电子关键技术基础正式教案.doc

电
子
技
术
基
础
教
案

§1-1 半导体基本知识
目与规定
1. 理解半导体导电本质，
2. 理解N型半导体和P型半导体概念
3. 掌握PN结单向导电性
重点与难点
重点
1.N型半导体和P型半导体
2. PN结单向导电性
难点
1.半导体导电本质
2. PN结形成
教学办法
讲授法,列举法,启发法
教具
二极管,三角尺
小结
半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。载流子在电场作用下定向运动称为漂移运动。在半导体中，如果载流子浓度分布不均匀，由于浓度差，载流子将会从浓度高区域向浓度低区域运动，这种运动称为扩散运动。
多数载流子因浓度上差别而形成运动称为扩散运动
PN结单向导电性是指PN结外加正向电压时处在导通状态，外加反向电压时处在截止状态。
布置作业
1.什么叫N型半导体和P型半导体

第一章 惯用半导体器件
§1-1 半导体基本知识
自然界中物质，按其导电能力可分为三大类：导体、半导体和绝缘体。
半导体特点：
①热敏性
②光敏性
③掺杂性
导体和绝缘体导电原理：理解简介。
一、半导体导电特性
半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间物质，如硅(Si)、锗(Ge)。硅和锗是4价元素，原子最外层轨道上有4个价电子。
1．热激发产生自由电子和空穴
每个原子周边有四个相邻原子，原子之间通过共价键紧密结合在一起。两个相邻原子共用一对电子。室温下，由于热运动少数价电子挣脱共价键束缚成为自由电子，同步在共价键中留下一种空位这个空位称为空穴。失去价电子原子成为正离子，就好象空穴带正电荷同样。
在电子技术中，将空穴当作带正电荷载流子。
2．空穴运动（与自由电子运动不同）
有了空穴，邻近共价键中价电子很容易过来弥补这个空穴，这样空穴便转移到邻近共价键中。新空穴又会被邻近价电子弥补。带负电荷价电子依次弥补空穴运动，从效果上看，相称于带正电荷空穴作相反方向运动。
3.结 论
（1）半导体中存在两种载流子，一种是带负电自由电子，另一种是带正电空穴，它们都可以运载电荷形成电流。
（2）本征半导体中，自由电子和空穴相伴产生，数目相似。
（3）一定温度下，本征半导体中电子空穴对产生与复合相对平衡，电子空穴对数目相对稳定。
（4）温度升高，激发电子空穴对数目增长，半导体导电能力增强。
空穴浮现是半导体导电区别导体导电一种重要特性。
二、N型半导体和P型半导体
本征半导体
完全纯净、构造完整半导体材料称为本征半导体。
杂质半导体
在本征半导体中加入微量杂质，可使其导电性能明显变化。依照掺入杂质性质不同，杂质半导体分为两类：电子型（N型）半导体和空穴型（P型）半导体。
1. N型半导体
在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量五价元素，如磷（P）、砷（As）等，则构成N型半导体。
在纯净半导体硅或锗中掺入磷、砷等5价元素，由于此类元素原子最外层有5个价电子，故在构成共价键构造中，由于存在多余价电子而产生大量自由电子，这种半导体重要靠自由电子导电，称为电子半导体或N型半导体，其中自由电子为多数载流子，热激发形成空穴为少数载流子。
2.P型半导体
在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量三价元素，如硼（B）、铟（In）等，则构成P型半导体。
在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等3价元素，由于此类元素原子最外层只有3个价电子，故在构成共价键构造中，由于缺少价电子而形成大量空穴，此类掺杂后半导体其导电作用重要靠空穴运动，称为空穴半导体或P型半导体，其中空穴为多数载流子，热激发形成自由电子是少数载流子。

三、PN结及其单向导电性
1．PN结形成
半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。载流子在电场作用下定向运动称为漂移运动。在半导体中，如果载流子浓度分布不均匀，由于浓度差，载流子将会从浓度高区域向浓度低区域运动，这种运动称为扩散运动。
多数载流子因浓度上差别而形成运动称为扩散运动，如图1.6所示。

