郑州大学 模电课件1.1~1.2
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《模电第一章》PPT课件
E GO 为热力学零度时破坏共价键所需的能量， 又称禁带宽度；
K1 是与半导体材料载流子有效质量、有效能 级密度有关的常量。
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1.1.2 杂质半导体
通过扩散工艺，在本征半导体中输掺入少 量适宜的杂质元素，便可得到杂质半导体。按 掺 半 杂入导质可掺温度少浓〔这杂体半由大的质以杂度取子度即将质；导一于增时半认质的决是很少影元控体、掺加机导与为原影本低子响素制的N入，大体掺，子响征，的半的掺导型的从大，杂多 的 很 激 却 浓 导不 入 电半杂 而 增 多浓子 浓 小 发 对 度 体同 杂 性导质 使 多 子度的 度 。 形 温 取 器， 质 能体使 多 。 的且浓 ， 成 度 决 件〔可 元 。多 子 因 浓与度 因 的 非 于 的即形 素子 与 此 度温约 而 ， 常 温 性多成 的的 少 ， 愈度能等 多 尽 敏 度子浓N对数 子 高型无。于 子 管 感〕的度于目 复 ，半关所受其。，浓，杂大合少导〕就体可和控P制型
子的二浓、度P就型愈半低导。体
几个关系：①多子与少子的关系 ②多子与掺杂浓度的关系 ③少子与温度的关系
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NN型 型半半导导体体的中N于 少由型N度由形自自数于型半成 由大 电在 元由载杂半电导于 子纯 素电流质子导体〔洁空 为子子原的体中如的穴 多浓，产子硅磷中，的 数度简生可晶〕空，，称浓 载体，以穴自故少度 流中使的提由称 子，子掺之浓供电空 。故，入取度电子穴称简五代小的子为称自价晶浓， N型半导体N中故型多的由称半子正格于之导。杂离中为质子体硅原施原主子主子要的原的最靠位子外自置层〔由有，或电5就个施子形价主成电 NN型 型半半导导体体导子中中杂电〔的的子共的质，自多 少了，价电杂 少〕数 数所键子N掺由质 电。型以，不载 载原 子入电除还受半流 流子 ，的子了多共导子子在 故杂〕与出价体晶 变周一键质的。格 为围个的越浓硅电束上不多度原 子 缚，能子 。 ，，越且移形 只多多高又动成 需出的缺，
K1 是与半导体材料载流子有效质量、有效能 级密度有关的常量。
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1.1.2 杂质半导体
通过扩散工艺，在本征半导体中输掺入少 量适宜的杂质元素，便可得到杂质半导体。按 掺 半 杂入导质可掺温度少浓〔这杂体半由大的质以杂度取子度即将质；导一于增时半认质的决是很少影元控体、掺加机导与为原影本低子响素制的N入，大体掺，子响征，的半的掺导型的从大，杂多 的 很 激 却 浓 导不 入 电半杂 而 增 多浓子 浓 小 发 对 度 体同 杂 性导质 使 多 子度的 度 。 形 温 取 器， 质 能体使 多 。 的且浓 ， 成 度 决 件〔可 元 。多 子 因 浓与度 因 的 非 于 的即形 素子 与 此 度温约 而 ， 常 温 性多成 的的 少 ， 愈度能等 多 尽 敏 度子浓N对数 子 高型无。于 子 管 感〕的度于目 复 ，半关所受其。，浓，杂大合少导〕就体可和控P制型
子的二浓、度P就型愈半低导。体
几个关系：①多子与少子的关系 ②多子与掺杂浓度的关系 ③少子与温度的关系
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NN型 型半半导导体体的中N于 少由型N度由形自自数于型半成 由大 电在 元由载杂半电导于 子纯 素电流质子导体〔洁空 为子子原的体中如的穴 多浓，产子硅磷中，的 数度简生可晶〕空，，称浓 载体，以穴自故少度 流中使的提由称 子，子掺之浓供电空 。故，入取度电子穴称简五代小的子为称自价晶浓， N型半导体N中故型多的由称半子正格于之导。杂离中为质子体硅原施原主子主子要的原的最靠位子外自置层〔由有，或电5就个施子形价主成电 NN型 型半半导导体体导子中中杂电〔的的子共的质，自多 少了，价电杂 少〕数 数所键子N掺由质 电。型以，不载 载原 子入电除还受半流 流子 ，的子了多共导子子在 故杂〕与出价体晶 变周一键质的。格 为围个的越浓硅电束上不多度原 子 缚，能子 。 ，，越且移形 只多多高又动成 需出的缺，
模拟电路基础ppt课件
一般来说，有三种方法来定量地 分析一个电子器件的特性，即特 性曲线图示法、解析式表示法和 参数表示法
＋
－
二极管符号
15
1.3 半导体二极管
1.3.1二极管的特性曲线
