《電子技術基礎》正式教案

1、精選資料電 子 技 術 基 礎 教 案可修改編輯§1-1 半導體的基礎知識目的與要求1. 了解半導體的導電本質，2. 理解N 型半導體和P 型半導體的概念3. 掌握PN 結的單向導電性重點與難點重點1 .N 型半導體和P 型半導體2 . PN 結的單向導電性難點1. 半導體的導電本質2. PN 結的形成教學方法講授法 ,列舉法,啟發(fā)法教具二極管 ,三角尺小結半導體中載流子有擴散運動和漂移運動兩種運動方式。載流子在電場作用下 的定向運動稱為漂移運動。在半導體中，如果載流子濃度分布不均勻，因為濃度 差，載流子將會從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運動，這種運動稱為擴散運動。多數(shù)載流子因濃度上的

2、差異而形成的運動稱為擴散運動PN結的單向導電性是指PN結外加正向電壓時處于導通狀態(tài)，外加反向電 壓時處于截止狀態(tài)。布置作業(yè)1 .什么叫N型半導體和P型半導體第一章常用半導體器件§1-1半導體的基礎知識自然界中的物質，按其導電能力可分為三大類：導體、半導體和絕緣體。半導體的特點：熱敏性光敏性摻雜性導體和絕緣體的導電原理：了解簡介。一、半導體的導電特性半導體:導電性能介于導體和絕緣體之間的物質，如硅 (Si)、錯(Ge)。硅和 錯是4價元素，原子的最外層軌道上有 4個價電子。1 .熱激發(fā)產生自由電子和空穴每個原子周圍有四個相鄰的原子，原子之間通過共價鍵緊密結合在一起。兩 精選資料個相鄰原

3、子共用一對電子。室溫下，由于熱運動少數(shù)價電子掙脫共價鍵的束縛成 為自由電子，同時在共價鍵中留下一個空位這個空位稱為 空穴。失去價電子的原 子成為正離子，就好象空穴帶正電荷一樣。在電子技術中，將空穴看成帶正電荷的載流子。2 .空穴的運動(與自由電子的運動不同)有了空穴，鄰近共價鍵中的價電子很容易過來填補這個空穴， 這樣空穴便轉移到 鄰近共價鍵中。新的空穴又會被鄰近的價電子填補。 帶負電荷的價電子依次填補 空穴的運動，從效果上看，相當于帶正電荷的空穴作相反方向的運動。3 .結論(1)半導體中存在兩種載流子，一種是帶負電的自由電子，另一種是帶正電的空穴，它們都可以運載電荷形成電流。(2)本征半導體中

4、，自由電子和空穴相伴產生，數(shù)目相同。(3) 一定溫度下，本征半導體中電子空穴對的產生與復合相對平衡，電子 空穴對的數(shù)目相對穩(wěn)定。(4)溫度升高，激發(fā)的電子空穴對數(shù)目增加，半導體的導電能力增強?？昭ǖ某霈F(xiàn)是半導體導電區(qū)別導體導電的一個主要特征。二、N型半導體和P型半導體本征半導體完全純凈的、結構完整的半導體材料稱為本征半導體。雜質半導體在本征半導體中加入微量雜質，可使其導電性能顯著改變。根據摻入雜質的 性質不同，雜質半導體分為兩類：電子型(N型)半導體和空穴型(P型)半導體。1 . N型半導體在硅（或錯）半導體晶體中，摻入微量的五價元素，如磷（P）、神（As）等，則構成N型半導體。在純凈半導體硅

5、或錯中摻入磷、種等5價元素，由于這類元素的原子最外層 有5個價電子，故在構成的共價鍵結構中，由于存在多余的價電子而產生大量自 由電子，這種半導體主要靠自由電子導電，稱為電子半導體或N型半導體，其中自由電子為多數(shù)載流子，熱激發(fā)形成的空穴為少數(shù)載流子。2 .P型半導體在硅（或錯）半導體晶體中，摻入微量的三價元素，如硼（B）、鈿（In）等, 則構成P型半導體。在純凈半導體硅或錯中摻入硼、鋁等3價元素，由于這類元素的原子最外層 只有3個價電子，故在構成的共價鍵結構中，由于缺少價電子而形成大量空穴， 這類摻雜后的半導體其導電作用主要靠空穴運動，稱為空穴半導體或P型半導體，其中空穴為多數(shù)載流子，熱激發(fā)形成

6、的自由電子是少數(shù)載流子。二+. f 4 5 :十 +>+o OIO 0 O 。 O00 N型半導體P型半導體、PN結及其單向導電性1 . PN結的形成半導體中載流子有擴散運動和漂移運動兩種運動方式。 載流子在電場作用下 的定向運動稱為漂移運動。在半導體中,如果載流子濃度分布不均勻，因為濃度 差，載流子將會從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運動，這種運動稱為 擴散運動。多數(shù)載流子因濃度上的差異而形成的運動稱為 擴散運動，如圖1.6所示。P型半導體N型半導體。;。二 。G京& 回壬,.圖1.7 PN結的形成（1）由于空穴和自由電子均是帶電的粒子，所以擴散的結果使P區(qū)和N區(qū)原來的電中性被破壞

