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0;s:

6645:

"第一章,绪论,1.1信号与电子系统,1绪论,1.2放大电路基本知识,1.3放大电路的主要性能指标,1.1.1信号及其分类,微音器输出的某一段信号的波形,1.1信号与电子系统,信号：

@#@信息的载体,信号的分类：

@#@,1、确定信号与随机信号,2、周期信号与非周期信号,3、连续信号与离散信号,时域,气温波形,1.1信号与电子系统,1.1.1信号及其分类,模拟信号和数字信号,模拟信号：

@#@,u,正弦波信号,锯齿波信号,u,研究模拟信号时，我们注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。

@#@相应的电子电路就是模拟电路，包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。

@#@,在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态。

@#@,数字信号：

@#@,数字信号,产品数量的统计。

@#@,数字表盘的读数。

@#@,数字电路信号：

@#@,研究数字电路时注重电路输出、输入间的逻辑关系，因此不能采用模拟电路的分析方法。

@#@主要的分析工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式或波形图表示。

@#@,在数字电路中，三极管工作在开关状态下，即工作在饱和状态或截止状态。

@#@,1.1.2电子系统概述,电子系统：

@#@由若干相互关联的单元电子电路组成，实现信号产生、传输或处理的电路整体。

@#@,1.1信号与电子系统,1.2放大电路基本知识,放大是最基本的模拟信号处理功能。

@#@,模拟电子中研究的最主要电路：

@#@放大电路,这里的“放大”是指把微小的、微弱的电信号的幅度不失真的进行放大。

@#@,所谓“不失真”：

@#@就是一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅度得到了放大，但它随时间变化的规律不能变。

@#@,具有放大特性的电子设备：

@#@收音机、电视机、手机、扩音器等等。

@#@,1.2.1模拟信号的放大,一般来说，放大电路就是一个双端口网络。

@#@,放大电路（放大器）,+,-,Rs,+,-,+,-,RL,信号源,负载,【见教材P5图1-6】,信号源电压,输入电压,输出电压,Rs,信号源内阻,RL,负载电阻,输入电流,输出电流,1.2.2、放大电路的模型：

@#@【参见教材P6】,分类标准根据放大电路输入信号的条件和输出信号的要求分类。

@#@,四种类型：

@#@,电压放大对应有一个电压放大倍数，称为电压增益，常用符号，表示为：

@#@,电流放大,对应有一个电流放大倍数，称为电流增益，常用符号，表示为：

@#@,互导放大,互阻放大,对应有一个互阻增益，表示为：

@#@,对应有一个互导增益，表示为：

@#@,不太常用，了解即可,负载开路时的电压增益,1.电压放大模型,输入电阻,输出电阻,由输出回路得,则电压增益为,由此可见,即负载的大小会影响增益的大小,要想减小负载的影响，则希望？

@#@（考虑改变放大电路的参数）,理想情况,1.2.2.放大电路模型,另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减,理想情况,有,要想减小衰减，则希望？

@#@,1.2.2.放大电路模型,1.电压放大模型,负载短路时的电流增益,2.电流放大模型,由输出回路得,则电流增益为,由此可见,要想减小负载的影响，则希望？

@#@,理想情况,由输入回路得,要想减小对信号源的衰减，则希望？

@#@,理想情况,1.2.2.放大电路模型,C.互阻放大模型（自学）,输入输出回路没有公共端,D.互导放大模型（自学）,E.隔离放大电路模型,1.2.2.放大电路模型,1.3放大电路的主要性能指标,性能指标是衡量放大电路品质优劣的标准，同时由这些指标还要来决定放大电路的适用范围。

@#@,这里主要讨论,输入电阻,输出电阻,增益,频率响应,【参见教材P8】,决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小,1.输入电阻,1.3放大电路的主要性能指标,1.3.1输入电阻与输出电阻,2.输出电阻,1.3放大电路的主要性能指标,1.3.1输入电阻与输出电阻,注意：

@#@输入、输出电阻为交流电阻，计算输出电阻时不考虑负载电阻RL,输出电阻的大小决定了放大电路的带负载能力。

@#@即指放大电路输出量随负载变换的程度。

@#@,1.3.2增益,反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力。

@#@,其中,四种增益,常用分贝（dB）表示。

@#@,1.3放大电路的主要性能指标,1.3.3频率响应,A.频率响应及带宽,电压增益可表示为,在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。

@#@,或写为,其中,1.3放大电路的主要性能指标,该图称为波特图纵轴：

@#@dB横轴：

@#@对数坐标,1.3.3频率响应,A.频率响应及带宽,其中,普通音响系统放大电路的幅频响应,1.3放大电路的主要性能指标,B.频率失真（线性失真）,幅度失真：

@#@,对不同频率的信号增益不同，产生的失真。

@#@,1.3放大电路的主要性能指标,1.3.3频率响应,B.频率失真（线性失真）,幅度失真：

@#@,对不同频率的信号增益不同，产生的失真。

@#@,相位失真：

@#@,对不同频率的信号相移不同，产生的失真。

@#@,1.3.3频率响应,1.3放大电路的主要性能指标,1.3.4非线性失真,由元器件非线性特性引起的失真。

@#@,非线性失真系数:

@#@,VO1是输出电压信号基波分量的有效值，Vok是高次谐波分量的有效值，k为正整数。

@#@,1.3放大电路的主要性能指标,1.放大倍数,实质上就是输出对输入的放大倍数。

@#@,电压增益,电流增益,互阻增益,互导增益,无量纲,无量纲,量纲:

@#@,量纲:

@#@S,2.输入电阻Ri,+,-,Rs,+,-,+,-,RL,Ri,Ri决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小，即它决定了放大电路对信号源的要求。

@#@,【参见教材P16图1.2.5】,Ri,放大电路,（放大器）,输入电阻Ri,+,-,Rs,+,-,+,-,RL,Ri,【参见教材P16图1.2.5】,Ri,放大电路,（放大器）,Ri越大，Ii就越小，放大电路从信号源索取的电流越小。

@#@放大电路所得到的输入电压Vi越接近信号源电压Vs。

@#@,3.输出电阻Ro,Ro的求法：

@#@将信号源短路，即=0，但保留Rs；@#@且负载RL两端开路，即RL=时,开路,短路,输出电阻Ro,RO越小，负载电阻RL变化时，VO的变化越小，放大电路的带负载能力越强。

@#@,在工程上常用以10为底的对数增益表达，其基本单位为B（贝尔，Bel），平时用它的十分之一单位dB（分贝，decibel的缩写）。

@#@,";i:

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12163:

