模電總結(jié)復(fù)習(xí)資料-模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第五版)

緒論一.符號(hào)約定大寫字母、大寫下標(biāo)表示直流量。如：VCE、IC等。小寫字母、大寫下標(biāo)表示總量〔含交、直流〕。如：vCE、iB等。小寫字母、小寫下標(biāo)表示純交流量。如：vce、ib等。上方有圓點(diǎn)的大寫字母、小寫下標(biāo)表示相量。如：等。二．信號(hào)〔1〕模型的轉(zhuǎn)換〔2〕分類〔3〕頻譜二.放大電路〔1〕模型〔2〕增益如何確定電路的輸出電阻ro？三．頻率響應(yīng)以及帶寬第一章半導(dǎo)體二極管一.半導(dǎo)體的根底知識(shí)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----純潔的具有單晶體結(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(dòng)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。表達(dá)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(jià)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(jià)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(guò)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?--正偏導(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?-----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上下:假設(shè)V陽(yáng)>V陰(正偏)，二極管導(dǎo)通(短路);假設(shè)V陽(yáng)<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上下:假設(shè)V陽(yáng)>V陰(正偏)，二極管導(dǎo)通(短路);假設(shè)V陽(yáng)<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(shí)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。第二章三極管及其根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?。患妳^(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1.三極管的三種根本組態(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)(說(shuō)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(dòng)。溫度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低頻小信號(hào)等效模型〔簡(jiǎn)化〕hie---輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻，常用rbe表示；hfe---輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比，常用β表示；四.根本放大電路組成及其原那么1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.組成原那么----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(duì)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(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*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(hào)被放大的過(guò)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(guò)低*失真現(xiàn)象---NPN管削頂，PNP管削底。*消除方法---減小Rb，提高Q?！?〕飽和失真*產(chǎn)生原因---Q點(diǎn)設(shè)置過(guò)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(dòng)態(tài)范圍〔1〕Uopp---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(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〕，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〔2〕Q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(dòng)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(dòng)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.共集電極根本放大電路1．靜態(tài)分析2．動(dòng)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(jiǎn)稱射隨器。*輸入電阻高，輸出電阻低。第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其根本放大電路一.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管〔JFET〕1.結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào)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(chǎng)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(hào)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(shí)所對(duì)應(yīng)的iD值。*N-DMOS的輸出特性曲線注意：uGS可正、可零、可負(fù)。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(chǎng)效應(yīng)管一致。三.場(chǎng)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(說(shuō)明場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件)四.場(chǎng)效應(yīng)管的小信號(hào)等效模型E-MOS的跨導(dǎo)gm---五.共源極根本放大電路1.自偏壓式偏置放大電路*靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析假設(shè)帶有Cs，那么2.分壓式偏置放大電路*靜態(tài)分析*動(dòng)態(tài)分析假設(shè)源極帶有Cs，那么六.共漏極根本放大電路*靜態(tài)分析或*動(dòng)態(tài)分析第四章多級(jí)放大電路級(jí)間耦合方式1.阻容耦合----各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立；能有效地傳輸交流信號(hào)；體積小，本錢低。