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模拟电子技术第1章PPT课件
多数载流子——自由电子 施主离子
少数载流子—— 空穴
7
8
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
8
电子空穴对
空穴
+4 +4
P型半导体
－ － －－
+3 +4
－ － －－
－ － －－
+4 +4
受主离子
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 9
杂质半导体的示意图
(1) 稳定电压UZ ——
在规定的稳压管反向工作电流IZ下UZ，所对应的Iz反min 向工作电u压。
(2) 动态电阻rZ ——
△I
rZ =U /I
rZ愈小，反映稳压管的击穿特性△愈U 陡。
I zmax
(3) 最小稳定工作 电流IZmin——
保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。
(4) 最大稳定工作电流IZmax——
17
EW
R
18
(2) 扩散电容CD
当外加正向电压
不同时，PN结两 + 侧堆积的少子的 数量及浓度梯度 也不同，这就相 当电容的充放电 过程。
P区 耗 尽 层 N 区 －
P 区中电子 浓度分布
N 区中空穴 浓度分布
极间电容（结电容）
Ln
Lp
x
电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来
18
19
1.2 半导体二极管
30
31
四、稳压二极管
稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管
பைடு நூலகம்
模电PPT专业知识
① Ri＝1～2kΩ，Au 旳数值≥3000； ② Ri ≥ 10MΩ，Au旳数值≥300； ③ Ri＝100～200kΩ，Au旳数值≥150；Ro≤100Ω。 ④ Ri ≥ 10MΩ，Au旳数值≥10，Ro≤100Ω。
①共射、共射； ③共集、共射；
②共源、共射； ④共源、共集。
3.3、直接耦合放大电路
工业控制中旳诸多物理量，如温度、流量、压 力、液面、长度等都是经过不同旳传感器转化成 了变化缓慢旳非周期性信号，且信号旳幅度非常 薄弱。必须经过直接耦合放大电路放大后才干驱 动负载。
、零点漂移现象及其产生旳原因 1、什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0旳现象。
产生原因：温度变化，直流电源波动，器件老化。 其中晶体管旳特征对温度敏感是主要原因，故也称 零漂为温漂。 克服温漂旳措施：引入直流负反馈，温度补偿。 经典电路： 静态工作点稳定电路、差分放大电路。
4. 电压传播特征
放大电路输出电压 与输入电压之间旳关 系称为电压传播特征， 其定义式为：
uO f (uI )
中间一段是线性，斜率即差模放大倍数。输入电压
幅值过大时，输出电压就会产生失真。再加大uId， 则uOd将趋于不变，其数值取决于电源电压VCC。
三、差分放大电路旳四种接法
在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点， 以防止干扰；或负载需要有“ 接地”点，以安 全工作。
uO uC1 uC2 2uC1
实现了电压放大
Re1和Re2降低放大倍
数
iE1 iE2
合二为一为Re
iE
0
经典电路
为简化电路，便于调整Q点，也为了使电源和信号 源“共地”，产生了右图所示旳经典差分放大电路， 即长尾式差分放大电路。 注意：
模电知识复习ppt
ui
R1
R2
§6.5 负反馈对放大电路性能的影响
一、使放大倍数降低了 (1A倍F) 二、放大倍数的稳定性提高了(1A倍F)
三、减小非线性失真
四、抑制干扰和噪声 五、频带展宽了 (1 A倍F)
六、对输入电阻和输出电阻的影响
⒈对输入电阻的影响
⑴串联反馈： 输入电阻增加 ⑵并联反馈： 输入电阻减小
2V 2.7V 5V ( a)
2V 4.3V 5V ( b)
－5V －1V －1.3V ( c)
解：（a）NPN，硅，左起e、b、c；放大状态。
（b）PNP，硅，左起 c、b、e；放大状态。 （c）PNP，锗，左起 c、e、b。放大状态。
3：现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流 如图所示。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。且分别求出他们的 电流放大系数。
空穴数>>自由电子数 ★ 1.1.3 PN结 单向导电性:PN结加正向电压时，PN结变窄，正向电阻很 低，正向电流大，PN结导通。PN结加反向电压时，PN结变 宽，反向电阻很大，PN结截止。这种特性称为单向导电性。
§1.2 半导体二极管
★ 1.2.2 二极管的伏安特性