在二极管加有反向电压， 当电压值较小时，电流极 小，其电流值为反向饱和 电流IS。当反向电压超过 超过某个值时，电流开始 急剧增大，称之为反向击 穿，称此电压为二极管的 反向击穿电压，用符号 UER表示。
2
第一章 半导体器件基础
1.1 半导体及其特性 1.2 PN结及其特性 1.3 半导体二极管 1.4 半导体三极管及其工作原理 1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数
3
1.1 半导体及其特性
1.1.1本征半导体及其特性
定义：纯净的半导体经过一定 的工艺过程制成单晶体，称为 本征半导体。
稳压管的主要参数: (1) 稳定电压UZ：UZ是在规定电流下稳压管的反向击穿电压。 (2) 稳定电流IZ：IZ是稳压管工作在稳压状态时的参考电流，电流低于
此值时稳压效果变坏，甚至不稳压。 (3) 最大稳定电流IZM|：稳压管的电流超过此值时，会因结温升过高而
损坏。 (4) 动态电阻rD：rD是稳压管工作在稳压区时，端电压变化量与其电流
在无外电场和无其它激发作用下，参与扩散运动的多子数 目等于参与漂移运动的少子数目，从而达到动态平衡。
13
1.2 PN结及其特性
1.2.2 PN结的导电特性
PN结外加正向电压时 处于导通状态
PN结外加反向电压时 处于截止状态
势垒区
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
N型半导体 ： 在本征半导体中掺入少量
＋
－
二极管符号
15
1.3 半导体二极管
1.3.1二极管的特性曲线
在二极管加有反向电压， 当电压值较小时，电流极 小，其电流值为反向饱和 电流IS。当反向电压超过 超过某个值时，电流开始 急剧增大，称之为反向击 穿，称此电压为二极管的 反向击穿电压，用符号 UER表示。
2
第一章 半导体器件基础
1.1 半导体及其特性 1.2 PN结及其特性 1.3 半导体二极管 1.4 半导体三极管及其工作原理 1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数
3
1.1 半导体及其特性
1.1.1本征半导体及其特性
定义：纯净的半导体经过一定 的工艺过程制成单晶体，称为 本征半导体。
稳压管的主要参数: (1) 稳定电压UZ：UZ是在规定电流下稳压管的反向击穿电压。 (2) 稳定电流IZ：IZ是稳压管工作在稳压状态时的参考电流，电流低于
此值时稳压效果变坏，甚至不稳压。 (3) 最大稳定电流IZM|：稳压管的电流超过此值时，会因结温升过高而
损坏。 (4) 动态电阻rD：rD是稳压管工作在稳压区时，端电压变化量与其电流
在无外电场和无其它激发作用下，参与扩散运动的多子数 目等于参与漂移运动的少子数目，从而达到动态平衡。
13
1.2 PN结及其特性
1.2.2 PN结的导电特性
PN结外加正向电压时 处于导通状态
PN结外加反向电压时 处于截止状态
势垒区
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
N型半导体 ： 在本征半导体中掺入少量
模拟电路课件第一章
+14
si
284
2 8 18 4
+32 Ge Ge
电子
+4
硅原子
锗原子
10
图1.1.1 常见半导体材料的原子结构和简化模型
+4
+4
价 电 子
+4
+4
共 价 键
图1.1.2 单晶硅和锗共价键结构示意图
本征半导体：纯净的（未掺杂）单晶半导体称为本 征半导体。 共价键中的电子，受所属原子核的束缚，不能参与 导电。
37
对称PN结：如果P区和N区的掺杂浓度相同， 则耗尽区相对界面对称，称为对称结 不对称PN结：如果一边掺杂浓度大（重掺 杂），一边掺杂浓度小（轻掺杂），这样 形成的PN结称为不对称结
耗尽区 耗尽区
P＋
N
P
N＋
(a)
(b )
38
此耗尽区主要伸向轻掺杂区一边，
问题：为什么PN结伸向轻掺杂区？
答：轻掺杂区的施主正离子（或受主负离子）的 排列稀疏，重掺杂区的施主正离子（或受主负离 子）的排列紧密。如上图，两边电荷量相等，所 以会伸向轻掺杂区。
6
教材
1、黄丽亚 杨恒新编著. 模拟电子技术基础[M]. 北 京：机械工业出版社,2009 2、电子电路教研室. 模拟电子电路B补充讲义(修 订版) 南京邮电大学校内印刷, 2009
7
参考书
[1] 康华光. 电子技术基础[M]（模拟部分）(第五 版). 北京：高等教育出版社,2006
[2] 华成英 童诗白. 模拟电子技术基础[M]（第四 版）.北京：高等教育出版社,2006 [3] 谢嘉奎. 电子线路[M]（线性部分）(第四版）. 北京：高等教育出版社, 1999（2004年印刷）. [4] 谢嘉奎. 电子线路[M]（非线性部分）(第四 版）.北京：高等教育出版社,1999（2004年印 刷）.
