22nm 3D三栅极晶体管技术详解
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3D晶体管(21)22nm(26)晶体管(331)intel(274)摩尔定律(44)
本文核心议题：通过本文介绍，我们将对Intel 22nm 3D 三栅极晶体管技术有着详细的了解。业界一直传说3D三栅级晶体管技术将会用于下下代14nm的半导体制造，没想到英特尔竟提前将之用于22nm工艺，并且于上周四向全世界表示将在年底进行规模量产，批量投产研发代号Ivy BRIDGE的22纳米英特尔CPU，并在美国展示了这款处理器。计划中将有五个22nm制程芯片厂工厂同时转入22nm 3D晶体管制程。如下图。
用了50多年的2D平面硅晶体管将被3D晶体管所取代，这确是一种划时代的进步。虽然其它半导体阵营如IBM也有类似的技术研究，但此次英特尔是首次宣布已能进行大规模量产。这一发布令业界无不惊叹：半导体技术又获得了新生，摩尔定律又得以延续。英特尔的确太伟大了，它带领全球半导体业又迈上的新的台阶。摩尔定律创始人戈登？摩尔对此次突破性的革命给出了很高的评价：“在多年的探索中，我们已看到晶体管尺寸缩小所面临的极限。今天这种在基本结构层面上的改变，是一种真正革命性的突破，它能够让摩尔定律以及创新的历史步伐继续保持活力。”
什么是3D三栅极晶体管技术呢？如下图：22nm3D三栅极晶体管在垂直鳍状物结构的三个侧面形成导电通道，提供“全耗尽”操作，至此，晶体管已经进入3D时代。传统“平面的”2-D平面栅极被超级纤薄的、从硅基体垂直竖起的3-D 硅鳍状物所代替。电流控制是通过在鳍状物三面的每一面安装一个栅极而实现的（两侧和顶部各有一个栅极），而不是像2-D 平面晶体管那样，只在顶部有一个栅极。更多控制可以使晶体
管在“开”的状态下让尽可能多的电流通过（高性能），而在“关”的状态下尽可能让电流接近零（即减少漏电，低能耗），同时还能在两种状态之间迅速切换，进一步实现更高性能。
就像摩天大楼通过向天空发展而使得城市规划者优化可用空间一样，英特尔的3-D三栅极晶体管结构提供了一种管理晶体管密度的方式。由于这些鳍状物本身是垂直的，晶体管也能更紧密地封装起来——这是摩尔定律追求的技术和经济效益的关键点所在。未来，设计师还可以不断增加鳍状物的高度，从而获得更高的性能和能效。
目前几种主流3D晶体管技术的比较
“事实上，英特尔在十年前就已成功研发出单鳍片晶体管，随后研出发多鳍片晶体管、三栅极SRAM单元以及三栅极RMG流程（如下图）。这为今天英特尔推出大规模量产的三栅极CPU作好了充分的准备。”英特尔技术与制造事业部亚洲区发言人柯必杰（Kirby Jefferson）在上周北京的记者会上表示，“所以，我们说能大规模生产，是表示我们的生产良率、缺陷率等参数已完全能满足大规模生产的要求，和目前的32nm工艺的水平已非常接近。”他称。
他还比较了英特尔的3D三栅极技术与其它两种3D晶体管技术的区别。“3D三栅极晶体管技术优于Bulk，PDSOI以及FDSOI技术。”他解释，对于Bulk晶体管技术，衬底电压在反型层（源漏电流在其上流动）施加某些电气影响，衬底电压的影响降级电气次临界斜率（晶体管关闭特征），是未完全耗尽的方式；部分耗尽的SOI（PDSOI），浮体在反型层施加某些电气影响，降级次临界斜率，也是未完全耗尽；全耗尽SOI （FDSOI），浮体消除，而次临界斜率提高，需要昂贵的超薄SOI 晶圆，这让整体制程成本增加了大约10%。而英特尔的全
耗尽型3D三栅极晶体管，栅极从三个侧面控制硅鳍状物，提高次临界斜率，反型层面积增加，用于更高的驱动电流，制程成本只增加2-3%。
注：改图是晶体管的操作过程，能达到高性能、低功耗的状态，在开的状态下让尽可能多的电流通过，在关的状态下尽可能让电流接近零
在两种状态间的话就能迅速切换从而达到高性能的目的。单晶体管功耗下降50%，性能提升37%
IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法，是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准，它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数，非常适合做振荡和串扰等高频效应计算与仿真。
IBIS本身只是一种文件格式，它说明在一标准IBIS文件中如何记录一个芯片驱动器和接收器不同参数，但并不说明这些被记录参数如何使用，这些参数需要由使用IBIS模型仿真工具来读取。欲使用IBIS进行实际仿真，需要先完成四件工作：获取有关芯片驱动器和接收器原始信息源；获取一种将原始数据转换为IBIS格式方法；提供用于仿真可被计算机识别布局布线信息；提供一种能够读取IBIS和布局布线格式并能够进行分析计算软件工具。
IBIS模型优点可以概括为：在I/O非线性方面能够提供准确模型，同时考虑了封装寄生参数与ESD结构；提供比结构化方法更快仿真速度；可用于系统板级或多板信号完整性分析仿真。可用IBIS模型分析信号完整性问题包括：串扰、反射、振荡、上冲、下冲、不匹配阻抗、传输线分析、拓扑结构分析。IBIS尤其能够对高速振荡和串扰进行准确精细仿真，它可用于
检测最坏情况上升时间条件下信号行为及一些用物理测试无法解决情况；模型可以免费从半导体厂商处获取，用户无需对模型付额外开销；兼容工业界广泛仿真平台。
IBIS模型核由一个包含电流、电压和时序方面信息列表组成。IBIS模型仿真速度比SPICE快很多，而精度只是稍有下降。非会聚是SPICE模型和仿真器一个问题，而在IBIS仿真中消除了这个问题。实际上，所有EDA供应商现在都支持IBIS模型，并且它们都很简便易用。大多数器件IBIS模型均可从互联网上免费获得。可以在同一个板上仿真几个不同厂商推出器件。
IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法，是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准，它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数，非常适合做振荡和串扰等高频效应计算与仿真。
IBIS本身只是一种文件格式，它说明在一标准IBIS文件中如何记录一个芯片驱动器和接收器不同参数，但并不说明这些被记录参数如何使用，这些参数需要由使用IBIS模型仿真工具来读取。欲使用IBIS进行实际仿真，需要先完成四件工作：获取有关芯片驱动器和接收器原始信息源；获取一种将原始数据转换为IBIS格式方法；提供用于仿真可被计算机识别布局布线信息；提供一种能够读取IBIS和布局布线格式并能够进行分析计算软件工具。
IBIS模型优点可以概括为：在I/O非线性方面能够提供准确模型，同时考虑了封装寄生参数与ESD结构；提供比结构化方法更快仿真速度；可用于系统板级或多板信号完整性分析仿真。可用IBIS模型分析信号完整性问题包括：串扰、反射、振荡、上冲、下冲、不匹配阻抗、传输线分析、拓扑结构分析。
