模拟电子技术基础(第三版)童诗白、华成英(全)ppt课件
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最新模拟电子技术基础课件(第三版)童诗白华成英(第三章)课件ppt
2.如何将多个单级放大电路连接成多级放大电路？ 各种连接方式有和特点？
3.直接耦合放大电路的特殊问题是什么？如何解决？
第
4.差分放大电路与其它基本放大电路有什么区别？
三
为什么它能抑制零点漂移？
版
童
5.直接耦合放大电路输出级的特点是什么？如何根据
诗
要求组成多级放大电路？
白
改进电路—(c2) 可降低第二级的 集电极电位，又不损 失放大倍数。但稳压 管噪声较大。
差模信号作用下的等效电路
Rb1
+ i B1
i 1 B1
+
R L
2
u Id
i
-
B2
u Od
R L 2-
动态参数
u u u
A=
0
o1
o2
d u
u u
id
i1
i2
2u o1
(R c
//
1 2
R) L
2u
R r
i1
b
be
Rid=2(Rb +rbe;)
Rb2
i 2 B2
图3.3.5差分放大电路加差模信号（b)
电路以两只管子集电极电位 差为输出，可克服温度漂移。
差分放大电路也称为 差动放大电路
动画avi\6-2.avi
差分放大电路的改进图
典型差分放大电路
Rb1
Rb2
Rb1
Rb2
+
uI1
-
Re
-+
-
uI2 uI1
uI2
+-
Re
+
VBB -VEE
图 3.3.2差分放大电路的组成(d)
模拟电子技术基础-清华大学 华成英-全套完整版ppt课件
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。
2. 实践性
➢ 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 ➢ EDA软件的应用方法
华成英 hchya@
五、如何学习这门课程
1. 掌握基本概念、基本电路和基本分析方法
➢ 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。 ➢ 基本分析方法：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. 注意定性分析和近似分析的重要性 3. 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 ➢ 根据需求，最适用的电路才是最好的电路。 ➢ 要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊”。 4. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
贝尔实验室制成第一只晶体管 集成电路 大规模集成电路 超大规模集成电路
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2015或2020年达到饱和。
学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！
华成英 hchya@
1. 电子电路中信号的分类
“1”的倍数
➢数字信号：离散性
介于K与K+1之 间时需根据阈值 确定为K或K+1
“1”的电 压当量
任何瞬间的任何 值均是有意义的
模电课件模拟电子技术基础第四童诗白华成英ppt
集成运算放大器的分析和设计
• 分析 • 输入电阻和输出电阻的分析，以及频率特性的分析。 • 线性范围和非线性失真的分析。 • 直流和交流性能的分析。 • 设计 • 选择合适的晶体管和电阻器。 • 设计合适的偏置电路和反馈电路。 • 进行频率补偿和稳定性分析。
集成运算放大器的应用
作为通用放大器使用，用于各种不同的信号放大场合 。
THANK YOU.
反馈的极性
正反馈用“+”表示，负反馈用“-”表示 。
正反馈
使放大器的净输入信号增加。
负反馈对放大电路性能的影响
提高放大倍数的稳定性
展宽频带
由于环境温度的变化，晶体管的放大倍数会 发生变化，加入负反馈后，可以减小这种变 化。
由于负反馈的作用，使得放大器的上限频率 有所降低，下限频率有所升高，这样频带就 展宽了。
减小非线性失真
负反馈对噪声的抑制作 用
当输入信号为正弦波时，晶体管的输出信号 由于管子的非线性而产生失真，加入负反馈 后，可以使这种失真减小。
在放大器中，噪声是不可避免的，负反馈可 以抑制噪声。
正反馈和自激振荡
自激振荡
在正反馈的作用下，放大器会自己产生信号而输出音调不变的音调。
消除自激振荡的方法
在放大器中引入负反馈来破坏自激振荡的条件。
直流电源及其应用
直流电源
01
它通常由交流电源经整流、滤波和稳压等环 节转换而来。
03
直流电源广泛应用于各种电子设备和系统中 ，如计算机、手机和电动车等。
05
02
直流电源是一种能够提供稳定直流电压的电 子器件。
04
直流电源电压， 保证其正常工作和延长使用寿命。
电子技术的起源与发展
