模电各章重点内容及总复习外加试题和答案(共51页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上模电第一章重点掌握内容:一、 概念1、 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。2、 半导体奇妙特性:热敏性、光敏性、掺杂性。3、 本征半导体:完全纯净的、结构完整的、晶格状的半导体。4、 本征激发:环境温度变化或光照产生本征激发,形成电子和空穴,电子带负电,空穴带正电。它们在外电场作用下均能移动而形成电流,所以称载流子。5、 P型半导体:在纯净半导体中掺入三价杂质元素,便形成P型半导体,使导电能力大大加强,此类半导体,空穴为多数载流子(称多子)而电子为少子。6、 N型半导体:在纯净半导体中掺入五价杂质元素,便形成N型半导体,使导电能力大大加强,此类半导体,电子为
2、多子、而空穴为少子。7、 PN结具有单向导电性:P接正、N接负时(称正偏),PN结正向导通,P接负、N接正时(称反偏),PN结反向截止。所以正向电流主要由多子的扩散运动形成的,而反向电流主要由少子的漂移运动形成的。8、 二极管按材料分有硅管(Si管)和锗管(Ge管),按功能分有普通管,开关管、整流管、稳压管等。9、 二极管由一个PN结组成,所以二极管也具有单向导电性:正偏时导通,呈小电阻,大电流,反偏时截止,呈大电阻,零电流。其死区电压:Si管约0。5V,Ge管约为0。1V ,其死区电压:Si管约0.5V,Ge管约为0.1V 。其导通压降:Si管约0.7V,Ge管约为0.2V 。这两组数也是判
3、材料的依据。10、稳压管是工作在反向击穿状态的: 加正向电压时,相当正向导通的二极管。(压降为0.7V,) 加反向电压时截止,相当断开。 加反向电压并击穿(即满足UUZ)时便稳压为UZ 。11、二极管主要用途:整流、限幅、继流、检波、开关、隔离(门电路)等。二、应用举例:(判二极管是导通或截止、并求有关图中的输出电压U0 。三极管复习完第二章再判)参考答案:a、因阳极电位比阴极高,即二极管正偏导通。是硅管。b 、二极管反偏截止。 f 、因V的阳极电位比阴极电位高,所以二极管正偏导通,(将二极管短路)使输出电压为U0=3V 。G、因V1正向电压为10V,V2正向电压13V,使V2先导通,(将V2
4、短路)使输出电压U0=3V,而使V1反偏截止。h 、同理,因V1正向电压10V、V2正向电压为7V,所以V1先导通(将V1短路),输出电压U0=0V,使V2反偏截止。(当输入同时为0V或同时为3V,输出为多少,请同学自行分析。)三、书P31习题:1-3、1-4、1-6、1-8、1-13、1-16 1、模电第二章重点掌握内容:一、概念1、 三极管由两个PN结组成。从结构看有三个区、两个结、三个极。(参考P40)三个区:发射区掺杂浓度很高,其作用是向基区发射电子。基区掺杂浓度很低,其作用是控制发射区发射的电子。 集电区掺杂浓度较高,但面积最大,其作用是收集发射区发射的电子。 两个结:集电区基区形成
5、的PN结。叫集电结。(JC) 基区发射区形成的PN结。叫发射结。(Je) 三个极:从三个区引出的三个电极分别叫基极B、发射极E和集电极C(或用a、b、c) 对应的三个电流分别称基极电流IB、发射极电流IE、集电极电流IC 。并有:IE =IB+ IC2、 三极管也有硅管和锗管,型号有NPN型和PNP型。(参考图A。注意电路符号的区别。可用二极管等效来分析。)3、 三极管的输入电压电流用UBE 、IB表示,输出电压电流用UCE 、IC表示。即基极发射极间的电压为输入电压UBE,集电极发射间的电压为输出电压UCE。(参考图B) 三极管具有电流电压放大作用.其电流放大倍数=IC / IB (或IC=
6、 IB)和开关作用.4、三极管的输入特性(指输入电压电流的关系特性 )与二极管正向特性很相似,也有: 死区电压:硅管约为0.5V, 锗管约为0.1V 。 导通压降:硅管约为0.7V ,锗管约为0.2V 。(这两组数也是判材料的依据) 5、三极管的输出特性(指输出电压UCE与输出电流IC的关系特性)有三个区: 饱和区: 特点是UCE0.3V,无放大作用,C-E间相当闭合.其偏置条件JC, Je都正偏.截止区: 特点是UBE 0, IB=0, IC=0,无放大. C-E间相当断开.其偏置条件JC, Je都反偏. 放大区: 特点是UBE大于死区电压, UCE1V, IC= IB. 其偏置条件Je正偏
