模電總結(jié)復(fù)習(xí)資料

第二章半導(dǎo)體二極管一.半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)1.半導(dǎo)體---導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)(如硅Si、鍺Ge)。2.特性---光敏、熱敏和摻雜特性。3.本征半導(dǎo)體----純凈的具有單晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。4.兩種載流子----帶有正、負(fù)電荷的可移動(dòng)的空穴和電子統(tǒng)稱為載流子。5.雜質(zhì)半導(dǎo)體----在本征半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)形成的半導(dǎo)體。體現(xiàn)的是半導(dǎo)體的摻雜特性。*P型半導(dǎo)體:在本征半導(dǎo)體中摻入微量的三價(jià)元素（多子是空穴，少子是電子）。*N型半導(dǎo)體:在本征半導(dǎo)體中摻入微量的五價(jià)元素（多子是電子，少子是空穴）。6.雜質(zhì)半導(dǎo)體的特性*載流子的濃度---多子濃度決定于雜質(zhì)濃度，少子濃度與溫度有關(guān)。*體電阻---通常把雜質(zhì)半導(dǎo)體自身的電阻稱為體電阻。7.PN結(jié)*PN結(jié)的接觸電位差---硅材料約為0.6~0.8V，鍺材料約為0.2~0.3V。*PN結(jié)的單向?qū)щ娦?--正偏導(dǎo)通，反偏截止。8.PN結(jié)的伏安特性二.半導(dǎo)體二極管*單向?qū)щ娦?-----正向?qū)?，反向截止?二極管伏安特性----同ＰＮ結(jié)。*正向?qū)▔航?-----硅管0.6~0.7V，鍺管0.2~0.3V。*死區(qū)電壓------硅管0.5V，鍺管0.1V。3.分析方法------將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低:若V陽(yáng)>V陰(正偏)，二極管導(dǎo)通(短路);若V陽(yáng)<V陰(反偏)，二極管截止(開路)。例題:習(xí)題2-4穩(wěn)壓二極管及其穩(wěn)壓電路*穩(wěn)壓二極管的特性---正常工作時(shí)處在PN結(jié)的反向擊穿區(qū)，所以穩(wěn)壓二極管在電路中要反向連接。穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動(dòng)，或其它原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí)，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。例題:2-5,R的作用是限流電阻,限制二極管流過(guò)的電流習(xí)題2-6,2-7,2-8第三章三極管及其基本放大電路一.三極管的結(jié)構(gòu)、類型及特點(diǎn)1.類型---分為NPN和PNP兩種。2.特點(diǎn)---基區(qū)很薄，且摻雜濃度最低；發(fā)射區(qū)摻雜濃度很高，與基區(qū)接觸面積較??；集電區(qū)摻雜濃度較高，與基區(qū)接觸面積較大。二.三極管的工作原理1.三極管的三種基本組態(tài)2.三極管內(nèi)各極電流的分配*共發(fā)射極電流放大系數(shù)(表明三極管是電流控制器件式子稱為穿透電流。三極管極間的電流關(guān)系為：IE=IC+IB3.共射電路的特性曲線*輸入特性曲線---同二極管。*輸出特性曲線飽和區(qū)---發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏(飽和管壓降，用UCES表示)放大區(qū)---發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。截止區(qū)---發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。三.基本放大電路組成及其原則1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。三極管T——起放大作用負(fù)載電阻RC、RL——將變化的集電極電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。