电子学基础知识

2025-06-26 11:06:41

　　

　　(1)当P型半导体和N型半导体结合在一起时，由于交界面处存在我流于浓度的汇异，这样电子和空穴都要从浓日马的地方

　　向浓度低的地方扩散。但是，电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使P区和N区中原来的电中性条件破坏了。P区一侧因

　　失去空穴而留下不能移动的负离子，N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为J,

　　它们集中在P区和N区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是我们所说的P1。

　　(2)在这个区域内，多数载流于已扩散到对方并复合掉了，或者说消耗殆尽了，因此，空间电荷区又称为。

　　(3)P区一侧呈现负电荷，N区•侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由N区指向P区的电场，由于这个电场是载流

　　(4)内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响：一是内电场将阻碍多广的犷散，二是P区和N

　　区的少子一旦靠近PN结，便在内电场的作用下漂移到对方，使空间电荷M变卒。

　　(5)因此，扩散运动使空间电荷区加宽，内电场增强，仃利广少了的漂移而不利「多了的扩散；而漂移运动使空间电荷区变

　　当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时,交界面形成稳定的空间电荷区，即PN结处了动态T-ffijo

　　在外电场作用下，多子将向PN结移动，结果使空间电荷区变窄，内电场被削弱，有利于多子的扩散而不利于少子的漂移，

　　扩散运动起主要作用。结果，P区的多子空穴将源源不断的流向N区，而N区的多子自由电子亦不断流向P区，这两股载流子的

　　在外电场作用下，多子将背离PN结移动，结果使空间电荷区变宽，内电场被增强，有利于少子的漂移而不利于多子的扩散,

　　漂移运动起主要作用。漂移运动产生的漂移电流的方向与正向电流相反，称为反向电流。因少子浓度很低，反向电流远小了小向

　　(1)限幅电路--利用二极管的向导电性和导通后两端电压基本不变的特点组成。

　　熟练掌握：大电路的组成原则：共射、共集和共基组态大电路工作原理；静态工作点；用小信号模型分析法分析增

　　一般了解：频率失线.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，半导体具有光敏、热敏和掺杂特性。

　　(3)两种载流子：导带中的自由电子，电荷极性为负；价带中挣脱共价键束缚的价电子所剩卜.的空穴，电荷极性为正。

　　(4)热激发条件下，只有少数价电子挣脱共价键的束缚，进入导带形成电子空穴对，所以本征半导体导电率很低。

　　(1)两种杂质半导体：N型-一掺入微量五价元素；P型一掺入微量三价元素。

　　(3)一般情况下，只要掺入极少量的杂质，所增加的多子浓度就会远大于室温条件下所产生的载流子浓度。所以，杂质半导体的

　　当P型半导体和N型半导体结合在一起的时侯，由于交界面处存在载流子浓度的差异一多子扩散一产生“:「间电荷区和内电场

　　外加小：向电H~多子向PN结移动，空间电荷区变窄，内电场减弱一扩散运动大于漂移运动一正向电流。

　　外加反向电”「多子背离PN结移动，空间电荷区变宽，内电场增强f漂移运动大于扩散运动f反向电流。

　　当温度一定时，少子浓度一定，反向电流几乎不随外加电压而变化，故称为反向饱和电流。

　　当正向电压超过某数值后，二极管才有明显的正向电流，该电压值称为了通电压，用

　　在室温下，硅管的Vth约为0.5V,错管的vth约为0.IV。当流过二极管的电流1比较

　　大，：极管两端的电压几乎维持恒定，硅管约为0.6〜0.8V(通常取0.7V),楮管约为

　　在反向电压小于反向击穿电压的范围内，由少数载流子形成的反向电流很小，而且与反向电压的大小基本无关。

　　由：：极管的正向与反向特性可直观的看出：①:极管是II线性器I『;②;极管具有单向导电性。