模拟电子技术基本教程华成英主编幻灯片PPT
实际 极性
uOuBE UTlnIu SR I
实用电路中常常采取措施
消除IS对运算关系的影响
对输入电压的极性和幅值有何要求？
ICM限制其值
集成对数运算电路
iC1iI
uI R3
uBE
ISeUT
1
uBE1UTlnIS uRI3
同理 uBE， 2UTlnIIR S
热敏电阻？温度系数为正？为负？
u N 2 u P 2u B E u B 2 E U 1T ln IR u R I3 UTkTq
特征f频 02π 率 1RC
截止频率 fp ≈ 0.37f0
（3）压控电压源二阶LPF
求解传递函数时，只需将放大倍数中的 jω用 s 取代即可；
s 的方次称为阶数。
一阶电路
幅频特性
Aup
1
R2 R1
Au
Aup 1 f
fp
(
fp
1) 2πRC
为了使过渡带变窄，需 采用多阶滤波器，即增加
RC环节。
f fp时 ， |Au|0.707|Aup| f fp时 ，
20lg|Au|按 20dB/十 倍 频 程 下 降
1. 乘法运算
uOku I1uI2
2.乘方运算
实际的模拟乘法器k常为
+0.1V-1或－0.1V-1。
若k= +0.1V-1，uI1= uI2=10V，则 uO=10V。
uO kuI2
实现了对正弦波
若 uI2 U isin t
电压的二倍频变换
则 uO2 ki2 U si2nt2 ki2 U (1cots)2
理想滤波器的幅频特性
高通滤波器（HPF）
阻容耦合
《模拟电子技术基础》（第三版）童诗白华成英主编,高等教育
《模拟电子技术基础》（第三版）童诗白华成英主编,高等教育《模拟电子技术基础》（第三版）童诗白华成英主编，高等教育出版社 2001教材评述该教材是面向21世纪课程、“九五”国家级重点教材，第一、第二版分别获得国家教委优秀教材一等奖和国家级优秀教材奖。
在保留第二版理论体系的基础上，精炼了基础部分，适当拓宽了知识面，新增了自测题，并力图在文字叙述方面更具有启发性，有利于学生创新意识的培养。
该教材在多年课程改革经验的指导下，既保持了多年以来形成的体系，又面向新世纪的发展；既符合该门课程的基本要求，又引进了电子技术中的新器件、新技术、新方法；既可以使学生掌握基础知识，又可以培养他们的定性分析能力、综合应用能力和创新意识；既有利于教师对教材的灵活取舍，又有利于学生对教材内容的主动学习和思考。
主要有以下一些特点：（1）、顺序安排合理，先器件后电路、先小信号后大信号、先基础后应用，并以读图作为全书内容的复习和总结。
为了适应21世纪的需要，在应用方面书中围绕信号的放大、运算、处理、转换和产生来介绍。
（2）、使难点分散，每章只有一个或两个主干，每节只有一个或两个难点，有利于学生学习。
（3）、每章内容按“提出问题，突出主干，理顺思路，启发引导，总结规律，举一反三”的原则编排内容，能使读者主动思考，找出解决问题的方法。
（4）、由于电子电路分析和设计方法的现代化和自动化，使定量计算更准确和精确，因此该教材更多地讲述电子电路的组成，更加注重电路结构的构思，突出定性分析。
使读者能知道来龙去脉，从中获得启迪，并进一步提高创新意识。
（5）、各种内容在基础之上还有提高和引申，可以扩展读者知识面。
并且对例题和习题做了修改，题型多样化，难度有所提高。
并且引入了近些年来电子技术的新器件、新技术、新方法，如EDA软件、开关电容技术等等。
有利于读者了解电子技术的新发展。
本书主要内容包括：常用半导体器件、基本放大电路、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路的频率响应、放大电路中的负反馈、信号的运算和处理、波形的发生和信号的变换、功率放大电路、直流电源和模拟电子读图。
模拟电子技术基础-清华大学 华成英-全套完整版精编版
华成英 hchya@
六、课程的目的
本课程通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的分 析和设计的学习，使学生获得模拟电子技术方面的基础知 识、基础理论和基本技能，为深入学习电子技术及其在专 业中的应用打下基础。 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，
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？
华成英 hchya@
二、杂质半导体
1. N型半导体
5
多数载流子
空穴比未加杂质时的数目多 了？少了？为什么？
杂质半导体主要靠多数载流 子导电。掺入杂质越多，多子 浓度越高，导电性越强，实现 导电性可控。
磷（P）
华成英 hchya@
模拟电子技术基础
清华大学 华成英
华成英 hchya@
绪论
一、电子技术的发展 二、模拟信号与模拟电路 三、电子信息系统的组成 四、模拟电子技术基础课的特点 五、如何学习这门课程 六、课程的目的 七、考查方法
华成英 hchya@
一、电子技术的发展
以及将所学知识用于本专业的能力。
