数电模电经典教材从零开始

本章重点内容l

PN结及其单向导电特性l

半导体二极管的伏安特性曲线l

二极管在实际中的应用1.1

PN结1.1.1本征半导体

空穴自由电子abc＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4共价键的两个价电子价电子＋4（a）硅和锗原子的简化结构模型(b)晶体的共价键结构及电子空穴对的产生图1.1硅、锗原子结构模型及共价键结构示意图

第1章

半导体二极管及其应用电路11.1.2杂质半导体1．N型半导体2．P型半导体

磷原子自由电子＋4＋4＋4＋4＋5＋4＋4＋4＋4电子一空穴对图1.2N型半导体的结构2空穴硼原子＋4＋4＋4＋4＋3＋4＋4＋4＋4电子一空穴对图1.3P型半导体的结构3.PN结的形成

内电场P区N区P区N区空间电荷区图1.4PN结的形成34．PN结的单向导电特性(1)PN结的正向导通特性R外电场内电场IR空穴(多数)电子(多数)NP变薄NP变厚IR≈0R外电场内电场电子(少数)空穴(少数)

(a)

正向偏置

（b）反向偏置 图1.5PN结的导电特性

(2)PN结的反向截止特性

1.2半导体二极管1.2.1半导体二极管的结构及其在电路中的符号4－外壳(阴极)(阳极)PN阳极引线阴极引线VD－＋(阴极)（a）结构（b）电路符号（c）实物外形图1.6二极管结构、符号及外形uv/V

015105

（μA）iv/mA

ABB′A′-5IR0.20.40.60.8

C′D′DC-30-U（BR）硅锗图1.7二极管伏安特性曲线1.2.2半导体二极管的伏安特性51．正向特性2．反向特性

3．反向击穿特性

4．温度对特性的影响

1.2.3半导体二极管的主要参数

1．最大整流电流IF2．最大反向工作电压URM3．反向饱和电流IR

4．二极管的直流电阻R5．最高工作频率fM1.2.4半导体二极管的命名及分类1．半导体二极管的命名方法

6用数字表示电极数目用字母表示材料和极性用字母表示类型用数字表示序号用数字表示规格图1.8半导体器件的型号组成2．半导体二极管的分类

1.2.5二极管的判别及使用注意事项

1．二极管的判别（用万用表进行检测）（1）二极管正、负极性及好坏的判断（2）二极管好坏的判别

（3）硅二极管和锗二极管的判断（4）普通二极管和稳压管的判别

72．二极管使用注意事项*1.3几种常用的特殊二极管1.3.1稳压二极管1．稳压二极管的工作特性

(a)伏安特性（b）符号图1.9稳压二极管的特性曲线和符号0IA（Izmin）IZIA（Izmax）I／mAΔUZU／VBAUZΔIZUBUAVD82.稳压管的主要参数

1.3.2发光二极管1．普通发光二极管

2．红外线发光二极管

3．激光二极管1.1.3光电二极管1.3.4变容二极管

(a)压控特性曲线(b)电路符号图1.12变容二极管的压控特性曲线和电路符号80604020CJ/pF2468101214U/V0VD91.4半导体二极管的应用

1.4.1整流1.4.2钳位

1.4.3限幅VDU(+)FA图1.13二极管钳位电路（a）限幅电路（b）波形图1.14二极管限幅电路及波形RVD1+uo－+ui－－Us2++Us1－VD2uo/V10t-10uo/V+5-5t00104.电路中的元件保护

SVDeLLREi图1.15二极管保护电路11

本章重点内容l

晶体三极管的放大原理、输入特性曲线、输出特性曲线l

基本放大电路的工作原理及放大电路的三种基本偏置方式l

利用估算法求静态工作点l

微变等效电路及其分析方法l

三种基本放大电路的性能、特点2.1半导体三极管2.1.1三极管的结构及分类

1．三极管的内部结构及其在电路中的符号

第2章半导体三极管及其放大电路12(a)NPN(b)PNP图2.1三极管的结构示意图及其在电路中的符号基极bbceceb集电区发射区发射结集电结基极bccbeeb基区发射极e集电极cNPN发射极e集电极cPNP2．三极管的分类

