模拟电子技术放大电路分析小信号模型分析法

自强不息知行合一模拟电子技术笔记Part 1 绪论&常用半导体器件1. 绪论：讲解了主要介绍的内容。

1.1 电子元器件（包括二极管，三极管，集成电路）1.2 电子电路及其应用（放大，滤波，电源）1.3 参考书：《模拟电子技术》刘润华主编2. 常用半导体器件2.1 基本概念半导体的导电特性介于导体和绝缘体之间，如锗，硅，砷化镓等；完全纯净，结构完整的半导体晶体成为本征半导体，常温下其自由电子（即载流子，包括自由电子和空穴）很少，因此导电能力很弱；空穴的迁移是依靠吸引临近的电子来填补，从而实现空穴的移动的目的。

温度越高其载流子浓度越高，导电能力也就越强。

半导体材料的外部特性：受到外界的热和光作用时，导电能力有明显变化；在半导体中掺入某些杂质则会改变其导电能力（载流子浓度增加）。

当掺入的杂质使自由电子浓度大大增加的半导体称为N（negative）型半导体（掺入五价的磷）；自由电子（多子）的浓度远远大于空穴（少子）的浓度。

使空穴浓度增加的半导体成为P（positive）型半导体（掺入三价的硼）；空穴（多子）的浓度远远大于自由电子（少子）的浓度。

Part 22.2 PN结及其导电性P型半导体和N型半导体的交界面处由于空穴和电子的扩散运动会形成内电场（方向由N到P，会抑制扩散运动，加强漂移运动），该区域为空间电荷区。

单向导电性：PN结加上正向电压（正向偏置），P区加正电压，N区加负电压，会有正向电流流过；反向偏置正好相反，没有电流在PN结流过。

PN结的伏安特性：当PN结加正向电压时，有电流流过，PN结两端有电压，此时电压与电流的关系为指数关系；当PN结接反向电压时，当方向电压小于U BR(方向击穿电压)时反向电流很小，但是当大于U BR时，会出现击穿电流。

下图为PN结的伏安特性曲线图。

其电压与电流的关系满足下式：I=Is(e u/U T-1)=Is(e qu/kT-1)势垒电容C T是在PN结反向偏置时起作用；扩散电容C D则是在PN结正向偏置是起作用。

模拟电子技术基础总结篇一：模拟电子技术基础总结第一章晶体二极管及应用电路一、半导体知识1．本征半导体·单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅（Si）和锗（Ge）（图1-2）。

前者是制造半导体ic的材料（三五价化合物砷化镓Gaas 是微波毫米波半导体器件和ic的重要材料）。

·纯净（纯度>7n）且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。

在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发或产生）（图1-3）。

本征激发产生两种带电性质相反的载流子——自由电子和空穴对。

温度越高，本征激发越强。

·空穴是半导体中的一种等效?q载流子。

空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶格中的空位，使局部显示?q电荷的空位宏观定向运动（图1-4）。

·在一定的温度下，自由电子与空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为载流子复合。

复合是产生的相反过程，当产生等于复合时，称载流子处于平衡状态。

2．杂质半导体·在本征硅（或锗）中渗入微量5价（或3价）元素后形成n型（或P型）杂质半导体（n型：图1-5，P型：图1-6）。

·在很低的温度下，n型（P型）半导体中的杂质会全部电离，产生自由电子和杂质正离子对（空穴和杂质负离子对）。

·由于杂质电离，使n型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴，而P型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。

