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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第1章 半导体二极管及其基本电路,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第2章,半导体三极管及其基本放大电路,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第3章,场效应管及其放大电路,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第4章,集成运算放大器及其应用,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第6章,直流稳压电源,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第5章 低频功率放大器,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第6章,直流稳压电源,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第6章,直流稳压电源,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第8章,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,电子技术基础,:zhangyuan.dz,13814539841,2,课程介绍,为什么要学？,学什么？,怎么学？,一、电子技术的发展与应用,二、课程的性质及教学目标,四、课程内容,五、课程特点,六、学习方法,三、课程研究对象,3,电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。,电子技术的发展主要经历了四个阶段：,一、电子技术发展和应用,4,四个阶段分别是：,第一阶段：,以,电子管,为核心的第一代电子产品；,第二阶段：,二十世纪四十年代末世界上诞生了第一只,半导体三极管,，它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。,贝尔实验室,5,第三阶段：,二十世纪五十年代末期，世界上出现了第一块,集成电路,，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。,第四阶段：,集成电路从小规模集成电路迅速发展到,大规模集成电路和超大规模集成电路,，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。,6,课程性质：,专业技术基础课,课程特点：,本课是电类一切后续课程的基础，学时少、内容多、不能轻视。,内容丰富，技术更新快，,紧密联系实际，应用非常广泛。,二、课程的性质及教学目标,7,电子技术概念：,研究电子器件与系统分析、设计、制造的工程实用技术。,电子技术分类,模拟电子技术,数字电子技术,低频模拟电子技术,高频模拟电子技术,模拟电子技术：,研究模拟电子器件与系统分析、设计、制造的工程实用技术；分析处理的是模拟量。,数字电子技术,：研究数字电子器件与系统分析、设计、制造的工程实用技术，分析处理的是数字量。,三、课程研究对象,8,模拟量,：,幅度具有连续性。大多数物理量，如温度、压力、流量、液面、语音等均为模拟量。,数字信号,：幅度具有离散性，如0、1逻辑量。,9,四、课程主要内容,放大（,模拟小信号放大,和,功率放大,）,分立元器件（,二级管,晶体管,和,场效应管,）,集成器件（,运放,）,信号产生和运算（,反馈,）,直流稳压电源,基础(,逻辑代数,和,门电路,),逻辑电路(,组合逻辑,和,时序逻辑,),可编程逻辑器件,数模（D/A）和模数（A/D）转换电路,10,五、课程主要特点,a、发展快,b、应用广,摩尔定律:,集成度按,10,倍/,6,年的速度,发展。