2.1.2三极管的放大作用1．三极管放大时必须的内部条件132．三极管放大时必须的外部条件

3．三极管内部载流子的传输过程图2.2

三极管内部载流子的运动情况

－+－+RCcbeICIEIBVCcVBBRBICBOICNIBNNPN（3）电子被集电区收集的过程（1）发射区向基区发射电子的过程

（2）电子在基区的扩散和复合过程144．三极管电流放大作用的进一步理解

表2.1IB、IC、IE的实验数据IB/mA-0.00400.010.020.030.040.05IC/mA0.0040.011.091.983.074.065.05IE/mA00.011.102.003.104.105.102.1.3三极管的特性曲线1．输入特性曲线uBE/v0.2uCE/v（a）（b）uCE≥1VuCE=00.80.60.4iB/μA1008060402025℃饱和区放大区100μA80μA60μA40μA20μAiB=0μA108642ic/mA4321截止区图2.3三极管的特性曲线152．输境出特牢性曲或线(1比)放大域区(2晃)饱和风区(3换)截止羡区2.基1.五4三极搬管正撒常工袋作时桂的主挡要特智点1．三下极管味工作槐于放阳大状益态的晨条件假及特损点2．三脂极管梦工作抹于饱榨和状销态的鼻条件申及特殿点3．三苹极管怠工作谱于截舞止状利态时浪的条忍件及倦特点＊2.毅1.供5特殊既晶体匠管简泼介1．光合电三边极管16（a）等效柱电路刚（b）电路乞符号祸（c）LE讽D+光电我三极德管益（d）LE饲D+光电凝池图2.还4光电机三极烦管的柏等效葵电路蒙与电扰路符啊号凤图2.茅5光电屡耦合剧器电创路符锦号ce(－)(+)cbeILIC2．光帆电耦掌合器3．晶抱闸管（1）单向逢晶闸秋管A.内部使结构17B.工作灰原理KAGχχχGAKGAK（a）(b敌)述(锣c)图2.甘6单向猫晶闸铁管外赤形及盘电路乌符号(a颠)内部进结构抚示意延图(b贞)分解漂图奥（c）等效拐电路图2.马7晶闸使管内掌部结狂构及膏其等叹效电俘路gakP1N1P2N2IGgkN1P2N2aP1N1P2kVGGIARGV2V1IC1RAIC2VAAga18A.判定裙晶闸撑管的晋电极B.检测辩量晶僚闸管翁的导奖通情秩况（2）双荷向晶百闸管①双向秩晶闸转管的赠结构(a主)削(b此)图2.驼8双向强晶闸底管外概形及吸电路睬符号GT1T2T1T2GTUC336②双向讽晶闸权管的滥测量192.啄1.原6三极地管的暴主要渠参数1．电吗流放乡丰大系绝数2．反凡向饱违和电引流ICB根O3．穿裹透电巡寿流ICE柜O4．集昆电极命最大提允许循电流ICM5．集恋电极慢、发泻射极震间的妈击穿啦电压UCE呆O6．集润电极圣最大松耗散摊功率PCM。2.垃1.见7三极喊管的邻检测阅与代谣换1．国瘦产三锅极管档的命内名方篇法简乞介2．三免极管滚三个职电极需（管茅脚）渡的估住测20(a礼)壤(b飘)辆(c财)图2.烦10三极枪管引俘脚识雄别示悄意图BCEEBCEBCBECC13973．南沉韩、杰日本虫三极订管介还绍。4．彩露电和扰彩显故行输饺出管多简介5．三惰极管滤好坏短的判筝别6．三较极管足的代抽换原妥则212.炭2三极遣管基奇本放逼大电执路及稠其分乓析方犹法2.沸2.郊1放大福的基很本概恋念2.创2.盐2三极迷管在限实际挂应用壳中的坑三种伍放大狱电路终形式2.协2.防3放大喂电路勒的组吼成1.基本以放大室电路叹的组斗成原煤则2.放大集电路沉的组烧成及右各元蚊件的阻作用2.绣2.清4放大浓电路词的两道种状赠态——静态驰和动桂态（a）直流来通路涛（b）交流嫩通路图2.痰13直流转、交狭流通线路ICQ＋VCCV＋UCEQ＿＋UCEQ＿R1R2R′L＋ui＿iiVR1＋uo＿222.轨2.骗5基本责放大羽电路酿的工牺作过挤程图2.羽14基本卸放大忌电路柏的工悬作波狡形ωtUCEωtωtωtωtωtURCURCiB(e)管压降的波形(d)RC上压降的波形(c)集电极电流波形uCEuceuRCurcICiciCibIB000000000000ωtωtωtωtωtωtωt(b)基极电流波形ui0(a)输入信号电压波形0uoωt(f)输出信号电压波形232.竿3.放大权电路兄常用恼的直金流偏逆置电劫路2.扰3.律1固定亚式直理流偏鼓置电芹路2.集3.陶2分压荷式电倦流负余反馈刻偏置砌电路图2.电15分压层式电证流反眨馈式派偏置拾电路C1Ce+++uoIEI2I1ReR2＋VCCVC2RLR3R1+ui－Rs1．工疯作点贯稳定饭过程（1）由耕基极队电阻R1、R2分压沫而得裹到固块定的凯基极劈燕电位UB。设图2.页15中流斥过R1、R2的电嫂流分斜别为I1、I2，则（2）利辆用发扛射极杀电阻Re的电恳流负立反馈蕉作用勺稳定讯静态临工作究点242．电床容Ce的作邀用2.谢3.距3恒流谣源偏版置电奥路图2.16镜像恒流源的基本电路IIC1VCCRIC2=I0V2V125（a）威尔易逊恒疲流源孩（b）小电予流恒惩流源凯（c）改变臂射极师电阻款比获驱得不建同输出辩电流器的恒昂流源图2.聋17改进黄型恒返流源飘电路V3IB3Re1Re2ReIIC1IBV2V1IIC1IC2V2V1IIC1IC2V2V1IC32.溪4放大芹电路邪的三夏种基欧本分丑析方霜法2.玻4.已1静态绞工作眼点估伤算法26（1）画禁出放嗓大电贯路的仿直流嫁通路（2）由忘直流悔通路杀列出须输入木回路的和输沈出回滔路方虾程，喉代入驱方程得，分疲别求迈出IBQ、ICQ、UCE摔Q。++usRs＋VCCVC2C1RLRcRb＋VCC例1估算劈燕图2.换18所示书放大暗电路椅的静踢态工排作点盆，设VCC=1势2V，Rc=3档kΩ，RB=2气80亦kΩ，β=5州0。（a）畅（b）图2.程18272.宅4.染2放大旺电路谅的图菊解分求析法1．用天图解遥法确糖定静唤态工亩作点约的步帆骤：（1）在ic、uce平面水坐标直上作喝出晶特体管仔的输那出特狸性曲纠线。（2）根忧据直拆流通州路列损出放额大电宽路直品流输缴出回晨路的牲电压昼方程梦式：UCE=VCC－IC·RC（3）根据寸电压涛方程努式，养在输贵出特哲性曲田线所与在坐白标平胶面上叼作直枕流负饶载线撕。因羞为两对点可瞎决定防一条武直线蓄，所览以分扁别取异（IC=0，UCE=VCC）和（UCE=0，IC=EC/Rc）两点锐，这怕两点折也就着是横妥轴和刃纵轴笑的截穿距，妥连接彩两点拴，便剃得到邮直流甜负载异线。（4）根删据直赖流通忧路中蜘的输阅入回佛路方垮程求今出IBQ。（5）找出IB=IBQ这一安条输叙出特绞性曲恰线，智该曲遮线与壁直流既负载线线的蔑交点梳即为Q点（剩静态医工作型点）锅，该Q点直如观地艺反映鹊了静却态工肤作点纠（IBQ、ICQ、UCQ）的三礼个值决。即脸为所靠求静购态工绕作点蒙的值里。28（a）电路尽图着（b）特性敢曲线图2.董19例2电路宋图+MQiu=80μA60μA40μA20μA0μAuCE/v6Vic/mA4321+＋VCCVRLRcRbuiuo2．电卷路参畜数对彼静态鸡工作浙点的接影响（1）Rb对Q点的填影响（2）Rc对Q点的第影响29ic/mAMuCE/vIBQ1IBQIBQ20（a）Rb变化对Q点的影响aQ1Rb1>RbQ2Rb2<RbNMRc<Rc1Q1Q

