第十一章模擬電子

1、第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)12第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)11.1 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管11.2 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管11.3 基本放大電路基本放大電路11.4 集成放大電路集成放大電路11.5 直流電路直流電路4第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 一、半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦砸?、半?dǎo)體的單向?qū)щ娦?自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體導(dǎo)體，金，金屬一般都是導(dǎo)體。屬一般都是導(dǎo)體。 有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體絕緣體，如橡，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。皮、陶瓷、塑料和石英。 另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體另有一類物質(zhì)的導(dǎo)

2、電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為之間，稱為半導(dǎo)體半導(dǎo)體，如鍺，如鍺Ge、硅、硅Si、砷化鎵、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。和一些硫化物、氧化物等。5第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。比如：以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。比如：當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能力明顯變化。電能力明顯變化。往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使它的導(dǎo)電能力明顯改變。會(huì)使它的導(dǎo)電能力明顯改變。如光敏電阻如光敏電阻,熱敏電阻熱敏電阻可增加幾十萬(wàn)至幾百萬(wàn)倍。例如在純硅中參入百

3、可增加幾十萬(wàn)至幾百萬(wàn)倍。例如在純硅中參入百萬(wàn)分之一的硼后，硅的電阻率就從大約萬(wàn)分之一的硼后，硅的電阻率就從大約 2x103 m 減小到減小到 4x10-3 m左右左右. 利用這種特性就做成了各種不同用途的半利用這種特性就做成了各種不同用途的半導(dǎo)體器件，如二極管三極管導(dǎo)體器件，如二極管三極管 、場(chǎng)效應(yīng)管及晶閘管。、場(chǎng)效應(yīng)管及晶閘管。6第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。GeSi7第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)通過(guò)一定的提純工藝過(guò)程，可以將半通過(guò)一定的提純工藝過(guò)

4、程，可以將半導(dǎo)體制成導(dǎo)體制成晶體晶體。完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體半導(dǎo)體，稱為半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體。在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵共價(jià)鍵，共用一對(duì)價(jià)，共用一對(duì)價(jià)電子。電子。8第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)9第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)

5、鍵共共價(jià)鍵共用電子對(duì)用電子對(duì)+4+4+4+4+4+4表示除表示除去價(jià)電子去價(jià)電子后的原子后的原子10第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為鍵中，稱為束縛電子束縛電子，常溫下束縛電子很難，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為脫離共價(jià)鍵成為自由電子自由電子，因此本征半導(dǎo)體，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。能力很弱。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使

6、原子規(guī)則排列，形成晶體。使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+411第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 當(dāng)導(dǎo)體處于熱力學(xué)溫度當(dāng)導(dǎo)體處于熱力學(xué)溫度0K時(shí)，導(dǎo)體中沒(méi)有自時(shí)，導(dǎo)體中沒(méi)有自由電子。當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，價(jià)電由電子。當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，價(jià)電子能量增高，有的價(jià)電子可以掙脫原子核的束子能量增高，有的價(jià)電子可以掙脫原子核的束縛，而參與導(dǎo)電，成為縛，而參與導(dǎo)電，成為自由電子自由電子。 自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來(lái)的共價(jià)自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來(lái)的共價(jià)鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)空位，原子的電中性被破鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)空位，原子的電中性被破壞，呈現(xiàn)出正電性，其正電量與電子的負(fù)電壞，呈現(xiàn)出正電性，其正電

7、量與電子的負(fù)電量相等，人們常稱呈現(xiàn)正電性的這個(gè)空位為量相等，人們常稱呈現(xiàn)正電性的這個(gè)空位為空穴空穴?？昭ㄟ\(yùn)動(dòng)相當(dāng)于正電荷的運(yùn)動(dòng)?？昭ㄟ\(yùn)動(dòng)相當(dāng)于正電荷的運(yùn)動(dòng)。 這一現(xiàn)象稱為這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，本征激發(fā)，也稱也稱熱激發(fā)熱激發(fā)。12第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+4+4+4+4本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理自由電子自由電子空穴空穴束縛電子束縛電子 可見(jiàn)因熱激發(fā)而出現(xiàn)的自由電子和空穴是同時(shí)成對(duì)可見(jiàn)因熱激發(fā)而出現(xiàn)的自由電子和空穴是同時(shí)成對(duì)出現(xiàn)的，稱為出現(xiàn)的，稱為電子空穴對(duì)電子空穴對(duì)。游離的部分自由電子也可能。游離的部分自由電子也可能回到空穴中去，稱為回到空穴中去，稱為復(fù)合，復(fù)合，如圖所示。如圖所

8、示。激發(fā)復(fù)合本征激發(fā)和復(fù)合的過(guò)程本征激發(fā)和復(fù)合的過(guò)程13第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí),半導(dǎo)體中將出半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流現(xiàn)兩部分電流:一是自由電子作定向運(yùn)動(dòng)所形一是自由電子作定向運(yùn)動(dòng)所形成的成的電子電流電子電流,一是應(yīng)被原子核束縛的價(jià)電子一是應(yīng)被原子核束縛的價(jià)電子(注意注意,不是自由電子）遞補(bǔ)空穴所形成的不是自由電子）遞補(bǔ)空穴所形成的空穴空穴電流電流。 在半導(dǎo)體中，同時(shí)存在著電子導(dǎo)電和空穴在半導(dǎo)體中，同時(shí)存在著電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電，這是半導(dǎo)體導(dǎo)電方式的最大特點(diǎn)，也導(dǎo)電，這是半導(dǎo)體導(dǎo)電方式的最大特點(diǎn)，也是半導(dǎo)體和金屬在導(dǎo)電原理上的本質(zhì)差別。是半導(dǎo)體

