電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章半導(dǎo)體二極管 復(fù)習(xí)教案

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(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。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??；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(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.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。第三章基本放大電路靜態(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后輸出電阻第四章正弦波振蕩電路一.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(shí)，Ａｆ下降，這種反饋稱為負(fù)反饋。2．當(dāng)ＡＦ＝０時(shí)，表明反饋效果為零。3．當(dāng)ＡＦ＜０時(shí)，Ａｆ升高，這種反饋稱為正反饋。4．當(dāng)ＡＦ＝－１時(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)極性法：（1）假定某輸入信號在某瞬時(shí)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(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：第五章集成運(yùn)放電路及其應(yīng)用一.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(shí)單端輸出時(shí)(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(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：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)反饋電路特點(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)或引入正反饋電路特點(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-=03.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第六章功率放大電路一.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)對稱功率放大電路問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(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第七章直流穩(wěn)壓電源直流電源的組成框圖電源變壓器：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(fù)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。穩(wěn)壓電路：自動保持負(fù)載電壓的穩(wěn)定。二.單相半波整流電路1．輸出電壓的平均值UO(AV)2．輸出電壓的脈動系數(shù)S3．正向平均電流ID(AV)4．最大反向電壓URM三.單相全波整流電路1．輸出電壓的平均值UO(AV)2．輸出電壓的脈動系數(shù)S3．正向平均電流ID(AV)4．最大反向電壓URM四.單相橋式整流電路UO(AV)、S、ID(AV)與全波整流電路相同，URM與半波整流電路相同。五.電容濾波電路放電時(shí)間常數(shù)的取值2.輸出電壓的平均值UO(AV)3.輸出電壓的脈動系數(shù)S4.整流二極管的平均電流ID(AV)六.三種單相整流電容濾波電路的比較并聯(lián)型穩(wěn)壓電路1.穩(wěn)壓電路及其工作原理當(dāng)負(fù)載不變，電網(wǎng)電壓變化時(shí)的穩(wěn)壓過程:當(dāng)電網(wǎng)電壓不變，負(fù)載變化時(shí)的穩(wěn)壓過程:2.電路參數(shù)的計(jì)算穩(wěn)壓管的選擇常取UZ=UO；IZM=(1.5~3)IOmax輸入電壓的確定一般取UI(AV)=(2~3)UO限流電阻R的計(jì)算R的選用原則是：IZmin<IZ<IZmax。第九章數(shù)字知識電路基礎(chǔ)數(shù)字電路中的晶體管大多工作在什么狀態(tài)？（開關(guān)狀態(tài)）體三極管開關(guān)特性是什么？晶體三極管在基極信號作用下，可以導(dǎo)通和截止，因而可作為開關(guān)元件使用。基本的邏輯關(guān)系有幾種？（與邏輯，或邏輯，非邏輯。）基本的邏輯門有幾種？（與門電路，或門電路，非門電路）正邏輯與門所實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系？所有輸入都為高電平時(shí)，輸出才為高電平；只要有一個(gè)輸入為低電平，輸出就為低電平。正邏輯，負(fù)邏輯?用“1”表示高電平，“0”表示低電平，則這種邏輯關(guān)系稱正邏輯，如作相反的規(guī)定，則為負(fù)邏輯。什么叫做灌電流？（從TTL與非門輸入端流出的電流稱灌電流。）TTL與非門的扇出系數(shù)NO的含義是什么？NO表示負(fù)載能力的參數(shù)，它指輸出端能驅(qū)動同系列與非門的最大數(shù)目。線與概念是什么？（把幾個(gè)OC門的輸出端聯(lián)接起來，實(shí)現(xiàn)與的功能，這種功能稱線與。而通常的TTL與非是不能接成線與的形式，不然的話就會燒壞門電路.）什么是三態(tài)門，它有幾個(gè)輸出狀態(tài)？（三態(tài)門是由TTL與非門外加一控制電路而成，其輸出端有三種狀態(tài)：高電平輸出狀態(tài)、低電平輸出狀態(tài)和高阻抗輸出狀態(tài)。）異或門的邏輯表達(dá)是什么？其含義是什么？邏輯符號是什么？（A⊕B＝A＋B，其含義是指當(dāng)輸入端兩變量電平高低不同時(shí)，輸出為1；當(dāng)輸入端兩變量電平一致時(shí)輸出為低電平。邏輯符號為:）數(shù)制與編碼1．二→十11011=1×24+1×23+0×22+1×21+1×10＝（27）102．二→八（10111）2＝（010111）2＝（27）83．二→十六（1011000110）2＝（2C6）164．十六→二（4F3）16＝（10011110011）25．八→二（34）8＝（11100）26．十→二（36）10＝（100100）27．16→10（3A）