幼儿教师自我鉴定

1、(1-1)导体：导体：自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体，金属一般都是导体。金属一般都是导体。绝缘体：绝缘体：有的物质几乎不导电，称为有的物质几乎不导电，称为绝缘体绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为绝缘体之间，称为半导体半导体，如锗、硅、，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。砷化镓和一些硫化物、氧化物等。7.0 半导体的导电特性半导体的导电特性http:/ 它的导电能力明显改变。它的导电能力明显改变。1.1.掺杂性掺杂性2.2.热敏性和光敏

2、性热敏性和光敏性(1-3)7.0.1 7.0.1 本征半导体本征半导体（纯净和具有晶体结构的半导体）（纯净和具有晶体结构的半导体）一、本征半导体的结构特点一、本征半导体的结构特点GeGeSiSi现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。的最外层电子（价电子）都是四个。(1-4)在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原

3、子之间形成与其相临的原子之间形成共价键共价键，共用一对价，共用一对价电子。电子。硅和锗的晶硅和锗的晶体结构体结构：通过一定的工艺过程，可以将半导体制成通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体晶体。(1-5)硅和锗的共价键结构硅和锗的共价键结构共价键共共价键共用电子对用电子对+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4表示除表示除去价电子去价电子后的原子后的原子(1-6)共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自自由电子由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以，因此

4、本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，使原子规共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。则排列，形成晶体。+4+4+4+4(1-7)二、本征半导体的导电机理二、本征半导体的导电机理在绝对在绝对0 0度（度（T T=0K=0K）和没有外界激发时）和没有外界激发时, ,价电价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即以运动的带电粒子（即载流子载流子），它的

5、导电能），它的导电能力为力为 0 0，相当于绝缘体。，相当于绝缘体。在常温下，由于热激发，使一些价电子获在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由自由电子电子，同时共价键上留下一个空位，称为，同时共价键上留下一个空位，称为空穴空穴。1.1.载流子、自由电子和空穴载流子、自由电子和空穴(1-8)+4+4+4+4自由电子自由电子空穴空穴束缚电子束缚电子(1-9)2.2.本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理+4+4+4+4+4+4+4+4在其它力的作用下，在其它力的作用下，空穴吸引附近的电子空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果

6、来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流可以认为空穴是载流子。子。本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子自由电子和和空穴空穴。(1-10)温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。大特点。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体的导电能力取决

7、于载流子的浓度。本征半导体中电流由两部分组成：本征半导体中电流由两部分组成： 1. 1. 自由电子移动产生的电流。自由电子移动产生的电流。 2. 2. 空穴移动产生的电流。空穴移动产生的电流。（在本征半导体中（在本征半导体中 自由电子和空穴成对出现，自由电子和空穴成对出现，同时又不断的复合）同时又不断的复合）(1-11)7.0.2 7.0.2 杂质半导体杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。杂半导体的某种载流子浓度大大增加。P P

8、 型半导体：型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体）。称为（空穴半导体）。N N 型半导体：型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体）。也称为（电子半导体）。(1-12)一、一、N N 型半导体型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，晶体中的某些半导体原子被杂质取代，磷原晶体中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻的半导体原子形成共价键，必定多出一个电的半导体原子形成共价键，必定

9、多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。动的带正电的离子。(1-13)+4+4+4+4+5+5+4+4多余多余电子电子磷原子磷原子N N 型半导体中型半导体中的载流子是什的载流子是什么？么？1.1.由磷原子提供的电子，浓度与磷原子相同。由磷原子提供的电子，浓度与磷原子相同。2.2.本征半导体中成对产生的电子和空穴。本征半导体中成对产生的电子和空穴。掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空

10、穴浓度。自由电子称为由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流多数载流子子（多子多子），空穴称为），空穴称为少数载流子少数载流子（少子少子）。）。(1-14)二、二、P P 型半导体型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的半导体原子形成共价键时，半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动