IBIS尤其能够对高速振荡和串扰进行准确精细仿真，它可用于检测最坏情况上升时间条件下信号行为及一些用物理测试无法解决情况；模型可以免费从半导体厂商处获取，用户无需对模型付额外开销；兼容工业界广泛仿真平台。
IBIS模型核由一个包含电流、电压和时序方面信息列表组成。IBIS模型仿真速度比SPICE快很多，而精度只是稍有下降。非会聚是SPICE模型和仿真器一个问题，而在IBIS仿真中消除了这个问题。实际上，所有EDA供应商现在都支持IBIS模型，并且它们都很简便易用。大多数器件IBIS模型均可从互联网上免费获得。可以在同一个板上仿真几个不同厂商推出器件。
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荡、上冲、下冲、不匹配阻抗、传输线分析、拓扑结构分析。IBIS尤其能够对高速振荡和串扰进行准确精细仿真，它可用于检测最坏情况上升时间条件下信号行为及一些用物理测试无法解决情况；模型可以免费从半导体厂商处获取，用户无需对模型付额外开销；兼容工业界广泛仿真平台。
IBIS模型核由一个包含电流、电压和时序方面信息列表组成。IBIS模型仿真速度比SPICE快很多，而精度只是稍有下降。非会聚是SPICE模型和仿真器一个问题，而在IBIS仿真中消除了这个问题。实际上，所有EDA供应商现在都支持IBIS模型，并且它们都很简便易用。大多数器件IBIS模型均可从互联网上免费获得。可以在同一个板上仿真几个不同厂商推出器件。
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真。可用IBIS模型分析信号完整性问题包括：串扰、反射、振荡、上冲、下冲、不匹配阻抗、传输线分析、拓扑结构分析。IBIS尤其能够对高速振荡和串扰进行准确精细仿真，它可用于检测最坏情况上升时间条件下信号行为及一些用物理测试无法解决情况；模型可以免费从半导体厂商处获取，用户无需对模型付额外开销；兼容工业界广泛仿真平台。
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方法更快仿真速度；可用于系统板级或多板信号完整性分析仿真。可用IBIS模型分析信号完整性问题包括：串扰、反射、振荡、上冲、下冲、不匹配阻抗、传输线分析、拓扑结构分析。IBIS尤其能够对高速振荡和串扰进行准确精细仿真，它可用于检测最坏情况上升时间条件下信号行为及一些用物理测试无法解决情况；模型可以免费从半导体厂商处获取，用户无需对模型付额外开销；兼容工业界广泛仿真平台。
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More: https://www.360docs.net/doc/0e12069888.html,数码万年历More:s2csfa2 IBIS本身只是一种文件格式，它说明在一标准IBIS文件中如何记录一个芯片驱动器和接收器不同参数，但并不说明这些被记录参数如何使用，这些参数需要由使用IBIS模型仿真工具来读取。欲使用IBIS进行实际仿真，需要先完成四件工作：获取有关芯片驱动器和接收器原始信息源；获取一种将原始数据转换为IBIS格式方法；提供用于仿真可被计算机识别布局布线信息；提供一种能够读取IBIS和布局布线格式并能够进行分析计算软件工具。
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计算软件工具。
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转换为IBIS格式方法；提供用于仿真可被计算机识别布局布线信息；提供一种能够读取IBIS和布局布线格式并能够进行分析计算软件工具。
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取有关芯片驱动器和接收器原始信息源；获取一种将原始数据转换为IBIS格式方法；提供用于仿真可被计算机识别布局布线信息；提供一种能够读取IBIS和布局布线格式并能够进行分析计算软件工具。
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场效应晶体管特性
场效应管（FET）是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。由于它仅靠半导体中的多数载流子导电，又称单极型晶体管。 工作原理场效应管工作原理用一句话说，就是“漏极-源极间流经沟道的漏极电流，用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制漏极电流ID”。更正确地说，漏极电流ID流经通路的宽度，即沟道截面积，它是由pn结反偏的变化，产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在VGS=0的非饱和区域，表示的过渡层的扩展因为不很大，根据漏极-源极间所加VDS的电场，源极区域的某些电子被漏极拉去，即从漏极向源极有电流漏极电流ID流动。从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型，漏极电流ID饱和。将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡，并不是电流被切断。 在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动，在理想状态下几乎具有绝缘特性，通常电流也难流动。但是此时漏极-源极间的电场，实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近，由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。因漂移电场的强度几乎不变产生ID的饱和现象。其次，VGS向负的方向变化，让VGS=VGS(off)，此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。而且VDS的电场大部分加到过渡层上，将电子拉向漂移方向的电场，只有靠近源极的很短部分，这更使电流不能流通。 分类场效应管分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）两大类。 按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种；按导电方式：耗尽型与增强型，结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管，而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。 场效应管与双极性晶体管的比较，场效应管具有如下特点。 1. 场效应管是电压控制器件，栅极基本不取电流，它通过VGS(栅源电压)来控制ID（漏 极电流）；而晶体管是电流控制器件，基极必须取一定的电流。因此，在信号源额定电流极小的情况，应选用场效应管。 2. 场效应管是多子导电，而晶体管的两种载流子均参与导电。由于少子的浓度对温度、 辐射等外界条件很敏感，因此，它的温度稳定性较好；对于环境变化较大的场合，采用场效应管比较合适。 3. 场效应管的源极和漏极在结构上是对称的，可以互换使用，耗尽型MOS 管的栅——源电压可正可负。因此，使用场效应管比晶体管灵活。 4 . 场效应管除了和晶体管一样可作为放大器件及可控开关外，还可作压控可变线性电阻使用 特点与双极型晶体管相比，（1）场效应管的控制输入端电流极小，因此它的输入电阻很大。 （2）场效应管的抗辐射能力强； （3）由于不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。