",南华大学机械专业卓越工程师教育培养计划阶段总结报告二0一四年五月,总结报告,三、教学内容与教学方法改革,一、团队建设,五、存在的困难，意见及建议,一、团队建设,1、安排有工程经历的教师目前，机械工程学院为卓越班组建了一支具有企业工作经历和工程研发经历的师资队伍，达到专业5门课程由具备5年以上工程经历的教师讲授的目标是没有问题的。

@#@,如2010级卓越班的学科基础、专业必修课、选修课，均由具有工程经历的教师主讲。

@#@,2、安排专业教师下企业进修学院高度重视卓越班师资队伍建设，积极认真地组织教师学习2011教育部关于卓越工程师教育培养计划实施与工程技术人才培养方案及专业课程教学标准，以及学校出台的相关文件，并多次派员参加相关培训。

@#@,多次派员参加相关培训,2012年，我院派出2名青年教师（周炬、邓骞）驻衡阳运输机械总厂学习工作半年，并为企业开展钢结构有限元分析培训人才。

@#@2012年暑假，由邱长军院长亲自带领5名专任教师在中联重科观摩、学习、交流一周。

@#@2013年，派邹少异老师驻璇瑰塑胶工业（深圳）有限公司，参加企业工程实践，并作为联络人具体指导在珠三角地区学生的“企业学习阶段”的学习。

@#@,邹少异老师在璇瑰塑胶工业（深圳）有限公司参加企业工程实践。

@#@,二、培养模式与课程体系改革,1、3+1模式：

@#@南华大学机械专业“卓越计划”采用校企联合培养模式，把卓越工程师培养分为校内学习和企业学习两个培养阶段。

@#@实施“31”四年制本科培养模式，即学生3年在校学习，最后1年在企业实习实践和毕业设计。

@#@,二、培养模式与课程体系改革,具体时间安排：

@#@企业学习培养又分成两个阶段：

@#@一是从大三结束后的暑假7月中旬到11月30日，在企业开设5门课程，学生边学边干，理论与实践达到高度统一，教学方式上实践、讲座、自学、请教等相结合，考核方式上以实践为主。

@#@卓越班学生只有通过5门课程学习、考核合格后，才有资格进入第二阶段，大四下学期的企业工程项目设计阶段和毕业设计阶段。

@#@,二、培养模式与课程体系改革,市内市外学生安排：

@#@为了充分保证学习时间，并满足学生学术愿望和就业诉求，将考研的学生安排在衡阳市内的两家企业，而不考研的学生安排到广东的三家企业，都是行业内比较知名、有代表性的企业，且有我们建立比较长期、稳定的合作关系，对人才有实实在在的客观要求。

@#@实践教学计划的制订是校企双方，在经过充分的、共同学习、领会卓越计划的精神，以及校方对企业的实地考察、企业充分了解校方培养方案的前提下，共同制订，具有比较强的科学性、可操作性。

@#@,二、培养模式与课程体系改革,下企业动员会（照片）,二、培养模式与课程体系改革,2、总学分不变的前提下，课程如何有机整合；@#@我们一方面根据机械专业服务面广的特点，按照“通中求专、专业求通、通专并举”的原则，协调处理好通识课程与专业教育课程的关系；@#@另一方面，走出“整合重组”的误区，不但打破课程各自为阵的传统，而且以课程内容综合性强的核心课程为重点和切入点，对专业课程体系进行了重新构建。

@#@主要做了以下工作：

@#@,二、培养模式与课程体系改革,

（1）课程合并；@#@课程删减；@#@课程更名；@#@课程新增；@#@课程前移。

@#@在充分考虑课程开设时间纵横分配的基础上，我们将部分专业基础课和专业课的开设时间前移，以保证每学期课程学分协调，腾出每7学期给学生在企业学习。

@#@,二、培养模式与课程体系改革,

（2）教材建设。

@#@为适应课程体系改革和卓越工程师教育培养的需要，我院专业教师应中南大学出版社之邀，主编、参编了高等学校机械类专业系列教材。

@#@在编撰过程中，我们及时总结推广教学经验和教学成果，不但注重知识的科学性和系统性，而且尝试将学科性教育和职业性教育的教学内容进行糅合，理论结合实际，避免学生在工作实践中出现“学不资用，用未曾学”的现象。

@#@我们还将新知识、新技术的内容贯穿全书，拉近学生与学科发展、生产实际的距离。

@#@经使用，受到了卓越班学生的热烈欢迎。

@#@,三、教学内容与教学方法改革,1、我们做了哪些教学内容改革；@#@主要是：

@#@提高科学研究水平，实现教学与科研的协同。

@#@配合研究式教学的推进和教学方式的改革，实现教学与科研的协同，坚持“有了科研成果才能开新课”的做法，加快了高质量研究成果向精品课转化的进程。

@#@,三、教学内容与教学方法改革,2、我们是怎样在机卓大力开展研讨式教学、探讨式教学、互动教学的；@#@完善3D数字化网络教学系统：

@#@对于专业基础、专业课程数控技术、机械设计基础、机电一体化技术等使用网络教学的方法，加强教师和学生互动，达到动态教学效果，教师能全局掌握每个学生的学习动态，同时加强了学生间的相互学习。

@#@积极推进双语教学，完善机械工程材料和机械CAD/CAM2门课程的双语教学试点。

@#@,三、教学内容与教学方法改革,在2012版卓越培养方案中，我们进一步增设了由教授主讲的专业导论课、新生研讨课，并在第二课堂增设了学生自学课。

@#@如：

@#@在机电一体化与测控技术相关课程课堂教学中，采用多媒体课件与Proteus软件仿真相结合的教学方法，将实践教学融入课堂教学中，从软硬件结合、工程应用的角度讲述理论知识，增强了学生的感性认识，进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性，理论知识掌握牢靠，培养学生独立分析和解决实际问题的能力，提高了教学质量。

@#@,三、教学内容与教学方法改革,3、下一步。

@#@在编写卓越班教学大纲时，先要重新修订基本要求实现矩阵，体现知识和能力要求，而大纲要将详细目标落到实处，规定这些知识和能力的实现方式。

@#@在机械专业卓越班实现三分之一以上课程开展“启发式、研讨式、探究式”等方式教学，并组织专家进行质量评估；@#@进一步落实机械专业卓越班课程的建设规划，主要是网络资源更新、开展辅助教学、全程课程录像上网，实现数字化教学。

@#@,四、实践教学改革,1、5家已签约的校外实践基地企业,四、实践教学改革,四、实践教学改革,南华大学与深圳联得签协议（照片）,四、实践教学改革,2、企业学习阶段

