本章重點內(nèi)容l

PN結(jié)及其單向?qū)щ娞匦詌

半導體二極管的伏安特性曲線l

二極管在實際中的應用1.1

PN結(jié)1.1.1本征半導體

自由電子abc＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4共價鍵的兩個價電子價電子＋4（a）硅和鍺原子的簡化結(jié)構(gòu)模型(b)晶體的共價鍵結(jié)構(gòu)及電子空穴對的產(chǎn)生圖1.1硅、鍺原子結(jié)構(gòu)模型及共價鍵結(jié)構(gòu)示意圖

第1章

半導體二極管及其應用電路模擬電子技術1.1.2雜質(zhì)半導體1．N型半導體2．P型半導體

磷原子自由電子＋4＋4＋4＋4＋5＋4＋4＋4＋4電子一空穴對圖1.2N型半導體的結(jié)構(gòu)模擬電子技術空穴硼原子＋4＋4＋4＋4＋3＋4＋4＋4＋4電子一空穴對圖1.3P型半導體的結(jié)構(gòu)3.PN結(jié)的形成

內(nèi)電場P區(qū)N區(qū)P區(qū)N區(qū)空間電荷區(qū)圖1.4PN結(jié)的形成模擬電子技術4．PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦?1)PN結(jié)的正向?qū)ㄌ匦訰外電場內(nèi)電場IR空穴(多數(shù))電子(多數(shù))NP變薄NP變厚IR≈0R外電場內(nèi)電場電子(少數(shù))空穴(少數(shù))

(a)

正向偏置

（b）反向偏置 圖1.5PN結(jié)的導電特性

(2)PN結(jié)的反向截止特性

1.2半導體二極管1.2.1半導體二極管的結(jié)構(gòu)及其在電路中的符號模擬電子技術－外殼(陰極)(陽極)PN陽極引線陰極引線VD－＋(陰極)（a）結(jié)構(gòu)（b）電路符號（c）實物外形圖1.6二極管結(jié)構(gòu)、符號及外形uv/V

015105

（μA）iv/mA

ABB′A′-5IR0.20.40.60.8

C′D′DC-30-U（BR）硅鍺圖1.7二極管伏安特性曲線1.2.2半導體二極管的伏安特性模擬電子技術1．正向特性2．反向特性

3．反向擊穿特性

4．溫度對特性的影響

1.2.3半導體二極管的主要參數(shù)

1．最大整流電流IF2．最大反向工作電壓URM3．反向飽和電流IR

4．二極管的直流電阻R5．最高工作頻率fM1.2.4半導體二極管的命名及分類1．半導體二極管的命名方法

模擬電子技術用數(shù)字表示電極數(shù)目用字母表示材料和極性用字母表示類型用數(shù)字表示序號用數(shù)字表示規(guī)格圖1.8半導體器件的型號組成2．半導體二極管的分類

1.2.5二極管的判別及使用注意事項

1．二極管的判別（用萬用表進行檢測）（1）二極管正、負極性及好壞的判斷（2）二極管好壞的判別

（3）硅二極管和鍺二極管的判斷（4）普通二極管和穩(wěn)壓管的判別

模擬電子技術2．二極管使用注意事項*1.3幾種常用的特殊二極管1.3.1穩(wěn)壓二極管1．穩(wěn)壓二極管的工作特性

(a)伏安特性（b）符號圖1.9穩(wěn)壓二極管的特性曲線和符號0IA（Izmin）IZIA（Izmax）I／mAΔUZU／VBAUZΔIZUBUAVD模擬電子技術2.穩(wěn)壓管的主要參數(shù)

1.3.2發(fā)光二極管1．普通發(fā)光二極管

2．紅外線發(fā)光二極管

3．激光二極管1.1.3光電二極管1.3.4變?nèi)荻O管

(a)壓控特性曲線(b)電路符號圖1.12變?nèi)荻O管的壓控特性曲線和電路符號80604020CJ/pF2468101214U/V0VD模擬電子技術1.4半導體二極管的應用

1.4.1整流1.4.2鉗位

1.4.3限幅VDU(+)FA圖1.13二極管鉗位電路（a）限幅電路（b）波形圖1.14二極管限幅電路及波形RVD1+uo－+ui－－Us2++Us1－VD2uo/V10t-10uo/V+5-5t00模擬電子技術4.電路中的元件保護

SVDeLLREi圖1.15二極管保護電路模擬電子技術

本章重點內(nèi)容l

晶體三極管的放大原理、輸入特性曲線、輸出特性曲線l

基本放大電路的工作原理及放大電路的三種基本偏置方式l

利用估算法求靜態(tài)工作點l

微變等效電路及其分析方法l

三種基本放大電路的性能、特點2.1半導體三極管2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)及分類

1．三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其在電路中的符號

第2章半導體三極管及其放大電路模擬電子技術(a)NPN(b)PNP圖2.1三極管的結(jié)構(gòu)示意圖及其在電路中的符號基極bbceceb集電區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射結(jié)集電結(jié)基極bccbeeb基區(qū)發(fā)射極e集電極cNPN發(fā)射極e集電極cPNP2．三極管的分類

2.1.2三極管的放大作用1．三極管放大時必須的內(nèi)部條件模擬電子技術2．三極管放大時必須的外部條件

3．三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程圖2.2

三極管內(nèi)部載流子的運動情況

－+－+RCcbeICIEIBVCcVBBRBICBOICNIBNNPN（3）電子被集電區(qū)收集的過程（1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子的過程

