【正文】 T 為例 。 N 溝道耗盡型場效晶體管的 VGS 可取負值 ， 取正值和零均能正常工作 。 二極管的門坎電壓 ，硅管約 V ， 鍺管約 V。 超大規(guī)模集成電路主要應用 MOS 管 。 放大的本質(zhì)： 能量的控制和轉(zhuǎn)換；即在輸入信號作用下，通過放大電路將直流電源的能量轉(zhuǎn)換成負載所獲得的能量，使負載從電源獲得的能量大于信號源所提供的能量。 由于電容、電感及半導體器件 PN結(jié)的電容效應，使放大電路在信號頻率較低和較高時電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。 ? 對實用放大電路的要求：共地、直流電源種類盡可能少、負載上無直流分量。 照葫蘆畫瓢！ 模擬電子技術 哈爾濱工程大學 VBB、 Rb：使 UBE＞ Uon，且有合適的 IB。 21o1oo1ouuiiu AAUUUUUUA ??????????=?==注意：計算前級的電壓放大倍數(shù)時必須把后級的輸入電阻考慮到前級的負載電阻之中 。 所以在整個頻率范圍內(nèi) ， 電壓放大倍數(shù)和相位移都將是頻率的函數(shù) 。 缺點：各級靜態(tài)工作點互相影響；且存在零點漂移問題。 idiidididuAuuAuuuuAuuAu=?=?===)( 21o2o1o2o21o1因兩側(cè)電路對稱，放大倍數(shù)相等，電壓放大倍數(shù)用 Ad表示，則： 差模電壓放大倍數(shù)： diAuuA == od可見差模電壓放大倍數(shù)等于單管放大電路的電壓放大倍數(shù) 。 負電源 UEE的作用 ：是為了補償 RE上的直流壓降，使發(fā)射極基本保持零電位。所以，單端輸入屬于差模輸入。因為功率放大電路中的晶體管處在大信號極限運用狀態(tài)， ② 非線性失真也要比小信號的電壓放大電路嚴重得多。 甲乙類功率放大電路的靜態(tài)工作點介于甲類和乙類之間 ， 晶體管有不大的靜態(tài)偏流 。 當輸入信號 ui小于晶體管的發(fā)射結(jié)死區(qū)電壓時 ，兩個晶體管都截止 ， 在這一區(qū)域內(nèi)輸出電壓為零 ， 使波形失真 。 RL： 負載電阻 u1， u2： 正弦波瞬時值 u1 u2 RL uo io iD uD u20時，二極管導通： 一、工作原理 u20時，二極管截止： uo io t w u2 t w uD uo= u2， uD= 0 uo= 0， uD= u2 Tr D 二、主要參數(shù) 輸出電壓平均值： 輸出電流平均值： 2( A V ) UU O = tw? 2? 220 2)()(s i n22 1 UUttdUU AVO ?== ? ?ww? ?LLAVOAVO RURUI 2)()( ?=二極管的平均電流： ( A V )( A V ) OD II =二極管上承受的最大反向電壓： 22 UU D R M =最大整流電流 ： IOM ? ID(AV) 反向工作峰值電壓 ： URWM ? UDRM 整流橋 一、電路 單相橋式整流電路 u1 u2 Tr D4 D2 D1 D3 RL uo u1 u2 Tr RL uo 簡化畫法 + u2正半周時： 二、工作原理 Tr u1 u2 D4 D2 D1 D3 RL uo u20， D1， D3通 ， D2， D4止； u20， D2， D4通 ， D1， D3止； uo=u2 uo=u2 u2負半周時： + uo io t w u2 t w u2 twtwuD4,uD2 uD3,uD1 twuo u2 D4 D2 D1 D3 RL uo 三、各電量計算 輸出電壓平均值： 輸出電流平均值： 2O ( A V ) UU =LO RUI 2( A V )=uo io t w 220( A V ) 1 UtduU OO == ? ? w?流過變壓器副邊的電流仍為正弦電流，其有效值： )()(22 AVOAVOLIIRUI ===二極管上承受的最高反向電壓： 二極管的平均電流： )(( AV) 21AVOD II =22 UU D R M =三、整流元件選擇 最大整流電流： IOM ?ID(AV) 最大反向工作電壓： URWM ?UDRM ? 