（1）企业参与卓越计划的目的（经调研结论）：

@#@陶根铸基，虚实协同，发现人才，留住人才陶根铸基具备较为扎实的基础理论和专业知识，充分了解行业形状和发展前景，充分理解机械工程师的工作情境和能力要求，善于学习实践，善于查漏补缺。

@#@,四、实践教学改革,虚实协同具备现代机械工程师的素质和能力，掌握CAD/CAPP/CAM技能，善于将“虚”（借助于机械电子信息技术的虚拟与模拟）、“实”（先进材料和装备的小规模实验）有机结合，为新产品研发打下厚实基础。

@#@

（2）我们对参与企业学习的学生提出的要求（经分析论证）：

@#@寻求知识，锻炼技能，身体力行，提升素质,四、实践教学改革,（3）因此，企业开设课程一定要赋予职业化、劳动化的色彩，因地制宜，便于学中干、干中学，学、练、用合一，力求保证“企业开设课程”这种具有更多操作性、注重时效和面向行动的知识传授形式，达到学校和企业既定的“使知识更多地在行动中经由行动而产生，在培养组织技能和解决技术问题中产生，有效增强学生的思维能力和创造能力”的目的。

@#@本次5家企业的“企业开设课程”都是在双方充分协商的基础上制订的。

@#@,四、实践教学改革,四、实践教学改革,3、“学生企业学习安全责任书”、“机卓1001班企业实习通讯录”,四、实践教学改革,4、学生在企业学习的照片,四、实践教学改革,5、下一步。

@#@加强与企业的沟通和联系，对接卓越计划，在企业挂牌成立教学基地；@#@双方共同制订长时间的实习工作方案。

@#@学生作为准员工在企业进行管理，需要进一步制订详细的规章制度。

@#@,五、存在的困难，意见及建议,

（1）在企业学习阶段，部分学生认为应尽早地进入设计阶段，而不应在生产一线呆过长的时间。

@#@我们通过反复做工作，现在思想已经稳定。

@#@

（2）企业更注重的是学生的学习能力和对企业的忠诚度。

@#@这方面需要我们在平时的言传身教当中加以灌输，以便打造更为牢固的实践基地。

@#@,五、存在的困难，意见及建议,（3）企业的临时性加工任务，需要学生加班，而学生作为准员工，还暂时难以适应企业的这种需求，这需要学生自己加强与企业的沟通，同时我们也应该教育他们要对企业有一定的奉献精神，为企业排忧解难。

@#@（4）企业认为我们是将大学责任变成了社会责任，部分企业导师在责任心方面有缺失，需要我们加强与企业人事部门的沟通。

@#@,五、存在的困难，意见及建议,（5）与企业签订协议时，已经按照企业要求，并报请学校教务处同意，列出了企业应得的课时酬金和管理费，希望学校教务处、财务处等职能部门能够理解学院实际工作的难处，及时地将相关费用发放至企业，不失信于人。

@#@,湖南天雁、衡阳运机、深圳联得等五家企业作为卓越计划的实施基地争取与全球工程机械装备制造领军企业中联重科就卓越工程师的联合培养以及师资队伍的培养等方面达成意向,组建一支具有企业工作经历或工程研发经验的师资队伍送一批教师去与国际接轨的先进企业调研学习聘请企业技术骨干作为主讲工艺教师,加强与企业的沟通和联系，在企业挂牌成立教学基地加强机械设计、数控实训及机电制作创新实践平台建设卓越机械工程师人才培养方案的修订与企业联合优选或自编真正体现工程应用内容的教材发挥卓越班的引领、示范及带动作用调研相关高校的成功经验（湖南工程学院）,一流师资,一流管理,一流企业,阳校长提出的要求1、3+1要不割裂，要深度融合，要企业参与培养方案。

@#@2、课程要开放，企业课程要有2种形式，要考虑下企业后课程如何开；@#@要引进1、2门网上名师课程（本院老师做助教）。

@#@3、教材开发：

@#@要纳入到卓越计划实施中。

@#@4、师资培养：

@#@现在总体不到位。

@#@5、实习：

@#@实行准员工制，建立制度。

@#@要做好校内基地建设，使其有企业氛围。

@#@要着重考虑校办企业如何在卓越计划发挥作用。

@#@6、要处理好教研、就业、创业的关系。

@#@7、对卓越班要实行动态管理，要考虑选拔方案。

@#@,新形势下必须考虑的问题,1、如何解决深入实施“卓越计划”（特别是企业学习阶段）的重点、难点及其关键问题；@#@2、如何分析、协调工程教育认证与“卓越计划”质量要求的关系；@#@3、如何建设卓越基地（工程实践教育中心），使其能长期有效地运行；@#@4、如何及时化解“卓越计划”实施中的困惑和疑难。

@#@,汇报完毕！

@#@谢谢！

@#@,";i:

2;s:

25930:

"总的来说就是以三极管为核心，以集成运放为主线。

@#@集成运放内部主要组成单元是差分输入级、电压放大级、功率放大级、偏置电路。

@#@集成运放的两个不同工作状态：

@#@线性和非线性应用。

@#@模拟电路主要就是围绕集成运放的内部结构、外部特性及应用、性能改善、工作电源产生、信号源产生等展开。

@#@,模拟电路知识体系,湖南科技大学信息与电气工程学院,主讲:

@#@胡仕刚,第一章绪论,一、放大电路的表示方法,放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大。

@#@放大电路为双口网络，即一个信号输入口和一个信号输出口。

@#@,1.2放大电路基本知识,1.放大倍数（增益）表征放大器的放大能力,根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。

@#@,1.3放大电路的主要技术性能指标,

（1）电压放大倍数定义为:

@#@AU=UO/UI,

（2）电流放大倍数定义为:

@#@AI=IO/II,（3）互阻增益定义为:

@#@Ar=UO/II,（4）互导增益定义为:

@#@Ag=IO/UI,2.输入电阻Ri从放大电路输入端看进去的等效电阻，决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。

@#@,一般来说，Ri越大越好。

@#@

（1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。

@#@

（2）当信号源有内阻时，Ri越大，ui就越接近uS。

@#@,输入端,Ri,uS,RS,信号源,Au,输出端,3.输出电阻Ro从放大电路输出端看进去的等效电阻。

@#@决定了放大电路带负载的能力。

@#@,uo,输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。

@#@,0,.,o,.,o,o,S,L,=,=,=,U,R,I,U,R,输出电阻的定义：

@#@,4.通频带,通频带：

@#@,fBW=fHfL,放大倍数随频率变化曲线幅频特性曲线,f,A,Am,0.7Am,fL,下限截止频率,fH,上限截止频率,湖南科技大学信息与电气工程学院,主讲:

@#@胡仕刚,第二章运算放大器,开环电压放大倍数高（104-107）；@#@输入电阻高（约几百K）；@#@输出电阻低（约几百）；@#@漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低。

@#@,电压传输特性,Vo=Avo（vp-vN）,3）开环输出电阻ro0,2）差模输入电阻rid,4）共模抑制比KCMRR,理想运放及其分析依据理想化条件：

@#@,1）开环电压放大倍数Auo,理想运算放大器,理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”的特性，这两个特性对分析线性运用的运放电路十分有用。

@#@为了保证线性运用，运放必须在闭环（负反馈）下工作。

@#@,理想运算放大器的特性,

（1）虚短由于运放的电压放大倍数很大，而运放的输出电压是有限的，一般在10V14V。

@#@因此运放的差模输入电压不足1mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。

@#@开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。

@#@,“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。

@#@显然不能将两输入端真正短路。

@#@,

（2）虚断,由于运放的差模输入电阻很大，一般都在1M以上。

@#@因此流入运放输入端的电流往往不足1A，远小于输入端外电路的电流。

@#@故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。

@#@“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。

@#@显然不能将两输入端真正断路。

@#@下面举两个例子说明虚短和虚断的运用。

@#@,几种常见的基本运算电路,反相比例运算同相比例运算电压跟随器加法电路减法电路积分电路,3二极管及其基本电路,3.1半导体的基本知识,3.3半导体二极管,3.4二极管基本电路及其分析方法,3.5特殊二极管,3.2PN结的形成及特性,3.1.4杂质半导体,在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。

@#@掺入的杂质主要是三价或五价元素。

@#@掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。

@#@,N型半导体掺入五价杂质元素（如磷）的半导体。

@#@,P型半导体掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。

@#@,3.2.1载流子的漂移与扩散,漂移运动：

@#@由电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。

@#@,扩散运动：

@#@由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散运动。

@#@,在一块本征半导体两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。

@#@此时将在N型半导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程:

@#@,因浓度差,空间电荷区形成内电场,内电场促使少子漂移,内电场阻止多子扩散,最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。

@#@,多子的扩散运动,由杂质离子形成空间电荷区,3.2.2PN结形成,PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；@#@PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。

@#@由此可以得出结论：

@#@PN结具有单向导电性。

@#@,3.2.3PN结的单向导电性,PN结V-I特性表达式,其中,PN结的伏安特性,IS反向饱和电流,VT温度的电压当量,且在常温下（T=300K）,当PN结的反向电压增加到一定数值时，反向电流突然快速增加，此现象称为PN结的反向击穿。

@#@,热击穿不可逆,3.2.4PN结的反向击穿,一、PN结的伏安方程,反向饱和电流10-8-10-14A,温度的电压当量,电子电量,玻尔兹曼常数1.38*10-23J/K,当T=300（27C）：

@#@,VT=26mV,3.3.2二极管的伏安特性,二、二极管的伏安特性,正向特性,Vth,死区电压,iD=0,Vth=0.5V,0.1V,（硅管）,（锗管）,VVth,iD急剧上升,0VVth,VD（on）=（0.60.8）V,硅管0.7V,（0.20.4）V,锗管0.3V,反向特性,IS,V（BR）,反向击穿,V（BR）V0,iD=IS,0.1A（硅）,几十A（锗）,VU（BR）,反向电流急剧增大,（反向击穿）,3.4.2二极管电路的简化模型分析方法,1.二极管V-I特性的建模,将指数模型分段线性化，得到二极管特性的等效模型。

@#@,（4）小信号模型,vs=0时,Q点称为静态工作点，反映直流时的工作状态。

@#@,vs=Vmsint时（VmVDD）,将Q点附近小范围内的V-I特性线性化，得到小信号模型，即以Q点为切点的一条直线。

@#@,过Q点的切线可以等效成一个微变电阻,即,根据,得Q点处的微变电导,则,常温下（T=300K）,（a）V-I特性（b）电路模型,（a）V-I特性（b）电路模型,

（2）主要特点：

@#@（a）正向特性同普通二极管（b）反向特性较大的I较小的U工作在反向击穿状态。

@#@在一定范围内，反向击穿具有可逆性。

@#@,

（一）稳压二极管,（3）主要参数稳定电压：

@#@Uz最小稳定电流：

@#@Izmin最大稳定电流：

@#@Izmax,

（1）结构：

@#@面接触型硅二极管,上一页,下一页,返回,下一节,上一节,（a）图形符号（b）伏安特性,30,3.5特殊二极管,湖南科技大学信息与电气工程学院,主讲:

@#@胡仕刚,第四章三极管及放大电路基础,半导体三极管的结构示意图如图所示。

@#@它有两种类型:

@#@NPN型和PNP型。

@#@,（a）NPN型管结构示意图（b）PNP型管结构示意图（c）NPN管的电路符号（d）PNP管的电路符号,三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。

@#@外部条件：

@#@发射结正偏集电结反偏,4.1.2放大状态下BJT的工作原理,1.内部载流子的传输过程,发射区：

@#@发射载流子集电区：

@#@收集载流子基区：

@#@传送和控制载流子（以NPN为例）,由于三极管内有两种载流子（自由电子和空穴）参与导电，故称为双极型三极管或BJT（BipolarJunctionTransistor）。

@#@,IC=InC+ICBO,IE=IB+IC,放大状态下BJT中载流子的传输过程,2.电流分配关系,根据传输过程可知,IC=InC+ICBO,通常ICICBO,IE=IB+IC,放大状态下BJT中载流子的传输过程,且令,2.电流分配关系,3.三极管的三种组态,共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。

@#@,共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示；@#@,共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；@#@,BJT的三种组态,三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。

@#@实现这一传输过程的两个条件是：

@#@

（1）内部条件：

@#@发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。

@#@

（2）外部条件：

@#@发射结正向偏置，集电结反向偏置。

@#@,4.1.3BJT的V-I特性曲线,iB=f（vBE）vCE=const,

（2）当vCE1V时，vCB=vCE-vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的vBE下IB减小，特性曲线右移。

@#@,

（1）当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。

@#@,1.输入特性曲线,（以共射极放大电路为例）,共射极连接,饱和区：

@#@iC明显受vCE控制的区域，该区域内，一般vCE0.7V（硅管）。

@#@此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。

@#@,iC=f（vCE）iB=const,2.输出特性曲线,输出特性曲线的三个区域:

@#@,截止区：

@#@iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。

@#@此时，vBE小于死区电压。

@#@,放大区：

@#@iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。

@#@此时，发射结正偏，集电结反偏。

@#@,4.1.3BJT的V-I特性曲线,

（1）集电极最大允许电流ICM,

（2）集电极最大允许功率损耗PCM,PCM=ICVCE,极限参数,4.1.4BJT的主要参数,V（BR）CEO基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。

@#@,在输出特性曲线上，作出直流负载线VCE=VCCiCRc，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ和ICQ。

@#@,在输入特性曲线上，作出直线，两线的交点即是Q点，得到IBQ。

@#@,4.3.1图解分析法,1.静态工作点的图解分析,根据vs的波形，在BJT的输入特性曲线图上画出vBE、iB的波形,2.动态工作情况的图解分析,根据iB的变化范围在输出特性曲线图上画出iC和vCE的波形,2.动态工作情况的图解分析,3.静态工作点对波形失真的影响,截止失真的波形,饱和失真的波形,3.静态工作点对波形失真的影响,4.3.2小信号模型分析法,1.BJT的H参数及小信号模型,建立小信号模型的意义,建立小信号模型的思路,当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。

@#@,由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。

@#@建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。

@#@,BJT的H参数及小信号模型,H参数的确定,rbe=rbb+（1+）re,其中对于低频小功率管rbb200,则,重点掌握固定偏流射极电路和分压式射极电路,4.4.2射极偏置电路,小信号模型等效电路法的步骤：

@#@,1.首先利用图解法或近似估算法确定放大电路的静态工作点Q。

@#@2.求出静态工作点处的微变等效电路参数和rbe。

@#@3.画出放大电路的微变等效电路。

@#@可先画出三极管的等效电路，然后画出放大电路其余部分的交流通路。

@#@4.列出电路方程并求解。

@#@,三种组态的特点及用途,共射极放大电路：

@#@电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。

@#@适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。

@#@共集电极放大电路：

@#@只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。

@#@在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。

@#@可用于输入级、输出级或缓冲级。

@#@共基极放大电路：

@#@只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。

@#@高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。

@#@,阻容耦合放大电路由于存在级间耦合电容、发射极旁路电容及三极管的结电容等，它们的容抗随频率变化，故当信号频率不同时，放大电路的输出电压相对于输入电压的幅值和相位都将发生变化。

@#@,频率特性,幅频特性：

@#@电压放大倍数的模|Au|与频率f的关系,相频特性：

@#@输出电压相对于输入电压的相位移与频率f的关系,Au（f）幅频特性,（f）相频特性,4.6放大电路的频率响应,通频带,f,|Au|,fL,fH,|Auo|,幅频特性,下限截止频率,上限截止频率,耦合、旁路电容造成。

@#@,三极管结电容、造成,O,4.7多级（组合）放大电路,基本放大电路,多级放大电路,一级,级间耦合：

@#@级与级之间的连接,耦合方式,直接耦合阻容耦合变压器耦合光电耦合,1.直接耦合,将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端称为直接耦合。

@#@,如图所示,4.7.1级间耦合方式,耦合方式有考点,二、直接耦合方式的优缺点,优点：

@#@低频特性好（可放大变化缓慢的信号）；@#@易于集成化。

@#@,缺点：

@#@Q点相互影响,电平偏移,存在零点漂移（简称零漂）现象,不便于分析、设计和调试。

@#@,适用场合：

@#@集成电路中。

@#@,2.阻容耦合,将前级的输出端通过电容接到后级的输入端称为阻容耦合。

@#@,缺点：

@#@低频特性差（不能放大变化缓慢的低频信号）；@#@,优点：

@#@Q点相互独立,适用场合：

@#@特殊需要的分立元件电路中。

@#@,便于分析、设计和调试。

@#@,不便于集成化。

@#@,3、变压器耦合,将前级的输出端通过变压器接到后级的输入端或负载电阻上称为变压器耦合。

@#@,优点：

@#@Q点相互独立,便于分析、设计和调试；@#@,能实现阻抗变换。

@#@,4.7.2多级（组合）放大电路的动态分析,n级放大电路交流等效电路的方框图,一、电压放大倍数,放大电路中，前一级的输出电压等于后一级的输入电压，即,即,注意,必须将后级输入电阻作为前级的负载电阻。

@#@,二、输入电阻,Ri=Ri1,三、输出电阻,Ro=Ron,第六章模拟集成电路,湖南科技大学信息与电气工程学院,主讲:

@#@胡仕刚,6.1.1BJT电流源电路,1.镜像电流源,T1、T2的参数全同,即12，ICEO1ICEO2,当BJT的较大时，基极电流IB可以忽略,IoIC2IREF,代表符号,6.1.1BJT电流源电路,1.镜像电流源,动态电阻,一般ro在几百千欧以上,6.2.1差分式放大电路的一般结构,2.有关概念,差模信号,共模信号,差模电压增益,共模电压增益,总输出电压,共模信号产生的输出,共模抑制比,反映抑制零漂能力的指标,6.2.1差分式放大电路的一般结构,2.有关概念,根据,有,共模信号相当于两个输入端信号中相同的部分差模信号相当于两个输入端信号中不同的部分,两输入端中的共模信号大小相等，相位相同；@#@差模信号大小相等，相位相反。

@#@,3.差分放大电路四种接法,双入双出单入单出单入双出单入单出,1.差分放大电路的任意输入信号都可以分解为一对共模信号和一对差模信号组合，因此单端输入的差分电路仍可看作双端输入时的工作状态。

@#@2.差分放大电路的差模电压放大倍数只与输出方式有关，而于输入方式无关，即输入方式无论是单端输入还是双端输入，只要是双端输出，差动放大电路的差模电压放大倍数就等于单管放大电路的电压放大倍数；@#@凡是单端输出，差动放大电路的差模电压放大倍数就只等于单管放大电路电压放大倍数的一半。

@#@,湖南科技大学信息与电气工程学院,主讲:

@#@胡仕刚,第七章放大电路中的反馈,7.1.1什么是反馈,将电子系统输出回路的电量（电压或电流），送回到输入回路的过程。

@#@,内部反馈,外部反馈,输出信号,反馈放大电路的输入信号,反馈信号,基本放大电路的输入信号（净输入信号）,7.1.1什么是反馈,反馈放大电路组成框图,反馈通路信号反向传输的渠道,开环无反馈通路,闭环有反馈通路,7.1.3正反馈与负反馈,正反馈：