功率场效应管原理
功率场效应晶体管(MOSFET)原理 功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管，是一种单极型的电压控制器件，不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz，特别适于高频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、热容量小，耐压低，一般只适用于小功率电力电子装置。 一、电力场效应管的结构和工作原理 电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和N沟道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N沟道增强型。 电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯片表面，横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同，又可分为2种：V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。 电力场效应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图，如图1(a)所示。电气符号，如图1(b)所示。
电力场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正，源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压U GS，并且使U GS大于或等于管子的开启电压U T，则管子开通，在漏、源极间流过电流I D。U GS超过U T越大，导电能力越强，漏极电流越大。 二、电力场效应管的静态特性和主要参数 Power MOSFET静态特性主要指输出特性和转移特性，与静态特性对应的主要参数有漏极击穿电压、漏极额定电压、漏极额定电流和栅极开启电压等。{{分页}} 1、静态特性 （1）输出特性 输出特性即是漏极的伏安特性。特性曲线，如图2(b)所示。由图所见，输出特性分为截止、饱和与非饱和3个区域。这里饱和、非饱和的概念与GTR不同。饱和是指漏极电流I D不随漏源电压U DS的增加而增加，也就是基本保持不变；非饱和是指地U CS 一定时，I D随U DS增加呈线性关系变化。 （2）转移特性
模拟电子技术基础知识点总结
模拟电子技术复习资料总结 第一章半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。 2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。 4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。 *N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。 6.杂质半导体的特性 *载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。 7. PN结 * PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。 * PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。 8. PN结的伏安特性 二. 半导体二极管 *单向导电性------正向导通，反向截止。 *二极管伏安特性----同ＰＮ结。 *正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。 *死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。 3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路); 若V阳 2) 等效电路法 直流等效电路法 *总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路); 若V阳 4基本放大电路 自我检测题 一．选择和填空 1.在共射、共基、共集三种基本放大电路组态中，希望电压放大倍数绝对值大，可选 用 A 或 C ；希望带负载能力强，应选用 B ；希望从信号源索取电流小，应选用 B ；希望既能放大电压，又能放大电流，应选用 A ；希望高频响应性能好，应选用 C 。 （ A ．共射组态， B ．共集组态， C．共基组态） 2．射极跟随器在连接组态方面属共集电极接法，它的电压放大倍数接近 1 ，输入电阻很大，输出电阻很小。 3．H参数等效电路法适用低频小信号情况。 4．图解分析法适用于大信号情况。 5．在线性放大条件下，调整图选择题 5 所示电路有关参数，试分析电路状态和性能指 标的变化。 （ A ．增大， B．减小， C．基本不变） （ 1）当 R c增大时，则静态电流 I CQ将 C ，电压放大倍数A v将A，输入电阻R i将C，输出电阻 R o将 A ； （ 2）当 V CC增大，则静态电流 I CQ将 A ，电压放大倍数A v将A，输入电阻R i将B，输出电阻 R o将 C 。 6．在图选择题5所示电路中，当输入电压为 1kHz 、 5mV 的正弦波时，输出电压波形 出现底部削平失真。回答以下问题。 （1）这种失真是 B 失真。 （A ．截止， B．饱和， C．交越， D．频率） （2）为了消除失真，应 B 。 （A ．增大R C，B．增大R b，C．减小R b，D ．减小 +V CC R b Rc C2 C 1 T v o v i V CC，E．换用 β 大的管子）。R L 图选择题5 7.随着温度升高，晶体管的电流放大系数_A_ ，穿透电流I CEO _A_ ，在 I B不变的情况 下b-e 结电压 V BE_ B_。 （ A ．增大， B．减小， C．不变） 8．