图1.7 PN结形成（1）
由于空穴和自由电子均是带电粒子，因此扩散成果使P区和N区本来电中性被破坏，在交界面两侧形成一种不能移动带异性电荷离子层，称此离子层为空间电荷区，这就是所谓PN结，如图1.7所示。在空间电荷区，多数载流子已经扩散到对方并复合掉了，或者说消耗尽了，因而又称空间电荷区为耗尽层。
空间电荷区浮现后，由于正负电荷作用，将产生一种从N区指向P区内电场。内电场方向，会对多数载流子扩散运动起阻碍作用。同步，内电场则可推动少数载流子（P区自由电子和N区空穴）越过空间电荷区，进入对方。少数载流子在内电场作用下有规则运动称为漂移运动。漂移运动和扩散运动方向相反。无外加电场时，通过PN结扩散电流等于漂移电流，PN结中无电流流过，PN结宽度保持一定而处在稳定状态。

图1.8 PN结形成（2）

2. PN结单向导电性
如果在PN结两端加上不同极性电压，PN结会呈现出不同导电性能。
（1）PN结外加正向电压
PN结P端接高电位，N端接低电位，称PN结外加正向电压，又称PN结正向偏置，简称为正偏，

图1.9 PN结外加正向电压
（2）PN结外加反向电压
PN结P端接低电位，N端接高电位，称PN结外加反向电压，又称PN结反向偏置，简称为反偏，

图1.20 PN结外加反向电压
小结：PN结单向导电性是指PN结外加正向电压时处在导通状态，外加反向电压时处在截止状态。

§1-2 二 极 管
目与规定
1. 理解半导体二极管构造
2. 掌握半导体二极管符号
3. 理解半导体二极管伏安特性
4. 懂得二极管重要参数
重点与难点
重点 1. 二极管符号
2. 二极管伏安特性
难点 二极管伏安特性
教学办法
讲授法,列举法,启发法
教具
二极管,三角尺
小结
外加正向电压较小时，外电场局限性以克服内电场对多子扩散阻力，PN结仍处在截止状态 。
正向电压不不大于死区电压后，正向电流 随着正向电压增大迅速上升。普通死区电压硅管约为0.5V，锗管约为0.2V。当反向电压值增大到UBR时，反向电压值稍有增大，反向电流会急剧增大，称此现象为反向击穿，UBR为反向击穿电压。
布置作业

§1-2 二 极 管
一、半导体二极管构造
二极管定义：一种PN结加上相应电极引线并用管壳封装起来，就构成了半导体二极管，简称二极管。
二极管按半导体材料不同可以分为硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管等。
二极管按其构造不同可分为点接触型、面接触型和平面型二极管三类。
点接触型二极管PN结面积很小，结电容很小，多用于高频检波及脉冲数字电路中开关元件。
面接触型二极管PN结面积大，结电容也小，多用在低频整流电路中。
平面型二极管PN结面积有大有小。

图1.11 二极管符号

简朴简介常用二极管外型
理解国产二极管型号命名办法。
二、半导体二极管伏安特性
1、正向特性
外加正向电压较小时，外电场局限性以克服内电场对多子扩散阻力，PN结仍处在截止状态 。
正向电压不不大于死区电压后，正向电流 随着正向电压增大迅速上升。普通死区电压硅管约为0.5V，锗管约为0.2V。

图1.13 二极管伏安特性曲线

2、反向特性
二极管外加反向电压时，电流和电压关系称为二极管反向特性。由图1.13可见，二极管外加反向电压时，反向电流很小（I≈-IS），并且在相称宽反向电压范畴内，反向电流几乎不变，因而，称此电流值为二极管反向饱和电流
从图1.13可见，当反向电压值增大到UBR时，反向电压值稍有增大，反向电流会急剧增大，称此现象为反向击穿，UBR为反向击穿电压。运用二极管反向击穿特性，可以做成稳压二极管，但普通二极管不容许工作在反向击穿区。
补充：二极管温度特性
二极管是对温度非常敏感器件。实验表白，随温度升高，二极管正向压降会减小，正向伏安特性左移，即二极管正向压降具备负温度系数（约为-2mV/℃）；温度升高，反向饱和电流会增大，反向伏安特性下移，温度每升高10℃，反向电流大概增长一倍。
三、二极管重要参数
（1）最大整流电流IF
最大整流电流IF是指二极管长期持续工作时，容许通过二极管最大正向电流平均值。
（2）反向击穿电压UBR
反向击穿电压是指二极管击穿时电压值。
（3）反向饱和电流IS
它是指管子没有击穿时反向电流值。其值愈小，阐明二极管单向导电性愈好。
此外
（4）反向击穿电压UB：指管子反向击穿时电压值。
（5）最高工作频率fm：重要取决于PN结结电容大小。
抱负二极管：正向电阻为零，正向导通时为短路特性，正向压降忽视不计；反向电阻为无穷大，反向截止时为开路特性，反向漏电流忽视不计。
四、二极管极性鉴定
将红、黑表笔分别接二极管两个电极，若测得电阻值很小（几千欧如下），则黑表笔所接电极为二极管正极，红表笔所接电极为二极管负极；若测得阻值很大（几百千欧以上），则黑表笔所接电极为二极管负极，红表笔所接电极为二极管正极。
五、二极管好坏鉴定
（1）若测得反向电阻很大（几百千欧以上），正向电阻很小（几千欧如下），表白二极管性能良好。
（2）若测得反向电阻和正向电阻都很小，表白二极管短路，已损坏。
（3）若测得反向电阻和正向电阻都很大，表白二极管断路，已损坏。
补充：特殊二极管
1.稳压二极管
2.发光二极管LED
3.光电二极管
4.变容二极管
5.激光二极管