Q2IBQRc>Rc20MNuCE/vic/mA（b）Rc变化对Q点的影响0VCC1<VCCVCC2>VCCQ2QQ1NuCE/vic/mA（c）VCC变化对Q点的影响图2.照20电路持参数乖对Q点的奋影响30（3）VCC对Q点的锈影响2.顷4.它3放大寻电路叮的微素变等颗效电潮路分挪析法1．三码极管赏的微厌变等案效电粒路(三极昏管输仆入端be间和它输出科端ce间的再微变域等效颈电路)（1）三瘦极管往输入亦端（be）间的呼微变粮等效哈电路beic+uce－ib+ube－ciCβib+uce－rbe+ube－ib(a标)(b蛇)图2.签21三极替管的卸微变卫等效壳电路（2）三掌极管歇输出事端（ce）间的望微变诸等效载电路2．放计大电输路的侨微变鸡等效万电路第一堂，根据琴放大拐电路也画出济交流计通路听。用三称极管疤的微恳变等同效电堤路代遮替交隙流通傍路中祖的三友极管克，画企出放改大电艰路的扣微变励等效饼电路摘。31++－+uoCeReRb1VC2C1RLRcRb2+ui－Rs（a）放大者电路ΒibRb1uo+－ieicibRcRb2RL+us－riui－+RcRbrs－+bcicrbeibuoRLro图2.顶22放大脏电路联的微余变等燥效电锐路（b）交流重通路骗（c）微变防等效棕电路322.炒5放大姻电路辉的动更态性逢能指乎标及红分析2.西5.抛1放大树电路闲的动其态性距能指风标1．放窜大倍全数2．输镜入电矿阻riii+io－riro放大电路uoRL+us－rs－++u`o－rouiri图2.创23放大顿电路浅的方爬框图333．输庆出电显阻ro2.畏5.蓄2放大泳电路蜘性能兄指标刺估算筛的方辟法、侵步骤1.在放血大电讲路静殊态分础析的和基础拦上，填根据讯静态保工作炊点的亮数值普及相酸关公才式，饼求出rbe。2.画迹出放况大电强路的宋微变开等效授电路添。3.根据添微变浩等效映电路惕及Au、ri、ro的定脚义式签，分雾别求流出Au、ri、ro。2.腐5.济3共稳射放堵大电虽路基喷本动犹态参蝇数的偶估算1.电压桶放大雀倍数2．源僵电压摧放大堪倍数Aus3．输望入电茂阻ri4.输出巴电阻ro2.棉5.握4共集震电极抓、共伙基极丘放大日电路1．共闪集电删极放震大电跟路34++RL+uo－ReRb+ui+uo－ReC2C1rs－+us－＋VCCVRLRb+uirs－+us－V(a齿)典型国电路(誓b)交流彻通路图2.狮25共集兆电极箱电路（1）静强态工稻作点封的估堡算（2）动要态分修析2．共杯基极同电路35ri+us－rsiiuoRe－+ieui－+RbbcicβibrbeibRL图2.26共集电极放大电路的微变等效电路r`iCB+++++us－－CEBCBE+uo－Cb2Rb2RLRb+uo－ReCb1＋VCCVRLRcRb1uirs+uirs－+us－V(a驴)电路殊图(b锣)交流厨通路图2.窄27共基如放大璃电路（1）静膊态分穗析36（2）动继态分智析Bβibroicri+us－Rsiiuo－+ibui－+ReECrbeieRL图2.28共基极微变等效电路r`i①电压俘放大偿倍数Au②输入短电阻ri③输出房诚电阻ro2.枪6三种两基本碗放大印电路雅的比利较*2.饿7多级熊放大川电路372.饥7.肢1多级唯放大摧电路床的组笼成图2.骄29多级舅放大崭电路告的结镜构框清图2.冰7.奔2多级见放大音电路亮的耦糊合方处式（1）保结证信裁号在权级与堪级之汁间能挖够顺垮利地玩传输福；（2）耦研合后即，多积级放孙大电束路的烂性能们必须兽满足胳实际仓的要窗求。为了最满耦饱合后太，各康级电贵路仍恳具有钻合适捡的静够态工蛮作点2.旧7.肝3阻容是耦合38+Ce2++++－+uoRe1Re2－+＋VCCC1RLCe1Rb12V1C2Rc1Rb11Rb22V2C3Rc2Rb21ui图2.涉30两级洒阻容险耦合瞎放大责电路（1）优歌点：临因电层容具鸡有“怎隔直求”作纸用，鹅所以斑各级型电路芬的静遥态工拆作点临相互障独立堡，互絮不影及响。冈这给虹放大带电路腿的分捷析、振设计兄和调怠试带孔来了脸很大砌的方牛便。蛇此外教，还软具有开体积墨小、伯重量赵轻等璃优点盘。（2）缺坐点：崖因电仔容对舱交流秆信号假具有抛一定鄙的容象抗，撞在信屿号传识输过锈程中机，会窃受到敞一定鸡的衰从减。轮尤其停对于夺变化典缓慢乱的信茶号容倘抗很踏大，挽不便多于传诸输。呜此外修，在少集成败电路准中，脑制造浊大容谢量的宏电容疯很困它难，部所以画这种资耦合叛方式赛下的颂多级济放大黑电路膊不便榨于集舍成2.脸7.压4直接因耦合39－+V2V1＋VCCRbReRc2Rc1+ui－uo图2.31直接耦合放大电路1．优转点：灭既可肚以放丝式大交株流信景号，谁也可姥以放货大变理化非叼常缓猫慢（洽直流懒）的芽信号逢；电蛙路简恼单，贴便于脊集成症，所布以集挪成电偶路中鲜多采截用这畏种耦教合方汇式。2．惰缺点赌：存资在着座各级敞静态指工作勉点相唤互牵鞠制和而零点匠漂移苏这两经个问享题。股（第5章将仆讨论档零点掏漂移安问题嫂。2.盘7.寺5变压途器耦拥合（1）优苹点：创因变敢压器刊不能摘传输醒直流构信号与，只患能传械输交都流信涌号和动进行救阻抗强变换园，所浙以，朋各级摆电路鸦的静况态工砍作点敢相互参独立旦，互灯不影丢响。涉改变现变压浪器的号匝数国比，调容易雀实现胖阻抗蜡变换帅，因景而容踩易获怠得较口大的血输出胡功率浆。（2）缺萍点：巨变压严器体搞积大牢而重俱，不沉便于秆集成限。同罩时频士率特杆性差翅，也塌不能鹅传送忆直流诵和变怖化非衬常缓升慢的戏信号骄。40+C2++RLT2T1CeC1Rb12Rb22Rb21Rb11＋VCC+uo－+ui－Re2Re1V2V1图2.32变压器耦合放大电路2.宜7.晌6组合绵放大寻电路1．共恒发－估共基祖组合恰放大尤电路－R`LV2V1RLRbuo－++us－－+uirsR`LV2V1RLRbuo+us－－+uirs图2.33共发－共基组合放大器的交流通路图2.34共集－共发组合放大器的交流通路412．共苍集-共发涨组合细放大犯电路（1）电标压放池大倍妻数（2）输典入电齿阻（3）输诸出电鲁阻思恳考畏题1、基本颈放大肚电路棒由哪哥些必宾不可恶少的殖部分剪组成衰？各笑元件经有什遭么作侮用？2、试画粒出PN定P型三秩极管恼的基那本放吸大电灯路，罪并注倦明电因源的父实际详极性旱，以送及各淡电极膜实际起电流悼方向距。3、三极闻管具野有放夕大作桌用的若内部按条件落和外拆部条师件各革是什术么？4、为什明么说马三极构管放规大作奴用的呆本质计是电布流控砍制作底用？次如何术用三杏极管利的电键流分伙配关凉系来抓说明笑它的使控制凶作用曲？5、试在联特性肝曲线相上指赤出三牌极管声的三枝个工叔作区甩：放众大区熊、截箱止区秋、饱瞧和区喂。6、三极封管发重射极眠与集竿电极帖对调陷使用营时，木放大摇作用买将如椅何？7、在哪刺些情监况下姓，工凶作点货沿直盏流负聋载线奖移动垃？在驱哪些白情况渣下，贼工作维点沿浮交流逝负载联线移饿动？命实际胶上工袍作点疾有没恩有可盆能到拆达交虾流负骆载线筐的上桂顶端渐和下偏顶端膛？为芳什么顾？试分衔析电仗流负抹反馈过偏置茫电路河中，刊射极兴电阻Re和它仅的并祥联电幅容Ce的作搁用原剂理。42本章景重点:l结型遇、绝踢缘栅喇型场辱效应更管的井工作先原理抛、输邻出特紧性、糊转移阻特性宾及主爽要参唉数l共源侧、共闭漏极奥放大括电路找的工舅作原园理场效状应管惊的偏喜置方亭式及竟静态召工作吩点的售求法3.赚1概述3.惠1.彼1场效吉应管历的特愚点3.旱1.住2场效葵应管厘的分海类3.喂1.颈3场效渠应管方与晶仗体三所极管届的比欣较3.著2场效括应管3.原2.丹1结型画场效党应管1结构第3章场效眯应管净及其舟放大阁电路43栅极GN＋N－P－P+栅极GS源极S源极D漏极D漏极N型沟道P型沟道DSGSDG（c）N沟道（a）N型沟伤道维（b）P型沟勉道太（d）P沟道图3.央1结型馆场效谦应管刘的结些构示灭意图缺和符每号2.结型灶场效现应管绸的工桃作原炼理P＋P+SD耗尽层NGP＋P+SD耗尽层NVDD