si
284
2 8 18 4
+32 Ge Ge
电子
+4
硅原子
锗原子
10
图1.1.1 常见半导体材料的原子结构和简化模型
+4
+4
价 电 子
+4
+4
共 价 键
图1.1.2 单晶硅和锗共价键结构示意图
本征半导体：纯净的（未掺杂）单晶半导体称为本 征半导体。 共价键中的电子，受所属原子核的束缚，不能参与 导电。
37
对称PN结：如果P区和N区的掺杂浓度相同， 则耗尽区相对界面对称，称为对称结 不对称PN结：如果一边掺杂浓度大（重掺 杂），一边掺杂浓度小（轻掺杂），这样 形成的PN结称为不对称结
耗尽区 耗尽区
P＋
N
P
N＋
(a)
(b )
38
此耗尽区主要伸向轻掺杂区一边，
问题：为什么PN结伸向轻掺杂区？
答：轻掺杂区的施主正离子（或受主负离子）的 排列稀疏，重掺杂区的施主正离子（或受主负离 子）的排列紧密。如上图，两边电荷量相等，所 以会伸向轻掺杂区。
6
教材
1、黄丽亚 杨恒新编著. 模拟电子技术基础[M]. 北 京：机械工业出版社,2009 2、电子电路教研室. 模拟电子电路B补充讲义(修 订版) 南京邮电大学校内印刷, 2009
7
参考书
[1] 康华光. 电子技术基础[M]（模拟部分）(第五 版). 北京：高等教育出版社,2006
[2] 华成英 童诗白. 模拟电子技术基础[M]（第四 版）.北京：高等教育出版社,2006 [3] 谢嘉奎. 电子线路[M]（线性部分）(第四版）. 北京：高等教育出版社, 1999（2004年印刷）. [4] 谢嘉奎. 电子线路[M]（非线性部分）(第四 版）.北京：高等教育出版社,1999（2004年印 刷）.
《模电课件大全》课件
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案例二：无线通信系统的实现
总结词
无线通信系统的实现案例探讨了模拟电子技术在无线通信领域的应用，重点介绍了无线发射机和无线 接收机的设计和实现。
详细描述
该案例首先介绍了无线通信系统的基本原理和组成，然后详细阐述了无线发射机和无线接收机的设计 和实现过程。通过电路图、原理分析和测试数据等手段，展示了无线通信系统的关键技术和性能指标 。最后，对无线通信系统的优势和局限性进行了分析和讨论。
模拟电子技术的发展趋势
总结词
随着科技的不断发展，模拟电子技术也在不断进步和 完善，未来将朝着更高精度、更高速度、更低功耗的 方向发展。
详细描述
随着集成电路和微电子技术的不断发展，模拟电子器件 的精度和稳定性得到了显著提高，同时其体积和成本也 在不断降低。此外，随着数字信号处理技术的广泛应用 ，模拟电子技术也与数字电子技术相互融合，形成了混 合信号处理技术。未来，模拟电子技术将继续朝着更高 精度、更高速度、更低功耗的方向发展，为各领域的科 技进步提供更加有力的支持。
02
模拟电子技术基础
电子元件
01
02
03
电子元件的种类
电子元件是构成电子设备 的基本单元，包括电阻、 电容、电感、二极管、晶 体管等。
电子元件的作用
电子元件在模拟电子技术 中起着关键作用，它们可 以用于信号处理、放大、 滤波、振荡等。
电子元件的特性
每种电子元件都有其独特 的电气特性，如电阻的阻 值、电容的容值、电感的 感值等。
音频信号的滤波
通过模拟电子技术，可以 对音频信号进行滤波处理 ，去除噪声和其他干扰。
音频信号的调制
通过模拟电子技术，可以 将音频信号调制到高频载 波上，以便于传输和广播 。
模电第一节ppt
1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著 名的库仑定律。即两电荷间的力与两电荷的乘积成正 比，与两者的距离平方成反比。库仑定律是电学发展 史上的第一个定量规律，它使电学的研究从定性进入 定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。电荷的 单位库仑就是以他的姓氏命名的。同年，他在给法国 科学院的《电力定律》的论文中详细地介绍了他的实 验装置，测试经过和实验结果。
AHU
Fundamental of Electronic Technology
宋昴
1
AHU
Fundamentபைடு நூலகம்l of Electronic Technology
2
1.1 课程慨述 1.2 电子学发展史 1.3 信号的传输与电子系统 1.4 放大电路的基本知识 1.5 学习方法与要求
3
1.1 课程概述
6
库仑在1736年6月14日生于法国昂古莱姆。青少年 时期，他就受到了良好的教育。他后来到巴黎军事工 程学院学习，离开学校后，他进入西印度马提尼克皇 家工程公司工作。工作了八年以后，他又在埃克斯岛 瑟堡等地服役。这时库仑就已开始从事科学研究工作， 他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上。
