模電面試復(fù)試

模電面試復(fù)試第一章半導(dǎo)體二極管一、半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)半導(dǎo)體是介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，如硅和鍺。它們具有光敏、熱敏和摻雜特性。本征半導(dǎo)體是純凈的具有單晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。半導(dǎo)體中帶有正、負(fù)電荷的可移動(dòng)的空穴和電子統(tǒng)稱為載流子。雜質(zhì)半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)形成的半導(dǎo)體。它體現(xiàn)了半導(dǎo)體的摻雜特性。P型半導(dǎo)體是在本征半導(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)體是在本征半導(dǎo)體中摻入微量的五價(jià)元素，多子是電子，少子是空穴。二、PN結(jié)PN結(jié)是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的結(jié)。它具有接觸電位差和單向?qū)щ娦?。硅材料的接觸電位差約為0.6~0.8V，鍺材料的接觸電位差約為0.2~0.3V。PN結(jié)的單向?qū)щ娦允钦珜?dǎo)通，反偏截止。PN結(jié)的伏安特性與雜質(zhì)半導(dǎo)體相似。三、半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ娦?，正向?qū)?，反向截止。它的伏安特性與PN結(jié)相似。硅管的正向?qū)▔航禐?.6~0.7V，鍺管的正向?qū)▔航禐?.2~0.3V。半導(dǎo)體二極管的分析方法有圖解分析法和等效電路法。穩(wěn)壓二極管是一種特殊的二極管，它的特性是正常工作時(shí)處于PN結(jié)的反向擊穿區(qū)，因此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)三極管分為NPN和PNP兩種類型。它們的基區(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、三極管的工作原理三極管有三種基本組態(tài)：共發(fā)射極、共基極和共集電極。在共發(fā)射極組態(tài)中，輸入信號(hào)加在基極上，輸出信號(hào)從集電極上取出。在共基極組態(tài)中，輸入信號(hào)加在發(fā)射極上，輸出信號(hào)從集電極上取出。在共集電極組態(tài)中，輸入信號(hào)加在基極上，輸出信號(hào)從發(fā)射極上取出。三、基本放大電路三極管的基本放大電路包括共發(fā)射極放大電路、共集電極放大電路和共基極放大電路。其中，共發(fā)射極放大電路是最常用的放大電路，它的放大倍數(shù)比其他兩種放大電路高。2.三極管內(nèi)各極電流的分配三極管的共發(fā)射極電流放大系數(shù)可以表明它是一種電流控制器件。其式子為：β=ΔIc/ΔIb其中，Ic為集電極電流，Ib為基極電流，β為共發(fā)射極電流放大系數(shù)。3.共射電路的特性曲線共射電路的輸入特性曲線與二極管相同，稱為穿透電流。而輸出特性曲線則受到飽和管壓降的影響，用UCES表示。在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；在截止區(qū)，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。4.溫度影響溫度升高會(huì)導(dǎo)致輸入特性曲線向左移動(dòng)。同時(shí)，ICBO、ICEO、IC以及β都會(huì)增加。三.低頻小信號(hào)等效模型（簡(jiǎn)化）在輸出端交流短路時(shí)，三極管的低頻小信號(hào)等效模型包括：hie，即輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻，常用rbe表示；hfe，即輸出端交流短路時(shí)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基本放大電路由VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2等組成。其組成原則是能夠放大信號(hào)、不失真、能夠傳輸信號(hào)。五.放大電路的圖解分析法1.直流通路與靜態(tài)分析直流通路指的是直流電流通的回路。在畫直流通路時(shí)，電容應(yīng)視為開(kāi)路。直流通路的作用是確定靜態(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(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響包括：1）改變Rb：Q點(diǎn)將沿直流負(fù)載線上下移動(dòng)。2）改變Rc：Q點(diǎn)在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動(dòng)。3）改變VCC：直流負(fù)載線平移，Q點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)。2.交流通路與動(dòng)態(tài)分析交流通路指的是交流電流流通的回路。在畫交流通路時(shí)，電容應(yīng)視為短路，理想直流電壓源應(yīng)視為短路。交流通路的作用是分析信號(hào)被放大的過(guò)程。交流負(fù)載線連接Q點(diǎn)和VCC’點(diǎn)，其中VCC’=UCEQ+ICQRL’。3.靜態(tài)工作點(diǎn)與非線性失真靜態(tài)工作點(diǎn)是放大器在沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)的工作點(diǎn)。非線性失真分為截止失真和飽和失真。截止失真的產(chǎn)生原因是Q點(diǎn)設(shè)置過(guò)低，導(dǎo)致NPN管削頂，PNP管削底。飽和失真的產(chǎn)生原因是Q點(diǎn)設(shè)置過(guò)高，導(dǎo)致NPN管削底，PNP管削頂。消除截止失真的方法是減小Rb，提高Q；消除飽和失真的方法是增大Rb、減小Rc、增大VCC。4.放大器的動(dòng)態(tài)范圍放大器的動(dòng)態(tài)范圍由Uopp決定，它是指放大器最大不失真輸出電壓的峰峰值。當(dāng)（UCEQ－UCES）＞（VCC’－UCEQ）時(shí)，受截止失真限制，UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。當(dāng)（UCEQ－UCES）＜（VCC’－UCEQ）時(shí)，受飽和失真限制，UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。當(dāng)UCEQ-UCES=VCC'-UCEQ時(shí)，放大器將有最大的不失真輸出電壓。放大電路的等效電路法分為靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析兩部分。在靜態(tài)分析中，需要近似估算靜態(tài)工作點(diǎn)和滿足Q點(diǎn)在放大區(qū)的條件。