模拟电子技术基础
一、绪论
1.模拟信号与模拟电路
模拟电路是一种信号处理电路,一般可视为双口网络。
输入信号按时间可分为连续时间信号(模拟信号)和离散时间信号(数字信号)。
模拟电路：对模拟信号进行处理的电路。最基本的处理是对信号的放大，讲述各种放大电路。
a.放大的本质：能量的控制。
b.有源元件：能够控制的能量的元件。如晶体管、场效应管
2.课程的特点
a.工程性
- 实际工程需要证明其可行性。强调定性分析。
- 实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存在一定的误差范围的。定量分析为“估算”
- 近似分析要合理。抓主要矛盾和矛盾的主要方面
- 电子电路归根结底是电路。不同条件下构造不同模型
b.实践性
- 常用电子仪器的使用方法
- 电子电路的测试方法
- 故障的判断与排除方法
- EDA软件的应用方法
3.学习课程的方法
a.掌握基本概念、基本电路、基本分析方法
- 基本概念：概念不变，应用灵活
- 基本电路：构成的原则是不变的,具体电路是多种多样的。
- 基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法,因而有不同的分析方法
b.学习辨证、全面地分析电子电路中问题
- 根据需求,最适用的电路才是最好的电路。
- 要综合研究利弊关系,通常“有一利必有一弊”。
c.注意电路中常用定理在电子电路中的应用
4.课程目的
- 掌握基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能
- 具有能够继续深入学习和接受电子新技术发展的能力,以及将所学知识用于本专业的能力
- 建立起系统的概念、工程的概念、科技进步的观念和创新意识
5.考查方法
- 会看：读图,定性分析(分析能力)
- 会算：定量计算(分析能力)
- 会选：电路形式、器件、参数(设计能力)
- 会调：仪器选用、测试方法、故障诊断、EDA(实践能力)
二、常用半导体器件
1.半导体基础知识
- 本征半导体
- 杂质半导体
- PN结的形成及其单向导电性
- PN结的电容效应
1.1 什么是半导体？什么是本征半导体？
- 导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。
- 半导体--硅(Si)、锗(Ge)，均为四价元素,它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。
- 本征半导体是纯净(无杂质)的晶体结构(稳定的结构)的半导体。
- 本征半导体的结构
- 本征半导体的两种载流子
- 杂质半导体：N型半导体和P型半导体
- N型半导体
多数载流子影响半导体的导电性
- P型半导体
- PN结的单向导电性
PN结加正向电压导通：
耗尽层变窄，扩散运动加剧，由于外电源的作用，形成扩散电流(正向电流)，PN结处于导通状态。
PN结加反向电压截止：
耗尽层变宽，阻止扩散运动，有利于漂移运动,形成漂移电流(反向电流)。由于电流很小，故可近似认为其截止。
- PN结的电容效应
1. 势垒电容
PN结外加电压变化时,空间电荷区的宽度将发生变化，有电荷的积累和释放的过程，与电容的充放电相同,其等效电容称为势垒电容Cb。
2.扩散电容
PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载流子的浓度及其梯度均有变化，也有电荷的积累和释放的过程，其等效电容称为扩散电容Cd。
结电容 Cj = Cb + Cd
结电容不是常量！若PN结外加电压频率高到一定高度，则失去单向导电性！
需要明白的几个问题
- 为什么将自然界导电性性能中等的半导体材料制成本征半导体,导电性极差，又将其掺杂，改变导电性能？
- 为什么 半导体器件的温度稳定性差？是多子还是少子是影响温度稳定性的主要因素？
- 为什么半导体器件有最高工作频率？
1.2 半导体二极管
- 二极管的组成
- 二极管的伏安特性及电流方程
- 二极管的等效电路
- 二极管的主要参数
- 稳压二极管
一、二极管的组成
将PN结封装,引出两个电极，就构成了二极管。
三种类型的二极管：点接触型、面接触型和平面型
点接触型：结面积小，结电容小，故允许的电流小，最高工作频率高
面接触型：结面积大，结电容大，故结允许的电流大,最高工作频率低。
平面型：结面积可小、可大，小的工作频率高,大的结允许的电流大
问题：怎么做出工作频率高、结允许电流大的二级管，要求工艺高。
二、二极管的伏安特性
- 二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。
- 从二极管的伏安特性可以反映出：
- 二极管的等效电路：
微变等效电路：
当二极管在静态基础上有一动态信号作用时,则可将二极管等效为一个电阻,称为动态电阻，也就是微变等效电路。
- 二极管的主要参数
- 稳压二极管：
三、晶体三极管