9、和金屬在導(dǎo)電原理上的本質(zhì)差別。自由電子和空穴都成為載流子。自由電子和空穴都成為載流子。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理14第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 本征半導(dǎo)體中的自由電子和空穴總是本征半導(dǎo)體中的自由電子和空穴總是成對(duì)出現(xiàn)的，同時(shí)又不斷地復(fù)合。在一成對(duì)出現(xiàn)的，同時(shí)又不斷地復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動(dòng)定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，于是半導(dǎo)體中的載流子（自由態(tài)平衡，于是半導(dǎo)體中的載流子（自由電子和空穴）邊維持一定數(shù)目。溫度越電子和空穴）邊維持一定數(shù)目。溫度越高，載流子數(shù)目越多，導(dǎo)電性能也就越高，載流子數(shù)目越多，導(dǎo)電性能也就越好。所以，好。所以，溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性

10、能的影溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性能的影響很大。響很大。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理15第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。大大增加。使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為稱為 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體（電子半導(dǎo)體），使空穴濃（電子半導(dǎo)體），使空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體（空穴半導(dǎo)體）。（空穴半導(dǎo)體）。N(Nega

11、tive) P(Positive)16第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被（或銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，其中四個(gè)與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)磷原就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)磷原子給出一

12、個(gè)電子，稱為子給出一個(gè)電子，稱為施主原子施主原子。17第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+4+4+5+4N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體多余電子多余電子磷原子磷原子18第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)N型半導(dǎo)體中的載流子是什么？型半導(dǎo)體中的載流子是什么？1、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同相同。2、本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴。、本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴。3、摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，、摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱為子稱為多數(shù)載流子多數(shù)載流子（多子多子），空穴

13、稱為），空穴稱為少數(shù)載少數(shù)載流子流子（少子少子）。）。19第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被硼（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空相臨的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來(lái)填補(bǔ)，使得穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來(lái)填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。由于硼硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。由于硼原子接受電子，所以稱為原子接受電子，所以稱為

14、受主原子受主原子。20第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+4+4+3+4空穴空穴P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體硼原子硼原子21第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)總總 結(jié)結(jié)1、N型半導(dǎo)體中電子是多子，其中大部分是摻雜提型半導(dǎo)體中電子是多子，其中大部分是摻雜提供的電子，本征半導(dǎo)體中受激產(chǎn)生的電子只占少供的電子，本征半導(dǎo)體中受激產(chǎn)生的電子只占少數(shù)。數(shù)。 N型半導(dǎo)體中空穴是少子，少子的遷移也能型半導(dǎo)體中空穴是少子，少子的遷移也能形成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要形成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。2、P型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子型半導(dǎo)體中空

15、穴是多子，電子是少子。22第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體23第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（一）（一） PN 結(jié)的形成結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型型半導(dǎo)體和半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，經(jīng)過(guò)載流子的擴(kuò)散，型半導(dǎo)體，經(jīng)過(guò)載流子的擴(kuò)散，在它們的在它們的結(jié)合面上形成如下物理過(guò)程結(jié)合面上形成如下物理過(guò)程: 24第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)PN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)25第十一章 模擬電子技術(shù)基

16、礎(chǔ)擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。荷區(qū)越寬。漂移運(yùn)動(dòng)P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)EPN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。使空間電荷區(qū)變薄。26第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 最后最后, ,多子的多子的擴(kuò)散擴(kuò)散和少子的和少子的漂移漂移達(dá)到達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡。對(duì)于。對(duì)于P P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N N型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層形成的型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層形成的空間電空間電荷區(qū)荷區(qū)稱為稱為PNPN結(jié)結(jié)。在空間電荷區(qū)，由于缺少多

17、子，所以也。在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也稱稱耗盡層耗盡層。 27第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) PN結(jié)的形成過(guò)程結(jié)的形成過(guò)程當(dāng)漂移運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，當(dāng)漂移運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，空間電荷區(qū)便穩(wěn)定下來(lái)，空間電荷區(qū)便穩(wěn)定下來(lái)，PN節(jié)形成節(jié)形成28第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1、空間電荷區(qū)中沒(méi)有載流子，、空間電荷區(qū)中沒(méi)有載流子， 所以電阻率很高。所以電阻率很高?！啊?、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙阻礙P中的空穴、中的空穴、N中的電子（中的電子（都是都是多子多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）。）。“”3、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)推動(dòng)推動(dòng)P中的

18、電子和中的電子和N中的空穴（中的空穴（都是都是少子少子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)） 。請(qǐng)注意請(qǐng)注意29第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 如果外加電壓使如果外加電壓使PNPN結(jié)中：結(jié)中： P P區(qū)的電位高于區(qū)的電位高于N N區(qū)的電位，稱為加區(qū)的電位，稱為加正向電壓正向電壓，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱正偏正偏； PNPN結(jié)具有單向?qū)щ娦越Y(jié)具有單向?qū)щ娦?，若外加電壓使電流從，若外加電壓使電流從P P區(qū)流到區(qū)流到N N區(qū)，區(qū)， PNPN結(jié)呈低阻性，所以電流大；反之是結(jié)呈低阻性，所以電流大；反之是高阻性，電流小。高阻性，電流小。 P P區(qū)的電位低于區(qū)的電位低于N N區(qū)的電位，稱為加區(qū)的電位，稱為加反向電壓反向電

19、壓，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱反偏反偏。 30第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+RE1.1.PN 結(jié)正向偏置結(jié)正向偏置內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄變薄PN+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流。較大的擴(kuò)散電流。31第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.2.PN 結(jié)反向偏置結(jié)反向偏置+內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變厚變厚NP+_內(nèi)電場(chǎng)被被加強(qiáng)，多子內(nèi)電場(chǎng)被被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反限，只能形成較小的反向電流。向電流。RE32第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 在在PNPN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)二