随着温度升高，三极管的共射正向输入特性曲线将 C ，输出特性曲线将 A ，输出特性曲线的间隔将 E 。 （ A ．上移，B．下移， C．左移， D ．右移， E．增大， F．减小， G．不变） 9．共源极放大电路的v o与 v i反相位，多作为中间级使用。 10．共漏极放大电路无电压放大作用，v o与 v i同相位。 11．共栅极放大电路v o与 v i反相位。 裸眼交互技术概述 、裸眼虚拟交互技术简介 裸眼交互技术，是以虚拟现实交互技术为基础，融入了全新的裸眼显示技术，让观看者能够无须穿戴任何辅助设备，就能够直接在显示设备上观看到真实效果。更重要的是，借助虚拟现实交互的强大交互体验，观看者能够通过鼠标键盘、手势和语音等交互方式和虚拟场景进行互动。 裸眼显示可以说从技术层面全面革新了以往广告传媒、新闻等领域的展现实物的表现方式，这种极具感染力的表现方式将会成为日后发展的主流趋势。 、裸眼虚拟交互技术背景 >虚拟现实技术（简称） 又称灵境技术。是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术学、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。 >立体显示技术 在虚拟现实系统中本来就是纯三维场景，传统的是二维显示，在本软件平台已经实现了一键切换红绿立体现实功能，带上红绿眼镜，整个场景就变成了立体感十足的立体效果，就像看立体电影的效果； >交互技术 虚拟现实技术中的人机交互目前处在了键盘和鼠标的模式，不久将来，利用数字头盔、数字手套等复杂的传感器设备，三维交互技术与语音识别、语音输入技术成为重要的人机交互手段； 、裸眼虚拟交互技术优势 >强烈的视觉冲击力，沉浸式的体验发挥到极致。 第十章直流电源 自测题 一、判断下列说法是否正确，用“√”“×”表示判断结果填入空内。 （1）直流电源是一种将正弦 信号转换为直流信号的 波形变换电路。 （） （2）直流电源是一种能量转 换电路，它将交流能量转 换为直流能量。 （） （3）在变压器副边电压和负载电阻相同的情况下，桥式整流电路的输出电流是半波整流电路输出电流的2倍。（） 因此，它们的整流管的平均电流比值为2:1。（） （4）若U2为电源变压器副边电压的有效值，则半波整流电容滤波电路和全波整流电容滤波电路在空载时的输出电压均为 2 2U。（）（5）当输入电压U I和负载电流I L变化时，稳压电路的输出电压是绝对不变的。（） （6）一般情况下，开关型稳压 电路比线性稳压电路效率高。 （） 解：（1）×（2）√（3） √×（4）√（5）× （6）√ 二、在图10.3.1（a）中，已知变压器副边电压有效值U2为10V， 2 3T C R L （T为电网电压的周期）。测得输出电压平均值U O（AV）可能的数值为 A. 14V B. 12V C. 9V D. 4.5V 选择合适答案填入空内。 （1）正常情况U O（AV）≈； （2）电容虚焊时U O（AV） ≈； （3）负载电阻开路时U O（AV） ≈； （4）一只整流管和滤波电容同 时开路，U O（AV）≈。 解：（1）B （2）C （3）A （4）D 三、填空： 图T10.3 在图T10.3所示电路中，调整管 为 ，采样电路由 组成，基准电压电路由 组成， 比较放大电路由 组成， 保护电路由 组成；输出电压最小值的表达式为 ，最大值的表达式为 。 解：T 1，R 1、R 2、R 3，R 、D Z ，T 2、R c ，R 0、T 3； ) ( )(BE2Z 33 21BE2Z 32321U U R R R R U U R R R R R +++++++，。 四、在图T10.4所示稳压电路中，已知稳压管的稳定电压U Z 为6V ，最小稳定电流I Z m i n 为5mA ，最大稳 定电流I Z ma x 为40mA ；输入电压U I 为15V ，波动范围为±10％；限流电阻R 为200Ω。 图T10.4 （1）电路是否能空载？为什么？ （2）作为稳压电路的指标，负载电流I L 的范围为多少？ 解：（1）由于空载时稳压管流过的最大电流 mA 40mA 5.52max Z Z ax Im max max D Z ==-= =I R U U I I R ＞ 所以电路不能空载。 （ 2 ） 根 据 m ax L Im in m in D Z I R U U I Z --= ，负载 电流的最大值 mA 5.32m in D Im in m ax L Z =--= I R U U I Z 根 据 m in L Im ax m ax D Z I R U U I Z --= ，负载电 流的最小值 mA 5.12m ax D Im ax m in L Z =--= I R U U I Z 所以，负载电流的范围为12.5～32.5mA 。 五、在图10.5.24所示电路中，已知输出电压的最大值U O ma x 为25V ，R 1＝240Ω；W117的输出端和调整端间的电压U R ＝1.25V ，允许加在输入端和输出端的电压为3～40V 。试求解： （1）输出电压的最小值U O m i n ； 绝缘栅场效应晶体管工作原理及特性 场效应管(MOSFET是一种外形与普通晶体管相似，但控制特性不同的半导体器件。它的 输入电阻可高达1015W而且制造工艺简单，适用于制造大规模及超大规模集成电路。场效应管也称为MOS t,按其结构不同，分为结型场效应晶体管和绝缘栅场效应晶体管两种类型。在本文只简单介绍后一种场效应晶体管。 绝缘栅场效应晶体管按其结构不同，分为N沟道和P沟道两种。每种又有增强型和耗尽 型两类。下面简单介绍它们的工作原理。 1、增强型绝缘栅场效应管 2、图6-38是N沟道增强型绝缘栅场效应管示意图。 在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上，用光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区, 并用金属铝引出两个电极，称为漏极D和源极S如图6-38(a)所示。然后在半导体表面覆盖 一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层，在漏-源极间的绝缘层上再装一个铝电极，称为栅极G 另外在衬底上也引出一个电极B,这就构成了一个N沟道增强型MOS f。它的栅极与其他电 极间是绝缘的。图6-38(b)所示是它的符号。其箭头方向表示由P(衬底)指向N(沟道)。 源极s tiffiG m 引纯 ? N旳道增强型场效应管紡拘示胃图低州沟道壇强型场效应管符号 图6-38 N沟道增强型场效应管 场效应管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数场效应管在出厂前已联结好)。从图6-39(a) 可以看出，漏极D和源极S之间被P型存底隔开，则漏极D和源极S之间是两个背靠背的PN结。当栅-源电压UGS=0寸，即使加上漏-源电压UDS而且不论UDS的极性如何，总有一个PN结处于 反偏状态，漏-源极间没有导电沟道，所以这时漏极电流ID - 0。 