1.正向特性 2.反向特性 3.反向击穿 ⒋二极管电流方程
U
I IS(e UT 1)
★ 1.2.5 稳压管 稳压管工作在反向击穿区。
§1.3 双极型晶体管
晶体管是一个电流控制元件
iC iB
|UCE常数
晶体管的电流分配关系 IE=IC+IB
★ 1.3.3 晶体管的共射特性曲线
输出特性曲线
1.截止区： 特点：①Je、Jc均反偏；②IB=0 ，IC≈ICEO≈0；
模拟电子技术基础ppt课件
2. PN 结外加反向电压时处于截止状态(反偏) 反向接法时，外电场与内电场的方向一致，增强了内 电场的作用；
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。
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。
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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。
模拟电路基础教程PPT完整全套教学课件全
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透彻掌握器 件特性
1
重视对电路 构成原理的
学习
2
理论与实践 的关系
3
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目前国内使用较多的电路设计仿真软件有PSPICE、Proteus和Multisim 等。就模拟电路仿真来说,Multisim 以其界面友好、功能强大、易于学习 的优点而受到高校电类专业师生和工程技术人员的青睐。Multisim13.0版 本已上市,但目前使用比较稳定、用户数较多的还是10.0版本。对于使用 者来说,只要有一台计算机和Multisim 软件,就相当于拥有了一间设备齐全 的电路实验室,可以调用元器件,搭建电路,利用虚拟仪器进行测量,对电路 进行仿真测试,可以实时修改各类电路参数,实时仿真,从而帮助使用者了解 各种电路变化对电路性能的影响,对电路的测量直观、智能,是进行电路分 析和设计的有效辅助工具。使用者在学习和解题的过程中,可以通过 Multisim 对电路中某个节点的电压波形、某条支路的电流波形、电路结构 变化产生的影响等方方面面问题快速仿真而得到答案。
模拟电路基础教程PPT课件
1.1.4 一般电子系统的构成 1.电子系统的分类
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模拟电子 系统
数字电子 系统
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2.电子系统的构成
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1.1.5 模拟电子技术的发展
在式(1-1-1)中,K 为常数,使u(t)和T(t)之间形成如图1-1-1所示的相 似形关系。如果K 不能保持为常数,则称模拟信号发生了失真。失真问 题是模拟电路中始终需要引起注意和克服的重要问题。
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)。
模电的课件
理、步骤、数据记录等。
实验实施
03
按照实验方案进行实验操作，注意观察和记录实验数据，及时
处理异常情况。
实验结果分析与讨论
实验结果整理
对实验数据进行整理和分析，确保数据的准确性和可靠性。
结果讨论
根据实验结果，对实验原理、操作过程、数据处理等方面进行讨 论和总结。
改进建议
针对实验中存在的问题和不足，提出改进建议和措施，为今后的 实验教学提供参考。
模拟电路的特点
模拟电路具有连续性、真实性等特点 ，能够实现对模拟信号的放大、滤波 、转换等功能。
模拟电路与数字电路区别
信号形式
模拟电路处理的是连续的模拟信 号，而数字电路处理的是离散的
数字信号。
信号处理方式
模拟电路通过对模拟信号进行放大 、滤波等操作实现信号的处理，而 数字电路则通过逻辑门电路对数字 信号进行运算和处理。
放大电路
01
02
03
电压放大电路
通过电阻和电容等元件， 将输入信号放大，输出电 压幅度远大于输入电压幅 度。
电流放大电路
通过晶体管等元件，将输 入信号放大，输出电流幅 度远大于输入电流幅度。
功率放大电路
通过晶体管等元件，将输 入信号放大，输出功率远 大于输入功率，用于驱动 负载。
滤波电路
低通滤波电路
精度和稳定性
由于数字信号只有高低电平两种状 态，因此数字电路的精度和稳定性 通常比模拟电路更高。
模拟电路应用领域
通信领域
模拟电路在通信领域中有着广 泛的应用，如手机、电话、无 线电等通信设备中都离不开模
拟电路。
音频领域
模拟电路可以实现对音频信号 的放大和处理，因此在音响、 录音设备等音频领域中也有广 泛的应用。
模电课件ppt