整流電路 : 將交流電壓 u2變?yōu)槊}動的直流電壓 u3。 整流二極管的。為了使輸出波形對稱，必須保持電容 C上的電壓基本維持在 UCC/2不變，因此 C的容量必須足夠大。 ui0 tuo10 tuo20 tuo0 t交越失真從工作波形可以看到 ， 在波形過零的一個小區(qū)域內(nèi)輸出波形產(chǎn)生了失真 ， 這種失真稱為交越失真 。 乙類功率放大電路的靜態(tài)工作點設置在交流負載線的截止點 ， 晶體管僅在輸入信號的半個周期導通 。因此功率放大電路中的晶體管通常工作在高電壓大電流狀態(tài)，晶體管的功耗也比較大。由于兩個晶體管發(fā)射極電流之和恒定，所以當輸入信號使一個晶體管發(fā)射極電流改變時，另一個晶體管發(fā)射極電流必然隨之作相反的變化，情況和雙端輸入時相同。 共模抑制比： cdC M R lg20 AAK =共模抑制比越大，表示電路放大差模信號和抑制共模信號的能力越強。 由于電路是對稱的 ， 所以 Δuol=Δuo2 ， 差動放大電路的輸出漂移 Δuo＝ Δuol－ Δuo2 ＝ 0， 即消除了零點漂移 。 這種失真與放大電路的頻率特性有關 ， 故稱為 頻率失真 。 高頻段 ：晶體管的結(jié)電容以及電路中的分布電容等的容抗減小 ， 以致不可視為開路 ， 也會使電壓放大倍數(shù)降低 。 1． 阻容耦合多級放大電路分析 （ 1）靜態(tài)分析：各級單獨計算。 清華大學 華成英 討論 1. 用 NPN型晶體管組成一個在本節(jié)課中未見過的共射放大電路。Q UCE Q0uCE四、基本共射放大電路的工作原理 tu CEU C E QV CCOtu CEU C E QV CCO飽和失真 截止失真 底部失真 頂部失真 動態(tài)信號馱載在靜態(tài)之上 輸出和輸入反相！ 要想不失真，就要在信號的整個周期內(nèi)保證晶體管始終工作在放大區(qū)！ 波形分析 五、放大電路的組成原則 ? 靜態(tài)工作點合適：合適的直流電源、合適的電路參數(shù)。 空載時輸出電壓有效值 帶 RL時的輸出電壓有效值 輸入電壓與輸入電流有效值之比。 兩種基本功能：開關功能和放大功能 。 4． MOS 管是一種電壓控制器件 。 場效晶體管 本章小結(jié) 2． 晶體二極管的核心是 PN 結(jié) ， 故具有單向?qū)щ娦?。 （ 3） 輸出特性和轉(zhuǎn)移特性（ 與晶體管類似 ） 。 ① N 型區(qū)引出兩個電極：漏極 （ D） 、 源極 （ S） 。 輸入電阻很大 ， 在 1012 ? 以上 。 場效晶體管是利用輸入電壓產(chǎn)生電場效應來控制輸出電流的器件 ， 稱為 電壓控制器件 。 當集電極開路時 ， 發(fā)射極與基極之間所能承受的最高反向電壓 — V（ BR） EBO。 輸出特性曲線族可分三個區(qū)： 特點： VCE = VCES。 2． 輸出特性曲線 半導體三極管 先調(diào)節(jié) RP1， 使 IB 為一定值 ， 再調(diào)節(jié) RP2 得到不同的 VCE、 IC。 1． 輸入特性曲線 三極管的特性曲線 半導體三極管 改變 RP2 可改變 VCE ， VCE 一定后 ， 改變 RP1 可得到不同的 VBE 和 IB 。 由此可見 ， 基極電流的微小變化控制了集電極電流較大的變化 ， 這就是三極管的電流放大原理 。 特殊二極管 （ 4）穩(wěn)定電流 IZ、 最大、最小穩(wěn)定電流 IZM、 IZmin。 （ 6） 按用途分：放大管和開關管 。 綜上所述 ,晶閘管是一個可控制的單向開關元件 ，它的導通條件為： ① 陽極到陰極之間加上陽極比陰極高的正偏電壓； ② 晶閘管控制極要加門極比陰極電位高的觸發(fā)電壓 。其中 P1層引出電極 A為陽極； N2層引出電極K為陰極； P2層引出電極 G為控制極，其外型及符號如下圖所示。 