若在栅-源极间加上正向电压，即UGS> 0，则栅极和衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场，这个电场能排斥空穴而吸引电子，因而使栅极附近的P型衬底中的空穴被排斥，剩下不能移动的受主离子(负离子)，形成耗尽层，同 时P衬底中的电子(少子)被吸引到衬底表面。当UGS数值较小，吸引电子的能力不强时，漏-源极之间仍无导电沟道出现，如图6-39(b)所示。UGS增加时，吸引到P衬底表面层的电子 就增多，当UGS达到某一数值时，这些电子在栅极附近的P衬底表面便形成一个N型薄层， 且与两个N+区相连通，在漏-源极间形成N型导电沟道，其导电类型与P衬底相反，故又称 为反型层，如图6-39(c)所示。UGS越大，作用于半导体表面的电场就越强，吸引到P衬底 不用戴眼镜就能看到立体图像的技术被称为“裸眼立体显示技术”，裸眼3D电视就属于这一类。裸眼立体显示可以通过在普通平面显示器前放置狭缝光栅或柱镜光栅实现。图1以双视图为例示意性说明了其原理。显示器的像素沿水平方向被分为两组，比如一组为奇数列的像素，另一组为偶数列的像素。这两组像素被分别用来显示左右视图，或者说，左右视图以列交错的方式显示在屏幕上。 图a在显示器平面前放置狭缝光栅，狭缝方向竖直并与像素分组配合。狭缝光栅类似于生活中的栅栏，光只能从狭缝中通过。观察者前后调整与显示器的距离，在某个特定距离下，透过狭缝每只眼睛刚好能看到属于其中一个视图的那组像素，而不能看到属于另一个视图的像素。这种效果也可由柱镜光栅实现（如图b所示），柱镜光栅由细长的半圆柱形透镜排列而成，其焦点落在显示屏表面，柱镜将像素发出的光平行投射出去。柱镜位置要与像素位置严格配准，使不同视图像素发出的光到达不同的眼睛。 狭缝光栅制作成本较低，但狭缝光栅法挡住了一部分光，图像看上去较暗。柱镜光栅加工精度要求高，而且由于显示平面发热还要考虑柱镜材料的热胀冷缩系数，这个问题在制作大尺寸显示器时尤为突出。这两种光栅实现方法一般适用于液晶显示器或等离子显示器，而不适用于旧式的CRT显示器，因为CRT显示器的像素显示位置会有漂移从而影响立体成像。光栅也可以用于纸质印刷品上，这就是我们见到的立体相册和立体画。 虽然光栅法能实现裸眼立体显示，但不能保证在任意位置都能看到立体效果，它有一个最优观看距离。从附图可以看出，在最优距离下左右移动头部有50%的机会看到的是左右颠倒的图像，而不能立体成像。如果不在这个最优观看距离上，则会进一步减少看到立体效果的机会。增加视图的个数可以改善这种情况。现在产品化的裸眼立体显示器多采用8个视图，此时在最优距离下也有1/8的可能性看不到正确的立体匹配。然而，增加视图数量却是以牺牲清晰度为代价。不同视图的像素按特定交错方式显示在屏幕上，视图总数越多，属于每个视图的像素数就越少，立体成像的分辨率也就越低。 除光栅法外，还有很多其他方法实现裸眼立体显示，如前面提到的帧切换方法和多投影仪方法。帧序列方法用单一的显示设备高速切换显示多视图，每个视图在时间上是断续的， 题5.1 某差动放大电路如图5-16所示，设对管的β=50，r bb ′=300Ω,U BE =0.7V ，R W 的影响可以忽略不计，试估算： 1．T 1，T 2的静态工作点。 2.差模电压放大倍数A ud = 12 11o ΔΔΔU U U - V EE (-12V) 解：1.静态工作点计算，令120i i u u == 1210.92(1)EE BE B B b e U U I I A R R μβ-== =++ 120.54C C B I I I mA β=== 12()(2)7.7CE CE CC EE C c e U U U U I R R v ==+-+≈ 2. 26(1) 2.75be bb E mv r r k I mA β'=++≈Ω 1222o c ud i i b be U R A U U R r β?= =-≈-?-?+ 题5.2 在图5-17所示的差动放大电路中，已知两个对称晶体管的β=50，r be =1.2k Ω。 1．画出共模、差模半边电路的交流通路。 2．求差模电压放大倍数i2 i1o ud ΔU U U A ??-= 。 3．求单端输出和双端输出时的共模抑制比K CMR V EE 解： 1.在共模交流通路中，电阻R 开路，故其半边电路的射极仅接有电阻Re;在差模交流通路中，电阻R 的中点电压不变，相当于地，故其半边电路的发射极电阻为Re 和R/2的并联。 2. 12 3.5(1)(//)2 od C ud i i be e U R A R U U r R ββ= =-=--++ 3.双端输出条件下： 3.5,0,ud uc CMR A A K =-==∞ 单端输出条件下： 1.75,0.4(1)OC C ud uc IC be e U R A A U r R ββ=-= =-=-++ 4.2ud CMR uc A K A = = 题5.3 在图5-18的电路中，T 1，T 2的特性相同，且β很大，求I C2和I CE2的值，设U BE =0.6V 。 EE 图5-18 4 基本放大电路 自我检测题 一．选择和填空 1. 在共射、共基、共集三种基本放大电路组态中，希望电压放大倍数绝对值大，可选用 A 或C ；希望带负载能力强，应选用 B ；希望从信号源索取电流小，应选用 B ；希望既能放大电压，又能放大电流，应选用 A ；希望高频响应性能好，应选用 C 。 （A ．共射组态，B ．共集组态，C ．共基组态） 2．射极跟随器在连接组态方面属共 集电 极接法，它的电压放大倍数接近 1 ，输入电阻很 大 ，输出电阻很 小 。 3．H 参数等效电路法适用 低 频 小 信号情况。 4．图解分析法适用于 大 信号情况。 5．在线性放大条件下，调整图选择题5所示电路有关参数，试分析电路状态和性能指标的变化。 （A ．增大， B ．减小，C ．基本不变） （1）当R c 增大时，则静态电流I CQ 将 C ，电压放大倍数v A 将 A ，输入电阻R i 将 C ，输出电阻R o 将 A ； （2）当V CC 增大，则静态电流I CQ 将 A ，电压放大倍数v A 将 A ，输入电阻R i 将 B ，输出电阻R o 将 C 。 6．在图选择题5所示电路中 ，当输入电压为1kHz 、5mV 的正弦波时，输出电压波形出现底部削平失真。回答以下问题。 （1）这种失真是 B 失真。 （A ．截止，B ．饱和，C ．交越，D ．频率） （2）为了消除失真，应 B 。 （A ．增大C R ，B ．增大b R ，C ．减小b R ，D ．减小 CC V ，E ．换用β大的管子）。 R b R c +V CC C 2 C 1 R L v i v o T 图选择题5 7. 随着温度升高，晶体管的电流放大系数_A_，穿透电流CEO I _A_，在I B 不变的情况下b-e 结电压V BE_B _。 （ A ．增大，B ．减小，C ．不变） 8．随着温度升高，三极管的共射正向输入特性曲线将 C ，输出特性曲线将 A ，输出特性曲线的间隔将 E 。 （A ．