@#@输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。

@#@,负反馈：

@#@输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。

@#@,从输出端看,从输入端看,正反馈：

@#@引入反馈后，使净输入量变大了。

@#@,负反馈：

@#@引入反馈后，使净输入量变小了。

@#@,净输入量可以是电压，也可以是电流。

@#@,7.1.3正反馈与负反馈,判别方法：

@#@瞬时极性法。

@#@即在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率（正斜率或负斜率，用“+”、“-”号表示）。

@#@,净输入量减小,净输入量增大,负反馈,正反馈,反馈通路,反馈通路,7.1.5电压反馈与电流反馈,电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定,电压反馈：

@#@反馈信号xf和输出电压成比例，即xf=Fvo电流反馈：

@#@反馈信号xf与输出电流成比例，即xf=Fio,并联结构,串联结构,7.1.5电压反馈与电流反馈,判断方法：

@#@负载短路法,将负载短路，反馈量仍然存在电流反馈。

@#@,将负载短路（未接负载时输出对地短路），反馈量为零电压反馈。

@#@,电压反馈,电流反馈,反馈通路,反馈通路,7.2负反馈放大电路的四种组态,7.2.2电压并联负反馈放大电路,7.2.3电流串联负反馈放大电路,7.2.4电流并联负反馈放大电路,7.2.1电压串联负反馈放大电路,反馈组态判断举例（交流）,信号源对反馈效果的影响,7.2.1电压串联负反馈放大电路,输入以电压形式求和（KVL）：

@#@vid=vi-vf,稳定输出电压,特点：

@#@,电压控制的电压源,7.2.2电压并联负反馈放大电路,输入以电流形式求和（KCL）：

@#@iid=ii-if,稳定输出电压,电流控制的电压源,特点：

@#@,7.2.3电流串联负反馈放大电路,输入以电压形式求和（KVL）：

@#@vid=vi-vf,稳定输出电流,电压控制的电流源,特点：

@#@,7.2.4电流并联负反馈放大电路,输入以电流形式求和（KCL）：

@#@iid=ii-if,稳定输出电流,电流控制的电流源,特点：

@#@,电压负反馈：

@#@稳定输出电压，具有恒压特性,串联反馈：

@#@输入端电压求和（KVL）,电流负反馈：

@#@稳定输出电流，具有恒流特性,并联反馈：

@#@输入端电流求和（KCL）,特点小结：

@#@,7.3负反馈放大电路增益的一般表达式,1.闭环增益的一般表达式,2.反馈深度讨论,3.环路增益,1.闭环增益的一般表达式,开环增益,反馈系数,闭环增益,因为,所以,已知,闭环增益的一般表达式,即,7.3负反馈放大电路增益的一般表达式,负反馈放大电路中各种信号量的含义,7.3负反馈放大电路增益的一般表达式,2.反馈深度讨论,一般负反馈,称为反馈深度,深度负反馈,正反馈,自激振荡,一般情况下，A和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影响时，Af、A和F分别用、和表示。

@#@,即,end,7.3负反馈放大电路增益的一般表达式,7.4负反馈对放大电路性能的影响,7.4.2减小非线性失真,7.4.3抑制反馈环内噪声,7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响,7.4.1提高增益的稳定性,负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。

@#@,串联负反馈,并联负反馈,电压负反馈,电流负反馈,特别注意表7.4.1的内容,增大输入电阻,减小输入电阻,减小输出电阻，稳定输出电压,增大输出电阻，稳定输出电流,7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响,end,7.5深度负反馈条件下的近似计算,1.深度负反馈的特点,2.举例,1.深度负反馈的特点,即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关,由于,则,又因为,代入上式,得,（也常写为xfxi）,净输入量近似等于零,由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚”的概念,输入量近似等于反馈量,（xid0）,1.深度负反馈的特点,串联负反馈，输入端电压求和,深度负反馈条件下xid=xi-xf0,虚短,虚断,虚短,虚断,并联负反馈，输入端电流求和,vid=iidri0,8.1功率放大电路的一般问题,2.功率放大电路提高效率的主要途径,1.功率放大电路的特点及主要研究对象,8.0功率放大电路概述,能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。

@#@,功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。

@#@,功放电路的要求：

@#@,一、主要技术指标,1.最大输出功率Pom,功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。

@#@是交流功率，表达式为PoIoUo。

@#@,最大输出功率是在电路参数确定的情况下，负载上可能获得的最大交流功率,2.转换效率,功率放大电路的最大输出功率与电源提供的直流功率之比。

@#@直流功率等于电源输出电流平均值及电压之积。

@#@,3.最大输出电压Vom,二、功率放大电路中的晶体管,在功率放大电路中，为使输出功率尽可能大，要求晶体管工作在极限应用状态。

@#@,选择功放管时，要注意极限参数的选择，还要注意其散热条件，使用时必须安装合适的散热片和各种保护措施。

@#@,三、功率放大电路的分析方法,采用图解法,四种工作状态,根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分,乙类：

@#@导通角等于180,甲类：

@#@一个周期内均导通,甲乙类：

@#@导通角大于180,丙类：

@#@导通角小于180,8.2射极输出器甲类放大的实例,简化电路,带电流源详图的电路图,8.3乙类双电源互补对称功率放大电路,8.3.2分析计算,8.3.1电路组成,8.3.3功率BJT的选择,8.3.1乙类双电源互补对称功率放大电路,1.电路组成,由一对NPN、PNP特性相同的互补三极管组成，采用正、负双电源供电。

@#@这种电路也称为OCL（OutputCapacitorless）互补功率放大电路。

@#@,2.工作原理,两个三极管在信号正、负半周轮流导通，使负载得到一个完整的波形。

@#@,3.分析计算,图解分析,3.分析计算,

（1）最大不失真输出功率Pomax,实际输出功率Po,因电压增益近似为1，当输入信号足够大，VCES很小时,使Vim=VomVCC时，可获得最大功率输出。

@#@,3.分析计算,单个管子在半个周期内的管耗,

（2）管耗PT,两管管耗,最大管耗与最大输出功率的关系：

@#@,因为：

@#@,令dPT1/dVom=0，,则：

@#@,即：

@#@当时，具有最大管子功耗。

@#@,选管依据之一,3.分析计算,（3）电源供给的功率PV,当,（4）效率,当,因为:

@#@,PT,（3）通过BJT的最大集电极电流为VCCRL，所选BJT的ICM一般不宜低于此值。

@#@,5、功率BJT的选择：

@#@,由上面的分析知，若想得到最大输出功率，BJT的参数必须满足下列条件：

@#@,

（1）每只BJT的最大允许管耗PCM必须大于PTlm0.2Pom；@#@,8.4甲乙类互补对称功率放大电路,8.4.2甲乙类单电源互补对称电路,8.4.1甲乙类双电源互补对称电路,8.4.1甲乙类双电源互补对称电路,乙类互补对称电路存在的问题,由于T1、T2管输入特性存在死区，所以输出波形在信号过零附近产生失真交越失真。

