南邮模拟电子线路第1章ppt

反馈、振荡器、调制解调电路的基本分析方法
和工程估算方法；
4.掌握典型TTL、CMOS门电路的工作原理和主要
外部电气特性 ；
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五、如何学习
1.“爱好”和“志向”很重要！“兴趣是最好的老 师”。 2. 入门时可能会遇到一些困难。注意不断改进、 总结和调整、提高。
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4.教材 [1] 黄丽亚 等编著. 模拟电子技术基础，北京：机 械工业出版社， 2009
[2] 电子电路教研室. 模拟电子电路B补充讲义(修
订版)， 南京邮电大学校内印刷, 2006
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5.参考书
[1] 康华光. 电子技术基础（模拟部分）(第五版). 北京：高等教育出版社,2006 [2] 华成英 童诗白. 模拟电子技术基础（第四版）. 北京：高等教育出版社,2006 [3] 谢嘉奎. 电子线路（线性部分）(第四版）. 北京：高等教育出版社, 1999（2004年印刷）
模拟电子技术
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1.1 半导体物理基础知识
1.1.0 概述 一、导体、绝缘体、半导体
1.导体(Conductor) ：σ>104s· cm-1 如铝、金、钨、铜等金属，镍铬等合金。 2.绝缘体(Insulator)：σ<10-10s· cm-1 如二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅等。
3.半导体(Semiconductor) ：σ在10-9～103s· cm-1间
二、 PＮ结加反向电压 外加电场强行将多子推离耗尽区，使耗尽区 变宽，内电场增强。
几乎全部杂质原子都能提供一个自由电子。
多子(Majority)（多数载流子）：自由电子；
少子(Minority)（少数载流子）：空穴；
多子浓度 nn≈Nd（施主杂质浓度）
ni pi 1.431010 cm-3 Nd 2 1014 cm-3
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90nm (Pentium 4 670 3.80GHz) 65nm (Core 2 Duo )
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3.课程内容
第1章 半导体二极管及其应用 第2章 双极型晶体管及其放大电路 第3章 场效应晶体管及其放大电路 第4章 放大器的频率响应和噪声 第5章 集成运算放大电路 第6章 反馈 第7章 集成运算放大器的应用 第8章 功率放大电路 第10章 正弦波振荡电路 第11章 调制与解调 第11章 集成逻辑门电路
5.是很多重点大学的考研课程
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三、课程教学内容
1.模拟信号与数字信号 模拟信号：幅值连续、时间连续 u t
O
语言信号波形
数字信号：幅值离散、时间离散（通常变化时 刻之间的间隔是均匀的）
D
0 0
1 0
t1 t2
0 1
t3
1 1
0
1
0
0 1
0
t
13
O
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3.学习方法“过四关” 基本器件关----- 电路构成
工程近似关----- 分析方法 实验动手关----- 实践应用 EDA应用关----- 设计能力
4.分立为基础，集成是重点，分立为集成服务
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六、何谓学好？
1.掌握电子技术的硬件理论（理论）; 2.掌握电子技术的应用实践能力（实践）;
模拟电子技术
2.电子电路的概念、分类及发展
概念：
对弱电类信号进行产生、处理（如串—并变换、 变频、取反、放大等）、存储、传输，由各种元 件互相连接而组成的物理实体。 分类：数字电路、模拟电路 •模拟电路根据有源器件模型分为
线性电路（处理小信号）、非线性电路（处理大信号）
•模拟电路根据信号频率分为
模拟电子技术
主讲: 杨 恒 新
yanghx@njupt.edu.cn
电子科学与工程学院
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绪论
一、模拟电子技术是什么？ 二、课程地位（为什么学？） 三、课程教学内容 四、课程安排与任务 五、如何学习 六、何谓学好？ 七、课程成绩评定方法 八、答疑时间、地点
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如硅、锗、砷化镓、磷化铟、碳化镓等。 注 ：σ为电导率
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二、制造半导体器件的材料
半导体器件是导体、半导体和绝缘体的有机组合体。 半导体是构成当代微电子的基础材料。
+14 2 8 4
惯性核(Inert Ionic Core)
硅原子（Silicon）
+4
+32 2 8 18 4 锗原子（Germanium）
三、杂质半导体的载流子浓度
在热平衡下，两者之间有如下关系：多子浓度值 与少子浓度值的乘积恒等于本征载流子浓度值ni 的平方。 对N型半导体 对P型半导体
nn p n n
2 i
2 i 2 i
pp np ni2 n n np pp N a
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n n pn nn N d
一、稳压二极管的特性
二、稳压二极管的主要参数
三、稳压二极管稳压电路
作业
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一、模拟电子技术是什么？
1.模拟电子电路课程是一门研究模拟电子技术的基
本规律，并注重实践应用的一门学科基础课。
2.内容涉及两本教材（资料）内容:
主教材、补充教材。
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模拟电子技术
二、P型半导体（Positive type）
在本征硅（或锗）中，掺入少量的三价元素 （硼、铝等），就得到P型半导体。室温时， 几乎全部杂质原子都能提供一个空穴。
多子（多数载流子）：空穴；
少子（少数载流子）：自由电子；
多子浓度 pp≈Na（受主杂质浓度）
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1.2 PN结
1.2.1 ＰＮ结的形成
开始扩散运动占优势； 内电场形成，阻止多子扩散，但引起少子漂移； 平衡时，多子扩散与少子漂移达到平衡，即扩 散过去多少多子，就有多少少子漂移过来。
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1.2.2 ＰＮ结的单向导电特性
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价电子(Valence Electron)
