模拟电子的技术基础(非正弦波发生电路)

《模拟电路》课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称: 模拟电路；所属专业: 微电子科学与工程专业；课程性质: 专业基础课；学分: 4学分。

（二）课程简介、目标与任务；《模拟电路》是微电子专业本科生在电子技术方面入门性质的基础课, 具有自身的体系和很强的实践性。

本课程通过对常用半导体器件、模拟电路的学习, 使学生获得模拟电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能, 为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。

（三）先修课程要求, 与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；本课程应开设在高等数学、电路分析（未开设）课程之后, 是微电子专业本科生系统学习电子技术知识的基础课程之一。

也是后续数字电路、模拟电路实验、集成电路分析与设计等课程的先修课程。

（四）教材: 《模拟电子技术基础》童诗白华成英主编（第四版）高等教育出版社参考书目: 《模拟电子技术基础简明教程》清华大学电子学教研室编高等教育出版社《电于技术基础》(模拟部分) 康华光主编高等教育出版社《电子线路线性部分》谢嘉奎主编高等教育出版社二、课程内容与安排第一章常用半导体元器件（要求列出章节名）第一节半导体基础知识第二节半导体二极管第三节双极型晶体管第四节场效应管第五节晶闸管（一）教学方法与学时分配课堂教学, 8学时（二）内容及基本要求主要内容: 半导体基础知识；二极管的结构、伏安特性及主要参数；双极型晶体管的结构、伏安特性及主要参数；场效应管的结构、伏安特性及主要参数；晶闸管的结构、伏安特性及主要参数。

【重点掌握】: PN结特性及PN结方程；二极管、晶体管、场效应管、晶闸管的伏安特性。

【了解】: 二极管、晶体管、场效应管、晶闸管的结构及主要参数。

【难点】: 二极管、晶体管、场效应管、晶闸管的伏安特性。

第二章基本放大电路第一节放大电路的组成及工作原理第二节放大电路的分析方法第三节放大电路静态工作点的稳定第四节共集电极放大电路和共基极放大电路第五节场效应管放大电路（一）教学方法与学时分配课堂教学, 12学时（二）内容及基本要求主要内容: 放大的概念；放大电路的组成及工作原理；放大电路的性能指标；放大电路的分析方法：直流通路与甲流通路, 图解法, 微变等效电路法；放大电路静态工作点的稳定；晶体管共集电极放大电路和共基极放大电路；场效应管放大电路。