上移， B ．下移，C ．左移，D ．右移，E ．增大，F ．减小，G ．不变） 9．共源极放大电路的v o 与v i 反相位，多作为 中间级 使用。 10．共漏极放大电路无电压放大作用，v o 与v i 同 相位。 11．共栅极放大电路v o 与v i 反 相位。 12. 在相同负载电阻情况下，场效应管放大电路的电压放大倍数比三极管放大电路 低 ，输入电阻 高 。 13. 场效应管放大电路常用的栅压偏置电路如图选择题13所示，说明下列场效应管可以采用哪些类型的偏置电路。 （1）结型场效应管可以采用图示电路中的 b 、d ； （2）增强型MOS 场效应管可以采用图示中的 c 、d ； （3）耗尽型MOS 场效应管可以采用图示电路中的 a 、b 、c 、d 。 (a )DD V C 1 R g R d C 2 ( b )DD V C 1 R g R d C 2 ( c )DD V C 1 R d C 2 R s C s R g1 R g2( d ) DD V C 1 R d C 2 R g1 R g2R s C s v i v i v i v i v o v o v o v o VT VT VT VT 图选择题13 【5-1】填空 1. 为了放大从热电偶取得的反映温度变化的微弱信号，放大电路应采用 耦 合方式。 2. 为了使放大电路的信号与负载间有良好的匹配，以使输出功率尽可能加大，放大电路应采用 耦合方式。 3. 若两个放大电路的空载放大倍数分别为20和30，则将它们级连成两级放大电路，则其放大倍数为 （a. 600，b. 大于600，c. 小于600） 4. 在三级放大电路中，已知|A u1|=50，|A u2|=80，|A u3|=25，则其总电压放大倍数|A u |= ，折合为 dB 。 5. 在多级放大电路中，后级的输入电阻是前级的 ；而前级的输出电阻则也可视为后级的 。 6．功率放大电路的主要作用是 。 7．甲类、乙类、甲乙类放大电路的是依据晶体管的 大小来区分的，其中甲类放大 ；乙类放大 ；甲乙类放大 。 8．乙类推挽功率放大电路的 较高，这种电路会产生特有的失真现象称 ；为消除之，常采用 。 9．一个输出功率为10W 的扩音机电路，若用乙类推挽功率放大，则应选至少为 W 的功率管 个。 10．理想集成运算放大器的放大倍数A u ＝ ，输入电阻R i ＝ ，输出电阻R o ＝ 。 11．通用型集成运算放大器的输入级大多采用 电路，输出级大多采用 电路。 1. 直接 2. 变压器 3. c 小于600 4. 105，100 5. 负载，后级的信号源，信号源内阻 6. 向负载提供足够大的功率； 7. 导通角，导通角为360°，导通角为180°，大于180°而小于360°； 8. 效率，交越失真，甲乙类工作状态； 9. 2，2。 10. ∞，∞，0 11. 差分放大，互补功率输出 【5-2】电路如图5.12.1所示 1．写出i o u U U A =及R i ，R o 的表达式，设β1、β2、r be1、r be2及电路中各电阻均为已知。 2．设输入一正弦信号时，输出电压波形出现了顶部失真。若原因是第一级的Q 点不合适，问第一级产生了什么失真？如何消除？若原因是第二级Q 点不合适，问第二级产生了什么失真？又如何消除？ 解： 1． o 1c1b2be22e2L 2e2L u i be11e1be22e2L ////[(1)(//)](1)(//)(1)(1)(//)U R R r R R R R A U r R r R R βββββ-?+++= =?++++ i b11b12be11e1////[(1)]r R R r R β=++ be2 c1b2 o e22 ////1r R R r R β+=+ 2．输出电压波形出现了顶部失真。若原因是第一级的Q 点不合适，第一级产生了截止 第5章习题答案 1.概念题: (1反馈有时将输出的全部都馈送到输入端,其典型的例子是射极跟随器放大器和源极跟随器放大器。 (2电压反馈时,反馈网路输出一定是电压吗?(不一定并联反馈时,反馈网路的输出一定是电流吗?(是 (3“负反馈有用,正反馈没用”这种说法对吗?(不对按照输入端的信号耦合方式和输出端的信号取样方式负反馈共有 4 种组合形式。 (4当希望稳定输出电压并且希望提高输入阻抗时,应引入电压串联负反馈;当负载需要恒定电流并且信号源也为电流型时,应引入电流并联负反馈;当希望稳定输出电压并且信号源为电流型时,应引入电压并联负反馈;当输入为电压信号并且输出为电流信号时,应引入电流串联负反馈。 (5为了稳定电路的静态工作点,应引入直流负反馈;为了改善电路的动态特性,应引入交流负反馈。 (6方框图法是分析负反馈放大器的最基本的方法,在求解A和F 时保持F网路的空载效应是非常重要的。 (7有人说:“不使用反馈技术,要设计具有精密增益、高稳定度的放大器简直难于上青天”,你觉得对吗?(对 (8设计电压电流转换电路可直接选用电流串联负反馈电路;设计电流电压转换电路可直接选用电压并联负反馈电路。 (9如果开环放大器由3级以上的单管放大器组成,则组成的负反馈电路有可能出现自激的现象,这是因晶体管结电容形成的移相造成的。 (10共基放大器比共射放大器频率响应好,这是因为在共基接法下,集基电容不产生加倍的米勒效应。 (11分析放大器时,按低频段、中频段及高频段分开讨论,不但计算简单,而且意义明确。 (12当信号频率较高时,有些负反馈放大器是不稳定的,此时可采用滞后补偿法、超前补偿法等方法进行补偿。 (13开环放大器A和反馈网路F可能有量纲,例如欧姆或西门子,但环路增益是没有量纲的。 2.电路图如图5-58所示。 (1判断各电路中是否引入了反馈,对于引入反馈者试判断电路引入了什么性质的反馈,这些性质包括直流反馈、交流反馈、交直流反馈、局部反馈、全局反馈、电压反馈、电流反馈、串联反馈、并联反馈、正反馈、负反馈,设图中所有电容对交流信号均可视为短路; (2就整体反馈而言,你认为哪些电路引入了深度负反馈,请写出其反馈系数表达式 和闭环增益表达式。 场效应管英文缩写：FET(Field-effect transistor)，简称为场效应管，是一种高输入阻抗的电压控制型半导体。场效应管也是一种晶体三极管，也有三个极，分别叫源极S，栅极G，漏极D。 场效应管电路符号 一：场效应管的分类： 1、各类场效应管根据其沟道所采用的半导体材料，可分为N型沟道和P型沟道两种。所谓沟道，就是电流通道。 2、根据构造和工艺的不同，场效应管分为结型和绝缘型两大类。 结型场效应管的英文是 Junction Field Effect Transistor，简称JFET。JFET 又分为N沟道，P沟道场效应管。 绝缘栅型场效应管：英文是 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，缩写为MO SFET，简称MOS管。 MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。 