,c、工程实践性强,11,六、,基本学习方,法,1、了解电子电路的基本概念、基本理论；,2、在认真阅读教材的基础上，多思考、多做练习，理解掌握电子技术中有关元器件和电路的基本概念、特性或功能及应用。,课前预习、认真听课、课后复习,3、重视实践。通过完成实验项目（任务）的过程，达到提高动手实践能力，巩固提高所学知识，以掌握现代电子技术基本理论和实际操作技能。,12,课程考核,总学时75(24),说明:在22/26次上课中缺课1次,扣除1分,根据学院要求,事假也算缺课,扣完15分为止。,13,主要理论基础电路分析原理,电路分析基本原理,1)基尔霍夫电流定律(KCL),2)基尔霍夫电压定律(KVL),3)叠加定理,4)戴维宁定理,5)诺顿定理,6)分压公式和分流公式,14,基尔霍夫电流定律(KCL),其基本内容是：对于集总电路的任一节点，在任一时刻流入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。,2,1,4,3,a,i,2,i,4,i,3,i,1,对于节点,a,，有,i,1,=,i,2,+,i,3,+,i,4,或,i,1,-,i,2,-,i,3,-,i,4,=0,15,基尔霍夫电压定律(KVL),基本内容是：对于任何集总电路中的任一回路，在任一瞬间，沿回路的各支路电压的代数和为零。,1,2,3,4,+,+,+,+,_,_,_,_,u,4,u,1,u,2,u,3,a,b,c,d,u,1,-,u,2,-,u,3,+,u,4,=0,16,叠加定理,S,S,S,S,17,戴维宁定理和诺顿定理,电压源等效电路,电流源等效电路,戴维宁,诺顿,转换,信号源,信号源,18,I,R,1,R,2,V,1,V,2,+,+,_,_,+,_,V,a,b,i,2,i,1,i,R,2,R,1,+,_,a,b,v,分压公式和分流公式,19,针对本门课程对同学们的希望：,理论实践学有所成！,+,联系,张园,1实训楼B411,20,实验安排,21021P(24),星期五,34节课,上课周:2,3,(4),5,(6,7,8),9,10,11,12,13,14,15,1,6,17,第1章,半导体二极管及其基本电路,半导体的基本知识,半导体二极管及其基本特性,二极管的基本应用电路,1.1 半导体基本知识,在自然界中，根据物质导电能力的差别，可将它们划分为,导体,、,绝缘体,和,半导体,。,如：金属,如：橡胶、陶瓷、塑料和石英等等,其中最,典型的半导体是,硅,Si,和,锗,Ge，,它们都是,4价,元素,典型的半导体材料,元素,硅（,Si）,、,锗（,Ge）,化合物,砷化镓（,GaAs）,掺杂元素,硼（B）,、,磷（P）,1.1.1 半导体材料,半导体,：导电能力介于导体和绝缘体之间，当受外界光和热刺激或加入微量掺杂,导电能力显著增加。,半导体,特点：,1)在外界能源的作用下，导电性能显著变,化。光敏元件、热敏元件属于此类。,2)在纯净半导体内掺入杂质，导电性能显,著增加。二极管、三极管属于此类。,硅和锗最外层轨道上的四个电子称为,价电子,。,硅原子和锗原子的结构,Ge,Si,+4,半导体的导电性能是由其原子结构决定的。,为方便起见，常表示如下：,半导体的共价键结构图,+4,+4,+4,+4,共价键共用电子对,共,价,键,正离子核,1.本征半导体,定义：,纯净的、不含其他杂质的半导体。,在绝对温度T=0K时，所有的价电子都被共价键紧紧束缚其中，不能成为,自由电子,，,因此本征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。,+4,+4,+4,+4,T=0K,时本征半导体结构图：,温度升高后，本征半导体结构图,+4,+4,+4,+4,自由电子,空穴,+4,+4,+4,+4,这一现象称为,本征激发，,也,称,热激发,。,所谓,本征激发,，就是由于随机热振动致使共价键被打破而产生电子,空穴对的过程。,电子空穴对,+4,+4,+4,+4,电子空穴对,复合：,与本征激发现象相反，即自由电子遇到空穴并填补空穴，从而使两者同时消失的现象。