　　当反向电压增加到某一数值VBR，反向电流急剧增大，这种现象叫做二极管的反向击穿。

　　二极管是一种非线性器件，因而由二极管构成的电路一般要采用非线性电路的分析方法。

　　其步骤为：①把电路分为线性和非线性两部分；②在同一坐标上分别画出非线性部分的伏安特性和线性部分的特性曲线；③

　　②恒压降模型--当二极管工作电流较大.，其两端电压为常数(通常硅管取0.7V,错管取0.2V)。

　　③交流小信号模型一若电路中除有直流电源外，还有交流小信号，则对电路进行交流分析，二极管可等效

　　(1)限幅电路--利用二极管单向导电性和导通后两端电压基本不变的特点组成，将信号限定在某•范围中

　　(3)开关电路--利用二极管单向导电性以接通和断开电路，广泛用于数字电路中。

　　(4)整流电路--利用二极管单向导电性，将交流信号变为直流信号，广泛用于直流稳压电源中。

　　(5)低电压稳压电路--利用二极管导通后两端电压基本不变的特点，采用几只二极管串联，获得3V以下输

　　稳压管是一种特殊的二极管，它利用PN结反向击穿后特性陡直的特点，在电路中起稳压作用。稳压管工作在反向击穿状态。

　　(2)主要参数，稳定电与Vz、稳定电流lz、破大I：作电流IzM和坡大耗散功率PzM

　　发光二极管简写成了LED,其基本结构是一PN结，它的特性曲线与普通二极管类似，但正向导通电压

　　利用二极管结电容随反向电压的增加而减少的特性制成的电容效应显著的二极管。多于高频技术中。

　　首先把电路分为线性和非线性两部分，然后分别列出它们的端特性方程。在线性部分，其端特性方程为

　　将相应的负载线画在二极管的伏安特性曲线上，如图所示，其交点便是所求的（IQ,VQ）。

　　分析：指针型万用表的黑笔内接直流电源的正端，而红笔接负端。利用二极管的单向导电性，其正向导通电阻一般在几百欧〜

　　测量时,利用万用表的“RX100”和“RX1K”档,若两数值比值在100以上，认为二极管正常,否则认为二极管的单向导

　　例3.图所示电路中，设D为理想二极管，试画出其传输特性曲线（Vo~Vi）。

　　令vo=10V,则vi=13.75V,可见当vD13.25V时，DI、D2均导通，此时vo=10V。传输特性曲线.试判断图中：极管是导通还是截止？并求出A0两端电压VAO。设:极管为理想的。

　　(2)根据：极管的单向导电性，：极管承受正向电压则导通，反之则截止。若两管都承受正向电压，则正向电压大的管子优先导

　　例5.两稳压管的稳压值VZ1=5V,VZ2=7V,它们的正向导通压降均为0.6V,电路在以下二种接法时，输出电压V。为多少？

　　若电路输入为正弦信号VI=20sin3t(V),画出图(a)输出电压的波形。

　　在输入信号正半周，若VK12V稳管处于反向截止状态，Vo=VI；若VI12V稳管处于反向击穿状态，Vo=12V«

　　在输入信号负半周，若VDT.2V稳管处于截止状态，Vo=VI；若VIWT.2V稳管处于正向导通状态，V°=T.2V。

　　2、(1)在图所示的电路中，当电源V=5V时，测得I=lmA。若把电源电调整到V=10V,则电流的大小将是

　　(2)设电路中保持V=5V不变。当温度为20摄氏度时，测得:极管正向电VP=0.7V。当温度上升到40摄氏度时，则VP的大

　　4、设硅稳管Dzl和Dz2的稳定电分别为5V和10V,求图中电路的输出电Uo。已知稳管的正向降为0.7V。

　　5、图所示的电路中,Dzl和Dz2为稳二极管，其稳定工作电分别为6V和7V,且具有理想的特性。由此可知输出电Uo为

　　6、图所示电路，设Ui=sin3tV（）,V=2V,二极管具有理想特性，则输出电Uo的波形应为图示一图。

　　7、判断图所示电路中各二极管是否导通，并求A,B两端的电值。设二极管正向降为0.7V。

　　8、二极管最主要的特性是一—，它的两个主要参数是反映正向特性的——和反映反向特性的一

　　9、用一只万用表不同的欧姆档测得某个二极管的电阻分别为250。和1.8KQ

　　2（）两个电阻值对应的二极管偏置条件是：250。为一偏，1.8K。为.偏。

　　10、图所示电路中，D为理想二极管，设Vi=15sin3tV（）,试画出输出电Vo的波形。

　　由于发射结外加正向电，发射结的内电场被削弱，有利于该结两边半导体中多子的扩散。流过发射极的电流由两部分组成:

　　一是发射区中的多子自由电子通过发射结注入到基区，成为集区中的非平衡少子而形成的电子电流IEN,二是基区中的多子空穴

　　通过发射结注入到发射区，成为发射区的非平衡少子而形成的空穴电流IEP。由于基区中空穴的浓度远低于发射区中电子的浓度，

　　由发射区注基区的电子，使基区内少子的浓度发生了变化，即靠近发射结的区域内少子浓度最高，以后逐渐降低，因而形

　　成了•定的浓度梯度。于是，由发射区来的电子将在基区内源源不断地向集电结扩散。另一方面，由于基区很薄，且掺杂浓度很

　　低，因而在扩散过程中，只有很少的一部分会与基区中的多子(空穴)相复合，大部分将到达集电结。

　　由于集电结外加反向电压，集电结的内电场被加强，有利于该结两边少子的漂移,流过集电极的电流IC,除了包括由基区中

　　的热平衡少于电子通过集电结形成的电子电流1CN2和集电区中的热平衡少子空穴通过集电结形成的空穴电流ICP所组成的反向

　　饱和电流ICBO以外，还包括由发射区注到基区的非平衡少子自由电子在基区通过边扩散、边复合到达集电结边界，而后由集

　　电结耗尽层内的电场将它们漂移到集电区所形成的正向电子传输电流ICN1,因此

　　基极电流由以下几部分组成：通过发射结的空穴电流IEP,通过集电结的反向饱和电流ICB0以及IEN转化为ICN1过程中

　　(1)半导体三极管从结构上可分为NPN型和PNP型两大类，它们均由.个掺杂区和两个背靠背的PN结构成，但两类三极管的电

　　(2)三个电极：基极b、集电极c、和发射极e。从后面工作原理的介绍中可以看到，发射极和集电极的命名是因为它们要分

　　(3)内部结构特点：发射区的掺杂浓度远大广集电区的掺杂浓度；基区很薄.掺杂浓度最低。

　　(4)三个区作用：发射区发射载流子、基区传输和控制载流子、集电区收集载流子。

　　在众多的载流子流中间，仅有发射区的多子通过发射结注、基区扩散和复合以及集电区收集三个环节，转化为正向受控作

　　为了表示发射极电流转化为受控集电极电流Ic的能力，引参数a,称为「…其定义为

　　特点：VCE=0的输特性曲线和二极管的正向伏安特性曲线类似；随着VCE增大，输入特性曲线右移；继续增大VCE,输

　　工程上，常用VCE=1时的输入特性曲线近似代替VCEXV时的输入特性曲线)输出特性曲线

　　输出特性曲线是指当IB为某一常数时，IC和VCE之间的关系，可分为三个区：

　　截止区:发射结反偏，集电结反偏，发射区不能发射我流子，IB-0,IC-0。

　　放大区:发射结正偏，集电结反偏。其特点是：VBE=0.7V(或0.2V),IB0,IC与IB成线性关系，儿乎与

　　饱和区:发射结正偏，集电结正偏，随着集电结反偏电压的逐渐减小(并转化为正向偏压)，集电结的空间电荷

　　区变窄，内电场减弱，集电结收集载流子的能量降低，IC不再随着IB作线：「

　　.现象。其特点是：VCE很小，估算小功率管时，对硅管可取0.3V(^0.IV).

　　电流放大倍数，集电极最大允许电流ICM,集电极耗散功率PCM,反向击穿电压V(BR)CEO等

　　交流电压vi通过电容C1加到三极管的基极，从而使基极和发射极两端的电压发生了变化:

　　变化部分经电容C2传送到输出端成为输出电压vo。如果电路参数选择合适，我们就能得到比Avi大得多的Avo。

　　2（）动态：输入不为0,电路中电流和电压都是直流分量和交流分量的叠加。保证直流基础上实现不失线.放大电路的分析步骤

　　交流通路：交流信的通路。放大电路中各电容短接，直流电源交流短接即可得到。

　　首先把电路分为线性和非线性两部分，然后分别列出它们的端特性方程。在线性部分，其端特性方程为

　　将相应的负载线画在三极管的输入特性曲线上，其交点便是所求的（IBQ,VBQ）o

　　将相应的负载线/Rc）画在三极管的输出特性曲线上，找到与IB=IBQ相对应的输出特性曲线，其交点便

　　交流负载线：是放大电路有信时工作点的轨迹，反映交、直共存情况。其特点为过静态工作点Q、斜率为

　　3.放大电路的非线性失真及最大不失线）饱和失真：静态工作点偏高，管子工作进入饱和区N（PN管，输出波形削底；PNP管，输出波形削顶）

　　2（）截止失真：静态工作点偏低，管子工作进入截止区N（PN管，输出波形削顶；PNP管，输出波形削底）

　　所以Vom为Voml及Vom2中较小者，以保证输出波形不失线.图解分析法的特点

　　图解分析法的最大特点是可以直观、全面地了解放大电路的工作情况，并能帮助我们理解电路参数对工作点的影响，并能大

　　致估算动态工作范围，另外还可帮助我们建立一些基本概念，如交直流共存、非线性失真等。

　　指导思想：在一定条件下，把半导体三极管所构成的非线性电路转化为线.半导体三极管的小信模型

　　（1）三极管小信模型的引出，是把三级管作为•个线性有源双口网络，列出输入和输出回路电压和电流的关系，然后利用取全

　　①小信模型中的各参数，如rbe、B均为微变量，其值与静态工作点的位置有关，并非常数。

　　③小信号模型适用的对象是变化量，因此电路符号不允许出现反映直流量瞬时总量的大下标符号。

　　方法：先画出放大电路的交流通路(电容及电源交流短接)，然后将三极管用小信号模型代替。

　　偏置电路：一是提供放大电路所需的合适的静态工作点；：是在环境温度、电源电压等外界因素变化时，保持静态工作点的稳定。

　　静态工作点变化，可能导致放大电路输出波形失线.稳定静态工作点方法：在放大电路中引电流负反馈(常用射极偏置电路)、采用补偿法。

　　稳定静态工作点的过程：(1)利用Rbl和Rb2组成的分压器以固定基极电位；(2)利用Re产生的压降反馈到输入回路，

　　共射极电路又称反相放大电路，其特点为电压增益大，输出电压与输入电压反相，低频性能差，适用于低频、和多级放大电

　　共集电极电路又称射极输出器、电压跟随器，其特点是：电压增益小于1而又近似等于1,输出电压与输入电压同相，输入

　　电路特点：输出电压与输入电压同相，输入电阻底，输出电阻高，常用于高频宽频带电路。

　　(2)频率失真：包括幅度失真和相位失真,均属于线.RC低通电路的频率响应

　　为了能同时观察到低频和高频段幅频变化特性，在绘制幅频特性曲线时，通常横坐标和纵坐标均采用对数坐标形式，称之为

　　放大电路存在容抗元件例（如外接的耦合电容、旁路电容和三极管的极间电容），使的放大电路对不同频率的输出不同。通

　　常外接电容可以等效为RC高通电路，因而影响下限频率，而三极管的极间电容可以等效为RC低通电路，因而影响上限频率。

　　放大电路输入端接入输入信号vi后的工作状态，称为动态。在动态时，放大电路在输入信号vi和直流电源Vcc共同作用下

　　工作，这时候，电路中既有直流分量，又有交流分量，形成了交、直流共存于同一电路之中的情况，各极的电流和各极间的电压

　　一般用放大电路的交流通路来分析放大电路中各个交流量的变化规及动态性能。所谓交流通路是指交流电流流经的路径。

　　由放大电路画交流通路的原则是：（1）由于交流通路中只考虑交流信号的作用，直流电源Vcc内阻很小，将它作短路处理；2（）