3、按导电方式：耗尽型与增强型，结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 二：场效应晶体管具有如下特点： （1）输入阻抗高； （2）输入功耗小； （3）温度稳定性好； （4）信号放大稳定性好，信号失真小； （5）由于不存在杂乱运动的少子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。 三：场效应管与晶体管的比较 （1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。 （2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。 （3）有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。 （4）场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管 四：场效应管的主要作用： 1.场效应管可应用于放大。由于场效应管的放大器输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器。 2.场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。 3.场效应管可以用作可变电阻。 场效应晶体管中英文介绍（field-effect transistor，缩写：FET） 场效应晶体管是一种通过电场效应控制电流的电子元件。它依靠电场去控制导电沟道形状，因此能控制半导体材料中某种类型载流子的沟道的导电性。场效应晶体管有时被称为单极性晶体管，以它的单载流子型作用对比双极性晶体管（bipolar junction transistors，缩写：BJT）。尽管由于半导体材料的限制，以及曾经双极性晶体管比场效应晶体管容易制造，场效应晶体管比双极性晶体管要晚造出，但场效应晶体管的概念却比双极性晶体管早。 历史 场效应晶体管于1925年由Julius Edgar Lilienfeld和于1934年由Oskar Heil分别发明，但是实用的器件一直到1952年才被制造出来（结型场效应管，Junction-FET，JFET）。1960年Dawan Kahng发明了金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect transistor, MOSFET），从而大部分代替了JFET，对电子行业的发展有着深远的意义。 基本信息 场效应管是多数电荷载体的设备。该装置由一个活跃的信道，通过该多数载流子，电子或空穴，从源到流向漏极。源极和漏极端子导体被连接到半导体通过欧姆接触。的通道的导电性的栅极和源极端子之间施加的电位是一个函数。 FET的三个端子是： 源极（S），通过其中的多数载流子输入通道。进入该通道，在S点的常规的电流被指定由IS。漏极（D），通过其中的多数载流子离开的通道。常规电流在D通道进入指定的ID。漏源电压VDS。 栅极（G），调制的通道的导电性的端子。通过施加电压至G，一个可以控制的ID。 场效应晶体管的类型 在耗尽模式的FET下，漏和源可能被掺杂成不同类型至沟道。或者在提高模式下的FET，它们可能被掺杂成相似类型。场效应晶体管根据绝缘沟道和栅的不同方法而区分。FET的类型有： DEPFET（Depleted FET）是一种在完全耗尽基底上制造，同时用为一个感应器、放大器和记忆极的FET。它可以用作图像（光子）感应器。 DGMOFET（Dual-gate MOSFET）是一种有两个栅极的MOSFET。 DNAFET是一种用作生物感应器的特殊FET，它通过用单链DNA分子制成的栅极去检测相配的DNA链。 FREDFET（Fast Recovery Epitaxial Diode FET）是一种用于提供非常快的重启（关闭）体二极管的特殊FET。 HEMT（高电子迁移率晶体管，High Electron Mobility Transistor），也被称为HFET（异质结场效应晶体管，heterostructure FET），是运用带隙工程在三重半导体例如AlGaAs中制造的。完全耗尽宽带隙造成了栅极和体之间的绝缘。 IGBT（Insulated-Gate Bipolar Transistor）是一种用于电力控制的器件。它和类双极主导电沟道的MOSFET的结构类似。它们一般用于漏源电压范围在200-3000伏的运行。功率MOSFET仍然被选择为漏源电压在1到200伏时的器件. 第5章负反馈放大电路 解答： 5.1 直流交流 5.2 直流交流 5.3 串联并联 5.4 c 5.5 c 5.6（×） 5.7（√） 5.8（√） 5.9（×） 5.10解答： 将放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部，通过一定的电路（反馈网络），再送回到输入回路，这一过程称反馈。反馈的结果使净输入信号减少，引起放大倍数和输出量减小的称为负反馈。直流负反馈可以稳定电路的静态工作点，交流负反馈能够改善放大电路的 性能；提高放大倍数的稳定性、减小非线性失真和抑制干扰、扩展频带以及改变输入电阻和输出电阻，故一般放大电路都要引入负反馈。 5.11解答： 5.12解答： 表题5.12反馈类型判断 续表 5.13解答： (a) 属于电流串联负反馈，u id =0, u I =u f A u f = O O O L O I f 2 2 L u u u R u u u R R R === (d) 属于电流串联负反馈，u Id =0, u I =u f =O 2L u R R - A u f =O O O L O I f 2 2 L u u u R u u u R R R ===-- (g) 属于电压并联负反馈，i Id =0, i I =i R 2=O 2 u R - A u f =O O I I 1if ()u u u i R R =+, 因R if →0 故 A u f =O O O 2O I 1f 11 1 2 u u u R u i R i R R R R ===-- (i) 属于电压串联负反馈，u Id =0, u I =u f =O e1f1e1u R R R + A u f =O O f1i f e1 1u u R u u R ==+ 第6章习题答案 1. 概念题： （1）由运放组成的负反馈电路一般都引入深度负反馈，电路均可利用 虚短路和虚断路的概念来求解其运算关系。 （2）反相比例运算电路的输入阻抗小，同相比例运算电路的输入阻抗大， 但会引入了共模干扰。 （3）如果要用单个运放实现：A u＝－10的放大电路，应选用 A 运算电路；将正 弦波信号移相＋90O，应选用 D 运算电路；对正弦波信号进行二倍频，应选用 F 运算电路；将某信号叠加上一个直流量，应选用 E 运算电路；将方波信号转换成三角 波信号，应选用 C 运算电路；将方波电压转换成尖顶波信号，应选用 D 运算电路。 A. 反相比例 B. 同相比例 C. 积分 D. 微分 E. 加法 F. 