（2）電子在基區(qū)的擴散和復合過程模擬電子技術4．三極管電流放大作用的進一步理解

表2.1IB、IC、IE的實驗數(shù)據(jù)IB/mA-0.00400.010.020.030.040.05IC/mA0.0040.011.091.983.074.065.05IE/mA00.011.102.003.104.105.102.1.3三極管的特性曲線1．輸入特性曲線uBE/v0.2uCE/v（a）（b）uCE≥1VuCE=00.80.60.4iB/μA1008060402025℃飽和區(qū)放大區(qū)100μA80μA60μA40μA20μAiB=0μA108642ic/mA4321截止區(qū)圖2.3三極管的特性曲線模擬電子技術2．輸出特性曲線(1)放大區(qū)(2)飽和區(qū)

(3)截止區(qū)2.1.4三極管正常工作時的主要特點1．三極管工作于放大狀態(tài)的條件及特點2．三極管工作于飽和狀態(tài)的條件及特點3．三極管工作于截止狀態(tài)時的條件及特點＊2.1.5特殊晶體管簡介1．光電三極管模擬電子技術（a）等效電路（b）電路符號（c）LED+光電三極管（d）LED+光電池圖2.4光電三極管的等效電路與電路符號圖2.5光電耦合器電路符號ce(－)(+)cbeILIC

2．光電耦合器3．晶閘管

（1）單向晶閘管

A.內(nèi)部結(jié)構(gòu)模擬電子技術B.工作原理KAGχχχGAKGAK

（a）(b)(c)

圖2.6單向晶閘管外形及電路符號

(a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(b)分解圖（c）等效電路圖2.7晶閘管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其等效電路

gakP1N1P2N2IGgkN1P2N2aP1N1P2kVGGIARGV2V1IC1RAIC2VAAga模擬電子技術

A.判定晶閘管的電極

B.檢測量晶閘管的導通情況（2）雙向晶閘管①雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)

(a)(b)

圖2.8雙向晶閘管外形及電路符號GT1T2T1T2GTUC336②雙向晶閘管的測量模擬電子技術2.1.6三極管的主要參數(shù)

1．電流放大系數(shù)

2．反向飽和電流ICBO

3．穿透電流ICEO

4．集電極最大允許電流ICM5．集電極、發(fā)射極間的擊穿電壓UCEO6．集電極最大耗散功率PCM。

2.1.7三極管的檢測與代換1．國產(chǎn)三極管的命名方法簡介

2．三極管三個電極（管腳）的估測模擬電子技術

(a)(b)(c)圖2.10三極管引腳識別示意圖BCEEBCEBCBECC13973．南韓、日本三極管介紹。

4．彩電和彩顯行輸出管簡介

5．三極管好壞的判別6．三極管的代換原則模擬電子技術2.2三極管基本放大電路及其分析方法

2.2.1放大的基本概念

2.2.2三極管在實際應用中的三種放大電路形式2.2.3放大電路的組成1.基本放大電路的組成原則2.放大電路的組成及各元件的作用2.2.4放大電路的兩種狀態(tài)——靜態(tài)和動態(tài)（a）直流通路（b）交流通路圖2.13直流、交流通路ICQ＋VCCV＋UCEQ＿＋UCEQ＿R1R2R′L＋ui＿iiVR1＋uo＿模擬電子技術2.2.5基本放大電路的工作過程

圖2.14基本放大電路的工作波形

ωtUCEωtωtωtωtωtURCURCiB(e)管壓降的波形(d)RC上壓降的波形(c)集電極電流波形uCEuceuRCurcICiciCibIB000000000000ωtωtωtωtωtωtωt(b)基極電流波形ui0(a)輸入信號電壓波形0uoωt(f)輸出信號電壓波形模擬電子技術2.3.放大電路常用的直流偏置電路2.3.1固定式直流偏置電路2.3.2分壓式電流負反饋偏置電路

圖2.15分壓式電流反饋式偏置電路C1Ce+++uoIEI2I1ReR2＋VCCVC2RLR3R1+ui－Rs1．工作點穩(wěn)定過程

（1）由基極電阻R1、R2分壓而得到固定的基極電位UB。設圖2.15中流過R1、R2的電流分別為I1、I2，則（2）利用發(fā)射極電阻Re的電流負反饋作用穩(wěn)定靜態(tài)工作點模擬電子技術2．電容Ce的作用2.3.3恒流源偏置電路圖2.16鏡像恒流源的基本電路IIC1VCCRIC2=I0V2V1模擬電子技術（a）威爾遜恒流源（b）小電流恒流源（c）改變射極電阻比獲得不同輸出電流的恒流源圖2.17改進型恒流源電路V3IB3Re1Re2ReIIC1IBV2V1IIC1IC2V2V1IIC1IC2V2V1IC32.4放大電路的三種基本分析方法2.4.1靜態(tài)工作點估算法模擬電子技術（1）畫出放大電路的直流通路（2）由直流通路列出輸入回路和輸出回路方程，代入方程，分別求出IBQ、ICQ、UCEQ。++usRs＋VCCVC2C1RLRcRb＋VCC例1估算圖2.18所示放大電路的靜態(tài)工作點，設VCC=12V，Rc=3kΩ，RB=280kΩ，β=50。（a）（b）圖2.18模擬電子技術2.4.2放大電路的圖解分析法1．用圖解法確定靜態(tài)工作點的步驟：（1）在ic、uce平面坐標上作出晶體管的輸出特性曲線。（2）根據(jù)直流通路列出放大電路直流輸出回路的電壓方程式：UCE=VCC－IC·RC（3）根據(jù)電壓方程式，在輸出特性曲線所在坐標平面上作直流負載線。因為兩點可決定一條直線，所以分別?。↖C=0，UCE=VCC）和（UCE=0，IC=EC/Rc）兩點，這兩點也就是橫軸和縱軸的截距，連接兩點，便得到直流負載線。（4）根據(jù)直流通路中的輸入回路方程求出IBQ。（5）找出IB=IBQ這一條輸出特性曲線，該曲線與直流負載線的交點即為Q點（靜態(tài)工作點），該Q點直觀地反映了靜態(tài)工作點（IBQ、ICQ、UCQ）的三個值。即為所求靜態(tài)工作點的值。模擬電子技術

