《電子技術(shù)基礎(chǔ)》正式教案

電

子

技

術(shù)

基

礎(chǔ)

教

案

§1-1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)

目的與要求

1.了解半導(dǎo)體的導(dǎo)電本質(zhì)，

2.理解N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的概念

3.駕馭PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)

LN型半導(dǎo)體和尸型半導(dǎo)體

2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

難點(diǎn)

1.半導(dǎo)體的導(dǎo)電本質(zhì)

2.PN結(jié)的形成

教學(xué)方法

講授法，列舉法,啟發(fā)法

教具

二極管,三角尺

小結(jié)

半導(dǎo)體中載流子有擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。載流子在電場(chǎng)作用下

的定向運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為漂移運(yùn)動(dòng)。在半導(dǎo)體中，假如載流子濃度分布不勻稱(chēng)，因?yàn)闈舛?/p>

差，載流子將會(huì)從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。

多數(shù)載流子因濃度上的差異而形成的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

PN結(jié)的單向?qū)щ娦允侵窹N結(jié)外加正向電壓時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，外加反向電

壓時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。

布置作業(yè)

1.什么叫N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體

第一章常用半導(dǎo)體器件

§1-1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)

自然界中的物質(zhì)，按其導(dǎo)電實(shí)力可分為三大類(lèi)：導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。

半導(dǎo)體的特點(diǎn)：

①熱敏性

②光敏性

③摻雜性

導(dǎo)體和絕緣體的導(dǎo)電原理：了解簡(jiǎn)介。

一、半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性

半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，如硅(Si)、錯(cuò)(Ge)。硅和

銘是4價(jià)元素，原子的最外層軌道上有4個(gè)價(jià)電子。

1.熱激發(fā)產(chǎn)生自由電子和空穴

每個(gè)原子四周有四個(gè)相鄰的原子，原子之間通過(guò)共價(jià)鍵緊密結(jié)合在一起。兩

個(gè)相鄰原子共用一對(duì)電子。室溫下，由于熱運(yùn)動(dòng)少數(shù)價(jià)電子擺脫共價(jià)鍵的束縛成

為自由電子，同時(shí)在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位這個(gè)空位稱(chēng)為空支。失去價(jià)電子的原

子成為正離子，就好象空穴帶正電荷一樣。

在電子技術(shù)中，將空穴看成帶正電荷的載流子。

2.空穴的運(yùn)動(dòng)(與自由電子的運(yùn)動(dòng)不同)

有了空穴，鄰近共價(jià)鍵中的價(jià)電子很簡(jiǎn)潔過(guò)來(lái)填補(bǔ)這個(gè)空穴，這樣空穴便轉(zhuǎn)移到

鄰近共價(jià)鍵中。新的空穴又會(huì)被鄰近的價(jià)電子填補(bǔ)。帶負(fù)電荷的價(jià)電子依次填補(bǔ)

空穴的運(yùn)動(dòng)，從效果上看，相當(dāng)于帶正電荷的空穴作相反方向的運(yùn)動(dòng)。

3.結(jié)論

(1)半導(dǎo)體中存在兩種載流子，一種是帶負(fù)電的自由電子，另一種是帶正

電的空穴，它們都可以運(yùn)載電荷形成電流。

(2)本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴相伴產(chǎn)生，數(shù)目相同。

(3)肯定溫度下，本征半導(dǎo)體中電子空穴對(duì)的產(chǎn)生與復(fù)合相對(duì)平衡，電子

空穴對(duì)的數(shù)目相對(duì)穩(wěn)定。

(4)溫度上升，激發(fā)的電子空穴對(duì)數(shù)目增加，半導(dǎo)體的導(dǎo)電實(shí)力增加。

空穴的出現(xiàn)是半導(dǎo)體導(dǎo)電區(qū)分導(dǎo)體導(dǎo)電的一個(gè)主要特征。

二、N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體

本征半導(dǎo)體

完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體材料稱(chēng)為本征半導(dǎo)體。

雜質(zhì)半導(dǎo)體

在本征半導(dǎo)體中加入微量雜質(zhì)，可使其導(dǎo)電性能顯著變更。依據(jù)摻入雜質(zhì)的

性質(zhì)不同，雜質(zhì)半導(dǎo)體分為兩類(lèi)：電子型（N型）半導(dǎo)體和空穴型（P型）半導(dǎo)

體。

1.N型半導(dǎo)體

在硅（或錯(cuò)）半導(dǎo)體晶體中，摻入微量的五價(jià)元素，如磷（P）、碑（Av）

等，則構(gòu)成N型半導(dǎo)體。

在純凈半導(dǎo)體硅或鋁?中摻入磷、碑等5價(jià)元素，由于這類(lèi)元素的原子最外層

有5個(gè)價(jià)電子，故在構(gòu)成的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中，由于存在多余的價(jià)電子而產(chǎn)生大量自

由電子，這種半導(dǎo)體主要靠自由電子導(dǎo)電，稱(chēng)為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體，其

中自由電子為多數(shù)載流子，熱激發(fā)形成的空穴為少數(shù)載流子。

2.P型半導(dǎo)體

在硅（或楮）半導(dǎo)體晶體中，摻入微量的三價(jià)元素，如硼（8）、錮（/〃）等,

則構(gòu)成P型半導(dǎo)體。

在純凈半導(dǎo)體硅或楮中摻入硼、鋁等3價(jià)元素，由于這類(lèi)元素的原子最外層

只有3個(gè)價(jià)電子，故在構(gòu)成的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中，由于缺少價(jià)電子而形成大量空穴,

這類(lèi)摻雜后的半導(dǎo)體其導(dǎo)電作用主要靠空穴運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)

體，其中空穴為多數(shù)載流子，熱激發(fā)形成的自由電子是少數(shù)載流子。

OQO)

OQ0

OOO)

OOO0

OO0)

N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體

三、PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?/p>

1.PN結(jié)的形成

半導(dǎo)體中載流子有擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。載流子在電場(chǎng)作用下

的定向運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為漂移運(yùn)動(dòng)。在半導(dǎo)體中，假如載流子濃度分布不勻稱(chēng)，因?yàn)闈舛?/p>

差，載流子將會(huì)從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。

多數(shù)載流子因濃度上的差異而形成的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，如圖1.6所示。

P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體

一。一。一;⑤?十?十,

希十?十?

