版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
半导体及PN结电工电子技术
知识目标01
1.认识半导体及特性2.认识PN结及导电特性能力目标021.会分析PN结的导通和截止状态
思政目标03学习华为不畏艰难,勇于自主创新的科技攀登精神学习目标K知识引入氮化镓:雷达、射频功放器、飞机、导弹
锗:半导体、军工的关键材料2024年国家科学技术奖半导体材料技术助推中国电子技术发展,摆脱“卡脖子”现状一、半导体(一)半导体概念导体:一般指导电性比较好的金属,比如金、银、铜、铁、锡、铝等。半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。绝缘体:一般指导电性差的材料,比如惰性气体、橡胶、陶瓷等。一、半导体(二)半导体材料半导体材料有哪些?常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。硅晶体中没有明显的自由电子,具备半导体性质;硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素,常见化合物有二氧化硅(沙子的主要成分)和硅酸盐。锗是一种稀有元素硅晶体锗晶体
热敏性:半导体的导电能力与温度有关,利用该特性可做成热敏器件
光敏性:半导体的导电能力与光的照射有关,利用该特性可做成光敏器件
掺杂性:掺如有用的杂质可以改变半导体的导电能力,利用该特性可做成半导体器件光敏元件一、半导体(三)半导体特点热敏电阻
本征半导体:经过高度提纯工艺,达到晶格结构完全对称、并具有
共价键结构的单晶体。本征半导体的三维结构共价键纯度为99.9999999坚固稳定的结构本征半导体的平面结构价电子(四)本征半导体一、半导体+4+4+4+4受光照或温度上升影响,共价键中价电子的热运动加剧,一些价电子会挣脱共价键的束缚游离到空间成为自由电子在游离走的价电子原位上留下一个不能移动的空位,叫空穴,空穴带正电。共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中,称为束缚电子,常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子,因此本征半导体中的自由电子很少(即载流子),所以它的导电能力很弱一、半导体(四)本征半导体这种由于热激发而在晶体中出现电子空穴对的现象称为本征激发。9+4+4+4+4在其它力的作用下,空穴吸引邻近的电子来填补,这样的结果相当于空穴的迁移,而空穴的迁移相当于正电荷的移动,其运动方向与价电子运动方向相反,可以认为空穴是载流子。一、半导体(四)本征半导体本征半导体中由于热运动产生数量相等的两种载流子,即自由电子和空穴。其浓度决定本征半导体的导电能力。温度越高,载流子的浓度越高,本征半导体的导电能力越强。温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素,这是半导体的一大特点。掺入磷杂质的半导体晶格中,自由电子的数量大大增加。+五价元素磷(P)+4+4+4+4+4+4+4+4+4PN型半导体多数载流子(多子)——电子少数载流子(少子)——空穴电子浓度>>空穴浓度因电子带负电,称这种半导体为N(negative)型或电子型半导体。++++++++++++++++++++++++N型半导体正离子多子少子一、半导体(五)杂质半导体在本证半导体中掺入少量其他物质称为杂质半导体+4+4+4+4+4+4+4+4+4三价元素硼(B)B+掺入硼杂质的半导体晶格中,空穴载流子的数量大大增加。-P型半导体空穴浓度>>电子浓度多数载流子(多子)——空穴少数载流子(少子)——电子因空穴带正电,称这种半导体为P(Positive)型或空穴型半导体。------------------------P型半导体负离子多子少子一、半导体(五)杂质半导体二、PN结(一)PN结形成漂移运动(少字):进入空间电荷区的空穴在内电场作用下向P区漂移,自由电子向N区漂移。扩散运动(多子):由于交界面两边的载流子浓度有很大差别,载流子就要从浓度大的区域向浓度小的区域扩散。即空穴:PN,自由电子:NP,在交界处产生复合,形成空间电荷区,形成内电场。动态平衡:空间电荷区(内电场)稳定,形成PN结内电场电压大约硅0.5V锗0.1V二、PN结(二)PN结导电特性01正向导通电源正极接P区,负极接N区