乘方 （4）已知输入信号幅值为1mV，频率为10kHz～12kHz，信号中有较大的干扰，应设置 前置放大电路及带通滤波电路进行预处理。 （5）在隔离放大器的输入端和输出端之间加100V的电压会击穿放大器吗？（不会） 加1000V的交流电压呢？（不会） （6）有源滤波器适合于电源滤波吗？（不适用）这是因为有源滤波器不能通 过太大的电流或太高的电压。 （7）正弦波发生电路中，输出端的晶体管一定工作在放大区吗？（一定）矩形波发 生电路中，输出端的晶体管一定工作在放大区吗？（不一定） （8）作为比较器应用的运放，运放一般都工作在非线性区，施密特比较器中引 入了正反馈，和基本比较器相比，施密特比较器有速度快和抗 干扰性强的特点。 （9）正弦波发生电路的平衡条件与放大器自激的平衡条件不同，是因为反馈耦合 端的极性不同，RC正弦波振荡器频率不可能太高，其原因是在 高频时晶体管元件的结电容会起作用。 （10）非正弦波发生器离不开比较器和延时两个环节。 （11）当信号频率等于石英晶体的串联谐振或并联谐振频率时，石英晶体呈阻性；当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时，石英晶体呈感性；其余情况下石英晶体呈容性。 （12）若需要1MHz以下的正弦波信号，一般可用 RC 振荡电路；若需要更高频率 的正弦波，就要用 LC 振荡电路；若要求频率稳定度很高，则可用石英晶体振 荡电路。 （13）设计一个输出功率为20W的扩音机电路，若用乙类互补对称功率放大，则应选至 少为 4 瓦的功率管两个。 （14）对于甲类变压器音频功率放大电路，在没有输入信号时，扬声器不发声，这时管 子的损耗最小。对吗？（不对，此时管子功耗最大） （15）线性电源的调整管工作在放大区，所以称为线性电源，线性电源因调 整管消耗功率较大，工作效率低。 （16）开关电源调整管工作在非线性区区，或在饱和/可变阻区、 常见的3D显示设备都是需要眼镜的，眼镜的作用就是通过技术手段让左眼看到左图像、右眼看到右图像，根据两幅图像之间微小的视察，就能给人脑模拟出立体的感觉。裸眼3D要做的就是把眼镜所实现的功能转移到屏幕上，下面就来详细解读。 我们知道3D眼镜有红蓝、快门、偏振这几种技术，而裸眼3D同样分为三种技术：视差屏障、柱状透镜、指向光源。 一. 视差障碍： 视差屏障技术利用液晶层和偏振膜制造出一系列明暗相间的条纹（视差栅栏）。在立体显示模式下视差栅栏会被激活，双眼的间距产生的微小视差会导致不透光条纹遮挡左右眼，使得左眼和右眼看到的像素并不相同。 视差屏障技术与既有的液晶工艺兼容，只在自屏幕表面额外镀一层膜，再对屏幕驱动电路做一些改造与匹配即可，因此在量产性和成本上较具优势，但由于挡光，其画面亮度只有2D屏的1/4。 二.柱状透镜 柱状透镜技术的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，并使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样柱状透镜就能以不同的方向每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。 其实柱状透镜技术我们小时候就体验过了，那种从不同角度可以看到不同图案的塑料直尺，他们的原理是基本相同的。柱状透镜技术的画面亮度基本不受到影响，3D显示效果更好，但其相关制造与现有液晶工艺不兼容，需要投资新的设备和生产线，生产成本比较高。 三.指向光源 指向光源3D技术搭配分布在左右两侧的两组不同角度的，配合高刷新率的面板和反射棱镜模块，让画面以奇偶帧交错排序方式，分别反射给左右眼。 指向光源技术中最表层的汇聚透镜与柱状透镜类似，但内层还设有三棱镜、导光板和两组不同的光源，因此结构更加复杂成本也很高，目前还停留在研究室当中。 三种裸眼三D技术总结： 第5章 放大电路的频率响应 自测题 一、选择正确答案填入空内。 (1)测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响应，条件是( A )。 A.输入电压幅值不变，改变频率 B.输入电压频率不变，改变幅值 C.输入电压的幅值与频率同时变化 (2)放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是( B )，而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是( A )。 A.耦合电容和旁路电容的存在 C.半导体管的非线性特性 B.半导体管极间电容和分布电容的存在 D.放大电路的静态工作点不合适 (3)当信号频率等于放大电路的f L 或f H 时，放大倍数的值约下降到中频时的( B )。 A. 0.5倍； B. 0.7 倍； C. 0.9 倍 即增益下降( A )。 A. 3dB B. 4dB; C. 5dB (4)对于单管共射放大电路，当f =f L 时，U o 与U i 相位关系是( C )。 A . + 45o B. ?90o C. ?135o 当f =f H 时，U o 与U i 相位关系是( C )。 A . ? 45o B. ?135o C. ?225o 二、电路如图T5.2 所示。已知：V CC =12V ；晶体管的C μ=4pF ，f T =50MHz , '100bb r =Ω， β0＝80 。试求解：(1)中频电压放大倍数usm A &；(2) 'C π；(3)L f 和H f ；(4)画出波特图。 图T5.2 解图T5.2 解：(1)静态及动态的分析估算： 22.6CC BEQ BQ b V U I A R μ-= ≈; (1) 1.8EQ BQ I I mA β=+≈ 3CEQ CC CQ c U V I R V =-≈; '26(1) 1.17b e EQ mV r k I β=+? ≈Ω '26(1) 1.27be bb EQ mV r r k I β=++≈Ω; // 1.27i be b R r R k =≈Ω 69.2/EQ m T I g mA V U = ≈; '()178i b e usm m c i s be R r A g R R R r =?-≈-+& (2)估算' C π 0 '2() T b b f r C C πμβπ≈ +； 0 '2142b e T C C pF r f πμβπ≈ -≈； ' (1)1602m c C C g R C pF ππμ=++≈ (3)求解上限、下限截止频率： ''''//(//)//()567b e b b s b b e b b s R r r R R r r R =+≈+≈Ω。 ' 11752H f kHz RC ππ= ≈； 1 142()L s i f Hz R R C π=≈+。 (4)在中频段的增益：20lg 45usm A d B ≈&。 频率特性曲线如解图T5.2 所示。模拟电子技术第4章习题答案
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