模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)知識點總結(jié)95354

1、第一章 半導(dǎo)體二極管1.本征半導(dǎo)體q 單質(zhì)半導(dǎo)體材料是具有4價共價鍵晶體結(jié)構(gòu)的硅Si和鍺Ge。q 導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。q 特性：光敏、熱敏和摻雜特性。q 本征半導(dǎo)體：純凈的、具有完整晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。在一定的溫度下，本征半導(dǎo)體內(nèi)的最重要的物理現(xiàn)象是本征激發(fā)（又稱熱激發(fā)），產(chǎn)生兩種帶電性質(zhì)相反的載流子（空穴和自由電子對），溫度越高，本征激發(fā)越強(qiáng)。 u 空穴是半導(dǎo)體中的一種等效+q的載流子?？昭▽?dǎo)電的本質(zhì)是價電子依次填補(bǔ)本征晶體中空位，使局部顯示+q電荷的空位宏觀定向運動。u 在一定的溫度下，自由電子和空穴在熱運動中相遇，使一對自由電子和空穴消失的現(xiàn)象稱為復(fù)合。當(dāng)熱激發(fā)和復(fù)合相等時，稱為

2、載流子處于動態(tài)平衡狀態(tài)。2雜質(zhì)半導(dǎo)體q 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。u P型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入微量的3價元素（多子是空穴，少子是電子）。u N型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入微量的5價元素（多子是電子，少子是空穴）。q 雜質(zhì)半導(dǎo)體的特性 u 載流子的濃度：多子濃度決定于雜質(zhì)濃度，幾乎與溫度無關(guān)；少子濃度是溫度的敏感函數(shù)。 u 體電阻：通常把雜質(zhì)半導(dǎo)體自身的電阻稱為體電阻。u 在半導(dǎo)體中，存在因電場作用產(chǎn)生的載流子漂移電流（與金屬導(dǎo)電一致），還才能在因載流子濃度差而產(chǎn)生的擴(kuò)散電流。 3.PN結(jié)q 在具有完整晶格的P型和N型半導(dǎo)體的物理界面附近，形成一個特

3、殊的薄層（PN結(jié)）。q PN結(jié)中存在由N區(qū)指向P區(qū)的內(nèi)建電場，阻止結(jié)外兩區(qū)的多子的擴(kuò)散，有利于少子的漂移。q PN結(jié)具有單向?qū)щ娦裕赫珜?dǎo)通，反偏截止，是構(gòu)成半導(dǎo)體器件的核心元件。u 正偏PN結(jié)（P+，N-）：具有隨電壓指數(shù)增大的電流，硅材料約為，鍺材料約為。u 反偏PN結(jié)（P-，N+）：在擊穿前，只有很小的反向飽和電流Is。u PN結(jié)的伏安（曲線）方程：4.半導(dǎo)體二極管q 普通的二極管內(nèi)芯片就是一個PN結(jié)，P區(qū)引出正電極，N區(qū)引出負(fù)電極。u 單向?qū)щ娦裕赫驅(qū)?，反向截止?u 正向?qū)▔航担汗韫?.60.7V，鍺管0.20.3V。u 死區(qū)電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V。q 分析方法：將二

4、極管斷開，分析二極管兩端電位的高低:u 若 V陽 >V陰 (正偏)，二極管導(dǎo)通(短路);u 若 V陽 <V陰 (反偏)，二極管截止(開路)。q 方法1：圖解分析法 u 該式與伏安特性曲線的交點叫靜態(tài)工作點Q。 q 方法2：等效電路法u 直流等效電路法（低頻大信號模型） u 微變等效電路法（低頻小信號模型）交流動態(tài)電阻： 5.穩(wěn)壓二極管q 二極管反偏電壓增大到一定值時，反向電流突然增大的現(xiàn)象稱為反向擊穿。q 反向擊穿的主要原因是有價電子碰撞電離而發(fā)生的“雪崩擊穿”。q 穩(wěn)壓二極管的特性：常工作時處在PN結(jié)的反向擊穿區(qū)。q 穩(wěn)壓管的參數(shù)：穩(wěn)定電壓、穩(wěn)定電流、額定功耗、動態(tài)電阻、溫度系數(shù)