,在一定温度下，本征激发与复合这二者产生的电子空穴对数目相等，达到一种,动态平衡,。,E,自由电子,带负电荷，形成电子流,两种载流子,空穴,视为,带正电荷，形成空穴流,+4,+4,+4,+4,自由电子,空穴,电 子 流,空 穴 流,2.杂质半导体,在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半导体称为,杂质半导体,。,因掺入杂质性质,不同，可分为：,空穴（,P,）型半导体,电子（,N,）型半导体,【Positive】,【Negative】,+4,+4,+3,+4,P型半导体的结构图,在硅（或锗）的晶体中掺入少量3价杂质元素，如硼、镓等。,1.P型半导体,空穴,多数载流子（多子）,空穴；,少数载流子（少子）自由电子。,空穴的来源：,（1）本征激发产生（少量的）,（2）掺入杂质元素后多余出来的（大量的）,+4,+4,+3,+4,P型半导体的结构图,在硅（或锗）的晶体中掺入少量3价杂质元素，如硼、镓等。,1.P型半导体,空穴,多数载流子（多子）,空穴；,少数载流子（少子）自由电子。,自由电子的来源：,只有本征激发产生（少量的）,多数载流子（多子）,自由电子；,少数载流子（少子）,空穴。,N型半导体的结构图,+4,+4,+5,+4,在硅（或锗）的晶体中掺入少量5价杂质元素，如磷，砷等。,2.N型半导体,多余的电子,自由电子的来源：,（1）本征激发产生（少量的）,（2）掺入杂质元素后多余出来的（大量的）,多数载流子（多子）,自由电子；,少数载流子（少子）,空穴。,N型半导体的结构图,+4,+4,+5,+4,在硅（或锗）的晶体中掺入少量5价杂质元素，如磷，砷等。,2.N型半导体,多余的电子,空穴的来源：,只有本征激发产生（少量的）,杂质半导体的示意表示方法,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,P型半导体,N型半导体,少子浓度只与温度有关,多子浓度主要受掺入杂质浓度的影响,负离子,空穴,正离子,自由电子,P1-2相关概念,半导体,：导电能力介于导体和绝缘体之间,半导体,特点：1)在外界能源的作用下，导电性能显著变化。2)在纯净半导体内掺入杂质，导电性能显著增加。,本征激发,，就是由于随机热振动致使共价键被打破而产生电子,空穴对的过程。,复合：,与本征激发现象相反，即自由电子遇到空穴并填补空穴，从而使两者同时消失的现象。,本征半导体的导电能力很弱,杂质半导体的示意表示方法,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,P型半导体,N型半导体,少子浓度只与温度有关,多子浓度主要受掺入杂质浓度的影响,负离子,空穴,正离子,自由电子,1.1.2 PN结及其单向导电性,1.PN结的形成,耗尽层,PN结,势垒区,阻挡层,+,-,由上可知，,PN结中进行着两种载流子的运动：,多数载流子的,扩散运动,少数载流子的,漂移运动,产生的电流称为,扩散电流,产生的电流称为,漂移电流,P区空穴N区,N区电子P区,N区空穴P区,P区电子N区,2.PN结的单向导电性,外加正向电压,即电源的正极接P区，负极接N区。,PN结的这种接法称为,正向接法,或,正向偏置,（简称,正偏,）。,前提：只有在外加电压时才会显示出来,PN结加正向电压时导通,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,变薄,内电场,外电场,P区,N区,多子空穴,多子电子,I,F,V,F,正向电流,I：扩散电流,PN结加正向电压时导通,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,变薄,内电场,外电场,P区,N区,I,F,V,F,I：扩散电流,内电场被削弱，多子的扩散加,强，形成较大的扩散电流I。,小结,外加反向电压,即电源的正极接N区，负极接P区。,PN结的这种接法称为,反向接法,或,反向偏置,（简称,反偏,）。