模擬電子技術基礎知識點總結(jié)

模擬電子技術復習資料總結(jié)第一章半導體二極管一.半導體的基礎知識1.半導體---導電能力介于導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.本征半導體----純凈的具有單晶體結(jié)構(gòu)的半導體。4.兩種載流子----帶有正、負電荷的可移動的空穴和電子統(tǒng)稱為載流子。5.雜質(zhì)半導體----在本征半導體中摻入微量雜質(zhì)形成的半導體。體現(xiàn)的是半導體的摻雜特性。*P型半導體:在本征半導體中摻入微量的三價元素（多子是空穴，少子是電子）。*N型半導體:在本征半導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。*體電阻---通常把雜質(zhì)半導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)半導體可以改型為另外一種雜質(zhì)半導體。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?--正偏導通，反偏截止。8.PN結(jié)的伏安特性二.半導體二極管*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>V陰(正偏)，二極管導通(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叫靜態(tài)工作點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§2-1三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*直流負載線---由VCC=ICRC+UCE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Rc：Q點在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動。3）改變VCC：直流負載線平移，Q點發(fā)生移動。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。*交流負載線---連接Q點和VCC’點VCC’=UCEQ+ICQRL’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（1）Uopp---是指放大器最大不失真輸出電壓的峰峰值。（2）范圍*當（UCEQ－UCES）＞（VCC’－UCEQ）時，受截止失真限制，UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。*當（UCEQ－UCES）＜（VCC’－UCEQ）時，受飽和失真限制，UOPP=2UOMAX=2（UCEQ－UCES）。*當（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)工作點的近似估算（2）Q點在放大區(qū)的條件欲使Q點不進入飽和區(qū)，應滿足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*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?！?-2場效應管及其基本放大電路一.結(jié)型場效應管（JFET）1.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)）轉(zhuǎn)移特性曲線UP-----截止電壓二.絕緣柵型場效應管（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時所對應的iD值。*N-DMOS的輸出特性曲線注意：uGS可正、可零、可負。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)型場效應管一致。三.場效應管的主要參數(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gm(表明場效應管是電壓控制器件)四.場效應管的小信號等效模型E-MOS的跨導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，*動態(tài)分析，第三章多級放大電路第四章集成運算放大電路一.級間耦合方式1.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。2.變壓器耦合---各級靜態(tài)工作點彼此獨立，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。3.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.長尾差放電路的原理與特點1.抑制零點漂移的過程----當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烈的抑制作用，被稱為“共模反饋電阻”。2靜態(tài)分析1)計算差放電路IC設UB≈0，則UE=－0.7V，得2)計算差放電路UCE雙端輸出時單端輸出時(設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.集成運放的電壓傳輸特性當uI在+Uim與-Uim之間，運放工作在線性區(qū)域：三．集成運放電路的基本組成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----多采用互補對稱電路以提高帶負載能力。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。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)Aod→∞；*差模輸入電阻Rid→∞；*輸出電阻Ro→0；*共模抑制比KCMR→∞；2.理想集成運放的分析方法1)運放工作在線性區(qū):*電路特征——引入負反饋*電路特點——“虛短”和“虛斷”:“虛短”---“虛斷”---2)運放工作在非線性區(qū)*電路特征——開環(huán)或引入正反饋*電路特點——輸出電壓的兩種飽和狀態(tài):當u+>u-時，uo=+Uom當u+<u-時，uo=-Uom兩輸入端的輸入電流為零:i+=i-=0第五章放大電路的頻率響應一.單級放大電路的頻率響應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二.分壓式穩(wěn)定工作點電路的頻率響應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1.頻響表達式2.波特圖第六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ＡＦ＜０時，Ａｆ升高，這種反饋稱為正反饋。4．當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。（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+表示），并設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提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性擴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：第七章信號的運算與處理分析依據(jù)------“虛斷”和“虛短”基本運算電路反相比例運算電路R2=R1//Rf同相比例運算電路R2=R1//Rf反相求和運算電路R4=R1//R2//R3//Rf4.同相求和運算電路R1//R2//R3//R4=Rf//R5加減運算電路R1//R2//Rf=R3//R4//R5積分和微分運算電路積分運算微分運算第八章信號發(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-------建立和維持振蕩。(2)正反饋網(wǎng)絡----與放大電路共同滿足振蕩條件。(3)選頻網(wǎng)絡-------以選擇某一頻率進行振蕩。(4)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)-------使波形幅值穩(wěn)定，且波形的形狀良好。*正弦波振蕩器的分類(1)RC振蕩器-----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1.RC串并聯(lián)正弦波振蕩電路RC移相式正弦波振蕩電路三.LC正弦波振蕩電路變壓器耦合式LC振蕩電路判斷相位的方法：斷回路、引輸入、看相位三點式LC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)（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）（4）并聯(lián)改進型電容反饋三點式振蕩器（西勒電路）四.石英晶體振蕩電路并聯(lián)型石英晶體振蕩器串聯(lián)型石英晶體振蕩器第九章功率放大電路一.功率放大電路的三種工作狀態(tài)1.甲類工作狀態(tài)導通角為360o，ICQ大，管耗大，效率低。2.乙類工作狀態(tài)ICQ≈0，導通角為180o，效率高，失真大。3.甲乙類工作狀態(tài)導通角為180o~360o，效率較高，失真較大。二.乙類功放電路的指標估算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。甲乙類單電源互補對稱功率放大器OTL----電容C2上靜態(tài)電壓為VCC/2，并且取代了OCL功放中的負電源-VCC。動態(tài)指標按乙類狀態(tài)估算，只是用VCC/2代替。四.復合管的組成及特點前一個管子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.