外电场削弱内电场→空间电荷区变窄→多子扩散形成正向电流二、PN结(二)PN结导电特性02反向截止电源正极接N区,负极接P区
外电场加强内电场→空间电荷区变宽→多子无法扩散
少子漂移形成很小的反向电流结论:忽略很小的反向电流PN结具有单向导电性二极管田玉主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识二极管结构、类型及参数2.认识二极管的伏安特性能力目标021.会利用二极管导电特性分析二极管的应用
思政目标03强化甘于寂寞,辛苦耕耘,厚积薄发的信念
学习目标K知识引入电子工业的起点——电子管(真空二极管)的发明——1904年,英国人弗莱明(J.A.Fleming)半导体器件诞生:美国物理学家肖克利(W.B.Shockley),发明半导体二极管晶体二极管(一)二极管结构二极管是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。二极管结构PN结管壳正极+
晶体二极管(二)二极管分类01按材料可分为:锗二极管、硅二极管。02按结构可分为:点接触型二极管、面接触型二极管和平面型二极管。03按用途可分为:普通二极管、整流二极管、稳压二极管、发光二极管、检波二极管、齐纳二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、旋转二极管等。常用二极管符号晶体二极管(三)二极管特性伏安特性曲线U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060
(
A)4020死区正向导通区反向截止区反向击穿区
死区:外加正向电压很小,外电场不足以克服PN结内电场阻力,正向电流几乎为0。硅二极管的死区电压0.5V左右,锗二极管的死区电压0.1V左右反向击穿区:外加反向电压超过反向击穿电压时,反向电流突然增大,二极管失去单向导电性。二极管不允许工作在此区域。反向截止区:外加反向电压与PN结内电场方向一致,推动少子漂移形成很小反向漂移电流,该电流受温度影响敏感。正向导通区:外加正向电压大于PN结内电场阻力,推动多子扩散,形成大电流。硅二极管的正向电压0.7V左右,锗二极管的正向电压为电压0.3V左右晶体二极管(三)二极管特性伏安特性曲线U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060
(
A)4020死区正向导通区反向截止区反向击穿区
二极管导通之前的死区,就像成功曙光之前的暗夜,是成功的必经之路,没有成功之前的默默奋斗,甘于寂寞,辛苦耕耘,是不可能有厚积薄发的机会的。
二极管反向截止区向击穿区陡然变化且电流直线增大,管子损坏。说明事物积累到一定阶段,量变引起质变,必须防微杜渐,不以恶小而为之,锤炼个人品格。如果将特性曲线比作人生,你如何度过每个阶段?晶体二极管(四)二极管应用开关:正偏时视其为“短路”,截止时视其为“开路”+-VDPNUD=0+-+-VD导通压降实际二极管V—A特性正偏VDPN+-UD=∞+-VD+-反偏理想二极管V—A特性1.顺序栈实例演示1.最大整流电流IOM指二极管长期使用时,允许流过二极管的最大正向平均电流。2.反向工作峰值电压URWM是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压,一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二。二极管击穿后单向导电性被破坏,甚至过热而烧坏。3.反向电流IRM指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大,说明管子的单向导电性差,IRM受温度的影响较大,温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小,锗管的反向电流较大,为硅管的几十到几百倍。晶体二极管(五)二极管参数I(mA)40302010