一。?一y一

一。一。一、

圖1.7PN結(jié)的形成（1）

由于空穴和自由電子均是帶電的粒子，所以擴(kuò)散的結(jié)果使P區(qū)和N區(qū)原來(lái)

的電中性被破壞，在交界面的兩側(cè)形成一個(gè)不能移動(dòng)的帶異性電荷的離子層，稱(chēng)

此離子層為空間電荷區(qū)，這就是所謂的PN結(jié)，如圖1.7所示。在空間電荷區(qū)，

多數(shù)載流子已經(jīng)擴(kuò)散到對(duì)方并復(fù)合掉了，或者說(shuō)消耗盡了，因此又稱(chēng)空間電荷區(qū)

為耗盡層。

空間電荷區(qū)出現(xiàn)后，因?yàn)檎?fù)電荷的作用，將產(chǎn)生一個(gè)從N區(qū)指向P區(qū)的內(nèi)電

場(chǎng)。內(nèi)電場(chǎng)的方向，會(huì)對(duì)多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。同時(shí)，內(nèi)電場(chǎng)則可

推動(dòng)少數(shù)載流子（P區(qū)的自由電子和N區(qū)的空穴）越過(guò)空間電荷區(qū)，進(jìn)入對(duì)方。

少數(shù)載流子在內(nèi)電場(chǎng)作用下有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為漂移運(yùn)動(dòng)。漂移運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的

方向相反。無(wú)外加電場(chǎng)時(shí)，通過(guò)PN結(jié)的擴(kuò)散電流等于漂移電流，PN結(jié)中無(wú)電

流流過(guò)，PN結(jié)的寬度保持肯定而處于穩(wěn)定狀態(tài)。

空間電荷區(qū)

P型半導(dǎo)體\/N型半導(dǎo)體

一o一o一十

l?a;

一一一???

oo十???

一?一②

O一O????

內(nèi)電場(chǎng)

圖1.8PN結(jié)的形成（2）

2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

假如在PN結(jié)兩端加上不同極性的電壓，尸N結(jié)會(huì)呈現(xiàn)出不同的導(dǎo)電性能。

(I)PN結(jié)外加正向電壓

PN結(jié)P端接高電位，N端接低電位,稱(chēng)PN結(jié)外加正向電壓，又稱(chēng)PN結(jié)

正向偏置，簡(jiǎn)稱(chēng)為正偏，

變窄

區(qū)

P區(qū)N

一0一o一@十?

??

一一o一十一?

0-。??

一一十???

?O@:G

內(nèi)電場(chǎng)

外電場(chǎng)

圖1.9PN結(jié)外加正向電壓

(2)PN結(jié)外加反向電壓

PN結(jié)P端接低電位，N端接高電位，稱(chēng)PN結(jié)外加反向電壓，又稱(chēng)PN結(jié)

反向偏置，簡(jiǎn)稱(chēng)為反偏，

P區(qū)變寬N區(qū)

一o一o一@十?

一??

一oo一a十?

.??

一O一O一???

l?!?°

內(nèi)電場(chǎng)/七0

外電場(chǎng)

T|T7--------

1UR

圖1.20PN結(jié)外加反向電壓

小結(jié)：PN結(jié)的單向?qū)щ娦允侵窹N結(jié)外加正向電壓時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，外加

反向電壓時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。

§1-2二極管

目的與要求

1.了解半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)

2.駕馭半導(dǎo)體二極管的符號(hào)

3.理解半導(dǎo)體二極管的伏安特性

4.知道二極管的主要參數(shù)

重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)1.二極管的符號(hào)

2.二極管的伏安特性

難點(diǎn)二極管的伏安特性

教學(xué)方法

講授法，列舉法,啟發(fā)法

教具

二極管,三角尺

小結(jié)

外加正向電壓較小時(shí)，外電場(chǎng)不足以克服內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散的阻力，PN結(jié)

仍處于截止?fàn)顟B(tài)。

正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流隨著正向電壓增大快速上升。通常死

區(qū)電壓硅管約為0.5V,楮管約為0.2V。當(dāng)反向電壓的值增大到UBR時(shí)，反向電

壓值稍有增大，反向電流會(huì)急劇增大，稱(chēng)此現(xiàn)象為反向擊穿，UBR為反向擊穿電

壓。

布置作業(yè)

§1-2二極管

一、半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)

二極管的定義：一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線(xiàn)并用管殼封裝起來(lái)，就構(gòu)成

了半導(dǎo)體二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)二極管。

二極管按半導(dǎo)體材料的不同可以分為硅二極管、銘二極管和碑化線(xiàn)二極管

等。

二極管按其結(jié)構(gòu)不同可分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型二極管三類(lèi)。

點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積很小，結(jié)電容很小，多用于高頻檢波及脈沖數(shù)

字電路中的開(kāi)關(guān)元件。

面接觸型二極管PN結(jié)面積大，結(jié)電容也小，多用在低頻整流電路中。

平面型二極管PN結(jié)面積有大有小。

VD

°--------------------------------------°

正極—I負(fù)極

圖1.11二極管的符號(hào)

簡(jiǎn)潔介紹常見(jiàn)的二極管的外型

了解國(guó)產(chǎn)二極管的型號(hào)的命名方法。

二、半導(dǎo)體二極管的伏安特性

1、正向特性

外加正向電壓較小時(shí)，外電場(chǎng)不足以克服內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散的阻力，PN結(jié)

仍處于截止?fàn)顟B(tài)。

正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流隨著正向電壓增大快速上升。通常死

區(qū)電壓硅管約為0.5V,錯(cuò)管約為02V。

//mA

正

向

特

性

反

向

擊

穿

特

性

圖L13二極管的伏安特性曲線(xiàn)