5、。q 穩(wěn)壓管的應(yīng)用：限幅電路，穩(wěn)壓電路。第二章 晶體三極管及基本放大電路4.1晶體三極管1.三極管的結(jié)構(gòu)、類型及特點q 類型：分為NPN和PNP兩種。q 形成兩個結(jié)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)；三個區(qū)域：發(fā)射區(qū)、集電區(qū)和基區(qū)。q 結(jié)構(gòu)特點：u 基區(qū)很薄，且摻雜濃度最低；u 發(fā)射區(qū)摻雜濃度很高，與基區(qū)接觸面積較小；u 集電區(qū)結(jié)面積大，摻雜濃度較高。 2.三極管的工作原理q 電流控制性器件，具有電流放大作用q 電流放大的外部條件：u 發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。 q 所謂的放大：實質(zhì)上是一種能量控制作用，通過晶體管這種有源元件對直流電源的能量進(jìn)行控制，使負(fù)載從電源中獲得的輸出信號的能量比信號源向放大電路提

6、供的能量大的多。放大的特征是功率放大。3.晶體管的三個工作區(qū)q 放大區(qū)，飽和區(qū)，截止區(qū)u 判斷晶體管處于哪一個工作區(qū)的方法。u 放大區(qū)的電流分配關(guān)系。q 溫度對晶體管特性及參數(shù)的影響：u 溫度升高，輸入特性曲線向左移動。u 溫度升高ICBO、 ICEO 、 IC以及均增加。 q 晶體管的主要參數(shù)u 電流放大倍數(shù)：交流和直流u 極限參數(shù)：最大集電極耗散功率、最大集電極電流、極間反向擊穿電壓4.2 放大電路的組成原則q 晶體管放大電路的原則u 確保合適的工作點（處于放大區(qū)）； u 確保被放大的交流輸入信號能夠作用于晶體管的輸入回路； u 確保放大后的交流輸出信號能傳送到負(fù)載上去。q 理解靜態(tài)工作點

7、的必要性！q 三極管的三種基本組態(tài)4.3 放大電路的基本分析方法q 共射極電路的分析方法 u 理解個元件的作用；u 直流通路與靜態(tài)分析：« 直流通路：電容視為開路；« 圖解法與解析法， ，u 電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響；« 直流負(fù)載線：由VCC=ICRC+UCE 確定的直線。« 改變Rb ：Q點將沿直流負(fù)載線上下移動。 « 改變Rc ：Q點在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動。 « 改變VCC：直流負(fù)載線平移，Q點發(fā)生移動。 u 靜態(tài)工作點與非線性失真« 截止失真Ø 產(chǎn)生原因-Q點設(shè)置過低 Ø 消除方法-

8、減小Rb，提高Q。« 飽和失真Ø 產(chǎn)生原因-Q點設(shè)置過高 Ø 消除方法-增大Rb、減小Rc、增大VCC。 « 放大器的動態(tài)范圍：失真輸出電壓的峰峰值Uopp。Ø 當(dāng)（UCEQUCES）（VCCUCEQ）時，受截止失真限制，UOPP=2UOMAX=2ICQRL。Ø 當(dāng)（UCEQUCES）（VCCUCEQ）時，受飽和失真限制，UOPP=2UOMAX=2（UCEQUCES）。Ø 當(dāng)（UCEQUCES）（VCCUCEQ），放大器將有最大的不失真輸出電壓。 u 交流通路和動態(tài)分析：（分析信號被放大的過程）« 交流通路：電容視

9、為短路,理想直流電壓源視為短路。« 圖解法« 微變等效電路法Ø 放大倍數(shù) Ø 輸入電阻Ø 輸出電阻q 分壓式穩(wěn)定工作點共射電路u 靜態(tài)分析：u 動態(tài)分析無旁路電容：在Re兩端并一電解電容Ce后：；q 共集電極基本放大電路u 靜態(tài)分析u 動態(tài)分析u 電路特點Ø 電壓放大倍數(shù)為正，且略小于1，稱為射極跟隨器，簡稱射隨器。Ø 輸入電阻高，輸出電阻低。Ø 應(yīng)用：多級放大器的輸入級、輸出級、或作為兩個共射極電路的中間級。q 三種組態(tài)放大電路比較第六章 負(fù)反饋技術(shù)放大器的輸出電壓（或電流）經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)在放大器輸入端產(chǎn)生反饋信號，