（a）電路圖（b）特性曲線

圖2.19例2電路圖+MQiu=80μA60μA40μA20μA0μAuCE/v6Vic/mA4321+＋VCCVRLRcRbuiuo2．電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響（1）Rb對Q點的影響（2）Rc對Q點的影響模擬電子技術ic/mAMuCE/vIBQ1IBQIBQ20（a）Rb變化對Q點的影響aQ1Rb1>RbQ2Rb2<RbNMRc<Rc1Q1Q

Q2IBQRc>Rc20MNuCE/vic/mA（b）Rc變化對Q點的影響0VCC1<VCCVCC2>VCCQ2QQ1NuCE/vic/mA（c）VCC變化對Q點的影響

圖2.20電路參數(shù)對Q點的影響

模擬電子技術（3）VCC對Q點的影響2.4.3放大電路的微變等效電路分析法1．三極管的微變等效電路(三極管輸入端be間和輸出端ce間的微變等效電路)（1）三極管輸入端（be）間的微變等效電路beic+uce－ib+ube－ciCβib+uce－rbe+ube－ib

(a)

(b)圖2.21三極管的微變等效電路

（2）三極管輸出端（ce）間的微變等效電路

2．放大電路的微變等效電路

第一，根據(jù)放大電路畫出交流通路。用三極管的微變等效電路代替交流通路中的三極管，畫出放大電路的微變等效電路。模擬電子技術++－+uoCeReRb1VC2C1RLRcRb2+ui－Rs

（a）放大電路ΒibRb1uo+－ieicibRcRb2RL+us－riui－+RcRbrs－+bcicrbeibuoRLro圖2.22放大電路的微變等效電路（b）交流通路（c）微變等效電路

模擬電子技術2.5放大電路的動態(tài)性能指標及分析2.5.1放大電路的動態(tài)性能指標

1．放大倍數(shù)2．輸入電阻ri

ii+io－riro放大電路uoRL+us－rs－++u`o－rouiri圖2.23放大電路的方框圖模擬電子技術3．輸出電阻ro

2.5.2放大電路性能指標估算的方法、步驟1.

在放大電路靜態(tài)分析的基礎上，根據(jù)靜態(tài)工作點的數(shù)值及相關公式，求出rbe。2.

畫出放大電路的微變等效電路。3.

根據(jù)微變等效電路及Au、ri、ro的定義式，分別求出Au、ri、ro。2.5.3共射放大電路基本動態(tài)參數(shù)的估算

1.電壓放大倍數(shù)

2．源電壓放大倍數(shù)Aus

3．輸入電阻ri4.輸出電阻ro2.5.4共集電極、共基極放大電路1．共集電極放大電路模擬電子技術++RL+uo－ReRb+ui+uo－ReC2C1rs－+us－＋VCCVRLRb+uirs－+us－V(a)典型電路(b)交流通路圖2.25共集電極電路（1）靜態(tài)工作點的估算（2）動態(tài)分析2．共基極電路模擬電子技術ri+us－rsiiuoRe－+ieui－+RbbcicβibrbeibRL圖2.26共集電極放大電路的微變等效電路r`iCB+++++us－－CEBCBE+uo－Cb2Rb2RLRb+uo－ReCb1＋VCCVRLRcRb1uirs+uirs－+us－V(a)電路圖(b)交流通路圖2.27共基放大電路（1）靜態(tài)分析

模擬電子技術（2）動態(tài)分析Bβibroicri+us－Rsiiuo－+ibui－+ReECrbeieRL圖2.28共基極微變等效電路r`i①電壓放大倍數(shù)Au②輸入電阻ri③輸出電阻ro

2.6三種基本放大電路的比較

*2.7多級放大電路模擬電子技術2.7.1多級放大電路的組成圖2.29多級放大電路的結(jié)構(gòu)框圖2.7.2多級放大電路的耦合方式（1）保證信號在級與級之間能夠順利地傳輸；（2）耦合后，多級放大電路的性能必須滿足實際的要求。為了滿耦合后，各級電路仍具有合適的靜態(tài)工作點2.7.3阻容耦合模擬電子技術+Ce2++++－+uoRe1Re2－+＋VCCC1RLCe1Rb12V1C2Rc1Rb11Rb22V2C3Rc2Rb21ui