0-5-10-15-20(μA)0.40.8-12-8-4U(V)稳压二极管的反向电压几乎不随反向电流的变化而变化、这就是稳压二极管的稳压作用。D稳压二极管是一种特殊的面接触型二极管,其反向击穿可逆。正向特性与普通二极管相似反向ΔIZΔUZ实物图图符号及文字符号显然稳压管的反向击穿伏安特性曲线比普通二极管的更加陡峭。晶体二极管(六)特殊二极管稳压二极管01使用稳压二极管时应该注意的事项+US-DZ(1)稳压二极管正负极的判别DZ+-(2)稳压二极管使用时,应反向接入电路UZ-(3)稳压管应接入限流电阻(4)电源电压应高于稳压二极管的稳压值(5)稳压管都是硅管。其稳定电压UZ最低为3V,高的可达300V,稳压二极管在工作时的正向压降约为0.6V。晶体二极管(六)特殊二极管稳压二极管01发光二极管是一种能把电能直接转换成光能的固体发光元件。加正向电压导通时发光,发光二极管和普通二极管一样,管芯由PN结构成,具有单向导电性。实物图图符号和文字符号D单个发光二极管常作为电子设备通断指示灯或快速光源及光电耦合器中的发光元件等。发光二极管一般使用砷化镓、磷化镓等材料制成。现有的发光二极管能发出红黄绿等颜色的光。发光管正常工作时应正向偏置,因死区电压较普通二极管高,因此其正偏工作电压一般在1.3V以上。发光管属功率控制器件,常用来作为数字电路的数码及图形显示的七段式或阵列器件。晶体二极管(六)特殊二极管发光二极管02光电二极管也称光敏二极管,是将光信号变成电信号的半导体器件,其核心部分也是一个PN结。光电二极管PN结的结面积较小、结深很浅,一般小于一个微米。D光电二极管和稳压管类似,也是工作在反向电压下。无光照时,反向电流很小,称为暗电流;有光照射时,携带能量的光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分价电子挣脱共价键的束缚,产生电子—空穴对,称为光生载流子。光生载流子在反向电压作用下形成反向光电流,其强度与光照强度成正比。光电二极管也称光敏二极管,同样具有单向导电性,光电管管壳上有一个能射入光线的“窗口”,这个窗口用有机玻璃透镜进行封闭,入射光通过透镜正好射在管芯上。实物图图符号和文字符号晶体二极管(六)特殊二极管光电二极管03goodbye三极管田玉主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识三极管结构、类型及参数2.认识三极管的伏安特性3.认识三极管的电流放大和开关作用能力目标021.会利用三极管导电特性分析三极管的应用
思政目标03建立内因与外因关系的辩证分析思维,同时启迪我们要修好内功,在快速发展大环境下终会实施抱负
学习目标K知识引入划时代的器件——半导体晶体管诞生:美国物理学家巴丁(J.Bardeen)、布拉顿(W.Brattain)、肖克利(W.B.Shockley),三位分享了1956年诺贝尔物理奖,成立的肖克利电子公司也就是现在闻名世界的硅谷NNP发射极E基极B集电极C发射结集电结—基区—发射区—集电区emitterbasecollectorPPNEBC分类:按材料分:硅管、锗管按结构分:
NPN、PNP按使用频率分:
低频管、高频管按功率分:小功率管<500mW中功率管0.5
1W大功率管>1WNPN型ECBPNP型ECB一、晶体三极管结构、分类及符号(一)晶体管结构及分类集电区体积较大,且为了顺利收集边缘载流子,掺杂浓度较低。基区做得很薄,一般为几个微米,且掺杂浓度很低。发射区掺杂浓度很高,以便有足够的载流子供“发射”。内部条件一、晶体三极管结构、分类及符号(一)晶体管结构及分类二、晶体三极管工作分析(一)电流放大NNPUBBRB+-UCCRC+-IEICIB(1)由于发射结正偏,发射区的多数载流子自由电子将不断扩散到基区,并不断从电源补充进电子,形成发射极电流IE。(2)由于基区很薄,且多数载流子浓度又很低,所以从发射区扩散过来的电子只有很少一部分和基区的空穴相复合形成基极电流IB。发射区向基区发射的电子数等于基区复合掉的电子与集电区收集的电子数之和,即:IE=IB+IC以NPN型为例(3)由于集电结反偏,且面积大,在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区,形成较大的集电极电流IC,称为三极管电流放大作用。二、晶体三极管工作分析(二)三极管静态电流放大与动态放大IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.961.
任何一列电流关系符合IE=IB+IC,IB<IC<IE,IC
IE。2.
当IB有微小变化时,
IC
较大,具有电流放大能力。3.