@#@原因：

@#@假设T1、T2的死区电压都是0.6V，那么在输入信号电压|Ui|0.6V期间，T1和T2截止，输出电压为零，得到如图所示失真了的波形，,8.4.1甲乙类双电源互补对称电路,1.静态偏置,可克服交越失真,2.动态工作情况,二极管等效为恒压模型,#在输入信号的整个周期内，两二极管是否会出现反向偏置状态？

@#@,理想二极管,设T3已有合适的静态工作点,8.4.1甲乙类双电源互补对称电路,VBE4可认为是定值（0.60.7V）,R1、R2不变时，VCE4也是定值，可看作是一个直流电源。

@#@,只要调节R1*、R2的比值，就可改变T1、T2的偏压。

@#@该方法在集成电路中常用到。

@#@,8.4.2甲乙类单电源互补对称电路,静态时，偏置电路使VKVCVCC/2（电容C充电达到稳态）。

@#@,end,当有信号vi时负半周T1导通，有电流通过负载RL，同时向C充电,正半周T2导通，则已充电的电容C通过负载RL放电。

@#@,只要满足RLCT信，电容C就可充当原来的VCC。

@#@,计算Po、PT、PV和PTm的公式必须加以修正，以VCC/2代替原来公式中的VCC。

@#@,湖南科技大学信息与电气工程学院,主讲:

@#@胡仕刚,第九章信号处理与信号产生电路,9.1滤波电路的基本概念与分类,1.基本概念,滤波器：

@#@是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。

@#@,有源滤波器：

@#@由有源器件构成的滤波器。

@#@,滤波电路传递函数定义,时，有,其中,模，幅频响应,相位角，相频响应,群时延响应,9.1滤波电路的基本概念与分类,2.分类,低通（LPF）,高通（HPF）,带通（BPF）,带阻（BEF）,全通（APF）,end,1）按电路功能分类,9.1滤波电路的基本概念与分类,9.5正弦波振荡电路的振荡条件,正反馈放大";i:

3;s:

8734:

"为什么在同质结LED中，应该使电子注入电流尽量大，空穴注入电流尽量小，或者说用P区作为出光区，而在异质结LED中，并不需要这样做？

@#@,2.2节思考题1:

@#@,同质结LED为提高注入效率，应采用P区作为出光区，使电子注入电流尽量大，空穴注入电流尽量小；@#@在异质结LED中，N区和P区分别向有源区注入电子和空穴，且有源区两边异质结的势垒可限制注入该区的两种载流子；@#@电子和空穴复合产生的光子，无论从P区还是N区出射，都不会被吸收，因此并不局限在以P区作为出光区。

@#@,同质结LED的注入效率：

@#@,思考题2:

@#@,与普通的面发射LED相比较，为什么边辐射LED与光纤之间的耦合效率更高？

@#@,对于普通面发射LED，由于在水平和垂直方向都没有限制，因此其水平和垂直方向的散射角都为120；@#@而对于边发射LED，虽然平行于结平面方向没有限制，水平散射角虽仍是120；@#@但在垂直于结平面方向对光有限制，其垂直散射角是30，因此边辐射LED与光纤之间的耦合效率更高。

@#@,P-N+型同质结构成的LED，参数如下。

@#@计算其注入效率。

@#@,【习题2.1】,【解】少子浓度为,扩散长度为：

@#@,注入效率为：

@#@,【习题2.2】一个LED，正常工作情况下其有源区载流子的辐射复合寿命为2ns，非辐射复合寿命为5ns，求此LED的3dB截止带宽。

@#@,【解】,【习题2.3】P-N+型同质结构成的LED，参数与习题2.1相同，其产生光功率为1mW，器件横截面积为1mm2，辐射效率为20%。

@#@求正向偏置电压。

@#@（工作温度300K）,【解】,【习题2.4】在GaAs-LED外加圆形电介质罩，光束由LED向电介质罩出射时，在界面的反射率为10%，计算此电介质罩材料的折射率。

@#@,电介质罩材料的折射率n,从半导体材料到电介质罩的反射率R为,【解】,【习题2.5】GaAs材料制作的P-N+同质结LED，器件参数如下。

@#@请计算：

@#@

（1）总量子效率；@#@

（2）单位时间内产生的光子数；@#@（3）注入电流。

@#@,

（1）总量子效率；@#@,

（2）单位时间内产生的光子数,（3）注入电流,或,【解】,【习题2.6】GaAs材料的LED，输出功率为5mW，横截面积100um2，器件出光效率为0.2，载流子的辐射复合寿命为5ns。

@#@器件的非辐射复合忽略不计，注入效率为1。

@#@计算有源层厚度是多少。

@#@,（题目中取n=1018cm-3）,【解】,2.3节思考题:

@#@1.激光器的基本结构由哪几部分组成？

@#@半导体激光器有什么突出特点？

@#@,激光器的基本组成部分:

@#@,增益介质谐振腔泵浦源,结构很紧凑，避免了外加谐振腔可能产生的机械不稳定性；@#@半导体激光器的驱动电源也较简单，需要的电流、电压均很小，因此工作较方便和安全。

@#@,优点：

@#@,2.什么是半导体激光器的阈值条件?

@#@,阈值条件：

@#@,光子在谐振腔内往返一次，不产生损耗而能维持稳定的振荡或形成稳定的驻波。

@#@,3.光子在腔内形成稳定振荡的阈值振幅条件和相位条件。

@#@,阈值振幅条件,相位条件,4.阈值增益的计算，如何降低激光器的阈值增益？

@#@,阈值增益：

@#@,尽量减少光子在介质内部损耗、适当增加增益介质的长度和对非输出面镀以高反射膜。

@#@,降低LD的阈值增益：

@#@,5.激光器的纵模间隔是多少？

@#@,纵模波长间隔,纵模频率间隔,忽略色散：

@#@,（2.4节）1为什么同质结激光器不能在室温下连续工作？

@#@为什么其光场分布相对于结平面不对称分布？

@#@,

（1）同质结LD有源区的厚度主要由p区电子的扩散长度所决定；@#@而它是随温度的增加而增加的，室温时的Ln可达5微米。

@#@在如此厚的有源区内实现粒子数反转，需要大的注入载流子浓度；@#@在一个Ln范围内产生的受激辐射光子，无限制地向两边扩展；@#@所以，同质结LD阈值电流密度高，而且随温度发生剧烈变化。