§1-3 三 极 管
目与规定
1. 理解三极管构造及类型
2. 掌握半导体三极管符号
3. 理解半导体三极管伏安特性及电流放大作用
4. 懂得三极管重要参数和检测办法
重点与难点
重点 1. 三极管符号
2. 三极管伏安特性曲线
难点 三极管伏安特性曲线
教学办法
讲授法,列举法,启发法
教具
二极管,三极管，三角尺
小结
放大区
输出特性曲线近似平坦区域称为放大区。三极管工作在放大状态时，具备如下特点：
（a）三极管发射结正向偏置，集电结反向偏置；
（b）基极电流IB微小变化会引起集电极电流IC较大变化，有电流关系式：IC=βIB；
（c）对NPN型三极管，有电位关系：UC>UB>UE；
（d）对NPN型硅三极管，有发射结电压UBE≈0.7V；对NPN型锗三极管，有UBE≈0.2V。
布置作业

§1-3 三 极 管
一、三极管构造、符号及类型
1. 三极管构造及符号
半导体三极管又称晶体三极管（下称三极管），普通简称晶体管，或双极型晶体管。它是通过一定制作工艺，将两个PN结结合在一起器件，两个PN结互相作用，使三极管成为一种具备控制电流作用半导体器件。三极管可以用来放大薄弱信号和作为无触点开关。
三极管从构造上来讲分为两类：NPN型三极管和PNP型三极管

NPN型 PNP型

三极管文字符号为V。
三极管构造特点：
三极管制作时，普通它们基区做得很薄（几微米到几十微米），且掺杂浓度低；发射区杂质浓度则比较高；集电区面积则比发射区做得大，这是三极管实现电流放大内部条件。
2．三极管类型
（1）国产三极管型号，见P10-表1-3
（2）三极管分类：
三极管可以是由半导体硅材料制成，称为硅三极管；也可以由锗材料制成，称为锗三极管。
三极管从应用角度讲，种类诸多。依照工作频率分为高频管、低频管和开关管；依照工作功率分为大功率管、中功率管和小功率管。常用三极管外形如图P10-1.13所示。
二、三极管电流放大作用
1、产生放大作用条件
内部：a）发射区杂质浓度>>基区>>集电区
b）基区很薄
外部：发射结正偏，集电结反偏

图1.14 三极管工作电压电路
2、三极管电流分派及放大关系
IE = IC + IB
IE ≈ IC
IC = βIB
三、三极管特性曲线
三极管特性曲线是指三极管各电极电压与电流之间关系曲线，它反映出三极管特性。它可以用专用图示仪进行显示，也可通过实验测量得到。
1、输入特性曲线
它是指一定集电极和发射极电压UCE下，三极管基极电流IB与发射结电压UBE之间关系曲线。

简朴分析曲线规律。
硅管死区电压约0.5V，锗管死区电压约0.3V，三极管处在放大状态时，硅管UBE约0.7V，锗管UBE约0.3V。
2．输出特性曲线
三极管输出特性曲线是指一定基极电流IB下，三极管集电极电流IC与集电结电压UCE之间关系曲线。