线性系统分析
研究非线性电路的静态和动态特性，如分岔、混沌等现象。
非线性系统分析
利用控制理论和方法研究电路系统的反馈控制和自动调节。
控制系统分析
通过最优化算法和数学规划方法，寻求电路性能的最佳设计方案。
最优化系统分析
模拟电路元件
总结词
电阻是模拟电路中最基本的元件之一，用于限制电流。
详细描述
电阻的阻值大小由其材料、长度和横截面积决定，通常用欧姆（Ω）作为单位。在电路中，电阻用于调节电流和电压，实现各种不同的功能。
总结词
不同类型的电阻具有不同的特性，如碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻等。
详细描述
碳膜电阻具有较好的稳定性，适用于高精度的测量和控制系统；金属膜电阻具有较低的温度系数和稳定的性能，适用于高频电路；水泥电阻则具有较大的功率容量，适用于大电流电路。
01
02
03
04
总结词：电容是模拟电路中用于存储电荷的元件，具有隔直流通交流的特性。详细描述：电容的容量大小由其电极面积和间距决定，通常用法拉（F）作为单位。在电路中，电容用于滤波、旁路、耦合等作用，能够平滑电流或电压的波动。总结词：不同类型的电容具有不同的特性，如电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等。详细描述：电解电容具有较大的容量和较低的价格，适用于低频电路；陶瓷电容具有较高的绝缘性能和稳定的温度系数，适用于高频电路；薄膜电容具有较小的体积和较高的可靠性，适用于小型化和便携式设备。
电压放大倍数是指输出电压与输入电压的比值，用于衡量模拟电路的放大能力。
电压放大倍数是模拟电路的重要性能指标之一，它反映了电路对输入信号的放大能力。在理想情况下，电压放大倍数越大，电路的放大能力越强。然而，在实际应用中，过高的放大倍数可能导致信号失真和稳定性问题。因此，需要根据实际需求选择合适的放大倍数。
研究非线性电路的静态和动态特性，如分岔、混沌等现象。
非线性系统分析
利用控制理论和方法研究电路系统的反馈控制和自动调节。
控制系统分析
通过最优化算法和数学规划方法，寻求电路性能的最佳设计方案。
最优化系统分析
模拟电路元件
总结词
电阻是模拟电路中最基本的元件之一，用于限制电流。
详细描述
电阻的阻值大小由其材料、长度和横截面积决定，通常用欧姆（Ω）作为单位。在电路中，电阻用于调节电流和电压，实现各种不同的功能。
总结词
不同类型的电阻具有不同的特性，如碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻等。
详细描述
碳膜电阻具有较好的稳定性，适用于高精度的测量和控制系统；金属膜电阻具有较低的温度系数和稳定的性能，适用于高频电路；水泥电阻则具有较大的功率容量，适用于大电流电路。
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总结词：电容是模拟电路中用于存储电荷的元件，具有隔直流通交流的特性。详细描述：电容的容量大小由其电极面积和间距决定，通常用法拉（F）作为单位。在电路中，电容用于滤波、旁路、耦合等作用，能够平滑电流或电压的波动。总结词：不同类型的电容具有不同的特性，如电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等。详细描述：电解电容具有较大的容量和较低的价格，适用于低频电路；陶瓷电容具有较高的绝缘性能和稳定的温度系数，适用于高频电路；薄膜电容具有较小的体积和较高的可靠性，适用于小型化和便携式设备。
电压放大倍数是指输出电压与输入电压的比值，用于衡量模拟电路的放大能力。
电压放大倍数是模拟电路的重要性能指标之一，它反映了电路对输入信号的放大能力。在理想情况下，电压放大倍数越大，电路的放大能力越强。然而，在实际应用中，过高的放大倍数可能导致信号失真和稳定性问题。因此，需要根据实际需求选择合适的放大倍数。
模拟电子技术基础.ppt
多子的扩散运动由杂质离子形成空间电荷区
空间电荷区形成内电场
内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散
最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。对于 P型半导体和N型 半导体结合面， 离子薄层形成的 空间电荷区称为 PN结。空间电 荷区也称耗尽层。
在出现了空间电荷区后，
PN结的形成过程
由于正负电荷间的相互作用，
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、 铟等形成了P型半导体，也称为空穴型半导体。
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，由本征激发形成。
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
综 上：