,PN结加反向电压时截止,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,内电场,外电场,P区,N区,V,R,变厚,I,R,I：漂移电流,反向电流,温度一定时,，反向电流I,R,趋于恒定值，称为,反向饱和电流I,S,。,PN结加反向电压时截止,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,内电场,外电场,P区,N区,V,R,变厚,I,R,I：漂移电流,小结,内电场被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流I,R,。,归纳：,PN结加正向电压时，具有较大的正向,扩散电流,，呈现低电阻，PN结,导通,；,PN结加反向电压时，具有很小的反向,漂移电流,，呈现高电阻，PN结,截止,。,这就是PN结的,单向导电性,。,1.2.1 二极管的结构与符号,二极管实物认识,1.2 半导体二极管及其特性,二极管图形符号、文字符号,diode,D,1 正向特性,硅,二极管的死区电压,V,th,=0.50.8V,左右，,锗,二极管的死区电压,V,th,=0.20.3 V,左右。,当,0,V,V,th,时，正向电流为零，,V,th,称死区电压或开启电压。,正向区分为两段：,当,V,V,th,时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。,1.2.2 二极管的V-I特性,当,V,BR,V,0,时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称,反向饱和电流,I,S,。,当,VV,BR,时，反向电流急剧增加，,V,BR,称为,反向击穿电压,。,2,反向特性,硅二极管,的反向击穿特性比较硬、比较陡，反向饱和电流也很小；,锗二极管,的反向击穿特性比较软，过渡比较圆滑，反向饱和电流较大。,3.反向击穿特性,温度对二极管的性能有较大的影响，温度升高时，反向电流将呈指数规律增加，如硅二极管温度每增加8，反向电流将约增加一倍；锗二极管温度每增加12，反向电流大约增加一倍。,4.温度影响,V,th,V,（BR）,v,D,/V,i,D,/mA,i,D,/A,环境温度升高，二极管的正向特性曲线将左移，反向特性曲线下移。,I,F,：最大整流电流,1.2.3.二极管的参数,指二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。,V,BR,：反向击穿电压,指管子反向击穿时的电压值。,一般手册上给出的最大反向工作电压约为,V,BR,的一半。,指管子未击穿时的反向电流。其值愈小，则管子的单向导电性愈好。,温度对它影响很大，使用时应注意。,I,R,：反向电流,1.3.1,稳压,二极管,i,Z,/,mA,v,Z,/V,V,Z,I,Z,V,Z,V,-,I,特性,a,k,代表符号,V,Z,表示反向击穿电压，即稳压管的稳定电压。,1.3二极管的应用电路,V,I,I,Z,I,O,(,I,L,),V,O,【分析】,例如：假设,V,I,恒定，而,R,L,减小，则有,R,L,V,Z,稳压,I,O,I,Z,不变,I,R,V,R,V,I,恒定,V,O,I,Z,I,R,V,R,V,I,恒定,V,O,（1）,应使外加电源的正极接管子的N区，电源的负极接P区，以,保证稳压管工作在,反向击穿区【！】,。,（2）稳压管应与负载电阻R,L,并联，由于稳压管两端电压的变化量很小，因而使输出电压比较稳定。,（3）必须限制流过稳压管的电流I,Z,，不要超过规定值，以免因过热而烧坏管子。,【注意】,稳压管的一种实物图,黑头一侧为阴极，即k端,符号,光电传输系统,1.3.2 发光二极管,(发光),几种普通发光二极管实物图,长脚为正极,大头为负极,（a）符号 （b）电路模型 （c）特性曲线,1.3.3 光电二极管,可用来作为光的测量，是将光信号转换为电信号的常用器件。