20、極管。結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)二極管。其符號(hào)如圖其符號(hào)如圖 1 1 所示。二極管按結(jié)構(gòu)分有所示。二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型面接觸型和平面型三大類。它們的結(jié)構(gòu)示意圖如三大類。它們的結(jié)構(gòu)示意圖如圖圖 2 2 所示。所示。(1) 1) 點(diǎn)接觸型二極管點(diǎn)接觸型二極管PNPN結(jié)面積小，結(jié)電容小，結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路用于檢波和變頻等高頻電路。(a)(a)點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型 圖圖 2 2 二極管的結(jié)構(gòu)示意圖二極管的結(jié)構(gòu)示意圖（一）結(jié)構(gòu)與參數(shù)（一）結(jié)構(gòu)與參數(shù)圖圖 1 133第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 圖圖 3 3 二極管的結(jié)構(gòu)示意圖二極管的結(jié)構(gòu)示意圖(c)

21、(c)平面型平面型(3) (3) 平面型二極管平面型二極管 往往用于集成電路制造工往往用于集成電路制造工藝中。藝中。PN PN 結(jié)面積可大可小，用結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開(kāi)關(guān)電路中。于高頻整流和開(kāi)關(guān)電路中。(2) (2) 面接觸型二極管面接觸型二極管 PNPN結(jié)面積大，用結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路于工頻大電流整流電路。(b)面接觸型34第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(二二) 伏安特性伏安特性 UI死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅硅管管0.5V,鍺管鍺管0.1V。導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降: : 硅管硅管0.60.7V,鍺管鍺管0.20.3V。反向擊穿電反向擊穿電壓壓U(BR) 死區(qū)死區(qū)電壓電壓外電場(chǎng)不足以克

22、服外電場(chǎng)不足以克服內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng),電流很小電流很小外電場(chǎng)不足以克服外電場(chǎng)不足以克服內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng),電流很小電流很小35第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(二二) 伏安特性伏安特性UI死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅管硅管0.5V,鍺管鍺管0.1V。導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降: : 硅硅管管0.60.7V,鍺鍺管管0.20.3V。反向擊穿電反向擊穿電壓壓U(BR) 死區(qū)死區(qū)電壓電壓正向正向反向反向正向正向當(dāng)外加電壓大于死當(dāng)外加電壓大于死區(qū)電壓內(nèi)電場(chǎng)被大區(qū)電壓內(nèi)電場(chǎng)被大大減削弱大減削弱,電流增加電流增加很快很快。36第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(二二) 伏安特性伏安特性UI死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅管硅管0.5V,鍺管鍺管0.1V。導(dǎo)通壓

23、降導(dǎo)通壓降: : 硅硅管管0.60.7V,鍺鍺管管0.20.3V。反向擊穿電反向擊穿電壓壓U(BR) 死區(qū)死區(qū)電壓電壓反向反向 由于少子的漂移運(yùn)動(dòng)形成很由于少子的漂移運(yùn)動(dòng)形成很小的反向流小的反向流,且且U U(BR)時(shí)時(shí),其反向電其反向電流突然增大流突然增大,反向擊穿。反向擊穿。38第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(三三) 主要參數(shù)主要參數(shù)1）最大整流電流）最大整流電流 IOM二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。向平均電流。2）反向擊穿電壓）反向擊穿電壓VBR二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，

24、二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過(guò)熱而劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過(guò)熱而燒壞。手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓燒壞。手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓VWRM一般一般是是VBR的一半。的一半。39第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3）反向電流）反向電流 IR指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說(shuō)明管子的單向?qū)щ娦圆睿虼朔捶聪螂娏鞔?，說(shuō)明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要大幾十到幾

25、百倍。的反向電流要大幾十到幾百倍。以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用主以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用主要利用它的單向?qū)щ娦裕ㄕ?、限幅、保護(hù)等。要利用它的單向?qū)щ娦?，包括整流、限幅、保護(hù)等。40第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)例：二極管的應(yīng)用：例：二極管的應(yīng)用：RRLuiuRuotttuiuRuo41第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 穩(wěn)壓管是特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管穩(wěn)壓管是特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管,其反向擊穿是可逆的其反向擊穿是可逆的,且反向電壓較穩(wěn)定且反向電壓較穩(wěn)定.1. 伏安特性曲線伏安特性曲線UIUZIZIZmax UZ IZ穩(wěn)壓誤差穩(wěn)壓誤差曲線越曲線越陡，電陡，電壓越穩(wěn)壓越

26、穩(wěn)定。定。-+42第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2. 穩(wěn)壓過(guò)程：穩(wěn)壓過(guò)程：RLIZ+uCCUOuRRLUOIZURUO43第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3. 穩(wěn)壓二極管的參數(shù)穩(wěn)壓二極管的參數(shù)（1）穩(wěn)定電壓）穩(wěn)定電壓 UZ（2）電壓溫度系數(shù)）電壓溫度系數(shù) U（%/）穩(wěn)壓值受溫度變化影響的系數(shù)。穩(wěn)壓值受溫度變化影響的系數(shù)。（3）動(dòng)態(tài)電阻）動(dòng)態(tài)電阻ZZIUZr （4）穩(wěn)定電流）穩(wěn)定電流IZ（5）最大允許功耗）最大允許功耗maxZZZMIUP 44第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)一、一、 結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極NPN型型PNP集電極集電極基極基極發(fā)射極發(fā)射極BCEPNP型型

27、45第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄，摻雜濃度低摻雜濃度低集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高雜濃度較高46第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)47第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 1. 實(shí)驗(yàn)線路實(shí)驗(yàn)線路48第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)ICIBIE2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)49第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(1) IE = IB+IC(2) IC (或或IE )IB 3 .3806. 03 . 2BCII4004. 006.