在表的第一列数据中,IE=0
(开路)时,IC=0.001mA=ICBO,
ICBO称为反向饱和电流。4.在表的第二列数据中,IB=0(开路)时,IC=0.01mA=ICEO,
ICEO称为穿透电流。β值称为三极管的动态电流放大系数,三极管既有静态电流放大又有动态电流放大。
二、晶体三极管工作分析(三)三极管开关作用当发射结正偏,集电结正偏,发射区发射电子,但集电结无法收集发射区发射到基区的电子,两个PN结都正偏,电压很小,近似为0,三极管处于饱和状态,集射极间相当于短路----开关闭合当发射结反偏,集电结反偏,发射区发射电子为0,则基极和集电极电流都为0,这时在三个电极只有很小反向漂移电流,视为0,三极管处于截止状态,集射极间相当于开路----开关断开三极管有电流放大作用和开关作用,取决于外部条件给与发射结和集电结的偏置电压,这两种作用的应用形成了模拟电子技术和数字电子技术两个学科。ECBceECBec二、晶体三极管工作分析三极管有电流放大作用和开关作用,取决于外部条件。学与悟三极管可实现放大和开关作用,这是内因,作为事物的根本,在不同外因条件下发挥不同作用,启发我们建立辩证分析思维,同时启迪我们要修好内功,在快速发展大环境下终会实施抱负。三、晶体三极管特性(一)输入特性曲线特性曲线是指各极电压与电流之间的关系曲线,是三极管内部载流子运动的外部表现。输入特性是指在晶体管输出端电压为常数时,输入端电压与电流函数关系所反映出来的特性。对于小功率晶体管,UCE等于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。当发射结电压由0逐渐增大,发射结正向导通,与二极管的正向特性非常相似导通电压UBE取0.7V取0.3VSi管:Ge管:先把IB调到某一固定值保持不变。当IB不变时,输出回路中的电流IC与管子输出端电压UCE之间的关系曲线称为输出特性。然后调节UCC使UCE从0增大,观察毫安表中IC的变化并记录下来。UCEUBBUCCRC++RBICIBUBEmAAIE根据记录可给出IC随UCE变化的伏安特性曲线,此曲线就是晶体管的输出特性曲线。IBUCE/VIC
/mA0三、晶体三极管特性(二)输出特性曲线UBBUCCRC++RBICIBUBEmAAIE再调节IB1至另一稍小的固定值上保持不变。仍然调节UCC使UCE从0增大,继续观察毫安表中IC的变化并记录下来。UCE根据电压、电流的记录值可绘出另一条IC随UCE变化的伏安特性曲线,此曲线较前面的稍低些。UCE/VIC
/mA0IBIB1IB2IB3IB=0如此不断重复上述过程,我们即可得到不同基极电流IB对应相应IC、UCE数值的一组输出特性曲线。输出曲线开始部分很陡,说明IC随UCE的增加而急剧增大。当UCE增至一定数值时(一般小于1V),输出特性曲线变得平坦,表明IC基本上不再随UCE而变化。这被称为恒流特性。(二)输出特性曲线当IB一定时,从发射区扩散到基区的电子数大致一定。当UCE超过1V以后,这些电子的绝大部分被拉入集电区而形成集电极电流IC
。之后即使UCE继续增大,集电极电流IC也不会再有明显的增加,集射极间表现出恒流特性。UCE/VIC
/mA020AIB=040A60AIB=100A80A43211.52.3当IB增大时,相应IC也增大,输出特性曲线上移,且IC增大的幅度比对应IB大得多。这一点正是晶体管的动态电流放大作用。从输出特性曲线可求出三极管的电流放大系数β。ΔIB=40A取任意两条特性曲线上的平坦段,读出其基极电流之差;再读出这两条曲线对应的集电极电流之差ΔIC=1.3mA;ΔIC于是我们可得到三极管的电流放大倍数:
β=ΔIC/ΔIB=1.3÷0.04=32.5(二)输出特性曲线UCE/VIC
/mA020AIB=040A60AIB=100A80A43211.52.3输出特性曲线上一般可分为三个区饱和区。当发射结和集电结均为正向偏置时,三极管处于饱和状态。此时集电极电流IC与基极电流IB之间不再成比例关系,IC几乎不随IB的变化而变化,达到饱和截止区。当发射结和集电结均为反向偏置时,基极电流IB等于0,晶体管处于截止状态。IC和
