模拟电路的课件第三章-1
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《模拟集成电路基础》PPT课件
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20
P
N
V
PN结的接触电位
(二)PN结的接触电位：
(1).内电场的建立，使PN结 中产生电位差。从而形成接 触电位V(又称为位垒)。
(2).接触电位 V决定于材 料及掺杂浓度：
硅： V=0.7 锗： V=0.2 (3).其电位差用 表示
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21
（三）PN结的单向导电性
U
I
P
N
扩散
Q(V-U)
1.PN结加正向电压时：
第四节 二极管的应用
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8
第一节 半导体基础知识
一1.、什半么导是体导的体特、性绝：缘体导、电半导率量导电1级0体率-2，2：为-如110：0-154s金.sc.、mc-m1-1
(1).导体：导电性能良好导量的电级物率，质为银如。1、：0-铜橡9-、胶10铝、2 s。云.c母m-、1 (2).绝缘体：几乎不导电量砷塑的级化料物，镓等质如等。。：。硅、锗、 (3).半导体：导电能力介于导体和半导体之间。
生载流子的扩散运用动下的定结向果移产动生称空
间电荷区耗尽层为（漂多移子运运动动）。
空穴 P
(2).空间电荷区产生建立了内电场 产生载流子定向运动（漂移运动）
N
•当扩散运动↑内电场↑漂移运
动↑扩散运动↓动态平衡。
(3).扩散运动产生扩散电流；漂移运动 产生漂移电流。
•动态平衡时：扩散电流=漂移电流。 PN结内总电流=0。 PN结的宽度一定 。
1.电子空穴对： 电子和空穴是成对产生的.
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12
两种载流子——电子和空穴
外电场E 的方向
电子流
2.自由电子——载流子：
自由电子
• 在外电场作用下形成电子流（在 导带内运动），
模拟电路讲课+说课
发射结和集电结
均加反偏。
重点讨论BJT的放大模式，以NPN型为例，讨论结果对PNP型 同样适用，只是所需电压极性相反，产生的电流方向相反。
（2）内部条件：
①发射结为不对称结：e区掺杂浓度远大于b区；
②基区宽度很小；
③集电结面积大于发射结面积（约3~5倍）。
目的： 使E区多子自由电子通过发射结注入、基区扩散（复合）和集电区 收集（通过C结漂移）三个环节将IEN 转化为ICN ，大小仅受E结电压控 制。
许猛华电信1302教学对象主导教材高等教育出版社出版康华光主编电子技术基础模拟部分辅助教材电子线路线性部分第四版高教出版社模拟电子技术基础教学章节第三章三极管及其放大电路放大电路的频率响应二教学对象电气信息类专业大学二年级学生教法教什么直观教学法模像直观三极管实物三教法学法学法学什么实践与理论相结合四教学过程课后学生学习的反馈学生的课堂反应备课
BJT是由两个PN结背对背排列组成的。
实物图像
半导体三极管的型号
3DG110B
用字母表示同一型号中的不同规格 用数字表示同种器件型号的序号
用字母表示器件的种类
用字母表示材料
第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管 第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管
ENIM
（ 2） 共射极
（3共集电极
四、BJT的主要参数
(1)
(2)
(3)
电流 放大系数
极间 反向电流
极限参数
成功需要有一颗探索科学的心
THANK YOU
一、BJT内部的载流子传输过程
1. 因为发射结正偏，所以发射区 向基区注入电子 ，形成了扩散电 流IEN 。同时从基区向发射区也有 空穴的扩散运动，形成的电流为 IEP。但其数量小，可忽略。 所以 发射极电流I E ≈ I EN 。 2. 发射区的电子注入基区后，变成 了少数载流子。少部分遇到的空 穴复合掉，形成 IBN 。所以基极电 流I B ≈ I BN 。大部分到达了集电区 的边缘。
均加反偏。
重点讨论BJT的放大模式，以NPN型为例，讨论结果对PNP型 同样适用，只是所需电压极性相反，产生的电流方向相反。
（2）内部条件：
①发射结为不对称结：e区掺杂浓度远大于b区；
②基区宽度很小；
③集电结面积大于发射结面积（约3~5倍）。
目的： 使E区多子自由电子通过发射结注入、基区扩散（复合）和集电区 收集（通过C结漂移）三个环节将IEN 转化为ICN ，大小仅受E结电压控 制。
许猛华电信1302教学对象主导教材高等教育出版社出版康华光主编电子技术基础模拟部分辅助教材电子线路线性部分第四版高教出版社模拟电子技术基础教学章节第三章三极管及其放大电路放大电路的频率响应二教学对象电气信息类专业大学二年级学生教法教什么直观教学法模像直观三极管实物三教法学法学法学什么实践与理论相结合四教学过程课后学生学习的反馈学生的课堂反应备课
BJT是由两个PN结背对背排列组成的。
实物图像
半导体三极管的型号
3DG110B
用字母表示同一型号中的不同规格 用数字表示同种器件型号的序号