,(接收光),补:判断D状态方法,习题1.11,1.12,开关电路,（,理想模型,）,电路如图所示，求AO的电压值,解：,先断开D，以O为基准电位，,即O点为0V。,则接D阳极的电位为-6V，接阴极的电位为-12V。,阳极电位高于阴极电位，D接入时正向导通。,导通后，D的压降等于零，即A点的电位就是D阳极的电位。,所以，AO的电压值为-6V。,1.3.1 开关与整流电路(补),整流电路,（,理想模型,）,（a）电路图 （b）,v,s,和,v,o,的波形,半波整流电路,将指数模型 分段线性化，得到二极管特性的等效模型。,理想模型,（a）,V,-,I,特性 （b）代表符号 （c）正向偏置时的电路模型 （d）反向偏置时的电路模型,在实际电路中,当电源电压远比二极管,的管压降大时,利用此法是可行的。,恒压降模型,（a）,V,-,I,特性 （b）电路模型,折线模型,（a）,V,-,I,特性 （b）电路模型,典型值是0.7V,只有当二极管的电流,i,D,近似等于或大于1mA时,才是正确的。,V,th,约为0.5V；,第2章 三极管及其放大电路,半导体三极管放,大电路性能指标,共射基本放大电路,工作点稳定电路,共集电极电路和共基极电路,多级放大电路,反馈放大电路,什么是放大?,电信号放大:,窃听器?,半导体三极管，也叫,晶体三极管,。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为,双极结型晶体管,（,Bipolar Junction Transistor,，,简称,BJT,）。,BJT,是由两个,PN,结组成的。,2.1 半导体三极管,【分类】,按频率分,高频管,低频管,按功率分,大功率管,中功率管,小功率管,按半导,体材料分,硅管,锗管,按结构,不同分,NPN,型,PNP,型,(a)小功率管 (b)小功率管 (c)大功率管 (d)中功率管,2.1.1 BJT的结构与符号,图形符号,发射结(Je),基极,，,用B或b表示（Base）,集电结(Jc),发射极,，,用E或e,表示（Emitter）；,集电极,，,用C或c,表示（Collector）。,发射区,集电区,基区,三极管符号,箭头代表发射极电流的实际方向,结构制作要求：,发射区：高杂质掺杂浓度；,(芝麻),基区：很薄（通常为几微米几十微米），低掺杂浓度；,(薄牛肉),集电区：,掺杂浓度要比发射区低；,面积比发射区大；,b,N,N,P,e,c,b,N,N,P,e,c,为实现放大，必须满足三极管的内部结构和外部条件两方面的要求。,从外部条件来看,：,发射结正向偏置UBE0,集电结反向偏置UBCV,BB,保证,V,CB,=V,CE,-V,BE,0,发射结正偏：,2.三极管电流分配关系：,V,CC,J,e,J,c,e,c,b,N,N,P,V,BB,R,b,R,c,例：共发射极接法,I,EN,I,EP,（1）发射区向基区注入电子，从而形成发射极电流I,E,。,I,E,=I,EN,+I,EP,I,EN,（1）发射区向基区注入电子，从而形成发射极电流I,E,。,V,CC,J,e,J,c,e,c,b,N,N,P,V,BB,R,b,R,c,例：共发射极接法,I,E,（2）在基区中,电子继续向集电结扩散；,少数电子与基区空穴相复合，形成I,B,电流。,I,B,复合,I,BE,I,BE,（1）发射区向基区注入电子，从而形成发射极电流I,E,。,V,CC,J,e,J,c,e,c,b,N,N,P,V,BB,R,b,R,c,例：共发射极接法,I,E,（2）在基区中,电子继续向集电结扩散；,少数电子与基区空穴相复合，形成I,B,电流。,I,B,（3）集电区收集大部分的电子，形成I,C,电流。,I,C,I,CN,I,CN,I,BE,V,CC,J,e,J,c,e,c,b,N,N,P,V,BB,R,b,R,c,例：共发射极接法,I,E,I,B,I,C,I,CBO,I,C,I,B,I,E,可简化为,将三极管看成一个广义的节点（如下图），有：,I,C,I,B,I,E,将三极管看成一个广义的节点（如下图），有：,I,E,=I,C,+I,B,故集电极与基极电流的关系为：,共射电流放大倍数,共基极电流放大系数,I,C,I,B,I,E,I,E,=I,C,+I,B,I,C,I,E,I,B,=,I,E,-I,C,=I,E,-I,E,=(1-)I,E,故集电极与基极电流的关系为：,=,共射电流放大倍数,共基极电流放大系数,2.1.3 .BJT的特性曲线,BJT,的特性曲线是指,各电极电压与电流之间的关系曲线，它是,BJT,内部载流子运动的外部表现。