齐鲁工业大学电气工程与自动化学院模拟电子技术课件 第3课(1)
模拟电子技术基础(基础部分)
模拟电子技术基础（基础部分）
第一部分
1.1 模拟信号与模拟电路
1.2 模拟电子技术基础课程特点及如何学习该课程
2.1 本征半导体
导体 一般低价
绝缘体 高价 束缚电子
半导体 四价元素 硅si 锗ge
本征半导体 纯净的晶体结构的半导体
要使材料导电性能可控
2.2 杂质半导体
为了使得导电性能可控，我们就要在本征半导体里边掺入一定的杂质，称为杂质半导体
杂质半导体有两种，一种叫N形半导体，一种叫P形半导体。
在N形半导体里边，我们掺入5价元素，经常掺入的是磷元素。
这时候大家就可以看到，说在形成共价键之后，它多出一个电子（对应一个+5的正离子）。
这个电子是一个自由的电子，所以在这个5价元素周围，已经形成共价键。所多出来的这个电子，这样就使得自由电子和空穴的浓度不一样。也就是说自由电子变成了多数的载流子，而空穴变成了少数载流子
再看一种 叫做P形半导体 P形半导体里边 是掺入了3价元素 一般是掺入硼 这时候 我们就可以看到这个
你看我把硼元素这儿 空出的这个地方 叫做空位而不叫它空穴 因为它不带电。
因为硼元素就是3价的 而只有在什么时候 才产生的空穴呢。
就是4价元素外部的 电子价电子补充了这个空位之后 这时候产生的才是空穴。
所以我们说空穴是带电的 空穴在这个时候是多数载流子。
P形半导体 主要靠空穴导电 仍然是掺入的杂质越多 空穴浓度越高 导电性能就越强。
2.3 pn结的形成及其单向导电性
2.4 pn结的电容效应
下面我们介绍一下PN结的电容效应。
PN结的电容效应。有一种效应把它等效为叫势垒电容。就是PN结在加反向电压的时候，注意是N这边加的是正，P这边加的是负。这时候随着电压数值的变化，我们看到了一条曲线。
就是注意啊。
这里面这个u正的时候，实际上是加反向电压。随着这个电压的变化，它的等效的一个电容变化很大。而且到反向电压大到一定程度，随着电压的增大，电容量的增大很大。
《电路与模拟电子技术》第3版全部习题答案
第一章 电路的基本概念和基本定律
1.1 在题1.1图中，各元件电压为 U1=-5V，U2=2V，U3=U4=-3V，指出哪些元件是电源，哪些元件是负载？
解：元件上电压和电流为关联参考方向时，P=UI；电压和电流为非关联参考方向时，P=UI。P>0时元件吸收功率是负载，P<0时，元件释放功率，是电源。
本题中元件1、2、4上电流和电流为非关联参考方向，元件3上电压和电流为关联参考方向，因此
P1=-U1×3= -（-5）×3=15W；
P2=-U2×3=-2×3=-6W；
P3=U3×（-1）=-3×（-1）=3W；
P4=-U4×（-4）=-（-3）×（-4）=-12W。
元件2、4是电源，元件1、3是负载。
1.2 在题1.2图所示的RLC串联电路中，已知)V33ttCee(u 求i、uR和uL。
解：电容上电压、电流为非关联参考方向,故
33133ttttcdudiceeeeAdtdt
电阻、电感上电压、电流为关联参考方向
34ttRuRieeV
3313ttttLdiduLeeeeVdtdt
1.3 在题1.3图中，已知I=2A，求Uab和Pab。
解：Uab=IR+2-4=2×4+2-4=6V，
电流I与Uab为关联参考方向，因此
Pab=UabI=6×2=12W
1.4 在题1.4图中，已知 IS=2A，US=4V ，求流过恒压源的电流I、恒流源上的电压U及它们的功率，验证电路的功率平衡。
解：I=IS=2A，
U=IR+US=2×1+4=6V
PI=I2R=22×1=4W，
US与I为关联参考方向，电压源功率：PU=IUS=2×4=8W，
U与I为非关联参考方向，电流源功率：PI=-ISU=-2×6=-12W，
验算：PU+PI+PR=8-12+4=0
1.5 求题1.5图中的R和Uab、Uac。
模电教案1-48(含首页)
教 案
2015～2016学年第一学期
课 程 名 称 模拟电路
院 电子与信息工程学院
系部（教研室） 电子信息工程系
授 课 班 级 2014级电信本科1、2班
主 讲 教 师 贾竹君
职 称 副教授
湖南科技学院教务处制
二○一五年九月
教 案（首页）课程名称 模拟电路 总计：64学时
课程类别 专业必修课 学分 4 讲课： 64 学时
实验： 学时
上机： 学时 任课教师 贾竹君 职称 副教授
授课对象 2014级电信本科1、2班
基要本参教考材资和料主 教材及版本：模拟电子技术基础(第四版)，高等教育出版社，童诗白，2006.5
主要参考书：
[1]模拟电子技术基础简明教程(第三版)，高等教育出版社，杨素行，2006.5