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图1.1.1 硅和锗原子结构图和简化模型
1.1.1 本征半导体(Intrinsic Semiconductor)
纯净的半导体，称为本征半导体。
一 、半导体中的载流子
载流子(Carrier)：获得运动能量的带电粒子。
七、课程成绩评定方法
八、答疑时间、地点
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第一章 晶体二极管及其基本电路
（1）了解本征半导体、杂质半导体和PN结的
形成及其特性。
（2）掌握晶体二极管的特性和主要参数。 （3来自百度文库掌握普通二极管、稳压二极管构成的基本 电路的组成、工作原理及分析方法。
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室温下：硅（Si) 原子密度为 5 1022 cm-3 载流子密度为 ni pi 1.431010 cm-3
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1.1.2 杂质半导体(Impurity Semiconductor )
一、N型半导体（Negative type）
在本征硅（或锗）中，掺入少量的五价元素 （磷、砷等），就得到N型半导体。室温时，
六、最高工作频率 f M
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1.3.3 半导体二极管模型
一、理想模型 二、恒压降模型 三、折线模型
四、小信号模型
1.3.4 二极管基本应用电路 一、二极管整流电路 二、二极管限幅电路
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1.4 特殊二极管
1.4.1 稳压二极管
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二、课程地位（为什么学？）
1.是重要的学科基础课 （1）通识基础课：体现学历教育和大学基础的课。 课时多，教学内容基本稳定。 （2）学科基础课：是学科方向的必修课，课时较 多；承前启后；内容相对稳定。
（3）专业基础课：是专业方向的必修课，课时较 多；承前启后；内容相对稳定，但有发展。 （4）专业课：是专业应用性质的必修课和选修课。 分模块， 课时少，内容变化快。
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2.是电气信息类、电子信息科学类专业的主干课程 3.是强调硬件应用能力的工程类课程
(1) 当前社会对于硬件工程师（特别是具有设计开发 能力的工程师）需求量很大。 (2)培养硬件工程师比较困难。
(3) 学好并掌握硬件本领将使你基础实，起点高，发 展大，受益无穷！ 4.是工程师训练的基本入门课程
[4] 谢嘉奎. 电子线路（非线性部分）(第四版）.
北京：高等教育出版社, 1999（2004年印刷）
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四、课程安排与任务
1.一学期课（64学时、4学分），实验课另有安排， 单独设课。 2.掌握常用半导体器件和典型模拟集成电路的特
性与参数； 3.系统地掌握电子线路的基本概念、组成、基本原 理、性能特点和掌握各类放大器、频率响应、
一、PＮ结加正向电压 外加电场，多子被强行推向耗尽区，中和部 分正、负离子使耗尽区变窄，内电场削弱。 由于内电场减弱，有利于多子的扩散，多子
源源不断扩散到对方，形成扩散电流，通过
回路形成正向电流． 由于UB较小，因此只需较小的外加电压U，
就能产生很大的正向电流
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低频电路（处理低频信号）、高频电路（处理高频信号）
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发展：
•电子管时代：1906年诞生电子三极管，之后 出现了无线电通信；
•晶体管时代：1947年诞生晶体三极管；
•集成电路时代：1958年出现集成电路，进入微电 子时期；
•LSI和VLSI时代※： ※0.35μm 0.25μm 0.18μm 0.13μm
k为波尔兹曼常数(8.63×10-6V/K)；
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本征载流子浓度讨论
ni pi A0T
3 / 2 EG 0 / 2 kT
e
本征载流子浓度随温度升高近似按指数规律 增大，所以半导体的导电性能对温度非常敏
感。 室温下，本征半导体的导电能力很弱。
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2 i
杂质半导体载流子小结
杂质半导 体类型 N型 半导体 P型 半导体 多子 浓度 nn≈Nd 少子 浓度 载流子浓度 与温度关系
多子
少子
自由 电子
空穴
ni2 pn 温度变化对 N d 多子浓度影
空穴
自由 电子
pp≈Na
ni2 np Na
响很小；对 少子浓度影 响很大 。
第1章 晶体二极管及其基本电路
1.1 半导体物理基础知识 1.1.0 概述 一、导体、绝缘体、半导体 二、制造半导体器件的材料 1.1.1 本征半导体 一 、半导体中的载流子 二、本征载流子浓度
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1.1.2 杂质半导体 一、N型半导体（Negative type）
二、P型半导体（Positive type）
三、杂质半导体的载流子浓度
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1.2 PN结 1.2.1 ＰＮ结的形成
1.2.2 ＰＮ结的单向导电特性
一、PＮ结加正向电压
二、 PＮ结加反向电压
三、PN结电流方程 1.2.3 PN结的击穿特性 一、齐纳击穿 二、雪崩击穿
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1.2.4 PN结的电容特性 一、 势垒电容
二、扩散电容
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1.3 半导体二极管及其基本电路 1.3.1 二极管特性曲线 1.3.2 二极管的主要参数 一、直流电阻 二 、交流电阻 三、最大整流电流 I F 四、最大反向工作电压 URM 五、反向电流ＩＲ
在绝对零度(-273℃)和没有外界影响时，所有 价电子都被束缚在共价键内，晶体中没有自由 电子，所以半导体不能导电。晶体中无载流子。
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二、本征载流子浓度
ni pi A0T e
(Hole)的浓度(cm–3 )；
3 / 2 EG 0 / 2kT
ni,pi分别表示自由电子(Free Electron)和空穴 A0为常数，Si(Ge):3.87(1.76)×1016cm-3· K-3/2； EG0为T=0K时的禁带宽度，Si(Ge):1.21(0.78)eV；