1777年法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的 磁针的方法。库仑对磁力进行深入细致的研究发现扭 力和针转过的角度成比例关系，从而可利用这种装置 算出静电力或磁力的大小。这导致他发明了扭秤， 1782年，他当选为法国科学院院士。
• 课程平时成绩占30%（其中课外作业占15%、课堂考勤占 15%），期末考试成绩占70% 。
4
1.2 电子学发展史
1750年，富兰克林指出：雷电与摩擦生电是一回事 1785年，库仑总结出电荷的力学定理 1800年，伏特创立了电位差理论 1820年，奥斯特发现导线通电磁针偏转 1831年，法拉第完成磁生电实验 1865年，麦克斯韦发表电磁理论公式 1888年，赫兹证明了电磁波的存在 1896年，马可尼发明电报，获1908年诺贝尔奖 1897年，汤姆孙发现电子，获1906年诺贝尔奖 1947年，萧克利、巴丁、布拉顿发明晶体管，获56年诺贝尔奖 1958年，基尔比发明集成电路，获2000年诺贝尔奖
AHU
Fundamental of Electronic Technology
宋昴
1
AHU
Fundamentபைடு நூலகம்l of Electronic Technology
2
1.1 课程慨述 1.2 电子学发展史 1.3 信号的传输与电子系统 1.4 放大电路的基本知识 1.5 学习方法与要求
3
1.1 课程概述
6
库仑在1736年6月14日生于法国昂古莱姆。青少年 时期，他就受到了良好的教育。他后来到巴黎军事工 程学院学习，离开学校后，他进入西印度马提尼克皇 家工程公司工作。工作了八年以后，他又在埃克斯岛 瑟堡等地服役。这时库仑就已开始从事科学研究工作， 他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上。
1777年法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的 磁针的方法。库仑对磁力进行深入细致的研究发现扭 力和针转过的角度成比例关系，从而可利用这种装置 算出静电力或磁力的大小。这导致他发明了扭秤， 1782年，他当选为法国科学院院士。
• 课程平时成绩占30%（其中课外作业占15%、课堂考勤占 15%），期末考试成绩占70% 。
4
1.2 电子学发展史
1750年，富兰克林指出：雷电与摩擦生电是一回事 1785年，库仑总结出电荷的力学定理 1800年，伏特创立了电位差理论 1820年，奥斯特发现导线通电磁针偏转 1831年，法拉第完成磁生电实验 1865年，麦克斯韦发表电磁理论公式 1888年，赫兹证明了电磁波的存在 1896年，马可尼发明电报，获1908年诺贝尔奖 1897年，汤姆孙发现电子，获1906年诺贝尔奖 1947年，萧克利、巴丁、布拉顿发明晶体管，获56年诺贝尔奖 1958年，基尔比发明集成电路，获2000年诺贝尔奖
模拟电路基础教程PPT完整全套教学课件全
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透彻掌握器 件特性
1
重视对电路 构成原理的
学习
2
理论与实践 的关系
3
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目前国内使用较多的电路设计仿真软件有PSPICE、Proteus和Multisim 等。就模拟电路仿真来说,Multisim 以其界面友好、功能强大、易于学习 的优点而受到高校电类专业师生和工程技术人员的青睐。Multisim13.0版 本已上市,但目前使用比较稳定、用户数较多的还是10.0版本。对于使用 者来说,只要有一台计算机和Multisim 软件,就相当于拥有了一间设备齐全 的电路实验室,可以调用元器件,搭建电路,利用虚拟仪器进行测量,对电路 进行仿真测试,可以实时修改各类电路参数,实时仿真,从而帮助使用者了解 各种电路变化对电路性能的影响,对电路的测量直观、智能,是进行电路分 析和设计的有效辅助工具。使用者在学习和解题的过程中,可以通过 Multisim 对电路中某个节点的电压波形、某条支路的电流波形、电路结构 变化产生的影响等方方面面问题快速仿真而得到答案。
模拟电路基础教程PPT课件
1.1.4 一般电子系统的构成 1.电子系统的分类
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模拟电子 系统
数字电子 系统
模拟电路基础教程PPT课件
2.电子系统的构成
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模拟电路基础教程PPT课件
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1.1.5 模拟电子技术的发展
在式(1-1-1)中,K 为常数,使u(t)和T(t)之间形成如图1-1-1所示的相 似形关系。如果K 不能保持为常数,则称模拟信号发生了失真。失真问 题是模拟电路中始终需要引起注意和克服的重要问题。
