《医学电子仪器原理与技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 放大器的基本原理 第一节 晶体二极管 第二节 晶体三极管

第二章放大器的基本原理 医学信号往往很微弱,需通过不失真地 放大后,才能进行测量、显示和记录 本章介绍放大电路中的元器件,如PN 结,晶体二极管、稳压管、晶体三极管的基 本原理、主要参数,然后介绍用图解法和微 变等效电路法分析交流小信号电压放大器原 理及简单的参数计算,最后简要介绍场效应 管的基本原理及其放大电路

第二章 放大器的基本原理 医学信号往往很微弱，需通过不失真地 放大后，才能进行测量、显示和记录。 本章介绍放大电路中的元器件，如PN 结，晶体二极管、稳压管、晶体三极管的基 本原理、主要参数，然后介绍用图解法和微 变等效电路法分析交流小信号电压放大器原 理及简单的参数计算，最后简要介绍场效应 管的基本原理及其放大电路

主要内容 ■第一节晶体二极管 ■第二节晶体三极管 第三节基本放大电路 第四节放大器的主要性能指标 第五节多级放大器 第六节场效应管放大器

◼第一节 晶体二极管 ◼第二节 晶体三极管 ◼第三节 基本放大电路 ◼第四节 放大器的主要性能指标 ◼第五节 多级放大器 ◼第六节 场效应管放大器 主要内容

第一节晶体二极管 半导体的导电特性 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间, 如硅、锗、砷化物和硫化物等材料。分为本征 半导体和杂质半导体。 1.本征半导体 纯净的半导体( semiconductor)称为本征 半导体。如经过提纯的硅、锗等

第一节 晶体二极管 一. 半导体的导电特性 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间， 如硅、锗、砷化物和硫化物等材料。分为本征 半导体和杂质半导体。 1. 本征半导体 纯净的半导体（semiconductor)称为本征 半导体。如经过提纯的硅、锗等

每个原子的外层有四个价 电子,与相邻原子的价电子 组成共价键。 新的 在绝对零度时,价电子处 空穴 于稳定状态,纯净的半导体 共价键 中基本上没有自由电子。 空穴人s)价电子 在常温300下,由于热运)自地于 动,少数价电子挣脱共价键 的束缚成为自由电子,在原 图2-1本征半导体 处留下的空位称为空穴,形 成电子空穴对

◼每个原子的外层有四个价 电子，与相邻原子的价电子 组成共价键。 ◼在绝对零度时，价电子处 于稳定状态，纯净的半导体 中基本上没有自由电子。 ◼在常温(300K)下，由于热运 动，少数价电子挣脱共价键 的束缚成为自由电子，在原 处留下的空位称为空穴，形 成电子-空穴对

自由电子和空穴都可以在半导体中自由移 动 空穴的移动方式是:有空穴的原子把相 邻原子中的价电子吸引过来,填补这个空穴, 同时在这个相邻原子中就出现一个新的空穴。 有空穴的原子缺少一个价电子,带有正电荷, 所以空穴的移动像一个正电荷在移动。 在外电场的作用下,自由电子和空穴均 能形成定向运动,构成电流。从这个意义上 讲,自由电子和空穴都称为载流子

自由电子和空穴都可以在半导体中自由移 动。 空穴的移动方式是：有空穴的原子把相 邻原子中的价电子吸引过来，填补这个空穴， 同时在这个相邻原子中就出现一个新的空穴。 有空穴的原子缺少一个价电子，带有正电荷， 所以空穴的移动像一个正电荷在移动。 在外电场的作用下，自由电子和空穴均 能形成定向运动，构成电流。从这个意义上 讲，自由电子和空穴都称为载流子

2杂质半导体 在本征半导体里,由于共价键的束缚, 自由电子与空穴的数目很少,因而导电能 力很差。 要提高半导体的导电能力,必须在本征 半导体中掺入其它少量合适的元素。这些元 素对半导体基体而言,叫做杂质。掺有杂质 的半导体叫做杂质半导体。它分为N型 ( negative type)半导体和P型( positive type)半 导体两种类型

2.杂质半导体 在本征半导体里，由于共价键的束缚， 自由电子与空穴的数目很 少，因而导电能 力很差。 要提高半导体的导电能力，必须在本征 半导体中掺入其它少量合适的元素。这些元 素对半导体基体而言，叫做杂质。掺有杂质 的半导体叫做杂质半导体。它分为N型 (negative type)半导体和P型(positive type)半 导体两种类型

(1)N型半导体 在纯净半导体中掺入 少量5价元素(如磷、砷 等)。可使半导体内的自 由电子浓度大大提高,导 电能力增强。 Si)施主原子 自由电子(Si 在这类半导体中,自 由电子是主要载流子,浓 度远大于空穴。自由电子 被称为多数载流子(多 图22N型半导体 子),而空穴则为少数载 流子(少子)

(1) N型半导体 在纯净半导体中掺入 少量5价元素（如磷、砷 等）。可使半导体内的自 由电子浓度大大提高，导 电能力增强。 在这类半导体中，自 由电子是主要载流子，浓 度远大于空穴。自由电子 被 称 为 多 数 载 流 子 （ 多 子），而空穴则为少数载 流子（少子）

N型半导体 硅原子 4+4·(+4·电子空穴对 自由电子 多余电子 N型半导体 +4)·9+5°(+ 磷原子 ●(+4)●(+4 +4 G(° 多数载流子—自由电子 少数载流子—空穴

N型半导体 多余电子 磷原子 硅原子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +5 多数载流子——自由电子 少数载流子——空穴 + + + + + + + + + + + + N型半导体 电子空穴对 自由电子

(2)P型半导体 在纯净半导体中掺入 少量3价元素(如硼、铝 等)。可使半导体内的空 Si 穴浓度大大提高,导电能 力增强。 Si 空穴(B上受主原子Si 在这类半导体中,空 Si 穴是主要载流子,浓度远 大于自由电子。空穴被称 因2-3P型半导体 为多子,而自由电子则为 少子

(2) P型半导体 在纯净半导体中掺入 少量3价元素（如硼、铝 等）。可使半导体内的空 穴浓度大大提高，导电能 力增强。 在这类半导体中，空 穴是主要载流子，浓度远 大于自由电子。空穴被称 为多子，而自由电子则为 少子

P型半导体 电子空穴对 硅原子 空穴 +4)°°(+4)·●(+4) P型半导体 空穴 (+c34 硼原子 (+4)o(+4)p(+4)° 多数载流子—空穴 少数载流子—自由电子

P型半导体 空穴 硼原子 硅原子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +3 +4 +4 多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 － － － － － － － － － － － － P型半导体 空穴 电子空穴对