[2] 电子技术基础(模拟部分)(第五版)，高等教育出版社，康华光，2006.6
[3] [4] 电子线路设计实验测试(第二版) 华中科技大学出版社，谢自美，2000.6
[4] 电子技术实验与课程设计，机械工业出版社，毕满清，2001.1
教和学要目求的 模拟电路是电类专业的一门主要技术基础课，以晶体管、场效应管等电子器件为基础，以单元电路、集成电路的分析和设计为主导，研究各种不同电路的结构、工作原理、参数分析及应用。通过本课程的学习，使学生掌握模拟电路的基本原理及分析方法，认识单元电路、集成电路在实际电路中的应用，掌握电子线路及电子器件的测试方法；掌握阅读和分析电路图的方法，具备查阅电子器件和集成电路手册的能力，学会常用电子仪器的使用，掌握电路的设计、安装及调试方法。
教及学难重点点 教学重点：
1）基本放大电路的组成、静态工作点的稳定和工作原理及基本分析方法－图解法和微变等效电路法；
2）多级放大电路的动态分析；差分放大电路；
3）负反馈的四种组态及深度负反馈条件下的分析及计算；
4）集成运放的理想化条件 、比例，加减运算，积分和微分电路的原理；
第3章场效应晶体管及其放大电路《模拟电子技术基础》课件（全集）
第3章场效应晶体管及其放大电路《模拟电子技术基础》课件（全集）
第三章场效应晶体管及其
放大电路
模拟电子技术基础
概述
场效应管的特点
它是利用改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的半导体器件。
具有双极型三极管的体积小、重量轻、耗电少、寿命长等优点。
具有输入电阻高、热稳定性好、抗辐射能力强、噪声低、制造工艺简单、便于集成等特点。
在大规模及超大规模集成电路中得到了广泛的应用。
场效应管的分类
根据结构和工作原理的不同，场效应管可分为两大类：?结型场效应管
N沟道：耗尽型
P沟道：耗尽型
绝缘栅型场效应管
N沟道：增强型和耗尽型
P沟道：增强型和耗尽型
一、N 沟道增强型绝缘栅场效应管的结构及工作原理增强型MOS
管的结构示意图与符号
a) 结构b) 增强型N 沟道MOS 管符号c) 增强型P 沟道MOS 管符号
二氧化硅(SiO2)绝缘层
源极栅极漏极 N沟道增强型绝缘栅场效应管的结构
工作原理
U GS对I D及沟道的控制作用
=0时,管子的漏极和源极之间没有栅源极电压U
GS
导电通道,极间等效电阻很高,漏极电流I
近似为零。
D
增强MOS管电路
U GS 足够大时，由于静电场作用，管子的漏极和源极之间将产生一个导电通道（称为沟道），极间等效电阻较小，在U DS 作用下，可以形成一定的漏极电流I D 。
N沟道增强型绝缘栅场效应管的工作原理
特性曲线N
沟道增强型MOS 管特性a)转移特性b)输出特性
开启电压可变电阻区恒流区击穿区21)(-=GS(th)GS DO D U u I I
二、耗尽型绝缘栅场效应管
耗尽型MOS管的结构示意图与符号
a) 结构b) 耗尽型N沟道MOS管符号c) 耗尽型P沟道MOS管符号 N 沟道耗尽型管的特性
a)转移特性b)
输出特性
21)(GS(off)
GS DSS D U U I I -=
P51
增强型NMOS
增强型PMOS
数字电子技术第六版课件齐鲁工业大学
数字电子技术第六版课件齐鲁工业大学
数字电路所处理的各种数字信号是以数码形式给出
表示数量的大小：采用进位计数制构成多位数码多位数码中每一位的构成方法和从低位到高位的进位规则称为数制
表示不同事物或事物的不同状态：不同事物的代号为代码编制代码的规则称为码制
数制：
①每一位的构成
②从低位向高位的进位规则
常用到的：
十进制，二进制，八进制，十六进制
二进制算术运算的特点
算术运算：1：和十进制算数运算的规则相同
2：逢二进一
特点：加、减、乘、除全部可以用移位和相加这两种操作实现。简化了电路结构
所以数字电路中普遍采用二进制算数运
模拟电子技术课后习题答案第三章场效应管及其放大电路答案
1 习题
3-1 场效应管沟道的预夹断和夹断有什么不同？
解：
当UDS增加到UDS=UGS，即UGD=UGS -UDS= UGS（th）时，漏极附近的耗尽层将合拢，称为预夹断。预夹断后，沟道仍然存在，夹断点的电场强度大，仍能使多数载流子(电子)作漂移运动，形成漏极电流IDSS。
若UDS继续增加，使UDS＞UGS－UGS（th），即UGD＜UGS（th）时，耗尽层合拢部分会增加，并自夹断点向源极方向延伸，此时夹断区的电阻越来越大，但漏极电流ID却基本趋于饱和，不随UDS的增加而增加。
3-2 如何从转移特性上求gm值？
解：
利用公式gsdmdUdIg求gm值。
3-3 场效应管符号中，箭头背向沟道的是什么管？箭头朝向沟道的是什么管？
解：
箭头背向沟道的是P沟道；箭头朝向沟道的是N沟道。