模拟电子课件ppt
实验三：滤波电路设计与实现
总结词
掌握滤波电路的设计与实现方法
VS
详细描述
通过设计并实现滤波电路，了解滤波电路 的基本原理和分类，掌握巴特沃斯、切比 雪夫等滤波器的设计方法，理解滤波电路 在信号处理和通信系统中的应用。
06
CATALOGUE
模拟电子常见问题与解决方案
问题一：放大电路失真问题
• 总结词：放大电路失真问题通常是由于信号源内 阻、信号源负载、电源内阻和电源电压等因素引 起的。
振荡电路
总结词
振荡电路用于产生正弦波或方波等周期性信号。
详细描述
振荡电路通过正反馈和选频网络，使电路产生自激振荡， 从而输出具有一定频率和幅度的周期性信号。
总结词
振荡电路有多种类型，包括RC振荡器、LC振荡器和晶体 振荡器等。
详细描述
RC振荡器利用电阻和电容的组合产生振荡，LC振荡器利 用电感和电容的组合产生振荡，晶体振荡器则利用石英晶 体的特性产生稳定的振荡信号。
系统设计流程
需求分析
明确系统的功能需求和 技术指标，为后续设计
提供依据。
方案设计
根据需求分析，制定系 统设计方案，包括硬件 和软件架构、模块划分
等。
详细设计
对每个模块进行详细设 计，包括电路原理图、 PCB布线图、程序流程
图等。
调试与测试
对系统进行集成和测试 ，确保系统功能和性能
的正确性。
系统设计优化
问题一：放大电路失真问题
详细描述
信号源内阻过大，导致信号源无法提供足够的电流，从而使放大电路无法正常工作 。
信号源负载过大，导致信号源无法提供足够的电压，从而使放大电路无法正常工作 。
问题一：放大电路失真问题
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如温度、压力、流量，自然界的声音信号等等，
因而信号是消息的表现形式。
信息需要借助于某些物理量（如声、光、电）
的变化来表示和传递。
2）. 电信号 由于非电的物理量很容易转换成电信号，而且
电信号又容易传送和控制，因此电信号成为应用
最为广泛的信号。 电信号是指随时间而变化的电压u或电流i ，记 作u=f(t) 或i=f(t) 。
五、如何学习这门课程
1. 掌握：
重基础！
基本概念：概念是不变的,应用是灵活的: ―万变不离其宗”
基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种多样的 基本方法：不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法，
因而有不同的分析方法。 2. 辩证、全面地分析问题
根据需求，最适用的电路才是最好的电路。 研究利弊关系，通常“有一利必有一弊”。
同步课程：数字电子技术（数字电路与逻辑设计） 后续课程： 微机原理（计算机类课程）、高频电路 （电子类课程）等
第一章
半导体器件
1.1 半导体基础知识 1.2 半导体二极管
1.3 1.4 晶体(双极型)三极管(BJT) 场效应管
1.1
半导体基础知识
1. 导体：电阻率 < 10-4 · cm 的物质。如铜、 银、铝等金属材料。
值得纪念的几位科学家
第一只晶体管的发明者 （by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab） 他们在1947年11月底发明了晶 体管，并在12月16日正式宣布“晶 体管”诞生。1956年获诺贝尔物理 学奖。巴因所做的超导研究于1972 年第二次获得诺贝尔物理学奖。 第一个集成电路及其发明者 （ Jack Kilby from TI ） 1958年9月12日，在德州仪器公司 的实验室里，实现了把电子器件集成 在一块半导体材料上的构想。42年以 后， 2000年获诺贝尔物理学奖。 “为现代信息技术奠定了基础”。
电子电路的定量分析称为“估算”。
近似分析：抓主要矛盾和矛盾的主要方面。
电子电路归根结底是电路。
建模后，可用电路的基本理论分析模拟电路。
2. 实践性
实用的模拟电子电路几乎都需要进行调试
才能达到预期的目标，因而要掌握以下方法：
常用电子仪器的使用方法
电子电路的测试方法 故障的判断与排除方法
电子技术的发展很大程度上反映在元器件 的发展上。从电子管→半导体管→集成电路
1904年 电子管问世
1947年 晶体管诞生
1958年集成电 路研制成功
第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年一片集成电路
中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按10倍/6年 的速度增长，到2020年或达到饱和。
9
功率放大电路
10
直流电源
信号
信号及其表示
信号：信息的载体 声音、图像、亮度、温度等等物理信息，都可 以用信号波形来表示。
电子系统处理的是电信号，由相应的物理量通 过传感器转换而得到。
T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5
1.