曲线分析理解，难点。
普通把三极管输出特性分为3个工作区域，下面分别简介。
① 截止区
三极管工作在截止状态时，具备如下几种特点：
（a）发射结和集电结均反向偏置；
（b）若不计穿透电流ICEO，有IB、IC近似为0；
（c）三极管集电极和发射极之间电阻很大，三极管相称于一种开关断开。
② 放大区
输出特性曲线近似平坦区域称为放大区。三极管工作在放大状态时，具备如下特点：
（a）三极管发射结正向偏置，集电结反向偏置；
（b）基极电流IB微小变化会引起集电极电流IC较大变化，有电流关系式：IC=βIB；
（c）对NPN型三极管，有电位关系：UC>UB>UE；
（d）对NPN型硅三极管，有发射结电压UBE≈0.7V；对NPN型锗三极管，有UBE≈0.2V。
③ 饱和区
三极管工作在饱和状态时具备如下特点：
（a）三极管发射结和集电结均正向偏置；
（b）三极管电流放大能力下降，普通有IC<βIB；
（c）UCE值很小，称此时电压UCE为三极管饱和压降，用UCES表达。普通硅三极管UCES约为0.3V，锗三极管UCES约为0.1V；
（d）三极管集电极和发射极近似短接，三极管类似于一种开关导通。
三极管作为开关使用时，普通工作在截止和饱和导通状态；作为放大元件使用时，普通要工作在放大状态。
四、三极管重要参数
三极管参数有诸多，如电流放大系数、反向电流、耗散功率、集电极最大电流、最大反向电压等，这些参数可以通过查半导体手册来得到。
（1）共发射极电流放大系数β和β
它是指从基极输入信号，从集电极输出信号，此种接法（共发射极）下电流放大系数。
（2）极间反向电流
① 集电极基极间反向饱和电流ICBO
② 集电极发射极间穿透电流ICEO
（3）极限参数
① 集电极最大容许电流ICM
② 集电极最大容许功率损耗PCM
③ 反向击穿电压
五、三极管检测
1.已知型号和管脚排列三极管，判断其性能好坏
（1）测量极间电阻
（2）三极管穿透电流ICEO大小判断
（3）电流放大系数β预计
2.鉴别三极管管脚
（1）鉴定基极和管型
（2）鉴定集电极c和发射极e

图1.CK 鉴别三极管c、e电极原理图

§1.4 场 效 应 管
目与规定
1. 理解场效应管构造及工作原理
2. 掌握场效应管分类和符号
3. 理解场效应管转移特性曲线及输出特性曲线
4. 懂得场效应管重要参数
重点与难点
重点 场效应管分类和符号
难点 场效应管转移特性曲线及输出特性曲线
教学办法
讲授法,列举法,启发法
教具
三极管，三角尺
小结
结型场效应管分为N沟道结型管和P沟道结型管，它们都具备3个电极：栅极、源极和漏极，分别与三极管基极、发射极和集电极相相应。
绝缘栅场效应管分为增强型和耗尽型两种，每一种又涉及N沟道和P沟道两种类型。
场效应管重要参数
① 夹断电压（UP）
② 启动电压(UT)
③ 饱和漏极电流IDSS
④ 最大漏源击穿电压（U（BR）DS）
⑤ 跨导（gm）
布置作业

§1.4 场 效 应 管

场效应管则是一种电压控制器件，它是运用电场效应来控制其电流大小，从而实现放大。场效应管工作时，内部参加导电只有多子一种载流子，因而又称为单极性器件。
依照构造不同，场效应管分为两大类，结型场效应管和绝缘栅场效应管。
一、结型场效应管
结型场效应管分为N沟道结型管和P沟道结型管，它们都具备3个电极：栅极、源极和漏极，分别与三极管基极、发射极和集电极相相应。
1.结型场效应管构造与符号
图1.23所示为N沟道结型场效应管构造与符号，结型场效应管符号中箭头，表达由P区指向N区。