注重培养系统的观念、工程的观念、科技进步 的观念和创新意识，学习科学的思维方法。提倡 快乐学习！
华成英 hchya@
七、考查方法
1. 会看：读图，定性分析 考查分析问题的能力
2. 会算：定量计算 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、EDA
➢ 基本分析方法：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. 注意定性分析和近似分析的重要性 3. 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 ➢ 根据需求，最适用的电路才是最好的电路。 ➢ 要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊”。 4. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
六、课程的目的
本课程通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的分 析和设计的学习，使学生获得模拟电子技术方面的基础知 识、基础理论和基本技能，为深入学习电子技术及其在专 业中的应用打下基础。 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，
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？
华成英 hchya@
二、杂质半导体
1. N型半导体
5
多数载流子
空穴比未加杂质时的数目多 了？少了？为什么？
杂质半导体主要靠多数载流 子导电。掺入杂质越多，多子 浓度越高，导电性越强，实现 导电性可控。
磷（P）
华成英 hchya@
模拟电子技术基础
清华大学 华成英
华成英 hchya@
绪论
一、电子技术的发展 二、模拟信号与模拟电路 三、电子信息系统的组成 四、模拟电子技术基础课的特点 五、如何学习这门课程 六、课程的目的 七、考查方法
华成英 hchya@
一、电子技术的发展
以及将所学知识用于本专业的能力。
注重培养系统的观念、工程的观念、科技进步 的观念和创新意识，学习科学的思维方法。提倡 快乐学习！
华成英 hchya@
七、考查方法
1. 会看：读图，定性分析 考查分析问题的能力
2. 会算：定量计算 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、EDA
➢ 基本分析方法：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. 注意定性分析和近似分析的重要性 3. 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 ➢ 根据需求，最适用的电路才是最好的电路。 ➢ 要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊”。 4. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
模拟电子技术基础课件(童诗白)!超级给力!我已经看过了!
14
1.1.2 杂质半导体
杂质半导体有两种
N 型半导体 P 型半导体
一、 N 型半导体(Negative)
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如
第 四 版 童 诗 白
磷 、 锑 、 砷 等 ， 即构 成 N 型 半 导体 ( 或 称 电 子 型
半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
模拟电子技术基础
Fundamentals of Analog Electronics
童诗白、华成英 主编
—多媒体教学课件
第 四 版 童 诗 白
1
导
1. 本课程的性质
电子技术基础课
言
2. 特点
非纯理论性课程
实践性很强
以工程实践的观点来处理电路中的一些问题
3. 研究内容 第 四 版 童 诗 白
以器件为基础、以电信号为主线，研究各种模拟电子电路的工作 原理、特点及性能指标等。
16
第 四 版 童 诗 白
+4
+4
+4 自由电子
+4
+5 +4
+4 施主原子
第 四 版 童 诗 白
+4
+4
+4
图 1.1.3
N 型半导体
17
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。 3 价杂质原子称为受主原子。
第 四 版 童 诗 白
空穴浓度多于电子浓度，即 p >> n。空 穴为多数载流子，电子为少数载流子。
ni= pi= K1T3/2 e -E /(2KT)
GO
1.1.2 杂质半导体
杂质半导体有两种
N 型半导体 P 型半导体
一、 N 型半导体(Negative)