用字母表示器件的种类
用字母表示材料
第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管 第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管
ENIM
（ 2） 共射极
（3共集电极
四、BJT的主要参数
(1)
(2)
(3)
电流 放大系数
极间 反向电流
极限参数
成功需要有一颗探索科学的心
THANK YOU
一、BJT内部的载流子传输过程
1. 因为发射结正偏，所以发射区 向基区注入电子 ，形成了扩散电 流IEN 。同时从基区向发射区也有 空穴的扩散运动，形成的电流为 IEP。但其数量小，可忽略。 所以 发射极电流I E ≈ I EN 。 2. 发射区的电子注入基区后，变成 了少数载流子。少部分遇到的空 穴复合掉，形成 IBN 。所以基极电 流I B ≈ I BN 。大部分到达了集电区 的边缘。
《模拟电路版图》PPT课件
❖ 在整个的设计流程中，都要不断沟通，以保 证所设计的版图不仅功能正确，且性能最优。
❖ 四、完成进度不同
❖ 在数字电路设计中，芯片的绝大部分电路往 往在开始版图工作时，就已经完成。而模拟 电路则不同，电路设计和版图设计可能会同 时进行。
❖ 五、创新要求不同
❖ 与数字电路不同，模拟电路的版图设计重复 性不多，创新很重要。
❖ 并联布线：将上下层金属线重叠起来，形成 叠层结构，实际上是几层金属线的并联，相 当于加宽了导线。
❖ 在高频电路中，寄生电感不可忽略。
❖ 利用寄生参数 ❖ 不能依赖寄生参数作为电路的一个成分，因
为无法很好的控制它们，通常的误差可以是 正负50%。 ❖ 但是在不关心电路参数的大小，例如只想要 一个大电容，可以利用寄生参数来满足。
❖ 一、CMOS晶体管 ❖ 由阱至衬底的电容 ❖ 由栅极至阱的电容 ❖ 这些寄生参数会使得电路的工作速度变慢。
❖ 一种技术：减少多晶硅的串联电阻。可以通 过将多晶硅分成多个“指形”的结构，然后 用导线将它们并联起来以降低电阻。
❖ 通过分成多个器件以及源漏共享可以大大减 小CMOS晶体管上的寄生参数。
❖ 匹配规则之八：用虚设器件围起来。
❖ 将器件围绕一个公共的中心点放置，称为共 心布置。甚至把器件在一条直线上对称放置 也可以看做是共心技术。
❖ 共心技术对减少在集成电路中存在的热或工 艺的线性梯度影响非常有效。
❖ 一、四方交叉
❖ 把一个器件分为两半，然后把他们成对角线 放置。这种特殊的工薪技术称为四方交叉。
❖ 一、规模不同
❖ 二、主要目标不同
❖ 数字电路的目标：优化芯片的尺寸和提高集 成度
❖ 模拟电路的目标：优化电路的性能、匹配程 度、速度和各种功能方面的问题。
❖ 四、完成进度不同
❖ 在数字电路设计中，芯片的绝大部分电路往 往在开始版图工作时，就已经完成。而模拟 电路则不同，电路设计和版图设计可能会同 时进行。
❖ 五、创新要求不同
❖ 与数字电路不同，模拟电路的版图设计重复 性不多，创新很重要。
❖ 并联布线：将上下层金属线重叠起来，形成 叠层结构，实际上是几层金属线的并联，相 当于加宽了导线。
❖ 在高频电路中，寄生电感不可忽略。
❖ 利用寄生参数 ❖ 不能依赖寄生参数作为电路的一个成分，因
为无法很好的控制它们，通常的误差可以是 正负50%。 ❖ 但是在不关心电路参数的大小，例如只想要 一个大电容，可以利用寄生参数来满足。
❖ 一、CMOS晶体管 ❖ 由阱至衬底的电容 ❖ 由栅极至阱的电容 ❖ 这些寄生参数会使得电路的工作速度变慢。
❖ 一种技术：减少多晶硅的串联电阻。可以通 过将多晶硅分成多个“指形”的结构，然后 用导线将它们并联起来以降低电阻。
❖ 通过分成多个器件以及源漏共享可以大大减 小CMOS晶体管上的寄生参数。
❖ 匹配规则之八：用虚设器件围起来。
❖ 将器件围绕一个公共的中心点放置，称为共 心布置。甚至把器件在一条直线上对称放置 也可以看做是共心技术。
❖ 共心技术对减少在集成电路中存在的热或工 艺的线性梯度影响非常有效。
❖ 一、四方交叉
❖ 把一个器件分为两半，然后把他们成对角线 放置。这种特殊的工薪技术称为四方交叉。
❖ 一、规模不同
❖ 二、主要目标不同
❖ 数字电路的目标：优化芯片的尺寸和提高集 成度
❖ 模拟电路的目标：优化电路的性能、匹配程 度、速度和各种功能方面的问题。
模拟电子技术基础习题ppt课件
17. 当静态工作点设置偏高时，会引起___饱和___失真，单 级共射放大电路输出电压波形的____底部__半周产生削波， 需将基极上偏置电阻的值调____大____。
18. 造成放大电路静态工作点不稳定的因素很多，其中影响 最大的是____温度升高____。
19. 三种基本组态的放大电路中，与相位相反的是___共射 ___电路，与相位相同的是____共集和共基_____电路。
9. 理想二极管正向电阻为__零__，反向电阻为__无穷大___， 这两种状态相当于一个___理想的开关___。
10. 稳压管工作在伏安特性的__反向特性区___，在该区内 的反向电流有较大变化，但它两端的电压__几乎不变__。
11. 当温度升高时，二极管的正向特性曲线将__左移___， 反向特性曲线将__下移__。
质。 2. 利用半导体的__杂敏__特性，制成杂质半导体；利用半导