11、使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。的带负电的离子。+4+4+4+4+3+3+4+4空穴空穴硼原子硼原子P P 型半导体中空穴是多子，电子是少子型半导体中空穴是多子，电子是少子。(1-15)三、杂质半导体的符号三、杂质半导体的符号P P 型半导体型半导体+N N 型半导体型半导体(1-16)PN PN 结的形成结的形成在同一片半导体基片上，分别制造在同一片半导体基片上，分别制造P P 型半导型半导体和体和N N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了交界面处就形成了PN PN 结。结。7.1 PN结及其单向导电性结及其单向导电性(1-17)P

12、 P 型半导体型半导体N N 型半导体型半导体+扩散运动扩散运动内电场内电场E E漂移运动漂移运动扩散的结果是使空间电扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽。荷区逐渐加宽。内电场越强，漂移运动内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电越强，而漂移使空间电荷区变薄。荷区变薄。空间电荷区，空间电荷区，也称耗尽层。也称耗尽层。(1-18)漂移运动漂移运动P P型半导体型半导体N N 型半导体型半导体+扩散运动扩散运动内电场内电场E E所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚

13、度固定不变。度固定不变。(1-19)+空间空间电荷电荷区区N型区型区P型区型区电位电位VV0(1-20)(1) 加正向电压（正偏）加正向电压（正偏）电源正极接电源正极接P区，负极接区，负极接N区区 外电场的方向与内电场方向相反。外电场的方向与内电场方向相反。 外电场削弱内电场外电场削弱内电场 耗尽层变窄耗尽层变窄 扩散运动漂移运动扩散运动漂移运动多子多子扩散形成正向电流扩散形成正向电流I I F F+P型半导体+N型半导体+WER空间电荷区内电场E正向电流正向电流 PNPN结的单向导电性结的单向导电性(1-21)(2) (2) 加反向电压加反向电压电源正极接电源正极接N N区，负极接区，负极接

14、P P区区 外电场的方向与内电场方向相同。外电场的方向与内电场方向相同。 外电场加强内电场外电场加强内电场耗尽层变宽耗尽层变宽 漂移运动扩散运动漂移运动扩散运动少子漂移形成反向电流少子漂移形成反向电流I I R R+内电场+E+EW+空 间 电 荷 区+R+IRP PN N 在一定的温度下，在一定的温度下，由本征激发产生的少子浓由本征激发产生的少子浓度是一定的，故度是一定的，故I IR R基本上与基本上与外加反压的大小无关外加反压的大小无关，所所以称为以称为反向饱和电流反向饱和电流。但。但I IR R与温度有关。与温度有关。 (1-22) PN PN结加正向电压时，具有较大的正结加正向电压时，

15、具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻，向扩散电流，呈现低电阻， PNPN结导通；结导通； PNPN结加反向电压时，具有很小的反结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，向漂移电流，呈现高电阻， PNPN结截止。结截止。 由此可以得出结论：由此可以得出结论：PNPN结具有单向结具有单向导电性。导电性。(1-23)7.2 晶体二极管及其应用晶体二极管及其应用.1晶体二极管晶体二极管PN PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。引线引线外壳线外壳线触丝线触丝线基片基片点接触型点接触型PN结结面接触型面接触型PN二极管的电路符号：二极管

16、的电路符号：阳极阳极+阴极阴极-A A 基本结构基本结构(1-24)B B 伏安特性伏安特性UI死区电压死区电压 硅管硅管0.5V,锗管锗管0.1V。导通压降导通压降: : 硅硅管管0.60.7V,锗锗管管0.20.3V。反向击穿反向击穿电压电压UBR(1-25)C C 主要参数主要参数（1 1） 最大整流电流最大整流电流 I IF F二极管长期使用时，允许流过二极管的最大二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。正向平均电流。（3 3） 反向击穿电压反向击穿电压U UBRBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破

17、坏，甚至过热剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压U UBMBM一一般是般是U UBRBR的一半。的一半。（2 2） 最高反向工作电压最高反向工作电压U UBMBM保证二极管不被击穿时的反向峰值电压。保证二极管不被击穿时的反向峰值电压。(1-26)（4 4） 反向电流反向电流 I IR R指二极管加反向峰值工作电压时的反向电指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高