（a）uGS=0磁,uDS=0时的迹情况毫（b）uGS=0拴,uDS<|VP|时的河情况44耗尽层GP＋P+SDNP＋iD趋于饱和iD饱和VDD

耗尽层GP＋P+SDNP＋A（c）uGS=0纸,uDS=|VP|时的善情况幕（d）uGS=0袭,uDS>|VP|时的忙情况图3.慎2改变uDS时结列型场坐效应戏导电昌沟道乏的变执化iD/mAuDS/VU(BR)DS|VP|0IDSSGP＋P+SDN耗尽层耗尽层VDD

（a）UGs=0时砌（b）uGS≤VP时沟星道被喂夹断图3.观3453.结型坛场效箭应管油的特盏性曲僚线（1）转锐移特芝性图3.4N沟道结型场效应管的转移特性曲线uGS/ViD/mAIDSSUGS（off）－4－3－2－10－54321UDS=12V（2）输拐出特位性uDS/V夹断区恒流区(放大区)uGS=0V24681012141618可变电阻区-4V-3V-2ViD/mA543210-1V击穿区图3.延5冒N沟道萝结型冬场效凶应管帽输出陕特性况曲线46①可变槽电阻技区：为当漏访源电呈压uDS很小抗时，叛场效创应管墨工作沉于该迫区。轧此时魄，导毅电沟每道畅奔通，谈场效市应管昼的漏佛源之工间相凤当于轮一个棒电阻晚一。播在栅古、源蹦电压uGS一定买时，挪沟道究电阻鹊也一独定，iD随uGS增大点而线候性增青大。赏但当耻栅源款电压拥变化铃时，酒特性汉曲线生的斜临率也造随之凤发生叼变化绒。可贡以看泄出，被栅源删电压uDS无关替，我稼们称扮这个址区域猾为恒呈流区单，也移称为夜放大棕区。择在恒从流区夫，iD主要泳由栅死源电糖压uGS决定节。②恒流僻区：筝随着uDS增大他到一宇定程等度，iD的增脾加变太慢，胳以后iD基本资恒定迁，而两与漏荣源电烦压uDS无关共，我笋们称封这个痕区域饿为恒键流区旷，也扯称为崖放大关区。睛在恒店流区聚，iD主要筒由栅宅源电央压uGS决定栏。③击穿删区：亦如果葛继续遍增大uDS到一告定值次后，污漏、悄源极庸之间窑会发票生击拘穿，缩慧漏极可电流iD急剧请上升谁，若辈不加往以限摄制，接管子建就会乐损坏革。④夹断揭区：峰当uGS负值乎增加在到夹网断电嗽压uGS（of穴f）后，iD≈0，场效据应管香截止往。3.诱2.呜2绝缘喜栅型山场效碍应管1.增强什型绝溪缘栅救场效遍应管帖的结燥构及买工作干原理(1骂)结构省及符贴号47g衬底榆引线dgsSi锐O2P型硅犬衬底NNdsdsg（a）N沟道昂结构涝图掘（b）N沟道苏符号扰图忘（c）P沟道积符号图3.混6增强限型MO街S管结刻构及脆符号却图(2扶)工作险原理siDUDDUGGdgP型硅衬底NN图3.7N沟道增强型MOS管工作原理(3肚)特性权曲线48246843210iD/mAuGS/VUGS(th)=3VuDS=10V246810121416186V3V5VuDS/ViD/mA543210图3.卡8数N沟道疗增强枪型场敬效应芹管特渐性曲量线(a康)转移葡特性榜（b）输出掠特性3.窜2.宣3耗尽滑型绝渡缘栅素场效乘应管抬的结崭构及好工作步原理衬底引线dgsP型硅衬底NNdsgdsg（a）N沟道牲结构码图(b墙)N沟道袋符号(c际)P沟道抬符号图3.鞭9耗尽挥型MO碍S管结隆构及外符号主图49uDS/V246810121416-5-4-3-2-10-3V1V－1V－2ViD/mA1210864200VuGS＝2VUGS(off)IDSS12108642uGS/ViD/mAuDS=常数（a）转移终特性乌（b）输出蓬特性图3.询10览N沟道胜耗尽班型场浪效应痕管特砌性曲孝线3.吐3场效绿应管妖的主依要参浪数1、夹断障电压UGS保(o皮ff加)：实质名上是没使iD＝0时所诱需的uGS值。2、饱和歪漏电速流IDS辉S在uGS＝0的情秆况下记，当uDS>|VP|时的暑漏极牛电流适称为膊饱和泪漏电驳流，邪通常醒令uDS=1延0V，uGS＝0V时测招出的iD就是IDS沉S。3低频皱互导谦（跨皂导）gm4最大流耗散腿功率PDM503.导4场效这应管街的检雪测及圈使用投注意乒事项3.绣4.披1场效俭应管返的检乱测1．管胃脚的货判别2．质边量判豪定3.臭4.马2场效税应管垂使用剥注意熟事项1、MO夹S管栅冶、源辽极之韵间的字电阻粮很高丑，使朵得栅剃极的蛋感应籍电荷丙不易讯泄放相，因猾极间练电容啊很小且，帮鲜会造塞成电婆压过痒高使布绝缘务层击无穿。街因此寒，保丧存MO计S管应宾使三洪个电洒极短搜接，创避免分栅极缩慧悬空鬼。焊爆接时互，电塑烙铁井的外陕壳应柔良好刷地接还地，访或烧进热电驴烙铁崭后切妈断电已源再榜焊。2、有些济场效谁应晶估体管盯将衬倦底引战出，节故有4个管易脚，驱这种芦管子责漏极需与源威极可跟互换樱使用采。但填有些外场效筐应晶奥体管族在内欺部已榴将衬糊底与扑源极剥接在冤一起眨，只修引出3个电杰极，墓这种联管子独的漏袭极与稍源极咳不能饶互换胞。3、使用肤场效迅应管仔时各因极必败须加扣正确拒的工缩慧作电蛮压。4、在使杏用场邮效应款管时困，要狸注意里漏、泄源电客压、疑漏源穷电流鹿及耗莲散功骆率等菊，不撕要超荡过规寒定的注最大汗允许演值。513.近5场效意应管抚放大夏电路3.蜡5.悉1场效瞎应管隙的直住流偏望置电剂路及暮静态袜分析1．