7、，在交界面的兩側形成一個不能移動的帶異性電荷的離子層，稱此離子層為空間電荷區(qū)，這就是所謂的 PN結，如圖1.7所示。在空間電荷區(qū)， 多數(shù)載流子已經擴散到對方并復合掉了， 或者說消耗盡了，因此又稱空間電荷區(qū) 為耗盡層?？臻g電荷區(qū)出現(xiàn)后，因為正負電荷的作用，將產生一個從N區(qū)指向P區(qū)的內電場。內電場的方向，會對多數(shù)載流子的擴散運動起阻礙作用。同時，內電場則可 推動少數(shù)載流子（P區(qū)的自由電子和N區(qū)的空穴）越過空間電荷區(qū)，進入對方。 少數(shù)載流子在內電場作用下有規(guī)則的運動稱為漂移運動。漂移運動和擴散運動的方向相反。無外加電場時，通過 PN結的擴散電流等于漂移電流，PN結中無電 流流過，PN結的寬度保持一定

8、而處于穩(wěn)定狀態(tài)。口型半導體°。°空間電荷區(qū) V © N型半導體.* O.內電場圖1.8 PN結的形成(2)2. PN結的單向導電性如果在PN結兩端加上不同極性的電壓，PN結會呈現(xiàn)出不同的導電性能。(1) PN結外加正向電壓PN結P端接高電位，N端接低電位，稱PN結外加正向電壓，又稱PN結正向偏置，簡稱為正偏，0口 60 T一©內電場 外電場 7圖1.9 PN結外加正向電壓(2) PN結外加反向電壓PN結P端接低電位，N端接高電位，稱PN結外加反向電壓，又稱PN結反向偏置，簡稱為反偏，. 。 0 0 區(qū) K © © © 寬 a

9、 a年內電場外電場a1 U R圖1.20 PN結外加反向電壓小結：PN結的單向導電性是指PN結外加正向電壓時處于導通狀態(tài)，外加 反向電壓時處于截止狀態(tài)。§1-2目的與要求1 . 了解半導體二極管的結構2 .掌握半導體二極管的符號3 .理解半導體二極管的伏安特性4 .知道二極管的主要參數(shù)重點與難點重點 1.二極管的符號2.二極管的伏安特性難點 二極管的伏安特性教學方法講授法,列舉法,啟發(fā)法教具二極管,三角尺小結外加正向電壓較小時，外電場不足以克服內電場對多子擴散的阻力，PN 結仍處于截止狀態(tài)。正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流隨著正向電壓增大迅速上升。通常死區(qū)電壓硅管約為0.5V,錯管約

10、為0.2V。當反向電壓的值增大到Ubr時，反向電壓值稍有增大，反向電流會急劇增大，稱此現(xiàn)象為反向擊穿，UBR 為反向擊穿電壓。布置作業(yè)1-2 二 極 管一、半導體二極管的結構二極管的定義：一個PN結加上相應的電極引線并用管殼封裝起來， 就構成 了半導體二極管，簡稱二極管。二極管按半導體材料的不同可以分為硅二極管、錯二極管和神化錢二極管 等。二極管按其結構不同可分為點接觸型、面接觸型和平面型二極管三類。點接觸型二極管PN結面積很小，結電容很小，多用于高頻檢波及脈沖數(shù) 字電路中的開關元件。面接觸型二極管PN結面積大，結電容也小，多用在低頻整流電路中。平面型二極管PN結面積有大有小。VD°

11、°正極上負極圖1.11 二極管的符號簡單介紹常見的二極管的外型了解國產二極管的型號的命名方法。二、半導體二極管的伏安特性1、正向特性外加正向電壓較小時，外電場不足以克服內電場對多子擴散的阻力，PN結仍處于截止狀態(tài)。正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流 隨著正向電壓增大迅速上升。通常死可修改編輯區(qū)電壓硅管約為0.5V,錯管約為0.2V。反向擊穿特性/mA正向特性反向特性圖1.13二極管的伏安特性曲線2、反向特性二極管外加反向電壓時，電流和電壓的關系稱為二極管的反向特性。由圖1.13可見，二極管外加反向電壓時，反向電流很小（I-IS）,而且在相當寬的反 向電壓范圍內，反向電流幾乎不變，因此，