在動(dòng)態(tài)分析中，需要計(jì)算放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等參數(shù)。分壓式穩(wěn)定工作點(diǎn)共射放大電路的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析也需要計(jì)算放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等參數(shù)。共集電極基本放大電路的電壓放大倍數(shù)為正，略小于1，稱為射極跟隨器，簡(jiǎn)稱射隨器。該電路的輸入電阻高，輸出電阻低。場(chǎng)效應(yīng)管有結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管兩種。其中，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管分為增強(qiáng)型和耗盡型兩種。場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)包括漏極飽和電流IDSS、夾斷電壓Up、開(kāi)啟電壓UT、直流輸入電阻RGS和低頻跨導(dǎo)gm。共源極基本放大電路有自偏壓式偏置放大電路和分壓式偏置放大電路兩種。這兩種電路的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析都需要計(jì)算放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等參數(shù)。多級(jí)放大電路中，阻容耦合是一種常見(jiàn)的級(jí)間耦合方式。它能有效地傳輸交流信號(hào)，但不便于集成，低頻特性差。2.變壓器耦合：變壓器耦合可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，但體積大、成本高，無(wú)法采用集成工藝，且不利于低頻和高頻信號(hào)傳輸。3.直接耦合：直接耦合具有良好的低頻特性，便于集成，但各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響，存在“零點(diǎn)漂移”現(xiàn)象，即當(dāng)溫度或電源電壓變化時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)會(huì)隨之變化，導(dǎo)致輸出偏離初始值，產(chǎn)生隨機(jī)變動(dòng)。二.單級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)1.中頻段(fL≤f≤fH)：在中頻段，幅頻曲線為20lgAusm=常數(shù)，相頻曲線為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(jí)放大電路的頻率響應(yīng)1.頻響表達(dá)式：2.波特圖：五.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360，ICQ大，管耗大，效率低。2.乙類工作狀態(tài)：ICQ≈，導(dǎo)通角為180，效率高，失真大。3.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(biāo)估算1.工作狀態(tài)：任意狀態(tài)下，Uom≈Uim；盡限狀態(tài)下，Uom=VCC-UCES；理想狀態(tài)下，Uom≈VCC。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1.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；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。四.復(fù)合管的組成及特點(diǎn)1.前一個(gè)管子c-e極跨接在后一個(gè)管子的b-c極間。2.類型取決于第一只管子的類型。3.β=β1·β2六.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(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。3.反饋取樣方式電壓反饋：通過(guò)取樣輸出電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出電壓的作用，但當(dāng)輸出短路時(shí)反饋消失。電流反饋：通過(guò)取樣輸出電流來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出電流的作用，但當(dāng)輸出短路時(shí)反饋不消失。4.反饋方式并聯(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，其反饋信號(hào)反饋到輸入端。當(dāng)Rs越大時(shí)，反饋效果越好。串聯(lián)反饋：反饋量與原輸入量在輸入電路中以電壓形式相疊加，其反饋信號(hào)反饋到非輸入端。當(dāng)Rs越小時(shí)，反饋效果越好。5.反饋極性瞬時(shí)極性法：假定某輸入信號(hào)在某瞬時(shí)的極性為正（用+表示），并設(shè)信號(hào)的頻率在中頻段。根據(jù)該極性，逐級(jí)推斷出放大電路中各相關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)極性（升高用+表示，降低用-表示）。確定反饋信號(hào)的極性后，根據(jù)Xi和Xf的極性，確定凈輸入信號(hào)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(jí)間（本級(jí)）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(duì)放大電路性能的影響負(fù)反饋可以提高放大倍數(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，同時(shí)也可以改變放大電路的輸入輸出電阻。串聯(lián)負(fù)反饋可以使輸入電阻增加1+AF倍，而并聯(lián)負(fù)反饋則使輸入電阻減小1+AF倍。電壓負(fù)反饋可以使輸出電阻減小1+AF倍，電流負(fù)反饋則可以使輸出電阻增加1+AF倍。五.自激振蕩產(chǎn)生的原因和條件1.產(chǎn)生自激振蕩的原因自激振蕩的產(chǎn)生是由于附加相移將負(fù)反饋轉(zhuǎn)化為正反饋。2.產(chǎn)生自激振蕩的條件若表示為幅值和相位的條件，則需要滿足幅值平衡條件和相位平衡條件。在起振條件方面，需要滿足幅值條件和相位條件。六.信號(hào)運(yùn)算與處理電路1.反相比例運(yùn)算電路、同相比例運(yùn)算電路、反相求和運(yùn)算電路、同相求和運(yùn)算電路和加減運(yùn)算電路是信號(hào)運(yùn)算與處理電路的基本電路。2.積分運(yùn)算電路和微分運(yùn)算電路是信號(hào)運(yùn)算與處理電路中的重要電路，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的積分和微分運(yùn)算。七.正弦波振蕩電路的基本概念1.產(chǎn)生正弦波