模电教案0-1市公开课一等奖百校联赛优质课金奖名师赛课获奖课件

模拟电子技术基础1）系统观念：一个电路从信号输入、中间处理到最终输出，各级之间增益分配、参数设置、逻辑关系都是相互协调、相互制约，只有通盘考虑、全方面调试才能取得理想效果——系统集成能力、综合应用能力、仿真能力培养

2）工程观念：数学、物理严格论证及准确计算到工程实际之间往往有很大差距，电子技术中“忽略次要，抓住主要”方法使思维更切合工程实际——工程观念培养第0章导言1/31第0章导言一电信号1.信号温度、压力、流量、声音、图像电信号（电压、电流）——轻易传送和控制信息载体2/31第0章导言一电信号2.模拟信号和数字信号模拟信号在时间和幅度上都是连续改变信号，在一定动态范围内可取任意值。模拟电路处理模拟信号电路0f(t)t3/31第0章导言一电信号2.模拟信号和数字信号数字信号在时间和数值上含有离散性，只有高低两种电平（0、1）01010101010100111010001010011111000111001110000010004/31第0章导言二电子信息系统1.电子系统组成压力1压力2温度1温度2...传感器...传感器传感器传感器...放大滤波叠加组合数模转换电路模数转换电路计算机数据处理...驱动电路...驱动电路驱动电路驱动电路...执行机构执行机构执行机构执行机构模拟电子技术数字信号处理模拟电子技术

由基本电路组成含有特定功效电路整体。5/31第0章导言二电子信息系统2.电子系统中模拟电路处理在时间和数值上连续改变量，主要为信号放大、整形、波形产生和变换放大电路滤波电路运算电路信号转换电路信号发生电路直流电源6/31第0章导言二电子信息系统3.电子系统组成标准实现预期功效和满足性能指标系统能稳定运行，有一定抗干扰能力电路尽可能简单系统可测性电路和元器件选择等综合考虑7/31第0章导言三模拟电子技术基础课程

本课程是一门技术基础课。研究内容以器件为基础、以信号为根本，研究各种模拟电子电路工作原理、特点及性能指标等特点:能够对普通性、惯用电子电路进行分析，同时对较简单单元电路进行设计。教学目标:

实践性很强定性分析、估算、等效电路

以工程实践观点来处理电路中一些问题。调试、故障判断与排除8/31第0章导言三模拟电子技术基础课程怎样学好模拟电子技术基础课1）掌握基本概念、基本理论和基本分析方法2）抓规律，重视基本内容，一些基本电路、惯用电路能记住并画出来3）灵活处理，注意惯用近似方法4）举一反三，多做各种练习9/311.1半导体基础知识一、本征半导体(IntrinsicSemiconductors)——完全纯净、含有晶体结构半导体导体：电阻率小于10－4Ωcm，载流子为自由电子绝缘体：电阻率大于109物质，基本无自由流子1、半导体半导体：导电特征介于导体和绝缘体之间经典半导体有硅Si和锗Ge等10/311.1半导体基础知识一、本征半导体硅原子Si电子对2、本征半导体晶体结构共价键价电子+4+4+4+4+411/311.1半导体基础知识一、本征半导体硅原子Si3、本征半导体中两种载流子+4自由电子空穴取得能量+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4载流子空穴自由电子12/311.1半导体基础知识一、本征半导体1）电子被激发后，出现空穴，自由电子和空穴都能在外加电场作用下产生定向运动形成电流。3、本征半导体中两种载流子2）空穴移动是束缚电子在共价键内移动，和已摆脱共价键自由电子完全不一样。3）在本征半导体内自由电子和空穴是成对出现13/311.1半导体基础知识一、本征半导体3、本征半导体中两种载流子导电特点：1）轻易受环境原因影响（温度、光照等）：半导体对价电子束缚较弱，当半导体受到外界光和热刺激时，释放价电子，使导电能力发生显著改变。2）掺杂能够显著提升导电能力：当纯净半导体加入微量杂质时，半导体导电能力将有显著增加。14/311.1半导体基础知识一、本征半导体3、本征半导体中两种载流子例：纯净硅晶体中硅原子数为1022/cm3数量级在室温下，载流子浓度为1010数量级掺入百万分之一杂质（1/106），即杂质浓度为1022×（1/106）=1016数量级掺杂后载流子浓度为1016+1010，约为1016数量级比掺杂前载流子增加106，即一百万倍。15/311.1半导体基础知识一、本征半导体4、本征半导体中载流子浓度T——热力学温度k——波尔兹曼常数EGO——热力学零度时破坏共价键所需能量(电子伏)K1——半导体载流子相关常量16/311.1半导体基础知识二、杂质半导体硅原子+五价元素Si+P（少数）自由电子空穴多数载流子1、N(Negative)型半导体自由电子+4+5+4+4+4+4+4+4+417/311.1半导体基础知识二、杂质半导体硅原子+五价元素Si+P（少数）自由电子空穴多数载流子1、N(Negative)型半导体+4+5+4+4+4+4+4+4+4正离子18/311.1半导体基础知识二、杂质半导体硅原子+三价元素Si+B（少数）自由电子空穴2、P(Positive)型半导体空穴+4+3+4+4+4+4+4+4+4多数载流子19/311.1半导体基础知识二、杂质半导体硅原子+三价元素Si+B（少数）自由电子空穴2、P(Positive)型半导体+4+3+4+4+4+4+4+4+4多数载流子负离子20/311.1半导体基础知识三、PN结1、PN结形成N型多数载流子为自由电子P型多数载流子为空穴浓度差——扩散

空穴负离子正离子自由电子+P区N区———————————————++++++++++++++21/311.1半导体基础知识三、PN结1、PN结形成扩散+P区N区———————————————++++++++++++++空间电荷区内电场方向负离子正离子空间电荷区加宽电场加强阻止扩散运动内电场力作用载流子漂移运动平衡PN结（耗尽层）22/311.1半导体基础知识三、PN结2、PN结单向导电性+P区N区——————+++++空间电荷区内电场——————++++++外电场PN结加正向电压正向偏置导通RE空间电荷区变窄扩散电流大+P区N区——————+++++空间电荷区——————++++++23/311.1半导体基础知识三、PN结2、PN结单向导电性+P区N区——————+++++空间电荷区内电场——————++++++外电场REI≈0PN结加反向电压反向偏置截止空间电荷区变宽扩散电流小加强漂移运动24/311.1半导体基础知识三、PN结2、PN结单向导电性PN结加正向电压，导通，正向电流很大，正向电阻很小，可视为短路；PN结加反向电压，截止，反向电流很小，反向电阻很大，可视为开路25/311.1半导体基础知识三、PN结3、PN结电流方程反向饱和电流电子电量波尔兹曼常数热力学温度UT——温度电压当量在常温下（T=300K）26/311.1半导体基础知识三、PN结4、PN结伏安特征正向特征反向特征0uiU(BR)陡峭电阻小正向导通特征平坦反向截止一定温度条件下，由本征激发决定少子浓度是一定非线性27/311.1半导体基础知识三、PN结4、PN结伏安特征0uU(BR)功率过大发烧——热击穿齐纳击穿雪崩击穿电压过大——电击穿当PN结反向电压增加到一定数值时，反向电流突然快速增加——PN结反向击穿i28/311.1半导体基础知识三、PN结4、PN结伏安特征齐纳击穿：高掺杂情况下，耗尽层很窄，易形成强电场，而破坏共价键，使价电子脱离共价键束缚形成电子－空穴对，致使电流急剧增加。雪崩击穿：假如搀杂