18、反向电流越大。硅温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。硅管大几十到几百倍。(1-27) 当外加正向电压不当外加正向电压不同时，同时，PNPN结两侧堆积结两侧堆积的少子的数量及浓度的少子的数量及浓度梯度也不同，这就相梯度也不同，这就相当电容的充放电过程当电容的充放电过程。+NPpLx浓浓度度分分布布耗耗尽尽层层NP区区区区中中空空穴穴区区中中电电子子区区浓浓度度分分布布nL电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来扩散电容：扩散电容：为了形成正向为了形成正向电流（扩散电

19、流），注入电流（扩散电流），注入P P 区的少子（电子）在区的少子（电子）在P P 区区有浓度差，越靠近有浓度差，越靠近PNPN结浓结浓度越大，即在度越大，即在P P 区有电子区有电子的积累。同理，在的积累。同理，在N N区有空区有空穴的积累。正向电流大，穴的积累。正向电流大，积累的电荷多。积累的电荷多。这样所产这样所产生的电容就是扩散电容生的电容就是扩散电容. .(1-28)CB在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置时，由于载流子数目很少，扩散电容可忽略。时，由于载流子数目很少，扩散电容可忽略。PN结高频小信号时的等效电路：结高频小信号时的等效电路：

20、势垒电容和扩散电势垒电容和扩散电容的综合效应容的综合效应rd(1-29)7.2.2 稳压二极管稳压二极管UIIZIZmax UZ IZ稳压稳压误差误差曲线越陡，曲线越陡，电压越稳电压越稳定。定。+-UZ动态电阻：动态电阻：ZZIUZrr rz z越小，稳越小，稳压性能越压性能越好。好。(1-30)（4 4）稳定电流）稳定电流I IZ Z、最大、最小稳定电流最大、最小稳定电流I Izmaxzmax、I Izminzmin。（5 5）最大允许功耗）最大允许功耗maxZZZMIUP稳压二极管的参数稳压二极管的参数: :（1 1）稳定电压）稳定电压 U UZ Z（2 2）电压温度系数）电压温度系数 U

21、 U（%/%/） 稳压值受温度变化影响的的系数。稳压值受温度变化影响的的系数。（3 3）动态电阻）动态电阻ZZIUZr(1-31)在电路中稳压管只有与适当的在电路中稳压管只有与适当的电阻连接才能起到稳压作用。电阻连接才能起到稳压作用。UIIZIZmax UZ IZUZ(1-32)稳压二极管的应用举例稳压二极管的应用举例uoiZDZRiLiuiRL5mA 20mA, V,minmaxzzzII10U稳压管的技术参数稳压管的技术参数: : k2LR解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为流为I Iz zmax max mAmax25RUIiLZz10R2

22、5UiRu2 . 1zi方程方程1 1要求当输入电压由正常值发生要求当输入电压由正常值发生 20%20%波动时，负载电压波动时，负载电压基本不变。基本不变。求：求：电阻电阻R R和输入电压和输入电压 u ui i 的正常值。的正常值。(1-33)令输入电压降到下限令输入电压降到下限时，流过稳压管的电时，流过稳压管的电流为流为I Iz zmin min 。mAmin10RUIiLZz10R10UiRu8 . 0zi方程方程2 2u uo oi iZ ZD DZ ZR Ri iL Li iu ui iR RL L联立方程联立方程1 1、2 2，可解得：，可解得：k50V7518.R,.ui(1-3

