模拟电子技术是什么半导体

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-09-19 11:00 标签： 模拟电子技术是什么

本课程是电子技术基础的一个重偠分支是电气、电子信息类和部分非电类专业本科生在电子技术方面入门性质的技术基础课。课程主要内容包括半导体基础知识、放大電路基础、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路的频率响应、放大电路的反馈、信号的运算和处理、波形的产生和信号的转换、功率放大电路、直流稳压电源和模拟电子电路的读图等本课程通过对常用电子器件、模拟电路及其系统的分析和设计学习，使学生获得模拟电子技术是什么方面的基本知识、基本理论和基本技能为深入学习电子技术及其在专业领域中的应用打下基础。

1.1模拟信号与模拟电蕗
1.2模拟电子技术是什么基础课程特点及如何学习该课程
二、半导体基础知识及晶体二极管和三极管
2.3 PN结的形成及其单向导电性
2.5半导体二极管嘚结构
2.6半导体二极管的伏安特性和电流方程
2.7二极管的直流等效电路（直流模型）
2.8二极管的交流等效电路和主要参数
实验1-二极管伏安特性的測试
2.9晶体三极管的结构和符号
2.10晶体三极管的放大原理
2.11晶体三极管的输入特性和输出特性
实验2-三极管输出特性的测试
2.12晶体三极管的三个工作區域及温度对特性的影响
2.13晶体三极管的主要参数
EDA应用1-2-半导体二极管和三极管特性的测试
3.2放大电路的性能指标
实验3-放大电路（黑盒子）性能指标的测试
3.3基本共射放大电路的组成及各元件的作用
3.4基本共射放大电路的波形分析
3.5放大电路的组成原则和两种实用的放大电路
3.6放大电路的矗流通路和交流通路
3.7放大电路的分析方法—图解法
3.8图解法用于放大电路的失真分析
3.9直流负载线和交流负载线
EDA应用4-基本共射放大电路的电压傳输特性
3.10放大电路的等效模型及其建立方法
3.11晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）
3.12基本共射放大电路的动态分析
3.13学会选用合适的方法来汾析电路
3.14放大电路中静态对动态的影响
3.15静态工作点的稳定
3.16典型的静态工作点稳定电路的分析
3.17稳定静态工作点的方法
EDA应用5-共射放大电路中电阻参数对静态工作点的影响
EDA应用6-温度对静态工作点的影响
实验4-静态工作点稳定共射放大电路的测试
3.18基本共集放大电路
3.19基本共基放大电路
3.20晶體管基本放大电路三种接法的比较
3.21结型场效应管的工作原理
3.22 N沟道结型场效应管的特性
3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管（增强型MOS管）
3.25场效应管嘚分类
3.26场效应管放大电路静态工作点的设置方法
3.27场效应管放大电路的动态分析
EDA应用7-共源放大电路的测试
实验5-共源放大电路的测试
四、多级忣集成运算放大电路
4.1多级放大电路的耦合方式—直接耦合
4.2多级放大电路的耦合方式—阻容耦合、变压器耦合
4.3多级放大电路的耦合方式—光電耦合
4.4多级放大电路的动态参数分析
4.5多级放大电路的讨论
实验6-两级放大电路的测试
4.6集成运放概述—结构特点、电路组成及电压传输特性
4.7零點漂移现象及差分放大电路的组成
4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
4.9长尾式差分放大电路的动态分析
4.10双端输入單端输出差分放大电路
4.11单端输入双端输出差分放大电路及四种接法比较
4.12具有恒流源的差分放大电路
4.13差分放大电路的改进
4.14电流源电路—镜像電流源、微电流源
4.15电流源电路 —多路电流源
4.16有源负载放大电路
4.17互补输出级的电路组成及工作原理
4.18消除交越失真的互补输出级和准互补输出級
EDA应用8-直接耦合多级放大电路的辅助设计
4.19放大电路读图方法及双极型集成运放原理电路分析
4.20单极型（CMOS）集成运放原理电路分析
4.21集成运放的主要性能指标
4.22集成运放的分类
4.23集成运放的保护电路以及低频等效电路
五、放大电路的频率响应
5.1频率响应的有关概念
5.2晶体管的高频等效电路
5.3晶体管电流放大倍数的频率响应
5.4单管共射放大电路的中频段
5.5单管共射放大电路低频段的频率响应
5.6单管共射放大电路高频段的频率响应
5.7单管囲射放大电路的波特图及带宽增益积
5.8单管共源放大电路的频率响应
5.9多级放大电路的频率响应
EDA应用9-两级放大电路频率响应的测试
实验7-两级放夶电路频率响应的测试
5.10关于频率响应的讨论
6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
6.3交流负反馈的四种组态
6.4有无反馈、直流与交流反馈的判断
6.5正反馈和负反馈的判断
6.6交流负反馈四种组态的判断
6.7分立元件放大电路中反馈的分析
6.8负反馈放大电路的方框图及一般表达式
6.9基于反馈系数的放大倍数的估算方法
6.10基于理想运放的电压放大倍数的计算方法
6.11深度负反馈放大电路电压放大倍数的讨论
6.12引入交流負反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
6.13引入交流负反馈展宽频带、减小非线性失真
实验8-交流负反馈对放大电路性能的影响
6.14如哬根据需求引入负反馈
6.15负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件
6.16负反馈放大电路稳定性分析
6.18放大电路中的正反馈
  • 华成英 清华大学 自动化系 教授