28、05 . 13 . 2BCII5 .3704. 05 . 1BCII這就是晶體管的這就是晶體管的電流放大作用電流放大作用3。四個(gè)結(jié)論。四個(gè)結(jié)論：(3)當(dāng)當(dāng)IB當(dāng)當(dāng)=0時(shí)時(shí), IC =ICEOIC，UCE 0.3V稱為飽和區(qū)。稱為飽和區(qū)。59第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE IB ，則基極電壓則基極電壓近似為常數(shù)。發(fā)射極電流近似為常數(shù)。發(fā)射極電流2121BBCCRRUII穩(wěn)定穩(wěn)定Q Q點(diǎn)的原理如下：點(diǎn)的原理如下：若設(shè)計(jì)電路參數(shù)，使若設(shè)計(jì)電路參數(shù)，使（2）

29、UB UBE , 則則EBECRUII此式說(shuō)明，此式說(shuō)明，IC與三極管與三極管的參數(shù)無(wú)關(guān)，也就說(shuō)基的參數(shù)無(wú)關(guān)，也就說(shuō)基本不受溫度影響。本不受溫度影響。似乎似乎I2越大越好，越大越好，但是但是RB1、RB2太小，太小，將增加損耗，降低輸將增加損耗，降低輸入電阻。因此一般取入電阻。因此一般取幾十幾十k 。112第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)TUBEIBICUEIC本電路穩(wěn)壓的本電路穩(wěn)壓的過(guò)程實(shí)際是由過(guò)程實(shí)際是由于加了于加了RE形成形成了了負(fù)反饋負(fù)反饋過(guò)程過(guò)程分壓式偏置電路分壓式偏置電路uiI1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuo113第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)問(wèn)題：?jiǎn)栴}：如果去掉如

30、果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？放大倍數(shù)怎樣？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoCE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中， CE將將RE短路，短路，RE對(duì)交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。對(duì)交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。114第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)去掉去掉 CE 后的微變等效電路后的微變等效電路)1 (/EbeBiRrRrCoRr rbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRB將將RE折算到基極折算到基極EbbebiRIrIU)1 (LboRIUEbeLuRrRA)1 (115第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)RB+UCCRE圖圖(b)RB+UCCC1C2RERLuiuo圖

31、圖(a)圖（圖（a a）為共集電極單管放大電路。圖（）為共集電極單管放大電路。圖（b b）為其直流）為其直流通路。通路。 116第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 其交流通路如下圖所示。其交流通路如下圖所示。RBRERLoUiUT由交流通路可知：集電極是輸入信號(hào)和輸出信號(hào)由交流通路可知：集電極是輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的公共端，所以稱為的公共端，所以稱為共集電極電路。共集電極電路。又由于輸出又由于輸出信號(hào)從發(fā)射極引出，所以又稱為信號(hào)從發(fā)射極引出，所以又稱為射極輸出器射極輸出器。第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1171、靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算、靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算IBICEBBECCBRRUUI)1 (RB+ECRE直流通道

32、直流通道BCIIECCCCERIUUBEBBCCURIUEBRI )1 (IE第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)118LEERRR/LeoRIULbRI）（1LebebiRIrIULbbebRIrI)1 (2. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI由交流通路畫出微變等效電路，如下圖所示。由交流通路畫出微變等效電路，如下圖所示。.0.)1 ()1 (EbbebEbiuRIrIRIUUA)1 ()1 (EbeERrR第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1191.,)1 (LbeRr所以所以，1uA但是，輸出電流但是，輸出電流Ie增加了。增加了。2. 輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，

33、輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱故稱電壓跟隨器電壓跟隨器。結(jié)論：結(jié)論：EbeEuRrRA)1 (1）（第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1203. 輸入電阻輸入電阻)1 (/EbeBiRrRR輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對(duì)前輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對(duì)前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小。一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小。rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路由由微變等效電路微變等效電路可知，射極輸出器的輸入電阻為可知，射極輸出器的輸入電阻為 iBiRRR/bEbebbiIRrIIUR)1 (iEbeRr)1 (第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1213. 輸出電阻輸出電阻用加壓求流法

34、求輸出電阻。用加壓求流法求輸出電阻。robIiIrbeRERBcIbISURSrbeRERBRSbIcIbIiIeIoUoIBssRRR/:設(shè)電源置電源置0RbRbbREOIIIIIIII)1 (EoSbeoRURrU)1 (第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)122ESbeRRrIUR/1000一般：1sbeERrR所以：1sbeoRrr射極輸出器的輸出電阻很小，射極輸出器的輸出電阻很小，一般為幾十歐一般為幾十歐幾百歐幾百歐, ,比共射放大電路的輸出電阻小得多比共射放大電路的輸出電阻小得多, ,帶帶負(fù)載能力強(qiáng)。負(fù)載能力強(qiáng)。123第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)共集電極電路的特點(diǎn)是：共集電極電路的特點(diǎn)是：射極

35、輸出器的使用射極輸出器的使用1. 將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高輸入電阻輸入電阻2. 將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降 低低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。3. 將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，可以將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，可以起到電路的匹配作用。起到電路的匹配作用。 3. 3.輸出電壓與輸入電壓近似相等，相位相同輸出電壓與輸入電壓近似相等，相位相同 1.輸入電阻大2.輸出電阻小第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)124五、多級(jí)放大電路及耦合方式多級(jí)放大電路及耦合方式 耦合方式：耦合方式：直接耦合；阻