2、反向特性

二極管外加反向電壓時(shí)，電流和電壓的關(guān)系稱(chēng)為二極管的反向特性。由圖

1.13可見(jiàn)，二極管外加反向電壓時(shí)，反向電流很?。?Q-/S）,而且在相當(dāng)寬的反

向電壓范圍內(nèi)，反向電流幾乎不變，因此，稱(chēng)此電流值為二極管的反向飽和電流

從圖1.13可見(jiàn)，當(dāng)反向電壓的值增大到UBR時(shí)，反向電壓值稍有增大，反

向電流會(huì)急劇增大，稱(chēng)此現(xiàn)象為反向擊穿，UBR為反向擊穿電壓。利用二極管的

反向擊穿特性，可以做成穩(wěn)壓二極管，但一般的二極管不允許工作在反向擊穿區(qū)。

補(bǔ)充：二極管的溫度特性

二極管是對(duì)溫度特別敏感的器件。試驗(yàn)表明，隨溫度上升，二極管的正向壓

降會(huì)減小，正向伏安特性左移，即二極管的正向壓降具有負(fù)的溫度系數(shù)（約為

-2〃?V/C）；溫度上升，反向飽和電流會(huì)增大，反向伏安特性下移，溫度每上升

10℃,反向電流大約增加一倍。

三、二極管的主要參數(shù)

（1）最大整流電流IF

最大整流電流/F是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)，允許通過(guò)二極管的最大正向

電流的平均值。

（2）反向擊穿電壓UBR

反向擊穿電壓是指二極管擊穿時(shí)的電壓值。

（3）反向飽和電流運(yùn)

它是指管子沒(méi)有擊穿時(shí)的反向電流值。其值愈小，說(shuō)明二極管的單向?qū)щ?/p>

性愈好。

另外

（4）反向擊穿電壓UB：指管子反向擊穿時(shí)的電壓值。

（5）最高工作頻率fm：主要取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小。

志向二極管:正向電阻為零，正向?qū)〞r(shí)為短路特性，正向壓降忽視不計(jì)；

反向電阻為無(wú)窮大，反向截止時(shí)為開(kāi)路特性，反向漏電流忽視不計(jì)。

四、二極管極性的判定

將紅、黑表筆分別接二極管的兩個(gè)電極，若測(cè)得的電阻值很?。◣浊W以下）,

則黑表筆所接電極為二極管正極，紅表筆所接電極為二極管的負(fù)極；若測(cè)得的阻

值很大（幾百千歐以上），則黑表筆所接電極為二極管負(fù)極，紅表筆所接電極為

二極管的正極。

五、二極管好壞的判定

（1）若測(cè)得的反向電阻很大（幾百千歐以上），正向電阻很?。◣浊W以下）,

表明二極管性能良好。

（2）若測(cè)得的反向電阻和正向電阻都很小，表明二極管短路，已損壞。

（3）若測(cè)得的反向電阻和正向電阻都很大，表明二極管斷路，已損壞。

補(bǔ)充:特別二極管

L穩(wěn)壓二極管

2.發(fā)光二極管LED

3.光電二極管

4.變?nèi)荻O管

5.激光二極管

§1-3三極管

目的與要求

1.了解三極管的結(jié)構(gòu)及類(lèi)型

2.駕馭半導(dǎo)體三極管的符號(hào)

3.理解半導(dǎo)體三極管的伏安特性及電流放大作用

4.知道三極管的主要參數(shù)和檢測(cè)方法

重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)1.三極管的符號(hào)

2.三極管的伏安特性曲線(xiàn)

難點(diǎn)三極管的伏安特性曲線(xiàn)

教學(xué)方法

講授法，列舉法,啟發(fā)法

教具

二極管，三極管，三角尺

小結(jié)

放大區(qū)

輸出特性曲線(xiàn)近似平坦的區(qū)域稱(chēng)為放大區(qū)。三極管工作在放大狀態(tài)時(shí)，具

有以下特點(diǎn)：

(a)三極管的放射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置；

(匕)基極電流加微小的變更會(huì)引起集電極電流/c較大的變更，有電流關(guān)系

式：/C=￡/B；

(c)對(duì)NPN型的三極管，有電位關(guān)系：UC>UB>UE;

(d)對(duì)NPN型硅三極管，有放射結(jié)電壓UBE-0.7V；對(duì)NPN型錯(cuò)三極管，

有U*0.2匕

布置作業(yè)

§1-3三極管

一、三極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)及類(lèi)型

1.三極管的結(jié)構(gòu)及符號(hào)

半導(dǎo)體三極管又稱(chēng)晶體三極管(下稱(chēng)三極管)，一般簡(jiǎn)稱(chēng)晶體管，或雙極型

晶體管。它是通過(guò)肯定的制作工藝，將兩個(gè)PN結(jié)結(jié)合在一起的器件，兩個(gè)PN

結(jié)相互作用，使三極管成為一個(gè)具有限制電流作用的半導(dǎo)體器件。三極管可以用

來(lái)放大微弱的信號(hào)和作為無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。

三極管從結(jié)構(gòu)上來(lái)講分為兩類(lèi)：NPN型三極管和PNP型三極管

三極管的文字符號(hào)為V。

三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

三極管制作時(shí)，通常它們的基區(qū)做得很薄(幾微米到幾十微米)，且摻雜濃

度低；放射區(qū)的雜質(zhì)濃度則比較高；集電區(qū)的面積則比放射區(qū)做得大，這是三極

管實(shí)現(xiàn)電流放大的內(nèi)部條件。

2.三極管的類(lèi)型

(1)國(guó)產(chǎn)三極管的型號(hào)，見(jiàn)P10-表1-3

(2)三極管的分類(lèi)：

三極管可以是由半導(dǎo)體硅材料制成，稱(chēng)為硅三極管；也可以由錯(cuò)材料制成，

稱(chēng)為錯(cuò)三極管。

三極管從應(yīng)用的角度講，種類(lèi)許多。依據(jù)工作頻率分為高頻管、低頻管和

開(kāi)關(guān)管；依據(jù)工作功率分為大功率管、中功率管和小功率管。常見(jiàn)的三極管外形

如圖P10-1.13所示。

二、三極管的電流放大作用

1、產(chǎn)生放大作用的條件

內(nèi)部：a）放射區(qū)雜質(zhì)濃度＞＞基區(qū)＞＞集電區(qū)

b）基區(qū)很薄

外部：放射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏

圖1.14三極管的工作電壓電路

2、三極管的電流安排及放大關(guān)系

IE=Ic+IB

IEyIc

Ic=BIB

三、三極管的特性曲線(xiàn)

