内容发布更新时间 : 2024/12/30 0:15:46星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第1章 绪 论
1.1 教 学 要 求
本章是模拟电子技术课程教学的开篇，旨在让学生对这门课程的发展历程、课程内容、特点和学习方法进行了解，以唤醒学生的学习兴趣，激发学生的学习欲望。
1.2 基 本 概 念
1. 信号及其分类
信号是携带信息的载体，可以分为模拟信号和数字信号两大类。模拟信号是指在时间上和幅度上均具有连续性的信号，从宏观上看，我们周围的大多数物理量都是时间连续、数值连续的变量，如压力、温度及转速等。这些变量通过相应的传感器都可转换为模拟信号。数字信号是指幅度随时间不连续变化的、离散的信号，如电报码和用电平的高与低表示的二值逻辑信号等。
2. 电子线路及其分类
用于产生、传输和处理模拟信号的电子电路称为模拟电路，如放大电路、滤波电路、电压/电流变换电路等，典型设备有收音机、电视机、扩音机等；用于产生、传输和处理数字信号的电子电路称为数字电路，典型设备是电子计算机等。模拟电路和数字电路统称为电子线路。目前，模拟电路和数字电路的结合越来越广泛，在技术上正趋向于把模拟信号数字化，以获取更好的效果，如数码相机、数码电视机等。
3. 电子技术及其分类
电子技术是研究电子器件、电子电路和电子系统及其应用的科学技术，可分为模拟电子技术和数字电子技术。研究模拟电路的电子技术就是模拟电子技术，研究数字电路的电子技术就是数字电子技术。
4. 电子管
电子管就是一个特殊的灯泡，不过除灯丝以外，还有几个“极”，里面的灯丝与极都有连线与各自的管脚相连。最简单的电子管是二极管，它有两个极(阴极和阳极，有的灯丝还兼作阴极)，其中，阴极有发射电子的作用，阳极有接收电子的作用。二极管具有单向导电的特性，可用作整流和检波。在二极管的基础上增加一个栅极就成了电子三极管，栅极
能控制电流，栅极上很小的电流变化，都会引起阳极很大的电流变化，所以，电子三极管有放大作用。
5. 晶体管和集成电路
1) 晶体管
通俗地说，晶体管是半导体做的固体电子元件。像金、银、铜、铁等金属，它们导电性能好，叫做导体。木材、玻璃、陶瓷、云母等不易导电，叫做绝缘体。导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，叫半导体。晶体管就是用半导体材料制成的，这类材料中最常见的便是锗和硅两种。晶体管的出现是电子技术之树上绽开的一朵绚丽多彩的奇葩。
与电子管相比，晶体管具有诸多优越性：①晶体管的构件是没有消耗的；②晶体管消耗电子极少，仅为电子管的十分之一或几十分之一；③晶体管不需预热，一开机就工作；④晶体管结实可靠，比电子管可靠100倍，耐冲击、耐振动。
2) 集成电路
集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及连线，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，便成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体。
集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高、性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工用、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到了广泛的应用，同时在军事、通信、遥控等方面也得到了广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度可比晶体管提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。
1.3 学习方法指导
第1章属于综述类型，是本课程的开篇。在学习本章时，主要了解电子技术的作用、功能与发展阶段及各发展阶段的特点。
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第1章 FPGA及其硬件描述语言VHDL
第2章 二极管及其电路
2.1 教 学 要 求
半导体二极管是模拟电路的基本构件之一，在学习电子电路之前，必须对它的结构、工作原理、特性及其应用有充分的了解。本章教学要求如下。
(1) 理解半导体中两种载流子——电子和空穴的物理意义。理解N型和P型半导体的物理意义及PN结的形成机理。
(2) 熟练掌握PN结的单向导电性，理解PN结的伏安特性方程的物理意义。
(3) 掌握半导体二极管的特性及主要参数，熟练掌握半导体二极管的模型对基本应用电路的分析。
(4) 掌握稳压管的特性及主要参数，以及稳压管构成的稳压电路。
2.2 基 本 概 念
1. 半导体的基本知识
半导体是一种导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。它的导电能力与温度、光照和掺杂浓度有关。
1) 本征半导体
硅(Si)和锗(Ge)是具有四个共价键结构的半导体材料，如图2.1所示。
纯净且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。在一定的温度下，本征半导体内最重要的物理现象是本征激发(又称热激发或产生)，如图2.2所示。本征激发产生两种带电性质相反的载流子——自由电子和空穴。温度越高，本征激发越强。
图2.1 本征硅或锗的晶体结构 图2.2 本征激发产生自由电子空穴对
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