线性电子线路
电子线路第四版线性部分-谢嘉奎-复习资料全
电子线路第四版线性部分-谢嘉奎-复习资料全申明：本复习资料仅作为考试参考，不代表百分百会考本资料上的容。
一、选择填空题1、本征半导体：纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。
2、本征激发是半导体中产生自由的电子空穴对的条件。
3、N型半导体：本征半导体中掺入少量五价元素构成。
4、P型半导体：本征半导体中掺入少量三价元素构成。
5、PN结的基本特性：单向导电性（即正向导通，反向截止）。
除了单向导电性外还有反向击穿特性、温度特性、电容特性。
6、PN结的伏安特性方程式：正偏时：反偏时：其中：热电压倍。
7、硅PN结：VD（on）=0.7V锗PN结：VD（on）=0.3V8、PN结的击穿特性：热击穿（二极管损坏，不可恢复），齐纳击穿（可恢复）。
9、PN结的电容特性：势垒电容、扩散电容。
10、三极管部结构特点：发射区掺杂浓度大；基区薄；集电结面积大。
11、三极管的工作状态及其外部工作条件：放大模式：发射结正偏，集电结反偏；饱和形式：发射结正偏，集电结正偏；≈26mV（室温）；温度每升高10℃，Is约增加一截止模式：发射结反偏，集电结反偏。
12、三极管工作在放大模式下：对NPN管各极电位间要求：Ve<Vb<Vc对PNP管各极电位间要求：Ve>Vb>Vc解：电压值都为正，可判断为NPN管；假设三极管工作在放大状态，根据电位间要求：Ve<Vb<Vc，可判断U1=10V 为C极电压，U2-U3=0.7V，可判断U2=3V为B极电压；U3=2.3V为E极电压；且UCE=10-2.3=7.7V>0.3V,由此可判断此三极管为NPN型三极管，且工作在放大状态，假设成立。
13、三极管静态工作点：IBQ、TCQ、VCEQ14、公式：15、三极管的三种组态：16、混合Π型小号电路模型：vB Er b ei BQiEvB EiBiEQ26(1)re(1)ICQrce三极管输出电阻，数值较大。
《电子线路》(非线性部分)教学大纲(师范)
《电子线路》（线性部分）教学大纲修订单位：物理与电子工程系电子技术教研室执笔人：郑耀添一、课程基本信息1．课程中文名称：电子线路（非线性部分）2．课程英文名称：Nonlinear Electronic Circuits3．课程类别：必修4．总学时：72学时（其中理论54学时，实验18学时）5．总学分：3二、本课程在教学计划中的地位本课程是电子信息、通信、电子科学与技术等专业继电路理论、电子线路(线性部分)之后必修的主要技术基础课。
其目的与任务是：通过本课程的学习，使学生掌握功放、振荡、频率变换等电路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和工程计算方法。
三、理论教学内容与教学基本要求第○章绪论（2学时）0-1 非线性电子线路的作用0-2 非线性器件的基本特点0-3 本课程的特点本章要求：了解非线性电子线路的作用、非线性器件的基本特点及本课程的特点第一章功率电子线路（10学时）1-1 功率电子线路概述（2学时）功率放大器，电源变换电路，功率器件1-2 功率放大器的电路组成和工作特性（2学时）共发射极功率放大器，甲类、乙类功率放大器的电路组成及其功率特性1-3 乙类推挽功率放大电路（2学时）乙类互补推挽功率放大电路，集成功率放大器1-4 功率合成技术（2学时）功率合成电路的作用，传输线变压器，用传输线变压器构成的魔T混合网络1-5 整流和稳压电路（2学时）整流电路，串联型稳压电路，开关型稳压电路本章要求：掌握功率放大器的电路组成、工作原理、性能特点，掌握功率合成的原理，掌握整流与稳压原理。
了解斩波器的概念。
第二章谐振功率放大器（10学时）2-1 谐振功率放大器的工作原理（2学时）丙类谐振功率放大器，丁类和戊类功率放大器，倍频器2-2 谐振功率放大器的性能特点（3学时）近似分析方法，欠压、临界和过压状态，四个电压量对性能影响的定性讨论2-3 谐振功率放大器电路（3学时）直流馈电电路，滤波匹配网络，谐振功率放大器电路2-4 高频功率放大器（2学时）高频功率管及其信号输入和输出阻抗，高频功率放大器设计举例本章要求：掌握谐振功率放大器的工作原理、性能特点，了解基本匹配网络的工程计算方法，、了解倍频的概念、了解高频功率放大器的特点。