本征半导体中掺入微量杂质元素构成杂质半导体。 在常温下，杂质原子均已电离，载流子浓度就大大增加， 使半导体的导电能力大大提高。
数字电路：处理数字信号的电子电路
数字信号：一种离散的信号（包括时间离散和 幅值离散两种情况）
电子信息系统
模拟电路
信号 提取
信号的 预处理
信号的 加工
信号的驱 动与执行
传感器、 接收器
A/D 转换
计算机或 其它数字 处理系统
D/A 转换
提取出的信号：弱信号、噪声大、易受干扰。
预处理：隔离、滤波、阻抗变换、放大。
本征激发小结：
（1）空穴与电子成对出现。
（2）自由电子在晶格中运动，空穴在共价键内运动。
（3）温度一定时，激发和复合达到动态平衡。
（4）温度升高时，载流子浓度增大，导电能力增强， 因此，本征半导体可以制成热敏元件和光敏元件。
1.1.2 杂质半导体
➢ N型半导体 ➢ P型半导体
电子技术基础总结模电PPT课件
Rb1
L Cb R b2
L
（ +）
Vcc
C（2 +）
C1
（ +）
Ce
Re
（ +）
振荡频率：
1
f0 2
LC 2
第24页/共37页
1 L C1 C2C1源自 C2串联型石英晶体振荡器
R b1
Rc1
(+) (+) R
(+)
Cb
R b2
Re1
石英晶体
+VCC
.
(+)
Uo
Re2
第25页/共37页
分析下图的振荡电路能否产生振荡，若产生振荡, 石英晶体处于何种状态？
Rf
R1 －
∞ uo
A+
V
+
Rb1 C1
Vcc
Rc C2
R
C1
L
C2
R b2
Re
Ce
LC
(a)
(b)
++ VCC
Rc
Rc
RC
T1 T2
Rb
RC
Is
Rb
+ - VEE
(a)
第29页/共37页
－A +
∞
+
C2
C1
(b)
Cs
石英晶体
理想运放组成的运算电路如图所示，求运算关系表达式:
VO V1 V2
R2
C2 +
RL
u o
-
输入电阻： Rb / /rbe rbe
（中）
输出电阻： 用途
Rc
（中）
信号放大
Rb // rbe (1 )(Re // RL)
模电基础PPT课件
蔡红娟
模拟电子技术
本章主要内容
定义：N型半导体、P型半导体、自由电子与空穴、
扩散与漂移、PN结、二极管、稳压管、三极管、场 效应管
原理：二极管的单向导电性；三极管的放大作用；
半导体器件的工作特性及主要参数
方法：
如何判断二极管的通断； 如何判断三极管的类型； 如何判断三极管在电路中的工作状态
金属触丝
PN 结
P型硅
N型锗片
N型锗
N型硅
阴极引线 点接触型
2020/12/4
阴极引线 面接触型
蔡红娟
阴极引线 平面型
模拟电子技术
半导体二极管的伏安特性
二极管具有单向导电性
阈值电压 : 硅管0.7V
I
P
N
+
-
导0.1~0.3V
O
反向击穿
Uth
U
电压UB
2020/12/4
蔡红娟
模拟电子技术
N型半导体
P型半导体
为什么采用半导体材料制作电子器件？
2020/12/4
蔡红娟
模拟电子技术
PN结的形扩 度散 差成运 引动 起： 的因载浓流
子的P定、向N移型动 半导体结合
浓度差使多子扩散运动；P→
N
空间电荷区，形成内 漂移运动：载流子 电场N（+）→ P（-）
2020/12/4
蔡红娟
模拟电子技术
1.1 半导体器件
半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间。
光敏性、热敏性
运载电荷的粒子，参与导电
掺入杂质，导电性能可控
本征半导体：T=0K，没有载流子，呈绝缘特性
2020/12/4
Ge
Si
模拟电子技术基础(完整课件)
>100000
封装好的集成电路
课程的教学方法
模电——“魔”电 特点：电路形式多、公式多、工程性强 教学方法： 课堂讲课 ——每章小结 ——自我检测题
——作业 ——作业反馈
——实验 ——答疑
总成绩＝期末（70％）＋平时（30％） 平时：作业、课堂、实验等
教材：《模拟电子技术基础》，李国丽王涌李如 春主编，高等教育出版社，国家级十二 五规划教材
就在这个过程中，爱迪生还发现了一 个奇特 的现象：一块烧红的铁会散发出电子云。后人 称之为爱迪生效应，但当时不知道利用这一效 应能做些什么。
1904年，英国发明家弗莱明在真空中加热的 电丝(灯丝)前加了一块板极，从而发明了第一 只电子管，称为二极管。
1906 年，美国发明家德福雷斯特，在二极管 的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板，从而 发明了第一只真空三极管，建树了早期电子技 术上最重要的里程碑——电子工业真正的诞生 起点 。
2000年10月10日，基尔比 与另外两位科学家共同分享 诺贝尔物理学奖。
获得2000年Nobel物理奖
1958年第一块集成电路：TI公司的Kilby，12个器件，Ge晶片
1959年7月30日，硅谷的仙童半导体公司的诺依斯 采用先进的平面处理技术研制出集成电路，也申请到 一项发明专利 ，题为“半导体器件——导线结构”； 时间比基尔比晚了半年，但确实是后来微电子革命的 基础。