12、稱此電流值為二極管的反向飽和電流從圖1.13可見，當反向電壓的值增大到 Ubr時，反向電壓值稍有增大，反 向電流會急劇增大，稱此現(xiàn)象為反向擊穿， Ubr為反向擊穿電壓。利用二極管的 反向擊穿特性，可以做成穩(wěn)壓二極管，但一般的二極管不允許工作在反向擊穿區(qū)。補充：二極管的溫度特性二極管是對溫度非常敏感的器件。實驗表明，隨溫度升高，二極管的正向壓 降會減小，正向伏安特性左移，即二極管的正向壓降具有負的溫度系數(shù)（約為 -2mV/C）；溫度升高，反向飽和電流會增大，反向伏安特性下移，溫度每升高 10C,反向電流大約增加一倍。三、二極管的主要參數(shù)(1)最大整流電流If最大整流電流IF是指二極管長期連續(xù)工作

13、時，允許通過二極管的最大正向 電流的平均值。(2)反向擊穿電壓Ubr反向擊穿電壓是指二極管擊穿時的電壓值o(3)反向飽和電流IS它是指管子沒有擊穿時的反向電流值。 其值愈小，說明二極管的單向導電 性愈好。另外(4)反向擊穿電壓Ub：指管子反向擊穿時的電壓值。(5)最高工作頻率fm：主要取決于PN結結電容的大小。理想二極管:正向電阻為零，正向導通時為短路特性，正向壓降忽略不計； 反向電阻為無窮大，反向截止時為開路特性，反向漏電流忽略不計。四、二極管極性的判定將紅、黑表筆分別接二極管的兩個電極，若測得的電阻值很小(幾千歐以下)， 則黑表筆所接電極為二極管正極，紅表筆所接電極為二極管的負極；若測得的

14、阻 值很大(幾百千歐以上)，則黑表筆所接電極為二極管負極，紅表筆所接電極為 二極管的正極。五、二極管好壞的判定(1)若測得的反向電阻很大(幾百千歐以上)，正向電阻很小(幾千歐以下)， 表明二極管性能良好。(2)若測得的反向電阻和正向電阻都很小，表明二極管短路，已損壞。(3)若測得的反向電阻和正向電阻都很大，表明二極管斷路，已損壞。補充：特殊二極管1 .穩(wěn)壓二極管2 .發(fā)光二極管LED3 .光電二極管4 .變容二極管5 .激光二極管§1-3 三極管目的與要求1. 了解三極管的結構及類型2 .掌握半導體三極管的符號3 .理解半導體三極管的伏安特性及電流放大作用4 .知道三極管的主要參數(shù)和

15、檢測方法重點與難點重點 1.三極管的符號2. 三極管的伏安特性曲線難點 三極管的伏安特性曲線教學方法講授法,列舉法,啟發(fā)法教具二極管,三極管，三角尺小結放大區(qū)輸出特性曲線近似平坦的區(qū)域稱為放大區(qū)。三極管工作在放大狀態(tài)時，具有以下特點：(a)三極管的發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置；(b)基極電流Ib微小的變化會引起集電極電流Ic較大的變化，有電流關系式：Ic= 3b;(c)對NPN型的三極管，有電位關系：Uc>Ub>Ue；(d)對NPN型硅三極管，有發(fā)射結電壓 Ube0.7V;對NPN型錯三極管,有 Ube-.2V0布置作業(yè)§1-3一、三極管的結構、符號及類型1 .三極管的

16、結構及符號半導體三極管又稱晶體三極管（下稱三極管），一般簡稱晶體管，或雙極型晶體管。它是通過一定的制作工藝，將兩個 PN結結合在一起的器件，兩個 PN結相互作用，使三極管成為一個具有控制電流作用的半導體器件。三極管可以用 來放大微弱的信號和作為無觸點開關。三極管從結構上來講分為兩類：NPN型三極管和PNP型三極管集電結.B匚發(fā)射結/集電區(qū)P 一基區(qū)'發(fā)射區(qū)集電結B， 發(fā)射結，N 基區(qū)。EPNP型NPN型三極管的文字符號為Vo三極管的結構特點：三極管制作時，通常它們的基區(qū)做得很?。◣孜⒚椎綆资⒚祝?，且摻雜濃 度低；發(fā)射區(qū)的雜質濃度則比較高；集電區(qū)的面積則比發(fā)射區(qū)做得大， 這是三極 管

17、實現(xiàn)電流放大的內部條件。2 .三極管的類型（1）國產三極管的型號，見 P10-表1-3(2)三極管的分類：三極管可以是由半導體硅材料制成，稱為硅三極管；也可以由錯材料制成， 稱為錯三極管。三極管從應用的角度講，種類很多。根據工作頻率分為高頻管、低頻管和 開關管；根據工作功率分為大功率管、中功率管和小功率管。常見的三極管外形 如圖P10-1.13所示。二、三極管的電流放大作用1、產生放大作用的條件內部：a)發(fā)射區(qū)雜質濃度 基區(qū)集電區(qū)b)基區(qū)很薄外部：發(fā)射結正偏，集電結反偏圖1.14 三極管的工作電壓電路2、三極管的電流分配及放大關系Ie = Ic + IbIe =Ic精選資料Ic = 0Ib三、

