基于三极管伏安特性曲线简谈线性电路与非线性电路模拟电路与数字电路的区别论文 北京交通大学.docxVIP

《数字电子技术》研究性课题论文学 院 电子信息工程学院专 业 通信工程 学 号 姓 名 指导教师 侯建军 2013年11月基于三极管伏安特性曲线，简谈线性电路与非线性电路，模拟电路与数字电路摘要本文从三极管的输入、输出特性曲线出发，简要分析了线性电路与非线性电路的各自特点、分析方法以及它们的区别，模拟电路与数字电路各自的组成、特点以及它们的关系与区别，并列举了涉及该领域的几项应用产品。关键词:三极管输入输出特性曲线 线性电路 非线性电路 模拟电路 数字电路Based on Transistor voltage characteristic curve simply talk linear circuit，and nonlinear circuit theory, analog circuits and digital circuitsAbstractBased on the volt-ampere characteristic curve, this paper briefly analyzed the characteristics of linear circuit and nonlinear circuit, analysis methods and the difference between them. Briefly analyzed analog circuit and digital circuit of their respective characteristics and their differences, and cited involving several applications in the field.Keywords: Transistor; Input-output characteristic curve; Linear circuit; Nonlinear circuit; Analog circuits; Digital circuits第1章 绪论本文主要以三极管的输入输出特性曲线为出发点，通过对三极管的输入输出特性曲线的研究，进一步了解线性电路与非线性电路的联系与区别，再进一步的了解模拟电路与数字电路的联系与区别。文章通过层层递进的方式，找出各个知识点之间的联系与区别，通过不断地阐述比较，进而达到对整个模拟电路与数字电路的整体架构的分型。第2章 三极管及其特性简单介绍1. 三极管介绍1. 三极管，全称为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件，其作用是把微弱信号放大成幅值较大的电信号，也用作无触点开关。晶体三极管是于1947年12月23日在美国新泽西州墨累山的贝尔实验室里由3位科学家——巴丁博士、布莱顿博士和肖克莱博士发现，这3位科学家因此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖。晶体管的发现带来了“固态革命”，进而推动了全球范围内的半导体电子工业。作为主要部件，它及时、普遍地首先在通讯工具方面得到应用，并产生了巨大的经济效益。由于晶体管彻底改变了电子线路的结构，集成电路以及大规模集成电路应运而生，这样制造像高速电子计算机之类的高精密装置就变成了现实。三极管按材料分有两种,：锗管和硅管，如图1.1.1。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，（其中，N表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，因此下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。图1.1.1对于NPN管如图1.1.1，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）及基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流了。2. 三极管放大时管子内部的工作原理发射区向基区发射电子电源经过电阻加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数载流子(自由电子）不断地越过发射结进入基区，形成发射极电流。同时基区多数载流子也向发射区扩散，但由于多数载流子浓度远低于发