图1.23 N沟道结型管构造与符号
P沟道结型场效应管构成与N沟道类似，只是所用杂质半导体类型要反过来。图1.39所示为P沟道结型场效应管构造与符号

图1.23 P沟道结型管构造与符号
2.结型场效应管工作原理
以N沟道结型场效应管为例，参照P16图1-24.
（1）当栅源电压UGS=0时，两个PN结耗尽层比较窄，中间N型导电沟道比较宽，沟道电阻小。
（2）当UGS<0时，两个PN结反向偏置，PN结耗尽层变宽，中间N型导电沟道相应变窄，沟道导通电阻增大。
（3）当UP<UGS≤0且UDS>0时，可产生漏极电流ID。ID大小将随栅源电压UGS变化而变化，从而实现电压对漏极电流控制作用。
UDS存在，使得漏极附近电位高，而源极附近电位低，即沿N型导电沟道从漏极到源极形成一定电位梯度，这样接近漏极附近PN结所加反向偏置电压大，耗尽层宽；接近源极附近PN结反偏电压小，耗尽层窄，导电沟道成为一种楔形。
注意，为实现场效应管栅源电压对漏极电流控制作用，结型场效应管在工作时，栅极和源极之间PN结必要反向偏置。
3.结型场效应管特性曲线
（1）转移特性曲线
在场效应管UDS一定期，ID与UGS之间关系曲线称为场效应管转移特性曲线，如图1.25所示。它反映了场效应管栅源电压对漏极电流控制作用。

图1.25 N沟道结型场效应管转移特性曲线

图1.25 N沟道结型场效应管输出特性曲线

当UGS=0时，导电沟道电阻最小，ID最大，称此电流为场效应管饱和漏极电流IDSS。
当UGS=UP时，导电沟道被完全夹断，沟道电阻最大，此时ID=0，称UP为夹断电压。
（2）输出特性曲线
输出特性曲线是指栅源电压UGS一定期，漏极电流ID与漏源电压UDS之间关系曲线。
场效应管输出特性曲线可分为四个区域：
可变电阻区
恒流区
截止区（夹断区）
击穿区
二、绝缘栅场效应管
绝缘栅场效应管是由金属（Metal）、氧化物（Oxide）和半导体（Semiconductor）材料构成，因而又叫MOS管。
绝缘栅场效应管分为增强型和耗尽型两种，每一种又涉及N沟道和P沟道两种类型
补充：耗尽型：UGS=0时漏、源极之间已经存在原始导电沟道。
增强型：UGS=0时漏、源极之间才干形成导电沟道。
无论是N沟道MOS管还是P沟道MOS管，都只有一种载流子导电，均为单极型电压控制器件。
MOS管栅极电流几乎为零，输入电阻RGS很高。
1、构造与符号
以N沟道增强型MOS管为例，它是以P型半导体作为衬底，用半导体工艺技术制作两个高浓度N型区，两个N型区别别引出一种金属电极，作为MOS管源极S和漏极D；在P形衬底表面生长一层很薄SiO2绝缘层，绝缘层上引出一种金属电极称为MOS管栅极G。B为从衬底引出金属电极，普通工作时衬底与源极相连。

图1.26 N沟道增强型MOS管构造与符号
符号中箭头表达从P区（衬底）指向N区（N沟道），虚线表达增强型。
2、N沟道增强型MOS管工作原理
如P18图1.27所示，在栅极G和源极S之间加电压UGS，漏极D和源极S之间加电压UDS，衬底B与源极S相连。
形成导电沟道所需要最小栅源电压UGS，称为启动电压UT。
3、特性曲线
（1） 转移特性曲线
（2） 输出特性（漏极特性）曲线

图1.28 N沟道增强型MOS管转移特性曲线

图1.28 N沟道增强型MOS管输出特性曲线
三、场效应管重要参数
① 夹断电压（UP）
② 启动电压(UT)
③ 饱和漏极电流IDSS
④ 最大漏源击穿电压（U（BR）DS）
⑤ 跨导（gm）
四、场效应管应注意事项
（1）选用场效应管时，不能超过其极限参数。
（2）结型场效应管源极和漏极可以互换。
（3）MOS管有3个引脚时，表白衬底已经与源极连在一起，漏极和源极不能互换；有4个引脚时，源极和漏极可以互换。
（4）MOS管输入电阻高，容易导致因感应电荷泄放不掉而使栅极击穿永久失效。因而，在存储MOS管时，要将3个电极引线短接；焊接时，电烙铁外壳要良好接地，并按漏极、源极、栅极顺序进行焊接，而拆卸时则按相反顺序进行；测试时，测量仪器和电路自身都要良好接地，要先接好电路再去除电极之间短接。测试结束后，要先短接电极再撤除仪器。
（5）电源没关于时，绝对不能把场效应管直接插入到电路板中或从电路板中拔出来。
（6）相似沟道结型场效应管和耗尽型MOS场效应管，在相似电路中可以通用。
第5节其她半导体器件简朴简介，理解。