18、三極管的特性曲線三極管的特性曲線是指三極管的各電極電壓與電流之間的關系曲線，它反映 出三極管的特性。它可以用專用的圖示儀進行顯示，也可通過實驗測量得到。1、輸入特性曲線它是指一定集電極和發(fā)射極電壓 UCE下，三極管的基極電流 舊與發(fā)射結電壓UBE之間的關系曲線。測量三極管特性的實驗電路三極管的輸入特性曲線截止區(qū)0放大可修改編輯區(qū)飽和區(qū)/V簡單分析曲線規(guī)律。硅管的死區(qū)電壓約0.5V,錯管的死區(qū)電壓約0.3V,三極管處于放大狀態(tài)時, 硅管的Ube約0.7V,錯管的Ube約0.3V。2 .輸出特性曲線三極管的輸出特性曲線是指一定基極電流 Ib下，三極管的集電極電流Ic與集電結電壓Uce之間的關系曲線

19、。100 MA 80MA 如A 40 口 A 20u A IB=0A12 Uce精選資料曲線的分析理解，難點。一般把三極管的輸出特性分為3 個工作區(qū)域，下面分別介紹。 截止區(qū)三極管工作在截止狀態(tài)時，具有以下幾個特點：(a)發(fā)射結和集電結均反向偏置；(b)若不計穿透電流Iceo ,有Ib、Ic近似為0;( c) 三極管的集電極和發(fā)射極之間電阻很大，三極管相當于一個開關斷開。 放大區(qū)輸出特性曲線近似平坦的區(qū)域稱為放大區(qū)。三極管工作在放大狀態(tài)時，具有以下特點：(a)三極管的發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置；(b)基極電流Ib微小的變化會引起集電極電流Ic較大的變化，有電流關系式：Ic= 3b；(c)對

20、NPN型的三極管，有電位關系：Uc>Ub>Ue;(d)對NPN型硅三極管，有發(fā)射結電壓 Ube0.7V;對NPN型錯三極管,有 Ube«.2Vo 飽和區(qū)三極管工作在飽和狀態(tài)時具有如下特點：(a)三極管的發(fā)射結和集電結均正向偏置；(b)三極管的電流放大能力下降，通常有Ic<BIb；(C)UCE的值很小，稱此時的電壓UCE為三極管的飽和壓降，用UCES表示。 一般硅三極管的UCES約為0.3V,錯三極管的UCES約為0.1V;(d)三極管的集電極和發(fā)射極近似短接，三極管類似于一個開關導通。三極管作為開關使用時，通常工作在截止和飽和導通狀態(tài)；作為放大元件使 用時，一般要工

21、作在放大狀態(tài)。四、三極管的主要參數(shù)三極管的參數(shù)有很多，如電流放大系數(shù)、反向電流、耗散功率、集電極最大 電流、最大反向電壓等，這些參數(shù)可以通過查半導體手冊來得到。(1)共發(fā)射極電流放大系數(shù) 斷口 B它是指從基極輸入信號，從集電極輸出信號，此種接法(共發(fā)射極)下的電 流放大系數(shù)。(2)極問反向電流 集電極基極間的反向飽和電流ICBO 集電極發(fā)射極間的穿透電流ICEO(3)極限參數(shù) 集電極最大允許電流ICM集電極最大允許功率損耗PCM反向擊穿電壓五、三極管的檢測1 .已知型號和管腳排列的三極管，判斷其性能的好壞可修改編輯精選資料(1)測量極問電阻(2)三極管穿透電流ICEO大小的判斷(3)電流放大系

22、數(shù)B的估計2 .判別三極管的管腳(1)判定基極和管型(2)判定集電極c和發(fā)射極e(a)判別示意圖出)等效也路圖1.CK 判別三極管c、e電極的原理圖可修改編輯精選資料§1.4 場 效 應 管目的與要求1. 了解場效應管的結構及工作原理2. 掌握場效應管的分類和符號3. 了解場效應管的轉移特性曲線及輸出特性曲線4. 知道場效應管的主要參數(shù)重點與難點重點場效應管的分類和符號難點場效應管的轉移特性曲線及輸出特性曲線教學方法講授法,列舉法,啟發(fā)法 教具三極管，三角尺小結結型場效應管分為N 溝道結型管和P 溝道結型管，它們都具有3 個電極：柵極、源極和漏極，分別與三極管的基極、發(fā)射極和集電極相

23、對應。絕緣柵場效應管分為增強型和耗盡型兩種，每一種又包括N 溝道和 P 溝道兩種類型。場效應管的主要參數(shù) 夾斷電壓（UP） 開啟電壓（UT） 飽和漏極電流IDSS 最大漏源擊穿電壓（U （ BR） DS） 跨導（gm）布置作業(yè)§1.4 場 效 應 管場效應管則是一種電壓控制器件，它是利用電場效應來控制其電流的大小，從而實現(xiàn)放大。場效應管工作時，內部參與導電的只有多子一種載流子，因此又 稱為單極性器件。根據結構不同，場效應管分為兩大類，結型場效應管和絕緣柵場效應管。一、結型場效應管結型場效應管分為N溝道結型管和P溝道結型管，它們都具有3個電極: 柵極、源極和漏極，分別與三極管的基極、發(fā)

