模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

1、模擬電子技術(shù)復(fù)習(xí)資料總結(jié)第一章半導(dǎo)體二極管一. 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識半導(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、錯Ge）。1. 特性光敏、熱敏和摻雜特性。2. 本征半導(dǎo)體-純凈的具有單晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。3. 兩種載流子-帶有正、負電荷的可移動的空穴和電子統(tǒng)稱為載流子。4. 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元素（多子是電子，少子是空穴）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

2、的電阻稱為體電阻。*轉(zhuǎn)型通過改變摻雜濃度，一種雜質(zhì)半導(dǎo)體可以改型為另外一種雜質(zhì)半導(dǎo)體。5. PN結(jié)* PN結(jié)的接觸電位差硅材料約為0.60.8V，錯材料約為0.20.3V。* PN結(jié)的單向?qū)щ娦?正偏導(dǎo)通，反偏截止。6. PN結(jié)的伏安特性jLF/mA匸向特性反向特性%«fTV二. 半導(dǎo)體二極管*單向?qū)щ娦哉驅(qū)?，反向截止?二極管伏安特性-同PN結(jié)。*正向?qū)▔航倒韫?.60.7V，錯管0.20.3V*死區(qū)電壓硅管0.5V，錯管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>V陰（正偏），二極管導(dǎo)通（短路）；若V陽<V陰（反偏），二極管截止（開路）

3、。1）圖解分析法“產(chǎn)h>n-A>/f該式與伏安特性曲線的交點叫靜態(tài)工作點Q。將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低正偏），二極管導(dǎo)通（短路）;反偏），二極管截止（開路）。2）等效電路法?直流等效電路法*總的解題手段-若V陽V陰（若V陽V陰（*三種模型?微變等效電路法（c）折錢欖型所以穩(wěn)壓二極管在電路中要反向連三. 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處在PN結(jié)的反向擊穿區(qū),第二章三極管及其基本放大電路三極管的結(jié)構(gòu)、類型及特點1. 類型-分為NPN和PNP兩種。2. 特點基區(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

4、較大。一. 三極管的工作原理三極管的三種基本組態(tài)c-eC丸我射極紐態(tài)【訕矢如町攝細怎極紐態(tài)1. 三極管內(nèi)各極電流的分配/C=/CN+/CBO/e=/b+/oS=/b+/c/r-/b-/cbo*共發(fā)射極電流放大系數(shù)（表明三極管是電流控制器件H二3f/BN+（1+RO=/r+/cEO/r稱為穿透電流。稱為穿透電流。式子/<Jo（I/Mrl;«）共射電路的特性曲線*輸入特性曲線-同二極管。0wub/v°獣申（町軸出符性曲蚪3的化的H務(wù)數(shù)導(dǎo)效起HI3測試電踣*輸出特性曲線（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。2. 溫度影響溫度

5、升高，輸入特性曲線向左移動。溫度升高ICB6|CEO、IC以及B均增加低頻小信號等效模型（簡化）壓輸岀端交流短路時的輸入電阻，常用rbe表示；hfe輸岀端交流短路時的正向電流傳輸比,常用B表示；四.基本放大電路組成及其原則VT、V、Rb、R、C、C2的作用。1. 組成原則-能放大、不失真、能傳輸°+H:c+15:«4jr心1五.放大電路的圖解分析法直流通路與靜態(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* 直流負載線由Vx=IcR+Ue確定的直線。*電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響1 )改變Rb:Q點將沿直流負載線上下移動。2 )改變R:Q點在Ibc

6、所在的那條輸岀特性曲線上移動。3 )改變Vcc：直流負載線平移，Q點發(fā)生移動。1. 交流通路與動態(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。*作用分析信號被放大的過程。*交流負載線連接Q點和Vcc'點VCC'=UCec+IccRl'的直線。3.靜態(tài)工作點與非線性失真(1)截止失真*產(chǎn)生原因Q點設(shè)置過低*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點設(shè)置過高*失真現(xiàn)象-NPN管削底，PNP管削頂。*消除方法增大R、減小FC、增大Vcc放大器的動態(tài)范圍(1) UOpp-是指放大器最大不失真輸岀電壓