§2.1 基本共射极放大电路
目与规定

1. 掌握共射极放大电路构成
2. 理解共射极放大电路工作原理及性能特点
3. 懂得共射极放大电路中各元件作用
重点与难点
重点 共射极放大电路构成
难点 共射极放大电路工作原理
教学办法
讲授法,列举法,启发法
教具
三极管，三角尺
小结
电路中各元件作用如下。 
（1）三极管
（2）隔直耦合电容C1和C2
（3）基极回路电源UBB和基极偏置电阻Rb
（4）集电极电源UCC
（5）集电极负载电阻Rc
布置作业

第二章 惯用放大器

2.1 基本共射极放大电路
一、三极管在放大电路中三种连接方式

上图所示为三极管在放大电路中三种连接方式：图（a）从基极输入信号，从集电极输出信号，发射极作为输入信号和输出信号公共端，此即共发射极（简称共射极）放大电路；图（b）从基极输入信号，从发射极输出信号，集电极作为输入信号和输出信号公共端，此即共集电极放大电路；图（c）从发射极输入信号，从集电极输出信号，基极作为输入信号和输出信号公共端，此即共基极放大电路。
二、基本放大电路构成和工作原理
1.共射极放大电路构成
在三种组态放大电路中，共发射极电路用得比较普遍。这里就以NPN共射极放大电路为例，讨论放大电路构成、工作原理以及分析办法。

电路中各元件作用如下。 
（1）晶体管V。放大元件，用基极电流iB控制集电极电流iC。
（2）电源UCC和UBB。使晶体管发射结正偏，集电结反偏，晶体管处在放大状态，同步也是放大电路能量来源，提供电流iB和iC。UCC普通在几伏到十几伏之间。
（3）偏置电阻RB。用来调节基极偏置电流IB，使晶体管有一种适当工作点，普通为几十千欧到几百千欧。
（4）集电极负载电阻RC。将集电极电流iC变化转换为电压变化，以获得电压放大，普通为几千欧。
（5）电容Cl、C2。用来传递交流信号，起到耦合伙用。同步，又使放大电路和信号源及负载间直流相隔离，起隔直作用。为了减小传递信号电压损失，Cl、C2应选得足够大，普通为几微法至几十微法，普通采用电解电容器。

2、共射极放大电路工作原理

§2.2 共射极放大电路分析
目与规定
1. 掌握共射极放大电路分析办法种类
2. 初步掌握共射极放大电路分析详细办法计算法
3. 会某些简朴共射极放大电路分析计算应用
4. 理解多级放大器
重点与难点
重点 计算法分析共射极放大电路
难点 计算法分析共射极放大电路和应用
教学办法
讲授法,列举法,启发法
教具
三极管，三角尺
小结
静态工作点

抑制零漂办法有各种，如采用温度补偿电路、稳压电源以及精选电路元件等办法。最有效且广泛采用办法是输入级采用差动放大电路。
布置作业

§2.2 共射极放大电路分析

静态是指无交流信号输入时，电路中电流、电压都不变状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点Q（重要指IBQ、ICQ和UCEQ）。静态分析重要是拟定放大电路中静态值IBQ、ICQ和UCEQ。
一、 直流通路和交流通路

直流通路：耦合电容可视为开路。
交流通路：（ui单独作用下电路）。由于电容C1、C2足够大，容抗近似为零（相称于短路），直流电源UCC去掉（短接）。
二、 计算法（近似估算法）
1、 静态工作点

2、 输入电阻和输出电阻
微变等效电路法，基本思路
把非线性元件晶体管所构成放大电路等效成一种线性电路，就是放大电路微变等效电路，然后用线性电路分析办法来分析，这种办法称为微变等效电路分析法。等效条件是晶体管在小信号（微变量）状况下工作。这样就能在静态工作点附近小范畴内，用直线段近似地代替晶体管特性曲线。

（1）输入电阻

（2）输出电阻

3、电压放大倍数

三、静态工作点稳定放大电路

条件：I2>>IB，则
与温度基本无关。
调节过程：

四、多级放大器
多级放大电路是指两个或两个以上单级放大电路所构成电路。普通称多级放大电路第一级为输入级。对于输入级，普通采用输入阻抗较高放大电路，以便从信号源获得较大电压输入信号并对信号进行放大。中间级重要实现电压信号放大，普通要用几级放大电路才干完毕信号放大。普通把多级放大电路最后一级称为输出级，重要用于功率放大，以驱动负载工作。

