【正文】 別是模擬電路中的新器件、新技術(shù)、新方法的廣泛應(yīng)用，使得電子測量和探索自然規(guī)律的實驗方法進入了一個新階段，因此 《 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 》 具有重要的地位和作用。1 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 聊城大學 物理科學與信息工程學院 楊少卿 2 《 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 》 是電子信息科學與技術(shù)專業(yè)、通信工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)以及物理學專業(yè)本、?？频囊婚T重要的專業(yè)核心課，具有很強的綜合性、技術(shù)性和實用性。 3 《 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 》 與其他課程的聯(lián)系： 本課程的先修課程是普通物理、電路分析基礎(chǔ)等。 4 課程教學目標： 掌握模擬電路中的基本概念，電子元器件的功能和使用。 適當引入近些年來電子技術(shù)的新器件、新技術(shù)、新方法，以利于學生了解電子技術(shù)的新發(fā)展，擴展知識面，開闊視野。 ? 信息需要借助于某些物理量（如聲、光、電）的變化來表示和傳遞。 9 ?3. 電子電路中信號的分類 ? 模擬信號 ? 對應(yīng)任意時間值 t 均有確定的函數(shù)值 u或 i，并且u或 i 的幅值是連續(xù)取值的，即在時間和數(shù)值上均具有連續(xù)性。 ? 最基本的處理是對信號的放大。 ? 處理模擬信號的電子電路及其相關(guān)的基本功能： 各種放大電路、濾波電路、運算電路、信號轉(zhuǎn)換電路、 信號發(fā)生電路、電源電路等等。 強調(diào)定性分析。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。 半導體的基礎(chǔ)知識 167。 單結(jié)晶體管和晶閘管（了解） 167。 半導體： 導電特性介于導體和絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導體 , 如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。例如：室溫下，在純硅中 摻 入百萬分之一的硼，可以使硅的導電能力提高 50萬倍。 15 在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣，每個原子都處在正四面體的中心，而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子與其相臨的原子之間形成 共價鍵 ，共用一對價電子 。 17 二、本征半導體的導電機理 在絕對 0度 （ T=0K） 和沒有外界激發(fā)時 ,價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導體中沒有可以運動的帶電粒子（即載流子 ），它的導電能力為 0，相當于絕緣體。 自由電子在運動過程中如果與空穴相遇就會填補空穴而消失 ,稱為 復合 ；在一定的溫度下，熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子與空穴對，與復合的自由電子與空穴對數(shù)目相等，故達到 動態(tài)平衡 . 本征半導體的導電能力取決于載流子的濃度，在一定溫度下 ,載流子的濃度是一定的， 溫度越高，載流子的濃度越高， 本征半導體的導電能力越強 。 N 型半導體： 在本征半導體中摻入五價元素 (如磷 )構(gòu)成的雜質(zhì)半導體。 當附近硅原子的外層電子由于熱運動填補空穴時，硼原子成為不可移動的負離子。近似認為多子 濃度 與所摻雜質(zhì)濃度相等。 隨著 擴散 運動的進行，空間電荷區(qū)加寬，內(nèi)電場增強，阻止擴散運動的進行，但有利于少子的 漂移 。 PN 結(jié)具有單向?qū)щ娦? 當擴散的多子和漂移的少子數(shù)目相等時，達到動態(tài)平衡，形成 PN 結(jié)。 － － － － + + + + N P + _ R E PN 結(jié)具有單向?qū)щ娦裕? 反向 飽和電流 27 三、 PN 結(jié)的電流方程 )1( ?? kTquS eIi)1( ?? TUuS eIi由理論分析知 ， PN 結(jié)外加電壓 u 與流過的電流 i 的關(guān)系為： 其中 , IS 為反向飽和電流， q為電子電量， k為玻爾茲曼常數(shù)， T為熱力學溫度。 點接觸型 ： 結(jié)面積小，結(jié)電容小 故結(jié)允許的電流小 最高工作頻率高 高頻、小功率整流 面接觸型： 結(jié)面積大，結(jié)電容大 故結(jié)允許的電流大 最高工作頻率低 整流 符號 平面型： 結(jié)面積可小、可大 小的工作頻率高 大的允許的電流大 開關(guān)、大功率整流 二極管的幾種常見結(jié)構(gòu) 30 二極管的 伏安特性 開啟電壓 Uon: 硅管 ，鍺管 導通電壓 : 硅管 ~,鍺管 ~ 反向擊穿電壓 UBR )1( ?? TUuS eIiU I 31 溫度對二極管伏安特性的影響 在室溫附近， 溫度每升高 1℃ ，正向壓降減小 2~，溫度每升高 10℃ ，反向電流大約增大一倍。 2. 最高反向工作電壓 UR 二極管工作時允許外加的最大反向電壓。 二極管的應(yīng)用： 主要利用它的單向?qū)щ娦?，?yīng)用于整流、限幅、保護等等。B VA VB VY 0V 0V 0V 3V 3V 0V 3V 3V 電壓功 能表 硅管 UD= 37 二極管或門電路 0V 3V A B Y D D 1 2 R 3kΩ A B Y=A+B ≥1 電壓功 能表 VA VB VY 0V 0V 0V 3V 3V 0V 3V 3V 0V 硅管 UD= 38 二 . 二極管的微變等效電路 當二極管外加正向電壓時，將有一直流電流，用 二極管特性曲線上的點 Q表示。 （ 4）動態(tài)電阻 ZZIUZr ???42 穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例： P25 Uo IZ IL IR UI DZ R RL 5m A2 5m A , V,6m a xm i n???ZZZIIU如圖所示電路，穩(wěn)壓管的 輸入電壓 UI=10V，負載電阻 RL=600Ω， 求限流電阻 R的取值范圍 。 雙極型晶體管 (半導體三極管 ) 基本結(jié)構(gòu)和類型 晶體管的幾種常見外形 由兩個 PN 結(jié)背靠背組成 發(fā)射極 集電極 基極 發(fā)射區(qū) 基區(qū) 集電區(qū) 47 b e c N N P 基極 發(fā)射極 集電極 NPN型 P N P 集電極 基極 發(fā)射極 b c e PNP型 發(fā)射區(qū) 基區(qū) 集電區(qū) 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) 48 晶體管的電流放大作用 b e c N N P VBB Rb IE 基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴散可忽略 IEP 進入 P 區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復合，形成電流 IB 多數(shù)擴散到集電結(jié) 發(fā)射結(jié)正偏 ,發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流 IE。 IE IB IE=IC+IB IC BC II ??50 二、晶體管的電流分配關(guān)系 IC=ICN+ICBO IB=IBN+IEP –ICBO=IB39。 ? ? 常數(shù)??CEUBEBufi55 二、 輸出特性曲線 iC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 放大區(qū) IC=β IB 截止區(qū) ,IB≈0,IC≈0 ? ? 常數(shù)??BICECufi飽和區(qū) ICβIB CCCCEC RiVu ??臨界飽和 UCE=UBE UBC=0 56 輸出特性三個區(qū)域的特點 : (1) 截止區(qū)： 發(fā)射結(jié)反偏 UBE UON ， IB=0 ， IC=ICEO ?0 (2) 放 大區(qū)： 發(fā)射