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如
第 四 版 童 诗 白
磷 、 锑 、 砷 等 ， 即构 成 N 型 半 导体 ( 或 称 电 子 型
半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
模拟电子技术基础
Fundamentals of Analog Electronics
童诗白、华成英 主编
—多媒体教学课件
第 四 版 童 诗 白
1
导
1. 本课程的性质
电子技术基础课
言
2. 特点
非纯理论性课程
实践性很强
以工程实践的观点来处理电路中的一些问题
3. 研究内容 第 四 版 童 诗 白
以器件为基础、以电信号为主线，研究各种模拟电子电路的工作 原理、特点及性能指标等。
16
第 四 版 童 诗 白
+4
+4
+4 自由电子
+4
+5 +4
+4 施主原子
第 四 版 童 诗 白
+4
+4
+4
图 1.1.3
N 型半导体
17
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。 3 价杂质原子称为受主原子。
第 四 版 童 诗 白
空穴浓度多于电子浓度，即 p >> n。空 穴为多数载流子，电子为少数载流子。
ni= pi= K1T3/2 e -E /(2KT)
GO
模电童诗白课件ppt
模拟信号处理技术
总结词：关键技术
详细描述：童诗白教授将模拟信号处理技术视为模拟电路设计的关键技术之一，他详细介绍了各种模拟信号处理方法，如滤 波、放大、转换等，这些技术对于实现模拟电路的高效、精准运行至关重要。同时，他还特别强调了信号完整性和噪声抑制 等问题，为模拟信号处理技术的发展提供了新的思路和方法。
定义与分类
模拟电子技术定义
模拟电子技术是研究半导体器件的性能和电路系统的工作原 理的一门学科。它通过使用半导体材料和器件来实现电路的 功能，并广泛应用于通信、医疗、工业、消费电子等领域。
模拟电子技术分类
根据电路功能的不同，模拟电子技术可分为线性电路和开关 电路两大类。线性电路主要研究放大器、滤波器等线性器件 的性能和设计方法，而开关电路主要研究开关电源、数字电 路等非线性器件的性能和设计方法。
晶体管时代
20世纪50年代，晶体管被发明并逐渐取代了电子 管。晶体管的体积更小、寿命更长、功耗更低， 使得电子设备变得更加小型化和高效化。
现代电子技术
随着半导体技术的不断发展，现代电子技术已经 广泛应用于各个领域，如通信、医疗、工业、消 费电子等。现代电子技术已经成为支撑社会经济 发展的重要支柱之一。
他拥有多项发明专利和实用新型专利，为技术创新和知识产权保护做出了贡献。
他的学术论文和专利成果多次被国内外同行引用和借鉴，扩大了中国科研的影响力 。
学术动，包括国际会议、研讨会和
讲座等。
他与国内外多所知名高校、研究 机构和企业建立了合作关系，共
同开展科研项目和技术攻关。
灾害救援
在自然灾害发生时，童诗 白积极参与灾害救援工作 ，为受灾地区提供物资和 资金支持。
慈善义卖
童诗白曾参与多次慈善义 卖活动，为慈善机构筹集 资金，帮助弱势群体。
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（动画1-1）（动画1-2）
四、本征半导体中载流子的浓度
本征激发(见动画) 复合
动态平衡
在一定温度下本征半导体中载流子的浓度是一定的， 并且自由电子与空穴的浓度相等。
本征半导体中载流子的浓度公式：
ni= pi= K1T3/2 e -EGO/(2KT)
T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:
n = p =1.43×1010/cm3
版
童 诗
5.晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的？场效 应管是通过什么方式来控制漏极电流的？为什么它
白
们都可以用于放大？
1.1 半导体的基础知识
一、导体、半导体和绝缘体
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、 陶瓷、塑料和石英。
原子
浓度，即 p >> n。空穴
为多数载流子，电子为
+4
+4
+4
少数载流子。
图 1.1.4 P 型半导体 .
说明：
1. 掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决 定少数载流子的浓度。
2. 杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导 体，因而其导电能力大大改善。
3. 杂质半导体总体上保持电中性。
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
康华光主编，《电子技术基础》 模拟部分 第三版，高教出版社
陈大钦主编，《模拟电子技术基础问答：例题 • 试题》，华工出版社
.