三極管的特性曲線(xiàn)是指三極管的各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線(xiàn)，它反映

出三極管的特性。它可以用專(zhuān)用的圖示儀進(jìn)行顯示，也可通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量得到。

1＞輸入特性曲線(xiàn)

它是指肯定集電極和放射極電壓UCET,三極管的基極電流加與放射結(jié)

電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn)。

測(cè)量三極管特性的實(shí)驗(yàn)電路三極管的輸入特性曲線(xiàn)

簡(jiǎn)潔分析曲線(xiàn)規(guī)律。

硅管的死區(qū)電壓約0.5V,楮管的死區(qū)電壓約0.3V,三極管處于放大狀態(tài)時(shí),

硅管的UBE約0.7V,錯(cuò)管的UBE約0.3V。

2.輸出特性曲線(xiàn)

三極管的輸出特性曲線(xiàn)是指肯定基極電流”下，三極管的集電極電流/c與

集電結(jié)電壓UCE之間的關(guān)系曲線(xiàn)。

A/「/mA，飽和區(qū)100nA

480uA

3放60PA

大

240uA

區(qū)

截止區(qū)r20uA

/產(chǎn)。

36912UCE/V

曲線(xiàn)的分析理解，難點(diǎn)。

一般把三極管的輸出特性分為3個(gè)工作區(qū)域，下面分別介紹。

①截止區(qū)

三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，具有以下幾個(gè)特點(diǎn):

（。）放射結(jié)和集電結(jié)均反向偏置；

"）若不計(jì)穿透電流/CE。，有左近似為0；

（C）三極管的集電極和放射極之間電阻很大，三極管相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。

②放大區(qū)

輸出特性曲線(xiàn)近似平坦的區(qū)域稱(chēng)為放大區(qū)。三極管工作在放大狀態(tài)時(shí)，具

有以下特點(diǎn)：

（a）三極管的放射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置；

（力）基極電流加微小的變更會(huì)引起集電極電流距較大的變更，有電流關(guān)系

式：Ic=B1B；

（c）對(duì)NPN型的三極管，有電位關(guān)系：UC>UB>UE；

（d）對(duì)NPN型硅三極管，有放射結(jié)電壓UBE-0.7V；對(duì)NPN型錯(cuò)三極管，

有UBE^0.2V.

③飽和區(qū)

三極管工作在飽和狀態(tài)時(shí)具有如下特點(diǎn)：

(a)三極管的放射結(jié)和集電結(jié)均正向偏置；

S三極管的電流放大實(shí)力下降，通常有/?￡”；

(c)UCE的值很小，稱(chēng)此時(shí)的電壓UCE為三極管的飽和壓降，用UCES表示。

一般硅三極管的UCES約為0.3V,錯(cuò)三極管的UCES約為0.1V；

(d)三極管的集電極和放射極近似短接，三極管類(lèi)似于一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。

三極管作為開(kāi)關(guān)運(yùn)用時(shí)，通常工作在截止和飽和導(dǎo)通狀態(tài)；作為放大元件運(yùn)

用時(shí)，一般要工作在放大狀態(tài)。

四、三極管的主要參數(shù)

三極管的參數(shù)有許多，如電流放大系數(shù)、反向電流、耗散功率、集電極最大

電流、最大反向電壓等，這些參數(shù)可以通過(guò)查半導(dǎo)體手冊(cè)來(lái)得到。

(1)共放射極電流放大系數(shù)。和￡

它是指從基極輸入信號(hào)，從集電極輸出信號(hào)，此種接法(共放射極)下的電

流放大系數(shù)。

(2)極間反向電流

①集電極基極間的反向飽和電流/CB。

②集電極放射極間的穿透電流/CE。

(3)極限參數(shù)

①集電極最大允許電流/CM

②集電極最大允許功率損耗Pc”

③反向擊穿電壓

五、三極管的檢測(cè)

1.已知型號(hào)和管腳排列的三極管，推斷其性能的好壞

(1)測(cè)量極間電阻

(2)三極管穿透電流180大小的推斷

(3)電流放大系數(shù)6的估計(jì)

2.判別三極管的管腳

(1)判定基極和管型

(2)判定集電極c和放射極e

(a)判別示意圖(b)等效電路

圖1.CK判別三極管c、e電極的原理圖

§1.4場(chǎng)效應(yīng)管

目的與要求

1.了解場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及工作原理

2.駕馭場(chǎng)效應(yīng)管的分類(lèi)和符號(hào)

3.了解場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)及輸出特性曲線(xiàn)

4.知道場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)

重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)場(chǎng)效應(yīng)管的分類(lèi)和符號(hào)

難點(diǎn)場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)及輸出特性曲線(xiàn)

教學(xué)方法

講授法，列舉法,啟發(fā)法

教具

三極管，三角尺

小結(jié)

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管分為N溝道結(jié)型管和P溝道結(jié)型管，它們都具有3個(gè)電極：

柵極、源極和漏極，分別與三極管的基極、放射極和集電極相對(duì)應(yīng)。

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管分為增加型和耗盡型兩種，每一種又包括N溝道和P溝道

兩種類(lèi)型。

場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)

①夾斷電壓(UP)

②開(kāi)啟電壓(UT)

③飽和漏極電流/oss

④最大漏源擊穿電壓(U<BR\DS)

⑤跨導(dǎo)(g"J

布置作業(yè)

§1.4場(chǎng)效應(yīng)管

場(chǎng)效應(yīng)管則是一種電壓限制器件，它是利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)限制其電流的大小，

