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1、,半导体,本征半导体,杂质半导体,本征激发,自由电子,空穴,载流子,N型,P型,自由电子（多子）,空穴（少子）,自由电子（少子）,空穴（多子）,掺杂,热激发,半导体：,少子对温度非常敏感；而多子的浓度基本上等于杂质原子的浓度，所以受温度影响不大。,PN结的特性单向导电性,规定：P区接电源正，N区接电源负为PN结加正向电压 N区接电源正，P区接电源负为PN结加反向电压,U/V,二极管,硅二极管的死区电压约为：Uth=0.5 V左右， 锗二极管的死区电压约为：Uth=0.1 V左右。,反向特性曲线下移，即反向电流增大。,一般在室温附近，温度每升高1，其正向压降减小2-2.5mV；温度每升高10，反
2、向电流大约增大1倍左右。,半导体二极管的温度特性,正偏导通，uD = 0； 反偏截止， iD = 0,理想模型,恒压降模型,当流过二极管的电流近似等于或大于1mA时，可以认为二极管导通后，管压降是恒定的，且不随电流而变；硅管为0.7伏，锗管为0.2伏。,二极管的单向导电性应用很广，可用于：检波、整流、限幅、钳位、开关、元件保护等。 1）断开二极管，判断二极管两端电位 2）根据题目要求利用理想模型或者恒压降模型进行等效，再求解,类型题： 1）求输出电压，画输出波形 2）开关电路求输出电压（压降大的二极管优先导通）,1）正偏导通，反偏截止； 2）当反向电压加到某一定值时UZ ，产生反向击穿，反向电
3、流急剧增加，只要控制反向电流不超过一定值，管子就不会损坏。,稳压二极管,稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管。,应用： 1）稳定电压和稳定电流； 2）给输入电压求输出电压及波形； 3）稳压管串并联,发射区掺杂浓度高，基区很薄，集电结面积大是保证三极管能够实现电流放大的内因；发射结正偏，集电结反偏是保证三极管实现电流放大的外因；,电流控制电流,半导体三极管（BJT）-电流放大特性（）,（模电）放大区：发射极正偏，集电结反偏；线性放大,饱和区：发射结正偏，集电结正偏； UCES（饱和管压降）；近似开关闭合；,截止区：发射结反偏，集电结反偏； 近似开关断开；,发射结正偏，集电结反偏，即 VcVb
4、Ve(NPN) VcVbVe(PNP),两个结都正偏，即 VbVe、VbVc(NPN) VbVe、VbVc(PNP),两个结都反偏，即 VbVeVbVc (PNP),放大,饱和,截止,根据三极管电位判断是硅管锗管（看发射结电压）、是NPN还是PNP（结合PN结的单向导电性），是放大，饱和还是截止,双极型三极管,场效应三极管,结构 NPN型 结型 N沟道 P沟道 PNP型 绝缘栅增强型 N沟道 P沟道 绝缘栅耗尽型 N沟道 P沟道,C与E一般不可倒置使用 D与S有的型号可倒置使用,载流子 多子扩散少子漂移 多子漂移 输入量 电流输入 电压输入 控制 电流控制电流源CCCS() 电压控制电流源VC
5、CS(gm),场效应管,分立元件放大电路,固定偏置放大电路,分压偏置放大电路,直流、交信号同时存在,交流信号是被放大的信号,直流信号保证三极管不失真的放大交流信号,图解法,小信号模型,rbeQ rbb +(1+) 26 / IEQ (mA),饱和失真,截止失真,由于放大电路的工作点达到了三极管的 饱和区而引起的非线性失真。对于NPN 管，输出电压表现为底部失真。,由于放大电路的工作点达到了三极管的截止 区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出 电压表现为顶部失真。,波形的非线性失真,注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。,1、产生饱和失真的原因,Q点靠近饱和