目录
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
第
6 放大电路中的反馈
三
7 信号的运算和处理
版 童
8 波形的发生和信号的转换
诗9 功率放大电路源自白10 直流电源第一章 常用半导体器件
1.1 半导体基础知识 1.2 半导体二极管 1.3 双极型晶体管
第 1.4 场效应管
三
版 1.5 单结晶体管和晶闸管
童
诗 1.6集成电路中的元件
白
本章重点和考点：
1.二极管的单向导电性、稳压管的原理。
2.三极管的电流放大原理， 如何判断三极管的管型 、管脚和管材。
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
模拟电子技术基础
Fundamentals of Analog Electronics
童诗白、华成英 主编
—多媒体教学课件
.
1. 成绩评定标准
理论： 平时成绩30％
作业、期中考、考勤、提问 等
期末考试
70 %
2. 教学参考书
童诗白主编，《模拟电子技术基础》 第二版，高教出版社
(a)N 型半导体
(b) P 型半导体
图 杂质半导体的的简化表示法
.
1.1.3 PN结
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 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。
一、PN 结的形成
P
PN结
N
图 PN 结. 的形成
PN 结中载流子的运动
1. 扩散运动
变化。
二极管
.
二、本征半导体的晶体结构
完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体
称为本征半导体
+4
+4
+4
将硅或锗材料提
纯便形成单晶体，
共 价
它的原子结构为 键
+4
+4
价 电 子 +4
共价键结构。
+4
当温度 T = 0 K 时，半导 体不导电，如同绝缘体。 图 1.1.1
.
+4
+4
本征半导体结构示意图
5. 载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升 高，基本按指数规律增加。
.
1.1.2 杂质半导体
杂质半导体有两种
N 型半导体 P 型半导体
一、 N 型半导体(Negative)
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如 磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体(或称电子型 半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
第
3.场效应管的分类、工作原理和特性曲线。
三
版
童
诗
白
本章讨论的问题：
1.为什么采用半导体材料制作电子器件？ 2.空穴是一种载流子吗？空穴导电时电子运动吗？
3.什么是N型半导体？什么是P型半导体？ 当二种半导体制作在一起时会产生什么现象？
第
4.PN结上所加端电压与电流符合欧姆定律吗？它为什么具
三
有单向性？在PN结中另反向电压时真的没有电流吗？
半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体 之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一 些硫化物、氧化物等。
.
PNJunction
半导体的导电机理不同于其它物质，所以它 具有不同于其它物质的特点。例如：
当受外界热和光的作用时，
它的导电能力明显变化。
光敏器件
往纯净的半导体中掺入某些杂质，
会使它的导电能力和内部结构发生
本征锗的电子和空穴浓度:
n = p =2.38×1013/cm3 .
小结
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. 由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又 不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动 会达到平衡，载流子的浓度就一定了。
.
自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n >> p 。 电子称为多数载流子(简称多子)， 空穴称为少数载流子(简称少子)。
.
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
+4
3 价杂质原子称为受
空穴
主原子。
+4
+34 受主 +4
空穴浓度多于电子
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
耗尽层
P
空间电荷区
N
—— PN 结，耗 尽层。
三、本征半导体中的两种载流子
若 T ，将有少数价
T
电子克服共价键的束缚成
为自由电子，在原来的共 +4
+4
价 键 中 留 下 一 个 空 位 ——
空穴。
空穴
+4
+4
自由电子和空穴使本
征半导体具有导电能力，
但很微弱。
+4
+4
+4 自由电子
+4
+4
空穴可看成带正电的 载流子。
图 1.1.2
.
本征半导体中的 自由电子和空穴
.
本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受 自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。
.
+4
+4
+4
自由电子
+4
+45
+4
施主原子
+4
+4
+4
图 1.1.3 N 型半导体
5 价杂质原子称为施主原子。
四、本征半导体中载流子的浓度
本征激发(见动画) 复合
动态平衡
在一定温度下本征半导体中载流子的浓度是一定的， 并且自由电子与空穴的浓度相等。
本征半导体中载流子的浓度公式：
ni= pi= K1T3/2 e -EGO/(2KT)
T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:
n = p =1.43×1010/cm3
版
童 诗
5.晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的？场效 应管是通过什么方式来控制漏极电流的？为什么它
白
们都可以用于放大？
1.1 半导体的基础知识
一、导体、半导体和绝缘体
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、 陶瓷、塑料和石英。
原子
浓度，即 p >> n。空穴
为多数载流子，电子为
+4
+4
+4
少数载流子。
图 1.1.4 P 型半导体 .
