模電總結(jié)復(fù)習(xí)資料全

可編輯版/第一章半導(dǎo)體二極管一.半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識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。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。*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。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娦哉珜?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娦哉驅(qū)?反向截止。*二極管伏安特性同ＰＮ結(jié)。*正向?qū)▔航倒韫?.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>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>。1圖解分析法該式與伏安特性曲線的交點(diǎn)叫靜態(tài)工作點(diǎn)Q。2>等效電路法直流等效電路法*總的解題手段將二極管斷開,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>。*三種模型微變等效電路法穩(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),所以穩(wěn)壓二極管在電路中要反向連接。第二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)接觸面積較小；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。3.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。4.溫度影響溫度升高,輸入特性曲線向左移動。溫度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低頻小信號等效模型〔簡化hie輸出端交流短路時的輸入電阻,常用rbe表示；hfe輸出端交流短路時的正向電流傳輸比,常用β表示；四.基本放大電路組成及其原則1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.組成原則能放大、不失真、能傳輸。五.放大電路的圖解分析法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)*直流負(fù)載線由VCC=ICRC+UCE確定的直線。*電路參數(shù)對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響1改變Rb：Q點(diǎn)將沿直流負(fù)載線上下移動。2改變Rc：Q點(diǎn)在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動。3改變VCC：直流負(fù)載線平移,Q點(diǎn)發(fā)生移動。2.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(fù)載線連接Q點(diǎn)和VCC’點(diǎn)VCC’=UCEQ+ICQRL’的直線。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。4.放大器的動態(tài)范圍〔1Uopp是指放大器最大不失真輸出電壓的峰峰值?！?范圍*當(dāng)〔UCEQ－UCES＞〔VCC’－UCEQ時,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。*當(dāng)〔UCEQ－UCES＜〔VCC’－UCEQ時,受飽和失真限制,UOPP=2UOMAX=2〔UCEQ－UCES。*當(dāng)〔UCEQ－UCES＝〔VCC’－UCEQ,放大器將有最大的不失真輸出電壓。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〔2Q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)共射放大電路的等效電路法1．靜態(tài)分析2．動態(tài)分析*電壓放大倍數(shù)在Re兩端并一電解電容Ce后輸入電阻在Re兩端并一電解電容Ce后*輸出電阻八.共集電極基本放大電路1．靜態(tài)分析2．動態(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,簡稱射隨器。*輸入電阻高,輸出電阻低。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〔JFET1.結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號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)二.絕緣柵型場效應(yīng)管〔MOSFET分為增強(qiáng)型〔EMOS和耗盡型〔DMOS兩種。結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號三.場效應(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<表明場效應(yīng)管是電壓控制器件>第四章多級放大電路級間耦合方式1.阻容耦合各級靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)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。2.變壓器耦合各級靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立,可以實(shí)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。3.直接耦合低頻特性好,便于集成。各級靜態(tài)工作點(diǎn)不獨(dú)立,互相有影響。存在"零點(diǎn)漂移"現(xiàn)象。*零點(diǎn)漂移當(dāng)溫度變化或電源電壓改變時,靜態(tài)工作點(diǎn)也隨之變化,致使uo偏離初始值"零點(diǎn)"而作隨機(jī)變動。二.單級放大電路的頻率響應(yīng)1．中頻段<fL≤f≤fH>波特圖幅頻曲線是20lgAusm=常數(shù),相頻曲線是φ=-180o。2．低頻段<f≤fL>‘3．高頻段<f≥fH>4．完整的基本共射放大電路的頻率特性三.分壓式穩(wěn)定工作點(diǎn)電路的頻率響應(yīng)1．下限頻率的估算2．上限頻率的估算四.多級放大電路的頻率響應(yīng)1.頻響表達(dá)式2.波特圖第五章功率放大電路一.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.工作狀態(tài)任意狀態(tài)：Uom≈Uim盡限狀態(tài)：Uom=VCC-UCES理想狀態(tài)：Uom≈VCC2.輸出功率3.直流電源提供的平均功率4.管耗Pc1m=0.2Pom5.效率理想時為78.5%三.甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路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(bǔ)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(biāo)按乙類狀態(tài)估算。甲乙類單電源互補(bǔ)對稱功率放大器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。動態(tài)指標(biāo)按乙類狀態(tài)估算,只是用VCC/2代替。四.復(fù)合管的組成及特點(diǎn)前一個管子c-e極跨接在后一個管子的b-c極間。類型取決于第一只管子的類型。3.β=β1·β2第六章集成運(yùn)算放大電路一.集成運(yùn)放電路的基本組成1.輸入級采用差放電路,以減小零漂。2.中間級多采用共射<或共源>放大電路,以提高放大倍數(shù)。3.輸出級多采用互補(bǔ)對稱電路以提高帶負(fù)載能力。4.偏置電路多采用電流源電路,為各級提供合適的靜態(tài)電流。二.長尾差放電路的原理與特點(diǎn)1.抑制零點(diǎn)漂移的過程當(dāng)T↑→iC1、iC2↑→iE1、iE2↑→uE↑→uBE1、uBE2↓→iB1、iB2↓→iC1、iC2↓。Re對溫度漂移及各種共模信號有強(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雙端輸出時單端輸出時<設(shè)VT1集電極接RL>對于VT1：對于VT2：3.動態(tài)分析1差模電壓放大倍數(shù)雙端輸出單端輸出時從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：單端輸出:三.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：理想集成運(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*差模輸入電阻Rid→∞；*差模輸入電阻Rid→∞；*輸出電阻Ro→0；*共模抑制比KCMR→∞；第七章放大電路中的反饋反饋概念的建立＊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(dāng)ＡＦ＞０時,Ａｆ下降,這種反饋稱為負(fù)反饋。2．當(dāng)ＡＦ＝０時,表明反饋效果為零。3．當(dāng)ＡＦ＜０時,Ａｆ升高,這種反饋稱為正反饋。4．當(dāng)ＡＦ＝－１時,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：反饋量取樣于輸出電壓；具有穩(wěn)定輸出電壓的作用?！草敵龆搪窌r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?！草敵龆搪窌r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+表示,并設(shè)信號的頻率在中頻段?！?根據(jù)該極性,逐級推斷出放大電路中各相關(guān)點(diǎn)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?！?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。三.反饋形式的描述方法某反饋元件引入級間〔本級直流負(fù)反饋和交流電壓〔電流串聯(lián)〔并聯(lián)負(fù)反饋。四.負(fù)反饋對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倍五.自激振蕩產(chǎn)生的原因和條件產(chǎn)生自激振蕩的原因附加相移將負(fù)反饋轉(zhuǎn)化為正反饋。產(chǎn)生自激振蕩的條件若表示為幅值和相位的條件則為：第八章信號的運(yùn)算與處理分析依據(jù)"虛斷"和"虛短"基本運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路R2=R1//Rf同相比例運(yùn)算電路R2=R1//Rf反相求和運(yùn)算電路R4=R1//R2//R3//Rf4.同相求和運(yùn)算電路R1//R2//R3//R4=Rf//R5加減運(yùn)算電路R1//R2//Rf=R3//R4//R5積分和微分運(yùn)算電路積分運(yùn)算微分運(yùn)算第九章信號發(fā)生電路正弦波振蕩電路的基本概念產(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:即幅值平衡條件：相位平衡條件：起振條件:幅值條件：相位條件:3.正弦波振蕩器的組成、分類正弦波振蕩器的組成<1>放大電路建立