体的__光敏__特性，制成光敏电阻；利用半导体的_热敏__ 特性，制成热敏电阻。 3. PN结加正向电压时_导通__，加反向电压时_截止_，这种特 性称为PN结_单向导电性_特性。 4. PN结正向偏置时P区的电位_高于_N区电位。 5. 二极管正向导通的最小电压称为_正向电压_电压，使二极 管反向电流急剧增大所对应的电压称为__反向击穿电压__ 电压。
10. 晶体管放大电路中，三个电极的电位分别
为 V1 4V ，V2 1.2V ，V3 1.5V，试判断晶体管的类型是 ___PNP_____，材料是____锗___。
11. 温度升高时，晶体管的电流放大系数将___增加___，穿 透电流将___增加___，发射极电压将___减小____。
12 温度升高时，晶体管的共射输入特性曲线将____左___移， 输出特性曲线将___上____移，而且输出特性曲线的间隔 将变____大___。
18. 造成放大电路静态工作点不稳定的因素很多，其中影响 最大的是____温度升高____。
19. 三种基本组态的放大电路中，与相位相反的是___共射 ___电路，与相位相同的是____共集和共基_____电路。
9. 理想二极管正向电阻为__零__，反向电阻为__无穷大___， 这两种状态相当于一个___理想的开关___。
10. 稳压管工作在伏安特性的__反向特性区___，在该区内 的反向电流有较大变化，但它两端的电压__几乎不变__。
11. 当温度升高时，二极管的正向特性曲线将__左移___， 反向特性曲线将__下移__。
质。 2. 利用半导体的__杂敏__特性，制成杂质半导体；利用半导
体的__光敏__特性，制成光敏电阻；利用半导体的_热敏__ 特性，制成热敏电阻。 3. PN结加正向电压时_导通__，加反向电压时_截止_，这种特 性称为PN结_单向导电性_特性。 4. PN结正向偏置时P区的电位_高于_N区电位。 5. 二极管正向导通的最小电压称为_正向电压_电压，使二极 管反向电流急剧增大所对应的电压称为__反向击穿电压__ 电压。
10. 晶体管放大电路中，三个电极的电位分别
为 V1 4V ，V2 1.2V ，V3 1.5V，试判断晶体管的类型是 ___PNP_____，材料是____锗___。
11. 温度升高时，晶体管的电流放大系数将___增加___，穿 透电流将___增加___，发射极电压将___减小____。
12 温度升高时，晶体管的共射输入特性曲线将____左___移， 输出特性曲线将___上____移，而且输出特性曲线的间隔 将变____大___。
第三章 可靠性预计和分配01ppt课件
§3—2可靠性预测（预计）
一、可靠性预测的含义和作用 1.可靠性预测的含义 可靠性预测是指在设计阶段（当产品还只 是图纸时）定量地估计未来产品的可靠性的一 种方法。 2.可靠性预测的作用 （1）发现可靠性薄弱环节，对设计方案提 出改进意见，以保障产品质量。 （2）为用一般元器件和一般设计代替昂贵元 器件和特殊可靠性设计提供依据，以节约费用 加快进度，降低成本。
二、系统可靠性指标的论证方法 1.以各组成部分的可靠性指标来确定系统可 靠性指标，有时（如做方案比较时）可不确定 各方案系统的可靠性指标，只做各组成部分可 靠性的比较。 2. 根据以往统计的同类产品实际达到的可 靠性指标，只做宏观分析。 人所周知，产品，特别是一般可靠性不太 好的电子产品大多是由很多元器件组成的，故 知元器件是组成产品的最小、最基本的单元。 元器件的失效率直接影响所组成产品的可靠性 ，故应了解元器件的失效率情况。
2. 元器件失效率的预计 根据国标和国军标和应用有关手册进行预计。 (1) 我国民品手册《电子设备可靠性预计 册》；
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(2) 我国军品手册
《电子设备可靠性预计
手册》－GJB299 ；
(3) 美国军品用手册
MIL－HDBK－217。
产品的可靠性高低并不取决于论证，而决 定于其本身。 若想提高产品本身的固有可靠性，则 应在产品设计阶段对它进行可靠性的预测 和分配， 下面分别讨论预测和分配这两个问题。
4
§3—1系统可靠性指标的论证
一、常用可靠性指标
1.电子元器件、电子线路、电子设备(电子产 品)：常用 ( t ) 失效率 。
2. 一般系统 ： (1) 不可修产品：常用可靠度 R ( t ) 或平均寿 命MTTF（失效前的平均工 作时间）。 (2)可修产品：常用可用性 A ( t ) 或平均无 故障工作时间MTBF（故障 间隔平均时间）。
模拟电路基础ppt课件可编辑全文
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1.4.3 三极管的工作状态