從而實(shí)現(xiàn)放大。場(chǎng)效應(yīng)管工作時(shí)，內(nèi)部參加導(dǎo)電的只有多子一種載流子，因此又

稱(chēng)為單極性器件。

依據(jù)結(jié)構(gòu)不同，場(chǎng)效應(yīng)管分為兩大類(lèi)，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。

一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管分為N溝道結(jié)型管和P溝道結(jié)型管，它們都具有3個(gè)電極：

柵極、源極和漏極，分別與三極管的基極、放射極和集電極相對(duì)應(yīng)。

L結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)

圖1.23所示為N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管符號(hào)中的

箭頭，表示由產(chǎn)區(qū)指向N區(qū)。

圖1.23N溝道結(jié)型管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)

尸溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的構(gòu)成與N溝道類(lèi)似，只是所用雜質(zhì)半導(dǎo)體的類(lèi)型要反

過(guò)來(lái)。圖1.39所示為P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)

圖1.23P溝道結(jié)型管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)

2.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理

以N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例，參考P16圖1-24.

(1)當(dāng)柵源電壓UGS=O時(shí)，兩個(gè)PN結(jié)的耗盡層比較窄，中間的N型導(dǎo)電

溝道比較寬，溝道電阻小。

(2)當(dāng)UGS<0時(shí)，兩個(gè)PN結(jié)反向偏置，PN結(jié)的耗盡層變寬，中間的N

型導(dǎo)電溝道相應(yīng)變窄，溝道導(dǎo)通電阻增大。

(3)當(dāng)UPcUGSWO且UDS>0時(shí)，可產(chǎn)生漏極電流的大小將隨柵

源電壓UGS的變更而變更，從而實(shí)現(xiàn)電壓對(duì)漏極電流的限制作用。

UDS的存在，使得漏極旁邊的電位高，而源極旁邊的電位低，即沿N型導(dǎo)

電溝道從漏極到源極形成肯定的電位梯度，這樣靠近漏極旁邊的PN結(jié)所加的反

向偏置電壓大，耗盡層寬；靠近源極旁邊的PN結(jié)反偏電壓小，耗盡層窄，導(dǎo)電

溝道成為一個(gè)楔形。

留意，為實(shí)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管柵源電壓對(duì)漏極電流的限制作用，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管在

工作時(shí)，柵極和源極之間的PN結(jié)必需反向偏置。

3.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線(xiàn)

(1)轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)

在場(chǎng)效應(yīng)管的Uos肯定時(shí)，/D與UGS之間的關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特

性曲線(xiàn)，如圖1.25所示。它反映了場(chǎng)效應(yīng)管柵源電壓對(duì)漏極電流的限制作用。

/D

圖1.25N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)

圖1.25N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線(xiàn)

當(dāng)UGFO時(shí)，導(dǎo)電溝道電阻最小，/。最大，稱(chēng)此電流為場(chǎng)效應(yīng)管的飽和漏極

電流IDSSO

當(dāng)UGS=UP時(shí),導(dǎo)電溝道被完全夾斷，溝道電阻最大，此時(shí)/。=0,稱(chēng)Up為

夾斷電壓。

（2）輸出特性曲線(xiàn)

輸出特性曲線(xiàn)是指柵源電壓UGS肯定時(shí)，漏極電流力與漏源電壓Uos之間

的關(guān)系曲線(xiàn)。

場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線(xiàn)可分為四個(gè)區(qū)域：

可變電阻區(qū)

恒流區(qū)

截止區(qū)（夾斷區(qū)）

擊穿區(qū)

二、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管是由金屬（Me。/）、氧化物（Oxide）和半導(dǎo)體

材料構(gòu)成的，因此又叫MOS管。

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管分為增加型和耗盡型兩種，每一種又包括N溝道和P溝道

兩種類(lèi)型

補(bǔ)充：耗盡型:UGS=0時(shí)漏、源極之間已經(jīng)存在原始導(dǎo)電溝道。

增加型:UGS=0時(shí)漏、源極之間才能形成導(dǎo)電溝道。

無(wú)論是N溝道MOS管還是P溝道MOS管，都只有一種載流子導(dǎo)電，

均為單極型電壓限制器件。

MOS管的柵極電流幾乎為零，輸入電阻RGS很高。

八結(jié)構(gòu)與符號(hào)

以N溝道增加型MOS管為例，它是以尸型半導(dǎo)體作為襯底，用半導(dǎo)體工

藝技術(shù)制作兩個(gè)高濃度的N型區(qū)，兩個(gè)N型區(qū)分別引出一個(gè)金屬電極，作為MOS

管的源極S和漏極。；在P形襯底的表面生長(zhǎng)一層很薄的Si。2絕緣層，絕緣

層上引出一個(gè)金屬電極稱(chēng)為MOS管的柵極G。B為從襯底引出的金屬電極，一

般工作時(shí)襯底與源極相連。

圖1.26N溝道增加型MOS管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)

符號(hào)中的箭頭表示從產(chǎn)區(qū)（襯底）指向N區(qū)（N溝道），虛線(xiàn)表示增加型。

2、N溝道增加型MOS管的工作原理

如P18圖1.27所示，在柵極G和源極S之間加電壓UGS,漏極D和源極S

之間加電壓UDS,襯底8與源極S相連。

形成導(dǎo)電溝道所須要的最小柵源電壓UGS，稱(chēng)為開(kāi)啟電壓

3、特性曲線(xiàn)

（1）轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)

（2）輸出特性（漏極特性）曲線(xiàn)

圖1.28N溝道增加型MOS管的轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)

三、場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)

①夾斷電壓（UP）

②開(kāi)啟電壓（UT）

③飽和漏極電流/oss

④最大漏源擊穿電壓（U\BR,DS）

⑤跨導(dǎo)Cgm）

四、場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)留意的事項(xiàng)