7、的峰峰值。(2) 范圍*當(UCeQ-UCeS)V(VccUcEQ)時，受飽和失真限制，LOpF=2UOmA=2(UCeQ-UCes)*當(U=EQ-U=ES)=(Vcc'UCEQ),放大器將有最大的不失真輸岀電壓六.放大電路的等效電路法1.靜態(tài)分析(1)靜態(tài)工作點的近似估算旅木反射觸大電囲UOfi?流迺路fCFQ=JCCJcqRq(2)Q點在放大區(qū)的條件欲使Q點不進入飽和區(qū)，應(yīng)滿足2.放大電路的動態(tài)分析Rb>3Rc-*«14nuY*-t=ft(a)玄涼通略tt>)微變守效中跑*放大倍數(shù)(J一幾尺，-掩/LA»_7i1-"us久十用盡j+掩rb

8、«*輸入電阻*輸出電阻椅龍丁作點放人黑七.分壓式穩(wěn)定工作點共射放大電路的等效電路法1靜態(tài)分析CC-ZCQ(c十忑)rCEQ2動態(tài)分析徹變等效電踰徹變等效電踰*電壓放大倍數(shù)5-U'T"苗（1+“）殆在Re兩端并一電解電容Ce后輸入電阻尺=/?bl/l?b2/rhe+(l+Z/)/<el在Re兩端并一電解電容Ce后Ri=/?bib2Z/rbc*輸出電阻/<o傀八.共集電極基本放大電路CiH兀集電極星本枚大電時1靜態(tài)分析/_憐匕-Bg岡_Ab+Cl+?7）Ae山Q®/”BQ2動態(tài)分析*電壓放大倍數(shù)(1+0)琨rbe+(l+/?)/?£*輸入

9、電阻K二驗f+(l+“)(叫/%)*輸出電阻2. 電路特點1，稱為射極跟隨器，簡稱射隨器。* 電壓放大倍數(shù)為正，且略小于* 輸入電阻高，輸岀電阻低。第三章場效應(yīng)管及其基本放大電路一. 結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）1. 結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號2.輸出特性曲線Ch）卩站構(gòu)及電路符M（可變電阻區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)、擊穿區(qū)）Tfi克所牝跡址廬&U3-取ri14I_.釈2oWhKUuf,-!UMmt/v輅出翻件轉(zhuǎn)移特性曲線U3截止電壓輸訊特杵(to轉(zhuǎn)穆特性二. 絕緣柵型場效應(yīng)管(MOSFET分為增強型(EMOS和耗盡型(DMOS兩種結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號NLMUSNLMUS(b)DM(>s站腳及電烙

10、符號2. 特性曲線*N-EMOS的輸岀特性曲線Cb)增議31轉(zhuǎn)移特性Jn-做;5；aS*N-EMOS的轉(zhuǎn)移特性曲線式中，Id。是UG=2UT時所對應(yīng)的id值*N-DMOS的輸岀特性曲線*N-DMOS的輸岀特性曲線id=0處的值是夾斷電壓，此曲線表示式與結(jié)型注意：Ugs可正、可零、可負。轉(zhuǎn)移特性曲線上場效應(yīng)管一致。三. 場效應(yīng)管的主要參數(shù)漏極飽和電流IDSS1. 夾斷電壓UP開啟電壓UT4.直流輸入電阻FGs5.低頻跨導(dǎo)gm（表明場效應(yīng)管是電壓控制器件）皿=3GS"”=常數(shù)四.場效應(yīng)管的小信號等效模型/d=gS+rilsE-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

