong University
第 14 页
模 拟 电 路