,工程上最常用的是BJT的,输入特性,和,输出特性,曲线。,R,L,+,-,v,O,b,c,e,v,I,i,B,=,I,B,+,i,B,i,C,=,I,C,+,i,C,i,E,=,I,E,+,i,E,v,BE,+,-,+,-,v,CE,以共射放大电路为例：,输入回路,输出回路,输入特性：,输出特性：,BJT共射接法的输入特性曲线,分三部分：,死区,非线性区,线性区,i,B,/A,v,BE,/V,v,CE,=1V,v,CE,1V,v,CE,=0V,记住：,当v,CE,1时，各条特性曲线基本重合。,当v,CE,增大时特性曲线相应的右移。,25,输入特性曲线,输出特性曲线,它是以,i,B,为参变量的一族特性曲线。,v,CE,/V,i,C,/mA,25,BJT共射接法的输出特性曲线,=20A,=40A,=60A,=80A,v,CE,/V,i,C,/mA,25,=20A,=40A,=60A,=80A,输出特性曲线可以划分为三个区域：,饱和区,i,C,受,v,CE,控制的区域，该区域内,v,CE,的数值较小。此时,J,e,正偏，,J,c,正偏,v,CE,/V,i,C,/mA,25,=20A,=40A,=60A,=80A,饱和区,i,C,受,v,CE,显著控制的区域，该区域内,v,CE,的数值较小。此时,J,e,正偏，,J,c,正偏,。,截止区,i,C,接近零的区域，相当,i,B,=0的曲线的下方。此时,J,e,反偏，J,c,反偏,。,v,CE,/V,i,C,/mA,25,=20A,=40A,=60A,=80A,饱和区,i,C,受,v,CE,显著控制的区域，该区域内,v,CE,的数值较小，一般,v,CE,V,b,V,e,放大V,c,V,b,0,集电结反向偏置UBC,U,BE,电压放大(电流放大),放大原理,放大的本质,功率（能量）的放大,C,1,、,C,2,称为隔直电容或,耦合电容,该电路又称为,阻容耦合放大电路,。,2.3.2 共射基本放大电路实际电路,基本共射放大电路的简化,共射放大电路改进电路,v,i,v,o,交,直交,直,交,需要使,R,b,R,c,（一般为几十倍）,改成唯一的,直流电源,三极管,T,起放大作用。,偏置电路,V,CC,、,R,b,提供电源，并使三极管,工作在线性区,。,耦合电容,C,1,、,C,2,输入耦合电,容,C,1,保证信号,加到发射结，,不影响发射结,偏置。输出耦,合电容,C,2,保证,信号输送到负,载，不影响集,电结偏置。,负载电阻,R,C、,R,L,将变化的集电极电流,转换为电压输出。,阻容耦合共射放大电路,放大原理,输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结于是有下列过程：,三极管放大作用,变化的 通过 转变为,变化的输出,首先交代各物理量表示方法及其含义：,V,BE,，V,CE，,V,I，,V,O,I,B，,I,C，,I,E，,I,I,v,i,，v,o，,v,be，,i,b，,i,c，,i,e，,i,i,表示,“,直流量,”,：,大写字母大写下标,表示,“,交流量,”,的瞬时值,：,小写字母小写下标,v,BE,，v,CE，,v,I，,v,O,i,B，,i,C，,i,E，,i,I,，i,O,表示,“,直流量交流量,”,：,小写字母大写下标,2.3.3 放大电路,静态分析,V,c,，V,b，,V,e，,V,i,I,b，,I,c，,I,e，,I,i,表示,“,交流量的向量形式,”,：,大写字母小写下标头上点,表示,“,交流量,”,的有效值,：,大写字母小写下标,请详细参阅教材P21表述。,静态和动态,静态,:,时，放大电路的工作状态，,也称,直流工作状态,。