IE也近似为0,这时三个电极有很小反向饱和电流。放大区晶体管工作在放大状态时,发射结正偏,集电结反偏。在放大区,集电极电流与基极电流之间成β倍的数量关系,即晶体管在放大区时具有电流放大作用。(二)输出特性曲线1.电流放大系数极限参数2.集电极最大允许电流ICMUCE/VIC
/mA0IB=043211.52.33.反向击穿电压U(BR)CEOcebUCCU(BR)CEO基极开路指基极开路时集电极与发射极间的反向击穿电压。使用中若超过此值,晶体管的集电结就会出现雪崩击穿。β值的大小反映了晶体管的电流放大能力。IC>ICM时,晶体管不一定烧损,但β值明显下降。4.集电极最大允许功耗PCM晶体管上的功耗超过PCM,管子将损坏。安
全
区四、晶体三极管参数goodbye三极管放大电路田玉主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识三极管放大电路组成及各元件作用2.认识三极管放大电路工作原理能力目标021.运用三极管放大电路各元件作用分析电路状态及调节措施学习目标
思政目标03注重集体配合的力量K知识引入借助于杠杆:力的放大借助于放大镜:文字图象放大借助于三极管放大电路:声音等转变成的电信号的放大一、三极管放大电路(一)电路组成VBB、Rb:使UBE>Uon,且有合适的IB。VCC:使UCE≥UBE,同时为负载提供能量。Rc:将ΔiC转换成ΔuCE(uo)。ui:输入信号。uo:输出信号。VBB、VCC:实际应用中,通常采用单电源供电。RBRC+VCCuiuo显然,放大电路内部各电流、电压都是交直流共存的。放大后的集电极电流一、三极管放大电路(二)工作分析3DG6RBC1+RCC2++VCCcebuiu0ibiCuCEiBIB基极固定偏置电流iC通过RC将放大的电流转换为放大的晶体管电压输出。uCE经C2滤掉了直流成分后的输出电压信号电流和基极固定偏流的叠加uit0输入交流信号电流iBt0IBiCt0ICuCEt0ICRCu0t0反相!输入信号电压
ib各元件共同作用的结果放大的本质是能量的转换goodbye三极管放大电路静态分析田玉主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识静态工作点及其作用能力目标021.会分析静态工作点对放大电路的影响及调节方法2.会计算静态工作点
思政目标03提醒我们注重身体健康,它是我们学习和工作的保障,保持良好生活习惯,积极锻炼身体学习目标不设置静态工作点行吗?UBE(V)IB0.5V0.7V死区uit0ibt0t1t1t2t3t4t3t2t4此时ui小于死区的部分将无法得到传输,只有大于死区的部分才能转换成电流ib通过晶体管。由于输入信号大部分无法通过晶体管,ib电流波形与ui波形完全不一样了,造成输入信号输入时的“截止失真”。输入信号电压波形结论:为保证传输信号不失真地输入到放大器中得到放大,必须在放大电路中设置静态工作点。一、静态工作点作用静态工作点:直流电源单独作用的电压电流分量一、静态工作点作用动态信号驮载在静态之上饱和失真底部失真未失真截止失真顶部失真静态UCE减小静态UCE增大结论:静态工作点过高(指集电极电流越大,UCE越小)可能引起饱和失真,过低可能引起截止失真直流通路:直流电源单独作用等效电路。估算法:对直流通路进行电路分析,根据电路结构和参数,采用计算的形式获得放大电路静态工作点的数据。1.电容视为开路。2.电感线圈视为短路.3.信号源视为短路.画法直流通路+VCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE开路开路+VCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE二、静态工作点分析二、静态工作点分析估算法IB=RBVCC-UBE由图可得:IC+UBE
+UCE
+VCCRBRCIB直流通路IC=βIB由晶体管放大原理可得IC:UCE=VCC-ICRC由图又可得UCE:静态工作点Q一、静态工作点作用
静态工作点在放大电路中是输入交流信号完整放大的保障,犹如我们的身体,是我们学习和工作的保障,保持良好生活习惯,积极锻炼身体,身体越好,能量越大,可以完成更大更难的任务,做出更大的贡献学与悟goodbye三极管放大电路动态分析田玉主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的分析方法及意义能力目标021.会计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻
思政目标03启发解决复杂问题时,采取重点论思维,注重主导问题的主要矛盾,运用抓重点,主次分明的方法论学习目标一、共射放大电路的微变等效电路交流通路ECRBRC+ui
+
RSus+uo
C2RL+C1++uo
+–
ibicRBRCRLuSRS+ui
BEC画交流通路原则1.直流电压源视为短路;2.电容对交流信号短路。微变等效电路晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。晶体管的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替。对于小功率三极管:rbe一般为几百欧到几千欧。晶体三极管ibBCEube+-uce+-ibube+-rbeBEicibuce+-C晶体管在小信号(微变量)下,小范围内的特性曲线可用直线近似代替。一、共射放大电路的微变等效电路一、共射放大电路的微变等效电路
三极管微变等效模型分析法,是抓主要矛盾的重点论思维,启发我们解决复杂问题时,注重主导问题的主要矛盾,运用抓重点,主次分明的方法论。学与悟一、共射放大电路的微变等效电路微变等效电路+uo
+–
ibicRBRCRLuSRS+ui
BEC+uo
+–
RBRLRSrbe
Eibic
ibBCusRC+ui
二、电压放大倍数+uo
+–
RBRLRSrbe
Eibic
ibBCusRC+ui
+
+–
RBRLRSrbe
EBCusRC+
相量模型电压放大倍数:带负载不带载电压放大倍数:输出电压与输入电压之比三、输入电阻、输出电阻+
RBRLrbe
EBCRC+
riro输入电阻:从放大电路输入端看进去的等效电阻。等于输入电压有效值Ui和输入电流有效值Ii之比。输出电阻:从放大器输出端看进去的戴维南等效电阻。ro
RC一般为几kΩ一般为几百Ω越大越好越小越好goodbye分压式偏置放大电路田玉主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识静态工作点稳定的意义2.认识分压式偏置放大电路稳定静态工作点的作用能力目标021.会分析分压式偏置放大电路稳定静态工作点的原理2.会计算分压式偏置放大电路静态工作点
思政目标03发现问题解决问题的素质和能力学习目标K知识引入温度变化引起静态工作点变化会导致工作不正常,怎么办?静态分析时,此电路需满足I1≈I2>>IB的小信号条件偏置电阻RB1和RB2应选择适当数值,使之符合:I1≈I2>>IB的条件。在小信号条件下,IB可近似视为0值。忽略IB时,RB1和RB2可以对UCC进行分压。即:VB的大小与温度无关当T
一、分压式偏置放大电路稳定静态工作点作用分析适当电压,以消除过零处的交越失真。上述分析步骤,就是分压式偏置的共发射极电压放大电路的估算法。显然,基极电位VB的高低对静态工作点的影响非常大。UBERCβcbeRE+UCCRB2RB1I1I2IBVBIEICUCE一、分压式偏置放大电路静态工作点计算直流通路goodbye共集电极放大电路田玉主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识共集电极电路特点及应用能力目标021.会计算静态工作点和参数
思政目标03发挥自身特长在团队中发光发热学习目标共集电极放大电路又称:射极输出器、射极跟随器+–IBQIEQ+C1RS+ui
–RERB+VCCC2RL+uo–+us特点:(1)被放大的交流信号从基极输入;(2)放大后的信号从发射极输出.一、电路组成与电路特点IBQ=(VCC
–UBEQ)/[RB+(1+
)
RE]ICQ=
IBQUCEQ=VCC–
ICQ
REIBQIEQ+C1RS+ui
–RERB+VCCC2RL+–+uo–+usIBQIEQRERB+VCC+ICQUCEQ二、静态分析交流通路RsRB+
+uo
RLibiciiRE微变等效电路usRB+uo
RLibiciirbe
ibRERs+
IBQIEQ+C1RS+ui