　　对放大电路的动态分析，主要采用图解法和微变等效电路法。在这里，我们讨论图解法。

　　图解法的思路是先根据输入信号vi的的变化规，在输入特性曲线上画出iB的波形，然后根据iB的变化规在输出特性曲

　　在动态时，放大电路输出回路的iC和vCE,既要满足三极管的伏安特性曲线，又要满足外部电路的伏安关系。交流负载线是

　　1）三极管各极间电压和各电极的电流都是由两个分量线性叠加而成的脉动量，其中一个是由直流电源Vcc引起的直流分量，

　　另一个是随输入信号vi而变化的交流分量。虽然这些电流电压的瞬时值是变化的，但它们的方向是始终不变的。

　　2）当输入信号vi是正弦波时，电路中各交流分量都是与输入信号vi同频率的正弦波，其中vbe、ib、ic与vi同相，而vce、

　　vo与vi反相。输出电压与输入电压相位相反，这种现象称为“倒相”，是共射放大电路的一个重要特征。

　　3）输出电压vo和输入电压vi不但是同频率的正弦波，而且vo的幅度比vi的幅度大得多，这说明，vi经过电路被线性放

　　大了。还可以看出，只有输出信号的交流分量才是反映输入信号变化的，所以我们说的放大作用，只能是输出的交流分量和输入

　　图解分析法的特点：直观、形象，有助于建立一些重要概念，如交、直流共存，静态和动态。

　　例1.半导体三极管为什么可以作为放大器件来使用，放大的原理是什么？试画出固定偏流式共发射极放大电路的电路图，并分

　　答：放大的原理是利用小信号对大信号的控制作用，利用VBE的微小变化可以导致iC的大变化。固定偏流式共发射极放大电路

　　例2.电路如图所示，设半导体三极管的8=80,试分析当开关K分别接通A、B、C三位置时，三级管各工作在输出特曲线的

　　(2)当开关K置B,同样的方法可判断三级管工作在放大区，IC=6.IB=1.92inA

　　例3.某固定偏流放大电路中三极管的输出特及交、直流负载线如图所示，试求:

　　(3)输出电压的最大不失线)要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅度是多少？

　　(3)由交流负载线和输出特的交点可知,在输入信号的正半周,输出电压vCE从3V到0.8V,变化范围为2.2V,在输入信号的负

　　半周，输出电压vCE从3V到4.6V,变化范围为1.6V。综合考虑，输出电压的最大不失线)同样的方法可判断输出基极电流的最大幅值是20PA.

　　(4)若VO中的交流成分出现如图所示的失真现象，问是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应调节电路中的哪个元件，如

　　(2)步骤：先分别从三极管的三个极(b、e、c)出发，根据电容和电源交流短接，画出放大电路的交流通路；再将三极管用小信

　　号模型替代；并将电路中电量用瞬时值或相量符号表示，即得到放大电路的小信号等效电路。

　　从输出波形可以看出，输出波形对应vs正半周出现失真，也即对应vEB减小部分出现失真，即为截止失真。减小Rb,提高静态

　　分析这类问题时，要抓住两点：(1)发生饱和失真或截止失真与发射结的电压有关(对于NPN型管子，为vBE：对于PNP型管子

　　为vEB),发射结电压过大(正半周)，发生饱和失真；过小(负半周)，发生截止失线)利用放大电路交、直流共存特

　　点，找出发射结电压与输入信号之间关系。这里，要利用耦合电容两端电压不变(因为为大电容，在输入信号变化范围内，

　　例5.电路如图所示为•两级直接耦合放大电路，已知两三极管电流放大倍数均为B,输入电阻为rbe,电路参数如图，计算

　　解：本放大电路为一两级直接耦合放大电路，两极都是共集电极组态。计算其性能指标时，应注意级间相互影响。

　　2、为保证BJT共发射极放大器不产生削波失线V得信号电压幅度，在选择静态工作点时，就应

　　(注：以上两题为2000年北京理工大学研究生入学考试“模拟与数字电路”考题)