24、射極和集電極相對應。1 .結型場效應管的結構與符號圖1.23所示為N溝道結型場效應管的結構與符號，結型場效應管符號中的 箭頭，表示由P區(qū)指向N區(qū)。圖1.23 N溝道結型管的結構與符號P溝道結型場效應管的構成與 N溝道類似，只是所用雜質半導體的類型要反過來。圖1.39所示為P溝道結型場效應管的結構與符號Qd耗母層NOS圖1.23 P溝道結型管的結構與符號2 .結型場效應管的工作原理以N溝道結型場效應管為例，參考 P16圖1-24.(1)當柵源電壓UGS=0時，兩個PN結的耗盡層比較窄，中間的 N型導 電溝道比較寬，溝道電阻小。(2)當UGS<0時，兩個PN結反向偏置，PN結的耗盡層變寬，中

25、間的N 型導電溝道相應變窄，溝道導通電阻增大。(3)當UP<UGS或且UDS>0時，可產生漏極電流ID。ID的大小將隨柵 源電壓UGS的變化而變化，從而實現(xiàn)電壓對漏極電流的控制作用。Uds的存在，使得漏極附近的電位高，而源極附近的電位低，即沿 N型導 電溝道從漏極到源極形成一定的電位梯度， 這樣靠近漏極附近的PN結所加的反 向偏置電壓大，耗盡層寬；靠近源極附近的 PN結反偏電壓小，耗盡層窄，導電 溝道成為一個楔形。注意，為實現(xiàn)場效應管柵源電壓對漏極電流的控制作用，結型場效應管在工作時，柵極和源極之間的PN結必須反向偏置。3 .結型場效應管的特性曲線(1)轉移特性曲線在場效應管的Ud

26、s 一定時，Id與Ugs之間的關系曲線稱為場效應管的轉移特 性曲線，如圖1.25所示。它反映了場效應管柵源電壓對漏極電流的控制作用。圖1.25 N溝道結型場效應管的轉移特性曲線圖1.25 N溝道結型場效應管的輸出特性曲線當Ugs=0時，導電溝道電阻最小，Id最大，稱此電流為場效應管的飽和漏極電流IdsSo當Ugs=Up時，導電溝道被完全夾斷，溝道電阻最大，此時Id=0,稱Up為火斷電壓。(2)輸出特性曲線輸出特性曲線是指柵源電壓 Ugs 一定時，漏極電流Id與漏源電壓Uds之間 的關系曲線場效應管的輸出特性曲線可分為四個區(qū)域：可變電阻區(qū)恒流區(qū)截止區(qū)（夾斷區(qū)）擊穿區(qū)二、絕緣柵場效應管絕緣柵場效應

27、管是由金屬（Metal ）、氧化物（Oxide ）和半導體（Semiconductor ）材料構成的，因此又叫 MOS管。絕緣柵場效應管分為增強型和耗盡型兩種，每一種又包括N溝道和P溝道兩種類型補充：耗盡型:Ugs=0時漏、源極之間已經存在原始導電溝道。增強型:Ugs=0時漏、源極之間才能形成導電溝道。無論是N溝道MOS管還是P溝道MOS管，都只有一種載流子導電， 均為單極型電壓控制器件。MOS管的柵極電流幾乎為零，輸入電阻 Rgs很高。1、結構與符號以N溝道增強型MOS管為例，它是以P型半導體作為襯底，用半導體工 藝技術制作兩個高濃度的N型區(qū)，兩個N型區(qū)分別引出一個金屬電極，作為MOS 管的

28、源極S和漏極D;在P形襯底的表面生長一層很薄的 SiO 2絕緣層，絕 緣層上引出一個金屬電極稱為 MOS管的柵極Go B為從襯底引出的金屬電極， 一般工作時襯底與源極相連。源極 柵極 漏極金屬SiO 氣化物 絕緣層半導體襯底0 B圖1.26 N溝道增強型MOS管的結構與符號符號中的箭頭表示從P區(qū)（襯底）指向N區(qū)（N溝道），虛線表示增強型。2、N溝道增強型MOS管的工作原理如P18圖1.27所示，在柵極G和源極S之間加電壓Ugs,漏極D和源極S之間加電壓Uds,襯底B與源極S相連。形成導電溝道所需要的最小柵源電壓Ugs,稱為開啟電壓Ut03、特性曲線（1）轉移特性曲線（2）輸出特性（可修改編輯圖