1. 放大状态 在上面一部分中分析了三极管的放大原理。为了使三极管有放大能力，在输入回路加基极直流电源VBB，在输出回路加集电极直流电源VCC，且VCC大于VBB，使发射结正向偏置、集电结反向偏置。此时称三极管处于放大状态，条件是发射结正向偏置、集电结反向偏置。 2. 饱和状态 如果输出回路的集电极直流电源VCC小于输入回路的基极直流电源VBB，则发射结和集电结都是正向偏置。由于发射结和集电结都是正向偏置，在开始发射结和集电结上的势垒都变窄，使发射区和集电区的自由电子同时涌入基区，但是由于基区面积很小，且掺杂浓度很低，涌入到基区的电子中只有极少部分与空穴复合，形成基极电流IB，绝大部分扩散到基区的电子堆积在发射结和集电结附近，使发射结和集电结上的势垒加宽，阻止了发射区和集电区的自由电子进一步扩散到基区，由此可见，此时三极管没有放大能力。 此种状态称三极管处于饱和状态，条件是发射结和集电结都是正向偏置。 3. 截止状态 如果在输入回路的基极直流电源VBB小于发射结的开启电压，则发射结处于零偏置或反偏置。由于外加电压没有达到发射结的开启电压，使发射区的自由电子不能越过发射结达到基区，不能形成电流，从而发射极、集电极和基极的电流都很小，也就谈不上放大了。此时称三极管处于截止状态，条件是发射结零偏置或反偏置、集电结反向偏置。
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1.3.3 二极管的等效电阻
直流等效电阻也称静态等效电阻。如图1-9所示，在二极管的两端加直流电压UQ、产生直流电流IQ，此时直流等效电阻RD定义为 交流等效电阻表示，在二极管直流工作点确定后，交流小信号作用于二极管所产生的交流电流与交流电压的关系。在直流工作点Q一定，在二极管加有交流电压u，产生交流电流i，交流等效电阻r定义为
*
例1-1 图10(a)是由理想二极管D组成的电路，理想二极管是指二极管的导通电压U为0、反向击穿电压U为，设电路的输入电压u如图10(b)所示，试画出输出uo的波形 解：由二极管的单向导电特性，输入信号正半周时二极管导通，负半周截止，故输出uo的波形如右图所示。
1.4.3 三极管的工作状态
1. 放大状态 在上面一部分中分析了三极管的放大原理。为了使三极管有放大能力，在输入回路加基极直流电源VBB，在输出回路加集电极直流电源VCC，且VCC大于VBB，使发射结正向偏置、集电结反向偏置。此时称三极管处于放大状态，条件是发射结正向偏置、集电结反向偏置。 2. 饱和状态 如果输出回路的集电极直流电源VCC小于输入回路的基极直流电源VBB，则发射结和集电结都是正向偏置。由于发射结和集电结都是正向偏置，在开始发射结和集电结上的势垒都变窄，使发射区和集电区的自由电子同时涌入基区，但是由于基区面积很小，且掺杂浓度很低，涌入到基区的电子中只有极少部分与空穴复合，形成基极电流IB，绝大部分扩散到基区的电子堆积在发射结和集电结附近，使发射结和集电结上的势垒加宽，阻止了发射区和集电区的自由电子进一步扩散到基区，由此可见，此时三极管没有放大能力。 此种状态称三极管处于饱和状态，条件是发射结和集电结都是正向偏置。 3. 截止状态 如果在输入回路的基极直流电源VBB小于发射结的开启电压，则发射结处于零偏置或反偏置。由于外加电压没有达到发射结的开启电压，使发射区的自由电子不能越过发射结达到基区，不能形成电流，从而发射极、集电极和基极的电流都很小，也就谈不上放大了。此时称三极管处于截止状态，条件是发射结零偏置或反偏置、集电结反向偏置。
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1.3.3 二极管的等效电阻
直流等效电阻也称静态等效电阻。如图1-9所示，在二极管的两端加直流电压UQ、产生直流电流IQ，此时直流等效电阻RD定义为 交流等效电阻表示，在二极管直流工作点确定后，交流小信号作用于二极管所产生的交流电流与交流电压的关系。在直流工作点Q一定，在二极管加有交流电压u，产生交流电流i，交流等效电阻r定义为
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例1-1 图10(a)是由理想二极管D组成的电路，理想二极管是指二极管的导通电压U为0、反向击穿电压U为，设电路的输入电压u如图10(b)所示，试画出输出uo的波形 解：由二极管的单向导电特性，输入信号正半周时二极管导通，负半周截止，故输出uo的波形如右图所示。
数字模拟电路---第三章 逻辑门电路(1)
路。
简称门电路。
5V一、TTL 与非门图3-1 典型TTL 与非门电路3.2 TTL 集成门电路•数字集成电路中应用最广的为TTL 电路（Transister-Transister-Logic 的缩写）•由若干晶体三极管、二极管和电阻组成，TTL 集成电路有54/74系列 ①输出高电平UOH 和输出低电平UOL 。
•输出高电平U OH：至少有一个输入端接低电平时的输出电平。
•输出低电平U OL：输入全为高电平时的输出电平。
• 电压传输特性的截止区的输出电压UOH=3.6V，饱和区的输出电压UOL=0.3V。
一般产品规定U OH≥2.4V、U OL＜0.4V时即为合格。
二、TTL与非门的特性参数③开门电平U ON 和关门电平U OFF 。
开门电平U ON 是保证输出电平达到额定低电平(0.3V )时，所允许输入高电平的最低值，表示使与非门开通的最小输入电平。
通常U ON =1.4V ，一般产品规定U ON ≤1.8V 。
关门电平U OFF 是保证输出电平为额定高电平(2.7V 左右)时，允许输入低电平的最大值，表示与非门关断所允许的最大输入电平。
通常U OFF ≈1V ，一般产品要求U OFF ≥0.8V 。
5). 扇入系数Ni和扇出系数N O 是指与非门的输入端数目。
