模拟电子技术课件第三章

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(2)输入特性
iI/mA
-1.0 - 0.5
0.5
O
-0.5
1.0 1.5 2.0
1.4
uI/V
V
iI
mA
+
u_ I
Vcc
&
uO
-1.0
-1.5
40A
-2.0 (a)输入特性
(b)测试电路
①输入短路电流：IIS=-1.07mA
②输入漏电流：IIH= 1IB1( 1<0.01) 约为40 A
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4.加电后，CMOS器件输入端不能悬空 ①输入电位不定（此时输入电位由保护二极管 的反向电阻比来决定），从而破坏了电路的正 常逻辑关系； ②由于输入阻抗高，易接受外界噪声干扰，使电 路产生误动作； ③极易使栅极感应静电，造成栅击穿。
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二、其它类型的CMOS电路
1.CMOS与非门 (1)电路结构 两个反相器的负载管并联，驱动管串联。 (2)工作原理
图3.2.16 54LS/74LS系列与非门（54LS/74LS00)的电路结构
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表3.2.1 不同系列TTL门电路的性能比较
参数名称
TTL门电路系列名称
54/74 54H/74H 54S/74S 54LS/74LS
tpd(ns) 10
6
4
10
功耗/每门 (mW)
10
22.5
20
2
pd(ns·mW) 100 135
IIH:负载门输入漏电流。
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②只有一个OC门输出低电平：(uOUO(Lma)x)
V C C u O R L (I G (m m a IIx ) L)
RL
VC CuO IG(max)mIIL

1．阻容耦合
Rb1
RS
Cb+1
+
+
us
ui
-
-
Rc1
+
Cb 2
Rb2
T1
+ UCC
R
c2
+
Cb3
T2
+
RL uo
-
信号源US经耦合电容Cb1与第一级的输入电阻 Ri1联系起来，经第一级放大后的信号又经耦合电 容Cb2与第二级的输入电阻Ri2联系起来，信号是通 过电阻和电容的连接进行传递的，这种方式为阻 容耦合方式。
3.1.1 模拟集成电路特点
模拟集成电路一般是由一块厚约0.2－ 0.25mm的P型硅片制成，这种硅片是集成电 路的基片。它上面可以做出包含有几十个或 者更多的BJT或FET、电阻和连接电路。和分 立元件相比，模拟集成电路有如下几个方面 的特点：
（1）电路结构与元件参数具有对称性。
（2）电阻和电容值不易做太大，电路结构上采 用直接耦合方式。
Rc1
T1
+UCC
R c2
T2
Re2
R c1
T1
R c2
+UCC
T2
D1
D2
D3 D4
（a）利用电阻Re提高射极电位 （b）利用二极管提高射极电位
（2）零点漂移问题 如果将直接耦合放大电路的输入端短路，其输出
端应有一固定的直流电压，即静态输出电压。但是， 实际输出电压将随时间变化而偏离初始值作缓慢的随 机波动，这种现象称为零点漂移，简称零漂。
U CC R
I REF R
2IB
IC1
T1
U CC
RC
IC 2

IR 2 0
30
40
iD / A
图2.2.3 锗二极管2AP15的伏安特性
2 半导体二极管及其应用电路
2.1 PN结的基本知识
2.1.3 PN结及其单向导电性
2.2 半导体二极管
2.2.2 二极管的伏安特性 2.2.3 二极管的主要参数 2.2.4 二极管模型
2.3 二极管应用电路
2.3.1 整流电路 2.3.2 限幅电路
▪ 目的2: 判断二极管D是否安全。
(2) 二极管电路的直流分析
(a) 图解分析法
(b) 等效电路(模型)分析法
(3) 二极管电路的交流分析 — 大信号
(4) 二极管电路的交流分析 — 小信号
整流 D
限幅 R
R
+
vI
iD
R vO
vI
iD
例2-2-1和图2-3-1
+
+
+
D
vO
vi
vO
VREF
图2-3-3(习题2-15,16,17）
原子结构
简化模型
+4
温度 光照
掺杂
本征 激发
少子
电子 空穴
复合
N型－ 5价 P型－ 3价
多子－电子 多子－空穴
空间电荷
半导体: 导电特性介于导体和绝缘体之间 典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。
导电的 1、本征 — 容易受环境因素影响 (温度、光照等) 2个特点 2、掺杂 — 可以显著提高导电能力
2.4 特殊二极管
2.4.1 稳压二极管 击穿特性
• 原理：多子扩散和少子漂移的动态平衡
问题1：二极管(PN结)主要特性是？ 其工程描述方法？

60A
此区域中 : 2
40A
IB=0 , IC=ICEO ,
1
20A
VBE<死区电
IB=0
压，称为截止 3 6 9 12 VCE(V)
区。
输出特性三个区域的特点: (1) 放大区： BE结正偏，BC结反偏， IC=IB , 且 IC = IB
(2) 饱和区： BE结正偏，BC结正偏 ， 即VCEVBE ， IB>IC，VCE0.3V
1、晶体管必须偏置在放大区。发射结正 偏，集电结反偏。
2、正确设置静态工作点，使整个波形处 于放大区。
3、输入回路将变化的电压转化成变化的 基极电流。
4、输出回路将变化的集电极电流转化成 变化的集电极电压，经电容滤波只输 出交流信号。
放大 电路 分析
放大电路的分析方法
静态分析
估算法 图解法
小信号模型分析法
vi=0时
入时
RL IE=IB+IC
基本放大电路的工作原理
静态工作点
RB
RC
C1
IB
(IB,VBE)
VBE
+VCC
IC C2
T VCERL
( IC,VCE )
(IB,VBE) 和( IC,VCE )分别对应于输入输 出特性曲线上的一个点称为静态工作点。
IB
IC
IB
Q
IC
VBE VBE
Q IB
VCE VCE
共射直流电流放大倍数：
___
IC
IB
工作于动态的三极管，真正的信号
是叠加在直流上的交流信号。基极
电流的变化量为IB，相应的集电 极电流变化为IC，则交流电流放 大倍数为：