0
10
20
30
40
50
60
70
80 t/s
温度波动曲线
1）. 信号：是反映消息的物理量
在一块半导体的一侧掺杂成为 P 型半导体，另一侧 掺杂成为 N 型半导体，两个区域的交界处就形成了一个 特殊的薄层，称为 PN 结。
P
PN结
N
PN 结的形成
一、PN 结中载流子的运动
1. 扩散运动
P N
电子和空穴浓度 差形成多数载流 子的扩散运动。
2. 扩散运动 形成空间电荷区 PN 结，耗尽层
耗尽层 空间电荷区
v(t ) Vm sin( 0 t )
Vm
频域
时域
O t
-Vm
O
T
2
0
0 2f
B. 周期信号
周期信号
离散频谱函数
通过将信号展开为傅里叶级数求出周期信号的频谱函数（傅里叶系数）。
T=
时域
Vs Vs 2Vs
0
0
考查分析问题的能力
3. 会选：电路形式、器件、参数 考查解决问题的能力－－设计能力
4. 会调：仪器选用、测试方法、故障诊断
考查解决问题的能力－－实践能力
1
常用半导体器件
2
基本放大电路
3
多级放大电路
4
集成运算放大电路
5
放大电路的频率响应
6
放大电路中的反馈
7
信号的运算与处理
8
波形的发生和信号的转换
+4
+4
空穴可看成带正电的载流子
本征半导体中的 自由电子和空穴
本征半导体的特性概括：
1. 半导体中两种载流子
带负电的自由电子
带正电的空穴
2. 本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现， 称为 电子 - 空穴对。 3. 本征半导体中自由电子和空穴的浓度用 ni 和 pi 表示，显然 ni = pi 。 4. 自由电子和空穴不断产生、不断复合。在一定T下, 产生与复合运动会达到平衡，载流子的浓度就一定了 5. 载流子的浓度与T密切相关，它随着T的升高，按 指数规律增加。
2Vs O
2 T
2Vs
频域
Vs O t
VS 2VS 1 1 v( t ) (sin 0 t sin 3 0 t sin5 0 t ) 2 3 5
2VS 2VS VS ——基波分量、 其中： ——直流分量、 ——三次谐波分量、 … 3 2
二、 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如 硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。
+4 +4
空穴 +4 +4 +3 受主 原子 +4
+4
3 价杂质原子称为 受主原子。
+4
+4
+4
空穴浓度大于电子浓度， 即 p >> n。空穴为多数 载流子，电子为少数载 流子。
P 型半导体的晶体结构
电子技术分类
1. 模拟电路与数字电路 2. 小信号电路与大信号电路
3. 低频电路与高频电路
4. 集中参数电路与分布参数电路
电子技术发展
1. 2. 3. 4.
材料与器件 理论与分析方法 设计思想与实现方法 应用领域
电子技术课程体系
模拟电子技术和数字电子技术是电子信息类各 专业的重要的技术基础课程
2. 绝缘体：电阻率 > 109 · cm 物质。如橡胶、 塑料等。 3. 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物 质。半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗(Ge)。
半导体导电性能是由其原子结构决定的。
价电子
硅原子结构
最外层电子称价电子
锗原子也是 4 价元素
(a)硅的原子结构图
+4
4 价元素的原子用带有+4电荷的 正离子和周围 4个价电子表示
六、课程的目的
本课程通过对常用电子元器件、电路及系统的分析和
设计的学习，获得模拟电子技术方面的基础知识、基础理
论和基本技能。 1. 掌握基本概念、基本电路、基本方法和基本实验技能。 2. 具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力， 以及将所学知识用于本专业的能力。
七、考查方法
1. 会看：读图，定性分析 2. 会算：定量计算
三、电子信息系统的组成
传感器 接收器 隔离、滤 波、放大 运算、转 换、比较 功放 执行机构
信号的 提取
信号的 预处理
信号的 加工
信号的驱 动与执行
模拟电子电路
A/D转换
计算机或其 它数字系统
D/A转换
模拟电子系统 数字电子电路（系统） 模拟-数字混合电子电路
四、模拟电子技术课程特点
1、工程性
强调定性分析。 满足基本性能指标的前提下总有一定误差。
P
N
3. 空间电荷区产生内电场