直排流偏端置电说路（1）自形偏压冒电路+++－V3DJ2Cb10.01μFCb20.01μC10μR2kSRg310MRg247kRg12MRd30k+VDD+15VuoG+－DuiV3DJ2Cb10.01μCb20.01μC10μR2kSRg10MRd30k+VDD+15V+－uoG+－Dui（a）自偏挪压电央路(b百)分压胀式自泼偏压村电路图3.专11场效浙应管啊的偏球压电显路（2）分垒压式评自偏用压电等路522．静疯态工至作点涌的确鼻定（1）在须输出健特性供上作午直流南负载货线（2）作假负载弯转移温特性（3）作歉源极深负载制线（4）确烫定静短态工尼作点Q（5）转泳移特抽性和用输出概特性厨上求城出Q点所侵对应状的电棕压电字流值植：uGS＝－0.意7V，iD＝0.找37演mA，uDS＝9V。*3.旗5.其2场效牧应管规放大鹊器的天微变牙等效均电路榨分析眉法1．场缓效应左管的破等效构电路－iDiD+gmugsrD－+rgs+－uDSG+－DSuGSugsuds(a拜)场效造应管望在共迫源接赤法时永的双勒口网毯络屠（b）低频姿等效时电路图3.口12场效耳应管话微变体等效面电路532、应计用微阔变等省效电颈路法粥分析准场效地应管饲放大闲电路++－Rg2Rg1Rg3RDiD－+gmugsrD+rgsuiu0Rg2Rg3Rg1CRSSRD+VDD+－uoG+－DSui(a咐)电路档图颂（b）微变梯等效只电路图3.质13共源虽极电警路及禽其微寺变等述效电份路（1）大倍钢数电楚压放2入电四阻3输出坡电阻3．三音种基低本放欺大电夏路的惜性能膀比较54思趟考荐题1、考得虑P沟道钓结型嫌场效菜应管兰对电妹源极环性的蚊要求亲，试话画出鸡由这团种类境型管斩子组计成的追共源快放大跟电路烫。2、增品强型MO铜S管能泥否使照用自本给栅免偏压五偏置私电路犹来设梢置静霞态工苗作点的？3、试昏画出尚自给短栅偏应压共用源放椒大电楚路的宁微变已等效遇电路菊，并喜写出Au、ri、ro的表冬达式孕。4、试拒在具毛有四重象限似的直迷角坐顿标上真分别饮画出失各种需类型本场效惧应管或（包鼻括N沟道速、P沟道MO混S增强脏型和皱耗尽炉型，JF容ET沙P沟道绑、N沟道树耗尽自型）硬的转查移特蹈性示挣意图户，并凉标明部各自悲的开般启电炮压或外夹断孟电压金。5、增各强型妨场效王应管腿能否增用自楚偏压逗的方舌法来吹设置敌静态与工作桑点，拿试说影明理悄由。思考信题与佣练习竭题55本章离重点:l反馈气极性珍、类登型的坊判断l负反凉馈对庸电路顺性能荡的影搬响l深度殊负反冒馈电习路的狮估算4.串1反馈盆的定炭义及绝概念++++C2RLRLUBEReUiC2C1＋VCCVRbUoUiUREReC1UoIeI1Rb2＋VCCVRLRcRb1(a至)射极支输出粗器(b螺)静态润工作滩点稳灵定电骑路图4.遥1两种纽奉放大租电路量中的晃反馈第4章负反后馈放淘大电伟路564.姜2负反摘馈放辣大电袭路的杰基本翻关系遍式Xi+净输入X′i输出量Xf反馈网络F基本放大电路A输入量X0图4.呀2反馈数放大谦电路荒方框悼图4.筹3反馈删的分端类与过判别4.车3.总1反馈努的分肝类4.遥3.垂2正反株馈与巾负反馈的瘦判别57++C2+++VCCRc2+－－IfV2Re2U1Re1Rb2R1V1Rc1IiIdRbC1C2UO++++U1ReRb2V+VCCRcRbC1UO(a种)掏(患b)－－∞＋A+If－Uo－+UiRfR2R1－∞＋A+Vo2UiUiRRLR2IdIi+RfR1(c但)好(亿d)图4.恭3反馈因极性升的判迷别584.娇3.枕3交流目反馈古与直销流反解馈的超判别CfUiR2RfR1－∞＋A+++++U1ReRb2V+VCCRcRb1C1C2UOCe(a敲)涂(b故)图4.芒4交流讨反馈价与直赌流反剖馈4.衡3.跨4电压蛙反馈结与电于流反凑馈的判别59C2C1++CfRbU1V+VCCRcUOR1－∞＋A+UiUfUOIfI0R(a衰)电流绍反馈(b梅)电压社反馈图4.牲5电压茂反馈茧与电离流反晴馈4.薪3.际5串联遗反馈凑与并诵联反馈的判别4.休4负反锹馈的爹四种百组态4.敏4.斑1电压鼻串联哥负反馈及其判别60Ce+C1+C2+C3+RfUoRe1Re2＋VCCV1RC1Rb1Rb22V2RCRb21Ui(a王)电路粥图UdUO(b)方框图Rs－+Rf－Uf+－U`i－Ui+－++基本放大电路Re1UiRLUfRfR1UO+∞－A+(c)由集成运放组成的电压串联负反馈电路图4.唇6电压妻串联奋负反砖馈放锄大电摧路614.责4.便2电流刻串联跃负反馈及其判别Ce+C+Io+Ube321+UoReIC＋VCCRfRb1VRCRb2UfUi(a齿)电路蚕图+Uo－R`L43IoICRs21UfFr+Rf－+－－u`i－ui+－++基本放大电路UOII`oIoUiRLUdUfR+∞－A+(c)由集成运放组成的电流串联负反馈电路(b展)方框选图图4.抱7电流载串联洪负反体馈放怪大电歇路624.谈4.耐3电压光并联法负反呜馈及其判别+CeC2Rc+12－++VCCIb-girlIfU1C1Ii43+UsRsRLReVRf+(a胞)电路捏图UORiIiIdIfRfUiRL+∞A－+(b仗)由集民成运醒放组怎成的条电压匠并联裁负反窄馈电走路图4.文8电压歌并联捞负反列馈放宿大电两路4.刃4.古4电流荷并联耍负反垫馈及其判别63+Ib1C1If+C2+IiUe2Ie2Ic2RfRe1－Rs+V2V1＋VCCUe2Re2RC2RC1+uiuoa电路扎图Re2+Uo－FrI0Ie2Ii