偏置電路EC、Rb——使三極管有一個(gè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，從而工作在線性放大區(qū)。耦合電容C1、C2——隔直，通交。2.組成原則----能放大、不失真、能傳輸。四.放大電路的解析分析法1.直流通路與靜態(tài)分析*概念---直流電流通的回路。*畫法---電容視為開路。*作用---確定靜態(tài)工作點(diǎn)Si管：UBEQ=0.6V~0.7VGe管:UBEQ=0.2V~0.3V2.交流通路與動(dòng)態(tài)分析*概念---交流電流流通的回路*畫法---電容視為短路,理想直流電壓源視為短路。*作用---分析信號(hào)被放大的過(guò)程。3.靜態(tài)工作點(diǎn)與非線性失真（1）截止失真*產(chǎn)生原因---Q點(diǎn)設(shè)置過(guò)低*失真現(xiàn)象---NPN管削頂，PNP管削底。*消除方法---減小Rb，提高Q。（2）飽和失真*產(chǎn)生原因---Q點(diǎn)設(shè)置過(guò)高*失真現(xiàn)象---NPN管削底，PNP管削頂。*消除方法---增大Rb、減小Rc、增大VCC。五.低頻小信號(hào)等效模型（簡(jiǎn)化）hie---輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻，hfe---輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比，常用β表示；六.放大電路的等效電路法靜態(tài)分析（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估算（2）Q點(diǎn)在放大區(qū)的條件欲使Q點(diǎn)不進(jìn)入飽和區(qū)，應(yīng)滿足RB＞βRc。放大電路的動(dòng)態(tài)分析*放大倍數(shù)*輸入電阻*輸出電阻分壓式穩(wěn)定工作點(diǎn)共射偏置電路1．靜態(tài)分析2．動(dòng)態(tài)分析(1)若沒(méi)有旁路電容*電壓放大倍數(shù)輸入電阻*輸出電阻(2)若有旁路電容*電壓放大倍數(shù)輸入電阻*輸出電阻習(xí)題3-8八.共集電極基本放大電路1．靜態(tài)分析2．動(dòng)態(tài)分析*電壓放大倍數(shù)*輸入電阻*輸出電阻3.電路特點(diǎn)*電壓放大倍數(shù)為正，且略小于1，稱為射極跟隨器，簡(jiǎn)稱射隨器。*輸入電阻高，輸出電阻低。習(xí)題3-10,3-13九.多級(jí)放大電路極間耦合方式:變壓器耦合\阻容耦合\直接耦合\光電耦合(1).輸入電阻法:將后一級(jí)的輸入電阻作為前一級(jí)的負(fù)載。即將第二級(jí)的輸入電阻與第一級(jí)集電極負(fù)載電阻并聯(lián)。(2).開路電壓法:將后一級(jí)與前一級(jí)開路，計(jì)算前一級(jí)的開路電壓增益和輸出電阻，并將其作為信號(hào)源內(nèi)阻加以考慮，共同作用到后一級(jí)的輸入端。(即將前一級(jí)輸出電阻看成后一級(jí)的信號(hào)源內(nèi)阻)例:見課件習(xí)題3-14，3-153-15電路如題3-15圖所示。已知兩管參數(shù)相同，。（1）畫出放大電路的h參數(shù)等效電路。（2）求中頻電壓增益、輸入電阻及輸出電阻。圖3-15放大電路的h參數(shù)等效電路如圖3-15（a）圖3-15（a）第四章場(chǎng)效應(yīng)管及其基本放大電路

一.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）

1.結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào)2.輸出特性曲線（可變電阻區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)、擊穿區(qū)）轉(zhuǎn)移特性曲線

