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第一章 基础知识 一、 半导体基础知识 导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。 绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。 半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。 完全纯净的、结构完整的半导体材料称为本征半导体。 本征半导体的原子结构及共价键。 本征激发和两种载流子——自由电子和空穴 温度越高，半导体材料中产生的自由电子便越多。束缚电子脱离共价键成为自由电子后，在原来的位置留有一个空位，称此空位为空穴。本征半导体中，自由电子和空穴成对出现，数目相同。 空穴出现以后，邻近的束缚电子可能获取足够的能量来填补这个空穴，而在这个束缚电子的位置又出现一个新的空位，另一个束缚电子又会填补这个新的空位，这样就形成束缚电子填补空穴的运动。为了区别自由电子的运动，称此束缚电子填补空穴的运动为空穴运动。 3.杂质半导体 在本征半导体中加入微量杂质，可使其导电性能显著 改变。根据掺入杂质的性质不同，杂质半导体分为两类： 电子型（N型）半导体和空穴型（P型）半导体。 N 型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体， 也称为电子半导体。 P 型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称 为空穴半导体。 N型半导体的共价键结构 二、 半导体二极管 二、 半导体二极管 二、 半导体二极管 ① 截止失真：当放大电路的静态工作点Q 选取比较低时，IBQ较小，输入信号的负半周进入截止区而造成的失真称为截止失真。 第二节 基本运算电路 此电路是电压串联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。 4、电压跟随器 结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。 _ + ? + ? ui uo 第二节 基本运算电路 二、 求和运算电路 1. 反相求和运算 i2 if i1 R2 _ + + ? Rf R1 ui2 uo RP ui1 调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。 第二节 基本运算电路 2. 同相求和运算 此电路如果以 u+ 为输入 ，则输出为： - R1 RF + + ui1 uo R21 R22 ui2 u+ 与 ui1 和 ui2 的关系如何？ 注意：同相求和电路的各输入信号的放大倍数互相影响，不能单独调整。 流入运放输入端的电流为0（虚断） 第二节 基本运算电路 3. 双端输入加减运算 实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。 R2 _ + + ? R5 R1 ui2 uo ui1 R4 ui4 ui3 R3 R6 第二节 基本运算电路 例：由三运放放大器组成的温度测量电路。 uo R1 R1 + + A3 R2 R2 + + A1 _ + A2 R R RW + E=+5V R R R Rt ui Rt ：热敏电阻 集成化:仪表放大器 第二节 基本运算电路 Rt=f (T°C) uo R1 R1 + + A3 R2 R2 + + A1 _ + A2 R R RW + E=+5V R R R Rt ui 第二节 基本运算电路 三、 积分运算电路 i1 iF t ui 0 t uo 0 输入方波，输出是三角波。 ui - + + R R2 C uo 第二节 基本运算电路 四、 微分运算电路 u–= u+= 0 ui t 0 t 0 uo u i – + + uo R R2 i1 iF C 若输入： 则： 第三节 电压比较器 电压比较器是将输入电压和一个参考电压进行比较并将比较的结果对外输出的电路。 例： 模拟量 数字量 什么是电压比较器 第三节 电压比较器 电压比较器的电压传输特性 用曲线表示 存在一个输入电压，使输出电压发生跃变，称为阈值电压，记作UT 。 正确画出电压传输特性，需求出以下三个要素： （1）输出电压高电平和低电平的数值 UOH和UOL； （2）阈值电压的数值UT ； （3）当uI变化且经过UT时， uO的跃变方向，即是从UOH跃变为UOL ，还是UOL跃变为UOH 。 第三节 电压比较器 一、 单限比较器 1.过零比较器 阈值电压 （1）电路形式 （2）阈值电压 uO发生跳变时的uI 阈值电压 （3）传输特性曲线 ? 若输入信号从同相