圖2.30兩級阻容耦合放大電路（1）優(yōu)點：因電容具有“隔直”作用，所以各級電路的靜態(tài)工作點相互獨立，互不影響。這給放大電路的分析、設計和調(diào)試帶來了很大的方便。此外，還具有體積小、重量輕等優(yōu)點。（2）缺點：因電容對交流信號具有一定的容抗，在信號傳輸過程中，會受到一定的衰減。尤其對于變化緩慢的信號容抗很大，不便于傳輸。此外，在集成電路中，制造大容量的電容很困難，所以這種耦合方式下的多級放大電路不便于集成2.7.4直接耦合模擬電子技術－+V2V1＋VCCRbReRc2Rc1+ui－uo圖2.31直接耦合放大電路1．優(yōu)點：既可以放大交流信號，也可以放大變化非常緩慢（直流）的信號；電路簡單，便于集成，所以集成電路中多采用這種耦合方式。2．缺點：存在著各級靜態(tài)工作點相互牽制和零點漂移這兩個問題。（第5章將討論零點漂移問題。2.7.5變壓器耦合（1）優(yōu)點：因變壓器不能傳輸直流信號，只能傳輸交流信號和進行阻抗變換，所以，各級電路的靜態(tài)工作點相互獨立，互不影響。改變變壓器的匝數(shù)比，容易實現(xiàn)阻抗變換，因而容易獲得較大的輸出功率。（2）缺點：變壓器體積大而重，不便于集成。同時頻率特性差，也不能傳送直流和變化非常緩慢的信號。模擬電子技術+C2++RLT2T1CeC1Rb12Rb22Rb21Rb11＋VCC+uo－+ui－Re2Re1V2V1圖2.32變壓器耦合放大電路2.7.6組合放大電路1．共發(fā)－共基組合放大電路－R`LV2V1RLRbuo－++us－－+uirsR`LV2V1RLRbuo+us－－+uirs圖2.33共發(fā)－共基組合放大器的交流通路圖2.34共集－共發(fā)組合放大器的交流通路模擬電子技術2．共集-共發(fā)組合放大電路

（1）電壓放大倍數(shù)（2）輸入電阻（3）輸出電阻思考題1、

基本放大電路由哪些必不可少的部分組成？各元件有什么作用？2、

試畫出PNP型三極管的基本放大電路，并注明電源的實際極性，以及各電極實際電流方向。3、

三極管具有放大作用的內(nèi)部條件和外部條件各是什么？4、

為什么說三極管放大作用的本質(zhì)是電流控制作用？如何用三極管的電流分配關系來說明它的控制作用？5、

試在特性曲線上指出三極管的三個工作區(qū)：放大區(qū)、截止區(qū)、飽和區(qū)。6、

三極管發(fā)射極與集電極對調(diào)使用時，放大作用將如何？7、

在哪些情況下，工作點沿直流負載線移動？在哪些情況下，工作點沿交流負載線移動？實際上工作點有沒有可能到達交流負載線的上頂端和下頂端？為什么？試分析電流負反饋偏置電路中，射極電阻Re和它的并聯(lián)電容Ce的作用原理。模擬電子技術本章重點:l

結(jié)型、絕緣柵型場效應管的工作原理、輸出特性、轉(zhuǎn)移特性及主要參數(shù)l

共源、共漏極放大電路的工作原理場效應管的偏置方式及靜態(tài)工作點的求法3.1概述3.1.1場效應管的特點3.1.2場效應管的分類3.1.3場效應管與晶體三極管的比較3.2場效應管3.2.1結(jié)型場效應管

1結(jié)構(gòu)第3章場效應管及其放大電路模擬電子技術

柵極GN＋N－P－P+

柵極GS源極S源極D漏極D漏極N型溝道P型溝道DSGSDG（c）N溝道（a）N型溝道（b）P型溝道（d）P溝道圖3.1結(jié)型場效應管的結(jié)構(gòu)示意圖和符號2.結(jié)型場效應管的工作原理

P＋P+SD耗盡層NGP＋P+SD耗盡層NVDD

（a）uGS=0,uDS=0時的情況（b）uGS=0,uDS<|VP|時的情況模擬電子技術耗盡層GP＋P+SDNP＋iD趨于飽和iD飽和VDD

耗盡層GP＋P+SDNP＋A（c）uGS=0,uDS=|VP|時的情況（d）uGS=0,uDS>|VP|時的情況圖3.2改變uDS時結(jié)型場效應導電溝道的變化iD/mAuDS/VU(BR)DS|VP|0IDSSGP＋P+SDN耗盡層耗盡層VDD

（a）UGs=0時（b）uGS≤VP時溝道被夾斷圖3.3模擬電子技術3.結(jié)型場效應管的特性曲線（1）轉(zhuǎn)移特性圖3.4N溝道結(jié)型場效應管的轉(zhuǎn)移特性曲線uGS/ViD/mAIDSSUGS（off）－4－3－2－10

－54321UDS=12V（2）輸出特性uDS/V夾斷區(qū)恒流區(qū)(放大區(qū))uGS=0V24681012141618可變電阻區(qū)-4V-3V-2ViD/mA543210-1V擊穿區(qū)