模拟电子技术重点笔记一、半导体基础知识半导体材料，如硅（Si）和锗（Ge），在现代电子技术中扮演着至关重要的角色。

它们的导电性能介于导体和绝缘体之间。

在纯净的半导体中，掺入微量的杂质可以显著改变其导电性能。

这就是所谓的掺杂。

N 型半导体中，多数载流子是电子；P 型半导体中，多数载流子是空穴。

PN 结是半导体器件的核心结构。

当 P 型半导体和 N 型半导体结合时，会形成一个空间电荷区，产生内建电场。

PN 结具有单向导电性，正向偏置时导通，反向偏置时截止。

二、二极管二极管是最简单的半导体器件之一。

其主要特性就是单向导电性。

常见的二极管有整流二极管、稳压二极管、发光二极管等。

整流二极管用于将交流电转换为直流电。

在选择整流二极管时，需要考虑最大整流电流和最高反向工作电压等参数。

稳压二极管则能在一定的电流范围内，保持其两端的电压稳定。

发光二极管能够将电能直接转化为光能，广泛应用于指示灯、显示屏等领域。

三、三极管三极管分为 NPN 型和 PNP 型。

它具有电流放大作用。

要使三极管处于放大状态，需要满足发射结正偏，集电结反偏的条件。

三极管的三个电极电流存在着关系：IE ＝ IC ＋ IB 。

三极管的性能参数包括电流放大倍数、集电极最大允许电流、集电极发射极反向击穿电压等。

四、基本放大电路共射极放大电路是最常见的一种放大电路。

它能够将微弱的输入信号放大。

在分析放大电路时，通常采用直流通路和交流通路。

直流通路用于确定静态工作点，交流通路用于分析交流信号的放大情况。

静态工作点的设置对放大电路的性能有着重要影响。

如果静态工作点不合适，可能会导致失真。

放大电路的性能指标包括电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等。

五、集成运算放大器集成运放具有高增益、高输入电阻和低输出电阻等特点。

理想运放工作在线性区时，存在“虚短”和“虚断”的概念。

运放可以构成比例运算电路、加法运算电路、减法运算电路等。

在实际应用中，需要考虑运放的电源、输入输出范围等因素。

模拟电子技术根底主编：黄瑞祥副主编：周选昌、查丽斌、郑利君杨慧梅、肖铎、赵胜颖目录绪论第1章集成运算放大器1.1 抱负运算放大器的功能与特性抱负运算放大器的电路符号与端口抱负运算放大器的功能与特性1.2 运算放大器的反相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响加权加法器运算放大器的同相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响电压跟随器1.4 运算放大器的差分输入阐发1.5 仪表放大器1.6 积分器与微分器1.6.1 具有通用阻抗的反相输入方式1.6.2 反相积分器1.6.3 反相微分器1.7 运算放大器的电源供电1.7.1 运算放大器的双电源供电1.7.2 运算放大器的单电源供电本章小结习题第2章半导体二极管及其底子电路2.1 半导体根底常识2 本征半导体2 杂质半导体2 两种导电机理——扩散和漂移2.2 PN结的形成和特性2.2.1 PN结的形成2.2.2 PN结的单向导电性2.2.3 PN结的反向击穿2.2.4 PN结的电容特性2.3 半导体二极管的布局及指标参数2 半导体二极管的布局2 二极管的主要参数2 半导体器件型号定名方法2.4 二极管电路的阐发方法与应用2.4.1 二极管电路模型2.4.2 二极管电路的阐发方法2 二极管应用电路2.5 特殊二极管2.5.1 肖特基二极管2.5.2 光电子器件本章小结习题第3章三极管放大电路根底3.1 三极管的物理布局与工作模式3 物理布局与电路符号3 三极管的工作模式3.2 三极管放大模式的工作道理3.2.1 三极管内部载流子的传递3.2.2 三极管的各极电流3.3 三极管的实际布局与等效电路模型3.3.1 三极管的实际布局3.3.2 三极管的等效电路模型3.4 三极管的饱和与截止模式3.4.1 三极管的饱和模式3.4.2 三极管的截止模式3.5 三极管特性的图形暗示3.5.1 输入特性曲线3.5.2 输出特性曲线3.5.3 转移特性曲线3.6 三极管电路的直流阐发3.6.1 三极管直流电路的阐发方法3.6.2 三极管直流电路阐发实例3.7 三极管放大器的主要参数3.7.1 三极管放大器电路3.7.2 集电极电流与跨导3.7.3 基极电流与基极的输入电阻发射极电流与发射极的输入电阻电压放大倍数3.8 