3-4 结型场效应管的UGS为什么是反偏电压？
解：
若为正偏电压，则在正偏电压作用下，两个PN结耗尽层将变窄，ID的大小将不受栅-源电压UGS控制。
3-5如图3-20所示转移特性曲线，指出场效应管类型。对于耗尽型管，求UGS（off）、IDSS；对于增强型管，求UGS（th）。
解：
a P沟道增强型。UGS（th）=－2V
b P沟道结型。UGS（off）=3V、IDSS=4mA
3-6如图3-21所示输出特性曲线，指出场效应管类型。对于耗尽型管，求UGS（off）、IDSS；对于增强型管，求UGS（th）。
解：
a N沟道增强型。UGS（th）=1V
b P沟道结型。UGS（off）=1V、IDSS=1.2mA ID/mA
UGS/V
a 0 2 3 4
－3 －2 －1 1
图3-20 习题3-5图 ID/mA
UGS/V
b 0 2 3
1 1
2 3 4 2
3-7 如图3-22所示电路，场效应管的UGS（off）=－4V，IDSS=4mA；计算静态工作点。
解：
SRRIVUUUIIRIUDDDDDS2GS(off)GSDSSDSDGS1
模电实验与课程设计指导讲义
1
模电实验与课程设计指导讲义
齐 鲁 工 业 大 学
电气学院电子系 2 目 录
实验一 常用电子仪器的使用练习 1
实验二 单级放大电路 5
实验三 负反馈放大电路 8
实验四 集成运算放大器应用一 13
实验五 集成运算放大器应用二 16
实验六 方波、距形波发生器 19
实验七 三角波发生器 22
实验八 整流、滤波、稳压电路 25
附录一 DA-16D交流毫伏表
附录二 GFG-8016H/GFG8026H函数信号产生器
附录三 GOS-6XXG系列双轨迹示波器
附录四 3 1/2数字多用表
3 模拟电路基础实验
实验一 常用电子仪器的使用练习
一．实验目的
1．掌握示波器的使用方法，学会运用示波器进行波形参数的测量。
2．巩固有关函数信号发生器和电子管毫伏表使用的知识。
二．实验仪器
1．双轨迹示波器
2．函数信号产生器
3．交流毫伏表
三．预习要求
1．认真阅读附录五中的内容，详细了解双轨迹示波器面板的功能以及使用方法。
2．复习函数信号产生器、交流毫伏表的面板功能及使用方法。
齐鲁工业大学电工电子技术与技能教案电工电子3教案
1 电工电子技术与技能教案（3-1）
【课题编号】
10-03-01
【课题名称】
正弦交流电
【教学目标】
应知：
1． 了解交流发电机的工作过程；
2． 掌握表征正弦交流电的物理量；
3． 掌握正弦交流电的函数表示法、波形图表示法，了解矢量图表示法。
应会：
会用三要素法分析正弦交流电的变化特性；会进行同相位的正弦交流电的比较。
【教学重点】
单相交流电的基本物理量及表示法。
【教学难点】
矢量表示法
【学情分析】
交流电的产生过程较复杂，利用“做中教”的发电机模型演示，让学生直观了解交流电的产生过程，为理解交流电的三要素打下基础。利用多媒体演示，让学生形象理解表征正弦交流电的三要素及相互关系，利用比较法让学生在对比中理解正弦交流的表示法及相互关系。
【教学方法】
演示法、讲授法
【教具资源】
单相交流发电机模型、灵敏电流表、多媒体课件
【课时安排】
2学时（90分钟）
【教学过程】
一、导入新课
引导同学列举日常生活中使用到交流电的场合，引出单相交流电（例如照明电路、家用电器电路）的概念，激发学生学习兴趣。
二、讲授新课
教学环节1：单相正弦交流电的产生
教师活动：演示交流发电机模型。
学生活动：
（1）观察发电机的各部分组成；
（2）转动中轴观察电流表指针转动情况；
（3）分析发电机工作过程。
教师总结：
（1）发电机的基本组成部分是磁极、线圈、电刷（连接线圈与外电路）。实际的发电机构造比较复杂，线圈匝数很多，嵌在硅钢片制成的铁心上，通常叫电枢；磁极是由电磁铁构成的，一般多采用旋转磁极式，即电枢不动，磁极转动。 2 （2）电流表的指针随着线圈的转动而摆动，并且线圈每转一周，指针左右摆动一次，表明转动的线圈里产生了感应电流，并且感应电流的大小和方向都在随着时间做周期性变化，即产生了交流电。
教学环节2：正弦交流电的基本物理量
教师活动：
【多媒体演示】表征正弦交流电的物理量
学生活动：观察动画，体会表征交流电的各物理量的含义，明确三要素的概念。
模拟电子技术基础第三版 课后答案