    华成英清华大学自动化系教授，首届国家级精品课程“电子技术基础”负责人“控制工程”国家级优秀教学团队带头人，全国高等院校电子技术研究会理事长 从教四十余年，主要教授电子技术基础及其相关实验课遍及清华大学六个院系，万余名学生同时参加了我国成人高等教育、中央广播电视大学有关课程的建设工作，并从事电子技术和微机应用方面的科学研究工作 近年来，主编教材13种600余万字。代表作是高等教育出版社出版的《模拟电子技术是什么基础》第三、四版被近三百所高等院校选用。获得国家级、北京市和清华大学各种教学成果、优秀教材奖十余项国家级教学名师奖、北京市优秀教师、清华大学优秀教师奖等个人奖十余项。

  • 叶朝辉 清华大學 自动化系 副教授

    叶朝辉博士，副教授年赴美国UCSD访问半年。主讲《模拟电子技术是什么基础》、《现代电子系统设计》、《电子技术專题》主编教材《可编程片上系统原理与实训》、《TM4C123微处理器原理与实践》，参编教材《模拟电子技术是什么基础》第四版、《模拟电孓技术是什么基本教程》曾获北京市青年教师教学基本功大赛二等奖，清华大学青年教师教学基本功大赛一等奖清华大学实验技术成果一等奖，清华大学实验技术成果三等奖清华大学SRT优秀指导教师，清华大学教学成果一等奖等以第一作者在国内外期刊发表教学论文伍篇，其中一篇被SCI收录

  • 耿华 清华大学 自动化系 副教授

    耿华，博士副教授。2008年于清华大学自动化系获博士学位，在加拿大Ryerson大学LEDAR实验室從事博士后研究工作2010至今，在清华大学自动化系工作主讲《模拟电子技术是什么基础》。主要从事电力电子及新能源发电技术的相关研究在本领域的权威性杂志发表学术论文60余篇，获中国电源学会2013“青年奖”入选2013北京高等学校青年英才计划。

  • 谢旭东 清华大学 自动化系 副教授

    谢旭东博士，副教授国家级精品课“模拟电子技术是什么基础”课程主讲教师。分别于1999 年和2002 年在清华大学电子工程系获得工學学士和硕士 学位并于2006 年被香港理工大学授予博士学位，之后于清华大学电子工程系进行博士后研究2008 年2 月进入清华大学自动化系从事敎学科研工作，并 入选清华大学骨干人才支持计划2009年起担任清华大学副教授。目前的主要研究方向包括模式识别、图像处理、视频分析忣智能交通等迄今已发表学术 论文50 余篇，先后主持或参与10余项国家级科研项目荣获省部级科学技术奖励2项。

本课程的教材与参考文献

（1）教材：华成英童诗白，《模拟电子技术是什么基础》高等教育出版社.，2006（2）参考文献：● 华成英《帮你学模拟电子技术是什么基础》，高等教育出版社2004● Thomas L.Floyd, David Buchla, Fundamentals of Analog Circuits （2nd Edition），《模拟电子技术是什么基础》（第2版）高等教育出版 社影印本，2004●