11、路*靜態(tài)分析ID£Q=DQ（如+*J動態(tài)分析o-涇mU一藥_Z騒鳳若帶有Cs,則如gdACoI訃|軒cL3r,Ce）微變筲嗷電路2.分壓式偏置放大電路*靜態(tài)分析DSQ=rDD-ZDQ匕1+心）（ft）原理電略Cc）微變等效電路#7"tt門蹴殳等效電端久=L=51+%鳥若源極帶有Cs,則=為肚7ei=/fggl/Ag2R護R&六.共漏極基本放大電路*靜態(tài)分析GSQ=7T-DD_DQ&p或11第四章多級放大電路一.級間耦合方式阻容耦合-各級靜態(tài)工作點彼此獨立；能有效地傳輸交流信號；體積小，成本低。但不便于集成，低頻特性差。1. 變壓器耦合-各級靜態(tài)工作點彼此獨立

12、，可以實現(xiàn)阻抗變換。體積大，成本高，無法采用集成工藝；不利于傳輸?shù)皖l和高頻信號。2. 直接耦合-低頻特性好，便于集成。各級靜態(tài)工作點不獨立，互相有影響。存在“零點漂移”現(xiàn)象。*零點漂移-當溫度變化或電源電壓改變時，靜態(tài)工作點也隨之變化，致使uo偏離初始值“零點”而作隨機變動。二.單級放大電路的頻率響應(yīng)1中頻段(fLWf<fH)e屮頻段混合7T豔數(shù)等效電路波特圖-幅頻曲線是20lgAusm數(shù)，相頻曲線是$=-180o2低頻段(f<fL)沾桿血承|3高頻段(f>fH)髙頻枚習(xí)合*第數(shù)警效電昂Alsm血葉如1O.OV10-VLA1Q/L前0血-2U-401-iOdB/lec$ilo

13、.nyL0.Vi_/Lip/LintyL-5.71*嵐一1*1XJ-45Cyilec/-45*_一、-PQ*4完整的基本共射放大電路的頻率特性IFIF&01=列+ff2涉A(f/he7/n.UUfteeO匚20te|Ai|=20lgdBf對JX/dec£咖R"i疔ii1t*1甲0l/ii/miu?kf;:;o'1rOSfL曾4-I01_r莊稻的菇不以時越大血州的換響itii縊分斥弍冀財申躋橋頻段混合*莠數(shù)等效電路-utr-133*Jflfl.«丸_加）（1十皿）_（1十訶L）a十旳H）'標皿Mji*乍二顧#A；;AA兩皴JF-1SU1四.多

14、級放大電路的頻率響應(yīng)1.頻響表達式|幾1卜2噸肉寸4乜g肉.|He|AJ/(ir三.分壓式穩(wěn)定工作點電路的頻率1下限頻率的估算2上限頻率的估算響應(yīng)分從成從時電路低幀啓海合H專數(shù)霽效電略2.波特圖九山屈1+川+”+£>ft1.1:丄+丄+"+f斗hVhifni4-19W第五章功率放大電路一. 功率放大電路的三種工作狀態(tài)甲類工作狀態(tài)導(dǎo)通角為360°,Icq大，管耗大，效率低。1. 乙類工作狀態(tài)IcQ0,導(dǎo)通角為180°，效率高，失真大。2. 甲乙類工作狀態(tài)導(dǎo)通角為180°360°，效率較高，失真較大。二. 乙類功放電路的指標估算工作

15、狀態(tài)?任意狀態(tài)：UbmQUim?盡限狀態(tài)：Ubm=VCcUCes?理想狀態(tài)：UbmQVCc2.輸出功率3.直流電源提供的平均功率三.甲乙類互補對稱功率放大電路a?T，j卩一2ccom4. 管耗Pc1n=0.2Pom5. 效率幾.tSi"就呃理想時為78.5%”曲屮CC1. 問題的提出在兩管交替時出現(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對稱功率放大器OCL利用二極管、三極管和電阻上的壓降產(chǎn)生偏置電壓。動態(tài)指標按乙類狀態(tài)估算。OCL?甲乙類單電源互補對稱功率放大器OTL-電容G上靜態(tài)電壓為VCc/2，并且取代了功放中的負電源-VCc。動態(tài)指標按乙類狀態(tài)估算，