空间电荷区正负离子之间电位差 UD —— 电位壁垒；ห้องสมุดไป่ตู้
—— 内电场；内电场阻止多子的扩散 —— 阻挡层。
4. 漂移运动 内电场有利于少 子运动—漂移。 少子的运动与多 子运动方向相反
内电场
P
阻挡层 空间电荷区
N
UD
5. 扩散与漂移的动态平衡 扩散运动使空间电荷区增大，扩散电流逐渐减小； 随着内电场的增强，漂移运动逐渐增加； 当扩散电流与漂移电流相等时，PN 结总的电流
+4
+4
+4
当温度 T = 0 K 时，半导 体不导电，如同绝缘体。
单晶体中的共价键结构
若 T ，由于本征激发，
将有少数价电子克服共价 键的束缚成为自由电子， 在原来的共价键中留下一 个空位——空穴
+4 空穴 +4
T
+4
+4 自由电子
自由电子和空穴使本征半导 体具有导电能力：很微弱
+4
+4
+4
二、模拟信号与模拟电路
1. 电子电路中信号的分类
数字信号：离散性
―1‖的电 压当量
―1‖的倍数
介于K与K+1之 间时需根据阈值 确定为K或K+1
任何瞬间的任何 值均是有意义的
模拟信号：连续性。大多数物理量为模拟信号。
2. 模拟电路
模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。
最基本的处理是放大，有功能和性能各异的放大电路。 其它模拟电路多以放大电路为基础。
因而信号是消息的表现形式。
信息需要借助于某些物理量（如声、光、电）
的变化来表示和传递。
2）. 电信号 由于非电的物理量很容易转换成电信号，而且
电信号又容易传送和控制，因此电信号成为应用
最为广泛的信号。 电信号是指随时间而变化的电压u或电流i ，记 作u=f(t) 或i=f(t) 。
五、如何学习这门课程
1. 掌握：
重基础！
基本概念：概念是不变的,应用是灵活的: ―万变不离其宗”
基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种多样的 基本方法：不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法，
因而有不同的分析方法。 2. 辩证、全面地分析问题
根据需求，最适用的电路才是最好的电路。 研究利弊关系，通常“有一利必有一弊”。
同步课程：数字电子技术（数字电路与逻辑设计） 后续课程： 微机原理（计算机类课程）、高频电路 （电子类课程）等
第一章
半导体器件
1.1 半导体基础知识 1.2 半导体二极管
1.3 1.4 晶体(双极型)三极管(BJT) 场效应管
1.1
半导体基础知识
1. 导体：电阻率 < 10-4 · cm 的物质。如铜、 银、铝等金属材料。
值得纪念的几位科学家
第一只晶体管的发明者 （by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab） 他们在1947年11月底发明了晶 体管，并在12月16日正式宣布“晶 体管”诞生。1956年获诺贝尔物理 学奖。巴因所做的超导研究于1972 年第二次获得诺贝尔物理学奖。 第一个集成电路及其发明者 （ Jack Kilby from TI ） 1958年9月12日，在德州仪器公司 的实验室里，实现了把电子器件集成 在一块半导体材料上的构想。42年以 后， 2000年获诺贝尔物理学奖。 “为现代信息技术奠定了基础”。
电子电路的定量分析称为“估算”。
近似分析：抓主要矛盾和矛盾的主要方面。
电子电路归根结底是电路。
建模后，可用电路的基本理论分析模拟电路。
2. 实践性
实用的模拟电子电路几乎都需要进行调试
才能达到预期的目标，因而要掌握以下方法：
常用电子仪器的使用方法
电子电路的测试方法 故障的判断与排除方法
电子技术的发展很大程度上反映在元器件 的发展上。从电子管→半导体管→集成电路
1904年 电子管问世
1947年 晶体管诞生
1958年集成电 路研制成功
第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年一片集成电路
中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按10倍/6年 的速度增长，到2020年或达到饱和。
9
功率放大电路
10
直流电源
信号
信号及其表示
信号：信息的载体 声音、图像、亮度、温度等等物理信息，都可 以用信号波形来表示。
电子系统处理的是电信号，由相应的物理量通 过传感器转换而得到。
T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5
1.
