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1、（2）箝位电路-将输出电压箝位在一定数值上。 注：黑色-输入信号，蓝色-输出信号，波形为用仿真结果。三、半导体三极管及放大电路放大电路的组成原则；共射、共集和共基组态放大电路工作原理；静态工作点；用小信号模型分析法分析增益、输入电阻和输出电阻；多级放大电路的工作原理，增益的计算 图解分析法；放大电路的频率响应 一般了解：频率失真 2.1半导体的基本知识1半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，半导体具有光敏、热敏和掺杂特性。2本征半导体（1）在0K时，本征半导体中没有载流子，呈绝缘体特性。（2）温度升高热激发共价键中价电子进入导带自由电子+空穴。（3）两种载流子：导带中的自由电子，电荷极性为负；

2、价带中挣脱共价键束缚的价电子所剩下的空穴，电荷极性为正。（4）热激发条件下，只有少数价电子挣脱共价键的束缚，进入导带形成电子空穴对，所以本征半导体导电率很低。3杂质半导体（1）两种杂质半导体：型-掺入微量五价元素；型-掺入微量三价元素。（2）两种浓度不等的载流子：多子-由掺杂形成，少子-由热激发产生。（3）一般情况下，只要掺入极少量的杂质，所增加的多子浓度就会远大于室温条件下所产生的载流子浓度。所以，杂质半导体的导电率高。（4）杂质半导体呈电中性。4半导体中载流子的运动方式（1）漂移运动-载流子在外加电场作用下的定向移动。（2）扩散运动-因浓度梯度引起载流子的定向运动。2.2结的形成及特性当型

3、半导体和型半导体结合在一起的时侯，由于交界面处存在载流子浓度的差异多子扩散产生空间电荷区和内电场内电场阻碍多子扩散，有利少子漂移当扩散和漂移达到动态平衡时，交界面形成稳定的空间电荷区，即结。外加正向电压多子向结移动，空间电荷区变窄，内电场减弱扩散运动大于漂移运动正向电流。外加反向电压多子背离结移动，空间电荷区变宽，内电场增强漂移运动大于扩散运动反向电流。2.3半导体二极管1半导体二极管按其结构的不同可分为点接触型、面接触型和平面型这样几类。2伏安特性 它可划分为三个部分： （1）正向特性（外加正向电压）当正向电压超过某一数值后，二极管才有明显的正向电流，该电压值称为导通电压，用th表示。在室温

4、下，硅管的th约为0.5V，锗管的th约为0.1V。当流过二极管的电流比较大时，二极管两端的电压几乎维持恒定，硅管约为0.60.8（通常取0.7），锗管约为0.20.3V（通常取0.2）。（2）反向特性（外加反向电压）在反向电压小于反向击穿电压的范围内，由少数载流子形成的反向电流很小，而且与反向电压的大小基本无关。由二极管的正向与反向特性可直观的看出：二极管是非线性器件；二极管具有单向导电性。（3）反向击穿特性当反向电压增加到某一数值BR时，反向电流急剧增大，这种现象叫做二极管的反向击穿。3电容效应：势垒电容与扩散电容4主要参数器件的参数是其特性的定量描述，是我们正确使用和合理选择器件的依据。

5、（1）正向-最大整流电流F（2）反向-反向击穿电压BR2.4二极管应用电路1分析方法： 二极管是一种非线性器件，因而由二极管构成的电路一般要采用非线性电路的分析方法。（1）图解分析法其步骤为：把电路分为线性和非线性两部分；在同一坐标上分别画出非线性部分的伏安特性和线性部分的特性曲线；由两条特性曲线的交点求电路的和。（2）模型分析法（非线性器件线性化处理）理想二极管模型-正向导通时，压降为0；反向截止时，电流为0。恒压降模型-当二极管工作电流较大时，其两端电压为常数（通常硅管取0.7V，锗管取0.2V）。 交流小信号模型-若电路中除有直流电源外，还有交流小信号，则对电路进行交流分析时，二极管可等