36、容耦合；變壓器耦合。直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合。第一級(jí)第一級(jí)放大電路放大電路輸輸 入入 輸輸 出出第二級(jí)第二級(jí)放大電路放大電路第第 n 級(jí)級(jí)放大電路放大電路 第第 n-1 級(jí)級(jí)放大電路放大電路耦合：耦合：多級(jí)放大電路級(jí)與級(jí)之間的連接方式多級(jí)放大電路級(jí)與級(jí)之間的連接方式 功放級(jí)功放級(jí)第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)125（一）阻容耦合（一）阻容耦合在多級(jí)放大電路中，級(jí)與級(jí)之間通過(guò)電容和電阻在多級(jí)放大電路中，級(jí)與級(jí)之間通過(guò)電容和電阻相連接的方式，稱為相連接的方式，稱為阻容耦合阻容耦合。 左圖是兩級(jí)左圖是兩級(jí)放大電路，放大電路，由兩個(gè)共射由兩個(gè)共射基本放大電基本放大電路組成。路組成。 oU+UCCRS

37、RB1C2C3RB22RB21RLRE2C1RC2T1RE1CE2T2SUiURC21oU第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1261.1.靜態(tài)分析靜態(tài)分析 由于電容器的隔直作用，各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)互由于電容器的隔直作用，各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響，所以可以由各級(jí)的直流通路分別計(jì)算不影響，所以可以由各級(jí)的直流通路分別計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)。 2.2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 以前面的圖為例，討論多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)以前面的圖為例，討論多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)指標(biāo)。該電路的微變等效電路如下圖所示。指標(biāo)。該電路的微變等效電路如下圖所示。 1bi2biiR2iRRE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi2

38、biOUoR第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)127關(guān)鍵關(guān)鍵: :考慮級(jí)間影響?？紤]級(jí)間影響。方法方法:Ri2 = RL121ioUU（1 1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù) .2.1.01.0.01.0.uuiiuAAUUUUUUA圖中第一級(jí)的電壓放大倍數(shù)為圖中第一級(jí)的電壓放大倍數(shù)為 而而Ri2 是第二級(jí)的是第二級(jí)的輸入電阻輸入電阻222212/beBBirRRR111111) 1() 1(LbeLuRrRA式中RL1 = RE1/ Ri2第二級(jí)的電壓放大倍第二級(jí)的電壓放大倍數(shù)為數(shù)為 beLCurRRA)/(.128第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（2 2）輸入電阻和輸出電阻）輸入電阻和輸出電阻 多級(jí)放大電路

39、的輸入電阻多級(jí)放大電路的輸入電阻Ri就是第一級(jí)的輸入電阻。就是第一級(jí)的輸入電阻。輸出電阻輸出電阻RO就是最后一級(jí)的輸出電阻。就是最后一級(jí)的輸出電阻。 Ri = RB / rbe1 +（ 1 + )RL1 其中其中: :RL1 =RE1/RL1= RE1/ Ri2= RE1/ RB21 / RB11 /rbe2 Ro = RC2 說(shuō)明：計(jì)算多級(jí)放大電路的說(shuō)明：計(jì)算多級(jí)放大電路的 、Ri、 Ro可以畫出可以畫出整個(gè)電路的微變等效電路計(jì)算；也可以將多級(jí)放整個(gè)電路的微變等效電路計(jì)算；也可以將多級(jí)放大電路分解為單級(jí)放大電路，將后級(jí)的輸入電阻大電路分解為單級(jí)放大電路，將后級(jí)的輸入電阻作為前級(jí)的負(fù)載電阻，分

40、別畫出每一級(jí)的微變等作為前級(jí)的負(fù)載電阻，分別畫出每一級(jí)的微變等效電路計(jì)算。效電路計(jì)算。 uA129第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)將前級(jí)的輸出端直接通過(guò)電阻或?qū)Ь€連將前級(jí)的輸出端直接通過(guò)電阻或?qū)Ь€連接到下一級(jí)的輸入端的連接方式。接到下一級(jí)的輸入端的連接方式。 直接耦合：直接耦合：左圖是兩級(jí)左圖是兩級(jí)直接耦合放直接耦合放大電路。圖大電路。圖中采用正負(fù)中采用正負(fù)電源，可以電源，可以實(shí)現(xiàn)零輸入實(shí)現(xiàn)零輸入時(shí)輸出為零。時(shí)輸出為零。 130第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)由于沒(méi)有隔直電容，所以直接耦合放大電路能由于沒(méi)有隔直電容，所以直接耦合放大電路能放大緩慢變化的信號(hào)，也適于集成化。放大緩慢變化的信號(hào)，也適于集成化。

41、 直接耦合放大電路的優(yōu)點(diǎn)：直接耦合放大電路的優(yōu)點(diǎn)：直接耦合放大電路的兩個(gè)特殊問(wèn)題：直接耦合放大電路的兩個(gè)特殊問(wèn)題：?jiǎn)栴}問(wèn)題 1 :各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響 。 問(wèn)題問(wèn)題 2 :零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移。是指輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出電壓偏離靜態(tài)值隨時(shí)間和溫度出現(xiàn)忽大忽小的不規(guī)則變化。 131第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)產(chǎn)生零漂的原因產(chǎn)生零漂的原因 : 元件參數(shù)的老化元件參數(shù)的老化 電源電壓的波動(dòng)電源電壓的波動(dòng) 三極管的參數(shù)隨溫度的變化三極管的參數(shù)隨溫度的變化減小零漂的減小零漂的措施措施 : 對(duì)元器件進(jìn)行老化處理和篩選對(duì)元器件進(jìn)行老化處理和篩選 高穩(wěn)定度的穩(wěn)壓電源高穩(wěn)定度的穩(wěn)壓電源 采用