0
10
20
30
40
50
60
70
80 t/s
温度波动曲线
1）. 信号：是反映消息的物理量
在一块半导体的一侧掺杂成为 P 型半导体，另一侧 掺杂成为 N 型半导体，两个区域的交界处就形成了一个 特殊的薄层，称为 PN 结。
P
PN结
N
PN 结的形成
一、PN 结中载流子的运动
1. 扩散运动
P N
电子和空穴浓度 差形成多数载流 子的扩散运动。
2. 扩散运动 形成空间电荷区 PN 结，耗尽层
耗尽层 空间电荷区
v(t ) Vm sin( 0 t )
Vm
频域
时域
O t
-Vm
O
T
2
0
0 2f
B. 周期信号
周期信号
离散频谱函数
通过将信号展开为傅里叶级数求出周期信号的频谱函数（傅里叶系数）。
T=
时域
Vs Vs 2Vs
0
0
考查分析问题的能力
3. 会选：电路形式、器件、参数 考查解决问题的能力－－设计能力
4. 会调：仪器选用、测试方法、故障诊断
考查解决问题的能力－－实践能力
1
常用半导体器件
2
基本放大电路
3
多级放大电路
4
集成运算放大电路
5
放大电路的频率响应
6
放大电路中的反馈
7
信号的运算与处理
8
波形的发生和信号的转换
+4
+4
空穴可看成带正电的载流子
本征半导体中的 自由电子和空穴
本征半导体的特性概括：
1. 半导体中两种载流子
带负电的自由电子
带正电的空穴
2. 本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现， 称为 电子 - 空穴对。 3. 本征半导体中自由电子和空穴的浓度用 ni 和 pi 表示，显然 ni = pi 。 4. 自由电子和空穴不断产生、不断复合。在一定T下, 产生与复合运动会达到平衡，载流子的浓度就一定了 5. 载流子的浓度与T密切相关，它随着T的升高，按 指数规律增加。
2Vs O
2 T
2Vs
频域
Vs O t
VS 2VS 1 1 v( t ) (sin 0 t sin 3 0 t sin5 0 t ) 2 3 5
2VS 2VS VS ——基波分量、 其中： ——直流分量、 ——三次谐波分量、 … 3 2
二、 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如 硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。
+4 +4
空穴 +4 +4 +3 受主 原子 +4
+4
3 价杂质原子称为 受主原子。
+4
+4
+4
空穴浓度大于电子浓度， 即 p >> n。空穴为多数 载流子，电子为少数载 流子。
P 型半导体的晶体结构
电子技术分类
1. 模拟电路与数字电路 2. 小信号电路与大信号电路
3. 低频电路与高频电路
4. 集中参数电路与分布参数电路
电子技术发展
1. 2. 3. 4.
材料与器件 理论与分析方法 设计思想与实现方法 应用领域
电子技术课程体系
模拟电子技术和数字电子技术是电子信息类各 专业的重要的技术基础课程
2. 绝缘体：电阻率 > 109 · cm 物质。如橡胶、 塑料等。 3. 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物 质。半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗(Ge)。
半导体导电性能是由其原子结构决定的。
价电子
硅原子结构
最外层电子称价电子
锗原子也是 4 价元素
(a)硅的原子结构图
+4
4 价元素的原子用带有+4电荷的 正离子和周围 4个价电子表示
六、课程的目的
本课程通过对常用电子元器件、电路及系统的分析和
设计的学习，获得模拟电子技术方面的基础知识、基础理
论和基本技能。 1. 掌握基本概念、基本电路、基本方法和基本实验技能。 2. 具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力， 以及将所学知识用于本专业的能力。
七、考查方法
1. 会看：读图，定性分析 2. 会算：定量计算
三、电子信息系统的组成
传感器 接收器 隔离、滤 波、放大 运算、转 换、比较 功放 执行机构
信号的 提取
信号的 预处理
信号的 加工
信号的驱 动与执行
模拟电子电路
A/D转换
计算机或其 它数字系统
D/A转换
模拟电子系统 数字电子电路（系统） 模拟-数字混合电子电路
四、模拟电子技术课程特点
1、工程性
强调定性分析。 满足基本性能指标的前提下总有一定误差。
P
N
3. 空间电荷区产生内电场
空间电荷区正负离子之间电位差 UD —— 电位壁垒；ห้องสมุดไป่ตู้
—— 内电场；内电场阻止多子的扩散 —— 阻挡层。
4. 漂移运动 内电场有利于少 子运动—漂移。 少子的运动与多 子运动方向相反
内电场
P
阻挡层 空间电荷区
N
UD
5. 扩散与漂移的动态平衡 扩散运动使空间电荷区增大，扩散电流逐渐减小； 随着内电场的增强，漂移运动逐渐增加； 当扩散电流与漂移电流相等时，PN 结总的电流
+4
+4
+4
当温度 T = 0 K 时，半导 体不导电，如同绝缘体。
单晶体中的共价键结构
若 T ，由于本征激发，
将有少数价电子克服共价 键的束缚成为自由电子， 在原来的共价键中留下一 个空位——空穴
+4 空穴 +4
T
+4
+4 自由电子
自由电子和空穴使本征半导 体具有导电能力：很微弱
+4
+4
+4
二、模拟信号与模拟电路
1. 电子电路中信号的分类
数字信号：离散性
―1‖的电 压当量
―1‖的倍数
介于K与K+1之 间时需根据阈值 确定为K或K+1
任何瞬间的任何 值均是有意义的
模拟信号：连续性。大多数物理量为模拟信号。
2. 模拟电路
模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。
最基本的处理是放大，有功能和性能各异的放大电路。 其它模拟电路多以放大电路为基础。