　　7,在由PNP晶体管组成基本共射放大电路中，当输入信号为IKHz、5mV正弦电压时，输出电压波形出现了顶部削平失真。

　　8、在如图所示基本放大电路中，输出端接有负载电阻RL,输入端加有正弦信号电压。若输出电压波形出现底部削平饱和失

　　9、为了使一个电压信号能得到有效放大，而且能向负载提供足够大的电流，应在这个信号源后面接入什么电路？

　　更换晶体管使B由50改为100,rbb约为0）,则此放大电路的电压放大倍数—o

　　3、在晶体管放大电路中测得三个晶体管的各个电极的电位如图所示。试判断各晶体管的类型是（PNP管还是NPN管,是硅管还是错

　　4、用万用表宜流电压档测得电路中晶体管各电极的对地电位，试判断这些晶体管分别处于那种工作状态（饱和、截止、放大、倒

　　6、某同学为验证基本共射放大电路电压放大倍数与静态工作点的关系，在线性放大条件下对同一个电路测了四组数据。找出其中

　　12、设图所示的的放大电路处于正常放大状态，各电容都足够大。则该电路的输入电阻为

　　13、一个放大电路的中频电压放大倍数Avm=-10,fL=50Hz,fH=100KHz,由图中Vi的波形分别画出对应的V。波形。

　　14、电路如图所示用（a（）增大，b（）减小，c（）不变或基本不变填空）

　　①若将电路中Ce由100UF,改为10uF,则Avm将，「L将__,fH将一一—，中频相移将

　　②若将一个6800pF的电容错焊到管子b,c两极之间，贝iJAvm将,fL将一，fH将—

　　15、一•个放大电路的对数幅频特性如图所示.由图可知，中频放大倍数Avm=,fL为一，fH为，当信号频率

　　•熟练掌握：共源、共漏组态放大电路工作原理：静态工作点；用小信号模型分析增益、输入、输出电阻

　　场效应管和晶体管放大电路工作机理不同，但两种器件之间存在电极对应关系，即栅极G对应基极，源极S对■应发射极，漏

　　在分析放大电路时，均采用微变等效电路法。需注意两者不同之处是受控源的捽制场效应管受电压控制，晶体三极管受

　　电流控制。场效应管输入电阻很高，分析时，可认为输入端开路。在实际分析中，包含场效应管的电路比包含晶体管的电路简单。

　　当漏源间短路，栅源间外加负向电压VGS时，结型场效应管中的两个PN结均处反偏状态。随着VGS负向增大，加在PN结上

　　的反向偏置电压增大，则耗尽层加宽。由于N沟道掺杂浓度较低，故耗尽层主要集中在沟道一侧。耗尽层加宽，使得沟道变窄，

　　当VGS负向增大到某一值后，结两侧的耗尽层向内扩展到彼此相遇，沟道被完全夹断，此时漏源间的电阻将趋于无穷大，如

　　图c（）所示。相应于此时的漏源间电压VGS称为夹断电压,用VGSo（ff）或（VP）表示。

　　当VGSVp且为某一定值，如果在漏源间加上正向电压VDS,VDS将在沟道中产生自漏极指向源极的电场，该电场使得N

　　由于导电沟道在电阻，ID流经沟道产牛田降，使得沟道中各点的电位不再相等，于是沟道中各点与栅极间的电压不再相

　　等，也就是加在PN结两端的反向偏置电压不再相等，近源端PN结上的反向电压最小，近漏端的反向电压最大，结果使耗尽区从

　　漏极到源极逐渐变窄，导电沟道从等宽到不若宽,呈楔形分布，如图a（）所示。

　　随着VDS的增大，ID增大，沟道不等宽的现象变得明显，当VDS增大到某一值时，近漏端的两个耗尽区相遇，这种情况称

　　继续增大VDS,夹断点将向源极方向延伸，近漏端出现夹断区，如图c（）所示。

　　由于栅极到夹断点A之间的反向电乐VGA不变，恒为VP,因此夹断点到源极之间的电压也就恒为VGS-VP,而VDS的增加

　　部分将全部加在漏极与夹断点之间的夹断区上，形成较强的电场。在这种情况下，从漏极向夹断点行进的多子自由电子，一旦到

　　破情况卜二火断区仅占沟道长度的很小部分,因此VDS的增大而引起夹断点的移动可忽略,夹断点到源极间的沟道长度可

　　以认为近似不变，同时I夹断点到源极间的电压又为一定值，所以可近似认为ID是不随VDS而变化的恒值。

　　MOS管是指由金属M（etal）,氧化物O（xide）、半导体S（emiconductor）三种材料构成的三层器件。具体内部结构，观看

　　当栅源间无外加电压时，由于漏源间不在导电沟道，所以无论在漏源间加上何种极性的电压，都不会产生漏极电流。