29、1.28 N溝道增強型MOS管的轉移特性曲線I1A可變電阻區(qū)# "/ 5Ft tWVO截止區(qū)圖1.28 N溝道增強型MOS管的輸出特性曲線三、場效應管的 主要參數(shù)夾斷電壓(Up)開啟電壓(Ut)飽和漏極電流Idss 最大漏源擊穿電壓(U (BR) DS)跨導(gm)四、場效應管應注意的事項(1)選用場效應管時，不能超過其極限參數(shù)。(2)結型場效應管的源極和漏極可以互換。(3) MOS管有3個引腳時，表明襯底已經與源極連在一起，漏極和源極 不能互換；有4個引腳時，源極和漏極可以互換。(4) MOS管的輸入電阻高，容易造成因感應電荷泄放不掉而使柵極擊穿永 久失效。因此，在存放MOS管時，

30、要將3個電極引線短接；焊接時，電烙鐵的 外殼要良好接地，并按漏極、源極、柵極的順序進行焊接，而拆卸時則按相反順 序進行；測試時，測量儀器和電路本身都要良好接地， 要先接好電路再去除電極 之間的短接。測試結束后，要先短接電極再撤除儀器。（ 5）電源沒有關時，絕對不能把場效應管直接插入到電路板中或從電路板中拔出來。（ 6）相同溝道的結型場效應管和耗盡型MOS 場效應管，在相同電路中可以通用。第 5 節(jié)其他半導體器件簡單介紹，了解。精選資料§ 2.1 基本共射極放大電路目的與要求1. 掌握共射極放大電路組成2. 了解共射極放大電路的工作原理及性能特點3. 知道共射極放大電路中各元件的作用重

31、點與難點重點共射極放大電路組成難點共射極放大電路的工作原理教學方法講授法 ,列舉法,啟發(fā)法教具三極管，三角尺小結電路中各元件的作用如下。（ 1）三極管（ 2）隔直耦合電容C1 和 C2（ 3）基極回路電源UBB 和基極偏置電阻Rb（ 4）集電極電源UCC5）集電極負載電阻Rc布置作業(yè)尺N zzfe 弟早常用放大器2.1基本共射極放大電路、三極管在放大電路中的三種連接方式 共射極組態(tài)（N共集電極組態(tài)（c）共基極組態(tài)上圖所示為三極管在放大電路中的三種連接方式：圖（ a）從基極輸入信號，從集電極輸出信號，發(fā)射極作為輸入信號和輸出信號的公共端， 此即共發(fā)射極（簡稱共射極）放大電路；圖（b）從基極輸入信

32、號，從發(fā)射極輸出信號，集電極作為輸入信號和輸出信號的公共端，此即共集電極放大電路；圖（ c）從發(fā)射極輸入信號，從集電極輸出信號，基極作為輸入信號和輸出信號的公共端， 此即共基極放大電路。二、基本放大電路的組成和工作原理1.共射極放大電路組成在三種組態(tài)放大電路中，共發(fā)射極電路用得比較普遍。這里就以NPN共射極放大電路為例，討論放大電路的組成、工作原理以及分析方法。電路中各元件的作用如下。(1)晶體管V。放大元件，用基極電流iB控制集電極電流iCo(2)電源UCC和UBB。使晶體管的發(fā)射結正偏，集電結反偏，晶體管處在放大狀態(tài)，同時也是放大電路的能量來源， 提供電流iB和iCo UCC 一般在幾伏到

33、 十幾伏之間。(3)偏置電阻RBo用來調節(jié)基極偏置電流IB,使晶體管有一個合適的工作點， 一般為幾十千歐到幾百千歐。(4)集電極負載電阻RC。將集電極電流iC的變化轉換為電壓的變化，以獲得 電壓放大，一般為幾千歐。(5)電容Cl、C20用來傳遞交流信號，起到耦合的作用。同時，又使放大電路 和信號源及負載間直流相隔離，起隔直作用。為了減小傳遞信號的電壓損失， Cl、C2應選得足夠大，一般為幾微法至幾十微法，通常采用電解電容器?？尚薷木庉?、共射極放大電路的工作原理S.2共射極放大電路的分析目的與要求1 .掌握共射極放大電路分析方法種類2 .初步掌握共射極放大電路分析的具體方法計算法3 .會一些簡

34、單共射極放大電路分析計算應用4 . 了解多級放大器重點與難點重點計算法分析共射極放大電路難點計算法分析共射極放大電路和應用教學方法講授法，列舉法,啟發(fā)法教具三極管，三角尺小結靜態(tài)工作點 Ucc EQBQ 一RbI = ： I CQBQU CEQ - U CC 一 1 CQ RC抑制零漂的方法有多種，如采用溫度補償電路、穩(wěn)壓電源以及精選電路元件等方法。最有效且廣泛采用的方法是輸入級采用差動放大電路。布置作業(yè)文2共射極放大電路的分析靜態(tài)是指無交流信號輸入時,電路中的電流、電壓都不變的狀態(tài)，靜態(tài)時三極管各極電流和電壓值稱為靜態(tài)工作點 Q （主要指 舊Q、ICQ和UCEQ）。靜態(tài)分析主要是確定放大電路

