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1、第 1 章 半导体晶体管和场效应管一、重点和难点二半导体材料的导电特性半导体材料的导电特点决定了半导体器件的特点和应用场合，因此透彻的了解半导体的导电特点是学习电子技术的基础，也是本章的重点之一。1. PN 结的单向导电性所有的半导体器件都是由一个或者多个 PN 结组合而成的，深刻理解 PN 结的单向导电性的特点是本章的重点。2. 二极管的参数二极管的参数中，有表示极限的参数，有表示优劣的参数，同时有直流参数，又有交流参数，有建立在时间积累效应基础上的电流参数，还有建立在雪崩效应和隧道效应基础上的瞬时电压参数，正确的理解二极管的参数是应用的前提和基础，掌握每个参数的意义是本章的重点，也是本章的
2、难点，3. 二极管的应用二极管的主要利用其单向导电性可以用来构成各种电路，二极管的应用是本章的重点。4. 三极管的结构三极管的是由两个相互关联的 PN 结构成的，三极管由于其内部载流子的运动规律难于形象描述而成为本章的难点。5. 三极管的特性三极管不论输入还是输出都是非线性的，故此其为本章的难点，由于了解管子的特性是对于管子应用的基础和前提，因此正确理解输入电流对输出电流的控制也是本章的重点。6. 三极管的应用三极管在日常生活中有着非常广泛的应用，模拟电子中主要用其放大作用，数字电子中主要用其开关作用。学习的目的主要是为了应用，因此是本章的重点。二、学习方法指导1.半导体材料的导电特性半导体材
3、料的导电性能介于导体和绝缘体之间，其导电特性包括：对温度反映灵敏(热敏性) ，杂质的影响显著( 掺杂性) ，光照可以改变电阻率(光敏性) 。2.自由电子和空穴当一部分价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子后，共价键中就留下相应的空位，这个空位被称为空穴。原子因失去一个价电子而带正电，也可以说空穴带正电。在本征半导体中，电子与空穴总是成对出现的，它们被称为电子空穴对。如果在本征半导体两端加上外电场，半导体中将出现两部分电流：一是自由电子将产生定向移动，形成电子电流；一是由于空穴的存在，价电子将按一定的方向依次填补空穴，亦即 空 穴 也 会 产 生 定 向 移 动 ， 形 成 空 穴 电 流 。 所
4、 以 说 ， 半 导 体 中 同 时 存 在 着 两 种 载 流 子 (运载电荷的粒子为载流子) 电子和空穴，这是半导体导电的特殊性质，也是半导体与金属在导电机理上的本质区别。3. PN 结及其单向导电性若在纯净的硅晶体中掺入微量的五价元素(如磷)，磷原子与硅原子组成共价键结构只需四个价电子，而磷原子的最外层有五个价电子，多余的那个价电子不受共价键束缚，只需获得很少的能量就能成为自由电子。自由电子是多数载流子(简称多子)，空穴是少数载流子(简称少子)，自由电子导电为主要导电方式的杂质半导体称为电子型半导体，简称 N 型半导体。在纯净的硅(或锗)晶体内掺入微量的三价元素硼(或铟)，当它与周围的硅
5、原子组成共价键结构时，会因缺少一个电子而在晶体中产生一个空穴，掺入多少三价元素的杂质原子，就会产生多少空穴。因此，这种半导体将以空穴导电为其主要导体方式，称为空穴型半导体，简称 P 型半导体。在一块硅或锗的晶片上，采取不同的掺杂工艺，分别形成 N 型半导体区和 P 型半导体区。在他们的交界面附近就会形成一个空间电荷区，这个空间电荷区就是 PN 结。若在 PN 结两端外加电压，将会破坏PN 结原有的平衡。加正向电压时，P 区接电源正极，N 区接电源负极，由于外电场的方向与内电场的方向相反，结果使空间电荷区变窄，内电场被削弱，有利于多数载流子的扩散运动，形成较大的正向电流。因此，加正向电压时，PN