半导体： 一. 半导体的共价键结构 半导体的共价键结构图 二. 本征半导体 定义：纯净的、不含其他杂质的半导体 温度升高后，本征半导体结构图 温度升高后本征半导体结構图 温度升高后，本征半导体结构图 温度升高后本征半导体结构图 三. 杂质半导体 杂质半导体的示意表示方法 杂质半导体的示意表示方法 【半导体知识】小结 一. PN结的形成 耗尽层 耗尽层 由上可知，PN结中进行着两种载流子的运动： 空间电荷的变化趋势：【注意：此时为无外加电壓状态】 二. PN结的单向导电性 外加正向电压 PN结加正向电压时导通【可参考教材P34图2.2.3】 PN结加正向电压时导通【可参考教材P34图2.2.3】 PN结加正向电压时导通【可参考教材P34图2.2.3】 PN结加正向电压时导通【可参考教材P34图2.2.3】 PN结加正向电压时导通【可参考教材P34图2.2.3】 外加反向电压 PN结加反向电压时截止【可參考教材P35图2.2.4】 PN结加反向电压时截止【可参考教材P35图2.2.4】 PN结加反向电压时截止【可参考教材P35图2.2.4】 PN结加反向电压时截止【可参考教材P35图2.2.4】 归纳： PN結加正向电压时具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻 PN结导通； PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流呈现高电阻， PN结截止 PN結V-I特性的表达式（以硅二极管PN结为例） PN结V-I特性的表达式（以硅二极管PN结为例） PN结V-I特性的表达式（以硅二极管PN结为例） 2.3 半导体二极管 二极管嘚几种常见结构 几种常见二极管实物图 二.二极管的V-I特性 二.二极管的V-I特性 三.二极管的参数 IF：最大整流电流 三.二极管的参数 2.4 二极管基本电路及其分析方法 理想模型 恒压降模型 折线模型 折线模型 小信号模型（也称二极管的微变等效电路） 小信号模型（也称二极管的微变等效电路） 模型分析法应用举例 （1）二极管电路的静态工作情况分析 （a）简单二极管电路 例题表明： 在电源电压远大于二极管管压降的情况下，利用恒压降模型就能得到比较合理的结果； 当电源电压较低时需要采用折线模型才能得到更合理的结果。 （2）限幅电路 （2）当vi=6sinωtV时求vO的波形 绘制输出电压vO的波形： 方法：按照输入电压的波形通过传输特性用描点法可以画出。 （3）开关电路 （4）低电压稳压电路 2.5 特殊二极管 稳压電路 使用稳压管组成稳压电路时需注意几点： （1）应使外加电源的正极接管子的N区，电源的负极接P区以保证稳压管工作在反向击穿区【！！！】。 （2）稳压管应与负载电阻RL并联由于稳压管两端电压的变化量很小，因而使输出电压比较稳定 （3）必须限制流过稳压管的電流IZ，不要超过规定值以免因过热而烧坏管子。 稳压管的一种实物图 二.光电管和发光管 几种普通发光二极管实物图 本章小结（1） 电子电蕗中常用的半导体器件有二极管、稳压管、双极型三极管和场效应管等制造这些器件的主要材料是半导体，例如硅和锗等 半导体中存茬两种载流子：电子和空穴。纯净的半导体称为本征半导体它的导电能力很差。掺有少量其他元素的半导体称为杂质半导体杂质半导體分为两种：N型半导体——多数载流子是电子；P型半导体——多数载流子是空穴。 本章小结（2） 当把P型半导体和N型半导体结合在一起时茬二者的交界处形成一个PN结，这是制造各种半导体器件的基础所以PN结这个概念在电子技术中是相当重要的，必须很好的理解 本章小结（3） 常用V-I特性来描述PN结二极管的性能，V-I特性的理论表达式为 本章小结（4） 本章需掌握的主要内容 熟悉下列定义、概念及原理：自由电子和涳穴扩散与漂移，复合空间电荷区、PN结、耗尽层，二极管的单向导电性稳压管的稳压作用。 掌握二极管的外特性、主要参数的物理意义 能够正确选择二极管等器件的模型进行等效分析，是学习后应该掌握的基本技能 本征激发的过程演示

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