35、中的靜態(tài)值 舊Q、ICQ和UCEQ、直流通路和交流通路直流通路:耦合電容可視為開路。交流通路:（ui單獨作用下的電路）。由于電容C1、C2足夠大，容抗近似為零（相當于短路），直流電源UCC去掉（短接）。精選資料、計算法（近似估算法） 1、靜態(tài)工作點U CC - U BEQIBLT-I CQ 二 一 I BQU CEQ = U CC 一 I CQ RC2、輸入電阻和輸出電阻微變等效電路法，基本思路把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效成一個線性電路，就是放大電路的微變等效電路，然后用線性電路的分析方法來分析， 這種方法稱為微變等效電路分析法。等效的條件是晶體管在小信號（微變量）情況下工作。這樣就

36、能在靜態(tài)工 作點附近的小范圍內，用直線段近似地代替晶體管的特性曲線。B Ibrvn一Rs . 1+ T U i Rb rbe（1）輸入電阻Us。TUiR 丁 =%I i-i可修改編輯精選資料be = 300 (1')26( mV)I eq (mA)(2)輸出電阻3、電壓放大倍數(shù)例：圖示電路，已知 U CC =12V , RB =300 k Q , RC =3 k , Rl =3 k , Rs =3k , P =50 ,試求：(1) Rl接入和斷開兩種情況下電路的電壓放大倍數(shù)Au ；(2)輸入電阻R和輸出電阻Ro；(3)輸出端開路時的源電壓放大倍數(shù)Aus = U°oUsRB0R

37、CC2q+U CC可修改編輯Ci +RlUou+Oui精選資料解：先求靜態(tài)工作點可修改編輯I BQU CC -U beqU CC 12Rb"RB "300A =40 AICQ =PlBQ =50 0.04 =2mAU CEQ - U CC - ICQRC - 12 - 23 - 6V再求三極管的動態(tài)輸入電阻rbe = 300 - (1 )比 0.963 kQAu為:(1) Rl接入時的電壓放大倍數(shù)Rl斷開時的電壓放大倍數(shù)rbe0.963Rc50 3RlAu為:3 3503- - -78=-156 0.963(2)輸入電阻R為:Ri=Rb / 公=300 / 0.963 之

38、0.96 k輸出電阻Ro為:Ro =RC =3 kQ(3)AusUoUiUoUsUs UiRsRi(156) =39精選資料可修改編輯三、靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大電路條件:I2>>IB,則UbU CCUBEQRB2 一UeRe+ ucc+UCEQBu與溫度基本無關。調節(jié)過程:溫度 tTfIcTfIET U e（=i e Re） T u be（二 Ub 一1Ic J"*四、多級放大器多級放大電路是指兩個或兩個以上的單級放大電路所組成的電路。通常稱多級放大電路的第一級為輸入級。對于輸入級，一般采用輸入阻抗較高的放大電路， 以便從信號源獲得較大的電壓輸入信號并對信號進行放大。中間級

39、主要實現(xiàn)電壓信號的放大，一般要用幾級放大電路才能完成信號的放大。 通常把多級放大電路 的最后一級稱為輸出級，主要用于功率放大，以驅動負載工作。中間級小信號放大電路功率放大電路1.阻容耦合它是指各單級放大電路之間通過隔直耦合電容連接。合兩級放大電路。圖 2.16所示為阻容耦+Uo+UccC3+ 11+ 1 I C IUs+)各極之間通過耦合電容及下級輸入電阻連接。優(yōu)點：各級靜態(tài)工作點互不影響，可以單獨調整到合適位置；且不存在零點漂移問題。缺點： 不能放大變化緩慢的信號和直流分量變化的信號；且由于需要大容量的耦合電容，因此不能在集成電路中采用。2.變壓器耦合它是指各級放大電路之間通過變壓器耦合傳遞

40、信號。圖2.46 所示為變壓器耦合放大電路。通過變壓器T1 把前級的輸出信號uo 1，耦合傳送到后級，作為后一級的輸入信號ui2。變壓器T2將第二級的輸出信號耦合傳遞給負載RL。變壓器具有隔離直流、通交流的特性，因此變壓器耦合放大電路具有如下特點：（ 1 ）各級的靜態(tài)工作點相互獨立，互不影響，利于放大器的設計、調試和維修。（ 2）同阻容耦合一樣，變壓器耦合低頻特性差，不適合放大直流及緩慢變化的信號,只能傳遞具有一定頻率的交流信號。（ 3）可以實現(xiàn)電壓、電流和阻抗的變換，容易獲得較大的輸出功率。（ 4）輸出溫度漂移比較小。（ 5）變壓器耦合電路體積和重量較大，不便于做成集成電路。3. 直接耦合放

