【文章內(nèi)容簡介】 共基放大電路以基極為公共端，通過iE對(duì)iB的控制作用實(shí)現(xiàn)功率放大。2. 三種接法的比較共射放大電路既有電壓放大作用又有電流放大作用，輸入電阻居三種電路之中，輸出電阻較大，適用于一般放大；共集放大電路只有電流放大作用而沒有電壓放大作用，因其輸入電阻高而常做為多級(jí)放大電路的輸入級(jí)，因其輸出電阻低而常做為多級(jí)放大電路的輸出級(jí)，因其放大倍數(shù)接近于1而用于信號(hào)的跟隨；共基放大電路只有電壓放大作用而沒有電流放大作用，輸入電阻小，高頻特性好，適用于寬頻帶放大電路?！菊n堂討論】：三種放大電路組態(tài)的特點(diǎn)及應(yīng)用場合。作業(yè)：練習(xí)題9，請(qǐng)寫出詳細(xì)過程。[教學(xué)反思] 22 模擬電子技術(shù) 課程教案第7講[課程類別] 理論課[授課題目] 絕緣柵型場效應(yīng)晶體管[教學(xué)目的與要求]1. 熟悉絕緣柵場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理；2. 熟悉絕緣柵場效應(yīng)管的伏安特性；3. 了解場效應(yīng)管的主要參數(shù)。[教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)]重點(diǎn)：1. N溝道增強(qiáng)型MOS管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理；2. N溝道增強(qiáng)型MOS管的伏安特性及其特性曲線。難點(diǎn)：1. 絕緣柵場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理。[教具和媒體使用] 多媒體課件。[教學(xué)方法] 講授法、問題教學(xué)法。[教學(xué)時(shí)數(shù)] 2學(xué)時(shí)。[教學(xué)過程]導(dǎo)入：回憶：晶體管的工作原理和特性？新授： 一、場效應(yīng)管及其類型場效應(yīng)管FET是一種利用電場效應(yīng)來控制其電流大小的半導(dǎo)體器件。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為兩大類：結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）和金屬－氧化物－半導(dǎo)體場效應(yīng)管（MOSFET簡稱MOS管）；每一類又有N溝道和P溝道兩種類型，其中MOS管又可分為增強(qiáng)型和耗盡型兩種。二、MOS管的結(jié)構(gòu)、原理N溝道增強(qiáng)型MOS管結(jié)構(gòu)N溝道增強(qiáng)型MOSFET基本上是一種左右對(duì)稱的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它是在P型半導(dǎo)體上生成一層SiO2 薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴(kuò)散兩個(gè)高摻雜的N型區(qū)，從N型區(qū)引出兩個(gè)電極，漏極D，和源極S。在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。P型半導(dǎo)體稱為襯底，用符號(hào)B表示。因?yàn)檫@種MOS管在VGS=0V時(shí)ID=0；只有當(dāng)UGS＞UGS(th) 后才會(huì)出現(xiàn)漏極電流，所以稱為增強(qiáng)型MOS管。N溝道增強(qiáng)型MOS管的工作原理1）夾斷區(qū)工作條件UGS=0時(shí)，D與S之間是兩個(gè)PN結(jié)反向串聯(lián)，沒有導(dǎo)電溝道，無論D與S之間加什么極性的電壓，漏極電流均接近于零；當(dāng)0﹤UGS﹤UGS(th)時(shí)，由柵極指向襯底方向的電場使空穴向下移動(dòng)，電子向上移動(dòng)，在P型硅襯底的上表面形成耗盡層，仍然沒有漏極電流。 1）可變電阻區(qū)2）可變電阻區(qū)工作條件當(dāng)UGS UGS(th) 時(shí)，柵極下P型半導(dǎo)體表面形成N型導(dǎo)電溝道(反型層)，若D、S間加上正向電壓后可產(chǎn)生漏極電流ID。若uDS＜uGS UGS(th)，則溝道沒夾斷，對(duì)應(yīng)不同的uGS，ds間等效成不同阻值的電阻，此時(shí)，F(xiàn)ET相當(dāng)于壓控電阻。3）恒流區(qū)（或飽和區(qū)）工作條件當(dāng)uDS=uGS UGS(th) 時(shí)，溝道預(yù)夾斷；若uDS＞uGS UGS(th)，則溝道已夾斷，iD僅僅決定于uGS，而與uDS無關(guān)。此時(shí)，iD近似看成uGS控制的電流源，F(xiàn)ET相當(dāng)于壓控流源。可見，對(duì)于N溝道增強(qiáng)型MOS管，柵源電壓VGS對(duì)導(dǎo)電溝道有控制作用，即當(dāng)UGS UGS(th)時(shí)，才能形成導(dǎo)電溝道將漏極和源極溝通。