@#@同质结室温下的阈值电流密度高达104A/cm2量级，只能在液氮温度下才能连续工作；@#@

（2）结附近存在一个很小的折射率台阶，引起一个很弱的光波导效应，但由于电子有比空穴高的迁移率因而有大的扩散长度，所以同质结半导体激光器的有源区偏向p区一侧。

@#@,作业:

@#@教材138页第1-3题,答：

@#@,答：

@#@

（1）由于有源层侧向尺寸减少，光场分布对称性增加；@#@

（2）因为在侧向对电子和光场也有限制，有利于减少激光器的阈值电流和工作电流；@#@（3）由于有源层被埋在导热性能良好的无源晶体中，减少了激光器的热阻，有利于提高激光器的热稳定性。

@#@（4）由于有源区面积小，有源层缺陷少。

@#@同时，除解理面外，有源区与外界隔离，有利于提高器件的稳定性与可靠性。

@#@（5）由于有源层侧向尺寸减少，有利于改善侧向模式。

@#@,（2.5节）2条形半导体激光器有哪些优点？

@#@为什么？

@#@,（2.5节）3在条形半导体激光器中测向电流扩展和侧向载流子扩散在物理概念上有何不同？

@#@如何减少这两种影响？

@#@,答：

@#@电流与载流子的侧向扩展都是载流子运动的结果，但前者是pn结间多数载流子在电场作用下侧向的漂移运动，而后者是注入的非平衡少数载流子由中心向两侧所形成的浓度梯度使其产生侧向扩散。

@#@为减少侧向电流扩展，必须形成良好的电流通道。

@#@可用质子轰击或氧注入的方法在所需的电流通道区两侧形成高阻区；@#@也可用深锌扩散的方法使所需的电流通道区相对于两侧形成低阻区，更有效的方法是采用反向pn结阻止电流的扩展。

@#@为防止载流子的侧向扩散，可采取以下措施：

@#@

（1）限制注入电流的侧向扩展；@#@

（2）在有源区两侧侧用pn同质结势垒限制载流；@#@（3）在侧向用异质结对载流子的侧向扩散进行限制。

@#@,（2.4节）1、描述单异质结半导体激光器的结构。

@#@解释说明其相对于同质结的优越性。

@#@并说明其缺点。

@#@,答：

@#@单异质结半导体激光器由一个同质结和一个异质结构成，有源层（p-GaAs）被夹在（n-GaAs）和宽带隙材料（P-GaAlAs）之间。

@#@从n-GaAs注入p-GaAs的电子就会受到p-GaAs/P-GaAlAs异质结势垒的限制，在同样的注入速率下，这将使有源层积累的非平衡少数载流子浓度增加；@#@同时异质结两边材料的折射率差所形成的光波导效应，限制了有源区中所激发的光子从横向逸出该异质结而损失掉；@#@单异质结已使激光器的阈值电流密度比同质结激光器低一个数量级。

@#@pn同质结对注入有源层的空穴向n区扩散没有限制，同时对光子也只有很弱的光波导效应。

@#@因此，为了达到粒子数反转所需的载流子浓度，仍需在n区重掺杂（341018/cm3）,作业:

@#@补充1-3题,（2.4节）2、描述双异质结半导体激光器的结构。

@#@并简要说明其优点。

@#@,答：

@#@双异质结半导体激光器的结构：

@#@有源层p-GaAs被夹在宽带隙材料P-GaAlAs和N-GaAlAs之间。

@#@优点：

@#@由于利用双异质结对载流子和光子的限制作用加强，阈值电流密度比单异质结结构下降了近一个数量级；@#@双异质结结构上的对称性，带来了折射率和光强分布的对称性。

@#@,（2.4节）3、目前对异质结半导体LD的研究主要集中在哪些方面？

@#@,答：

@#@

（1）提高激光器工作寿命，研究激光器性能退化和失效的机理，提高激光器长期工作的稳定性与可靠性，发展各种条形结构的激光器，降低阈值电流。

@#@

（2）扩展半导体激光器的工作波段。

@#@（3）压缩半导体激光器输出光谱宽度（线宽）和适用在高速调制下的单纵模工作（即动态单纵模）。

@#@（4）提高半导体激光器的输出功率和输出光束的相干性，使光子从信息领域扩展到以光子为能量载体的材料加工领域。

@#@,2.5-4、条形激光器按在侧向的波导机构可以分为那两类？

@#@有什么区别？

@#@,答：

@#@条形激光器按它们在侧向的波导机构分为两类，即增益波导与折射率波导。

@#@增益波导是半导体芯片纵向中心区域内形成一注入电流的通道，使有源层中心部分的增益（或复介电常数的虚部）高于其两侧；@#@侧向折射率波导是由有源层与其两侧材料的折射率差来实现的。

@#@,";i:

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1647:

"主要内容链接,3.6放大电路的工作点稳定问题1.影响静态工作点的因素2.射极偏置电路（自偏置电路）,1.影响静态工作点的因素电源电压的改变晶体管老化引起管子参数变化温度变化2.射极偏置电路放大电路的Q点主要由IB确定，这个电流称为偏置电流，简称偏流，而获得偏流的电路叫做偏置电路。

@#@,3.6放大电路的工作点稳定问题（教材3.5节内容）,

（1）射极偏置电路电路图,射极偏置电阻,Rb1、Rb2构成分压器,

（2）稳定静态工作点的原理,通过Rb1、Rb2固定基极电位；@#@通过Re将IC的变化反馈给基极发射极回路,（3）有关电路的计算,计算电路的Q点、电压增益、输入和输出电阻,（a）计算Q点参数,（b）计算电压增益,（c）计算输入电阻,Re折算到rbe支路的等效电阻,（d）计算输出电阻1,（e）计算输出电阻2,（4）射极偏置电路的改进,射极偏置电路中Re的引入虽然稳定了静态工作点，但使电压增益下降，为此引入射极旁路电容，使电压增益保持不变。

@#@,带射极旁路电容的射极偏置电路,射极旁路电容,电源电压变化对Q点的影响,返回,温度变化会引起管子参数变化，例如温度上升会导致：

@#@输入特性曲线左移ICBO增大增大,温度变化对Q点的影响,返回,输入特性曲线左移对Q点的影响,ICBO增大对Q点的影响,ICBO上升，引起IC增大，输出特性曲线整体上移，Q点上移,增大对Q点的影响,返回,0.1mA,0.2mA,电阻折算,返回,折算前后电阻上的压降应保持不变,作业,146页：

@#@3.5.1,";}