习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。解：在20℃时的反向电流约为：32101.25AA在80℃时的反向电流约为：321080AA习题1-3某二极管的伏安特性如图(a)所示：①如在二极管两端通过1kΩ的电阻加上1.5V的电压，如图(b)，此时二极管的电流I 和电压U各为多少？②如将图(b)中的1.5V电压改为3V，则二极管的电流和电压各为多少？U/VI/mA0 0.5 11.52123(a)+ U -I1.5V1kΩ(b)解：根据图解法求解①电源电压为1.5V时1.5UI0.8,0.7IAUV②电源电压为3V时3UI2.2,0.8IAUV可见，当二极管正向导通后，如电源电压增大，则二极管的电流随之增大，但管子两端的电压变化不大。 习题1-4已知在下图中，uI= 10sinωt (V)，RL=1kΩ，试对应地画出二极管的电流iD、电压uD以及输出电压uO的波形，并在波形图上标出幅值。设二极管的正向压降和反向电流可以忽略。+ uD-RL(a)+uD-iD+uI-uI/Vt010iD/mAt100t0uI/V-10uo/Vt100习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流IZ、动态电阻rZ以及温度系数αU，是大一些好还是小一些好？答：动态电阻rZ愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流IZ愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。温度系数αU的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。习题1-6某稳压管在温度为20℃，工作电流为5 mA时，稳定电压UZ=10V，已知其动态内阻rZ=8Ω，电压的温度系数αU=0.09%/℃，试问：①当温度不变，工作电流改为20 mA时，UZ约为多少？②当工作电流仍为5 mA，但温度上升至50℃时，UZ约为多少？解：①3(205)1080.12ZZZUIrV100.1210.12ZUV②0.09%(5020)2.7%ZZUUUT1012.7%10.27ZU习题1-7在下图中，已知电源电压U = 10V，R = 200Ω，RL=1kΩ，稳压管的UZ= 6V，试求：①稳压管中的电流IZ = ？②当电源电压U升高到12V时，IZ 将变为多少？③当U仍为10V，但RL改为2kΩ时，IZ 将变为多少？RL+U-VDZRIZ解：①6LZRLUImAR20614LZRIIImA20ZUUImAR②30ZUUImAR30624LZRIIImA③3LZRLUImAR20317LZRIIImA习题1-8设有两个相同型号的稳压管，稳压值均为6V，当工作在正向时管压降均为0.7V，如果将他们用不同的方法串联后接入电路，可能得到几种不同的稳压值？试画出各种不同的串联方法。+-+-+-(1) 12V(1) 6.7V(1) 1.4V习题1-9一个三极管的输出特性如图所示，①试在图中求出uCE=5V，iC=6mA处的电流放大系数和，并进行比较。②设三极管的极限参数为ICM=20mA，U(BR)CEO=15V，PCM
模拟电子技术基础实验课件
实验一 常用电子仪器的使用
一、实验目的
1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。
2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。
二、实验原理
在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。
实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1－1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。
图1－1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图
1、 示波器
示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点：
1）、寻找扫描光迹
将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：①适当调节亮度旋钮。②触发方式开关置“自动”。③适当调节垂直（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。（若示波器设有“寻迹”按键，可按下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。）
2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。
3）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。