如果此時(shí)加有漏源電壓，就可以形成漏極電流ID。當(dāng)場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)時(shí)，利用柵－源之間外加電壓uGS所產(chǎn)生的電場來改變導(dǎo)電溝道的寬窄，從而控制多子漂移運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的漏極電流ID。此時(shí)，可將ID看成電壓uGS控制的電流源。N溝道耗盡型MOSFETN溝道耗盡型MOSFET是在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子，所以當(dāng)UGS=0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出反型層，形成了溝道。如P57圖39所示。于是，只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。當(dāng)UGS＞0時(shí)，將使ID進(jìn)一步增加。UGS＜0時(shí)，隨著UGS的減小漏極電流逐漸減小，直至ID=0。對(duì)應(yīng)ID=0的UGS稱為夾斷電壓，用符號(hào)UGS(off)表示，三、場效應(yīng)管的伏安特性場效應(yīng)三極管的特性曲線類型比較多，根據(jù)導(dǎo)電溝道的不同以及是增強(qiáng)型還是耗盡型可有四種轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線，其電壓和電流方向也有所不同。以增強(qiáng)型N溝MOSFET為例，輸出特性：iD＝f (uDS)︱UGS =常數(shù) 反映UGS＞UGS(th) 且固定為某一值時(shí)，UDS對(duì)ID的影響；轉(zhuǎn)移特性：iD＝f (uGS)︱UDS =常數(shù) 反映UGS對(duì)漏極電流的控制關(guān)系；輸出特性和轉(zhuǎn)移特性反映了場效應(yīng)管工作的同一物理過程，因此，轉(zhuǎn)移特性可以從輸出特性上用作圖法一一對(duì)應(yīng)地求出。場效應(yīng)管的輸出特性可分為四個(gè)區(qū)：夾斷區(qū)、可變阻區(qū)、飽和區(qū)（或恒流區(qū)）和擊穿區(qū)。在放大電路中，場效應(yīng)管工作在飽和區(qū)。四、場效應(yīng)管的主要參數(shù)：1） 直流參數(shù)（1）開啟電壓UGS(th)：開啟電壓是MOS增強(qiáng)型管的參數(shù)，柵源電壓小于開啟電壓的絕對(duì)值，場效應(yīng)管不能導(dǎo)通。（2）夾斷電壓UGS(off)：夾斷電壓是耗盡型FET的參數(shù)，當(dāng)UGS=UGS(off) 時(shí)，漏極電流為零。（3）飽和漏極電流IDSS：IDSS是耗盡型FET的參數(shù)，當(dāng)UGS=0時(shí)所對(duì)應(yīng)的漏極電流。（4）直流輸入電阻RGS（DC）：FET的柵源輸入電阻。對(duì)于JFET，反偏時(shí)RGS約大于107Ω；對(duì)于MOSFET，RGS約是109～1015Ω。 2） 交流參數(shù)（1）低頻跨導(dǎo)gm：低頻跨導(dǎo)反映了柵壓對(duì)漏極電流的控制作用，這一點(diǎn)與電子管的控制作用十分相像。gm可以在轉(zhuǎn)移特性曲線上求取，單位是mS(毫西門子)。（2）級(jí)間電容：FET的三個(gè)電極間均存在極間電容。通常Cgs和Cgd約為1～3pF,～1pF。在高頻電路中，應(yīng)考慮極間電容的影響。3） 極限參數(shù)（1）最大漏極電流IDM：是FET正常工作時(shí)漏極電流的上限值。（2）漏源擊穿電壓U(BR)DS：FET進(jìn)入恒流區(qū)后，使iD驟然增大的uDS值稱為漏—源擊穿電壓，uDS超過此值會(huì)使管子燒壞。（3）最大耗散功率PDM：可由PDM= VDS ID決定，與雙極型三極管的PCM相當(dāng)。五、場效應(yīng)管FET與晶體管BJT的比較1） FET是另一種半導(dǎo)體器件，在FET中只是多子參與導(dǎo)電，故稱為單極型三極管；而普通三極管參與導(dǎo)電的既有多數(shù)載流子，也有少數(shù)載流子，故稱為雙極型三極管（BJT）。由于少數(shù)載流子的濃度易受溫度影響，因此，在溫度穩(wěn)定性、低噪聲等方面FET優(yōu)于BJT。2） BJT是電流控制器件，通過控制基極電流達(dá)到控制輸出電流的目的。因此，基極總有一定的電流，故BJT的輸入電阻較低；FET是電壓控制器件，其輸出電流取決于柵源間的電壓，柵極幾乎不取用電流，因此，F(xiàn)ET的輸入電阻很高，可以達(dá)到109～１014Ω。高輸入電阻是FET的突出優(yōu)點(diǎn)。3） FET的漏極和源極可以互換使用，耗盡型MOS管的柵極電壓可正可負(fù)，因而FET放大電路的構(gòu)成比BJT放大電路靈活。4） FET 和BJT都可以用于放大或作可控開關(guān)。但FET還可以作為壓控電阻使用，可以在微電流、低電壓條件下工作，且便于集成。