清华大学模拟电子技术课件第一章(华成英)

模拟电子技术基础清华大学 华成英华成英 hchya@http://www.77cn.com.cn

绪

论

一、电子技术的发展

二、模拟信号与模拟电路三、电子信息系统的组成

四、模拟电子技术基础课的特点 五、如何学习这门课程

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一、电子技术的发展“无孔不入”,应用广泛；从电子管→半导体管→集成电路， 半导体器件发展迅速。

1904年 电子管问世

1947年 晶体管诞生

1958年集成电 路研制成功

电子管、晶体管、集成电路比较

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半导体元器件的发展 1947年 1958年 1969年 1975年 贝尔实验室制成第一只晶体管 集成电路 大规模集成电路 超大规模集成电路

第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年一片集成电路 中有40亿个晶体管。20世纪末有科学家预测，集成度还将按

10倍/6年的速度增长，到2015或2020年达到饱和。

学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！华成英 hchya@http://www.77cn.com.cn

值得纪念的几位科学家！第一只晶体管的发明者 (by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab) 他们在1947年11月底发明了晶 体管，并在12月16日正式宣布“晶 体管”诞生。1956年获诺贝尔物理 学奖。巴因所做的超导研究于1972 年第二次获得诺贝尔物理学奖。 第一个集成电路及其发明者 ( Jack Kilby from TI ) 1958年9月12日，在德州仪器公司 的实验室里，实现了把电子器件集成 在一块半导体材料上的构想。42年以 后， 2000年获诺贝尔物理学奖。 “为现代信息技术奠定了基础”。华成英 hchya@http://www.77cn.com.cn

二、模拟信号与模拟电路1. 电子电路中信号的分类 数字信号：离散性。“1”的电 压当量“1”的倍数

介于K与K+1之 间时需根据阈值 确定为K或K+1

任何瞬间的任何 值均是有意义的

模拟信号：连续性。大多数物理量为模拟信号。

2. 模拟电路 模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。 最基本的处理是对信号的放大，有功能和性能各异的放

大电路。 其它模拟电路多以放大电路为基础。华成英 hchya@http://www.77cn.com.cn

三、电子信息系统的组成传感器 接收器 隔离、滤 波、放大 运算、转 换、比较 功放 执行机构

信号的 提取

信号的 预处理

信号的 加工

信号的驱 动与执行

模拟电子电路

A/D转换

计算机或其 它数字系统

D/A转换

模拟电子系统 数字电子电路(系统) 模拟-数字混合电子电路华成英 hchya@http://www.77cn.com.cn

四、模拟电子技术基础课的特点1、工程性 实际工程需要证明其可行性。强调定性分析。电子元器件的 特点使然。

实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存

在一定的误差范围的

。 定量分析为“估算”。 近似分析要“合理”。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。 电子电路归根结底是电路。不同条件下构造不同模型。

2. 实践性 常用电子仪器的使用方法

电子电路的测试方法 故障的判断与排除方法 EDA软件的应用方法华成英 hchya@http://www.77cn.com.cn

五、如何学习这门课程1. 掌握基本概念、基本电路和基本分析方法 基本概念：概念是不变的，应用是灵活的， “万 变不离其宗”。 基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种 多样的。正确识别电路是分析电路的基础。 基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标 和描述方法，因而有不同的分析方法。 2. 注意定性分析和近似分析的重要性 。 3. 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题，学会发现问题。 4. 上好“理论—EDA—实践”三个台阶。 5. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用。华成英 hchya@http://www.77cn.com.cn

第一章 半导体二极管和三极管§1.1 半导体基础知识 §1.2 半导体二极管 §1.3 晶体三极管

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§1 半导体基础知识一、本征半导体 二、杂质半导体 三、PN结的形成及其单向导电性 四、PN结的电容效应

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一、本征半导体1、什么是半导体？什么是本征半导体？导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。 导体--铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电 子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。 绝缘体--惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原 子核的束缚力很强，只有在外电场强到一定程度时才可能导 电。 半导体--硅(Si)、锗(Ge),均为四价元素，它们原 子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。 无杂质 稳定的结构华成英 hchya@http://www.77cn.com.cn

2、本征半导体的结构共价键

由于热运动，具有足够能量的 价电子挣脱共价键的束缚而成 为自由电子，其带负电。 自由电子的产生使共价键中留 有一个空位置，称为空穴，其 带正电。 自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。 动态平衡 一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高， 热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴对 的浓度加大。华成英 hchya@http://www.77cn.com.cn

3、本征半导体中的两种载流子运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 …… 此处隐藏：830字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……