半导体器件教学课件PPT.ppt

基本放大电路 12 1放大电路的工作原理及分析方法12 1 1放大电路的组成及基本原理12 1 2放大电路的分析方法12 1 3放大电路的性能指标12 2晶体管放大电路12 2 1共发射极放大电路12 2 2共集电极放大电路 射极输出器12 2 3复合管放大电路12 3场效应管放大电路12 3 2共源极放大电路12 3 3共漏极放大电路12 4阻容耦合多级放大电路12 5放大电路中的负反馈12 5 1负反馈的概念12 5 2负反馈放大电路的联接方式12 5 3负反馈对放大器性能的影响 半导体器件 11 1半导体基本知识11 1 1本征半导体11 1 2p型半导体和n型半导体11 2二极管11 2 1pn结11 2 2二极管11 2 3二极管小信号等效电路11 3稳压二极管11 4双极型晶体管11 4 1结构及类型11 4 2电流放大原理11 4 3特性曲线11 4 4主要参数11 4 5晶体管小信号等效电路11 5场效应管11 5 1结型场效应管11 5 2绝缘栅场效应管11 5 3场效应管主要参数11 5 4场效应管小信号等效电路 11 5场效应晶体管field effecttransistor fet 场效应管与晶体管不同 它是多子导电 输入阻抗高 温度稳定性好 结型场效应管 jfet junctionfet 绝缘栅型场效应管 mosfet metal oxidesemiconductorfet 场效应管有两大类 11 5 2mos绝缘栅场效应管 n沟道 1 结构 p型基底 两个n区 sio2绝缘层 金属铝 n导电沟道 漏极 源极 栅极 n沟道增强型 2 符号 n沟道耗尽型 n沟道mos管的转移特性曲线 n沟道增强型 n沟道mos管的转移特性曲线 实验线路 共源极接法 n沟道耗尽型 固定一个uds 转移特性曲线 nmos场效应管转移特性曲线 n沟道耗尽型 ugs 0时 有id n沟道增强型 ugs 0时 id 0 电流方程 电流方程 n沟道mos管的输出特性曲线 n沟道增强型 id与uds的关系曲线称为输出特性曲线 ugs 3v ugs 4v ugs 5v 开启电压ugs th 1v 增强型nmos场效应管输出特性曲线 增强型nmos场效应管转移特性 n沟道增强型 ugs 0时 id 0 ugs全正 电流方程 耗尽型nmos场效应管输出特性曲线 ugs 0v ugs 1v ugs 2v 夹断电压up 2v 耗尽型nmos场效应管转移特性 n沟道耗尽型 ugs 0时 有id s d ugs有正有负 跨导gm id ugs 3 2 1 0 1 1 1ma v 夹断区 可变电阻区 恒流区 1ms s 西门子 场效应管的微变等效电路 输入回路 开路输出回路 交流压控恒流源 电流 11 5 1结型场效应管 jfet 漏极 源极 栅极 n沟道结型场效应管 n jfet n沟道结型场效应管的转移特性 pn结反向偏置 当ugs 0时 d s导通 当ugs变大 耗尽层变厚 n沟道变窄 当ugs变大到一定大小 n沟道消失 d s阻断 电流方程 固定udd 变ugs 测id 夹断电压 n沟道结型场效应管的输出特性 当ugs 0时 测id uds 固定一个ugs 变uds 测id 当ugs 1v时 测id uds n沟道结型场效应管的小信号等效电路 6种场效应管的小信号等效电路都一样 p沟道结型场效应管 负电压 正电压 转移特性曲线都设定的id方向从d到s p沟道mos场效应管 正电压 正负电压 nmos 负电压 正负电压 pmos 转移特性和输出特性都规定id方向由d到s 15 4场效应管放大电路 15 4 1场效应共源极放大电路 1 静态 适当的静态工作点 使场效应管工作在恒流区 2 动态 能为交流信号提供通路 场效应管放大电路组成原则 分析方法 例1场效应管共源极放大电路静态分析 无输入信号时 ui 0 估算 uds和id r1 150k r2 50k rg 1m rd 10k rs 10k rl 10k gm 3ma vudd 20vugs off 2vidss 0 5a 直流通道 解得 静态工作点设在恒流区 ugs 0v uds v id ma 0 0 5 1 ugs 1v ugs 2v q 10v 动态分析 小信号等效电路 动态分析 电压放大倍数 负号表示输出输入反相 电压放大倍数估算 r1 150k r2 50k rg 1m rs 10k rd 10k rl 10k gm 3ma vudd 20v 3 10 10 15 ro rd 10k 输入电阻 输出电阻 1 0 15 0 05 1 0375m r1 150k r2 50k rg 1m rd 10k rs 10k rl 10k gm 3ma vudd 20v ri rg r1 r2 例2场效应管共漏极放大电路 源极输出器 r1 150k r2 50k rg 1m rs 10k rl 10k gm 3ma vugs th 1vido 1maudd 20v 静态工作点估算 解得 小信号等效电路 小信号等效电路 求ri ri rg r1 r2 求ro 加压求流法 d ri rg r1 r2 r1 150k r2 50k rg 1m rs 10k rl 10k gm 3ma vudd 20v 3 10 10 1 3 10 10 0 94 10 1 3 10 0 323k 代入数值计算 1 0 15 0 05 1 0375m 例3求静态工作点ugs id uds 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻 gm 2ms 图解法求静态工作点 idss 5ma ugs off 3 5v id ugs o 5v 1 5v 2ma ugs 1 5v id 2ma 估算法求