在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中應(yīng)用極為廣泛?！菊n堂討論】：與晶體管相比，場效應(yīng)管有哪些特點(diǎn)？作業(yè)：習(xí)題3(2)，請(qǐng)寫出詳細(xì)過程。[教學(xué)反思] 26 模擬電子技術(shù) 課程教案第8講[課程類別] 理論課[授課題目] [教學(xué)目的與要求]1. 熟悉反饋的基本概念；2. 掌握反饋的分類及其判別方法。[教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)]重點(diǎn)：1. 反饋的基本概念；2. 各種反饋類型的判斷。難點(diǎn)：1. 反饋的判斷方法。[教具和媒體使用] 多媒體課件。[教學(xué)方法] 講授法、問題教學(xué)法。[教學(xué)時(shí)數(shù)] 2學(xué)時(shí)。[教學(xué)過程]導(dǎo)入： 常規(guī)基本放大電路信號(hào)傳輸方式及其缺點(diǎn)，導(dǎo)入反饋概念。新授： 一、反饋的基本概念什么是反饋反饋：將放大器輸出信號(hào)的一部分或全部經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)送回輸入端。反饋的示意圖見下圖所示，反饋信號(hào)的傳輸是反向傳輸。開環(huán)：放大電路無反饋，信號(hào)的傳輸只能正向從輸入端到輸出端。閉環(huán)：放大電路有反饋，將輸出信號(hào)送回到放大電路的輸入回路，與原輸入信號(hào)相加或相減后再作用到放大電路的輸入端。圖示中是輸入信號(hào)，是反饋信號(hào)，稱為凈輸入信號(hào)。所以有 負(fù)反饋和正反饋負(fù)反饋：加入反饋后，凈輸入信號(hào)，輸出幅度下降。應(yīng)用：負(fù)反饋能穩(wěn)定與反饋量成正比的輸出量，因而在控制系統(tǒng)中穩(wěn)壓、穩(wěn)流。正反饋：加入反饋后，凈輸入信號(hào)，輸出幅度增加。應(yīng)用：正反饋提高了增益，常用于波形發(fā)生器。交流反饋和直流反饋直流反饋：反饋信號(hào)只有直流成分；交流反饋：反饋信號(hào)只有交流成分；交直流反饋：反饋信號(hào)既有交流成分又有直流成分。直流負(fù)反饋?zhàn)饔茫悍€(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；交流負(fù)反饋?zhàn)饔茫簭牟煌矫娓纳苿?dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)，對(duì)Au、Ri、Ro有影響。二、反饋的判斷有無反饋的判斷（1）是否存在一條支路是輸入回路和輸出回路的共用支路；（2）是否存在一條支路，一端接在輸入回路、另一端接在輸出回路。注意： 反饋至輸入端不能接地，否則不是反饋。正、負(fù)反饋極性的判斷之一：瞬時(shí)極性法（1）在輸入端，先假定輸入信號(hào)的瞬時(shí)極性；可用“+”、“”或“↑”、“↓”表示；（2）根據(jù)放大電路各級(jí)的組態(tài)，決定輸出量與反饋量的瞬時(shí)極性。（3）最后觀察引回到輸入端反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性，若使凈輸入信號(hào)增強(qiáng)，為正反饋，否則為負(fù)反饋。注意：（1）極性按中頻段考慮；（2）必須熟悉放大電路輸入和輸出量的相位關(guān)系；（3）反饋類型主要取決于電路的連接方式，而與Ui的極性無關(guān)；（4）對(duì)單個(gè)運(yùn)放一般有：反饋接至反相輸入端為負(fù)反饋；反饋接至同相輸入端為正反饋。正、負(fù)反饋極性的判斷法之二：在明確串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋后，正、負(fù)反饋極性可用下列方法來判斷：（1）反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路同一點(diǎn)時(shí)：瞬時(shí)極性相同的為正反饋；瞬時(shí)極性相反的是負(fù)反饋；（2）反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路兩點(diǎn)時(shí)：瞬時(shí)極性相同的為負(fù)反饋；瞬時(shí)極性相反的是正反饋。對(duì)三極管放大電路來說這兩點(diǎn)是基極和發(fā)射極，對(duì)運(yùn)算放大器來說是同相輸入端和反相輸入端。 注意：輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性都是指對(duì)地而言，這樣才有可比性。電壓反饋和電流反饋（1）電壓反饋：反饋信號(hào)的大小與輸出電壓成比例（采樣輸出電壓）；（2）電流反饋，反饋信號(hào)的大小與輸出電流成比例（采樣輸出電流）。（3）判斷方法：將輸出電壓“短路”，若反饋回來的反饋信號(hào)為零，則為電壓反饋；若反饋信號(hào)仍然存在，則為電流反饋。應(yīng)用中，若要穩(wěn)定輸出端某一電量，則采樣該電量，以負(fù)反饋形式送輸入端。