·在常温下，多子>>少子（图1-7）。

多子浓度几乎等于杂质浓度，与温度无关；两少子浓度是温度的敏感函数。

·在相同掺杂和常温下，Si的少子浓度远小于Ge的少子浓度。

3．半导体中的两种电流在半导体中存在因电场作用产生的载流子漂移电流（这与金属导电一致）；还存在因载流子浓度差而产生的扩散电流。

4．Pn结·在具有完整晶格的P型和n型材料的物理界面附近，会形成一个特殊的薄层——Pn结（图1-8）。

小信号模型的原理和应用1. 什么是小信号模型小信号模型是一种用于分析和设计电子电路的工具。

正常情况下，电子元件的工作状态一般采用大信号模型进行分析，但在某些情况下，当输入信号非常小，以至于可以忽略的时候，采用小信号模型进行分析可以更加简化和有效。

2. 小信号模型的基本原理小信号模型的基本原理是将电路中的非线性元件（如晶体管）抽象成线性元件（如电阻，电容）的组合，从而简化分析过程。

其可以采用各种线性化技术，如小信号分析、增量分析、微分等方法进行建模和求解。

3. 小信号模型的应用小信号模型在电子电路设计和信号处理中有着广泛的应用。

下面列举了几个常见的应用领域：3.1 放大器设计小信号模型可以用于设计和优化放大器电路。

通过对放大器进行小信号模型化，可以更好地理解和调整电路的频率响应、增益和失真等特性。

同时，小信号模型也可以用于估计放大器的输入和输出阻抗，从而实现匹配和调谐。

3.2 滤波器设计小信号模型可以用于分析和设计各种类型的滤波器电路，如低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器等。

通过对滤波器进行小信号模型化，可以更好地了解滤波器的频率特性、可调节性和稳定性。

3.3 系统建模和控制小信号模型可以用于系统建模和控制。

对于复杂的控制系统，小信号模型可以将其简化成一个线性动态系统，从而方便对系统进行分析和控制算法的设计。

此外，小信号模型也可以用于估计系统的稳定性和鲁棒性。

3.4 集成电路设计小信号模型在集成电路设计中有着重要的应用。

通过对集成电路进行小信号分析，可以更好地了解电路的稳定性、功耗和噪声等特性，从而优化电路设计和性能。

3.5 通信系统设计小信号模型在通信系统设计中也有广泛的应用。

通过对系统中各个组件进行小信号分析，可以更好地了解系统的频率响应、噪声特性和信号传输能力，从而提高系统的性能和可靠性。

4. 总结小信号模型是一种重要的工具，可以用于分析和设计电子电路。

它通过将非线性元件线性化，简化了电路分析的过程，提供了更好的抽象和分析能力。

课程教学大纲课程名称：模拟电子技术英文名称：Analog Electronics Technique课程编号：001011003培训对象：（高等教育）课程性质：必修，考试总学时数：理论56学时，实践16学时学分：4开课学期：第二学年春季学期二〇二一年二月一、课程目标本课程授课对象为电子、电气等专业学生，通过本课程的学习，使学员掌握模拟电子技术的基本理论，掌握常用半导体器件及分立元件电路的基本分析方法，掌握集成运算放大器在信号的产生电路、运算电路和处理电路中的应用，培养学员的工程意识和工程思维能力，锻炼学员的实际动手能力，具备初步的工程实践能力和科技创新能力，为后续课程的学习和工作奠定基础。

二、课程设计（一）思路理念《模拟电子技术》是电子、通信等专业的一门重要的专业基础课程，具有较强的理论性和实践性。

着眼于学生未来任职能力和工程实践能力，立足“学生为主、教师为导”课堂教学，夯实基础，学以致用。

使学生通过学习该课程能够做到理论基础扎实、实践能力加强、创新能力提高，对模拟电子电路会读（读懂电路图）、会算（分析计算性能指标）、会选（选取合适器件）、会用（灵活用于实际电子电路），增加学科前沿内容，完善其知识结构和实践技能，培养学员的工程素养和创新能力。

（二）内容设计构建模拟电子技术课程的整体知识框架，注重知识点之间的相互关联，沿“先分立后集成”的主体思路，教学内容由常用半导体器件、常用半导体器件组成的基本放大电路、放大电路的频率特性、放大电路引入反馈对电路性能改善的分析判断、集成运放内部电路、集成运放的线性应用和非线性应用、稳压电源等章节组成。