42、差動(dòng)式放大電路采用差動(dòng)式放大電路 132第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)uo+UCCRCT1RB2RCT2RB2ui1ui2RB1RB1下圖所示為下圖所示為基本差動(dòng)放大電路原理圖?；静顒?dòng)放大電路原理圖。 它是由兩個(gè)左右它是由兩個(gè)左右完全對(duì)稱完全對(duì)稱的單管共射放大電路組成的單管共射放大電路組成。 三極管三極管T1，T2的特性相同的特性相同 集電極和基極對(duì)應(yīng)的電阻也相等集電極和基極對(duì)應(yīng)的電阻也相等 133第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（1）靜態(tài)時(shí)，靜態(tài)時(shí)，ui1=ui2=0, 即輸入端接地。即輸入端接地。 uo= uC1 - uC2 = 0（2）加加共模輸入信號(hào)共模輸入信號(hào)，即，即ui1 = ui2 =

43、uC。 共模電壓共模電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù): coccUUA結(jié)論：結(jié)論：在在完全對(duì)稱完全對(duì)稱的理想情的理想情況下，電況下，電路對(duì)共模路對(duì)共模信號(hào)沒(méi)有信號(hào)沒(méi)有放大能力。放大能力。iC1=iC1 uC1=uC2uo= uC1-uC2 =0uo= ACuiAC=0134第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（3）加加差模輸入信號(hào)差模輸入信號(hào)，即，即ui1 = - ui2 ，如下圖所示。如下圖所示。 +UCCuoRCT1RB2RCT2RB2ui1RB1RB1ui2uiRRiiuu211iiuu212Au1=Au2=Au iiuu211iiuu212Au1=Au2=Au iiuAuAUu1u1c121iiuAuAUu

44、1u2c221iuCCouAUUu21uodAuuAi（3）共模抑制比共模抑制比 CdAACMRR 定義定義顯然顯然, , CMRR越大，放大電路受共模信號(hào)越大，放大電路受共模信號(hào)的影響就越小，電路的性能越好的影響就越小，電路的性能越好， 輸入端輸入端 接法接法雙端雙端單端單端輸出端輸出端 接法接法雙端雙端單端單端雙入雙出雙入雙出雙入單出雙入單出單入雙出單入雙出單入單出單入單出138第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 圖示為圖示為單端輸入單端輸出的差放電路單端輸入單端輸出的差放電路 139第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)雙端輸出雙端輸出靠電路的左右靠電路的左右對(duì)稱性對(duì)稱性來(lái)抑制零漂移。來(lái)抑制零漂移。 單端輸

45、出單端輸出時(shí)零漂未被抑制時(shí)零漂未被抑制 。主要是集電極電流主要是集電極電流I IC C是溫度的函數(shù)，是溫度的函數(shù)，導(dǎo)致導(dǎo)致Q Q點(diǎn)變化點(diǎn)變化 原因：原因：1.1.電路接入了恒流源來(lái)穩(wěn)定工作點(diǎn)電路接入了恒流源來(lái)穩(wěn)定工作點(diǎn) 措施：措施：2.2.負(fù)電源負(fù)電源UEE來(lái)抵消恒流源上的直來(lái)抵消恒流源上的直流電壓，使得三極管發(fā)射極電位流電壓，使得三極管發(fā)射極電位近似為地電位。近似為地電位。問(wèn)題：?jiǎn)栴}： 在前圖所示的單端輸入單端輸出的在前圖所示的單端輸入單端輸出的差放電路信號(hào)從差放電路信號(hào)從T1管單端輸入，管單端輸入，T2管還能否得到信號(hào)管還能否得到信號(hào) 140第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)把前面圖中的把前面圖中

46、的ui分解成一個(gè)共模信號(hào)和一對(duì)差分解成一個(gè)共模信號(hào)和一對(duì)差模信號(hào)，其等效電路如下圖所示模信號(hào)，其等效電路如下圖所示 141第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)T T1 1管得到的輸入信號(hào)仍為：管得到的輸入信號(hào)仍為：iiiuuu2121T T2 2的輸入仍如同接地的輸入仍如同接地 ： 02121iiuu當(dāng)當(dāng)共模信號(hào)共模信號(hào)單獨(dú)作用時(shí)，單獨(dú)作用時(shí)，uo=0=0； 當(dāng)當(dāng)差模信號(hào)差模信號(hào)單獨(dú)作用時(shí)，此時(shí)的單端輸入和雙單獨(dú)作用時(shí)，此時(shí)的單端輸入和雙端輸入時(shí)的情況完全相同。端輸入時(shí)的情況完全相同。 經(jīng)過(guò)這樣變換后，可由疊加原理分析經(jīng)過(guò)這樣變換后，可由疊加原理分析: : 單端輸出的電壓放大倍數(shù)只有雙端輸出時(shí)電單端輸出

47、的電壓放大倍數(shù)只有雙端輸出時(shí)電壓放大倍數(shù)的一半，即壓放大倍數(shù)的一半，即 udAA21142第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)小結(jié)小結(jié)1.1.差動(dòng)放大電路能放大差模信號(hào)，抑制共模信差動(dòng)放大電路能放大差模信號(hào)，抑制共模信號(hào)和零點(diǎn)漂移。號(hào)和零點(diǎn)漂移。 2.2.差模放大倍數(shù)只與輸出方式有關(guān)，而與輸入差模放大倍數(shù)只與輸出方式有關(guān)，而與輸入方式無(wú)關(guān)。方式無(wú)關(guān)。 雙端輸出雙端輸出時(shí)，電壓放大倍數(shù)就和單管電時(shí)，電壓放大倍數(shù)就和單管電壓放大倍數(shù)壓放大倍數(shù)相同相同 。 單端輸出單端輸出時(shí)，電壓放大倍數(shù)就和單管電時(shí)，電壓放大倍數(shù)就和單管電壓放大倍數(shù)的壓放大倍數(shù)的一半一半 。 3.3.選擇不同的輸入端輸入信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)反相放選