電壓負(fù)反饋?zhàn)饔茫悍€(wěn)定放大電路的輸出電壓。電流負(fù)反饋?zhàn)饔茫悍€(wěn)定放大電路的輸出電流。串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋（根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端的求和方式）（1）串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路的兩個(gè)電極上，此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電壓相加減的關(guān)系。（2）并聯(lián)反饋，反饋信號(hào)加在放大電路輸入回路的同一個(gè)電極，此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電流相加減的關(guān)系。（3）判別方法：將反饋節(jié)點(diǎn)對(duì)地短接，若輸入信號(hào)仍能送入放大電路，則反饋為串聯(lián)反饋，否則為并聯(lián)反饋。對(duì)于三極管來說，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在輸入三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋；一個(gè)加在基極，另一個(gè)加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。對(duì)于運(yùn)算放大器來說，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在同相輸入端或反相輸入端，則為并聯(lián)反饋；一個(gè)加在同相輸入端，另一個(gè)加在反相輸入端則為串聯(lián)反饋。直、交流反饋方法判斷：根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)中是否有動(dòng)態(tài)元件進(jìn)行判斷。（1）若反饋網(wǎng)絡(luò)無動(dòng)態(tài)元件（通常為電容），則反饋信號(hào)交、直流并存；（2）若反饋網(wǎng)絡(luò)有電容串聯(lián)，則只有交流反饋；（3）若反饋網(wǎng)絡(luò)有電容并聯(lián)，則只有直流反饋。三、負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(tài)負(fù)反饋的基本組態(tài)類型： 電壓串聯(lián)負(fù)反饋，電壓并聯(lián)負(fù)反饋，電流串聯(lián)負(fù)反饋，電流并聯(lián)負(fù)反饋。負(fù)反饋放大電路反饋組態(tài)的判斷方法： （1）從放大器輸出端的采樣物理量，看反饋量取自電壓還是電流；（2）從輸入端的連接方式，判斷反饋是串聯(lián)還是并聯(lián)。四種負(fù)反饋組態(tài)及組態(tài)的判斷（1）電壓串聯(lián)負(fù)反饋* 表現(xiàn)形式：輸出和反饋均以電壓的形式出現(xiàn)(a)分立元件放大電路 (b)集成運(yùn)放放大電路在放大器輸出端，采樣輸出電壓, 反饋量 與 成正比，為電壓反饋；在放大器輸入端,信號(hào)以電壓形式出現(xiàn), 與 相串聯(lián),為串聯(lián)反饋；* 參量表示：因輸出端采樣電壓，在輸入端是輸入電壓和反饋電壓相減，所以：閉環(huán)放大倍數(shù)： 反饋系數(shù) 。對(duì)于圖上 (a) ，對(duì)于圖下 (b) * 判斷方法對(duì)上圖(a)所示電路，根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷，經(jīng)Rf加在發(fā)射極E1上的反饋電壓為‘+’，與輸入電壓極性相同，且加在輸入回路的兩點(diǎn)，故為串聯(lián)負(fù)反饋。反饋信號(hào)與輸出電壓成比例，是電壓反饋。后級(jí)對(duì)前級(jí)的這一反饋是交流反饋，同時(shí)Re1上還有第一級(jí)本身的負(fù)反饋。對(duì)圖(b)，因輸入信號(hào)和反饋信號(hào)加在運(yùn)放的兩個(gè)輸入端，故為串聯(lián)反饋，根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，且為電壓負(fù)反饋。結(jié)論是交直流串聯(lián)電壓負(fù)反饋。（2）電流串聯(lián)負(fù)反饋* 表現(xiàn)形式：輸出采樣輸出電流，而反饋量則以電壓的形式出現(xiàn)電路如下圖所示。圖(a)是共射基本放大電路將Ce去掉而構(gòu)成。圖 (b)是由集成運(yùn)放構(gòu)成。(a) (b)* 參量表示：對(duì)圖 (b)的電路，求其互導(dǎo)增益 于是1/R ，這里忽略了Rf的分流作用。電壓增益為 * 判斷方法：對(duì)圖(a)，反饋電壓從Re上取出，根據(jù)瞬時(shí)極性和反饋電壓接入方式，可判斷為串聯(lián)負(fù)反饋。因輸出電壓短路，反饋