圖3.5N溝道結(jié)型場效應管輸出特性曲線模擬電子技術①可變電阻區(qū)：當漏源電壓uDS很小時，場效應管工作于該區(qū)。此時，導電溝道暢通，場效應管的漏源之間相當于一個電阻一。在柵、源電壓uGS一定時，溝道電阻也一定，iD隨uGS增大而線性增大。但當柵源電壓變化時，特性曲線的斜率也隨之發(fā)生變化?？梢钥闯觯瑬旁措妷簎DS無關，我們稱這個區(qū)域為恒流區(qū)，也稱為放大區(qū)。在恒流區(qū)，iD主要由柵源電壓uGS決定。②恒流區(qū)：隨著uDS增大到一定程度，iD的增加變慢，以后iD基本恒定，而與漏源電壓uDS無關，我們稱這個區(qū)域為恒流區(qū)，也稱為放大區(qū)。在恒流區(qū)，iD主要由柵源電壓uGS決定。③擊穿區(qū)：如果繼續(xù)增大uDS到一定值后，漏、源極之間會發(fā)生擊穿，漏極電流iD急劇上升，若不加以限制，管子就會損壞。④夾斷區(qū)：當uGS負值增加到夾斷電壓uGS（off）后，iD≈0，場效應管截止。3.2.2絕緣柵型場效應管1.增強型絕緣柵場效應管的結(jié)構(gòu)及工作原理(1)結(jié)構(gòu)及符號模擬電子技術g襯底引線dgsSiO2

P型硅襯底NNdsdsg

（a）N溝道結(jié)構(gòu)圖（b）N溝道符號圖（c）P溝道符號

圖3.6增強型MOS管結(jié)構(gòu)及符號圖

(2)工作原理siDUDDUGGdgP型硅襯底NN圖3.7N溝道增強型MOS管工作原理(3)特性曲線模擬電子技術246843210iD/mAuGS/VUGS(th)=3VuDS=10V246810121416186V3V5VuDS/ViD/mA543210圖3.8N溝道增強型場效應管特性曲線(a)轉(zhuǎn)移特性（b）輸出特性3.2.3耗盡型絕緣柵場效應管的結(jié)構(gòu)及工作原理襯底引線dgsP型硅襯底NNdsgdsg（a）N溝道結(jié)構(gòu)圖(b)N溝道符號(c)P溝道符號

圖3.9耗盡型MOS管結(jié)構(gòu)及符號圖模擬電子技術uDS/V246810121416-5-4-3-2-10-3V1V－1V－2ViD/mA1210864200VuGS＝2VUGS(off)IDSS12108642uGS/ViD/mAuDS=常數(shù)（a）轉(zhuǎn)移特性（b）輸出特性

圖3.10N溝道耗盡型場效應管特性曲線3.3場效應管的主要參數(shù)1、

夾斷電壓UGS(off)：實質(zhì)上是使iD＝0時所需的uGS值。2、

飽和漏電流IDSS在uGS＝0的情況下，當uDS>|VP|時的漏極電流稱為飽和漏電流，通常令uDS=10V，uGS＝0V時測出的iD就是IDSS。3低頻互導（跨導）gm

4最大耗散功率PDM

模擬電子技術

3.4場效應管的檢測及使用注意事項3.4.1場效應管的檢測1．管腳的判別2．質(zhì)量判定3.4.2場效應管使用注意事項1、

MOS管柵、源極之間的電阻很高，使得柵極的感應電荷不易泄放，因極間電容很小，幫會造成電壓過高使絕緣層擊穿。因此，保存MOS管應使三個電極短接，避免柵極懸空。焊接時，電烙鐵的外殼應良好地接地，或燒熱電烙鐵后切斷電源再焊。2、

有些場效應晶體管將襯底引出，故有4個管腳，這種管子漏極與源極可互換使用。但有些場效應晶體管在內(nèi)部已將襯底與源極接在一起，只引出3個電極，這種管子的漏極與源極不能互換。3、

使用場效應管時各極必須加正確的工作電壓。4、

在使用場效應管時，要注意漏、源電壓、漏源電流及耗散功率等，不要超過規(guī)定的最大允許值。模擬電子技術3.5場效應管放大電路3.5.1場效應管的直流偏置電路及靜態(tài)分析1．直流偏置電路（1）自偏壓電路+++－V3DJ2Cb10.01μFCb20.01μC10μR2kSRg310MRg247kRg12MRd30k+VDD+15VuoG+－DuiV3DJ2Cb10.01μCb20.01μC10μR2kSRg10MRd30k+VDD+15V+－uoG+－Dui（a）自偏壓電路(b)分壓式自偏壓電路圖3.11場效應管的偏壓電路（2）分壓式自偏壓電路模擬電子技術2．靜態(tài)工作點的確定（1）在輸出特性上作直流負載線（2）作負載轉(zhuǎn)移特性（3）作源極負載線（4）確定靜態(tài)工作點Q（5）轉(zhuǎn)移特性和輸出特性上求出Q點所對應的電壓電流值：uGS＝－0.7V，iD＝0.37mA，uDS＝9V。*3.5.2場效應管放大器的微變等效電路分析法1．場效應管的等效電路－iDiD+gmugsrD－+rgs+－uDSG+－DSuGSugsuds(a)場效應管在共源接法時的雙口網(wǎng)絡（b）低頻等效電路圖3.12場效應管微變等效電路模擬電子技術2、應用微變等效電路法分析場效應管放大電路++－Rg2Rg1Rg3RDiD－+gmugsrD+rgsuiu0Rg2Rg3Rg1CRSSRD+VDD+－uoG+－DSui(a)電路圖（b）微變等效電路圖3.13共源極電路及其微變等效電路（1）