三极管的交流小信号等效模型3.8.1 混合∏型模型3.8.2 T型模型3.8.3 交流小信号等效模型应用3.9 放大器电路的图解阐发3.10 三极管放大器的直流偏置3.10.1 单电源供电的直流偏置3.10.2 双电源供电的偏置电路集电极与基极接电阻的偏置电路恒流源偏置电路3.11 三极管放大器电路3.11.1 放大器的性能指标3.11.2 三极管放大器的底子组态共发射极放大器发射极接有电阻的共发射极放大器共基极放大器共集电极放大器本章小结习题第4章场效应管及其放大电路4.1 MOS场效应管及其特性4 增强型MOSFET〔EMOSFET〕4 耗尽型MOSFET〔DMOSFET〕4 四种MOSFET的比较4 小信号等效电路模型4.2 结型场效应管及其特性4 工作道理4 伏安特性4 JFET的小信号模型4.3 场效应管放大电路中的偏置4 直流状态下的场效应管电路4 分立元件场效应管放大器的偏置4 集成电路中场效应管放大器的偏置4.4 场效应管放大电路阐发4 FET放大电路的三种底子组态4 共源放大电路4 共栅放大电路4 共漏放大电路4 有源电阻本章小结习题第5章差分放大器与多级放大器5.1 电流源5 镜像电流源5 微电流源比例电流源5.2 差分放大器差分放大器模型差分放大器电路差分放大器的主要指标差分放大器的传输特性5.2.5 FET差分放大器5.2.6 差分放大器的零点漂移5.3 多级放大器5 多级放大器的一般布局5 多级放大器级间耦合方式5 多级放大器的阐发计算5.4 模拟集成电路读图操练5.4.1 模拟集成电路内部布局框图5.4.2 简单集成运放电路道理通用型模拟集成电路读图操练集成运算放大器的主要技术指标集成运算放大器的分类正确选择集成运算放大器集成运算放大器的使用要点本章小结习题第6章滤波电路及放大电路的频率响应6.1 有源滤波电路6 滤波电路的底子概念与分类6 低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器6.2 放大电路的频率响应6 三极管的高频等效模型6 单管共射极放大电路的频率特性阐发多级放大电路的频率特性本章小结习题第7章反响放大电路7.1 反响的底子概念与判断方法7 反响的底子概念7 负反响放大电路的四种底子组态反响的判断方法7.2 负反响放大电路的方框图及一般表达式7.2.1 负反响放大电路的方框图7.2.2 负反响放大电路的一般表达式7.3 负反响对放大电路性能的影响7.3.1 提高增益的不变性7.3.2 改变输入电阻和输出电阻7.3.3 减小非线性掉真和扩展频带7.4 深度负反响放大电路的阐发深度负反响条件下增益的近似计算虚短路和虚断路7.5 负反响放大电路的不变性问题负反响放大电路自激振荡及不变工作的条件负反响放大电路不变性的阐发负反响放大电路自激振荡的消除方法本章小结习题第8章功率放大电路8.1 概述8 功率放大电路的主要特点8 功率放大电路的工作状态与效率的关系8.2 互补对称功率放大电路8.2.1 双电源互补对称电路〔OCL电路〕8.2.2 单电源互补对称功率放大器〔OTL〕8.2.3 甲乙类互补对称功率放大器8.2.4 复合管互补对称功率放大器8.2.5 实际功率放大电路举例8.3 集成功率放大器8.3.1 集成功率放大器概述8.3.2 集成功放应用简介8.4 功率放大器实际应用电路OCL功率放大器实际应用电路OTL功率放大器实际应用电路集成功率放大器实际应用电路功率放大器应用中的几个问题本章小结习题第9章信号发生电路9.1 正弦波发生电路9.1.1 正弦波发生电路的工作道理和条件9.1.2 RC正弦波振荡电路9.1.3 LC正弦波振荡电路9.1.4 石英晶体正弦波振荡电路9.2 电压比较器单门限电压比较器迟滞比较器窗口比较器集成电压比较器9.3 非正弦波发生电路9.3.1 方波发生电路9.3.2 三角波发生电路9.3.3 锯齿波发生电路集成函数发生器简介本章小结习题第10章直流稳压电源10.1 引言10.2 整流电路10.2.1 单相半波整流电路单相全波整流电路10.2.3 单相桥式整流电路10.3 滤波电路10.3.1 电容滤波电路10.3.2 电感滤波电路10.3.3 LC滤波电路Π型滤波电路10.4 线性稳压电路10.4.1 直流稳压电源的主要性能指标10.4.2 串联型三极管稳压电路10.4.3 提高稳压性能的办法和庇护电路10.4.4 三端集成稳压器10.5 开关式稳压电路10.5.1 开关电源的控制方式10.5.2 开关式稳压电路的工作道理及应用电路10.5.3 脉宽调制式开关电源的应用电路本章小结习题。