说明：
1. 掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决 定少数载流子的浓度。
2. 杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导 体，因而其导电能力大大改善。
3. 杂质半导体总体上保持电中性。
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
康华光主编，《电子技术基础》 模拟部分 第三版，高教出版社
陈大钦主编，《模拟电子技术基础问答：例题 • 试题》，华工出版社
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目录
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
第
6 放大电路中的反馈
三
7 信号的运算和处理
版 童
8 波形的发生和信号的转换
诗9 功率放大电路源自白10 直流电源第一章 常用半导体器件
1.1 半导体基础知识 1.2 半导体二极管 1.3 双极型晶体管
第 1.4 场效应管
三
版 1.5 单结晶体管和晶闸管
童
诗 1.6集成电路中的元件
白
本章重点和考点：
1.二极管的单向导电性、稳压管的原理。
2.三极管的电流放大原理， 如何判断三极管的管型 、管脚和管材。
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
模拟电子技术基础
Fundamentals of Analog Electronics
童诗白、华成英 主编
—多媒体教学课件
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1. 成绩评定标准
理论： 平时成绩30％
作业、期中考、考勤、提问 等
期末考试
70 %
2. 教学参考书
童诗白主编，《模拟电子技术基础》 第二版，高教出版社
(a)N 型半导体
(b) P 型半导体
图 杂质半导体的的简化表示法
.
1.1.3 PN结
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 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。
一、PN 结的形成
P
PN结
N
图 PN 结. 的形成
PN 结中载流子的运动
1. 扩散运动
变化。
二极管
.
二、本征半导体的晶体结构
完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体
称为本征半导体
+4
+4
+4
将硅或锗材料提
纯便形成单晶体，
共 价
它的原子结构为 键
+4
+4
价 电 子 +4
共价键结构。
+4
当温度 T = 0 K 时，半导 体不导电，如同绝缘体。 图 1.1.1
.
+4
+4
本征半导体结构示意图
5. 载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升 高，基本按指数规律增加。
.
1.1.2 杂质半导体
杂质半导体有两种
N 型半导体 P 型半导体
一、 N 型半导体(Negative)
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如 磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体(或称电子型 半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
第
3.场效应管的分类、工作原理和特性曲线。
三
版
童
诗
白
本章讨论的问题：
1.为什么采用半导体材料制作电子器件？ 2.空穴是一种载流子吗？空穴导电时电子运动吗？
3.什么是N型半导体？什么是P型半导体？ 当二种半导体制作在一起时会产生什么现象？
第
4.PN结上所加端电压与电流符合欧姆定律吗？它为什么具
三
有单向性？在PN结中另反向电压时真的没有电流吗？
半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体 之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一 些硫化物、氧化物等。
.
PNJunction
半导体的导电机理不同于其它物质，所以它 具有不同于其它物质的特点。例如：
当受外界热和光的作用时，
它的导电能力明显变化。
光敏器件
往纯净的半导体中掺入某些杂质，
会使它的导电能力和内部结构发生
本征锗的电子和空穴浓度:
n = p =2.38×1013/cm3 .
小结
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. 由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又 不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动 会达到平衡，载流子的浓度就一定了。
.
自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n >> p 。 电子称为多数载流子(简称多子)， 空穴称为少数载流子(简称少子)。
.
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
+4
3 价杂质原子称为受
空穴
主原子。
+4
+34 受主 +4
空穴浓度多于电子
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
耗尽层
P
空间电荷区
N
—— PN 结，耗 尽层。
三、本征半导体中的两种载流子
若 T ，将有少数价
T
电子克服共价键的束缚成
为自由电子，在原来的共 +4
+4
价 键 中 留 下 一 个 空 位 ——
空穴。
空穴
+4
+4
自由电子和空穴使本
征半导体具有导电能力，
但很微弱。
+4
+4
+4 自由电子
+4
+4
空穴可看成带正电的 载流子。
图 1.1.2
.
本征半导体中的 自由电子和空穴
.
本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受 自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。
.
+4
+4
+4
自由电子
+4
+45
+4
施主原子
+4
+4
+4
图 1.1.3 N 型半导体
5 价杂质原子称为施主原子。