48、擇不同的輸入端輸入信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)反相放大或同相放大大或同相放大 143第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)144第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)集成電路集成電路: 將整個(gè)電路的各個(gè)元件做在同一個(gè)半導(dǎo)將整個(gè)電路的各個(gè)元件做在同一個(gè)半導(dǎo)體基片上。體基片上。集成電路的優(yōu)點(diǎn)：集成電路的優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、功耗小、體積小、重量輕、功耗小、可靠性高、價(jià)格低可靠性高、價(jià)格低 。集成電路的分類：集成電路的分類：模擬集成電路、數(shù)字集成電路；模擬集成電路、數(shù)字集成電路；小、中、大、超大規(guī)模集成電路；小、中、大、超大規(guī)模集成電路； 集成電路的分類：集成電路的分類：運(yùn)算放大器、電壓比較器、功率放大器、運(yùn)算放大器、電壓比較器、功率放大

49、器、模擬乘法器、穩(wěn)壓器、數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)器等模擬乘法器、穩(wěn)壓器、數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)器等 145第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)146第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)中間級(jí)的要求：對(duì)中間級(jí)的要求：足夠大的電壓放大倍數(shù)。通常由足夠大的電壓放大倍數(shù)。通常由共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路組成組成 。對(duì)輸入級(jí)的要求：對(duì)輸入級(jí)的要求：盡量減小零點(diǎn)漂移盡量減小零點(diǎn)漂移, ,盡量提高盡量提高KCMRR , , 輸入阻抗輸入阻抗Ri 盡可能大。該級(jí)通常盡可能大。該級(jí)通常由由差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路組成組成 。對(duì)輸出級(jí)的要求：對(duì)輸出級(jí)的要求：主要輸出電阻主要輸出電阻Ro小、輸出功率大小、輸出功率大、 且有過(guò)載保護(hù)且有過(guò)載保護(hù) 。該級(jí)通常由

50、。該級(jí)通常由共集電極共集電極電路電路構(gòu)成的構(gòu)成的互補(bǔ)對(duì)稱式電路互補(bǔ)對(duì)稱式電路組成。組成。 偏置電路偏置電路 ：主要是為各級(jí)提供靜態(tài)工作電流。主要是為各級(jí)提供靜態(tài)工作電流。 147第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)放的符號(hào)如下圖所示集成運(yùn)放的符號(hào)如下圖所示 外接的補(bǔ)償電容，外接的補(bǔ)償電容，用于消除自激振蕩用于消除自激振蕩 外接的調(diào)零電位器，外接的調(diào)零電位器，調(diào)整它可實(shí)現(xiàn)零輸入調(diào)整它可實(shí)現(xiàn)零輸入時(shí)零輸出時(shí)零輸出 表示信號(hào)由輸入到表示信號(hào)由輸入到輸出的傳送方向；輸出的傳送方向；A表示放大器表示放大器 148第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) u u+ uoAuu+ uo ri 大大: :幾十幾十k k 幾百幾

51、百 k k 運(yùn)放的特點(diǎn)：運(yùn)放的特點(diǎn)：KCMRR 很大很大 ro ?。簬资。簬资?幾百幾百 A o 很大很大:10:104 4 10 107 7149第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)反饋反饋: : 就是就是把放大電路輸出信號(hào)（電壓或電流）把放大電路輸出信號(hào)（電壓或電流）的一部分或全部，通過(guò)一定的元件或網(wǎng)的一部分或全部，通過(guò)一定的元件或網(wǎng)絡(luò)送回到輸入回路，從而對(duì)放大電路的絡(luò)送回到輸入回路，從而對(duì)放大電路的輸入量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的過(guò)程。輸入量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的過(guò)程。 反饋放大器或閉環(huán)放大器反饋放大器或閉環(huán)放大器 : :有反饋的放大器。有反饋的放大器。 開(kāi)環(huán)放大器或基本放大器開(kāi)環(huán)放大器或基本放大器 : :沒(méi)有反饋

52、的放大器。沒(méi)有反饋的放大器。 150第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)反饋放大器的方框圖如圖所示。反饋放大器的方框圖如圖所示。 基本放大基本放大 電路電路dXoX反饋回路反饋回路 fXiX+AF反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：放大：放大：dooXXA反饋：反饋：ofXXF疊加：疊加：fidXXX151第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（1）正反饋和負(fù)反饋）正反饋和負(fù)反饋若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為負(fù)反饋負(fù)反饋。若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為正反饋正反饋。區(qū)分正負(fù)反饋的方法：區(qū)分正負(fù)反饋的方法：瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法 假設(shè)輸入端

53、信號(hào)為某一瞬時(shí)極性，然后逐級(jí)假設(shè)輸入端信號(hào)為某一瞬時(shí)極性，然后逐級(jí)推出電路其他有關(guān)各點(diǎn)順勢(shì)信號(hào)的變化情況，最推出電路其他有關(guān)各點(diǎn)順勢(shì)信號(hào)的變化情況，最后判斷反饋到輸入端的信號(hào)的瞬時(shí)極性是增強(qiáng)還后判斷反饋到輸入端的信號(hào)的瞬時(shí)極性是增強(qiáng)還是削弱了原來(lái)的信號(hào)。是削弱了原來(lái)的信號(hào)。152第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)例：判斷圖示電路的正負(fù)反饋正負(fù)反饋類型例：判斷圖示電路的正負(fù)反饋正負(fù)反饋類型)(.iUOU)(.fU)(idUU負(fù)反饋負(fù)反饋153第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（2）交流反饋和直流反饋）交流反饋和直流反饋交流反饋：交流反饋：反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用。反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用。直流反饋：直流反饋：反饋只