因此要在柵源間絕對保持直流通路 ， 保存時務必用金屬導線將三個電極短接起來 。故這種管子的柵源電壓 UGS可以是正的，也可以是負的。 當 UGSUGS(th)時 ， UGS增大 、 電場增強 、 溝道變寬 、 溝道電阻減小 、 ID增大；反之 ， UGS減小 ，溝道變窄 ， 溝道電阻增大 ， ID減小 。 ( a ) ( c )N＋N＋P 襯底S G D鋁二氧化硅( S iO2)( 襯底引線)BDGBS( b )DGBSMOS管的結(jié)構(gòu)及其圖形符號 下圖是 N溝道增強型 MOS管的工作原理示意圖 ， 圖 （ b） 是相應的電路圖 。而絕緣柵型場效應管的柵極與漏極、源極及溝道是絕緣的，輸入電阻可高達 10+9Ω以上。（ c） 外形圖 漏極GDSP溝 道G 柵極S源極DPNN( a ) ( b )P 溝道結(jié)型場效應管 （ a）結(jié)構(gòu)示意圖 。 它工作時只有一種載流子 （ 多數(shù)載流子 ） 參與導電 ， 故也叫單極型半導體三極管 。 （ 3） 共集電極接法 （ 簡稱共集接法 ） 。 若以發(fā)射極電壓為參考電壓 ， 則三極管發(fā)射結(jié)正偏 ， 集電結(jié)反偏這個外部條件也可用電壓關系來表示：對于 NPN型： UCUBUE；對于 PNP型：UEUBUC。根據(jù)半導體各區(qū)的類型不同，三極管可分為 NPN型和 PNP型兩大類，如下圖（ a）、（ b）所示。 三區(qū)：發(fā)射區(qū) 、 基區(qū) 、 集電區(qū) 。 ① 反向飽和電流 ：當加反向電壓時 ， 二極管反向電流很小 ， 而且在很大范圍內(nèi)不隨反向電壓的變化而變化 ， 故稱為反向飽和電流 。 點接觸型： PN 結(jié)接觸面小 ， 適宜在小電流狀態(tài)下使用 。 半導體二極管 如果反向電流未超過允許值 ， 反向電壓撤除 后 ， PN 結(jié)仍能恢復單向?qū)щ娦?。 即：電子是多數(shù)載流子 ， 空穴是少數(shù)載流子 。 N型半導體中 電子是多子 ， 空穴是少子 ； P型半導體中 空穴是多子 ， 電子是少子 。 多數(shù)載流子（多子）：電子。 +4 +4 +4 +4 在熱或光激發(fā)下，使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為 自由電子 ，同時共價鍵上留下一個空位，稱為 空穴 。 第一專題 半導體器件的基礎知識 第一專題 半導體器件的基礎知識 半導體二極管 半導體基礎知識 導 體： 自然界中很容易導電的物質(zhì)，例如 金屬 。 共價鍵有很強的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。 +4 +4 +5 +4 1） N型半導體 多余電子 磷原子 在硅或鍺晶體（四價）中摻入少量的五價元素磷，使自由電子濃度大大增加。 +4 +4 +3 +4 空穴 硼原子 歸納 雜質(zhì)半導體中起導電作用的主要是多子。 半導體二極管 3． N 型半導體：主要靠電子導電的半導體 。 結(jié)論： PN 結(jié)加正向電壓時導通 ， 加反向電壓時截止 ， 這種特性 稱為 PN 結(jié)的單向?qū)щ娦?。 半導體二極管 由于管芯結(jié)構(gòu)不同 ， 二極管又分為 點接觸型 （ 如圖 a） 、面接觸 型 （ 如圖 b） 和平面型 （ 如圖 c） 。 （ 1） 正向特性 （ 二極管正極電壓大于負極電壓 ） 半導體二極管 ? ? ? = (Si） V V 5 . 0 T V (Ge） ② 反向擊穿 ：若反向電壓不斷增大到一定數(shù)值時 ， 反向電流就會突然增大 ， 這種現(xiàn)象稱為反向擊穿 。 半導體二極管 半導體三極管的基本結(jié)構(gòu)與分類 1． 結(jié)構(gòu)及符號 三極：發(fā)射極 E、基極 B、 集電極 C。發(fā)射區(qū)和基區(qū)在交界處形成發(fā)射結(jié)；基區(qū)和集電區(qū)在交界處形成集電結(jié)。 如下圖所示 ，