《模拟电子技术基础》课程教学大纲课程编码：08T1060820课程名称：模拟电子技术基础课程英文名称：Fundamentals of Analog Electronics总学时：56 讲课学时：56 实验学时：0 习题课、讨论课学时：4 上机学时：0 学分：3.5开课单位：电气工程系授课对象：自动化专业；探测制导与控制技术专业；电子科学与技术专业；电子信息科学与技术专业；空间科学与技术专业；测控技术与仪器专业；电气工程及其自动化专业；交通信息与控制工程专业先修课程：大学物理；电路一、课程教学目的电子技术基础课程是高等工科院校中电气信息类及相关专业的一门主干课程，是一门培养学生电子技术基本技能的技术基础课，因此本课程在电气信息类及相关专业的教学中占有极其重要的地位。

电子技术基础课程包括模拟电子技术基础和数字电子技术基础，研究常用电子器件、电子电路的基本原理及其应用。

本课程的教学目的如下：1.掌握电子技术的基本理论、基本知识和基本分析方法，能够分析由几个单元电路组成的电子电路系统；2.了解电子技术的发展趋势，掌握最新的电子技术知识；3.具有采用计算机仿真软件进行分析和设计简单电子电路的能力；4.能够正确使用常规的电子仪器，能够正确调试简单的电子电路；5.具有独立查阅电子技术资料的能力。

二、教学内容及基本要求本课程的主要内容及基本要求如下：第1章模拟电子技术基础绪论(1学时)电子技术；模拟信号与数字信号；模拟电路与数字电路；模拟电子技术基础课程。

第2章半导体二极管及其基本应用电路(4学时)半导体基础知识、PN结；半导体二极管；稳压二极管。

第3章双极型晶体管及其基本放大电路(10学时)双极型晶体管的结构、类型、电流放大、特性曲线、主要参数、温度特性；放大的概念和放大电路的性能指标；共射基本放大电路的组成及工作原理；基本放大电路的分析方法；三种组态基本放大电路；放大电路的频率响应。

第4章场效应管及其基本放大电路(4学时)绝缘栅场效应管、结型场效应管、场效应管的主要参数；场效应管共源基本放大电路、共漏基本放大电路分析；双极型晶体管和场效应管基本放大电路的比较；场效应管基本放大电路的频率响应。

第8章　波形的发生器和信号的转换8.1　复习笔记一、正弦波振荡电路1．产生正弦波振荡的条件（1）振幅平衡条件：（2）相位平衡条件：（3）起振条件：2．正弦波振荡电路的组成（1）放大电路：保证电路有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，实现能量的控制。

（2）选频网络：确定电路的振荡频率，使电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。

（3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于反馈信号。

（4）稳幅环节：也是非线性环节，使输出信号幅值稳定。

在不少实用电路中，常将选频网络和正反馈网络“合二而一”，且对于分立元件放大电路，也不再另加稳幅环节，而依靠晶体管特性的非线性来起到稳幅作用。

3．判断电路能否震荡的方法（1）观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节四个组成部分。

（2）判断电路是否有合适的静态工作点且动态信号是否能够输入、输出和放大。

（3）判断电路是否满足振荡的相位条件、幅值条件。

3．RC 正弦波振荡电路（1）振荡条件：反馈系数，电压放大倍数。

（2）起振条件：，即。

12f R R （3）振荡频率：。

（4）典型的RC 正弦波振荡电路：文氏电桥正弦波振荡电路，如图8.1所示。

图8.1 RC 文氏电桥正弦波振荡电路4．LC正弦波振荡电路（1）谐振时，回路等效阻抗为纯阻性，阻值最大，值为：其中，为品质因数；为谐振频率。

（2）如图8.2所示，LC并联谐振回路等效阻抗为：图8.2 LC 并联网络（3）变压器反馈式振荡电路的振荡频率为：（4）三点式LC 正弦波振荡器（1MHz 以上频率），典型电路如图8.3所示。

(a)电感三点式振荡器(b)电容三点式振荡器图8.3 典型三点式LC正弦波振荡器①组成原则：与晶体管发射极相联的电抗是相反性质的，不与发射极相联的另一电抗是相同性质的。

②振荡频率：计算振荡频率时，只需分离出LC总回路求谐振频率即可。

电容式：电感式：5．石英晶体振荡器（1）石英晶体等效电路：R、C、L串联后与Co并联，如图8.4所示。

第一部分：模拟电路一、填空题(共10分，每小题2分)1、由二极管D和正偏直流电源V，交流信号源υs及负载R L构成的串连电路，当V＝3V时，测得R L上的交流压降υL＝100mV。