23、4)7.2.3 发光二极管发光二极管有正向电流流过有正向电流流过时，发出一定波长时，发出一定波长范围的光，目前的范围的光，目前的发光管可以发出从发光管可以发出从红外到可见波段的红外到可见波段的光，它的电特性与光，它的电特性与一般二极管类似。一般二极管类似。(1-35)7.2.4 光电二极管光电二极管反向电流随光照强度的增加而上升。反向电流随光照强度的增加而上升。IU照度增加照度增加(1-36)7.2.5 变容二极管变容二极管符号与特性曲线符号与特性曲线(1-37)二极管：二极管：死区电压死区电压=0 .5V=0 .5V，正向压降，正向压降 0.7V(0.7V(硅二极管硅二极管) ) 理想二极管

24、：理想二极管：死区电压死区电压=0 =0 ，正向压降，正向压降=0 =0 RLuiuouiuott二极管的应用举例二极管的应用举例1 1：二极管半波整流二极管半波整流二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。要应用于整流、限幅、保护等等。7.2.6 晶体二极管的基本应用晶体二极管的基本应用(1-38)二极管的应用举例二极管的应用举例2 2：tttuiuRuoRRLuiuRuo(1-39)7.3.1 晶体三极管晶体三极管A A 基本结构基本结构BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极NPN型型PNP集电极集电极基极基极发射极

25、发射极BCEPNP型型7.3 晶体三极管及其基本放大电路晶体三极管及其基本放大电路(1-40)BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：较薄，基区：较薄，掺杂浓度低掺杂浓度低集电区：集电区：面积较大面积较大发射区：掺发射区：掺杂浓度较高杂浓度较高(1-41)BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极发射结发射结集电结集电结(1-42)BECIBIEICNPN型三极管型三极管BECIBIEICPNP型三极管型三极管符号符号(1-43)ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 一一. 一个实验一个实验B B 三极管的电流放大作用三极管的电流放大作用(1-44)结论结论: :1. IE

26、=IC+IB常数BCBCBCBCIIII1IIII.23. IB=0, IC=ICEO4.4.要使晶体管放大要使晶体管放大, ,发射结必须正偏发射结必须正偏, ,集电结必须集电结必须反偏。反偏。(1-45)二二. 电流放大原理电流放大原理BECNNPEBRBECIE基区空穴基区空穴向发射区向发射区的扩散可的扩散可忽略。忽略。IBE进入进入P区的电子区的电子少部分与基区的少部分与基区的空穴复合，形成空穴复合，形成电流电流IBE ，多数，多数扩散到集电结。扩散到集电结。发射结正发射结正偏，发射偏，发射区电子不区电子不断向基区断向基区扩散，形扩散，形成发射极成发射极电流电流IE。(1-46)BECN

27、NPEBRBECIE集电结反偏，有集电结反偏，有少子形成的反向少子形成的反向电流电流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO ICEIBEICE从基区扩从基区扩散来的电散来的电子作为集子作为集电结的少电结的少子，漂移子，漂移进入集电进入集电结而被收结而被收集，形成集，形成ICE。(1-47)IB=IBE-ICBO IBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO ICEIBE(1-48)ICE与与IBE之比称为电流放大倍数之比称为电流放大倍数BCCBOBCBOCBECEIIIIIIII(1-49)一一.输入特性输入特性UCE 1VIB( A)UBE(V)2040608

28、00.40.8工作压降：工作压降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,锗管锗管UBE 0.20.3V。UCE=0VUCE =0.5V 死区电死区电压，硅管压，硅管0.5V，锗，锗管管0.1V。C 特性曲线特性曲线(1-50)二、二、输出特性输出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域满此区域满足足IC= IB称为线性称为线性区（放大区（放大区）。区）。当当UCE大于一大于一定的数值时，定的数值时，IC只与只与IB有关，有关，IC= IB。(1-51)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A

29、100 A此区域中此区域中UCE UBE,集电结正偏，集电结正偏， IBIC，UCE 0.3V称为饱和区。称为饱和区。(1-52)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域中此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE I IC C，U UCECE 0.3V0.3V (3) (3) 截止区：截止区： U UBEBE I IC C，U UCECE 0.3V0.3V (3) (3) 截止区：截止区： U UBEBE 死区电压，死区电压， I IB B=0 =0 ， I IC C= =I ICEOCEO 0 0 (1-72) B 放大电路的