UP-----截止電壓二.絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）分為增強(qiáng)型（EMOS）和耗盡型（DMOS）兩種。結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào)2.特性曲線*N-EMOS的輸出特性曲線*N-EMOS的轉(zhuǎn)移特性曲線式中，IDO是UGS=2UT時(shí)所對(duì)應(yīng)的iD值。*N-DMOS的輸出特性曲線注意：uGS可正、可零、可負(fù)。轉(zhuǎn)移特性曲線上iD=0處的值是夾斷電壓UP，此曲線表示式與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一致。三.場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)1.漏極飽和電流IDSS2.夾斷電壓Up3.開啟電壓UT4.直流輸入電阻RGS5.低頻跨導(dǎo)gm(表明場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件)四.場(chǎng)效應(yīng)管的小信號(hào)等效模型E-MOS的跨導(dǎo)gm--- 五.共源極基本放大電路1.自偏壓式偏置放大電路*靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析若帶有Cs，則2.分壓式偏置放大電路*靜態(tài)分析*動(dòng)態(tài)分析若源極帶有Cs，則六.共漏極基本放大電路*靜態(tài)分析或*動(dòng)態(tài)分析習(xí)題4-6第五章放大電路的頻率響應(yīng)一.頻率響應(yīng)特性的描繪—波特圖頻率響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)形式畫波特圖的一般步驟：1、寫出標(biāo)準(zhǔn)式：找常數(shù)項(xiàng)2、畫出各個(gè)零、極點(diǎn)的漸近線3、合成波形將零點(diǎn)與極點(diǎn)的影響累加起來(lái)，即可得到總的幅頻特性經(jīng)過(guò)一個(gè)零點(diǎn)，斜率增加20dB/十倍頻經(jīng)過(guò)一個(gè)極點(diǎn)，斜率減小20dB/十倍頻一階零點(diǎn)產(chǎn)生正相移，最大相移角+900一階極點(diǎn)產(chǎn)生負(fù)相移，最大相移角-900例:解:1.A=105,20lgA=20lg105=100dB2.存在三個(gè)極點(diǎn)104、106和107，分別畫出三個(gè)極點(diǎn)的漸近線3.合成波形，進(jìn)行斜率累加。例題:電路中頻增益60db,高頻截頻和低頻截頻為下降到原來(lái)增益的0.707倍或中頻增益下降3db,即增益為57db時(shí)的頻率值.低頻截頻約為10hz,高頻截頻為104hz,帶寬bw=104hz習(xí)題5-2,第六章負(fù)反饋放大電路反饋概念的建立Af=A/(1+AB)=1/F＊開環(huán)放大倍數(shù)－－－Ａ＊閉環(huán)放大倍數(shù)－－－Ａf＊反饋深度－－－１＋ＡB＊環(huán)路增益－－－ＡB：1．當(dāng)ＡB＞０時(shí)，Ａｆ下降，這種反饋稱為負(fù)反饋。2．當(dāng)ＡB＝０時(shí)，表明反饋效果為零。3．當(dāng)ＡB＜０時(shí)，Ａｆ升高，這種反饋稱為正反饋。4．當(dāng)ＡB＝－１時(shí)，Ａf→∞。放大器處于“自激振蕩”狀態(tài)。二．反饋的形式和判斷1.反饋的范圍----本級(jí)或級(jí)間。2.反饋的性質(zhì)----交流、直流或交直流。直流通路中存在反饋則為直流反饋，交流通路中存在反饋則為交流反饋，交、直流通路中都存在反饋則為交、直流反饋。3.反饋的取樣----電壓反饋：反饋量取樣于輸出電壓；具有穩(wěn)定輸出電壓的作用。（輸出短路時(shí)反饋消失）電流反饋：反饋量取樣于輸出電流。具有穩(wěn)定輸出電流的作用。（輸出短路時(shí)反饋不消失）4.反饋的方式-----并聯(lián)反饋：反饋量與原輸入量在輸入電路中以電流形式相疊加。Rs越大反饋效果越好。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相同電極）串聯(lián)反饋：反饋量與原輸入量在輸入電路中以電壓的形式相疊加。Rs越小反饋效果越好。反饋信號(hào)反饋與輸入信號(hào)不同電極）5.反饋極性-----瞬時(shí)極性法：瞬時(shí)極性法：設(shè)定信號(hào)輸入端的瞬時(shí)極性，沿反饋回路（A入?A出?B入?B出）標(biāo)定瞬時(shí)極性,若Xf的極性使得凈輸入信號(hào)增大則為正反饋；否則為負(fù)反饋。三.