Ib1IfRf反馈网络Rs－ui+－+基本放大电路Rc2I`o=-IC2Ie2≈Ic2UfRIoRLUORiIiIdIfRfUi+∞A－+（b）方框浩图(c将)由集厉成运梅放组江成的己电流驱并联竿负反馈虏电路图4.日9电流荣并联黑负反浩馈放支大电醉路644.律5负反灿馈对诊放大橡电路储性能垒的影估响4.哥5.纤1提高冲放大愚倍数用的稳边定性4.欢5.剥2减小丛非线拍性失辟真和悉抑制宣噪声切及干霉扰XoXi大小ωtωtAωtX′i小大ωt小大ωtXOXiAF(a怀)无反告馈(b稳)有负尾反馈图4.总10负反亲馈减赔小非前线性惰失真4.仇5.渴3扩展查通频骄带4.票5.骆4负反裳馈对旨输入挖电阻恨的影包响1．使嚼用串死联负肌反馈耐可提僻高放任大电购路的郑输入垄电阻65RLRLrirfi+U`i－Ii+Ui－+Uf－+Uo－Auri或AfFu或FrRsI`irfi+Ui－+Ui－IfIoriIi+Uo－Auri或AfFu或Fr4.旧11串联方负反肆馈方宿框图4.冰12并联枯负反垮馈方某框图2．使博用并功联负垂反馈春可减犹小放图大电坏路的督输入信电阻4.郊5.帖5负反石馈对亡放大钉电路蒸输出克电阻箭的影图响Io1．使晋用电拦压负岛反馈垦可减战小放哀大电摧路的厚输出汪电阻66rof+Ui－X`iXf－+XiroA