16、只是用VCc/2代替。四.復(fù)合管的組成及特點1. 前一個管子c-e極跨接在后一個管子的b-c極間。2. 類型取決于第一只管子的類型。3.3=312第六章集成運算放大電路一. 集成運放電路的基本組成輸入級-采用差放電路，以減小零漂。1. 中間級-多采用共射（或共源）放大電路，以提高放大倍數(shù)。2. 輸出級-多采用互補對稱電路以提高帶負載能力。3. 偏置電路-多采用電流源電路，為各級提供合適的靜態(tài)電流。二. 長尾差放電路的原理與特點抑制零點漂移的過程-當TfliC1、iC2fliE1、iE2flUeflUBE1、UbE2iB1、iB2iC1、iC2J。Re對溫度漂移及各種共模信號有強烈的抑制作用，被

17、稱為“共模反饋電阻”。2靜態(tài)分析1）計算差放電路IC設(shè)UB0,貝UUE=0.7V，2）計算差放電路UCe?雙端輸出時?'，卜|心''"?單端輸岀時（設(shè)VT1集電極接R）對于VT1:匕務(wù)心1二霑"bl=E7C1-t-E=5（u對于VT2:r'C2=1CCf'CE2=E=fCC+山73. 動態(tài)分析1）差模電壓放大倍數(shù)?雙端輸出nd°*J風(fēng)卄血+（1+朋/?嚴）半邊差模交流通賂?單端輸出時從VT1單端輸岀從VT2單端輸岀&1心2=_4udl21血+%+(l+0X心2)差模輸入電阻曲廠2國+論+（1"）牛3)差模輸

18、出電阻?單端輸岀：乩山紅?雙端輸岀:三. 集成運放的電壓傳輸特性當UI在+Um與-Um之間，運放工作在線性區(qū)域四. 理想集成運放的參數(shù)及分析方法1. 理想集成運放的參數(shù)特征*開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aodtx；*差模輸入電阻Rdtx；*輸岀電阻Rot0；*共模抑制比KCMTx；2. 理想集成運放的分析方法1）運放工作在線性區(qū)：*電路特征一一引入負反饋*電路特點一一“虛短”和“虛斷”“虛短”|/+=z-=0“虛斷”2）運放工作在非線性區(qū)*電路特征一一開環(huán)或引入正反饋*電路特點一一輸岀電壓的兩種飽和狀態(tài)當U+>U時，Uo=+Um當U+VU時，Uo=-Um兩輸入端的輸入電流為零i+=i-=0反饋概念的

19、建立反饋概念的建立自激振蕩”狀態(tài)。第七章放大電路中的反饋*開環(huán)放大倍數(shù)A*閉環(huán)放大倍數(shù)Af*反饋深度1+AF*環(huán)路增益AF:1當AF>0時，Af下降，這種反饋稱為負反饋2當AF=0時，表明反饋效果為零。3當AFV0時，Af升高，這種反饋稱為正反饋4當AF=1時，Afis。放大器處于反饋的形式和判斷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：反饋量取樣于輸岀電壓；具有穩(wěn)定輸岀電壓的作用（輸出短路時反饋消失）電流反饋：反饋量取樣于輸岀電

20、流。具有穩(wěn)定輸岀電流的作用。（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串聯(lián)反饋：流形式相疊加。FS越大反饋效果越好。反饋信號反饋到輸入端）反饋量與原輸入量在輸入電路中以電壓的形式相疊加。FS越小反饋效果越好。反饋信號反饋到非輸入端）4. 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+表示），并設(shè)信號的頻率在中頻段。（2）根據(jù)該極性，逐級推斷岀放大電路中各相關(guān)點的瞬時極性（升高用+表示，降低用一表示）。（3）確定反饋信號的極性。（4）根據(jù)X與Xf的極性，確定凈輸入信號的大小。Xd減小為負反饋；Xid增大為正反饋。三. 反饋形式的描述方法