大倍數(shù)電壓放2入電阻3輸出電阻3．三種基本放大電路的性能比較模擬電子技術思考題1、考慮P溝道結(jié)型場效應管對電源極性的要求，試畫出由這種類型管子組成的共源放大電路。2、增強型MOS管能否使用自給柵偏壓偏置電路來設置靜態(tài)工作點？3、試畫出自給柵偏壓共源放大電路的微變等效電路，并寫出Au、ri、ro的表達式。4、試在具有四象限的直角坐標上分別畫出各種類型場效應管（包括N溝道、P溝道MOS增強型和耗盡型，JFETP溝道、N溝道耗盡型）的轉(zhuǎn)移特性示意圖，并標明各自的開啟電壓或夾斷電壓。5、增強型場效應管能否用自偏壓的方法來設置靜態(tài)工作點，試說明理由。

思考題與練習題模擬電子技術本章重點:l

反饋極性、類型的判斷l(xiāng)

負反饋對電路性能的影響l

深度負反饋電路的估算

4.1反饋的定義及概念++++C2RLRLUBEReUiC2C1＋VCCVRbUoUiUREReC1UoIeI1Rb2＋VCCVRLRcRb1(a)射極輸出器(b)靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路圖4.1兩種放大電路中的反饋第4章負反饋放大電路模擬電子技術4.2負反饋放大電路的基本關系式Xi+凈輸入X′i輸出量Xf反饋網(wǎng)絡F基本放大電路A輸入量X0圖4.2反饋放大電路方框圖4.3反饋的分類與判別4.3.1反饋的分類4.3.2正反饋與負反饋的判別模擬電子技術++C2+++VCCRc2+－－IfV2Re2U1Re1Rb2R1V1Rc1IiIdRbC1C2UO++++U1ReRb2V+VCCRcRbC1UO

(a)(b)－－∞＋A+If－Uo－+UiRfR2R1－∞＋A+Vo2UiUiRRLR2IdIi+RfR1

(c)(d)圖4.3反饋極性的判別模擬電子技術4.3.3交流反饋與直流反饋的判別CfUiR2RfR1－∞＋A+++++U1ReRb2V+VCCRcRb1C1C2UOCe

(a)(b)圖4.4交流反饋與直流反饋4.3.4電壓反饋與電流反饋的判別模擬電子技術C2C1++CfRbU1V+VCCRcUOR1－∞＋A+UiUfUOIfI0R(a)電流反饋(b)電壓反饋圖4.5電壓反饋與電流反饋4.3.5串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的判別4.4負反饋的四種組態(tài)4.4.1電壓串聯(lián)負反饋及其判別模擬電子技術Ce+C1+C2+C3+RfUoRe1Re2＋VCCV1RC1Rb1Rb22V2RCRb21Ui

(a)電路圖UdUO(b)方框圖Rs－+Rf－Uf+－U`i－Ui+－++基本放大電路Re1UiRLUfRfR1UO+∞－A+(c)由集成運放組成的電壓串聯(lián)負反饋電路圖4.6電壓串聯(lián)負反饋放大電路模擬電子技術4.4.2電流串聯(lián)負反饋及其判別Ce+C+Io+Ube321+UoReIC＋VCCRfRb1VRCRb2UfUi(a)電路圖

+Uo－R`L43IoICRs21UfFr+Rf－+－－u`i－ui+－++基本放大電路UOII`oIoUiRLUdUfR+∞－A+(c)由集成運放組成的電流串聯(lián)負反饋電路(b)方框圖圖4.7電流串聯(lián)負反饋放大電路模擬電子技術4.4.3電壓并聯(lián)負反饋及其判別+CeC2Rc+12－++VCCIb-girlIfU1C1Ii43+UsRsRLReVRf+(a)電路圖UORiIiIdIfRfUiRL+∞A－+(b)由集成運放組成的電壓并聯(lián)負反饋電路圖4.8電壓并聯(lián)負反饋放大電路4.4.4電流并聯(lián)負反饋及其判別模擬電子技術+Ib1C1If+C2+IiUe2Ie2Ic2RfRe1－Rs+V2V1＋VCCUe2Re2RC2RC1+uiuoa電路圖Re2+Uo－FrI0Ie2Ii

Ib1IfRf反饋網(wǎng)絡Rs－ui+－+基本放大電路Rc2I`o=-IC2Ie2≈Ic2UfRIoRLUORiIiIdIfRfUi+∞A－+

（b）方框圖

(c)由集成運放組成的電流并聯(lián)負反饋電路圖4.9電流并聯(lián)負反饋放大電路模擬電子技術4.5負反饋對放大電路性能的影響4.5.1提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性4.5.2減小非線性失真和抑制噪聲及干擾XoXi大小ωtωtAωtX′i小大ωt小大ωtXOXiAF(a)無反饋(b)有負反饋圖4.10負反饋減小非線性失真4.5.3擴展通頻帶4.5.4負反饋對輸入電阻的影響1．使用串聯(lián)負反饋可提高放大電路的輸入電阻模擬電子技術RLRLrirfi+U`i－Ii+Ui－+Uf－+Uo－Auri或AfFu或FrRsI`irfi+Ui－+Ui－IfIoriIi+Uo－Auri或AfFu或Fr4.11串聯(lián)負反饋方框圖4.12并聯(lián)負反饋方框圖2．使用并聯(lián)負反饋可減小放大電路的輸入電阻4.5.5負反饋對放大電路輸出電阻的影響Io1．使用電壓負反饋可減小放大電路的輸出電阻模擬電子技術rof+Ui－X`iXf－+XiroA