30、分析方法放大电路的分析方法放大放大电路电路分析分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法73 B 放大电路的分析方法放大电路的分析方法计算计算静态分析：计算直流状态下基极静态分析：计算直流状态下基极电流、集电极电流、集电极与发电流、集电极电流、集电极与发射极之间的电压射极之间的电压动态分析：计算动态分析：计算电压放大倍数（电压放大倍数（区区别于电流放大倍数别于电流放大倍数）、输入、输出电阻、输入、输出电阻74直流通路和交流通路直流通路和交流通路 放大电路中各点的放大电路中各点的电压或电流电压或电流都是在静态直都是在静态直流上附加了小的交

31、流信号。流上附加了小的交流信号。但是，但是，电容对交、直流的作用不同电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。交流通路：交流通路：只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。直流通路：直流通路：只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可以分别在不同的通路分析。信号的不同分量可以分别在不同的通路分析。a a、 静态分析：静态分析：(1-75)例：例：对直流信号

32、（只有对直流信号（只有+EC）开路开路开路开路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRC(1-76)对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路77ui=0时时由于电源的由于电源的存在存在IB 0IC 0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ静态工作点：静态工作点：RB+ECRCC1C2T(1-78)IBQICQUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T(1-79)(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出分别对应于输入输出特性曲线上的

33、一个点称为静态工作点。特性曲线上的一个点称为静态工作点。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ80（1） 估算法估算法（1）根据直流通道估算）根据直流通道估算IB思考：思考：如何计算？如何计算？IBUBERB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏偏置电流置电流。+EC直流通道直流通道RBRC81（1） 估估算法算法（1）根据直流通道估算）根据直流通道估算IBIBUBEBBECBRUEIBCRE7 . 0BCRERB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏偏置电流置电流。+EC直流通道直流通道RBRC82（2）根据直流通道估算）根据直流通道估算UCE、ICICUCE直流通道直流通

34、道RBRC思考：思考：如何计算？如何计算？83（2）根据直流通道估算）根据直流通道估算UCE、ICICUCECEOBCIIICCCCERIEUBI直流通道直流通道RBRC(1-84)直流负载线直流负载线ICUCE1. 三极管的三极管的输出特性。输出特性。2. UCE=ECICRC 。ICUCEECCCREQ直流直流负载线负载线与输出与输出特性的特性的交点就交点就是是Q点点IB直流通道直流通道RB+ECRC（2） 图解法图解法(1-85)先估算先估算 IB ，然后在输出特性曲线上作出直，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与流负载线，与 IB 对应的输出特性曲线与直流负对应的输出特性曲线与直流负

35、载线的交点就是载线的交点就是Q点。点。ICUCEBBECBRUEIQCCREEC(1-86)例：例：用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。已知：已知：EC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5。解：解：A40mA04. 030012BCBREImA51040537.IIIBBCV645 . 112CCCCCERIUU请注意电路中请注意电路中IB 和和IC 的数量级。的数量级。87b b 动态分析动态分析计算：计算：电压放大倍数电压放大倍数（区别于电流放大倍数区别于电流放大倍数）输入、输出电阻输入、输出电阻88（1 1）三极管的交流通路：）三极管的交流通路：交流通路交流

36、通路RBRCRLuiuo89（1 1）三极管的交流通路三极管的交流通路输入电阻的计算输入电阻的计算：交流通路交流通路RBRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRBRCRL输入电阻的定义：输入电阻的定义：iiiIUr是动态电阻。是动态电阻。90（1 1）三极管的交流通路三极管的交流通路输入电阻的计算输入电阻的计算：uirbe ibibiiicuoRBRCRL91（1 1）三极管的交流通路三极管的交流通路输入电阻的计算输入电阻的计算：交流通路交流通路RBRCRLuiuobeBr/RberiiiIUr)(I)(26)1()(200rEbemAmV对于小功率三极管：对于小功率三极管：rbe从