X`iF图4.咬13电压碍负反箩馈方抛框图2．使丝式用电光流负移反馈散可提节高放要大电端路的枯输出头电阻Io+Ui－X`iAX`irofXf－+XiroF图4.国14电流田负反绑馈方居框图67综上淋所述会：（1）放国大电鼻路若傍引入罪的是统串联边负反叨馈，呀则可月以提头高放蚕大电答路的延输入榆电阻蜻，若铲引入取的是耍并联裂负反屑馈则稳使输躁入电故阻降洞低。胸其提须高或开降低备的程勉度取焦决于哪反馈贴深度芳（1＋AF）。（2）放大维电路腾若引挑入的堤是电乌压负沙反馈奔，则呼可减诊小放畜大电争路的纪输出滤电阻桐，若字引入取的是换电流绘负反杠馈则收使输泳出电居阻增茅加，豆其减磁小或律增加邪的程脂度取健决于侄反馈荒深度雅（1＋AF）。以上腔分析蛙了放茎大电赏路引橡入负怕反馈凤后对疗性能开的改盛善及荷影响辆。为鱼了改握善放哨大电静路的骨某些最性能粪应如泡何引灿入负粉反馈乐呢？倚一般宫是：（1）要考稳定丛直流卷量（买静态亭工作悔点）籍，应塔该引添入直兰流负公反馈洋。（2）要秩改善巡寿交流锡性能悠，应法引入宜交流更负反眼馈。（3）要航稳定启输出筹电压趋，应蚊引入帐电压映负反范馈；仗要稳逮定输卡出电慨流，布应引顺入电尊流负诞反馈遍。（4）要衫提高款输入转电阻跨，应鼓引入叔串联醒负反出馈；迫要减陡小输本入电约阻，倍应引纸入并振联负院反馈鸟。性能个的改趋善或待改变鞭都与渴反馈同深度斤（1＋AF）有关趁，且追都是部以牺筒牲放铺大倍伸数为肠代价工。684.牢6深度阶负反桶馈放彻大电孩路的卸分析4.骡6.璃1深度完负反足馈的锻特点4.摊6.讯2深度腿负反枣馈的脆估算50μ6.2k+30μ+－++Uf－50μRf10k30μ2.7kRc24.7k24k30μ75k50μ4.3k75k+VCC15VV2Re110036kV1Rc1IdUoRL2k－+VCC15V+Ic+Uf－IbCe2kRe500Rc4k+Ui－Rb233kRb112kVβ＝50C1C2UO+++++++(a蚊)罗(b渡)图4.范15（a）电压串串联锅负反安馈电柄路的锄计算锈（b）电流松串联折负反根馈电休路的林计算69本章塘重点:l直接糖耦合扮放大复电路荐及存训在的测主要繁问题l典型贱差分岸放大蕉电路践的工争作原喉理l理想蛙运放故及“斩虚短句”、侄“虚镜断”侦、“宇虚地岂”的贩基本莫概念l运放纯的两汗种工否作状浇态及膏特点l运放却的分栏析计肠算及少在实饰际中叨的应胸用5.坐1直接轻耦合摔放大虽电路刚中存宝在的便主要明问题5.绣1.琴1前后甩级之告间的炸直流奸工作阻状态第互相幼影响5.齐1.晕2零点真漂移5.均1.唐3减小忽零点绘漂的吗办法（1）1选用文高质饰量的贷硅管2利用挥二极筐管或侄热敏悄元件趋补偿第5章集成鲜运算腥放大著器70Rb2Rb1ReRcVVD+VCCRbt°+ui－ReRcV+VCC图5-搅2二极贸管补检偿电负路倡图5-隙3利用与热敏完电阻Rt补偿贸温漂换的电讽路（1）3采用想差分吓式放辣大电舱路5.场2差分凉放大厚电路5.所2.户1基本写差分剥放大周电路71uouo1uo2ui2ui1V1V2Rc2Rb2Rc1Rb1+VCC图5.吐4基本洞差摇分放同大电清路5.晴2.要2静态牙分析5.帖2.静3信号如放大授原理毒及电躁压放淹大倍震数1．共茶模信羞号输迫入72+VCCUi2ui2+uic_+uic_ui1Rs2Rs1uo＋－V1V2Rc2Rb2Rc1Rb1图5.5共模信号作用于差分电路2．差帅模信本号输否入+VCC-ui2++ui1_+uic_Rs2Rs1uo＋－V1V2RcRbRcRb图5.6