但不便于集成，低頻特性差。2.變壓器耦合---各級(jí)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，本錢高，無(wú)法采用集成工藝；不利于傳輸?shù)皖l和高頻信號(hào)。3.直接耦合----低頻特性好，便于集成。各級(jí)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(shí)，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(dòng)。二.單級(jí)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．完整的根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(shí)為78.5%三.甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路問(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.解決方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)前一個(gè)管子c-e極跨接在后一個(gè)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)放電路的根本組成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。4.偏置電路----多采用電流源電路，為各級(jí)提供適宜的靜態(tài)電流。二.長(zhǎng)尾差放電路的原理與特點(diǎn)1.抑制零點(diǎn)漂移的過(guò)程----當(dāng)T↑→iC1、iC2↑→iE1、iE2↑→uE↑→uBE1、uBE2↓→iB1、iB2↓→iC1、iC2↓。Re對(duì)溫度漂移及各種共模信號(hào)有強(qiáng)烈的抑制作用，被稱為“共模反應(yīng)電阻”。2靜態(tài)分析1)計(jì)算差放電路IC設(shè)UB≈0，那么UE=－0.7V，得2)計(jì)算差放電路UCE雙端輸出時(shí)單端輸出時(shí)(設(shè)VT1集電極接RL)對(duì)于VT1：對(duì)于VT2：3.動(dòng)態(tài)分析1〕差模電壓放大倍數(shù)雙端輸出單端輸出時(shí)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：?jiǎn)味溯敵?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*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(yùn)放的分析方法1)運(yùn)放工作在線性區(qū):*電路特征——引入負(fù)反應(yīng)*電路特點(diǎn)——“虛短”和“虛斷”:“虛短”---“虛斷”---2)運(yùn)放工作在非線性區(qū)*電路特征——開環(huán)或引入正反應(yīng)*電路特點(diǎn)——輸出電壓的兩種飽和狀態(tài):當(dāng)u+>u-時(shí)，uo=+Uom當(dāng)u+<u-時(shí)，uo=-Uom兩輸入端的輸入電流為零:i+=i-=0第七章放大電路中的反應(yīng)反應(yīng)概念的建立＊開環(huán)放大倍數(shù)－－－Ａ＊閉環(huán)放大倍數(shù)－－－Ａｆ＊反應(yīng)深度－－－１＋ＡＦ＊環(huán)路增益－－－ＡＦ：1．當(dāng)ＡＦ＞０時(shí)，Ａｆ下降，這種反應(yīng)稱為負(fù)反應(yīng)。2．當(dāng)ＡＦ＝０時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)效果為零。3．當(dāng)ＡＦ＜０時(shí)，Ａｆ升高，這種反應(yīng)稱為正反應(yīng)。4．當(dāng)ＡＦ＝－１時(shí)，Ａｆ→∞。放大器處于“自激振蕩”狀態(tài)。二．反應(yīng)的形式和判斷1.反應(yīng)的范圍----本級(jí)或級(jí)間。2.反應(yīng)的性質(zhì)----交流、直流或交直流。直流通路中存在反應(yīng)那么為直流反應(yīng)，交流通路中存在反應(yīng)那么為交流反應(yīng)，交、直流通路中都存在反應(yīng)那么為交、直流反應(yīng)。3.反應(yīng)的取樣----電壓反應(yīng)：反應(yīng)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(shí)反應(yīng)消失〕電流反應(yīng)：反應(yīng)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(shí)反應(yīng)不消失〕4.反應(yīng)的方式-----并聯(lián)反應(yīng)：反應(yīng)量與原輸入量在輸入電路中以電流形式相疊加。Rs越大反應(yīng)效果越好。反應(yīng)信號(hào)反應(yīng)到輸入端〕串聯(lián)反應(yīng)：反應(yīng)量與原輸入量在輸入電路中以電壓的形式相疊加。Rs越小反應(yīng)效果越好。反應(yīng)信號(hào)反應(yīng)到非輸入端〕5.反應(yīng)極性-----瞬時(shí)極性法：〔1〕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〕。〔3〕確定反應(yīng)信號(hào)的極性。〔4〕根據(jù)Xi與Xf的極性，確定凈輸入信號(hào)的大小。Xid減小為負(fù)反饋；Xid增大為正反應(yīng)。三.反應(yīng)形式的描述方法某反應(yīng)元件引入級(jí)間〔本級(jí)〕直流負(fù)反應(yīng)和交流電壓〔電流〕串聯(lián)〔并聯(lián)〕負(fù)反應(yīng)。四.負(fù)反應(yīng)對(duì)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)反應(yīng)使輸入電阻增加1+AF倍*并聯(lián)負(fù)反應(yīng)使輸入電阻減小1+AF倍*電壓負(fù)反應(yīng)使輸出電阻減小1+AF倍*電流負(fù)反應(yīng)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)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為正反應(yīng)。產(chǎn)生自激振蕩的條件假設(shè)表示為幅值和相位的條件那么為：第八章信號(hào)的運(yùn)算與處理分析依據(jù)------“虛斷”和“虛短”根本運(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(hào)發(fā)生電路正弦波振蕩電路的根本概念產(chǎn)生正弦波振蕩的條件(人為的直接引入正反應(yīng))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)正反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)----與放大電路共同滿足振蕩條件。(3)選頻網(wǎng)絡(luò)-------以選擇某一頻率進(jìn)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(diǎn)式LC振蕩器*相位條件的判斷------“射同基反”或“三步曲法”電感反應(yīng)三點(diǎn)式振蕩器(哈特萊電路)(2)電容反應(yīng)三點(diǎn)式振蕩器(考畢茲電路)(3)串聯(lián)改良型電容反應(yīng)三點(diǎn)式振蕩器〔克拉潑電路〕并聯(lián)改良型電容反應(yīng)三點(diǎn)式振蕩器〔西勒電路〕四.石英晶體振蕩電路并聯(lián)型石英晶