电子线路(线性部分)试题及解答5
一、在括号内用“ ”或“×”表明下列说法是否正确。
（1）只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；（）（2）可以说任何放大电路都有功率放大作用；（）（3）放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的；（）（4）电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的；（）（5）放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作；（）（6）由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化；（）（7）只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。
（）解：（1）×（2）√（3）×（4）×（5）√（6）×（7）×二、试分析图T2.2所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图T2.2解：（a）不能。
因为输入信号被V B B短路。
（b）可能。
（c）不能。
因为输入信号作用于基极与地之间，不能驮载在静态电压之上，必然失真。
（d）不能。
晶体管将因发射结电压过大而损坏。
（e）不能。
因为输入信号被C2短路。
（f）不能。
因为输出信号被V C C短路，恒为零。
（g）可能。
（h）不合理。
因为G-S间电压将大于零。
（i）不能。
因为T截止。
三、在图T2.3所示电路中， 已知V C C ＝12V ，晶体管的β＝100，'b R ＝100k Ω。
填空：要求先填文字表达式后填得数。
（1）当iU ＝0V 时，测得U B E Q ＝0.7V ，若要基极电流I B Q ＝20μA ， 则'b R 和R W 之和R b＝ ≈ k Ω；而若测得U C E Q ＝6V ，则R c ＝ ≈ k Ω。
（2）若测得输入电压有效值i U =5mV 时，输出电压有效值'o U ＝0.6V ， 则电压放大倍数uA ＝ ≈ 。
若负载电阻R L 值与R C 相等 ，则带上负载图T2.3 后输出电压有效值o U ＝ ＝ V 。
线性电子线路
第 4 章 放大器基础
放大器旳构成原则：
▪ 直流偏置电路(即直流通路)要确保器件工作在放大 模式。
▪ 交流通路要确保信号能正常传播，即有输入信号 vi 时，应有 vo 输出。
▪ 元件参数旳选择要确保信号能不失真地放大，即电 路需提供合适旳 Q 点及足够旳放大倍数。
Ro
反应放大器性能旳主要指标有：
输入电阻 Ri 、 输出电阻 Ro、 增益 A。
第 4 章 放大器基础
4.2.1 输入电阻、输出电阻、增益
输入电阻
对输入信号源而言，放大器相当于它旳一种负载，
而这个等效负载电阻就是放大器输入电阻 Ri 。
ii
ii
RS +
+
vi
Ri
或
iS
vS
-
-
+
RS vi
Ri
-
定义
第 4 章 放大器基础
输出电阻 Ro 计算：
RS +
vS -
放
+
大
RL vo
RS
器
-
i
放
+
大
v
器
-
(放大器一般框图)
( Ro 旳定义)
▪ 令负载电阻 RL 开路，信号源为零。
▪ 在输出端外加电压 v，则产生电流 i。
定义
Ro
v i
Ro 反应放大器受负载电阻 RL 旳影响程度。
第 4 章 放大器基础
Ri
vi ii
上式中，Ri 表达本级电路对输入信号源旳影响程度。
第 4 章 放大器基础
线性电子线路(谢嘉奎)第四版第一章课件
ni pi AT e 2kT
3 2
Eg 0
ni pi AT e 2kT
式中，浓度单位为cm ， A——常量 （硅：3.88×1016 cm-3K-3/2，锗：1.76×1016cm-3K-3/2） T——热力学温度
-3
3 2
Eg 0
k——是玻尔兹曼常数（8.63×10-5 eV/K），
