【正文】 華科大出版社 陳 潔主編， 《 EDA軟件仿真技術(shù)快速入門 Protel99SE+Multisim10+Proteus 7 》 中國電力出版社 　　導(dǎo)　 言第四版童詩白3目錄1 常用半導(dǎo)體器件 （ 10學(xué)時）2 基本放大電路 （ 8學(xué)時）3 多級放大電路　　　　4 集成運算放大電路 （ 4學(xué)時）5 放大電路的頻率響應(yīng) （ 6學(xué)時）6 放大電路中的反饋 （ 6學(xué)時）7 信號的運算和處理 （ 6學(xué)時）8 波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換 （ 6學(xué)時）9 功率放大電路 （ 4學(xué)時）10 直流穩(wěn)壓電源 （ 8學(xué)時）第四版童詩白（ 6學(xué)時）4第四版童詩白電子技術(shù) : 通常我們把由電阻、電容、三極管、二極管、集成電路等電子元器件組成并具有一定功能的電路稱為電子電路，簡稱為電路?！?多媒體教學(xué)課件模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)Fundamentals of Analog Electronics童詩白、華成英　　主編第四版童詩白11. 本課程的性質(zhì) 電子技術(shù)基礎(chǔ)課2. 特點 ?非純理論性課程 ?實踐性很強 ?以工程實踐的觀點來處理電路中的一些問題3. 研究內(nèi)容 以器件為基礎(chǔ)、以電信號為主線，研究各種模擬電子電路的工作原理、特點及性能指標(biāo)等。 一個完整的電子電路系統(tǒng)通常由若干個功能電路組成，功能電路主要有：放大器、濾波器、信號源、波形發(fā)生電路、數(shù)字邏輯電路、數(shù)字存儲器、電源、模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器等。5第四版童詩白模擬電子技術(shù)： 模擬電子技術(shù)主要研究處理模擬信號的電子電路。時間 時間幅度 幅度 T 2T 3T 4T 5T 6T數(shù)字電子技術(shù)：6第四版童詩白第一章 常用半導(dǎo)體器件 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 半導(dǎo)體二極管 雙極型晶體管 場效應(yīng)管 單結(jié)晶體管和晶閘管 7本章討論的問題：？空穴導(dǎo)電時電子運動嗎？ N型半導(dǎo)體？什么是 P型半導(dǎo)體？　當(dāng)二種半導(dǎo)體制作在一起時會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？？它為什么具有單向性？在 PN結(jié)中另反向電壓時真的沒有電流嗎？？場效　應(yīng)管是通過什么方式來控制漏極電流的？為什么它　們都可以用于放大？？第四版童詩白8　 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識 本征半導(dǎo)體 　　 純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體導(dǎo) 體： 自然界中很容易 導(dǎo)電 的物 質(zhì) 稱 為 導(dǎo) 體 ，金屬一般都是 導(dǎo) 體。例如：當(dāng)受外界 熱 和光的作用 時 ，它的 導(dǎo)電 能力明 顯變 化。第四版童詩白第四版童詩白11+4+4+4+4 +4+4 +4 +4+4圖 　本征半導(dǎo)體中的 　　　　 自由電子和空穴自由電子空穴 若 T ? ，將有少數(shù)價電子克服共價鍵的束縛成為 自由電子 ，在原來的共價鍵中留下一個空位 ——空穴。本征半 導(dǎo) 體中 載流子的濃度公式：T=300 K室溫下 ,本征硅的電子和空穴濃度 : n = p =1010/cm3本征鍺的電子和空穴濃度 : 　　 n = p =1013/cm3ni=　 pi=　 K1T3/2 e EGO/(2KT)本征激發(fā)復(fù)合 動態(tài)平衡第四版童詩白131. 半導(dǎo)體中兩種載流子 帶負(fù)電的 自由電子帶正電的 空穴 　　 2. 本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)，　　　稱為 電子 空穴對?！　?5. 載流子的濃度與溫度密切相關(guān)，它隨著溫度的升　　　高，基本按指數(shù)規(guī)律增加。雜質(zhì)原子最外層有 5 個價電子，其中 4 個與硅構(gòu)成共價鍵，多余一個電子只受自身原子核吸引，在室溫下即可成為自由電子。第四版童詩白16+4+4+4+4 +4+4 +4 +4+4+5自由電子施主原子　　圖 　 N 型半導(dǎo)體第四版童詩白17二、 P 型半導(dǎo)體　 　 在硅或鍺的晶體中摻入少量的 3 價 雜質(zhì)元素，如硼、鎵、銦等，即構(gòu)成 P 型半導(dǎo)體 。第四版童詩白18圖 　 P 型半導(dǎo)體+4+4+4+4 +4+4 +4 +4+4+3受主原子空穴第四版童詩白19說明：　 　 1. 摻入雜質(zhì)的濃度決定多數(shù)載流子濃度；溫度決 定少數(shù)載流子的濃度。(a)N 型半導(dǎo)體 (b) P 型半導(dǎo)體圖 　雜質(zhì)半導(dǎo)體的的簡化表示法第四版童詩白20 在一塊半導(dǎo)體單晶上一側(cè)摻雜成為 P 型半導(dǎo)體，另一側(cè)摻雜成為 N 型半導(dǎo)體，兩個區(qū)域的交界處就形成了一個特殊的薄層， 稱為 PN 結(jié) 。　　 4. 漂移運動　 　 內(nèi)電場有利于少子運動 — 漂移。外電場方向內(nèi)電場方向　耗盡層V RI空間電荷區(qū)變窄，有利于擴散運動，電路中有較大的正向電流。 對溫度十分敏感 ，　　 隨著溫度升高， IS 將急劇增大 。604020– – 0 –25–50i/ mAu / V正向特性死區(qū)電壓擊穿電壓U(BR)反向特性圖 　 PN結(jié)的伏安特性反向擊穿齊納擊穿雪崩擊穿第四版童詩白30五、 PN結(jié)的電容效應(yīng)　　當(dāng) PN上的電壓發(fā)生變化時， PN 結(jié)中儲存的電荷量將隨之發(fā)生變化，使 PN結(jié)具有電容效應(yīng)。