扇入系数Ni是指与非门输出端连接同类门的个数。
反扇出系数NO映了与非门的带负载能力。
6）输入短路电流I IS 。
当与非门的一个输入端接地而其余输入端悬空时，流过接地输入端的电流称为输入短路电流。
7）8）平均功耗P 指在空载条件下工作时所消耗的电功率。
三、TTL门电路的改进 74LS系列 性能比较好的门电路应该是工作速度既快，功耗又小的门电路。
因此，通常用功耗和传输延迟时间的乘积(简称功耗—延迟积或pd积)来评价门电路性能的优劣。
74LS系列又称低功耗肖特基系列。
74LS系列是功耗延迟积较小的系列(一般t pd＜5 ns，功耗仅有2 mW) 并得到广泛应用。
模拟电路第三章 多级放大电路
整理ppt
1. 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析
Ad
1(Rc∥RL)
2 Rbrbe
AcRbrb(R ec2 ∥ (1R L))Re
KCMRA Ad c Rb2 rb(R eb2(1rbe))Re
整理ppt
2. 单端输入双端输出
共模输入电压 差模输入电压 输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：
3.3.2 差分放大电路
一、电路的组成
零点 漂移
参数理想对称： Rb1= Rb2，Rc1= Rc2， Re1= Re2;T1、T2在任何温度下特性均相同。 uI1与uI2所加信号大小相等、极性相同——共模信号
整理ppt
二、长尾式差分放大电路
典型电路
信号特点？ uI1与uI2所加信号大小相等、极性相反——差模信号
在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点，以避免干扰； 或负载需要有“ 接地”点，以安全工作。
根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法： 双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、 单端输入单端输出。
整理ppt
三、差分放大电路的四种接法 1. 双端输入单端输出：Q点分析
由于输入回路没有变化，所以
共模放大倍数 Ac
uO c uIc
参数理想对称A时 c 0
Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号
如 T(℃)↑→IC1↑ IC2 ↑→UE↑→ IB1 ↓IB2 ↓→ IC1 ↓ IC2 ↓
Re负反馈作用抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。
整理ppt
3. 放大差模信号 差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即
uI1uI2uId/2
i B 1 i B2 i C 1 i C2 u C 1 u C2 u O 2 u C1
1. 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析
Ad
1(Rc∥RL)
2 Rbrbe
AcRbrb(R ec2 ∥ (1R L))Re
KCMRA Ad c Rb2 rb(R eb2(1rbe))Re
整理ppt
2. 单端输入双端输出
共模输入电压 差模输入电压 输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：
3.3.2 差分放大电路
一、电路的组成
零点 漂移
参数理想对称： Rb1= Rb2，Rc1= Rc2， Re1= Re2;T1、T2在任何温度下特性均相同。 uI1与uI2所加信号大小相等、极性相同——共模信号
整理ppt
二、长尾式差分放大电路
典型电路
信号特点？ uI1与uI2所加信号大小相等、极性相反——差模信号
在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点，以避免干扰； 或负载需要有“ 接地”点，以安全工作。
根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法： 双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、 单端输入单端输出。
整理ppt
三、差分放大电路的四种接法 1. 双端输入单端输出：Q点分析
由于输入回路没有变化，所以
共模放大倍数 Ac
uO c uIc
参数理想对称A时 c 0
Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号
如 T(℃)↑→IC1↑ IC2 ↑→UE↑→ IB1 ↓IB2 ↓→ IC1 ↓ IC2 ↓
Re负反馈作用抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。
整理ppt
3. 放大差模信号 差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即
uI1uI2uId/2
i B 1 i B2 i C 1 i C2 u C 1 u C2 u O 2 u C1
《模拟电子技术》课件