10、該反饋信號與放大器原來輸入信號共同控制放大器的輸入，即構(gòu)成反饋放大器。一、單環(huán)負(fù)反饋理想模型1基本定義：q 開環(huán)放大倍數(shù)Aq 閉環(huán)放大倍數(shù)Afq 反饋系數(shù) Fq 反饋深度1+AFu 1當(dāng)AF0時，Af下降，這種反饋稱為負(fù)反饋。 u 2當(dāng)AF0時，表明反饋效果為零。u 3當(dāng)AF0時，Af升高，這種反饋稱為正反饋。u 4當(dāng)AF-1時 ，Af 。放大器處于 “ 自激振蕩”狀態(tài)。2深度負(fù)反饋q 當(dāng)AF1時稱深負(fù)反饋q 深負(fù)反饋的特征是：反饋信號Xf接近原輸入信號Xi，使凈輸入Xid很?。淮藭r，閉環(huán)增益Af只由反饋網(wǎng)絡(luò)決定。二反饋的形式和判斷1. 反饋的范圍-本級或級間。2. 反饋的性質(zhì)-交流、直流或交

11、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。 反饋信號反饋到輸入端） 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。 反饋信號反饋到非輸入端） 5. 反饋極性-瞬時極性法：（1）假定某輸入信號在某瞬時的極性為正（用+表

12、示），并設(shè)信號的頻率在中頻段。 （2）根據(jù)該極性，逐級推斷出放大電路中各相關(guān)點的瞬時極性（升高用 + 表示，降低用 表示）。（3）確定反饋信號的極性。（4）根據(jù)Xi 與Xf 的極性，確定凈輸入信號的大小。Xid 減小為負(fù)反饋；Xid 增大為正反饋。6反饋類型及用雙口網(wǎng)路表示的理想模型·由于基本放大器與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸出口的接法不同，取樣信號可能是輸出電壓或輸出電流；由于基本放大器與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入口的接法不同，求和信號也可能為電壓或電流。因此有四種不同的反饋類型，表7-1給出了這四種類型的總結(jié)。表7-1 四種反饋類型各物理量的含義 物理量類型Xi、Xf、XidXoAAfF電壓取樣電壓求和反

13、饋（電壓串聯(lián)反饋）電壓電壓電壓比電壓比電壓比電壓取樣電流求和反饋（電壓并聯(lián)反饋）電流電壓互阻互阻互導(dǎo)電流取樣電壓求和反饋（電流串聯(lián)反饋）電壓電流互導(dǎo)互導(dǎo)互阻電流取樣電流求和反饋（電流并聯(lián)反饋）電流電流電流比電流比電流比*表中的互阻又稱為傳輸阻抗，互導(dǎo)又稱為傳輸導(dǎo)納。反饋網(wǎng)絡(luò)可以看成是一個受控源。實現(xiàn)各類反饋的規(guī)律是：A、F兩網(wǎng)絡(luò)與負(fù)載在輸出口并聯(lián)實現(xiàn)電壓取樣；串聯(lián)則實現(xiàn)電流取樣。A、F兩網(wǎng)絡(luò)與源電流is在輸入口并聯(lián)形成電流求和；A、F兩網(wǎng)絡(luò)與源電壓Vs在輸入口串聯(lián)形成電壓求和。三、負(fù)反饋對放大器性能的影響1負(fù)反饋環(huán)具有自動調(diào)節(jié)功能任何因素使輸出端取樣信號Xo發(fā)生變化，負(fù)反饋可以減小這種變化，使

14、Xo穩(wěn)定。利用負(fù)反饋的穩(wěn)定Xo的功能可以解釋為什么負(fù)反饋能使Af穩(wěn)定，展寬通頻帶和減小非線性失真。2可以提高閉環(huán)增益的穩(wěn)定性。3可以擴(kuò)展閉環(huán)增益的通頻帶4可以減小非線性失真及抑制環(huán)內(nèi)干擾和噪聲。5直流負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大器工作點。6改變輸出電阻與取樣方式有關(guān)。電壓取樣負(fù)反饋使輸出電阻減小；電流取樣負(fù)反饋使輸出電阻增大。7改變輸入電阻與求和方式有關(guān)。電流求和負(fù)反饋使輸入電阻減??；電壓求和負(fù)反饋使輸入電阻增大。四、深負(fù)反饋條件下電壓增益的估算兩種出發(fā)點:基于反饋網(wǎng)絡(luò)的放大;基于理想運放的方法.第七章 集成運放及其應(yīng)用q 放大電路模型q 集成運放的電壓傳輸特性n 當(dāng)uI在+Uim與-Uim之間，運放工作在線性區(qū)域 ： q 理想集成運放的參數(shù)n 開環(huán)電壓放大倍數(shù) Aod；n 差模輸入電阻 Rid；n 輸出電阻 Ro0；n 共模抑制比KCMR；q 理想集成運放的分析方法n 運放工作在線性區(qū):« 電路特征引入負(fù)反饋« 電路特點“虛短”和“虛斷”:n 運放工作在