X`iF圖4.13電壓負反饋方框圖2．使用電流負反饋可提高放大電路的輸出電阻Io+Ui－X`iAX`irofXf－+XiroF圖4.14電流負反饋方框圖模擬電子技術綜上所述：（1）放大電路若引入的是串聯(lián)負反饋，則可以提高放大電路的輸入電阻，若引入的是并聯(lián)負反饋則使輸入電阻降低。其提高或降低的程度取決于反饋深度（1＋AF）。（2）放大電路若引入的是電壓負反饋，則可減小放大電路的輸出電阻，若引入的是電流負反饋則使輸出電阻增加，其減小或增加的程度取決于反饋深度（1＋AF）。以上分析了放大電路引入負反饋后對性能的改善及影響。為了改善放大電路的某些性能應如何引入負反饋呢？一般是：（1）要穩(wěn)定直流量（靜態(tài)工作點），應該引入直流負反饋。（2）要改善交流性能，應引入交流負反饋。（3）要穩(wěn)定輸出電壓，應引入電壓負反饋；要穩(wěn)定輸出電流，應引入電流負反饋。（4）要提高輸入電阻，應引入串聯(lián)負反饋；要減小輸入電阻，應引入并聯(lián)負反饋。性能的改善或改變都與反饋深度（1＋AF）有關，且都是以犧牲放大倍數(shù)為代價。模擬電子技術4.6深度負反饋放大電路的分析4.6.1深度負反饋的特點4.6.2深度負反饋的估算50μ6.2k+30μ+－++Uf－50μRf10k30μ2.7kRc24.7k24k30μ75k50μ4.3k75k+VCC15VV2Re110036kV1Rc1IdUoRL2k－+VCC15V+Ic+Uf－IbCe2kRe500Rc4k+Ui－Rb233kRb112kVβ＝50C1C2UO+++++++(a)(b)

圖4.15（a）電壓串聯(lián)負反饋電路的計算（b）電流串聯(lián)負反饋電路的計算模擬電子技術本章重點:l

直接耦合放大電路及存在的主要問題l

典型差分放大電路的工作原理l

理想運放及“虛短”、“虛斷”、“虛地”的基本概念l

運放的兩種工作狀態(tài)及特點l

運放的分析計算及在實際中的應用5.1直接耦合放大電路中存在的主要問題5.1.1前后級之間的直流工作狀態(tài)互相影響5.1.2零點漂移5.1.3減小零點漂的辦法（1）

1選用高質(zhì)量的硅管2利用二極管或熱敏元件補償

第5章集成運算放大器模擬電子技術Rb2Rb1ReRcVVD+VCCRbt°+ui－ReRcV+VCC圖5-2二極管補償電路圖5-3利用熱敏電阻Rt補償溫漂的電路（1）

3

采用差分式放大電路5.2差分放大電路5.2.1基本差分放大電路模擬電子技術uouo1uo2ui2ui1V1V2Rc2Rb2Rc1Rb1+VCC圖5.4基本差分放大電路5.2.2靜態(tài)分析5.2.3信號放大原理及電壓放大倍數(shù)

1．共模信號輸入模擬電子技術+VCCUi2ui2+uic_+uic_ui1Rs2Rs1uo＋－V1V2Rc2Rb2Rc1Rb1圖5.5共模信號作用于差分電路2．差模信號輸入+VCC-ui2++ui1_+uic_Rs2Rs1uo＋－V1V2RcRbRcRb圖5.6

任意信號輸入方式下的差分電路任意分放大器模擬電子技術3．任意信號輸入5.2.4差分放大器的其它指標1．共模抑制比2．差模輸入電阻3．差模輸出電阻4．共模輸出電阻5.3常見的幾種改進型差分電路5.3.1長尾式差分放大電路1．電路中接入Re后對輸入差模信號的放大作用完全無影響。+_ReuoV1V2Rc2Rc1+VCC圖5.7長尾式差分電路模擬電子技術Δui2=Δui1Δui1－+－+RsRs－+AuodV1V2Rc

圖5.8對差模輸入信號的等效電路2．Re對共模輸入信號的放大有抑制作用Δuoc2Δuoc12Re2ReΔui2＝Δui1Rc＋VCCΔui1－+－+RsRs－+V1V2Rc

圖5.9對共模輸入信號的等效電路Δuoc模擬電子技術5.3.2帶恒流源的差分電路

1.恒流源特性0UIΔI＝0ΔUU

圖5.10恒流源的電流、電壓特性

2.恒流源差分放大電路＋VCC+_+VC－VEEuoV1V2Rc2Rc1

圖5.11帶恒流源的差分電路模擬電子技術3.差分放大電路四種接法的比較5.4集成運算放大器5.4.1集成運算放大器的分類1．通用型集成運算放大器2．專用型集成運算放大器（1）