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目录
模拟电子技术概述模拟电子技术基础知识模拟电路分析模拟电子技术实践应用模拟电子技术面临的挑战与解决方案模拟电子技术未来展望
01
模拟电子技术概述
总结词
模拟电子技术是研究模拟电子电路及其应用的科学技术，具有模拟信号处理的特点。
详细描述
模拟电子技术主要涉及对模拟信号的处理，即对连续变化的电压或电流信号进行处理，实现信号的放大、滤波、转换等功能。与数字电子技术相比，模拟电子技术具有处理连续信号、实时性强、精度高等特点。
例如，石墨烯、氮化镓等新型材料具有优良的导电性能和热稳定性，可以应用于高性能的电子器件中。
此外，还有一些新型复合材料也逐渐被应用于模拟电子技术中，以提高器件的性能和稳定性。
03
此外，还需要加强人才培养和技术交流，提高电路设计师的技术水平和创新能力。
01
高性能电路设计是模拟电子技术的重要组成部分，也是实现高性能电子器件的关键。
二极管的结构
二极管由一个PN结和两个电极组成，其结构简单、可靠，应用广泛。
正向导通特性
当二极管正向偏置时，电流可以通过PN结，表现出低阻抗的导通特性。
反向截止特性
当二极管反向偏置时，电流很难通过PN结，表现出高阻抗的截止特性。
03
02
01
1
2
3
三极管由三个半导体组成，包括两个N型和一个P型半导体，具有三个电极。
总结词
滤波电路是一种根据特定频率范围对信号进行筛选和处理的电路，主要用于提取有用信号、抑制噪声和干扰。
详细描述
滤波电路通过利用电感器和电容器的频率特性，将信号中特定频率范围内的成分保留或滤除，从而实现信号的处理和控制。常见的滤波电路有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
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模拟电子技术概述模拟电子技术基础知识模拟电路分析模拟电子技术实践应用模拟电子技术面临的挑战与解决方案模拟电子技术未来展望
01
模拟电子技术概述
总结词
模拟电子技术是研究模拟电子电路及其应用的科学技术，具有模拟信号处理的特点。
详细描述
模拟电子技术主要涉及对模拟信号的处理，即对连续变化的电压或电流信号进行处理，实现信号的放大、滤波、转换等功能。与数字电子技术相比，模拟电子技术具有处理连续信号、实时性强、精度高等特点。
例如，石墨烯、氮化镓等新型材料具有优良的导电性能和热稳定性，可以应用于高性能的电子器件中。
此外，还有一些新型复合材料也逐渐被应用于模拟电子技术中，以提高器件的性能和稳定性。
03
此外，还需要加强人才培养和技术交流，提高电路设计师的技术水平和创新能力。
01
高性能电路设计是模拟电子技术的重要组成部分，也是实现高性能电子器件的关键。
二极管的结构
二极管由一个PN结和两个电极组成，其结构简单、可靠，应用广泛。
正向导通特性
当二极管正向偏置时，电流可以通过PN结，表现出低阻抗的导通特性。
反向截止特性
当二极管反向偏置时，电流很难通过PN结，表现出高阻抗的截止特性。
03
02
01
1
2
3
三极管由三个半导体组成，包括两个N型和一个P型半导体，具有三个电极。
总结词
滤波电路是一种根据特定频率范围对信号进行筛选和处理的电路，主要用于提取有用信号、抑制噪声和干扰。
详细描述
滤波电路通过利用电感器和电容器的频率特性，将信号中特定频率范围内的成分保留或滤除，从而实现信号的处理和控制。常见的滤波电路有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
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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。
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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
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2.电子系统的构成
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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。
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2. 电流分配关系
根据传输过程可知 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO IB= IB’ - ICBO
传输到集电极的电流 设 α= 发射极注入电流
I nC 即 α= IE
通常 IC >> ICBO
IC 则有 α ≈ IE
α 为电流放大系数， 为电流放大系数，
它只与管子的结构尺寸和 掺杂浓度有关， 掺杂浓度有关，与外加电 压无关。 压无关。一般 α = 0.90.99
基区 发射结(Je) 发射结 集电结(Jc) 集电结 基极，用B或b表示（Base） 基极
三极管符号