　　①当在栅源间外加正向电压VGS时，外加的正向电压在栅极和衬底之间的Si02绝缘层中产生了由栅极指向称底的电场，由

　　于绝缘层很薄O（.lum左右），因此数伏电压就能产生很强的电场。该强电场会使靠近Si02一侧P型硅中的多子（空穴）受到

　　排斥而向体内运动，从而在表面留下不能移动的负离子，形成耗尽层。死尽卜。金展根极构成先似的中板电容器

　　②随着正向电压VGS的增大，耗尽层也随着加宽，但对于P型半导体中的少子（电子），此时则受到电场力的吸引。当VGS

　　增大到某值时，这些电子被吸引到P型半导体表面，使耗尽层与绝缘层之间形成•个\型薄层，鉴于这个N型薄层是由P型半

　　反型层与漏源间的两个N型区相连，成为漏源间的导电沟道。这时，如果在漏源间加上电压，就会有漏极电流产生。人们将

　　开始形成反型层所需的VGS值称为T启电［,用VGSo（n）或（VT）表示。

　　③显然，栅源电压VGS越大，作用于半导体表面的电场越强，被吸引到反型层中的电子愈多，沟道愈厚，相应的沟道电阻就

　　ID流经沟道产生压降，使得栅极与沟道中各点的电位不再相等，也就是加不“平板电容襦”卜的电压格沿行沟道-t变化，

　　谢嘉奎等编电子线路线（性部分）第四版北京：高等教育出版社，1999P101-112

　　谢嘉奎等编电子线路线（性部分）第三版北京：高等教育出版社，1988P87-95

　　场效应管和半导体三极管一样能实现信号的控制作用，所以也能组成放大电路，不同的是，中导体极备也通过任极电源术

　　场效应管组成放大电路时，也必须设置合适的静态工作点，所不同的是，场效应管是电压控制器件，它只需合适的偏压，而

　　说明：本页观点属个人观点。(以下图书，我校图书馆均有收藏，欢迎大家借阅。)

　　华中理工大学电子学教研室编，康华光主编.电了•技术基础(模拟部分).第四版.北京：高等教育出版社，1999

　　内容比较通俗易懂，每一节后增设了若干个思考题是它最大的特点，另外，每一章后习题选择十分经典，适合作为教

　　谢嘉奎等编.电子线路(线性部分).第三版.北京：高等教育出版社，1988

　　概念严密，内容有深度，但乂不失可读性。关于三级管、场效应管内部结构部分，以及小信号模型推部分的讲解，

　　是本页所列几本书中，唯一能让我信服的书籍。以上两个部分推荐为必读部分。另外，关于第四章“放大器基础”以

　　内容通俗易懂，其中关于三极管放大电路的放大原理、图解法、负反馈部分及运放的线性应用部分，推荐为初学者必

　　..本书的内容与它的书名十分贴切，针对难点重点进行讲解，非常适合课余翻阅，推荐为必备参考书.

　　全国电子技术基础课程教学指小组编，童诗白，何金茂主编.电子技术基础试题汇编模（拟部分）.北京：高等教育出版社,

　　场效应管是利用半导体表!I或内沛电场效应来控制输出电流（D）大小的一种半导体器件，它输入端基本上不取电流，具有一

　　从输出特性曲线上很明显的得出：场效应管是电压控制型器件，栅源间电压vGS控制漏极电流D»

　　根据MOS管所用半导体材料的差异，MOS场效应管分为P沟道和N沟道两大类。由于采用的工艺不同，每种材料做的MOS管

　　MOS管作为开关元件，它工作在截止或导通状态。由于MOS管是电压控制型器件，所以由vGS决定其工作状态。

　　对于耗尽型场效应管，当工作在饱和区时，其漏极电流和漏源间电压由下式近似决定

　　Av=-gm(Rd〃RL),式中符号表示输出电压与输入电压反相。由于般场效应管的跨导只有儿个毫西，故场效应管放大电

　　由上.述分析可知，共源级放大电路的输出电压与输入电压反相，输入电阻高，输出电阻主要由漏极负载电阻决定。

　　例2.图(a)和图⑹分别是增强型NMOS和耗尽型NMOS管作为可控电阻使用时的电路和输出特性曲线，试画出二者的电阻特性曲

　　解：对(a)图，由于vGS=vDS,所以只要在输出特性图中找出vGS=vDS的相等点，把这些点中的U和I求出，描出的曲线

　　对(b)图，由于vGS=O,所以vGS=O的这条输出特性曲线就是电阻特性曲线.已知场效应管电路和场效应管的输出特性曲线如图所示，当V电压为IV、2V、3V、4V四种情况时MOS管的工作状态如何？