低功耗或微功耗集成運算放大器：電源電壓±15V時，功耗小于6mW或μW級。（2）

高速集成運算放大器。（3）

寬帶集成運算放大器：一般帶寬應大于10MHZ。（4）

高精度集成運算放大器：特點是高增益、高共模抑制比、低偏流、低溫漂、低噪聲等。（5）

高電壓集成運算放大器：正常輸出電壓Uo大于±22V。（6）

功率型集成運算放大器。（7）

高輸入阻抗集成運算放大器。（8）

電流型集成運算放大器。（9）

跨導型集成運算放大器。（10）程控型集成運算放大器。（11）低噪聲型集成運算放大器。（12）集成電壓跟隨器。5.4.2集成運算放大器的組成模擬電子技術1．組成

圖5.12集成運算放大器內(nèi)部電路組成框圖

1輸入級2中間級3輸出級4偏置電路

2．典型通用集成運算放大器F007內(nèi)電路簡介（1）F007的內(nèi)電路3．集成運算放大器的識讀模擬電子技術4．集成運算放大器在電路中的符號5.4.3集成運算放大器的傳輸特性1．傳輸特性A′－U(sat)+U(sat)A0uidu0B線性區(qū)－U(sat)+U(sat)B′0uidu0線性區(qū)(a)實際運放的傳輸特性(b)理想運放的傳輸特性圖5.15集成運放的傳輸特性2．線性區(qū)的特點uORfR2R1ui2ui1∞A－＋＋圖5.16集成運放線性工作模擬電子技術3．非線性區(qū)（飽和區(qū)）的特點uORfR2R1ui1∞A－＋＋uORfR2R1ui2ui1∞A－＋＋(a)虛斷、虛短(b)虛斷、虛地圖5.17集成運放工作在線性區(qū)時的等效電路∞A－＋＋uORfR2R1∞A－＋＋

圖5.18集成運放工作在非線性區(qū)時的兩種情況模擬電子技術5.5理想集成運算放大器與實際集成運算放大器5.5.1理想運算放大器及其性能指標5.5.2理想運放與實際運放5.5.3集成運放的三種基本輸入形式1．反相輸入ifii+ui－uORfR1∞A－＋＋圖5.19反相放大組態(tài)2．同相輸入ifuiiiuORfR1∞A－＋＋圖5.20運放同相輸入uiuO∞A－＋＋圖5.21同相跟隨器模擬電子技術3．差模輸入ui1+ui2－uiR4uOR2R3R1∞－＋＋圖5.22差動放大組態(tài)5.6集成運算放大器在實際中的應用5.6.1集成運放在信號運算方面的應用1．加法運算電路

ui3ui2ui1R3I3R2I2R1I1R4I＋IFuORF∞A－＋＋圖5.23反相加法運算電路I－模擬電子技術2．減法運算電路1電路組成2電路分析及減法運算條件

RFui2ui1R3uOR2R1∞A－＋＋圖5.24差動輸入式減法運算電路3．微分電路0uiiRtt0uORuORiCui∞A－＋＋(a)(b)圖5.25微分運算電路模擬電子技術4．積分運算電路AR0uitt0uORuOiRui∞A－＋＋（a）（b）圖5.26積分運算電路5.6.2集成運放在信號處理方面的應用1．立體聲消音電路

2．高檔音響設備中的十五段優(yōu)質(zhì)均衡器模擬電子技術uRiR`51kR`410kC`210nR`23.3kR`P110kC`115nR`156kC`31μR`310kC31μC210nRP2100kR51kR410kR310kR23.3kRP110kR156kuROuLOuLi∞A1－＋∞A2－＋

圖5.27立體聲消音電路

模擬電子技術C`1C1C`1R7100kR`5240kR`32.1kR`5240kR`425kR`32.1kR1100k∞A1－＋∞A3－－＋C1R6100kR5240kR32.1kR425kR32.1k∞A21－(以下電路同上，僅C1、C2值不同，電路從略）

圖5.28十五段優(yōu)質(zhì)均衡器

模擬電子技術(2)當R4的滑動觸頭移到最左邊時，其電路如圖5.30（a）所示。t10|Auf|圖5.29R4居中平直放大幅頻特性C1C2R6R5R3R5R4R3∞A21－＋(db)Au020lgAuf0-15db1ffo（a）電路圖（b）幅頻特性圖5.30R4的滑動觸頭移到最左邊（3）當R4的滑動頭移到最右邊時，其電路如圖5.31（a）所示模擬電子技術1C1C2R6R5R3R5R4R3∞A21－＋(db)Au020lgAuf015dbffo（a）電路圖（b）幅頻特性圖5.31R4的滑動觸頭移到最右邊3．實時監(jiān)控報警器HuiURVVDR3R2R1－∞＋A

圖5.32監(jiān)控報警器模擬電子技術5.6.3可編程增益放大器uouiAS4AS3AS2AS1R1R2R3R4S4S3S2S1+A－∞＋-15V+5V-15V+15VDG201+15VuouiAS4=100010909009kS4S3S2S1+A－∞＋Y0Y1Y2Y3BABAS1=1AS2=10AS3=100圖5.33可編程增益放大器的基本電路圖34碼控四段轉(zhuǎn)換可編程增益放大器模擬電子技術本章重點內(nèi)容l

產(chǎn)生正弦振蕩的條件l

LC正弦波振蕩電路的工作原理l

LC正弦波振蕩電路的工作判別l

石英晶體振蕩電路及其工作原理

6.1正弦波振蕩電路6.1.1自激式正弦波振蕩電路與反饋放大器的異同

1.相同點：均引入反饋。2.不同點：（1）自激式正弦波振蕩電路用來產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出信號；反饋放大電路用來放大信號，工作任務不同。（2）自激式正弦波振蕩電路沒有外部信號輸入；反饋放大電路有待放大的信號輸入。（3）