两种类型的三极管
结构特点： 结构特点：
发射区的掺杂浓度最高； 发射区的掺杂浓度最高； 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大； 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大； 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米， 掺杂浓度最低。 掺杂浓度最低。
由PCM、 ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以 、 确定过损耗区、过电流区和击穿区。 确定过损耗区、过电流区和击穿区。
输出特性曲线上的过损耗区和击穿区 end
3.2 共射极放大电路
电路组成 简化电路及习惯画法 简单工作原理 放大电路的静态和动态 直流通路和交流通路
3.2 共射极放大电路
4. 放大电路的静态和动态 放大电路的静态和动态
静态：输入信号为零（ 0） 静态：输入信号为零（vi= 0 或 ii= 0）时， 放大电路的工作状态， 放大电路的工作状态，也称直流工作状态。 动态：输入信号不为零时， 动态：输入信号不为零时，放大电路的工作 状态， 状态，也称交流工作状态。 电路处于静态时，三极管各电极的电压、 电路处于静态时，三极管各电极的电压、电 流在特性曲线上确定为一点， 流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点， 常称为Q点 一般用 常称为 点。一般用IB、 IC、和VCE （或IBQ、ICQ、 表示。 和VCEQ ）表示。
共发射极接法，发射极作为公共电极， 表示； 共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； 表示 共基极接法，基极作为公共电极， 表示。 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。 共集电极接法，集电极作为公共电极， 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;
4. 放大作用
IE +iE e b IB +iB c IC +iC + vO VEE VCC 图 03.1.05 共基极放大电路 RL 1k
3.1 半导体三极管（BJT） 半导体三极管（ ） 3.2 共射极放大电路 3.3 图解分析法 3.4 小信号模型分析法 3.5 放大电路的工作点稳定问题 3.6 共集电极电路和共基极电路 3.7 放大电路的频率响应
3.1 半导体三极管（BJT） 半导体三极管（ ）
3.1.1 BJT的结构简介 的结构简介 3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 BJT的电流分配与放大原理 3.1.3 BJT的特性曲线 的特性曲线 3.1.4 BJT的主要参数 的主要参数
载流子的传输过程
2. 电流分配关系 α 又设 β = 1α
根据 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO
I nC α= IE
且令 ICEO= (1+ β ) ICBO 当基极开路时， 0，此时的集电极电流） （穿透电流ICEO ：当基极开路时，IB＝0，此时的集电极电流） 穿透电流I
I C I CEO 则 β= IB
IC 当 I C >> I CEO 时， β ≈ IB
β 是交流（或动态）电流放大系数，同样，它也只 是交流（或动态）电流放大系数，同样，
与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。 与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。 一般 β >> 1
3. 三极管的三种组态
BJT的三种组态 的三种组态
3.1.4 BJT的主要参数 的主要参数
3. 极限参数 (2) 集电极最大允许功率损耗 CM 集电极最大允许功率损耗P IC流经集电结时将产生热量使结温上升，从 而引起晶体管参数的变化。在参数变化不超 过允许值时集电极所消耗的功率称为PCM。 因此PCM主要受结温T j制约。
PCM= iCvCE
3.1.4 BJT的主要参数 的主要参数
饱ห้องสมุดไป่ตู้ 正偏 正偏
3.1.4 BJT的主要参数 的主要参数
1. 电流放大系数 (1)共发射极直流电流放大系数 (1)共发射极直流电流放大系数 β (hFE) （ β =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB | vCE=const
3.1.4 BJT的主要参数 的主要参数
1. 电流放大系数 (2) 共发射极交流电流放大系数β (hfe) β =iC/iBvCE=const
3.1.4 BJT的主要参数 的主要参数
2. 极间反向电流 (1) 集电极基极间反向饱和电流 CBO 集电极基极间反向饱和电流I 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。 路时 (2) 集电极发射极间的反向饱和电流 CEO 集电极发射极间的反向饱和电流I ICEO=（1+ β ）ICBO （