負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性擴(kuò)展頻帶減小非線性失真及抑制干擾和噪聲改變放大電路的輸入、輸出電阻*串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加1+AF倍*并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小1+AF倍*電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小1+AF倍*電流負(fù)反饋使輸出電阻增加1+AF倍四．負(fù)反饋放大器的分析方法-----方框圖分析法基本思想：將負(fù)反饋放大器分為基本放大器A和反饋網(wǎng)絡(luò)B;求得基本放大器參數(shù);再考慮負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響，即可求得負(fù)反饋放大器的相應(yīng)參數(shù)（如Af、Rif、Rof）。分析步驟：1.判斷反饋組態(tài)；2.畫基本放大器電路（需考慮反饋網(wǎng)絡(luò)B對(duì)基本放大電路輸入、輸出的負(fù)載作用）3.由基放電路求A?、Ri、Ro、B?等；4.求F=(1+A?S0B?)；5.求負(fù)反饋放大器的參數(shù)（Avf、Rif’、Rof’）?；痉糯笃麟娐返漠嫹ǎ?.求B網(wǎng)絡(luò)對(duì)基本放大器輸入回路的負(fù)載作用時(shí)：凡電壓反饋，令Uo=0，從輸入端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。凡電流反饋，令I(lǐng)o=0，從輸入端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。2.求B網(wǎng)絡(luò)對(duì)基本放大器輸出回路的負(fù)載作用時(shí)：凡串聯(lián)反饋，令I(lǐng)i=0，從輸出端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。凡并聯(lián)反饋，令Ui=0，從輸出端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。例判斷反饋類型：電壓串聯(lián)負(fù)反饋畫基本放大電路開環(huán)電壓增益，反饋系數(shù)：閉環(huán)增益：輸入電阻：，輸出電阻：源電壓增益：習(xí)題6-14五．深度負(fù)反饋放大電路分析由基本反饋方程式，在深負(fù)反饋的條件下，有例解：據(jù)圖基本放大器電路，可得反饋系數(shù)：在深負(fù)反饋條件下，電流增益輸入電阻：輸出電阻：習(xí)題6-15第七章雙極型模擬集成電路一.電流源1.基本鏡像恒流源若，則基準(zhǔn)電流：，故稱為鏡像電流源電路2.比例電流源由于電路對(duì)稱：UE1=UE2所以IC1R1=IC2R2二.集成差分放大電路1.抑制零點(diǎn)漂移的過(guò)程----當(dāng)T↑→iC1、iC2↑→iE1、iE2↑→uE↑→uBE1、uBE2↓→iB1、iB2↓→iC1、iC2↓。Re對(duì)溫度漂移及各種共模信號(hào)有強(qiáng)烈的抑制作用，被稱為“共模反饋電阻”。2靜態(tài)分析1)計(jì)算差放電路IC設(shè)UB≈0，則UE=－0.7V，得2)計(jì)算差放電路UCE雙端輸出時(shí)單端輸出時(shí)(設(shè)VT1集電極接RL)對(duì)于VT1：對(duì)于VT2：3.動(dòng)態(tài)分析（1）輸入差模信號(hào)1）差模電壓放大倍數(shù)雙端輸出其中單端輸出時(shí)從VT1單端輸出：從VT2單端輸出：2）差模輸入電阻3）差模輸出電阻雙端輸出：?jiǎn)味溯敵?（2）輸入共模信號(hào)1）共模電壓放大倍數(shù)雙端輸出單端輸出時(shí)2）差模輸入電阻3）差模輸出電阻雙端輸出：?jiǎn)味溯敵?（3）對(duì)任意輸入信號(hào)的分析例電路參數(shù)及Ui1、Ui2為已知；求輸入的差模電壓和共模電壓;雙端輸出的差模電壓和共模電壓。1.靜態(tài)計(jì)算：(Ui=0)得、2.差、共模輸入電壓Uid1、Uid1、Uic3.差模增益Aud和差模輸出電壓Uod:（雙端輸出）4.共模輸出電壓Uoc:共模增益為：AUc=0(雙出)共模輸出電壓為：Uoc=0(雙出)習(xí)題7-1三功率放大電路的三種工作狀態(tài)1.甲類工作狀態(tài)--導(dǎo)通角為360o，ICQ大，管耗大，效率低。2.