,(Q点),放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通路和交流通路。,动态,:,时，放大电路的工作状 态，也称,交流工作状态,。,v,i,v,o,C,b1,C,b2,断开,断开,直流通路,能通过直流的通路。提供Q点,固定偏置,例.2.2,直流通路,I,B,偏置电阻,偏置电流,2.3.4 动态分析,动态分析讨论的对象：,交流成分,（即变化的量）,放大电路在接入正弦信号时的工作情况,设输入电压,v,i,=0.02,sint,(V),v,BE,=V,BE,+v,be,i,B,=I,B,+i,b,v,CE,=V,CE,+v,ce,i,C,=I,C,+i,c,各分量都在原来静态直流量的基础上叠加了一个交流量，如下：,共射极放大电路中的电压、电流波形,u,CE,=,V,CC,-,i,C,R,C,u,BE,=U,BE,+,u,i,u,o,=u,CE,-U,CE,反相,v,i,v,o,C,b1,C,b2,v,i,v,o,交流通路,i,b,i,e,i,c,非线性部分,线性部分,短路,短路,V=0 直流电源相当于对地短路,分析性能指标,在输出特性曲线上，作出直流负载线,V,CE,=,V,CC,i,C,R,c,，与,I,BQ,曲线的交点即为,Q,点，从而得到,V,CEQ,和,I,CQ,。,在直流通路中估算,I,BQ,。,2.3.5 图解分析法,为一直线,i,c,0时，,v,CE,=V,CC,M点,v,CE,0时，,且斜率为-,1,/,R,C,N点,1.确定静态工作点,直流负载线,静态工作点,2.确定放大器的放大倍数,交流负载线,其斜率为,-,1/,R,L,R,L,=,R,L,R,c,，,是交流负载电阻。,交流负载线与直流负载线,相交,Q,点。,交流通路-交流负载线-波形,根据,v,I,的波形，在BJT的输入特性曲线图上画出,v,BE,、,i,B,的波形,3.根据vI的波形求iB(不要求),4.,根据,i,B,的变化范围在输出特性曲线图上画出,i,C,和,v,CE,的波形,反相,动态工作范围,A,i,C,u,CE,v,o,可输出的最大不失真信号,合适的静态工作点,5.Q点对波形影响,将Q点选在交流负载线AB的,中央,，可以获得最大的不失真输出，即可以得到最大的动态工作范围,即：BQ=AQ,B,Q,i,b,V,CES,V,CEA,截止失真的波形,NPN管顶部削平,Q点过低信号进入截止区,饱和失真的波形,NPN底部削平,Q点过高信号进入饱和区,例2.3,2.15,2.14,思路：,将非线性的BJT等效成一个线性电路,适用范围：,放大电路的输入信号是变化量且电压很小时适用,2.3.6 小信号等效电路分析法,BJT双口网络,1.三极管的小信号等效电路,交流,r,bb,（1）利用直流通路求,Q,点,共射极放大电路,一般硅管,V,BEQ,=0.7V，锗管,V,BEQ,=0.2V，,已知,。,2.放大电路的小信号等效电路及其分析,v,i,v,o,C,b1,C,b2,v,i,v,o,C,b1,C,b2,v,i,v,o,交流通路,i,b,i,e,i,c,（1）画出放大电路的交流通路,（2）画小信号等效电路,v,be,i,b,i,c,v,ce,i,b,b,e,c,v,i,v,o,交流通路,i,b,i,e,i,c,（2）将交流通路中的三极管用等效电路代替,v,be,i,b,i,c,v,ce,i,b,b,e,c,v,i,v,o,交流通路,i,b,i,e,i,c,R,b,+,v,i,v,be,i,b,i,c,v,ce,i,b,b,e,c,v,i,v,o,交流通路,i,b,i,e,i,c,R,b,+,v,i,R,c,+,v,o,R,L,则电压增益为,（可作为公式）,电压增益,（3）求放大电路动态指标,负号表示输出电压与输入电压反相,R,i,输入电阻,所以：,根据定义：,+,-,0,输出电阻,i,b,i,c,i,v,i,v,o,小结,例2.4,归纳等效电路法的步骤,先确定Q点（,I,BQ,、,I,CQ,、,V,CEQ,）,方法：,近似估算法,图解法,求Q点处的和r,be,通常会给出,I,EQ,=I,BQ,+I,CQ,I,CQ,三.