发射区：发射载流子 发射区： 集电区： 集电区：收集载流子 基区： 基区：传送和控制载流子 为例） （以NPN为例） 为例
载流子的传输过程
载流子的传输过程
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 的电流分配与放大原理 以上看出， 以上看出，三极管内有两种载流子 (自由电子和空穴 参与导电，故称为双极 自由电子和空穴)参与导电 自由电子和空穴 参与导电， 型三极管。 型三极管。或BJT (Bipolar Junction Transistor)。 。
4. 放大作用
若 vI = 20mV 使 iB = 20 uA 设 α = 0.98
+ vI VBB IE +iE IB +iB b + VBE +vBE e c IC +iC RL 1k + vO VCC
则 iC = β iB
α = iB 1α
= 0.98mA
共射极放大电路 图 03.1.06 共射极放大电路
vCE = 0V vCE ≥ 1V
iB
vBE - e VBB 共射极放大电路
b +
c+
vCE
VCC
3.1.3 BJT的特性曲线 的特性曲线
1. 输入特性曲线
(3) 输入特性曲线的三个部分 ①死区 ②非线性区 ③线性区
3.1.3 BJT的特性曲线 的特性曲线
2. 输出特性曲线
输出特性曲线
3.1.3 BJT的特性曲线 的特性曲线
vO = -iC RL = -0.98 V， ， 电压放大倍数
vO 0.98V AV = = = 49 v I 20mV
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 的电流分配与放大原理
综上所述，三极管的放大作用， 综上所述，三极管的放大作用，主要是依 靠它的发射极电流能够通过基区传输， 靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到 达集电极而实现的。 达集电极而实现的。 实现这一传输过程的两个条件是： 实现这一传输过程的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区 内部条件： 内部条件
3.2 共 射极放 大电路
5. 直流通路和交流通路
共射极放大电路
直流通路
直流通路：只研究放大电路中的直流分量的电路。 直流通路：只研究放大电路中的直流分量的电路。
画直流通路的原则： 画直流通路的原则： 将信号源中的电动势短路，将所有电容开路。 将信号源中的电动势短路，将所有电容开路。
3.2 共 射极放 大电路
ICBO
c b e
b c
uA 即输出特性曲 + 线IB=0那条曲线所 那条曲线所 对应的Y坐标的数 对应的 坐标的数 值。 ICEO也称为集 电极发射极间穿透 电流。 电流。
ICEO
uA +
VCC e Ie =0
ICEO
VCC
3.1.4 BJT的主要参数 的主要参数
3. 极限参数 (1) 集电极最大允许电流 CM 集电极最大允许电流I ICM是BJT的参数变化不超过允许值时集电极允许的 最大电流。当电流超过ICM时，管子性能将显著下降， 甚至有烧坏管子的可能。
1. 电路组成
3.2 共射极放大电路
1. 电路组成
输入回路（基极回路） 输入回路（基极回路）
输出回路（集电极回路） 输出回路（集电极回路）
3.2 共 射极放 大电路
2. 简化电路及习惯画法
共射极基本放大电路
习惯画法
3.2 共 射极放 大电路
3. 简单工作原理
Vi=0
Vi=Vsinωt ω
3.2 共 射极放 大电路
3. 极限参数 (3) 反向击穿电压 V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反 发射极开路时的集电结反 向击穿电压。 向击穿电压。 V(BR) EBO——集电极开路时发射结的反 集电极开路时发射结的反 向击穿电压。 向击穿电压。 V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射 基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。 极间的击穿电压。 几个击穿电压有如下关系 V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR) EBO
管芯结构剖面图
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 的电流分配与放大原理
三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下， 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通 过载流子传输体现出来的。 过载流子传输体现出来的。 外部条件：发射结正偏，集电结反偏。 外部条件：发射结正偏，集电结反偏。
1. 内部载流子的传输过程
杂质浓度，且基区很薄。 杂质浓度，且基区很薄。
（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反 外部条件：发射结正向偏置， 外部条件