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1、第一次习题课内容：半导体器件及基本电子 电路组成和分析。要了解、掌握的核心知识点1.器件部分：PN结，BJT及FET的基本结构和 导电机理，特性曲线的理解（三 个工作区的条件、特征）。2.基本电子电路组成：如何用BJT和FET组成一个最基本 的电子电路(放大路)？输入信号为零时，要保证BJT和FET 工作在放大区。如何保证？（BJT、FET分别如何 保证？）外接电阻和供电电源的连 接？要有信号输入和信号输出电路。信号源将信号传递（耦合）给放大 电路，放大后的信号要传递（耦合） 到负载。耦合方式有：阻容、变压器和直接 耦合等方式。所以，放大电路是一种加了直流电 源和交流信号下的电路（交直流并存
2、）。3.如何分析一个放大电路：直流和交流分开分析（叠加理论）输入信号为零时（称为静态分析）：用直流通路求解，（如何画直流通路 ？）两种方法：图解法求：已知特性曲线，作图求 VBE、IB、IC、VCE；VGS、ID、VDS等 直流量。计算法求：已知VBE，（BJT），gm ，ID（FET）公式等，求IB，IC，VCE 及ID，VGS，VDS等直流量。常用输入信号后（称为动态分析）：用交流通路求解，（如何画交流 通路？）放大电路的三种连接，也称组态。也有作图法和计算法，主要是等 效电路计算法求。求电压放大倍数，输入电阻，输 出电阻，上、下限频率，通频带宽 度等。电路如图所示。已知R1=R2=5k，
3、 D1、D2的性能均理想，输入电压v1 的变化范围为030V。试画出该电 路的v0与v1的关系曲线。 例1解：由题意得，当二极管D1、D2均导通时可见，D1导通的条件是vI12V，D2 导通的条件是vI18V。故vI12V 时，D1截止，D2导通，12VvI18V时，D1、D2均导通，v0=vI； v118V时，D1导通，D2截止, v0=18V。 由此可作出电路的电压传输曲 线如图所示。 二极管电路举例例2 在图示电 路中，D1、D2 是理想二极管，试画出 和 的波形图。解：由于稳压管经电阻接有12V电压 ，所以稳压管击穿，其两端电压即为 6V，D2在信号负半周时导电，D1只 有在vi大于6
4、V后导电，一经D1导电， 输出vo就是6V电压。波形如图。工作状态 发射结 集电结 集电极电流 管压降（VCE）截止状态 反偏 反偏 0（ICEO） VCC放大状态 正偏 反偏 = 饱和状态 正偏 正偏 VBE（0.7V）倒置状态 反偏 正偏 = 0BJT的工作状态表例3：有两只管子的共射电流放大系 数分别是50和100，现在线路板上测 得两只管子两个电极的电流如图所 示。试分别求另一个电极的电流， 注明方向并画出管子型号。解：NPN型PNP型例4：已知二、三极管都是硅管， 导电时VBE=0.7V，决定管子的工 作状态。解（a）T1处于载止状态 ，因为发射结和二 极管之间一共只有 0.7V电压
5、。不足以 使管子和D导电。解（b）T2为到置工作状态。因 为发射极和集电极的电 位比较后，集电结优先 导电，使VB电位约为 2.1V，从而发射结被 反偏，所以T2管的jc为 正偏，je为反偏，管子 为倒置状态。解（c） T3处于深饱和状态，因为 T3的基极电流为1.4mA,而 T0载止，只有漏电流流过 T3的集电极，IBIBS。很小是T3集电极回路的等效电阻（ 很大）解（d）先作放大计算，可得：可见不在放大，已饱和 了，令VCE0.3V后再计 算得：解（e）也先按放大计算：戴维南等效后的电路图其中：计算后结果：假设正确，管子处在放大状态。放大电路中的一些基本概念1.放大电路中的静态和动态放大电
6、路输入信号为零时的工 作状态，此时画出的电路为直流 通路。静态：直流 通路直流通路用来求静态工作点：（1）已知VBE和时，用计算 法求上述三个直流量。可以采用近似估算法计算，也 可以采用戴维南等效后计算（推 荐）（2）已知输入/输出特性曲线 ，作图法求三个量。输入回路直 流负载线从输入特性求IBQ、VBEQ输出直流 负载线输出回路负载方程从输出特性求ICQ、VCEQ动态：交流信号输入后的工作状态计算的是交流信号加入后引起的 交流电流电压量，采用交流通路求 解。交流通路如何画?这些交流量也可以用计算法（画 出等效电路后）求出。 也可以作图法求取。直流负载 线作交流负载线交流负载 线2.放大电路的