任意信号输入方式下的差分电路任意分放大器733．任堤意信克号输匠入5.途2.欧4差分耽放大垦器的虫其它余指标1．共钱模抑浪制比2．差睬模输奖入电伞阻3．差嫁模输泻出电死阻4．共次模输酿出电哪阻5.面3常见汉的几锋种改弱进型染差分贱电路5.锅3.岭1长尾脑式差论分放贡大电惨路1．电亭路中锻接入Re后对毙输入冤差模征信号摆的放各大作别用完挨全无奶影响誉。+_ReuoV1V2Rc2Rc1+VCC图5.7长尾式差分电路74Δui2=Δui1Δui1－+－+RsRs－+AuodV1V2Rc图5.8对差模输入信号的等效电路2．Re对共漂模输却入信议号的鸡放大忍有抑胳制作切用Δuoc2Δuoc12Re2ReΔui2＝Δui1Rc＋VCCΔui1－+－+RsRs－+V1V2Rc图5.9对共模输入信号的等效电路Δuoc755.葬3.凳2带恒菜流源逼的差染分电家路1.恒流事源特判性0UIΔI＝0ΔUU图5.炉10恒流教源的倘电流齐、电归压特肌性2.恒流桑源差哲分放润大电粒路＋VCC+_+VC－VEEuoV1V2Rc2Rc1

图5.11带恒流源的差分电路763.差分珍放大体电路芳四种玻接法居的比盖较5.悼4集成施运算歪放大尖器5.议4.乓1集成粗运算辉放大塌器的教分类1．通临用型汤集成指运算塌放大馒器2．专感用型朵集成寇运算鼻放大君器（1）低功从耗或践微功宇耗集引成运鹿算放走大器骑：电趣源电许压±1兔5V时，荣功耗挖小于6m雅W或μW级。（2）高速岔集成粗运算编放大工器。（3）宽带倘集成女运算线放大塔器：夜一般勇带宽斜应大侍于10胸MHZ。（4）高精场度集湾成运屿算放原大器牢：特葡点是告高增余益、挣高共吉模抑薯制比贸、低仿偏流烘、低浇温漂吹、低干噪声猛等。（5）高电封压集君成运盛算放柴大器拦：正甚常输女出电蚊压Uo大于±2舅2V。（6）功率受型集匙成运夸算放王大器帝。（7）高输久入阻貌抗集全成运舍算放锐大器铅。（8）电流亮型集凤成运仔算放托大器厦。（9）跨导爱型集裁成运辨算放主大器戏。（10）程距控型贫集成辣运算摩放大乡丰器。（11）低绢噪声亭型集坑成运换算放目大器卸。（12）集序成电压压跟舰随器善。5.歌4.当2集成画运算厦放大扛器的区组成771．组艘成图5.轨12集成列运算肌放大打器内界部电欺路组阻成框艳图1输入死级2中间狡级3输出编级4偏置坝电路2．典京型通轮用集震成运剖算放螺大器F0概07内电肆路简秒介（1）F0晓07的内砖电路3．集膜成运镇算放眉大器瞎的识估读784．集妈成运墙算放伐大器怠在电耕路中歼的符闭号5.唯4.脾3集成趟运算翁放大警器的扁传输呢特性1．传富输特挪性A′－U(sat)+U(sat)A0uidu0B线性区－U(sat)+U(sat)B′0uidu0线性区(a队)实际既运放获的传朽输特碗性(b眠)理想加运放碰的传肝输特蜜性图5.躲15集成支运放怕的传叹输特带性2．线么性区善的特嫌点uORfR2R1ui2ui1∞A－＋＋图5.16集成运放线性工作793．非余线性育区（致饱和求区）桥的特卷点uORfR2R1ui1∞A－＋＋uORfR2R1ui2ui1∞A－＋＋(a钞)虚断步、虚新短(b供)虚断洗、虚浊地图5.际17集成先运放盐工作至在线甩性区绩时的睡等效午电路∞A－＋