1959年仙童制造的IC
诺依斯
1971年：全球第一个微处理器4004由Intel 公司推出，在它3毫米×4毫米的掩模上，有 2250个晶体管，每个晶体管的距离是10微米， 每秒运算6万次。也就是说，一粒米大小的芯片 内核，其功能居然与世界上第一台计算机—— 占地170平方米的、拥有1.8万个电子管的 “爱
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扩散运动： 由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散运动。
3.2.2 PN结形成
在一块本征半导体两侧通过扩散不同的杂质,分 别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半 导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程:
因浓度差
多子的扩散运动 由杂质离子形成空间电荷区
空间电荷区形成内电场
内电场促使少子漂移
第一章 绪 论
主讲: 胡仕刚
湖南科技大学信息与电气工程学院
1.2 放大电路基本知识
一、放大电路的表示方法
放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流 在幅度上得到了放大。放大电路为双口网络，即一个信号 输入口和一个信号 标
1.放大倍数(增益)——表征放大器的放大能力
反 向
反向特性 O
正向特性 Vth uD /V
Vth = 0.5 V (硅管) 0.1 V (锗管)
V Vth
iD 急剧上升
输出端
uS ~
Au
Ro
输出端
u’o
输出电阻的定义：
.
Ro
=
U’o
.
I’o
RL =∞ ,
US =0
输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro越小，放 大电路带负载的能力越强，反之则差。
4. 通频带 A
Am 0.7Am
放大倍数随频率 变化曲线——幅 频特性曲线
3dB带宽
fL 下限截 止频率
上限截 fH 止频率
下面举两个例子说明虚短和虚断的运用。
几种常见的基本运算电路
• 反相比例运算 • 同相比例运算 • 电压跟随器 • 加法电路 • 减法电路 • 积分电路
3.1 半导体的基本知识 3.2 PN结的形成及特性 3.3 半导体二极管 3.4 二极管基本电路及其分析方法 3.5 特殊二极管
3.1.4 杂质半导体
o
u+ - u-
-Uo(sat)
理想运算放大器
理想运放及其分析依据
1）开环电压放大倍数 Auo→∞ 理想化条件： 2）差模输入电阻 rid→∞
3）开环输出电阻 ro→0 4）共模抑制比 KCMRR→∞
＋
＋
Vp
－
－
vN
＋
－
＋
Avo(vp-vN)
－
vo
理想运算放大器的特性
理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”的特性， 这两个特性对分析线性运用的运放电路十分有用。为 了保证线性运用，运放必须在闭环(负反馈）下工作。
f
通频带： fBW=fH–fL
第二章 运算放大器
主讲: 胡仕刚
湖南科技大学信息与电气工程学院
开环电压放大倍数高(104-107)； 输入电阻高（约几百KΩ）； 输出电阻低（约几百Ω）； 漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低 。
电压传输特性 Vo=Avo(vp-vN)
+Uo(sat)
理想特性 实际特性
内电场阻止多子扩散
最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。
3.2.3 PN结的单向导电性
PN结加正向电压时，呈现低电阻， 具有较大的正向扩散电流；
PN结加反向电压时，呈现高电阻， 具有很小的反向漂移电流。
由此可以得出结论：PN结具有单向 导电性。
PN结V-I 特性表达式
iD = IS (evD /VT 1)
RS ii
uS
ui
信号源 输入端
Ri
Au
输出端
输入电阻：
Ri=ui / ii
一般来说， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。 （2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。
3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进 去的等效电阻。决定了放大电路带负载的能力。
模拟电路知识体系
• 总的来说就是以三极管为核心，以集成运放为主 线。
• 集成运放内部主要组成单元是差分输入级、电压 放大级、功率放大级、偏置电路。
• 集成运放的两个不同工作状态：线性和非线性应 用。