等效电路法的步骤,画出放大电路的微变等效电路,列出电路方程并求解【一般要求,增益,、,输入电阻,和,输出电阻,】,小信号模型分析法就是,把非线性的三极管线性化,，这样具有非线性元件的放大电路就转化成为我们熟悉的线性电路了。,经过线性化的三极管等效电路为：,称为,简化的H参数小信号模型,（或,微变等效电路,）,2.4 静态点稳定电路,2.4.1温度对静态工作点的影响,v,i,v,o,R,b1,R,b2,C,b1,C,b2,v,i,v,o,C,b2,C,b1,+,i,B,2.4.2 分压偏置电路,固定偏流电路,固定,射极偏置电路,旁路电容,Q点稳定原理,v,i,v,o,R,b1,R,b2,C,b1,C,b2,R,b1,R,b2,V,B,V,E,I,1,I,2,直流通路,V,BE,+,-,目标：,温度变化时，使,I,C,维持恒定。,如果温度变化时，,b点电位能基本不变,，则可实现Q点的稳定。,R,b1,R,b2,V,B,V,E,I,1,I,2,直流通路,V,BE,+,-,分析该电路的特性指标,（1）,Q,点的估算:【,I,BQ,、,I,CQ,、,V,CEQ,】,b,e,c,（2）动态参数的估算,（2）动态参数的估算,v,i,v,o,R,b1,R,b2,C,b1,C,b2,旁路电容,b,c,e,微变等效电路,b,c,e,求电压增益,b,c,e,求输入电阻,R,e,=,0,，代入无旁路电容时输入电阻表达式,有,小！,b,c,e,求输出电阻,2.5.1 共集电极放大电路,电路结构,2.5 共集电极电路和共基极电路,又称,射极输出器,为正值,表明输出电压与输入电压同相。,又称,电压跟随器,共集电极放大电路的特点：,电压放大倍数1（略小于1），对电压基本无放大作用；,输入阻抗高,对信号源影响小；,输出阻抗小,带负载能力强。,输出电压与输入电压同相；,电压跟随器,对电流具有放大作用。,射极输出器的应用,（1）放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。,（2）放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。,（3）放在两级之间，起缓冲作用。,2.5.2 共基极电路,电路结构,C,B,R,e,：引入直流负反馈以稳定工作点,Q,R,b1,、R,b2,：是偏置电阻，为了建立合适的,Q,点而加的。,三种组态比较,组态,电压增益（）,电流放大,输入电阻（,R,i）,输出电阻（,R,o）,应用情况,共射放大电路,较大，与,V,o反相,有电流放大,适中,较大RC,频带较窄，常作为低频放大单元电路,共集放大电路,与,V,o同相，有电压跟随特性,不放大电压,有电流放大,最大,最小,常用于电压放大的输入、输出级,共基放大电路,较大，数值与共射同,与,V,o同相,无电流放大,小,较大RC,在三种组态中其频率特性最好，常用于宽带放大电路,其中,普通音响系统放大电路的幅频响应,2.6.1 放大电路的频率特性与通频带,2.6多级放大电路,1.放大电路的频率特性与通频带,b,e,c,R,b,+,-,R,e,R,c,R,L,+,-,R,s,C,b1,C,e,C,b2,完全等效电路,v,o,R,b1,R,b2,C,b1,C,b2,v,s,R,s,+,-,R,b,=R,b1,/R,b2,2.单极放大电路的频率特性分析,分析该电路的,低频响应,时，不应该再忽略,隔直电容,和,射极旁路电容,低频,主要影响,中频段,R,b,=R,b1,/R,b2,R,i,=R,b,/r,be,R,o,=R,c,中频时:C,1,、C,2,、C,e,容抗较小，可视为短路；C,容抗较大，可视为开路。等效电路如图。,高频段,将全频段小信号模型中的,C,1,、,C,2,和,C,e,短路，即可获得高,频段小信号模型微变等效电路，如图所示。,1)RC耦合,第一级,第二级,C,R,2.6.2 多级放大电路的分析,1.耦和方式,v,i,v,o,2)直接耦合,优点：低频性能好，,易于继集成,缺点：静态点