Eg0 ——T=0 K（即-273℃）时的禁带宽度，导带与价 带间的距离（硅为1.21 eV， 锗为0.785 eV） 该公式的核心是什么？ 载流子浓度是温度的函数
ni pi AT e 2kT
公式表明，本征半导体的载流子浓度和温度、材料有关。 将相关参数带入公式中，可以得到300K时硅的 ni=1.43×1010cm-3 (教材给出1.5×1010cm-3,不准确）。 由此可以看到，尽管本征半导体在室温情况下具有一 定的导电能力，但是，本征半导体中载流子的数目远小于 原子数目（硅：4.96×1022cm-3），因此本征半导体的导 电能力很低。 结论：室温下本征半导体的导电能力非常弱 说明：本征半导体的导电能力随温度升高，增加很快 硅，500K时：ni=3.53×1014cm-3， 600K时 ： ni=4.81×1015cm-3
3.本征激发和复合 因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现 的，称为电子-空穴对。 游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合
本征激发
+4 +4 +4
+4
+4 +4
+4 +4 +4
复合
本征激发数目越多，复合量 越大，使得本征激发数目减 少；这又使得复合减少。 最终，在一定温度下达到动态平衡
电子线路第四版线性部分教学大纲
电子线路第四版线性部分教学大纲一、课程简介电子线路是现代电子技术中的基础课程之一，是掌握电子技术的必修课程。
本课程为电子线路第四版，主要围绕电路中的线性部分展开教学。
通过本课程的学习，学生将会掌握电路的基本理论和方法，包括电子元器件、线性电路基础、放大器、滤波器等知识点。
二、课程内容1.电子元器件•电子元器件的种类及其特点•半导体材料和二极管•三极管的基本原理及应用•MOS场效应管的基本原理及应用2.线性电路基础•电路基本理论及基本电路变换•节能器、电阻、电容、电感等电子元器件的应用•戴维南定理和环路定理在电路分析中的应用3.放大器•放大器的原理及分类•功率放大器的特点和应用•反馈的基本理论和应用4.滤波器•滤波器的基本原理及分类•有源RC滤波器和有源滤波器的应用•操作放大器和滤波器的结合三、教学目标通过本课程的学习，学生应该能够： - 深入了解电子元器件的种类及其特点，掌握半导体材料和二极管的原理及应用 - 熟悉三极管和MOS场效应管的基本原理及应用，并能在电路中灵活运用 - 掌握电路基本理论，重点掌握戴维南定理和环路定理在电路分析中的应用，能够运用节能器、电阻、电容、电感等电子元器件进行电路设计 - 熟悉放大器的原理及分类，了解功率放大器的特点和应用，了解反馈的基本理论和应用场景 - 掌握滤波器的基本原理及分类，熟悉有源RC滤波器和有源滤波器的应用场景，掌握操作放大器和滤波器的结合应用四、教学方法本课程采用理论教学与实践教学相结合的方式进行教学。
理论教学的主要内容包括： - 课前预习：让学生在课前对所要学习的知识点进行了解，为后续的理论讲解打下基础。
- 讲解理论：通过对电路基本理论、电子元器件、放大器、滤波器等内容进行详细的讲解，使学生逐步掌握这些知识点的核心要点。
- 练习：通过课堂练习、作业等方式，巩固学生的理论基础，同时培养学生的分析和解决问题的能力。
实践教学的主要内容包括：- 实验：通过设计与实验相结合的方式，让学生亲手操作电路，加深对理论知识的理解和掌握。
模电-电子线路线性部分第五版-主编-冯军-谢嘉奎第五章课件
第 5 章 放大器中的负反馈
判断反馈极性 — 采用瞬时极性法
用正负号表示电路中各点电压的瞬时极性，或用箭头表示
各节点电流瞬时流向的方法称瞬时极性法。
xi
xi A
xo
xf
kf
▪设 vi 瞬时极性为
经 A 判断 vo
？ ？
经
kf
判断
xf
？ ？
▪比较 xf 与 xi 的极性 ( xi = xi - xf )
5.2.3 改变输入、输出电阻
输入电阻
ii
▪ 串联反馈 基放输入电阻 Ri vi / ii 环路增益 T vf / vi Akf
++
Rs
v-i Ri A
vs+ -
vi
+
-
vf -
kf
xo
反馈电路输入电阻：