37、几百欧到几千欧。从几百欧到几千欧。92 三极管输出电阻：三极管输出电阻： roRc（1 1）三极管的交流通路三极管的交流通路输出电阻的计算输出电阻的计算：交流通路交流通路RBRCRLuiuo93电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算bebirIULboRIUbeLurRALCLRRR/特点：特点：负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。交流通路交流通路RBRCRLuiuo94例题例题7.5 7.77.5 7.7(1-95)IBUBEQICUCEibtibtictuit（3 3） 图解法图解法(1-96)uCE的变化沿一的变化沿一条直线条直线ICUCEictucet(1-97)交流

38、负载线交流负载线icLcecRui1其中：其中：CLLRRR/uceRBRCRLuiuo交流通路交流通路(1-98)iC 和和 uCE是是交直流交直流量，与交流量量，与交流量ic和和uce有如下关系有如下关系CciiCEceuu所以：所以：LCECRui1即：交流信号的变化沿着斜率为：即：交流信号的变化沿着斜率为：LR1的直线。的直线。这条直线通过这条直线通过Q点，称为点，称为交流负载线交流负载线。(1-99)交流负载线的作法交流负载线的作法ICUCEECCCREQIB过过Q点作一条直线，斜率为：点作一条直线，斜率为：LR1交流负载线交流负载线(1-100)各点波形各点波形RB+ECRCC1C

39、2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB(1-101)失真分析失真分析在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生非线非线性失真性失真。为了得到尽量大的输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流设置在交流负载线的中间部分。如果负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截设置不合适，信号进入截止区或饱和区，则造成非线性失真。止区或饱和区，则造成非线性失真。下面将分

40、析失真的原因。为简化分析，假设负载为下面将分析失真的原因。为简化分析，假设负载为空载空载(RL= )。(1-102)iCuCEuo可输出的可输出的最大不失最大不失真信号真信号选择静态工作点选择静态工作点ib(1-103)iCuCEuo1. Q点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区放大电路产生放大电路产生截止失真截止失真输出波形输出波形输入波形输入波形ibib失真失真(1-104)iCuCE2. Q点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区放大电路产生放大电路产生饱和失真饱和失真ib输入波输入波形形uo输出波形输出波形105实现放大的条件：实现放大的条件：1. 晶体管必须偏置在放大区。发

41、射结正偏，集电结晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。反偏。2. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3. 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4. 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。极电压，经电容滤波只输出交流信号。106如何判断一个电路是否能实现放大？如何判断一个电路是否能实现放大？3. 晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。反偏。4. 正确设置静态工

42、作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来判断；如果未给定电路的参数，则假定参数设判断；如果未给定电路的参数，则假定参数设置正确置正确。1. 信号能否输入到放大电路中。信号能否输入到放大电路中。2. 信号能否输出。信号能否输出。 与实现放大的条件相对应，判断的过程如下：与实现放大的条件相对应，判断的过程如下：(1-107)集成电路集成电路: 将整个电路的各个元件做在同一个半导将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。体基片上。集成电路的优点：集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、

43、重量轻、工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。功耗小。集成电路的分类：集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电路；模拟集成电路、数字集成电路；小、中、大、超大规模集成电路；小、中、大、超大规模集成电路； 7.3.3 集成运算放大器集成运算放大器(1-108) 集成电路内部结构的特点集成电路内部结构的特点1. 电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方向一致，温度均一性好。向一致，温度均一性好。2. 电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件代欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源

44、元件代替或外接。替或外接。3. 几十几十 pF 以下的小电容用以下的小电容用PN结的结电容构成、结的结电容构成、大电容要外接。大电容要外接。4. 二极管一般用三极管的发射结构成。二极管一般用三极管的发射结构成。(1-109)UEE+UCC u+uo u反相反相输入端输入端同相同相输入端输入端T3T4T5T1T2IS原理框图原理框图输输入入级级中中间间级级输输出出级级与与uo反相反相与与uo同相同相(1-110)对输入级的要求：对输入级的要求：尽量减小零点漂移尽量减小零点漂移, ,尽量提高尽量提高 KCMRR , , 输入阻抗输入阻抗 ri 尽可能大。尽可能大。对中间级的要求：对中间级的要求：足