其 Cb = f (U) 曲線如圖示。x = 0 處為 P 與 耗盡層的交界處當(dāng)電壓加大， np (或 pn)會升高，如曲線 2 所示 (反之濃度會降低 )。Cb 和 Cd 值都很小，通常為幾個皮法 ~ 幾十皮法， 有些結(jié)面積大的二極管可達(dá)幾百皮法。二極管按結(jié)構(gòu)分有 點接觸型、面接觸型和平面型圖 外形第四版童詩白351 點接觸型二極管(a)點接觸型 二極管的結(jié)構(gòu)示意圖 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。(b)面接觸型(c)平面型4　二極管的代表符號D第四版童詩白37 二極管的伏安特性曲線可用下式表示硅二極管 2CP10的 伏安 特性正向特性反向特性反向擊穿特性開啟電壓： 導(dǎo)通電壓： 一、伏安特性鍺二極管 2AP15的 伏安 特性UonU(BR)開啟電壓： 導(dǎo)通電壓： 第四版童詩白38二、溫度對二極管伏安特性的影響在環(huán)境溫度升高時，二極管的正向特性將左移，反向特性將下移。即 根據(jù)得 Q點處的微變電導(dǎo)則常溫下（ T=300K）圖 第四版童詩白44 應(yīng)用舉例 二極管的靜態(tài)工作情況分析理想模型（ R=10k?）VDD=10V 時恒壓模型（硅二極管典型值）折線模型（硅二極管典型值）設(shè)第四版童詩白45 　穩(wěn)壓二極管一、穩(wěn)壓管的伏安特性(a)符號 (b)2CW17 伏安特性 利用二極管反向擊穿特性實現(xiàn)穩(wěn)壓。若 負(fù)載電阻 變化范圍為 k? 4 k? ，是否還能穩(wěn)壓？第四版童詩白49RLui uORDZiiziLUZUZ=10V ui=12VR=200 ?Izmax=12mA Izmin=2mARL=2k? ( k? ~4 k?) iL=uo/RL=UZ/RL=10/2=5（ mA）i= （ ui UZ） /R=（ 1210） /=10 （ mA） iZ = i iL=105=5 （ mA）RL= k? , iL=10/=（ mA） , iZ ==（ mA）RL=4 k? , iL=10/4=（ mA） , iZ ==（ mA）負(fù)載變化 ,但 iZ仍在 12mA和 2mA之間 ,所以穩(wěn)壓管仍能起 穩(wěn)壓作用第四版童詩白50例 2：穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用解： ui和 uo的波形如圖所示 （ UZ＝ 3V）ui uODZR(a)(b)ui uORDZ第四版童詩白51一、發(fā)光二極管 LED (Light Emitting Diode)1. 符號和特性工作條件： 正向偏置一般工作電流幾十 mA， 導(dǎo)通電壓 (1 ? 2) V符號u /Vi /mAO 2特性　第四版童詩白52發(fā)光類型： 可見光： 紅、黃、綠顯示類型： 普通 LED ，不可見光： 紅外光點陣 LED七段 LED ,第四版童詩白53二、光電二極管符號和特性符號 特性uiOE = 200 lxE = 400 lx工作原理：三、變?nèi)荻O管四、隧道二極管五、肖特基二極管無光照時，與普通二極管一樣?！　∪龢O管有兩種類型： NPN 型和 PNP 型。發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū) 集電區(qū)第四版童詩白56圖 (b)　三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號　　 NPN 型ecb符號集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極 c基極 b發(fā)射極 eNNP第四版童詩白57集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極 c發(fā)射極 e基極 b　　 cbe符號NNPPN圖 169。通常只有幾微米到幾十微米，而且 摻雜較少 。2. 擴散到基區(qū)的自由電子與　空穴的復(fù)合運動形成基極　電流 　　 電子到達(dá)基區(qū)，少數(shù)與空穴復(fù)　合形成基極電流 Ibn， 復(fù)合掉的　空穴由 VBB 補充 。I C另外，集電區(qū)和基區(qū)的少子在外電場的作用下將進(jìn)行漂移運動而形成 反向 飽和電流 ， 用 ICBO表示 。一 . 輸入特性曲線uCE = 0V uCE ? 1VuBE /V+bce共射極放大電路UBBUCCuBEiCiB +uCE第四版童詩白66飽和區(qū)： iC明顯受 uCE控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，一般 uCE＜ (硅管 )。放大區(qū)： iC平行于 uCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。 ? UCEO—— 基極開路時集電極和發(fā)射 極間的擊穿電壓。硅管的 ICBO比鍺管的小得多。　　電流的正方向和 KCL。參考實驗?！　　? NPN管　 UBE＞ 0，　 UBC＜ 0， 即 UC ＞＞ UB ＞＞ UE 。第四版童詩白78N溝道P溝道增強型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道（耗盡型）FET場效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型(IGFET)場效應(yīng)管 分類：第四版童詩白79DSGN符號　結(jié)型場效應(yīng)管 Junction Field Effect Transistor結(jié)構(gòu)圖 　 N 溝道結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖N型溝道N型硅棒柵極源極漏極P+ P+P 型區(qū)耗盡層(P