模拟电路分析 第一章 概述.ppt

教材 1. 徐安静主编，模拟电子技术，北京：清华大学出版社，2008.6 2.袁芳、周永萱主编，电子技术实验指导书，武汉：华中科技大学电工系 参考书目 1. 康华光主编，电子技术基础，北京：高等教育出版社， 2003. 2. 陈大钦、彭容修主编，《模拟电子技术基础》学习指导与解题指南，华中科技大学出版社，2004.7 3. 江晓安主编，模拟电子技术基础（第二版），西安电子科技大学出版社，2002. 4. 江晓安主编，《模拟电子技术基础》学习指导与解题指南，西安电子科技大学出版社，2002. 概 述 电子系统：有若干个相互联接、相互作用的基本电子电路组成的具有特定功能的电路整体。 1.电子器件的特性、参数； 2.电子线路分析的方法； 3.有关应用。 四、研究方法 电子技术的研究方法与电路不同，它具有更强的工程性质，在分析中常用工程近似法突出主要问题，使分析过程得以简化。 本章重点、难点 半导体的导电特性； PN 结的工作原理和主要特性； 半导体器件的工作原理、主要特性及主要参数。 1.1 半导体基础知识 1. 表述：半导体经高度提纯并制成晶体后，原子间组成某种形式的晶体点阵，这种半导体称为本征半导体。 (1) 自由电子和空穴的形成 (b) 产生有激发、复合过程，出现两部分的电流，即 1.1.2 杂质半导体 在硅(或锗)的晶体中掺入少量的五价元素(如磷元素)，如图1.4、1.5所示，多余的第五个价电子很容易挣脱磷原子核的束缚而成为自由电子，使得半导体中的自由电子数目大量增加，于是有： 自由电子数 ＞＞ 空穴数 多数载流子 少数载流子 表述：以自由电子导电作为主要导电方式的半导体，称为电子半导体或 N 型半导体（N —type semiconductor ) 。 在硅或锗的晶体中掺入少量的三价元素(如硼元素)，如图1.7、1. 8 所示，在构成共价健结构时，将因缺少一个电子而产生一个空位，于是在半导体中就形成了大量空穴。 自由电子数 ＜＜ 空穴数 少数载流子 多数载流子 表述：以空穴导电作为主要导电方式的半导体，称为空穴半导体 或 P 型半导体 ( P — type semiconductor ) 。 1.2 PN结及半导体二极管 图示是一块晶片，两边分别为P 型和N 型半导体。 综上可简述为： 1.2.2 PN结的单向导电性 2. PN结加反向电压 3. PN结的击穿 1.2.3 PN结的电容效应 一、基本结构与符号 1.基本结构：二极管按结构分有：点接触型、面接触型及平面型。 (1) 点接触型二极管 (2) 面接触型二极管 二、伏安特性(V—A特性) 1. 表述： 二极管阳极与阴极之间的电压与流过二极管电流的关系曲线，即为二极管的伏安特性。如图1.14所示。 0A 段：当 uD＜Uon（死区电压）时外电场不足以克服结内电场对多数载流子扩散运动的阻力，故正向电流 iD很小(iD ≈0)。 硅(Si)：Uon ≈0.5V; 锗(Ge): Uon ≈0.1V。 (2) 反向特性： 综述： 1. 最大整流电流 IF 表述：二极管工作与半波整流电路中，长期运行所允许通过的最大正向平均电流。 2. 最大反向工作电压 UR 表述：保证二极管不被击穿而所允许的最高反向电压。 3. 最大反向电流 IR 表述： 指二极管未击穿时的反向电流。 4. 反向击穿电压 UBR 表述：使二极管反向被击穿所对应的反向峰值电压。 5. 直流电阻RD，交流电阻rd 1.2.5 二极管的应用 利用它的单向导电性，主要用于 1. 整流：将交流变换为直流； 2. 检波：从高频载波中检出调制信号； 3. 限幅：将输出电压的幅度限制在一定范围内； 4. 箝位及隔离： 5. 元件保护以及在数字电路中作为开关元件等。 例1. 检波作用电路如图1.15所示，当输入电压为 ui ，试绘出输出电压 uo 的波形。设uC(0+) = 0。 例 2. 箝位作用电路如图1.16 所示，当输入端 VA = 3V ， VB = 0 V,试求输出端 Y 的电位 VY 。 例 3. 限幅（削波）作用电路如图1.18所示， 1.2.6 稳压二极管 V—A 特性曲线如 图1.19 所示 1.分析： 1）OA段: 当 0＜U ＜UZ 时，IZ很小； 2）AB段: 当 U≥ UZ 时， IZ 很大，虽 △ IZ 变化范围很大，但 DZ 稳压管两端的电压△UZ 变化很小；体现了稳压特性。 得知：1）稳压管的