1.阻容耦合
它是指各单级放大电路之间通过隔直耦合电容连接。图2.16所示为阻容耦合两级放大电路。

各极之间通过耦合电容及下级输入电阻连接。长处：各级静态工作点互不影响，可以单独调节到适当位置；且不存在零点漂移问题。缺陷：不能放大变化缓慢信号和直流分量变化信号；且由于需要大容量耦合电容，因而不能在集成电路中采用。
2.变压器耦合
它是指各级放大电路之间通过变压器耦合传递信号。图2.46所示为变压器耦合放大电路。通过变压器T1把前级输出信号uo1，耦合传送到后级，作为后一级输入信号ui2。变压器T2将第二级输出信号耦合传递给负载RL。
变压器具备隔离直流、通交流特性，因而变压器耦合放大电路具备如下特点：
（1）各级静态工作点互相独立，互不影响，利于放大器设计、调试和维修。
（2）同阻容耦合同样，变压器耦合低频特性差，不适合放大直流及缓慢变化信号,只能传递具备一定频率交流信号。
（3）可以实现电压、电流和阻抗变换，容易获得较大输出功率。
（4）输出温度漂移比较小。
（5）变压器耦合电路体积和重量较大，不便于做成集成电路。
3. 直接耦合放大电路
长处：能放大变化很缓慢信号和直流分量变化信号；且由于没有耦合电容，故非常适当于大规模集成。
缺陷：各级静态工作点互相影响；且存在零点漂移问题。
零点漂移：放大电路在无输入信号状况下，输出电压uo却浮现缓慢、不规则波动现象。
产生零点漂移因素诸多，其中最重要是温度影响。
抑制零漂办法有各种，如采用温度补偿电路、稳压电源以及精选电路元件等办法。最有效且广泛采用办法是输入级采用差动放大电路。
差动放大电路工作原理（理解）

抑制零点漂移原理
静态时，uil=ui2＝0 ，此时由负电源UEE通过电阻RE和两管发射极提供两管基极电流。由于电路对称性，两管集电极电流相等，集电极电位也相等，即：
IC1= IC2
UC1= UC2
输出电压：
uo＝ UC1 － UC2=0
温度变化时，两管集电极电流都会增大，集电极电位都会下降。由于电路是对称，因此两管变化量相等。即：
ΔIC1=Δ IC2
ΔUC1= ΔUC2
输出电压：
uo＝ (UC1 + ΔUC1)－( UC2 +ΔUC2 )=0
即消除了零点漂移。

§2.3 功率放大电路
目与规定
1. 掌握功率放大器规定
2. 掌握功率放大器按工作状态进行分类
3. 理解OCL功率放大电及OTL功率放大电路
重点与难点
重点 功率放大器类型
难点 OCL功率放大电及OTL功率放大电路
教学办法
讲授法,列举法,启发法
教具
三极管，三角尺
小结
(1) 输出功率要足够大
最大输出功率POM是指在正弦输入信号下，输出波形不超过规定非线性失真指标时，放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值乘积。
（2）效率要高
（3）尽量减小非线性失真
（4）分析估算采用图解法
（5）功放中晶体管常工作在极限状态
布置作业

§2.3 功率放大电路
功率放大电路任务是向负载提供足够大功率，这就规定
①功率放大电路不但要有较高输出电压，还要有较大输出电流。因而功率放大电路中晶体管普通工作在高电压大电流状态，晶体管功耗也比较大。
②非线性失真也要比小信号电压放大电路严重得多。此外，功率放大电路从电源取用功率较大，为提高电源运用率，
③必要尽量提高功率放大电路效率。放大电路效率是指负载得到交流信号功率与直流电源供出功率比值。
一、功率放大电路工作状态分类

甲类功率放大电路静态工作点设立在交流负载线中点。在工作过程中，晶体管始终处在导通状态。这种电路功率损耗较大，效率较低，最高只能达到50％。
乙类功率放大电路静态工作点设立在交流负载线截止点，晶体管仅在输入信号半个周期导通。这种电路功率损耗减到至少，使效率大大提高。
甲乙类功率放大电路静态工作点介于甲类和乙类之间，晶体管有不大静态偏流。其失真状况和效率介于甲类和乙类之间。
二、互补对称功率放大电路
1．OCL功率放大电路
静态（ui=0）时，UB=0、UE=0，偏置电压为零，V1、V2均处在截止状态，负载中没有电流，电路工作在乙类状态。
动态（ui≠0）时，在ui正半周V1导通而V2截止，V1以射极输出器形式将正半周信号输出给负载；在ui负半周V2导通而V1截止，V2以射极输出器形式将负半周信号输出给负载。可见在输入信号ui整个周期内，V1、V2两管轮流交替地工作，互相补充，使负载获得完整信号波形，故称互补对称电路。
由于V1、V2都工作在共集电极接法，输出电阻极小，可与低阻负载RL直接匹配。