41、大電路優(yōu)點：能放大變化很緩慢的信號和直流分量變化的信號；且由于沒有耦合電容， 故非常適宜于大規(guī)模集成。精選資料缺點：各級靜態(tài)工作點互相影響；且存在零點漂移問題。零點漂移：放大電路在無輸入信號的情況下，輸出電壓 uo卻出現(xiàn)緩慢、不規(guī)則波動的現(xiàn)象。產生零點漂移的原因很多，其中最主要的是溫度影響。抑制零漂的方法有多種，如采用溫度補償電路、穩(wěn)壓電源以及精選電路元件 等方法。最有效且廣泛采用的方法是輸入級采用差動放大電路。差動放大電路的工作原理（了解）Ui = Uii -Ui2Uo = Uoi - Uo2+Ui1工-a+Ui 2X可修改編輯抑制零點漂移的原理靜態(tài)時,Uil=Ui2 = 0 ,此時由負電源

42、UEE通過電阻RE和兩管發(fā)射極提供兩管的基極電流。由于電路的對稱性，兩管的集電極電流相等，集電極電位也相等，即：IC1= IC2UC1= UC2輸出電壓：U0 =UC1UC2 =0溫度變化時，兩管的集電極電流都會增大，集電極電位都會下降。由于電路是對稱的，所以兩管的變化量相等。即：AIC1= A IC2AUC1= AUC2輸出電壓：uo= (UC1 + AUC1) ( UC2 + AUC2 )=0即消除了零點漂移。2.3功率放大電路目的與要求1 .掌握功率放大器的要求2 .掌握功率放大器按工作狀態(tài)進行的分類3 . 了解OCL功率放大電及OTL功率放大電路重點與難點重點功率放大器的類型難點 OC

43、L功率放大電及OTL功率放大電路教學方法講授法，列舉法,啟發(fā)法教具 三極管，三角尺小結（1） 輸出功率要足夠大最大輸出功率POM 是指在正弦輸入信號下，輸出波形不超過規(guī)定的非線性失真指標時，放大電路最大輸出電壓和最大輸出電流有效值的乘積。（ 2）效率要高（ 3）盡量減小非線性失真（ 4）分析估算采用圖解法（ 5）功放中晶體管常工作在極限狀態(tài)布置作業(yè)§ 2.3 功率放大電路功率放大電路的任務是向負載提供足夠大的功率，這就要求 功率放大電路不僅要有較高的輸出電壓，還要有較大的輸出電流。因此功率放大電路中的晶體管通常工作在高電壓大電流狀態(tài)，晶體管的功耗也比較大。 非線性失真也要比小信號的電

44、壓放大電路嚴重得多。此外， 功率放大電路從電源取用的功率較大，為提高電源的利用率,必須盡可能提高功率放大電路的效率。放大電路的效率是指負載得到的交流信號功率與直流電源供出功率的比值。甲類功率放大電路的靜態(tài)工作點設置在交流負載線的中點。在工作過程中， 晶體管始終處在導通狀態(tài)。這種電路功率損耗較大，效率較低，最高只能達到 50%。乙類功率放大電路的靜態(tài)工作點設置在交流負載線的截止點，晶體管僅在輸入信號的半個周期導通。這種電路功率損耗減到最少，使效率大大提高。甲乙類功率放大電路的靜態(tài)工作點介于甲類和乙類之間，晶體管有不大的靜 態(tài)偏流。其失真情況和效率介于甲類和乙類之間。二、互補對稱功率放大電路1 .

45、 OCL功率放大電路靜態(tài)（ui=0）時，UB=0、UE=0,偏置電壓為零，VI、V2均處于截止狀態(tài)， 負載中沒有電流，電路工作在乙類狀態(tài)。動態(tài)（ui孫 時，在ui的正半周V1導通而V2截止，V1以射極輸出器的形式將正半周信號輸出給負載；在 ui的負半周V2導通而V1截止，V2以射極 輸出器的形式將負半周信號輸出給負載。 可見在輸入信號ui的整個周期內，VI、RL直V2兩管輪流交替地工作，互相補充，使負載獲得完整的信號波形，故稱互補對 稱電路。由于VI、V2都工作在共集電極接法，輸出電阻極小，可與低阻負載? + U cc接匹配從工作波形可以看到，在波形過零的一個小區(qū)域內輸出波形產生了失真， 這 種失真稱為交越失真。產生交越失真的原因是由于 VI、V2發(fā)射結靜態(tài)偏壓為零， 放大電路工作在乙類狀態(tài)。當輸入信號 ui小于晶體管的發(fā)射結死區(qū)電壓時，兩 個晶體管都截止，在這一區(qū)域內輸出電壓為零，使波形失真。為減小交越失真，可給VI、V2發(fā)射結加適當?shù)恼蚱珘?，以便產生一個不 大的靜態(tài)偏流，使VI、V2導通時間稍微超過半個周期，即工作在甲乙類狀態(tài)， 如圖所示。圖中二極管D1、D2用來提供偏置電壓。靜態(tài)時三極管 VI、V