（1）選用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，不能超過(guò)其極限參數(shù)。

（2）結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極可以互換。

（3）MOS管有3個(gè)引腳時(shí)，表明襯底已經(jīng)與源極連在一起，漏極和源極不

能互換；有4個(gè)引腳時(shí)，源極和漏極可以互換。

（4）MOS管的輸入電阻高，簡(jiǎn)潔造成因感應(yīng)電荷泄放不掉而使柵極擊穿永

久失效。因此，在存放MOS管時(shí)，要將3個(gè)電極引線(xiàn)短接；焊接時(shí)，電烙鐵的

外殼要良好接地，并按漏極、源極、柵極的依次進(jìn)行焊接，而拆卸時(shí)則按相反依

次進(jìn)行；測(cè)試時(shí)，測(cè)量?jī)x器和電路本身都要良好接地，要先接好電路再去除電極

之間的短接。測(cè)試結(jié)束后，要先短接電極再撤除儀器。

（5）電源沒(méi)有關(guān)時(shí)，肯定不能把場(chǎng)效應(yīng)管干脆插入到電路板中或從電路板

中拔出來(lái)。

（6）相同溝道的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和耗盡型MOS場(chǎng)效應(yīng)管，在相同電路中可以

通用。

第5節(jié)其他半導(dǎo)體器件簡(jiǎn)潔介紹，了解。

§2.1基本共射極放大電路

目的與要求

1.駕馭共射極放大電路組成

2.了解共射極放大電路的工作原理及性能特點(diǎn)

3.知道共射極放大電路中各元件的作用

重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)共射極放大電路組成

難點(diǎn)共射極放大電路的工作原理

教學(xué)方法

講授法，列舉法,啟發(fā)法

教具

三極管，三角尺

小結(jié)

電路中各元件的作用如下。

(1)三極管

(2)隔直耦合電容C1和C2

(3)基極回路電源PBB和基極偏置電阻心

(4)集電極電源Pcc

(5)集電極負(fù)載電阻Rc

布置作業(yè)

其次章常用放大器

2.1基本共射極放大電路

一、三極管在放大電路中的三種連接方式

t~0

+

n?<>

（a）共射極組態(tài)（b）共集電極組態(tài)⑹共基極組態(tài)

上圖所示為三極管在放大電路中的三種連接方式：圖（。）從基極輸入信號(hào)，從

集電極輸出信號(hào)，放射極作為輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的公共端，此即共放射極（簡(jiǎn)

稱(chēng)共射極）放大電路；圖"）從基極輸入信號(hào)，從放射極輸出信號(hào)，集電極作

為輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的公共端，此即共集電極放大電路；圖（C）從放射極輸

入信號(hào)，從集電極輸出信號(hào)，基極作為輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的公共端，此即共基

極放大電路。

二、基本放大電路的組成和工作原理

1.共射極放大電路組成

在三種組態(tài)放大電路中，共放射極電路用得比較普遍。這里就以NPN共射

極放大電路為例，探討放大電路的組成、工作原理以及分析方法。

（1）晶體管V。放大元件，用基極電流iB限制集電極電流iC。

（2）電源UCC和UBB。使晶體管的放射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，晶體管處在放

大狀態(tài)，同時(shí)也是放大電路的能量來(lái)源，供應(yīng)電流iB和iC。UCC一般在幾伏到

十幾伏之間。

（3）偏置電阻RB。用來(lái)調(diào)整基極偏置電流IB,使晶體管有一個(gè)合適的工作點(diǎn),

一般為幾十千歐到幾百千歐。

（4）集電極負(fù)載電阻RC。將集電極電流iC的變更轉(zhuǎn)換為電壓的變更，以獲得

電壓放大，一般為幾千歐。

（5）電容Cl、C2O用來(lái)傳遞溝通信號(hào)，起到耦合的作用。同時(shí)，又使放大電路

和信號(hào)源及負(fù)載間直流相隔離，起隔直作用。為了減小傳遞信號(hào)的電壓損失，

Cl、C2應(yīng)選得足夠大，一般為幾微法至幾十微法，通常采納電解電容器。

2、共射極放大電路的工作原理

§2.2共射極放大電路的分析

目的與要求

1.駕馭共射極放大電路分析方法種類(lèi)

2.初步駕馭共射極放大電路分析的詳細(xì)方法計(jì)算法

3.會(huì)一些簡(jiǎn)潔共射極放大電路分析計(jì)算應(yīng)用

4.了解多級(jí)放大器

重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)計(jì)算法分析共射極放大電路

難點(diǎn)計(jì)算法分析共射極放大電路和應(yīng)用

教學(xué)方法

講授法，列舉法,啟發(fā)法

教具

三極管，三角尺

小結(jié)

靜態(tài)工作點(diǎn)TJ_TJ

JCCuBEQ

7BQ=a

，CQ=BQ

UcEQ=°CC-1CQRC

抑制零漂的方法有多種，如采納溫度補(bǔ)償電路、穩(wěn)壓電源以及精選電路元件等方

法。最有效且廣泛采納的方法是輸入級(jí)采納差動(dòng)放大電路。

布置作業(yè)

§2.2共射極放大電路的分析

靜態(tài)是指無(wú)溝通信號(hào)輸入時(shí),電路中的電流、電壓都不變的狀態(tài)，靜態(tài)時(shí)三極管

各極電流和電壓值稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)Q（主要指/BQ、/CQ和UCEQ）。靜態(tài)分析

主要是確定放大電路中的靜態(tài)值/BQ、/CQ和UCEQ。

一、直流通路和溝通通路

直流通路:耦合電容可視為開(kāi)路。

溝通通路:（山單獨(dú)作用下的電路）。由于電容Cl、C2足夠大，容抗近似為零（相

當(dāng)于短路），直流電源UCC去掉（短接）。

二、計(jì)算法（近似估算法）

1、靜態(tài)工作點(diǎn)

UCC-°BEQ

,BQ=

/cQ=01BQ

°CEQ=Ucc—JCQRC

2、輸入電阻和輸出電阻

微變等效電路法，基本思路

把非線(xiàn)性元件晶體管所組成的放大電路等效成一個(gè)線(xiàn)性電路，就是放大電路的微

變等效電路，然后用線(xiàn)性電路的分析方法來(lái)分析，這種方法稱(chēng)為微變等效電路分

析法。等效的條件是晶體管在小信號(hào)（微變量）狀況下工作。這樣就能在靜態(tài)工

作點(diǎn)旁邊的小范圍內(nèi)，用直線(xiàn)段近似地代替晶體管的特性曲線(xiàn)。

B

r/bc

3++

1n

V+mRHA

+Hs..