6、 结呈低电阻而处于导通状态。若外接电压方向相反 N 区接电源正极，P 区接电源负极，则外电场方向与内电场方向一致，空间电荷区变宽，PN 结呈高阻状态而处于反向截止。4. 二极管的参数及应用将 PN 结的两端加上电极引线并用外壳封装，就组成了一只晶体二极管。二极管 IOM 是二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。U RM 是为了防止二极管反向击穿而规定的最高反向工作电压。一定要在极限参数允许的范围内工作，否则会损坏管子。利用二极管的单向导电性可以用来构成整流，限幅，检波，保护，开关等电路。5.特殊二极管稳压管是一种特殊的面接触型硅二极管，反向击穿是稳压管的正常工作状态，稳压管就工作在反向
7、击穿区。发光二极管也具有单向导电性。发光二极管的发光颜色取决于所用材料，目前有红、绿、黄、橙等色。光电二极管的结构与普通二极管类似，使用时光电二极管 PN 结工作在反向偏置状态，在光的照射下，反向电流随光照强度的增加而上升（这时的反向电流叫做光电流） ，所以，光电二极管是一种将光信号转为电信号的半导体器件。6.晶体管的结构目前使用的晶体管有 PNP 型和 NPN 型两种，他们在结构上都有三个区发射区、基区和集电区，两个 PN 结发射结和集电结组成。由三个区分别引出的三根电极分别称为发射极 E、基极 B 和集电极C。为了使晶体管具有电流放大作用，在其内部结构上还必须满足两个条件：发射区的掺杂浓度
8、最高，集电区掺杂浓度较低，基区掺杂浓度最低；基区做得很薄。晶体管可以工作在输出特性曲线的三个区域内，晶体管工作在放大区的主要特征是：发射结正向偏置，集电结反向偏置，I C 与 IB 间具有线性关系，即 IC=IB。晶体管工作在截止区的主要特征是： IB=0，I C= 0，相当于晶体管的三个极之间都处于断开状态。晶体管工作在饱和区的主要特征是：U CEUBE，即集电结为正向偏置，发射结也是正向偏置；I B 的变化对 IC 影响不大，两者不成正比，CE 之间相当于导通的开关。7.晶体管和场效应管的比较双极型三极管（简称 BJT）又称晶体三极管，它工作时有空穴和自由电子两种载流子参与导电，而单极型三
9、极管又称场效应管（简称 FET） ，工作时只有一种载流子（多数载流子）参与导电。晶体管属于电流控制型器件，而场效应管属于电压控制型器件。第 2 章 交流放大电路及集成运算放大器一、重点与难点1、 放大电路的组成直流电源和交流信号源分别提供能量和待放大的信号，而电容具有把直流信号与输入，输出端隔离开来的作用，信号放大的实质实际上是通过晶体管的电流控制作用而对直流电源提供的能量再分配的一个过程，只有正确的理解放大的实质，才能深入的学习，分析后面的放大电路，放大电路的组成是本章的重点之一。2、 基本放大电路的分析直流分析的目的是为了确定放大电路的静态工作点是否合适，合适的静态工作点是保证放大电路正常
10、工作的前提，故其是本章的重点，交流分析的目的不仅仅是为了确定放大电路的放大能力，还要确定其接收信号的能力和带负载的能力，这是放大的根本目的，此是本章的重点，由于晶体管在小信号下的模型等效原则比较抽象，这部分也是本章的难点。3、 射极输出器的分析及应用射极输出器属于共集电极放大电路，其交流微变等效电路属于本章难点之一，由于其输入电阻高，输出电阻低，无电压放大能力，但是电流放大能力较强，故此在日常生活中应用很多，如何根据其特点正确的应用是本章的重点。4、 放大电路的耦合方式放大电路的耦合方式中，阻容耦合和直接耦合有各自的优点和缺点，正确的根据其特点比较，选择耦合方式是本章的重点，也是本章的难点。5
11、、 负反馈类型的判断负反馈类型由于其电路的抽象性，因而是本章的难点，正确的分析电路的特点是正确判断负反馈类型的前提和保证。6、 负反馈的特点负反馈以降低电压放大倍数为代价，换来了很多优点，正确的选择，设计负反馈放大电路能够很好的改善放大电路的性能，降低干扰，这部分内容是本章的重点。7、 集成运算放大器的特点集成运算放大器是性能特别优良的放大电路，基本可以按照理想情况进行估算，集成运放可工作在线性区和非线性区，深度负反馈是其工作于线性区的前提，在深度负反馈构成的闭环系统中，虚短和虚断是两个分析问题的根本思路，是本书的重点和难点。8、 集成运算放大器在线性区的应用比例，加减运算因其广泛的应用是本书