45、够大的电压放大倍数。足够大的电压放大倍数。对输出级的要求：对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足主要提高带负载能力，给出足够的输出电流够的输出电流io 。即输出阻抗。即输出阻抗 ro小。小。集成运放的结构集成运放的结构（1）采用四级以上的多级放大器，输入级和第二）采用四级以上的多级放大器，输入级和第二级一般采用差动放大器。级一般采用差动放大器。（2）输入级常采用复合三极管或场效应管，以减）输入级常采用复合三极管或场效应管，以减小输入电流，增加输入电阻。小输入电流，增加输入电阻。（3）输出级采用互补对称式射极跟随器，以进行）输出级采用互补对称式射极跟随器，以进行功率放大，提高带负载的能力。功

46、率放大，提高带负载的能力。(1-111) ri 大大: 几十几十k 几百几百 k 运放的特点运放的特点KCMRR 很大很大 ro 小：几十小：几十 几百几百 A uo很很大大: 104 107理想运放：理想运放： ri KCMRR ro 0 0Auouo 运放符号：运放符号：uu+ uo u u+ uoAuoA A 运算放大器的图形符号运算放大器的图形符号(1-112)一、开环电压放大倍数一、开环电压放大倍数Auo无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在105 107之间。理想运放的之间。理想运放的Auo为为 。二、共模抑制比二、共模抑制比KCMMR常用分贝作单

47、位，一般常用分贝作单位，一般100dB以上。以上。B B 主要参数主要参数(1-113)uiuo+UOM-UOMAuo越大，运放的线性范围越小，必须越大，运放的线性范围越小，必须在在输出与输入输出与输入之间之间加负反馈加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。才能使其扩大输入信号的线性范围。uiuo_+AuoCoOMEuUmax例：若例：若UOM=12V，Auo=106，则则|ui| UR时时 , uo = +Uom当当ui UR时时 , uo = -Uom 1、ui从同相端输入从同相端输入(1-141)+uouiURuoui0+Uom-UomUR当当ui UR时时 , uo = -Uom 2、

48、 ui从反相端输入从反相端输入(1-142)uoui0+UOM-UOM+uoui3、过零比较器、过零比较器: (UR =0时时)+uouiuoui0+UOM-UOM(1-143)+uouitui例：例：利用电压比较器将正利用电压比较器将正弦波变为方波。弦波变为方波。uot+Uom-Uom(1-144)+uiuoui0+UZ-UZ电路改进：电路改进：用稳压管稳定输出电压。用稳压管稳定输出电压。+uiuo UZRR uo UZ电压比较器的另一种形式电压比较器的另一种形式 将双向稳压管接在将双向稳压管接在负反馈回路上负反馈回路上(1-145)分析分析1. 因为有正反馈，所以因为有正反馈，所以输出饱和

49、。输出饱和。2. 当当uo正饱和时正饱和时(uo =+UOM) ：U+HomUURRRU2113. 当当uo负饱和时负饱和时(uo =UOM) ：LomUURRRU211+uoRR2R1ui参考电压由参考电压由输出电压决定输出电压决定特点：特点：电路中使用正反馈，电路中使用正反馈， 运放处于非线性状态。运放处于非线性状态。4.4.迟滞比较器迟滞比较器(1-146)omHURRRU211omLURRRU211分别称分别称UH和和UL上下门限电压上下门限电压。称。称(UH - UL)为为回差回差。当当ui 增加到增加到UH时，输出时，输出由由Uom跳变到跳变到-Uom；+uoRR2R1ui当当ui 减小到减小到UL时，输出时，输出由由-Uom跳变到跳变到Uom 。传输特性：传输特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干扰不会引起小于回差的干扰不会引起跳转。跳转。跳转时，正反馈加跳转时，正