7、最大不失真输出幅度由交流负载线决定工作点位置不太合 适,输出最大幅度 受截止方向限制。 要得到最大输出幅 度，工作应安排在 交流负载线中点。3.截止失真和饱和失真当静态工作点位置不合适,或信 号足够大时,可能会出现截止或饱 和失真。4.放大电路的组态是指交流输入时的电路连接（CE 、CB、CC），应从交流通路看出 。例5：下图分别是何种组态放大电 路，并画出输出电压的波形。电路1交流通路共基极放大 电路(CB)电路2是共射极放大 电路，输出波 形和输入波形 反相。电路3 共集电极放大 电路，输出波 形和输入波形 同相位。耦合电容的极性容量大的电容是有极性的，应根 据静态时电容两端的直流电位高低
8、 来安排电容器的极性，不能接反。7.如何看一个电路连接正确，能 实现信号放大（1）输入信号为零时，静态工作 点合不合适； （2）信号传输路径是否合理，畅通 ；例6 试说明下面的电路能实现放大吗？电路1能正常放大电路不能正常放大，动态时信号被C1 电容器短路了。电路3能正常放大电路4不能正常放大，输出端接得不对例7：试决定下面管子的工作状态，并求：解（a）同样，先假定放大计算得：所以，晶体管工作在放大状态。解（b）管子工作在倒置状态例8：下图是某放大电路，但其中的 器件型号已模糊不清，可能是PNP， NPN，或是N、P型沟道的场效应管 ，请画上正确的管子型号。电路1其中一种可能是N沟道的结型场效
9、应管解：解：2另一种可能是N沟道的耗尽型 MOS场效应管。解：3再一种可能是PNP晶体管，C 接2K电阻，基极接1M电阻，构成 射极输出器。电路2解：1一种可能是PNP 晶体管，集电极 接地，基极接输 入端，发射极接 输出端，组成射 极输出器。解：2另一种可能是，N 沟道耗尽型MOS 场效应管，源极 接地，栅极接输 入端，漏极接输 出端，组成共源 放大电路。场效应管 放大电路与晶体三极管一样，要解决静态 工作点和信号传输问题。自给 偏压分压 式自 给偏 压场效应管放大 电路的分析静态分析静态工作点计算 （以分压式偏置电路为例）栅极电位： 源极电位： 栅源电位： 利用转移 特性方程 漏源电位：
10、可解这些 方程得到等例10 分析下面电路的静态偏置和 动态工作条件是否满足放大的要求解(a) 输入为零（ ）时，发射 结是否正偏，集电结是否反偏 。从该图可知，静态时集电结被短 路了，不可能处于放大时的一结正 偏，另一结反偏的偏置，所以该电 路不能放大。如果要放大时，应把Rb接电 源端改接到地端，并在输入端 加接一只电阻，如图所示：(b)图静态偏 置正确(c)图静态时没有静态工 作点，只要把原电 路中的Rb电阻接电 源端改接至地即可 ，如图所示：(d)图静态时，电路有静 态工作点；动态时 不满足要求，画交 流通路时，动态将 集电极和发射极短 路了。应该把C3电 容器去掉，如图所 示：例11 已
11、知VDD=18V，Rs=1k，Rd=3k， Rg=3M，耗尽型MOS管的VP=-5V， IDSS=10mA。试用估算法求电路的静态 工作点。解：不合题意，舍去。设VDD=15V，Rd=5k ， Rs=2.5k，R1=200k， R2=300k，Rg=10M， RL=5k，并设电容C1、 C2和Cs足够大。试用图解 法分析静态工作点Q，估 算Q点上场效应管的跨导 gm。(转移特性已知）例12解： 栅极回路有: 由图可得VGSQ=3.5V，IDQ=1mA。 由转移特性得:开启电压VT=2V；输出回路列出直流负载线方程： VDS=VDDID(Rd+Rs)=157.5ID 当VT=2V，VGS=4V时， ID=IDO=1.9mA。由图可求得静态时 的VDSQ=7.5V。或直接由图得：例13为增强型NMOSFET设 计偏置电路。设VT=2V， IDO=0.65mA，其余电路 参数如图中所示。要求工 作在放大区，ID=0.5mA, 且流过偏置电阻R1和R2的 电流约为0.1ID，试选择 偏置电阻R1和R2的阻值。解： 假设MOS管工作在放 大区(即饱和区)。(舍去)习 题2.1.6