–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us三、动态分析
1
Au<1但接近于1电流被放大了近似(1+β)倍与共射放大电路相比,Ri提高了.三、动态分析(一)电压放大倍数(二)输入电阻usRB+uo
RLibiciirbe
ibRERs+
RBibiciirbe
ibRERsus=0+u
iiRER
S=Rs//RBi=iRE
–
ib–
ib与共射放大电路相比,输出电阻小.三、动态分析(三)输出电阻(四)电路特点1.Au
1
输入输出同相2.Ri
高(优点)3.Ro
低(优点)适于多级放大电路的输入级、输出级和中间缓冲级goodbye多级放大电路田玉主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识多级放大电路的耦合方式及优缺点2.认识多级放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算方法能力目标021.会计算多级放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻学习目标
思政目标03注重集体配合的力量K知识引入实际设备的放大电路大多为多级放大电路一、多级放大电路组成(一)多级放大电路概念单级放大电路电压放大倍数一般为几十至几百。然而在实际工作中,需将输入信号放大成千上万倍,因此,可以将多个单级放大电路联结起来,组成多级放大电路。组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级,级与级之间的连接称为级间耦合。一、多级放大电路组成(二)多级放大电路耦合方式多级放大电路有三种常见的耦合方式阻容耦合变压器耦合直接耦合一、多级放大电路组成(二)多级放大电路耦合方式01阻容耦合阻容耦合放大电路C1RC1Rb1+VCCC2RL+
+T1+
+Rc2Rb2C3T2+第一级第二级两级放大器之间是通过电容连接起来。静态工作点相互独立,在分立元件电路中广泛使用。优点在集成电路中无法制造大容量电容,不便于集成化。缺点一、多级放大电路组成(二)多级放大电路耦合方式02变压器耦合变压器耦合放大电路将放大电路前级的输出信号通过变压器接到后级的输入端或负载电阻上。可以实现阻抗变换;通过磁能实现耦合,各级之间的静态工作点相对独立,互不影响。优点不能放大变化缓慢的信号,且非常笨重,不能集成化。缺点第一级第二级一、多级放大电路组成(二)多级放大电路耦合方式03直接耦合两个单管放大电路简单的直接耦合将前一级的输出端直接或通过电阻连到后一级的输入端。可以放大变化缓慢的信号,并且便于集成化。优点各级静态工作点互相影响,产生零点漂移现象。缺点Rc1Rb1+VCC+
T1+
Rc2Rb2T2第一级第二级一、多级放大电路组成(二)多级放大电路耦合方式03直接耦合零点漂移当放大电路输入信号为零时,输出端也会产生上下漂动电压的现象。零点漂移现象uOtOuItO原因:放大器件的参数受温度影响而使Q点不稳定。零点漂移的信号会在各级放大电路间传递,经过多级放大后,在输出端产生较大的信号,可能使有效信号“淹没”,使放大电路不能正常工作。一、多级放大电路组成(二)多级放大电路耦合方式03直接耦合抑制零点漂移方法选用高质量的硅管引入直流负反馈,稳定静态工作点采用热敏元件进行温度补偿采用调制手段采用差动放大电路二、多级放大电路分析(一)放大倍数多级放大电路总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积,即:
其中,n为多级放大电路的级数。注意:不同基本放大电路的放大倍数计算方法不同。二、多级放大电路分析(二)输入电阻即:输入级(第一级)的输入电阻
当集电极放大电路作为输入级时,输入电阻与第二级输入电阻有关。Ri二、多级放大电路分析(二)输出电阻即:输出级(末级)的输出电阻
当集电极放大电路作为输出级时,输出电阻与倒数第二级输出电阻有关。R0goodbye放大电路的负反馈田玉主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识
反馈的概念及分类2.认识负反馈的作用能力目标021.会分析反馈类型学习目标