6、效 为交流电阻 rd=26mV/IDQ （IDQ为静态电流）2二极管应用电路（1）限幅电路-利用二极管单向导电性和导通后两端电压基本不变的特点组成，将信号限定在某一范围中 变化，分为单限幅和双限幅电路。多用于信号处理电路中。（2）箝位电路-将输出电压箝位在一定数值上。 （3）开关电路-利用二极管单向导电性以接通和断开电路，广泛用于数字电路中。 （4）整流电路-利用二极管单向导电性，将交流信号变为直流信号，广泛用于直流稳压电源中。 （5）低电压稳压电路-利用二极管导通后两端电压基本不变的特点，采用几只二极管串联，获得3V以下输 出电压2.5特殊二极管1稳压二极管（1）工作原理稳压管是一种特殊的二

7、极管，它利用结反向击穿后特性陡直的特点，在电路中起稳压作用。稳压管工作在反向击穿状态。 （2）主要参数：稳定电压z、稳定电流z、最大工作电流zM和最大耗散功率zM2发光二极管 发光二极管是一种将电能转化为光能的特殊二极管。发光二极管简写成了，其基本结构是一个结，它的特性曲线与普通二极管类似，但正向导通电压 一般为12，正向工作电流一般为几几十毫安。3光电二极管光电二极管又叫光敏二极管，是一种将光信号转换为电信号的特殊二极管。4变容二极管 利用二极管结电容随反向电压的增加而减少的特性制成的电容效应显著的二极管。多于高频技术中。例1求图所示电路的静态工作点电压和电流。解：（1）图解分析法 首先把电

8、路分为线性和非线性两部分，然后分别列出它们的端特性方程。在线性部分，其端特性方程为1将相应的负载线画在二极管的伏安特性曲线上，如图所示，其交点便是所求的（Q，Q）。（2）模型分析法 理想二极管模型0，1恒压降模型设为硅管，0.7V，（1） 例2如何用万用表的“欧姆”档来判别一只二极管的正、负极？分析 ：指针型万用表的黑笔内接直流电源的正端，而红笔接负端。利用二极管的单向导电性，其正向导通电阻一般在几百欧几千欧，而反向偏置电阻一般在几百千欧以上。测量时，利用万用表的“R100”和“R1K”档，若两个数值比值在100以上，认为二极管正常，否则认为二极管的单向导电性已损坏。例3图所示电路中，设为理想

9、二极管，试画出其传输特性曲线（oi）。解：（1）i当0i2.5V时，1导通，假设此时2尚未导通，则o=（2/3）（vi-2.5）+2.5V；令o=10V，则i=13.75V，可见当i13.25V时，1、2均导通，此时o=10V。传输特性曲线略。例4试判断图中二极管是导通还是截止？并求出AO两端电压A0。设二极管为理想的。分析方法 ：（1）将D1、D2从电路中断开，分别出D1、D2两端的电压；（2）根据二极管的单向导电性，二极管承受正向电压则导通，反之则截止。若两管都承受正向电压，则正向电压大的管子优先导通，然后再按以上方法分析其它管子的工作情况。本题中：12=12V，34=12+4=16V，所

10、以D2优先导通，此时，12=-4V，所以D1管子截止。A0 = -4V。例5两个稳压管的稳压值Z1=5V，Z2=7V，它们的正向导通压降均为0.6V，电路在以下二种接法时，输出电压o为多少？若电路输入为正弦信号I=20sint（V），画出图（a）输出电压的波形。图（a）中D1、D2都承受反向偏压，所以输出电压o=Z1+Z2=5V+7V=12V若输入正弦信号I=20sint（V）：在输入信号正半周， 若 I -1.2V稳压管处于截止状态，o=I；若 I -1.2V稳压管处于正向导通状态，o=-1.2V。图（b）中D1承受正向电压、D2承受反向偏压，所以输出电压o=0.6V+7V=12.6V 。1

11、、结外加正向电压时，扩散电流_漂移电流，耗尽层_。（答案与提示）2、（1）在图所示的电路中，当电源V=5V时，测得I=1mA。若把电源电压调整到V=10V，则电流的大小将是_。A.I=2mAB.I2mA （2）设电路中保持V=5V不变。当温度为20摄氏度时，测得二极管正向电压P=0.7V。当温度上升到40摄氏度时，则P的大小是_。A.仍等于0.7VB.大于0.7 C.小于0.7V 3、图中D1-D3为理想二极管，A，B，C灯都相同，试问哪个灯最亮？4、设硅稳压管Dz1和Dz2的稳定电压分别为5V和10V，求图中电路的输出电压Uo。已知稳压管的正向压降为0.7V。5、图所示的电路中，Dz1和Dz