• 模拟电路主要就是围绕集成运放的内部结构、外 部特性及应用、性能改善、工作电源产生、信号 源产生等展开。
根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器 可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。
（1）电压放大倍数定义为: （2）电流放大倍数定义为: （3）互阻增益定义为: （4）互导增益定义为:
AU=UO/UI
AI=IO/II
Ar=UO/II Ag=IO/UI
2. 输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电 阻，决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。
(2)虚断
由于运放的差模输入电阻很大，一般都在1 M 以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1 A， 远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两 输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接 近开路。 “虚断”是指在分析运放处于线性状态时， 可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假 开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质， 可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质 主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体 称为杂质半导体。
N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的 半导体。
P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的半 导体。
3.2.1 载流子的漂移与扩散
漂移运动： 由电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。
3.3.2 二极管的伏安特性
一、PN 结的伏安方程
反向饱和电流 10-8---10-14A
温度的 电压当量
玻尔兹曼常数 1.38*10-23J/K
VT
=
kT q
电子电量
当 T = 300(27C)：
VT = 26 mV
二、二极管的伏安特性
0 V Vth iD = 0
iD /mA
V (BR) IS
(1)虚短
由于运放的电压放大倍数很大，而运放的输出电 压是有限的，一般在10 V～14 V。因此运放的差模输入 电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于 “短 路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接 近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时， 可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简 称虚短。显然不能将两输入端真正短路。
其中
IS ——反向饱和电流 VT ——温度的电压当量
且在常温下（T=300K）
VT
=
kT q
= 0.026V
= 26mV
PN结的伏安特性
3.2.4 PN结的反向击穿
当PN结的反向电压 增加到一定数值时，反 向电流突然快速增加， 此现象称为PN结的反向 击穿。
热击穿——不可逆
雪崩击穿 齐纳击穿
电击穿——可逆
3.2.2 PN结形成
在一块本征半导体两侧通过扩散不同的杂质,分 别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半 导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程:
因浓度差
多子的扩散运动 由杂质离子形成空间电荷区
空间电荷区形成内电场
内电场促使少子漂移
第一章 绪 论
主讲: 胡仕刚
湖南科技大学信息与电气工程学院
1.2 放大电路基本知识
一、放大电路的表示方法
放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流 在幅度上得到了放大。放大电路为双口网络，即一个信号 输入口和一个信号 标
1.放大倍数(增益)——表征放大器的放大能力
反 向
反向特性 O
正向特性 Vth uD /V
Vth = 0.5 V (硅管) 0.1 V (锗管)
V Vth
iD 急剧上升
输出端
uS ~
Au
Ro
输出端
u’o
输出电阻的定义：
.
Ro
=
U’o
.