若调节V＝4V，其他参数不变，则υL100mV。

2、基本放大电路的静态工作电流调得太大，容易产生失真，这种失真属于失真。

3、放大器中的噪声是是放大器中所造成的。

放大器的噪声系数N F的定义是：。

4、某负反馈放大电路，其开环增益Ag＝100mS，反馈系数Fr＝10KΩ，开环输入电阻R i＝3KΩ，则其闭环输入电阻R if ＝。

（R i 和R if 均为未考虑偏置电阻的输入电阻）5、由集成运放构成的非正弦波信号（三角波、矩形波、锯齿波）发生电路，通常由和电路两部分组成。

二、分析与计算题1．（8分）对于增强型n沟MOSFET ，1）写出其在线性区的伏安特性表达式；2）在V DS＞＞2（V GS－V TH）条件下，写出上述伏安特性表达式的近似表达式；3）已知MOSFET的μn·Cox＝50μA/V2，V TH＝0.7V, 当V GS=2.5V ，求此时该MOSFET的等效导通电阻R ON＝？2．（10分）两相同单级放大器组成二级放大器，回答如下问题1）在其单级放大器的截止频率处，二级放大器的放大倍数比其单级中频放大倍数下降多少dB？2）为保证二级放大器的上限频率为106Hz，下限频率为156Hz，计算每个单级放大器的上限频率和下限频率分别应为多少？3．（6分）一理想运算放大器组成的电路如图所示，试求该电路的输入电阻R i表达式。

4． （12分）在下图所示的多级运算放大电路中，设A 1、A 2、A 3均为理想运放电路：1）写出计算υO1、υO2、υO 的表达式2）若 R 3＝R 5＝R f1＝R f2 ＝200K Ω，R 1＝R 2＝R 4＝R 7＝20K Ω，C ＝5μF ，t ＝0 时，加入阶跃信号υi 1＝－0.1V,υi2=0.3V, 而电容C 上的初始电压υC ＝0，求需经过多长时间使υO ＝5V ？5．（15分）在下图（a ）所示的单极放大电路中，场效应管T 的转移特性如下图（b ）所示。

《模拟电子技术》课程标准课程编号：08020041总学时数：56学时学分：3.5学分一、课程性质、目的和要求模拟电路是应用物理专业、电子信息科学与技术专业和电气控制及其自动化专业的一门重要的技术基础课程。

其目的是对电子专业的学生进行电子工程基础教育。

通过本课程的学习使学生获得电子技术必要的基本理论、基本知识、基本分析方法和基本技能，了解电子技术发展的概况及前景，为学习后续课程及从事今后的工作打下坚实的基础。

预修课程：高等数学、大学物理、电路分析二、本课程的基本内容第一章常用半导体器件6课时（一）教学目的与要求了解本征、杂质半导体的导电特性及PN结中载流子的运动；掌握半导体二极管的伏安特性及其主要参数；理解稳压管的原理及应用；了解PN结的电容效应；掌握晶体三极管的电流分配关系及放大系数；掌握晶体管的共射特性曲线；了解温度对晶体管参数的影响；掌握结型、绝缘栅型场效应管的基本结构，工作原理及相应的特性曲线，了解其与晶体管的异同点。

（二）教学的重点与难点二极管的单向导电性、稳压管的原理；三极管的电流放大原理，如何判断三极管的管型、管脚和管材；场效应管的分类、工作原理和特性曲线。

（三）课时安排：6课时（四）主要内容第一节半导体基础知识（1）课时1、本征半导体2、杂质半导体3、PN结第二节半导体二极管（2）课时1、半导体二极管的常见结构2、二极管的伏安特性3、二极管的主要参数4、二极管的等效电路5、稳压二极管6、其它类型的二极管第三节双极型晶体管（2）课时1、晶体管的结构及类型2、晶体管的电流放大作用…3、晶体管的共射特性曲线4、晶体管的主要参数5、温度对晶体管特性及参数的影响6、光电三极管第四节场效应管（1）课时1、绝缘栅场效应管2、结型场效应管3、场效应管的主要参数4、场效应管与晶体管的比较……第二章基本放大电路 10课时（一）教学目的与要求了解放大电路的性能指标；掌握单管共射放大电路的工作原理；掌握放大电路的静态、动态分析与计算方法（图解法、等效电路法）；掌握放大电路的三种基本接法及其特点；掌握场效应管的等效模型及共源放大电路的原理及特点。