从工作波形可以看到，在波形过零一种社区域内输出波形产生了失真，这种失真称为交越失真。产生交越失真因素是由于V1、V2发射结静态偏压为零，放大电路工作在乙类状态。当输入信号ui不大于晶体管发射结死区电压时，两个晶体管都截止，在这一区域内输出电压为零，使波形失真。
为减小交越失真，可给V1、V2发射结加恰当正向偏压，以便产生一种不大静态偏流，使V1、V2导通时间稍微超过半个周期，即工作在甲乙类状态，如图所示。图中二极管D1、D2用来提供偏置电压。静态时三极管V1、V2虽然都已基本导通，但因它们对称，UE仍为零，负载中仍无电流流过。
2．OTL功率放大电路
因电路对称，静态时两个晶体管发射极连接点电位为电源电压一半，负载中没有电流。动态时，在ui正半周V1导通而V2截止，V1以射极输出器形式将正半周信号输出给负载，同步对电容C充电；在ui负半周V2导通而V1截止，电容C通过V2、RL放电，V2以射极输出器形式将负半周信号输出给负载，电容C在这时起到负电源作用。为了使输出波形对称，必要保持电容C上电压基本维持在UCC/2不变，因而C容量必要足够大。

§2.4 反馈放大电路

目与规定
1. 掌握反馈概念
2. 掌握反馈分类
3. 理解反馈类型鉴别办法
4. 懂得负反馈对放大电路性能影响
重点与难点
重点 反馈类型
难点 反馈类型鉴别办法
教学办法
讲授法,列举法,启发法
教具
三极管，三角尺
小结
反馈到输入回路信号称为反馈信号。依照反馈信号对输入信号作用不同，反馈可分为正反馈和负反馈两大类型。反馈信号增强输入信号叫做正反馈；反馈信号削弱输入信号叫做负反馈。
负反馈对放大电路性能影响
1、稳定放大倍数
2、减小非线性失真
3、展宽通频带
4、变化输入电阻
5、变化输出电阻

布置作业

§2.4 反馈放大电路
一、反馈基本概念
反馈：将放大电路输出信号（电压或电流）一某些或所有，通过某种电路（反馈电路）送回到输入回路，从而影响输入信号过程。
反馈到输入回路信号称为反馈信号。依照反馈信号对输入信号作用不同，反馈可分为正反馈和负反馈两大类型。反馈信号增强输入信号叫做正反馈；反馈信号削弱输入信号叫做负反馈。
二、判断反馈极性办法

例：判断图示电路反馈极性

解：设基极输入信号ui瞬时极性为正，则发射极反馈信号uf瞬时极性亦为正，发射结上实际得到信号ube（净输入信号）与没有反馈时相比减小了，即反馈信号削弱了输入信号作用，故可拟定为负反馈。

三、负反馈类型
依照反馈网络与基本放大电路在输入端连接方式，可分为串联反馈和并联反馈。串联反馈反馈信号和输入信号以电压串联方式叠加，ud=ui－uf，以得到基本放大电路输入电压ud。并联反馈反馈信号和输入信号以电流并联方式叠加，id=ii－if，以得到基本放大电路输入电流ii。
串联反馈和并联反馈可以依照电路构造鉴别。当反馈信号和输入信号接在放大电路同一点（另一点往往是接地点）时，普通可鉴定为并联反馈；而接在放大电路不同点时，普通可鉴定为串联反馈。
综合以上两种状况，可构成电压串联、电压并联、电流串联和电流并联4种不同类型负反馈放大电路。
四、负反馈对放大电路性能影响
1、稳定放大倍数

引入负反馈后，闭环放大倍数相对变化率为开环放大倍数相对变化率1+AF分之一，因1+AF>1，因此即闭环放大倍数稳定性优于开环放大倍数。
负反馈越深，放大倍数越稳定。在深度负反馈条件下，即1+AF>>1时，有：

表白深度负反馈时闭环