12、2为稳压二极管，其稳定工作电压分别为6V和7V，且具有理想的特性。由此可知输出电压Uo为_。6、图所示电路，设Ui=sint（V），V=2V，二极管具有理想特性，则输出电压Uo的波形应为图示_图。7、判断图所示电路中各二极管是否导通,并求A,B两端的电压值。设二极管正向压降为0.7V。8、二极管最主要的特性是_，它的两个主要参数是反映正向特性的_和反映反向特性的_。（答案）9、用一只万用表不同的欧姆档测得某个二极管的电阻分别为250和1.8K（1）产生这种现象的原因是_。（2）两个电阻值对应的二极管偏置条件是：250为_偏，1.8K为_偏。10、图所示电路中，D为理想二极管，设Vi=15sin

13、t（V），试画出输出电压Vo的波形。（答案） 1半导体三极管内部载流子的传输过程（1）发射区向基区注入电子由于发射结外加正向电压，发射结的内电场被削弱，有利于该结两边半导体中多子的扩散。流过发射极的电流由两部分组成：一是发射区中的多子自由电子通过发射结注入到基区，成为集区中的非平衡少子而形成的电子电流EN，二是基区中的多子空穴通过发射结注入到发射区，成为发射区的非平衡少子而形成的空穴电流EP。由于基区中空穴的浓度远低于发射区中电子的浓度，因此，与电子电流相比，空穴的电流是很小的，即E=EN+EP（而ENEP）（2）非平衡载流子在基区内的扩散与复合由发射区注入基区的电子，使基区内少子的浓度发生了

14、变化，即靠近发射结的区域内少子浓度最高，以后逐渐降低，因而形成了一定的浓度梯度。于是，由发射区来的电子将在基区内源源不断地向集电结扩散。另一方面，由于基区很薄，且掺杂浓度很低，因而在扩散过程中，只有很少的一部分会与基区中的多子（空穴）相复合，大部分将到达集电结。（3）集电区收集载流子由于集电结外加反向电压，集电结的内电场被加强，有利于该结两边少子的漂移。流过集电极的电流C，除了包括由基区中的热平衡少子电子通过集电结形成的电子电流CN2和集电区中的热平衡少子空穴通过集电结形成的空穴电流CP所组成的反向饱和电流CBO以外，还包括由发射区注入到基区的非平衡少子自由电子在基区通过边扩散、边复合到达集电

15、结边界，而后由集电结耗尽层内的电场将它们漂移到集电区所形成的正向电子传输电流CN1，因此C=CN1+CN2+CP=CN1+CBO式中CBOCN2+CP基极电流由以下几部分组成：通过发射结的空穴电流EP，通过集电结的反向饱和电流CBO以及EN转化为CN1过程中在基区的复合电流（EN-CN1），即B=EP+（EN-CN1）-CBO3.1半导体三极管1半导体三极管的结构（1）半导体三极管从结构上可分为NPN型和PNP型两大类，它们均由三个掺杂区和两个背靠背的PN结构成，但两类三极管的电压极性和电流方向相反。（2）三个电极：基极 b、集电极 c、和发射极 e。从后面工作原理的介绍中可以看到，发射极和集

16、电极的命名是因为它们要分别发射与接收载流子。（3）内部结构特点：发射区的掺杂浓度远大于集电区的掺杂浓度；基区很薄，且掺杂浓度最低。（4）三个区作用：发射区发射载流子、基区传输和控制载流子、集电区收集载流子。2电流的分配和控制作用（1）条件 内部条件：三极管的结构。外部条件：发射结正偏、集电结反偏。 对NPN型：c B E Si管：BE=0.7V Ge管：BE=0.2V 对PNP型：c B1V时的输入特性曲线簇。（2）输出特性曲线输出特性曲线是指当B为某一常数时，C和CE之间的关系，可分为三个区：截止区：发射结反偏，集电结反偏，发射区不能发射载流子，B0，C0。放大区：发射结正偏，集电结反偏。其