Rif
vi ii
vi vf ii
vi viAkf ii
vi ii
(1
Akf
)
Ri F
由图
i (v Ast xs ) / Ro xs xf kf v
xf
放 - Ast xs
得
Rof
v i
Ro 1 Astkf
Ro Fst
反馈 网络
RL v+- o
i + v -
结论 引入电压反馈，反馈越深，输出电阻越小，vo 越稳定。
第 5 章 放大器中的负反馈
▪ 电流反馈
Ro ：考虑反馈网络负 载效应后，基放输出电阻。
5.2.2 减小增益灵敏度(或提高增益稳定性)
定义
SA Af
Af / Af A/ A
A Af
Af A
《线性电子线路》PPT课件
第 4 章 放大器基础
▪ VIO 和 IIO 的温漂
若环境温度、电源电压等外界因素变化：
三极管参数变化 其中温度变化引起的温漂最大。
VIO 和 IIO 变化。
可以证明：
VIO T
VIO
IIO T
IIO
注意：调零电路可以克服失调，但不能消除温漂。
▪ MOS 差放的失调
差模信号、抑制共模信号的能力。
第 4 章 放大器基础
差放性能指标归纳总结
▪ Rid 与电路输入、输出方式无关。
Rid 2Ri1 2rbe
▪ Rod 仅与电路输出方式有关。
双端输出 Rod 2Ro1 2RC ， 单端输出 Rod1 Ro1 RC
▪ Avd 仅与电路输出方式有关。
双端输出
Avd
✓共模输入电阻
RicLeabharlann vic iivic1 ii
Ri1
T1
+
+
vic1= vi
c-
2REE
RC
voc
1-
rbe 2REE (1 )
✓共模输出电阻 无意义
半电路共模交流通路
✓共模电压增益
Avd
voc vic
voc1 voc2 vic
0
✓电路特点 双端输出电路利用对称性抑制共模信号。
✓利用对称性抑制共模信号(温漂)原理：
o解。：(1)分析 Q 点
IEE (VBE(on) VEE ) / REE 0.5 mA ICQ1 ICQ2 IEE / 2 0.25 mA
(2)分析 Avd2 、Avc2
VCC (12 V)
RC
10 k
vo
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温度每升高 10 C ，ICBO 增大一倍，即
T2 T1
ICBO(T2 ) ICBO(T1 ) 2 10
线性电子线路
第 2 章 晶体三极管
2.2 晶体三极管的其他工作模式
IE ICn ICBO
ICEO ICn ICBO ICBO ICBO (1 )ICBO
线性电子线路
第 2 章 晶体三极管
2.1.3 放大模式下三极管的模型
➢ 数学模型(指数模型)
三极管的正向受控作用，服从指数函数关系式：
VBE
VBE
IC IE IEBS(e VT 1) ISe VT
IE
IE
IE
直流电流传输方程： IC IE ICBO
➢ 共发射极直流电流传输方程
IC IE ICBO
IE E
B
IB B
IC C
T
B
IC C
T
IE IB IC
E
E
直流电流传输方程： IC IB ICEO
其中： 1
ICEO (1 )ICBO
线性电子线路
第 2 章 晶体三极管
第 2 章 晶体三极管
发射结正偏：保证发射区向基区发射多子。 ▪ 发射区掺杂浓度 >> 基区掺杂浓度 ：减少基区向发射 区发射的多子，提高发射效率。
基区的作用：将发射到基区的多子，自发射结传输 到集电结边界。
▪ 基区很薄：可减少多子传输过程中在基区的复合机 会，保证绝大部分载流子扩散到集电结边界。
式中
IS IEBS
IS 指发射结反向饱和电流 IEBS 转化到集电极上的电流 值，它不同于二极管的反向饱和电流 IS。
线性电子线路
第 2 章 晶体三极管
➢ 放大模式直流简化电路模型
共发射极
电路模型
IB
B
E
IC
IB
CB
+
T
VBE
E E-
பைடு நூலகம்
IC
C
+
IB VCE -E
直流简化电路模型
IB
B
+
VBE(on)
c (c)
SiO2 绝缘层
集电结 基区
➢ 三极管三种工作模式
•放大模式： 发射结正偏，集电结反偏。 正向受控作用：
集电极电流和发射极电流只受正偏发射结电压控制； 几乎不受反偏集电结电压控制。