&u+Tu也U

UBY/?cO

%&

w(u?!b

s

-fc-

-E

（1）輸入電阻

U.

4二六區(qū)//公

餐=300+（1+.）；6陞

/EQ（mA）

（2）輸出電阻

R。=了=勺

3、電壓放大倍數(shù)

例：圖示電路，己知Ucc=12V,RK=300kO,/?c=3kQ,

&=3kQ,凡=3kQ,6=50,試求：

（1）&接入和斷開(kāi)兩種情況下電路的電壓放大倍數(shù)4;

（2）輸入電阻尺和輸出電阻凡；

（3）輸出端開(kāi)路時(shí)的源電壓放大倍數(shù)4,="。

U,

RB

+

解：先求靜態(tài)工作點(diǎn)

/吐一噠.=紿上A=40UA

QRBRB300

/CQ=%Q=50x0.04=2mA

"CEQ=噎=12_2X3=6V

再求三極管的動(dòng)態(tài)輸入電阻

&=300+(1+P)］如"=3()()+(|+50)26(mV)=963C20.963kQ

/EQ(mA)2(mA)

（i）RL接入時(shí)的電壓放大倍數(shù)4,為:

5u八0x3x3

=叵——^±3=-78

zA

之0.963

在斷開(kāi)時(shí)的電壓放大倍數(shù)4,為：

4-56

”-絲0.963

（2）輸入電阻尺為:

&=RRH仆=300//0.963X0.96kQ

輸出電阻凡為:

Ro=Rc=3kQ

u3R1

_____Q________I?U._

⑶4~~:———:—X—：——-x(-156)=-39

/\，+KjJ+1

UsUsUjs

三、靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大電路

-O

6

1

依

6IY

^7

7^0

-一+V

YU4

IB

-品2

強(qiáng)

-I

D

條件:/2>>ZB,則UB=~^~~Lc

火B(yǎng)l+KB2

與溫度基本無(wú)關(guān)。

調(diào)整過(guò)程：

溫度11-7ctf/EtfUE(=/ERE)tfUBE(=UB~，ERE)I-&Hi

1

IC^--------------------------------------------------

四、多級(jí)放大器

多級(jí)放大電路是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的單級(jí)放大電路所組成的電路。通常稱(chēng)多

級(jí)放大電路的第一級(jí)為輸入級(jí)。對(duì)于輸入級(jí)，一般采納輸入阻抗較高的放大電路,

以便從信號(hào)源獲得較大的電壓輸入信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。中間級(jí)主要實(shí)現(xiàn)電壓

信號(hào)的放大，一般要用幾級(jí)放大電路才能完成信號(hào)的放大。通常把多級(jí)放大電路

的最終一級(jí)稱(chēng)為輸出級(jí)，主要用于功率放大，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。

中間級(jí)

小信號(hào)放大電路功率放大電路

1.阻容耦合

它是指各單級(jí)放大電路之間通過(guò)隔直耦合電容連接。圖2.16所示為阻容耦

合兩級(jí)放大電路。

各極之間通過(guò)耦合電容及下級(jí)輸入電阻連接。優(yōu)點(diǎn)：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響,

可以單獨(dú)調(diào)整到合適位置；且不存在零點(diǎn)漂移問(wèn)題。缺點(diǎn)：不能放大變更緩慢的

信號(hào)和直流重量變更的信號(hào)；且由于須要大容量的耦合電容，因此不能在集成電

路中采納。

2.變壓器耦合

它是指各級(jí)放大電路之間通過(guò)變壓器耦合傳遞信號(hào)。圖2.46所示為變壓器

耦合放大電路。通過(guò)變壓器71把前級(jí)的輸出信號(hào)"。1,耦合傳送到后級(jí)，作為

后一級(jí)的輸入信號(hào)由2。變壓器72將其次級(jí)的輸出信號(hào)耦合傳遞給負(fù)載RLa

變壓器具有隔離直流、通溝通的特性，因此變壓器耦合放大電路具有如下特點(diǎn)：

（1）各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，互不影響，利于放大器的設(shè)計(jì)、調(diào)試和

修理。

（2）同阻容耦合一樣，變壓器耦合低頻特性差，不適合放大直流及緩慢變

更的信號(hào)，只能傳遞具有肯定頻率的溝通信號(hào)。

（3）可以實(shí)現(xiàn)電壓、電流和阻抗的變換，簡(jiǎn)潔獲得較大的輸出功率。

（4）輸出溫度漂移比較小。

（5）變壓器耦合電路體積和重量較大，不便于做成集成電路。

3.干脆耦合放大電路

優(yōu)點(diǎn)：能放大變更很緩慢的信號(hào)和直流重量變更的信號(hào)；且由于沒(méi)有耦合電容,

故特別相宜于大規(guī)模集成。

缺點(diǎn)：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響；且存在零點(diǎn)漂移問(wèn)題。

零點(diǎn)漂移:放大電路在無(wú)輸入信號(hào)的狀況下，輸出電壓"0卻出現(xiàn)緩慢、不規(guī)則

波動(dòng)的現(xiàn)象。

產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的緣由許多，其中最主要的是溫度影響。

抑制零漂的方法有多種，如采納溫度補(bǔ)償電路、穩(wěn)壓電源以及精選電路元件

等方法。最有效且廣泛采納的方法是輸入級(jí)采納差動(dòng)放大電路。

差動(dòng)放大電路的工作原理(了解)

1/11—

〃o="01_Uo2

抑制零點(diǎn)漂移的原理

靜態(tài)時(shí),Mil=wi2=0,此時(shí)由負(fù)電源(7EE通過(guò)電阻RE和兩管放射極供應(yīng)兩管的

基極電流。由于電路的對(duì)稱(chēng)性，兩管的集電極電流相等，集電極電位也相等，即：

IC1=IC2

UC1=UC2

輸出電壓：

M0=UC1-UC2=0

溫度變更時(shí),兩管的集電極電流都會(huì)增大，集電極電位都會(huì)下降。由于電路是對(duì)