17、特点是：BE0.7V（或0.2V），B0，C与B成线性关系,几乎与 CE无关。饱和区：发射结正偏，集电结正偏，随着集电结反偏电压的逐渐减小（并转化为正向偏压），集电结的空间电荷 区变窄，内电场减弱，集电结收集载流子的能量降低，C不再随着B作线性变化，出现发射极发射有 余，而集电极收集不足现象。CE很小，在估算小功率管时，对硅管可取0.3V（锗0.1V）。 对PNP型管，由于电压和电流极性相反，所以特性在第三象限。电流放大倍数，集电极最大允许电流CM，集电极耗散功率PCM，反向击穿电压（BR）CEO等3.2共射极放电电路1放大的原理和本质（以共发射极放大电路为例）交流电压i通过电容1加到三极管的

18、基极，从而使基极和发射极两端的电压发生了变化：由BEBE i，由于PN结的正向特性很陡，因此BE的微小变化就能引起E发生很大的变化：由EE+ E，由于三级管内电流分配是一定的，因此B和C作相同的变化，其中CC +C。C流过电阻c，则c上的电压也就发生变化：由RcRc +Rc。由于CE=CC-Rc，因此当电阻c上的电压随输入信号变化时，CE也就随之变化，由CECE+CE，CE中的变化部分经电容2传送到输出端成为输出电压o。如果电路参数选择合适，我们就能得到比i大得多的o。所以，放大作用实质上是放大器件的控制作用，是一种小变化控制大变化。2放大电路的特点交直流共存和非线性失真3放大电路的组成原则

19、正确的外加电压极性、合适的直流基础、通畅的交流信号传输路径4放大电路的两种工作状态（1）静态：输入为0，B、C、CE都是直流量。（2）动态：输入不为0，电路中电流和电压都是直流分量和交流分量的叠加。保证在直流基础上实现不失真放 大。5放大电路的分析步骤（1）先进行静态分析：用放大电路的直流通路。 直流通路：直流信号的通路。放大电路中各电容开路即可得到。（2）在静态分析的基础上进行动态分析：用放大电路的交流通路。 交流通路：交流信号的通路。放大电路中各电容短接，直流电源交流短接即可得到。3.3图解分析法1静态分析（1）先分析输入回路BECCB*B将相应的负载线画在三极管的输入特性曲线上，其交点便

20、是所求的（BQ，BQ）。（2）再分析输出回路用同样的方法，可得到输出回路的负载线方程（直流负载方程）为CECCC*C将相应的负载线（直流负载线，斜率为1/Rc）画在三极管的输出特性曲线上，找到与B=BQ相对应的输出特性曲线，其交点便是所求的（CQ，CEQ）。2动态分析（参阅难点重点）交流负载线：是放大电路有信号时工作点的轨迹，反映交、直共存情况。其特点为过静态工作点Q、斜率为 1/（Rc/RL）。3放大电路的非线性失真及最大不失真输出电压（1）饱和失真：静态工作点偏高，管子工作进入饱和区（NPN管，输出波形削底；PNP管，输出波形削顶）（2）截止失真：静态工作点偏低，管子工作进入截止区（NPN

21、管，输出波形削顶；PNP管，输出波形削底）观看动画 （3）最大不失真输出电压Vom如图 Vom1=VCE-VCES 且因为ICEO趋于0 ， Vom2=CQ*（C/L）所以Vom为Vom1及Vom2中较小者，以保证输出波形不失真。4图解分析法的特点图解分析法的最大特点是可以直观、全面地了解放大电路的工作情况，并能帮助我们理解电路参数对工作点的影响，并能大致估算动态工作范围，另外还可帮助我们建立一些基本概念，如交直流共存、非线性失真等。图解分析法实例（工作点移动对输出波形的影响），观看动画。3.4小信号模型分析法指导思想：在一定条件下，把半导体三极管所构成的非线性电路转化为线性电路。1半导体三极管的小信号模型（1）三极管小信号模型的引出，是把三级管作为一个线性有