•饱和模式： 发射结正偏，集电结正偏。
•截止模式： 发射结反偏，集电结反偏。 受控开关特性： 开关电路基础
注意：三极管具有正向受控作用，除了满足内部结构特 点外，还必须满足放大模式的外部工作条件。
线性电子线路
第 2 章 晶体三极管
➢ ICEO 的物理含义：
C
ICEO 指基极开路时，集电
N
ICBO ICn
极直通到发射极的电流。
B
IB= 0
P
因为 所以
IB = 0
N+
IEp+ (IEn ICn) = IE ICn = ICBO
IEP IEn E
ICEO
+ _ VCE
即
因此
ICn ICn
集电结反偏且集电结面积大：保证扩散到集电结边界 的载流子全部漂移到集电区，形成受控的集电极电流。
线性电子线路
第 2 章 晶体三极管
➢ 三极管特性——具有正向受控作用
即三极管输出的集电极电流 IC ，主要受正向发射结 电压 VBE 的控制，而与反向集电结电压 VCE 近似无关。 注意：NPN 型管与 PNP 型管工作原理相似，但由于它们
第 2 章 晶体三极管
概述 2.1 放大模式下晶体三极管的工作原理 2.2 晶体三极管的其他工作模式 2.3 埃伯尔斯— 2.4 晶体三极管伏安特性曲线 2.5 晶体三极管小信号电路模型 2.6 晶体三极管电路分析方法 2.7 晶体三极管线性的电子应线路用原理
第 2 章 晶体三极管
概述
➢ 三极管结构及电路符号
IC C
T
IB B
IE E
T
B
BE
EC
C
(共基极)
(共发射极)
(共集电极)
放大电路的组态是针对交流信号而言的。
观察输入信号作用在哪个电极上，输出信号从哪个电 极取出，此外的另一个电极即为组态形式。
线性电子线路
第 2 章 晶体三极管
➢ 共基极直流电流传输方程
直流电流传输系数：
ICn IC ICBO IC
线性电子线路
第 2 章 晶体三极管
2.1 放大模式下三极管工作原理
2.1.1 内部载流子传输过程
N+
P
IE= IEn+ IEp
N
IC= ICn+ ICBO
IE
IEn
IEp
ICn
IC
ICBO
IBB
IB
R1
-+
V1
-+
V2
R2
IB = IEp + IBB - ICBO = IEp+ (IEn- ICn) -ICBO = IE - IC 线性电子线路
形成电流的载流子性质不同，结果导致各极电流 方向相反，加在各极上的电压极性相反。
IE
N+ P N
IC IE
P+ N P
IC
IB - +- + V1 V2
线性电子线路
IB + -+ V1 V2
第 2 章 晶体三极管
2.1.2 电流传输方程
➢ 三极管的三种连接方式——三种组态
IE E
IC C
T
IB B
发射极 E
N+ P N 集电极 C E
发射结
基极 B 集电结
发射极 E
P + N P 集电极 C E
基极 B
线性电子线路
C B
C B
第 2 章 晶体三极管
➢ 三极管内部结构特点
1)发射区高掺杂（相对于基区）。
2)基区很薄。
3)集电结面积大。
发射区 e
b
发射结 集电区
线性电子线路
N＋
P
N型外延 N＋衬底
➢ 的物理含义：
ICn / IE 1 1 ICn / IE
IB B
IC C
T
ICn ICn
E
E
IE ICn IBB
表示，受发射结电压控制的复合电流 IBB ，对集电极
正向受控电流 ICn 的控制能力。
若忽略 ICBO，则：
ICn IC
IE ICn IB
可见， 为共发射极电流放大系数。
-
E
IC
C
+ IB VCE
-E
VBE(on) 为发射结导通电压，工程上一般取：
硅管 VBE(on)= 0.7 V
锗管 VBE(on)= 0.25 V
线性电子线路
第 2 章 晶体三极管
❖ 三极管参数的温度特性
温度每升高 1C，/ 增大 0.5% 1%，即 (0.005 ~ 0.01) / C T
2.2.1 饱和模式(E 结正偏，C 结正偏)
IE = IF - RIR
N+
P
IE
IF
RIR
N
FIF
IR
IC = FIF - IR IC
R1
-+
V1
+-
V2
R2
结论：三极管失去正向受控作用。
线性电子线路
第 2 章 晶体三极管
➢ 饱和模式直流简化电路模型