　　解：只要在输出特性上作出负载线：vDS=VDD-DXRd,负载线和每条输出特性的交点决定Q点，由Q点的位置来决定管

　　当V电压为IV时，管子处于截止状态；2V、3V时，管子处于放大状态；4V时管子处于可变电阻区。

　　例4.放大电路如图示，电路中的电器对输入交流信号可视为短路，根据构成放大电路的原则，试说明卜面的各种电路对交流

　　解：共源组态。因为输入信号加在T1管的栅极，输出信号取自T1管的漏极，所以为共源组态。T2为有源负载，作为T1管

　　2、场效应管从结构上分成和两大类型，它属于控制型器件。（注：本题为往年考题）

　　3、场效应管F（ET）的输入电阻比双极型晶体管B（JT）的输入电阻。0（0年北理研究生入学考试考题）

　　4、图所示为某M0S管放大电路的外部电路，由图即可判定该管为型M0S管。

　　（注：本题为1999年北京理工大学研究生入学考试“模拟与数字电路”考题）

　　7、图所示的FET放大电路中，两管Tl、T2的小信号参数相同，低频跨导为g,C1〜C3为耦合、旁路电。

　　9、指出图中各晶体管分别组成何利，放大电路组态，并在图中正确标出各直流电源的极性和电解电C的极性。（在电源前加正、

　　12、(提高题)图所示电路中，仅当源极电阻R2增大时，放大电路的电压放大倍数lAv如何变化？

　　•熟练掌握：功率放大电路OCL、OTL的工作原理，输出功率和效率的估算。

　　学习时，首先从功率放大电路与电压放大电路比较中，明确功率放大电路主要问题，本章内容是围绕这一中心展开。

　　抓住功放电路中主要矛盾：提高效率及非线性失真之间的矛盾，推出OCL,OTL几种功能的电路。

　　1.合成特性曲线)横坐标：Vm为正，Ven为负，即-Vaa为正，方向为从左至右。

　　(4)交流负载线：两管参数相同，其交线负载线)的直线)V。的正向为从右向左，零为两管的Q，T1导通v°=Vcc-Vg；T2导通VFVCCVW。

　　当输入信号足够大，且输出波形不失真，则输出电压达最大值，即V..3»=Vcc-V3

　　(2)直流电源供给的功率P,(注意:直流电源供给的功率P,与输入信号有关。)

　　理想情况，(1=78.5%；要提高效率，在满足失真要求条件下，应尽可能加大输入信号的幅度，同时减少管子饱和压降Vg。

　　一个实用的放大器通常由输入级、中间级、输出级组成。前两级为电压放大电路，后一级为负载提供足够大输出功率，为功

　　率放大电路。但不论哪种放大电路，其负载上都存在电流、电压、功率，所以名称上的不同，只表示强调的内容不同。具体性能

　　其中Vom和1om分别表示输出电压和输出电流的交流峰值,Ri为负载电阻。

　　输出电压与输出电流与输入信号的大小有关。当输入信号达到允许的最大值(以输出波形失真度不超过允许值为准)时，输

　　直流电源供给的功率是指•个周期内的平均功率。直流电源供给的功率，•部分转换为负载所需的交流功率，还有•部分被

　　放大管工作在乙类状态，显然功耗小，有利于提高效率，但输出波形失真严重。如果用两个对称的异型管(一个NPN型，-

　　个PNP型)，使之都工作在乙类放大状态，但一个在输入信号正半周期工作，另一个在负半周期工作，同时使两电路输出加到某

　　一负载上，从而在负载上得到一个稳定完整波形。即组成乙类互补对称功率放大电路，从而解决了效率与失真问题。

　　在电路，当Vi=0,即在正弦输入信号的正半周期，NPN型的管因正偏而导通，在负载上出现输出电压V。的正半周期,

　　而PNP型管因反偏而截止；在Vi〈=O,即输入信号的负半周期，NPN型管因反偏而截止，而PNP型管因正偏而导通，在负载上出

　　现输出电压V。的负半周期。这样，负载在输入信号的整个周期都有电流流过，输出电压是一个完整的正弦波。

　　b.一管导通时，另一管截止，后者C、E极间的承受的最大反压近似为2Vcc,所以管子的V由皿2Vcc.

　　由于三极管输入特性有门槛电压，特性开始部分非线性又比较严重，在两管交替工作点前后，出现一段两管电流均为零因而

　　1.电路组成及电路工作原理：在两管的基极之间产生一个合适的偏压，使它们处于微导通状态，两管各有不大的静态电流，电路

　　工作在乙类，由于i尸输出波形接近于正弦波，基本上可以实现线.性能指标计算及选管原则（同乙类功放）

　　它与OCL电路的根木区别在于输出端接有大电容C。就直流而言，只要两管特性相同，K点的电位V产Vcc/2,而大电容C被

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