6、区,2、消除饱和失真的方法,使Q点移动到放大区，常常减小IB来消除饱和失真,1、产生截止失真的原因,Q点靠近截止区,2、消除截止失真的方法,使Q点移动到放大区，常常增加IB消除截止失真,RL,第一级,第二级,第n-1级,第 n级,输入级,中间级,输出级（末级）,前置级（放大电压）（共发射极）,放大功率 （共集电极）,多级放大电路,阻容耦合多级放大电路的分析,静态分析,两级电路分别分析，相当 于分析两个单级电路,动态分析,总电压放大电路的放大倍数,总输入电阻,总输出电阻,在求分立元件多级放大电路的动态参数时可将电路作两种等效。,是将后一级的输入电阻 作为前一级的负载考虑， 即将第二级的输入电阻
7、等效为第一级的负载电 阻RL1=Ri2。,第1种等效,将后一级与前一级 开路，计算出前一级 的开路电压放大倍数 和输出电阻，将其等 效为后一级的信号源 和信号源内阻。,第2种等效,直接耦合放大电路的静态分析,ui1ui2,共模 信号,差模 信号,差动放大电路（抑制零点漂移）,长尾电路的静态计算,双端输出时,接入负载后静态工作点无变化,T2管的静态工作点与T1管的相同,单端输出时,T2管的静态工作点与T1管只有VC不同，其它均相同，且和双出相等,长尾电路的动态计算,双端输出时,差模输入时：RE短路； 有输出负载：RL/2,共模输入时：AC=0,单端输出时,共模输入时（2RE）,差模输入时：RE短
8、路； 有输出负载：RL,若从3端输出,若从4端输出,动态分析与长尾电路一样，即增加的元件不影响动态参数,为提高共模抑制比，引入了恒流源差放电路：,功率放大电路,效率,. 单电源供电；,. 输出加有大电容。,OTL：,OCL：,. 双电源供电；,. 输出无大电容。,最大不失真输出时,OTL,OCL,最大不失真输出时,输入信号很小时，达不到三极管的开启电压，三极管不导电。因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真，这个失真称为交越失真。,为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。可采用二极管及三极管偏置电路。,交越失真,复合管的特点,复合管的是两个管1、 2的乘积。 复合管的
9、类型与第一管的类型相同。 复合管的输入电阻大，约为单管输入电阻的倍。 第一个管子用小功率管，第二个管子用大功率管。则配对时，只需配第二个同类型的大功率管。 在功率放大电路中使用复合管时，要注意的问题是：第二个管子的输入电流应与第一个管子的输出电流一致。且每个复合管的发射结均能正偏。,放大电路中的反馈,瞬时极性法的传递方向为 即：放大器：从输入到输出；反馈网络：从输出到输入,规则,三极管和场效应管的极性变化为：,-,+,+,+,+,-,1 极性的判断：用瞬时极性法,反馈类型和极性的判断方法,耦合电容和电阻不改变极性。,差放的极性变化,若反馈信号直接引回输入端，反馈信号极性与输入信号极性相反为负反
10、馈；反馈信号极性与输入信号极性相同为正反馈。,若反馈信号没有直接引回输入端，反馈信号极性与输入信号极性相反为正反馈；反馈信号极性与输入信号极性相同为负反馈。,2、组态的判断,输入端,串联反馈：反馈信号没有直接引回输入端 的反馈,并联反馈：反馈信号直接引回输入端的反馈,输出端,电压反馈：反馈元件上直接连到输出端的 反馈,电流反馈：反馈元件上没有直接连到输出 端的反馈,负反馈对放大电路性能的影响,直流负反馈对放大电路性能的影响 稳定静态工作点 交流负反馈对放大电路性能的影响 使放大倍数降低；提高放大倍数的相对稳定性； 串联负反馈使输入电阻增加； 并联负反馈使输入电阻减小； 电压负反馈使输出电阻减小
11、，并能稳定输出电压；电流负反馈使输出电阻增加，并能稳定输出电流；,深负反馈放大电路交流参数的估算,对串联深负反馈放大电路，有,对并联深负反馈放大电路，有,反馈信号要在输入端寻找,电压：,电流：,电压：,电流：,虚地,输入级,中间级,输出级,直流偏置,ui,uo,差动放大电路，有两个输入端,共发射极放大电路，放大电压,功率放大电路，输出电阻小，带负载能力强,集成运算放大器的组成及表示,集成运放电路,u+= u-,虚短,1、线性分析依据:（有负反馈或闭环）,集成运放特点,2、非线性分析依据（无负反馈或开环）,u+ u-时，u0= UOM,u+ u-时，u0= -UOM,(u+- u-)Au0 = uo,运算电路和比较器,