模拟电子技术基础
一、緒論
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1.模擬信號(hào)與模擬電路
模擬電路是一種信號(hào)處理電路,一般可視為雙口網(wǎng)絡(luò)。
輸入信號(hào)按時(shí)間可分為連續(xù)時(shí)間信號(hào)(模擬信號(hào))和離散時(shí)間信號(hào)(數(shù)字信號(hào))。
模擬電路:對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理的電路。最基本的處理是對(duì)信號(hào)的放大,講述各種放大電路。
?a.放大的本質(zhì):能量的控制。
b.有源元件:能夠控制的能量的元件。如晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管??
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2.課程的特點(diǎn)
a.工程性
- 實(shí)際工程需要證明其可行性。強(qiáng)調(diào)定性分析。
- 實(shí)際工程在滿足基本性能指標(biāo)的前提下總是容許存在一定的誤差范圍的。定量分析為“估算”
- 近似分析要合理。抓主要矛盾和矛盾的主要方面
- 電子電路歸根結(jié)底是電路。不同條件下構(gòu)造不同模型
b.實(shí)踐性
- 常用電子儀器的使用方法
- 電子電路的測(cè)試方法
- 故障的判斷與排除方法
- EDA軟件的應(yīng)用方法
3.學(xué)習(xí)課程的方法
? ? ? a.掌握基本概念、基本電路、基本分析方法
- 基本概念:概念不變,應(yīng)用靈活
- 基本電路:構(gòu)成的原則是不變的,具體電路是多種多樣的。
- 基本分析方法:不同類(lèi)型的電路有不同的性能指標(biāo)和描述方法,因而有不同的分析方法
? ? ? ?b.學(xué)習(xí)辨證、全面地分析電子電路中問(wèn)題
- 根據(jù)需求,最適用的電路才是最好的電路。
- 要綜合研究利弊關(guān)系,通常“有一利必有一弊”。?
? ? ? ?c.注意電路中常用定理在電子電路中的應(yīng)用
4.課程目的
- 掌握基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實(shí)驗(yàn)技能
- 具有能夠繼續(xù)深入學(xué)習(xí)和接受電子新技術(shù)發(fā)展的能力,以及將所學(xué)知識(shí)用于本專(zhuān)業(yè)的能力
- 建立起系統(tǒng)的概念、工程的概念、科技進(jìn)步的觀念和創(chuàng)新意識(shí)
5.考查方法
- 會(huì)看:讀圖,定性分析(分析能力)
- 會(huì)算:定量計(jì)算(分析能力)
- 會(huì)選:電路形式、器件、參數(shù)(設(shè)計(jì)能力)
- 會(huì)調(diào):儀器選用、測(cè)試方法、故障診斷、EDA(實(shí)踐能力)
二、常用半導(dǎo)體器件
?1.半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)
- 本征半導(dǎo)體
- 雜質(zhì)半導(dǎo)體
- PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦?/li>
- PN結(jié)的電容效應(yīng)
1.1 什么是半導(dǎo)體?什么是本征半導(dǎo)體?
- 導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)稱(chēng)為半導(dǎo)體。
- 半導(dǎo)體--硅(Si)、鍺(Ge),均為四價(jià)元素,它們?cè)拥淖钔鈱与娮邮茉雍说氖`力介于導(dǎo)體與絕緣體之間。
- 本征半導(dǎo)體是純凈(無(wú)雜質(zhì))的晶體結(jié)構(gòu)(穩(wěn)定的結(jié)構(gòu))的半導(dǎo)體。
- 本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)
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- ?本征半導(dǎo)體的兩種載流子
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- 雜質(zhì)半導(dǎo)體:N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體
- N型半導(dǎo)體
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? ? ? ? ? 多數(shù)載流子影響半導(dǎo)體的導(dǎo)電性
- P型半導(dǎo)體
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- ?PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/li>
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? ? ? ? ?PN結(jié)加正向電壓導(dǎo)通:
? ? ? ? ? ? ? ? ?耗盡層變窄,擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)加劇,由于外電源的作用,形成擴(kuò)散電流(正向電流),PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。
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? ? ? ? ?PN結(jié)加反向電壓截止:
? ? ? ? ? ? ? ?耗盡層變寬,阻止擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),有利于漂移運(yùn)動(dòng),形成漂移電流(反向電流)。由于電流很小,故可近似認(rèn)為其截止。
- PN結(jié)的電容效應(yīng)
? ? ? ?1. 勢(shì)壘電容
? ? ? ? ? ?PN結(jié)外加電壓變化時(shí),空間電荷區(qū)的寬度將發(fā)生變化,有電荷的積累和釋放的過(guò)程,與電容的充放電相同,其等效電容稱(chēng)為勢(shì)壘電容Cb。
? ? ? ? 2.擴(kuò)散電容
? ? ? ? ? ? PN結(jié)外加的正向電壓變化時(shí),在擴(kuò)散路程中載流子的濃度及其梯度均有變化,也有電荷的積累和釋放的過(guò)程,其等效電容稱(chēng)為擴(kuò)散電容Cd。
? ? ? ? 結(jié)電容 Cj = Cb + Cd
? ? ? ? 結(jié)電容不是常量!若PN結(jié)外加電壓頻率高到一定高度,則失去單向?qū)щ娦?#xff01;
? ? ? ? 需要明白的幾個(gè)問(wèn)題
- 為什么將自然界導(dǎo)電性性能中等的半導(dǎo)體材料制成本征半導(dǎo)體,導(dǎo)電性極差,又將其摻雜,改變導(dǎo)電性能?
- 為什么 半導(dǎo)體器件的溫度穩(wěn)定性差?是多子還是少子是影響溫度穩(wěn)定性的主要因素?
- 為什么半導(dǎo)體器件有最高工作頻率?
1.2 半導(dǎo)體二極管
- 二極管的組成
- 二極管的伏安特性及電流方程
- 二極管的等效電路
- 二極管的主要參數(shù)
- 穩(wěn)壓二極管
一、二極管的組成
? ? ? ?將PN結(jié)封裝,引出兩個(gè)電極,就構(gòu)成了二極管。
? ? ? ?三種類(lèi)型的二極管:點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型
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? ? ? ? 點(diǎn)接觸型:結(jié)面積小,結(jié)電容小,故允許的電流小,最高工作頻率高
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? ? ? ? ? 面接觸型:結(jié)面積大,結(jié)電容大,故結(jié)允許的電流大,最高工作頻率低。
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? ? ? ? ?平面型:結(jié)面積可小、可大,小的工作頻率高,大的結(jié)允許的電流大
? ? ? ? ? 問(wèn)題:怎么做出工作頻率高、結(jié)允許電流大的二級(jí)管,要求工藝高。
二、二極管的伏安特性
- ?二極管的電流與其端電壓的關(guān)系稱(chēng)為伏安特性。
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- ? 從二極管的伏安特性可以反映出:
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- ? 二極管的等效電路:
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? ? ? ? ? ? ? ?微變等效電路:
? ? ? ? ? ? ? ? 當(dāng)二極管在靜態(tài)基礎(chǔ)上有一動(dòng)態(tài)信號(hào)作用時(shí),則可將二極管等效為一個(gè)電阻,稱(chēng)為動(dòng)態(tài)電阻,也就是微變等效電路。
? ? ? ? ? ? ? ? ??
- ? ? ? ?二極管的主要參數(shù)
? ? ? ? ? ? ? ? ??
- ? ? ? ?穩(wěn)壓二極管:
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三、晶體三極管
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