稱(chēng)的，所以?xún)晒艿淖兏肯嗟?。即?/p>

AIC1=AIC2

AUC1=AUC2

輸出電壓：

uo=(UC1+AUCl)-(UC2+AUC2)=0

即消退了零點(diǎn)漂移。

§2.3功率放大電路

目的與要求

1.駕馭功率放大器的要求

2.駕馭功率放大器按工作狀態(tài)進(jìn)行的分類(lèi)

3.了解OCL功率放大電及OTL功率放大電路

重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)功率放大器的類(lèi)型

難點(diǎn)OCL功率放大電及0TL功率放大電路

教學(xué)方法

講授法，列舉法,啟發(fā)法

教具

三極管，三角尺

小結(jié)

（1）輸出功率要足夠大

最大輸出功率P0M是指在正弦輸入信號(hào)下，輸出波形不超過(guò)規(guī)定的非線(xiàn)性

失真指標(biāo)時(shí)，放大電路最大輸出電壓和最大輸出電流有效值的乘積。

（2）效率要高

（3）盡量減小非線(xiàn)性失真

（4）分析估算采納圖解法

（5）功放中晶體管常工作在極限狀態(tài)

布置作業(yè)

§2.3功率放大電路

功率放大電路的任務(wù)是向負(fù)載供應(yīng)足夠大的功率，這就要求

①功率放大電路不僅要有較高的輸出電壓，還要有較大的輸出電流。因此功

率放大電路中的晶體管通常工作在高電壓大電流狀態(tài)，晶體管的功耗也比較大。

②非線(xiàn)性失真也要比小信號(hào)的電壓放大電路嚴(yán)峻得多。此外，功率放大電路

從電源取用的功率較大，為提高電源的利用率，

③必需盡可能提高功率放大電路的效率。放大電路的效率是指負(fù)載得到的溝

通信號(hào)功率與直流電源供出功率的比值。

甲類(lèi)功率放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在溝通負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)。在工作過(guò)程中，

晶體管始終處在導(dǎo)通狀態(tài)。這種電路功率損耗較大，效率較低，最高只能達(dá)到

50%o

乙類(lèi)功率放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在溝通負(fù)載線(xiàn)的截止點(diǎn)，晶體管僅在輸

入信號(hào)的半個(gè)周期導(dǎo)通。這種電路功率損耗減到最少，使效率大大提高。

甲乙類(lèi)功率放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)介于甲類(lèi)和乙類(lèi)之間，晶體管有不大的靜

態(tài)偏流。其失真狀況和效率介于甲類(lèi)和乙類(lèi)之間。

二、互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路

1.OCL功率放大電路

靜態(tài)（山=0）時(shí)，t/B=0、t/E=0,偏置電壓為零，VI、V2均處于截止?fàn)顟B(tài),

負(fù)載中沒(méi)有電流，電路工作在乙類(lèi)狀態(tài)。

動(dòng)態(tài)（山#0）時(shí)，在位的正半周VI導(dǎo)通而V2截止，VI以射極輸出器的

形式將正半周信號(hào)輸出給負(fù)載；在山的負(fù)半周V2導(dǎo)通而VI截止，V2以射極

輸出器的形式將負(fù)半周信號(hào)輸出給負(fù)載?？梢?jiàn)在輸入信號(hào)團(tuán)?的整個(gè)周期內(nèi)，VI、

V2兩管輪番交替地工作，相互補(bǔ)充，使負(fù)載獲得完整的信號(hào)波形，故稱(chēng)互補(bǔ)對(duì)

稱(chēng)電路。

由于VI、V2都工作在共集電極接法，輸出電阻微小，可與低阻負(fù)載RL干

脆匹配。

從工作波形可以看到，在波形過(guò)零的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)輸出波形產(chǎn)生了失真，這

種失真稱(chēng)為交越失真。產(chǎn)生交越失真的緣由是由于VI、V2放射結(jié)靜態(tài)偏壓為零,

放大電路工作在乙類(lèi)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)位小于晶體管的放射結(jié)死區(qū)電壓時(shí)，兩

個(gè)晶體管都截止，在這一區(qū)域內(nèi)輸出電壓為零，使波形失真。

為減小交越失真，可給VI、V2放射結(jié)加適當(dāng)?shù)恼蚱珘?，以便產(chǎn)生一個(gè)不

大的靜態(tài)偏流，使VI、V2導(dǎo)通時(shí)間略微超過(guò)半個(gè)周期，即工作在甲乙類(lèi)狀態(tài)，

如圖所示。圖中二極管DI、D2用來(lái)供應(yīng)偏置電壓。靜態(tài)時(shí)三極管VI、V2雖然

都已基本導(dǎo)通，但因它們對(duì)稱(chēng)，￡7E仍為零，負(fù)載中仍無(wú)電流流過(guò)。

2.OTL功率放大電路

因電路對(duì)稱(chēng)，靜態(tài)時(shí)兩個(gè)晶體管放射極連接點(diǎn)電位為電源電壓的一半，負(fù)載

中沒(méi)有電流。動(dòng)態(tài)時(shí)，在位的正半周VI導(dǎo)通而V2截止，VI以射極輸出器的

形式將正半周信號(hào)輸出給負(fù)載，同時(shí)對(duì)電容C充電；在ui的負(fù)半周V2導(dǎo)通而

VI截止，電容。通過(guò)V2、RL放電，V2以射極輸出器的形式將負(fù)半周信號(hào)輸出

給負(fù)載，電容C在這時(shí)起到負(fù)電源的作用。為了使輸出波形對(duì)稱(chēng)，必需保持電

容C上的電壓基本維持在UCC/2不變，因此C的容量必需足夠大。

§2.4反饋放大電路

目的與要求

1.駕馭反饋的概念

2.駕馭反饋分類(lèi)

3.了解反饋類(lèi)型的判別方法

4.知