12、的重点，微积分运算是本书的难点，滤波的概念把电路分析由时域分析改为频域分析，是本书的重点，也是难点。9、 集成运放在非线性区的应用电压比较器处于大信号运用状态，受非线性特性的限制，输出只有高电平和低电平两种状态，电压比较器构成的波形变换和波形产生电路是本章的重点和难点。二、学习辅导1、放大电路的组成直流电源的的作用首先是提供能量，同时为晶体管的放大提供一个合适的静态工作点，使其具有良好的放大范围，电解电容的作用是把直流电源与输入信号、输出信号隔离开来，另外，还可以通过偏置电阻来调节各静态值的大小。2、放大电路的静态分析当放大电路的输入端接上需要进行放大的交流信号时，电路中的各个电流与电压是在静
13、态(直流)的基础上，叠加上一个动态(交流)量。正确的设置静态工作点才能保证叠加上交流信号后电路能够不失真的放大，如果静态工作点过低，就会导致叠加交流信号后基极电流出现小于零的情况，从而导致晶体管进入到截止区从而产生截止失真，如果静态工作点设置过高，叠加上交流信号后虽然基极不会发生失真，但是集电极电流过大会导致管子进入到饱和区，从而产生饱和失真。进行静态分析时，首先要画出其直流通路图，然后根据电路计算各静态的值。3、放大电路的动态分析放大电路的动态分析的目的是为了确定其放大倍数 Au，并确定其接收信号的能力 ri 和其带负载的能力 ro，正确的理解这三个指标的含义是学习本部分内容的前提和关键。在
14、电路进行动态分析时，由于晶体管的非线性从而增加了分析的难度。微变等效电路法的实质是在小信号(微变量)的情况下，将非线性元件晶体管线性化，即把晶体管等效为一个线性电路。这样，就可以采用计算线性电路的方法来计算放大电路的输入电阻、输出电阻及电压放大倍数等。4、射极输出器由于射极输出器具有电压放大倍数接近于 1 的电压跟随作用，且输入电阻高，输出电阻低的主要特点，所以这种基本单元电路的应用十分广泛。利用它输入电阻高的特点，常用作多级放大电路的输入级以增强放大电路接收信号的能力；有时还将射极输出器接在两极共发射极放大电路之间用来隔离前后级之间的相互影响，提高整个放大器的电压放大倍数；利用它输出电阻低的
15、特点，常用作多级放大电路的输出级以增强其带负载能力。同时由于其对电流仍有放大作用，因此可以用来接成功率放大器的形式。5、多级放大电路间的耦合由于实际待放大的信号一般都非常微弱。要把这些微弱信号放大到足以推动负载(如喇叭、显像管、指示仪表等)工作，单靠一级放大器常常不能满足要求，这就要求将两个或两个以上的基本单元放大电路联结起来组成多级放大器，使信号逐级放大到所需要的程度。其中，每个基本单元放大电路为多级放大器的一级。级与级之间的联结方式叫耦合方式。常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合等。由于电容有隔直作用，所以阻容耦合放大器中各级的静态工作点互不影响，可分别单独设置。由于电容具有传递交流的作用，
16、只要耦合电容的容量足够大(一般为几微法到几十微法)，对交流信号所呈现的容抗就可忽略不计。这样，前一级的输出信号就无损失地传送到后一级继续放大。在由分立元件组成的多级交流放大电路中，阻容耦合得到了广泛的应用。但在集成电路中，由于难于制造较大容量的电容器，而且由于电容隔离直流的作用，使得阻容耦合的放大电路不能放大直流信号，因而在集成电路中基本上不采用阻容耦合，而采用直接耦合。6、负反馈对放大电路的影响在电子电路中，将放大电路输出信号(输出电压或输出电流)的一部分或全部通过一定的电路形式送回到输入回路，从而影响输入量(输入电压或输入电流)，这个过程称为反馈。负反馈对放大电路有以下几方面的影响：（1）降低放大倍数反馈系数 F 越大，闭环放大倍数 Af 越小，甚至小于 l。（2）提高放大倍数的稳定性当外界条件变化时（如温度变化、管子老化、元件参数变化、电源电压波动等等） ，会引起放大倍数的变化，甚至引起输出信号的失真。而引入负反馈以后，则可以利用反馈量进行自我调节，提高放大倍数的稳定性。（3）对输入电阻的影响放大电路的负反馈会改变电路的输入电
