模拟电路课件.ppt

《模拟电子技术》
陶文海
安徽师范大学
物理与电子信息学院
绪论
半导体器件
放大电路基础
放大电路的频率响应
功率放大电路
集成运算放大电路
放大电路中的反馈
信号运算电路
信号处理电路
目录
一、电子信号的分类
X—1 正弦波信号
t
v
0
1. 模拟信号和模拟电路
Ⅰ. 模拟信号
模拟信号的特征是,无论从时间上或从大小上来看信号都是连续变化的。如正弦波。
Ⅱ. 模拟电路
用来传递、加工和处理模拟信号的电路,称作为模拟电路。
2. 数字信号和数字电路
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Ⅰ. 数字信号
数字信号的特征是,无论从时间上或从大小上来看信号都是离散的、不连续的,又称为脉冲信号。如方波、矩形波和锯齿波。
Ⅱ. 数字电路
用来传递、加工和处理数字信号的电路,称作为数字电路。
X—2 矩形波信号
第一章半导体器件
半导体的导电原理
半导体二极管
半导体三极管
场效应管
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3. 半导体电阻率
§1·1 半导体的导电原理
1. 导体电阻率
如:Cu
2. 绝缘体电阻率
如:橡胶
自然界中的物质,按其导电能力的差别,可分为导体、半导体和绝缘体三大类。
由于半导体器件的基本材料多是硅( Si )和锗( Ge ) 的单晶体以及砷化镓 GaAs 等,所以通常又把半导体称为晶体管。
一、半导体的导电特性
在纯净的半导体中掺入微量杂质,导电能力会急剧增强。
如:
半导体的随着温度的升高而迅速下降,即半导体的的温度系数是负的。
如:
1. 掺杂特性
2. 热敏特性
3. 光敏特性
电场、磁场和光照作用都会影响半导体的导电能力。
因此用半导体的这些特性可制成热敏电阻、光导管、三极管、
场效应管和集成电路等电子器件。
半导体导电性能是由其内在原子结构决定的。
二、本征半导体
当温度 T = 0 K时,本征半导体共价键中的价电子不能参与导电。如同绝缘体。
Si 和 Ge 的晶体结构
1. 完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体称为本征
半导体。
Si 和 Ge 等+4价元素的简化原子模型
2. 载流子
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
自由电子
空穴
T 
如果受到光和热等外界因素的激发,如 T ,将有少数价电子克服共价键的束缚成为自由电子,在原来的共价键中留下一个空位——空穴。
自由电子和空穴使本征半导体具有很微弱导电能力。
在本征半导体中,存在着
符号相反的两种载流子:自由
电子和空穴。导电类型是双极
型的。
我们把存在于物质结构中可以自由移动的带电粒子统称为载流子。
本征激发
由于热运动而使价电子挣脱共价键的束缚,从而产生载流子的
这一现象称为本征激发。
Ⅰ. 在本征半导体中,自由电子和空穴的数量相等。
上式中 A 为常数(A = ×1015),T 是热力学绝对温度,K 是波尔兹曼常数(K = ×10-23 J/K),EG 是半导体材料的禁带宽度(价电子挣脱共价键的束缚成为自由电子所需的能量)。
我们通常用(或)来表示单位体积的半导体中的电子(或空穴)的数量,即电子(或空穴)的浓度,且:
Ⅱ. 在常温下,Si 的本征载流子的浓度(×1010 cm-3),远小于Ge 的本征载流子的浓度(×1013 cm-3),因此Si 器件的漏电流比Ge 器件要小很多。同样他们都远小于原子的浓度(5×1022 cm-3),所以本征半导体的导电能力很微弱。