乙類工作狀態(tài)--ICQ≈0，導(dǎo)通角為180o，效率高，失真大。3.甲乙類工作狀態(tài)--導(dǎo)通角為180o~360o，效率較高，失真較大。二.乙類功放電路的指標(biāo)估算1.由T1（NPN管）和T2（PNP管）分別與負(fù)載RL連成射極跟隨器，T1、T2管的輸出特性對(duì)稱。2.輸出功率3.直流電源提供的平均功率，4.管耗Pc1m=0.2Pom5.效率理想時(shí)為78.5%三.甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路問(wèn)題的提出在兩管交替時(shí)出現(xiàn)波形失真——交越失真(本質(zhì)上是截止失真)。2.解決辦法甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器OCL----利用二極管、三極管和電阻上的壓降產(chǎn)生偏置電壓。動(dòng)態(tài)指標(biāo)按乙類狀態(tài)估算。T1--共射激勵(lì)級(jí),可提高輸入信號(hào)電壓幅度;T2，T3--互補(bǔ)推挽輸出級(jí)T4，T5--給T2,T3提供小偏壓。甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器OTL----電容C2上靜態(tài)電壓為VCC/2，并且取代了OCL功放中的負(fù)電源-VCC。動(dòng)態(tài)指標(biāo)按乙類狀態(tài)估算，只是用VCC/2代替。T3--共射激勵(lì)級(jí)，電壓放大;T1,T2--推挽功率輸出級(jí);D1,D2--提供小偏壓;T4,T5--輸出過(guò)載保護(hù)電路四.復(fù)合管的組成及特點(diǎn)將兩個(gè)或三個(gè)晶體管按一定的原則級(jí)聯(lián)起來(lái)所構(gòu)成的三端器件稱做復(fù)合管或達(dá)林頓（Darlington）管。組成復(fù)合管要遵從以下原則：（1）電流流向必須一致；（2）各極電壓必須保證所有管子工作在放大區(qū)；（3）復(fù)合管的基極電流等于第一個(gè)管子的基極電流，因此復(fù)合管的類型與第一個(gè)管子的類型相同。五.通用集成運(yùn)放1.集成運(yùn)放電路的基本組成1）.輸入級(jí)----采用差放電路，以減小零漂。2）.中間級(jí)----多采用共射(或共源)放大電路，以提高放大倍數(shù)。3）.輸出級(jí)----多采用互補(bǔ)對(duì)稱電路以提高帶負(fù)載能力。4）.偏置電路----多采用電流源電路，為各級(jí)提供合適的靜態(tài)電流。2.F007電路輸入級(jí)：雙端輸入單端輸出共集共基放大電路中間級(jí)：T16T17組成復(fù)合管，等效NPN管放大電路輸出級(jí)：T15，R7，R8組成UBE倍增電路，提供微小偏壓，消除交越失真；T18T19組成復(fù)合管，等效PNP管，與T14組成甲乙類互補(bǔ)功率放大器偏置電路：T8T9，T12T13,T10T11組成鏡像電流源，作有源負(fù)載；第八章集成運(yùn)算放大電路一.集成運(yùn)放的電壓傳輸特性當(dāng)uI在+Uim與-Uim之間，運(yùn)放工作在線性區(qū)域：二.集成運(yùn)放的參數(shù)及分析方法1.理想集成運(yùn)放的參數(shù)特征*開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod→∞；*差模輸入電阻Rid→∞；*輸出電阻Ro→0；*共模抑制比KCMR→∞；2.理想集成運(yùn)放的分析方法1)運(yùn)放工作在線性區(qū):*電路特征——引入負(fù)反饋*電路特點(diǎn)——“虛短”和“虛斷”:“虛短”---“虛斷”---2)運(yùn)放工作在非線性區(qū)*電路特征——開環(huán)或引入正反饋*電路特點(diǎn)——輸出電壓的兩種飽和狀態(tài):當(dāng)u+>u-時(shí)，uo=+Uom當(dāng)u+<u-時(shí)，uo=-Uom兩輸入端的輸入電流為零:i+=i-=0三.運(yùn)算放大器分析依據(jù)------“虛斷”和“虛短”基本運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路Rp=R1//Rf，同相比例運(yùn)算電路R2=R1//Rf，電壓跟隨器作用：阻抗變換反相求和運(yùn)算電路R4=R1//R2//R3//Rf4.同相求和運(yùn)算電路R1//