54、對(duì)直流起作用。反饋只對(duì)直流起作用。直流反饋的作用：直流反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。交流反饋的作用：交流反饋的作用：改善放大器的性能指標(biāo)。改善放大器的性能指標(biāo)。 有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用；有的反有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用；有的反饋只對(duì)直流信號(hào)起作用；有的反饋對(duì)交、饋只對(duì)直流信號(hào)起作用；有的反饋對(duì)交、直流信號(hào)均起作用。直流信號(hào)均起作用。154第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)若在反饋網(wǎng)絡(luò)中若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容串接隔直電容，則可以隔斷，則可以隔斷直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥嗽谄鸱答佔(zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容并聯(lián)旁路電容，可，可以使

55、其只對(duì)直流起作用。以使其只對(duì)直流起作用。例例:判斷圖示電路的交直流反饋判斷圖示電路的交直流反饋該電路交該電路交直流反饋直流反饋都有。都有。155第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（3）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)反饋信號(hào)以以電壓電壓的形式出現(xiàn)，的形式出現(xiàn)，與輸與輸入信號(hào)串聯(lián)。入信號(hào)串聯(lián)。其電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是其電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是輸入信號(hào)和反饋元件分別連接在運(yùn)輸入信號(hào)和反饋元件分別連接在運(yùn)放的兩個(gè)輸入端子上放的兩個(gè)輸入端子上

56、。 圖示電路為串聯(lián)圖示電路為串聯(lián)負(fù)反饋。負(fù)反饋。156第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，電路結(jié)電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是輸入信號(hào)和反饋元件分構(gòu)的特點(diǎn)是輸入信號(hào)和反饋元件分別接在運(yùn)放的同一端子上。別接在運(yùn)放的同一端子上。 。圖示電路為并圖示電路為并聯(lián)負(fù)反饋。聯(lián)負(fù)反饋。157第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)例例:判斷圖示電路的串并聯(lián)反饋判斷圖示電路的串并聯(lián)反饋158第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（4）電壓反饋和電流反饋）電壓反饋和電流反饋電壓反饋：電壓反饋：反饋信號(hào)與輸出電壓成正比。反饋信號(hào)與輸出電壓成正比。電流反饋：電流反饋：反饋信號(hào)與輸出電流成正比。反饋

57、信號(hào)與輸出電流成正比。根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。反饋和電流反饋。判斷電壓反饋和電流反饋的方法：判斷電壓反饋和電流反饋的方法：可先假設(shè)輸出電壓為零，若反饋信號(hào)可先假設(shè)輸出電壓為零，若反饋信號(hào)消失則為電壓反饋；若仍有反饋信號(hào)，消失則為電壓反饋；若仍有反饋信號(hào)，則為電流反饋。則為電流反饋。 159第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)圖示電路中圖示電路中是電壓反饋是電壓反饋0121URRRUf例例:判斷圖示電路是電壓反饋還是電流反饋判斷圖示電路是電壓反饋還是電流反饋160第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)例例:判斷圖示電路是電壓反饋還是電流反饋判斷圖示電

58、路是電壓反饋還是電流反饋圖示電路中圖示電路中是電流反饋是電流反饋0121IRRRIf161第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)負(fù)負(fù)反反饋饋交流反饋交流反饋直流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)負(fù)反饋的分類小結(jié)負(fù)反饋的分類小結(jié)162第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（1）電壓負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電壓，電流負(fù)反）電壓負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電壓，電流負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電流。饋能穩(wěn)定輸出電流。 （2）負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響）負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響 對(duì)于串聯(lián)負(fù)反饋從輸入信號(hào)往里看，基對(duì)于串聯(lián)負(fù)反饋從輸入信號(hào)往里看，基

59、本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入回路是串本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入回路是串聯(lián)的，所以使輸入電阻增大；對(duì)于并聯(lián)聯(lián)的，所以使輸入電阻增大；對(duì)于并聯(lián)負(fù)反饋從輸入信號(hào)往里看，基本放大電負(fù)反饋從輸入信號(hào)往里看，基本放大電路與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入回路是并聯(lián)的，所路與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入回路是并聯(lián)的，所以使輸入電阻減小。以使輸入電阻減小。 163第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（3）負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響前面提到前面提到電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電壓。能穩(wěn)定輸出電壓。這就意味著當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出電壓近這就意味著當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出電壓近似不變，即放大電路的輸出電壓趨于理似不變，即放大電路的輸出電壓趨于理想電

60、壓源特性，因此使輸出電阻想電壓源特性，因此使輸出電阻減小減小。 同理，因?yàn)橥?，因?yàn)殡娏髫?fù)反饋電流負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電流，能穩(wěn)定輸出電流，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出電流近似不變，即當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出電流近似不變，即放大器輸出趨向于恒流特性，所以使輸放大器輸出趨向于恒流特性，所以使輸出電阻出電阻增大增大。164第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+UOM-UOMA越大，運(yùn)放的線性范圍越小，必須在越大，運(yùn)放的線性范圍越小，必須在輸出與輸入之間輸出與輸入之間加負(fù)反饋才能使其工作加負(fù)反饋才能使其工作于線性區(qū)。于線性區(qū)。uiuo_+A第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)165由于運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻由于運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)