思政目标03以负反馈方式对待赞美与诋毁K知识引入体温调节系统:典型的负反馈机制。当体温升高时,会出汗来散热;当体温降低时,会发抖来产生热量。跟随外界温度变化,我们的身体会自动调节体温,使其保持在一个适宜的范围内。医疗电子设备的负反馈:是保证设备稳定工作的措施一、反馈基本概念从放大电路输出回路中取出部分或全部的输出信号,通过适当的途径回送到输入端,对输入信号进行调控的过程称为反馈。能使净输入信号增强的反馈称为正反馈,净输入信号削弱的反馈称为负反馈,放大电路中普遍采用的形式是负反馈基本放大电路A比较取样反馈电路FXid基本放大电路的输入信号(净输入信号)XO放大电路输出信号XF
反馈信号Xi含反馈的放大电路输入信号01电压串联负反馈02电压并联负反馈03电流串联负反馈04电流并联负反馈根据反馈网络与基本放大电路在输出、输入端连接方式的不同,负反馈放大电路的反馈形式可分为四种类型:判断反馈类型的方法凡反馈信号取自输出电压的称电压反馈。凡反馈信号取自输出电流的称电流反馈。凡反馈信号在输入端与输入信号、净输入信号以电压代数相加的称为串联反馈。凡反馈信号在输入端与输入信号、净输入信号以电流代数相加的称为并联反馈。二、负反馈基本类型及判别二、负反馈基本类型及判别ui电压反馈电压串联负反馈uoRLFA串联反馈ui电压反馈电压并联负反馈uoRLFA并联反馈ui电流反馈电流串联负反馈io串联反馈RLFAui电流反馈电流并联负反馈并联反馈RLFAio放大电路引入负反馈,会造成电压放大倍数Au的下降,反馈电压越大,电压放大倍数下降越多采用负反馈改善波形的失真。但注意负反馈并不能使波形失真完全消除虽然负反馈引起Au的下降,但换来的却是放大电路稳定性的提高。对放大电路来讲,提高稳定性至关重要二、负反馈对放大电路性能的影响并联负反馈减小输入电阻。串联负反馈提高输入电阻。电压负反馈减小输出电阻。电流负反馈增大输出电阻。可扩展放大电路的通频带负反馈还可抑制反馈环内的噪声和干扰二、负反馈对放大电路性能的影响负反馈还可改变输入输出电阻学与悟以负反馈方式对待赞美与诋毁,受到赞扬时,不要沾沾自喜,膨胀自傲,应该反向思考自己的不足之处,进一步完善自己;受到诋毁时,时,不要气馁和泄气,要相信自己的能力,将诋毁转变成提升自己的动力。goodbye功率放大电路电工电子技术
知识目标01
1.认识
功放的特点及种类2.认识OTL、OCL功放的工作原理3.认识交越失真及解决方法能力目标021.会计算功放输出电功率并选择功放管学习目标
思政目标03保持心理健康,减小内耗,从容应对顺境和逆境K知识引入实际电子设备仅放大电压不足以驱动负载工作,还需要功率放大,自己DIY制作一个功放把你的手机变成功放音响1.功率放大电路的特点(1)尽可能大的输出功率Pom功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。是交流功率,表达式为Po=IoUo。最大输出功率是在电路参数确定的情况下,负载上可能获得的最大交流功率。(2)尽可
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 《糖尿病伴低钾血症》课件
- 赣州师范高等专科学校《路桥施工技术》2023-2024学年第一学期期末试卷
- 赣南师范大学《机械工程测试技术英》2023-2024学年第一学期期末试卷
- 赣南科技学院《锅炉原理课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷
- 《克隆与治疗性克隆》课件
- 甘孜职业学院《数字影像工程》2023-2024学年第一学期期末试卷
- 七年级道德与法治上册第一单元成长的节拍第三课发现自己第一框认识自己教案新人教版
- 《微小世界和我们》课件
- git内部培训课件
- 中学生交通安全教育
- 急诊急救药品用法作用一览表
- 项目施工周报模板
- 梅毒诊疗指南(2014版)
- GB/T 35694-2017光伏发电站安全规程
- GA 172-2014金属手铐
- 医学医学文献检索与论文写作培训课件
- 高中语文文言文断句课件
- 使用血管活性药物的注意事项
- 义务教育历史课程标准(2022年版)【重新整理版】
- 北师大版小学三年级数学下册课件(全册)
- 氮气窒息事故案例经验分享
评论
0/150
提交评论