I’o
RL =∞ ,
US =0
输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro越小，放 大电路带负载的能力越强，反之则差。
4. 通频带 A
Am 0.7Am
放大倍数随频率 变化曲线——幅 频特性曲线
3dB带宽
fL 下限截 止频率
上限截 fH 止频率
下面举两个例子说明虚短和虚断的运用。
几种常见的基本运算电路
• 反相比例运算 • 同相比例运算 • 电压跟随器 • 加法电路 • 减法电路 • 积分电路
3.1 半导体的基本知识 3.2 PN结的形成及特性 3.3 半导体二极管 3.4 二极管基本电路及其分析方法 3.5 特殊二极管
3.1.4 杂质半导体
o
u+ - u-
-Uo(sat)
理想运算放大器
理想运放及其分析依据
1）开环电压放大倍数 Auo→∞ 理想化条件： 2）差模输入电阻 rid→∞
3）开环输出电阻 ro→0 4）共模抑制比 KCMRR→∞
＋
＋
Vp
－
－
vN
＋
－
＋
Avo(vp-vN)
－
vo
理想运算放大器的特性
理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”的特性， 这两个特性对分析线性运用的运放电路十分有用。为 了保证线性运用，运放必须在闭环(负反馈）下工作。
f
通频带： fBW=fH–fL
第二章 运算放大器
主讲: 胡仕刚
湖南科技大学信息与电气工程学院
开环电压放大倍数高(104-107)； 输入电阻高（约几百KΩ）； 输出电阻低（约几百Ω）； 漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低 。
电压传输特性 Vo=Avo(vp-vN)
+Uo(sat)
理想特性 实际特性
内电场阻止多子扩散
最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。
3.2.3 PN结的单向导电性
PN结加正向电压时，呈现低电阻， 具有较大的正向扩散电流；
PN结加反向电压时，呈现高电阻， 具有很小的反向漂移电流。
由此可以得出结论：PN结具有单向 导电性。
PN结V-I 特性表达式
iD = IS (evD /VT 1)
RS ii
uS
ui
信号源 输入端
Ri
Au
输出端
输入电阻：
Ri=ui / ii
一般来说， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。 （2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。
3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进 去的等效电阻。决定了放大电路带负载的能力。
模拟电路知识体系
• 总的来说就是以三极管为核心，以集成运放为主 线。
• 集成运放内部主要组成单元是差分输入级、电压 放大级、功率放大级、偏置电路。
• 集成运放的两个不同工作状态：线性和非线性应 用。
• 模拟电路主要就是围绕集成运放的内部结构、外 部特性及应用、性能改善、工作电源产生、信号 源产生等展开。
根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器 可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。
（1）电压放大倍数定义为: （2）电流放大倍数定义为: （3）互阻增益定义为: （4）互导增益定义为:
AU=UO/UI
AI=IO/II
Ar=UO/II Ag=IO/UI
2. 输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电 阻，决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。
(2)虚断
由于运放的差模输入电阻很大，一般都在1 M 以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1 A， 远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两 输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接 近开路。 “虚断”是指在分析运放处于线性状态时， 可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假 开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质， 可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质 主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体 称为杂质半导体。
N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的 半导体。
P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的半 导体。
3.2.1 载流子的漂移与扩散
漂移运动： 由电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。
3.3.2 二极管的伏安特性
一、PN 结的伏安方程
反向饱和电流 10-8---10-14A
温度的 电压当量
玻尔兹曼常数 1.38*10-23J/K
VT
=
kT q
电子电量
当 T = 300(27C)：
VT = 26 mV
二、二极管的伏安特性
0 V Vth iD = 0
iD /mA
V (BR) IS
(1)虚短
由于运放的电压放大倍数很大，而运放的输出电 压是有限的，一般在10 V～14 V。因此运放的差模输入 电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于 “短 路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接 近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时， 可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简 称虚短。显然不能将两输入端真正短路。
其中
IS ——反向饱和电流 VT ——温度的电压当量
且在常温下（T=300K）
VT
=
kT q
= 0.026V
= 26mV
PN结的伏安特性
3.2.4 PN结的反向击穿
当PN结的反向电压 增加到一定数值时，反 向电流突然快速增加， 此现象称为PN结的反向 击穿。
热击穿——不可逆
雪崩击穿 齐纳击穿
电击穿——可逆