在一条主线的牵引下，牵引出各章节的相关知识点，层次分明、条理清晰。

准确把握课程的重点和难点内容，并结合实际科研成果和前沿学科内容，拓展模拟电子电路的实际应用，激发学员自主实践的兴趣，注重引导学员利用所学知识解决工程实际问题。

组织学员参加各种科技创新竞赛，培养学员的自主学习能力和科技创新能力。

第３０卷第１期　２００８年２月　电气电子教学学报　

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＥＥ　Ｖ０１．３Ｏ　Ｎｏ．１　

Ｆｅｂ．２００８　

小信号模型分析法多媒体课件的制作　郭姣，王辉　海军大连舰艇学院基础部，辽宁大连１１６０１８）　

摘要：小信号模型分析法是“模拟电子技术　课程中的重点和难点内容之一。笔者应用ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ，开发出了多媒体课件。通过案例、动画以　’　及ＥＷＢ仿真等多种途径，在提高学员能力、培养学员素质等方面作了一些尝试，并取得了较好的教学效果。本文主要介绍了该课件的系统模　

块、设计思想和使用情况。　’　’　关键词：多媒体课件，模拟电子；小信号模型　

中圈分类号ｊＧ６４２；ＴＮ７１０　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—０６８６｛２００８）０１—０１０７—０３　

Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｃｏｕｒｓｅｗａｒｅ　ｆｏｒ　Ｓｍａｌｌ　ｓｉｇｎａｌ　Ｍｏｄｅｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｍｅｔｈｏｄ　ＧＵＯ　Ｊｉａｏ，ＷＡＮＧ　Ｈｌｌｉ　（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢａｓｉｃｓ　Ｄａｌｉａｎ　Ｎａｖａｌ　Ａｃａｄｅｍｙ，Ｄａｌｉａｎ　１１６０１８，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｍａｌ１　ｓｉｇｎａ１　ｍｏｄｅ１　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　Ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅｋｅｙ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｎａｌｏｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｉｃａ１　ｃｏｕｒｓｅ．Ｂｙ　ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｈａｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ａ　ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　ｃｏｕｒｓｅｗａｒｅ，ａｎｄ　ｄｏｎｅ　ｓｏｍｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｗａｙｓ　ｏｆ　ｃａｓｅ，Ｆｌａｓｈ，ＥＷＢ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ１．Ａｎｄ　ｉｔ　ｈａｓ　ｒｅａｐｅｄ　ｗｅｌ１　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ．Ｉｎ：ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｄｅｓｉｇｎ　ｉｄｅａ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｕｓｅａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｕｒｓｅｗａｒ　ｅ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　ｃｏｕｒｓｅｗａｒｅ；ａｎａｌｏｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ；ｓｍａｌ１　ｓｉｇｎａ１　ｍｏｄｅ１　一　

第二章基本放大电路本章内容简介本章首先讨论半导体三极管（BJT ）的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。

随后着重讨论BJT放大电路的三种组态，即共发射极、共集电极和共基极三种放大电路。

内容安排上是从共发射极电路入手，再推及其他两种电路，并将图解法和小信号模型法，作为分析放大电路的基本方法。

（一）主要内容：◊半导体三极管的结构及工作原理，放大电路的三种基本组态◊静态工作点Q的不同选择对非线性失真的影响◊用H参数模型计算共射极放大电路的主要性能指标◊共集电极电路和共基极电路的工作原理◊三极管放大电路的频率响应（二）教学要点：从半导体三极管的结构及工作原理入手，重点介绍三种基本组态放大电路的静态工作点、动态参数（电压增益、源电压增益、输入电阻、输出电阻）的计算方法，H参数等效电路及其应用。

（三）基木要求：◊了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数◊了解半导体三极管放大电路的分类◊掌握用图解法和小信号分析法分析放大电路的静态及动态工作情况◊理解放大电路的工作点稳定问题◊掌握放大电路的频率响应及各元件参数对其性能的影响2.1半导体三极管（BJT）2.1.1BJT的结构简介：半导体三极管有两种类型:NPN型和PNP型。

结构特点：发射区的掺杂浓度最高；集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。

2.1.2BJT的电流分配与放大原理三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。

外部条件：发射结正偏，集电结反偏。

i B =(l_Q )x* a1-a 2.三极管的三种组态共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE 表示。

共基极接法，基极作为 公共电极，用CB 表示。

共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC 表示。

q =必耳=«厶=厶/⑴《）BJT 的三种组态4. 放大作用综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传 输，然后到达集电极而实现的。