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《模拟电子技术基础》课程PPT大纲
第一部分：绪论与半导体基础
幻灯片 1: 封面页
- 模拟电子技术基础
- Fundamental of Analog Electronic Technology
- 信息: 主讲教师：XXX | 学院：XXX | 日期：XXXX年XX月
幻灯片 2: 课程导论与学习目标
- 什么是模拟电子技术？
- 研究对模拟信号（连续变化的信号）进行处理的电路与技术。
- 应用领域：音频、视频、传感器、电源、通信系统等。
- 本课程的主要内容
- 半导体器件基础
- 基本放大电路
- 集成运算放大器
- 负反馈放大电路
- 信号的运算与处理电路
- 波形发生与变换电路
- 功率放大电路
- 学习目标
- 掌握基本概念和原理。
- 学会分析基本电路的性能。
- 具备初步设计简单应用电路的能力。
幻灯片 3: 半导体物理基础
- 本征半导体
- 纯净的半导体（如硅Si、锗Ge）。
- 共价键结构。
- 本征激发：产生自由电子和空穴。
- 杂质半导体
- N型半导体: 掺入五价元素（如磷P）,电子为多数载流子。
- P型半导体: 掺入三价元素（如硼B）,空穴为多数载流子。
- PN结的形成
- 扩散运动与漂移运动的动态平衡。
- PN结的单向导电性。
第二部分：半导体二极管及其应用
幻灯片 4: 半导体二极管
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- 结构与符号
- P区、N区、PN结。
- 电路符号（阳极A、阴极K）。
- 伏安特性曲线
- 正向特性: 死区电压、导通电压（硅管~0.7V，锗管~0.3V）。
- 反向特性: 反向饱和电流、反向击穿电压。
- 主要参数
- 最大整流电流 $I_F$
- 最高反向工作电压 $U_{RM}$
- 反向电流 $I_R$
幻灯片 5: 二极管的基本应用电路
- 整流电路
- 半波整流: 原理、波形、输出电压平均值 $U_O = 0.45U_2$。
- 桥式全波整流: 原理、波形、输出电压平均值 $U_O = 0.9U_2$。
- 滤波电路
- 电容滤波: 原理、波形、输出电压估算（$U_O \approx 1.2U_2$）。
- 稳压电路 (简单介绍)
- 利用稳压二极管的反向击穿特性。
- 电路图和稳压原理。
幻灯片 6: 特殊二极管 (选讲)
- 稳压二极管: 符号、伏安特性、应用电路。
- 发光二极管: 符号、工作原理（正向导通发光）、应用（指示灯、显示屏）。
- 光电二极管: 符号、工作原理（受光照导通）、应用（光传感器）。
- 变容二极管: 利用电容效应实现电压-频率调谐。
第三部分：双极结型晶体管
幻灯片 7: BJT的结构与工作原理
- 结构
- NPN型和PNP型三极管结构图。
- 三个区：发射区、基区、集电区；三个极：E, B, C。
- 电流放大原理
- 放大条件: 发射结正偏,集电结反偏。
- 内部载流子运动: 发射、复合、收集。
- 电流分配关系: $I_E = I_B + I_C$， $\beta = \frac{I_C}{I_B}$
幻灯片 8: BJT的特性曲线
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- 输入特性曲线: $IB = f(U{BE})$ | $U_{CE}$=const
类似二极管的正向特性。
- 输出特性曲线: $IC = f(U{CE})$ | $I_B$=const
- 放大区: $I_C = \beta I_B$,恒流特性。
- 饱和区: $U_{CE} \approx 0.3V$， $I_C$ 不受 $I_B$ 控制。
- 截止区: $I_B \approx 0$， $I_C \approx 0$。
幻灯片 9: BJT的主要参数与三种组态
- 主要参数
- 共射电流放大系数 $\beta$、 $\bar{\beta}$
- 极间反向电流 $I{CBO}$、 $I{CEO}$
- 极限参数 $I{CM}$、 $U{(BR)CEO}$、 $P_{CM}$
- 三种基本组态
- 共射组态: 电压、电流均放大,应用最广。
- 共集组态 (射极跟随器): 电流放大，电压跟随，输入电阻高,输出电阻低。
- 共基组态: 电压放大，电流不反相,频率特性好。
第四部分：基本放大电路
幻灯片 10: 放大电路的组成与分析方法
- 放大电路的组成原则
- 保证晶体管工作在放大区。
- 能将输入信号有效地传递到输出端。
- 输出信号不失真,且功率得到放大。
- 静态分析
- 目的: 确定静态工作点 $Q$ ($I{BQ}, I{CQ}, U_{CEQ}$)。
- 方法: 估算法、图解法。
- 动态分析
- 目的: 计算放大电路的性能指标（$A_u, R_i, R_o$）。
- 方法: 微变等效电路法。
幻灯片 11: 共射放大电路 (分压偏置)
- 电路图: 分压偏置共射放大电路。
- 静态分析 (估算法):
- $UB \approx \frac{R{B2}}{R{B1}+R{B2}} V_{CC}$
- $I{CQ} \approx I{EQ} = \frac{UB - U{BEQ}}{R_E}$
- $U{CEQ} = V{CC} - I_{CQ}(R_C + R_E)$
- 动态分析 (微变等效电路):
- 画出微变等效电路。
- 电压增益 $A_u = \frac{u_o}{u_i} = -\frac{\beta RL'}{r{be}}$ (负号表示反相)
- 输入电阻 $Ri = R{B1} || R{B2} || r{be}$
- 输出电阻 $R_o \approx R_C$
幻灯片 12: 共集放大电路 (射极跟随器)
- 电路图: 共集放大电路。
- 特点与性能指标:
- 电压增益 $A_u \approx 1$ (无电压放大，但有电流放大)
- 输入电阻 $R_i$ 很高
- 输出电阻 $R_o$ 很低
- 应用: 多级放大电路的输入级、输出级、中间级起缓冲作用。
幻灯片 13: 场效应管 (MOSFET) 简介
- 结构: N沟道增强型MOSFET结构图和符号。
- 工作原理:
- $U_{GS}$ 控制“导电沟道”的形成。
- $U_{DS}$ 对漏极电流 $I_D$ 的控制作用。
- 特性曲线:
**转移特性