21、某反饋元件引入級間（本級）直流負反饋和交流電壓（電流）串聯(lián)（并聯(lián)）負反饋。四.負反饋對放大電路性能的影響1.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性dL*1dL42.-1f1十川FA3.擴展頻帶4.減小非線性失真及抑制干擾和噪聲5.改變放大電路的輸入、輸岀電阻*串聯(lián)負反饋使輸入電阻增加1+AF倍*并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小1+AF倍*電壓負反饋使輸出電阻減小1+AF倍*電流負反饋使輸岀電阻增加1+AF倍五. 自激振蕩產(chǎn)生的原因和條件1.產(chǎn)生自激振蕩的原因附加相移將負反饋轉(zhuǎn)化為正反饋1. 產(chǎn)生自激振蕩的條件若表示為幅值和相位的條件則為：飲嚴仇切嚴擔(dān)2打+1B5為整數(shù))若表示為幅值和相位的條件則為：飲嚴仇切嚴擔(dān)2打+1

22、B5為整數(shù))第八章分析依據(jù)-“虛斷”和“虛短”一.基本運算電路1.反相比例運算電路信號的運算與處理R=RFf2.同相比例運算電路R2=FFf=（i+L）«4%3.反相求和運算電路R4=RiRIIRIIFf4.同相求和運算電路RillF2IIFR=FfR5.加減運算電路h川I戍和延昇m弗RR1/R2/R=R3RR5積分和微分運算電路1.積分運算2.微分運算耳本積分運矣虧坍叱=_jRC17第九章信號發(fā)生電路正弦波振蕩電路的基本概念1.產(chǎn)生正弦波振蕩的條件(人為的直接引入正反饋)自激振蕩的平衡條件AF=1即幅值平衡條件：13=1相位平衡條件：5一亠加dI二1. 起振條件：幅值條件：2. 正

23、弦波振蕩器的組成、分類正弦波振蕩器的組成*正弦波振蕩器的分類(1)放大電路-建立和維持振蕩。正反饋網(wǎng)絡(luò)-與放大電路共同滿足振蕩條件。選頻網(wǎng)絡(luò)-以選擇某一頻率進行振蕩。穩(wěn)幅環(huán)節(jié)-使波形幅值穩(wěn)定，且波形的形狀良好。(1) RC振蕩器一-振蕩頻率較低,1M以下;(2) LC振蕩器-振蕩頻率較高,1M以上;(3) 石英晶體振蕩器振蕩頻率高且穩(wěn)定二.RC正弦波振蕩電路Ch)文氏扈橋應(yīng)繭話1.RC串并聯(lián)正弦波振蕩電路2.RC移相式正弦波振蕩電路三.LC正弦波振蕩電路三.LC正弦波振蕩電路1.變壓器耦合式LC振蕩電路判斷相位的方法：斷回路、引輸入、看相位M集電極調(diào)諧(b發(fā)射板調(diào)諧(c)基槪調(diào)諧2.三點式LC

24、振蕩器*相位條件的判斷-“射同基反”或“三步曲法”(1)電感反饋三點式振蕩器(哈特萊電路)*+krc*+krc(2)電容反饋三點式振蕩器(考畢茲電路)(3)串聯(lián)改進型電容反饋三點式振蕩器(克拉潑電路)(b)克拉潑電賂Cc)爪押抿蔣器(4)并聯(lián)改進型電容反饋三點式振蕩器(西勒電路)(5) 四.石英晶體振蕩電路1.并聯(lián)型石英晶體振蕩器<H)并聯(lián)型仃英刖體振陽器b>計效魁蹄2.串聯(lián)型石英晶體振蕩器第十章直流電源直流電源的組成框圖IL流電源的細成悵圏OiAViOiAVi1門(丸“)電源變壓器：將電網(wǎng)交流電壓變換為符合整流電路所需要的交流電壓。?整流電路：將正負交替的交流電壓整流成為單方向的脈動電壓。?濾波電路將交流成分濾掉，使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。單相半波整流電路O(AV)4.最大反向電壓URm2輸岀電壓的脈動系數(shù)S2近f3O(AV)3.正向平均電流ID(AV)£21竺蘭些鞏4最大反向電壓Um穩(wěn)壓電路自動保持負