7、JC反偏. 所以三极管有三种工作状态,即饱和状态 ,截止状态和放大状态,作放大用时应工作在放大状态,作开关用时应工作在截止和饱和状态.6、当输入信号Ii 很微弱时,三极管可用H参数模型代替(也叫微变电路等效电路)(参考图B)7、对放大电路的分析有估算法和图解法估算法是:先画出直流通路(方法是将电容开路,信号源短路,剩下的部分就是直流通路), 求静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ 。 画交流通路,H参数小信号等效电路求电压放大倍数AU输入输出电阻RI和R0 。 (参考P58图2.2.5) 图解法:是在输入回路求出IB后,在输入特性作直线,得到工作点Q,读出相应的IBQ、UBEQ 而在输出回路列电
8、压方程在输出曲线作直线,得到工作点Q,读出相应的ICQ、UCEQ 加入待放大信号ui从输入输出特性曲线可观察输入输出波形,。若工作点Q点设得合适,(在放大区)则波形就不会发生失真。(参考P52 图2.2.2)8、失真有三种情况:截止失真:原因是IB、IC太小,Q点过低,使输出波形后半周(正半周)失真。消除办法是调小RB,以增大IB、IC,使Q点上移。饱和失真:原因是IB、IC太大,Q点过高,使输出波形前半周(负半周)失真。消除办法是调大RB,以减小IB、IC,使Q点下移。信号源US过大而引起输出的正负波形都失真,消除办法是调小信号源。 2二、 应用举例说明:图A:三极管有NPN型和PNP型,分
9、析三极管的工作状态时可用二极管电路来等效分析。图B:三极管从BE看进去为输入端,从CE看进去输出端。可用小信号等效电路来等效。 其三极管的输入电阻用下式计算: rbe =200+(1+)26/ IEQ=200+26/ IBQ IC= IB.图C的图1因发射结正偏,集电结反偏,所以是放大;图2因发射结电压为3伏,所以管烧;图3因发射结集电结都正偏,所以是饱和;图4因发射结正偏,集电结反偏,所以是放大。图D:a图为固定偏置电路,b图为直流通路,c图为H参数小信号等效电路。(其计算在下一章)三、 习题:P81 2-1、2-2、2-4abc、2-9 3模电第三章重点掌握内容:一、概念1、 放大电路有共
10、射、共集、共基三种基本组态。(固定偏置电路、分压式偏置电路的输入输出公共端是发射极,故称共发射极电路)。共射电路的输出电压U0与输入电压UI反相,所以又称反相器。共集电路的输出电压U0与输入电压UI同相,所以又称同相器。2、 差模输入电压Uid=Ui1-Ui2 指两个大小相等,相位相反的输入电压。(是待放大的信号)共模输入电压UiC= Ui1=Ui2指两个大小相等,相位相同的输入电压。(是干扰信号)差模输出电压U0d 是指在Uid作用下的输出电压。共模输出电压U0C是指在 UiC作用下的输出电压。差模电压放大倍数Aud= U0d / /Uid是指差模输出与输入电压的比值。共模放大倍数Auc =
11、U0C /UiC是指共模输出与输入电压的比值。(电路完全对称时Auc =0)共模抑制比KCRM=Aud /Auc是指差模共模放大倍数的比值,电路越对称KCRM越大,电路的抑制能力越强。3、 差分电路对差模输入信号有放大作用,对共模输入信号有抑制作用,即差分电路的用途:用于直接耦合放大器中抑制零点漂移。(即以达到UI =0,U0=0的目的)4、电压放大器的主要指标是电压放大倍数AU和输入输出电阻Ri ,R0 。 功率放大器的主要指标要求是(1)输出功率大,且不失真;(2)效率要高,管耗要小,所以功率放大电路通常工作在甲乙类(或乙类)工作状态,同时为减小失真,采用乙类互补对称电路。为减小交越失真采
12、用甲乙类互补对称电路。5、 多级放大电路的耦合方式有:直接耦合:既可以放大交流信号,也可以放大直流信号或缓慢变化的交流信号;耦合过程无损耗。常用于集成电路。但各级工作点互相牵连,会产生零点漂移。阻容耦合:最大的优点是各级工作点互相独立,但只能放大交流信号。耦合过程有损耗,不利于集成。变压器耦合:与阻容耦合优缺点同,已少用。二、电路分析。重点掌握以下几个电路:1、 固定偏置电路;如图D-a(共射电路)A)会画直流通路如图D-b,求工作点Q。(即求IBQ、ICQ、UCEQ ) 即;IBQ =(UCC UBE)/ RBICQ = IB.UCEQ = UCC ICQ RCB)会画微变等效电路,如图D-
13、c,求电压放大倍数和输入输出电路:AU、R i、RO 。 即:AU = RL/ rbe , R i = RBrbe , RO = RC 4设:RB=470K,RC=3K, RL= 6K,UCC=12V,=80,UBE=0.7V,试求工作点Q和AU、R i、RO 2、 分压式偏置电路;如图E-a(为共射电路)A)会画直流通路如图E-b,求工作点Q。(即求IBQ、ICQ、UCEQ ) 即:VB =RB2*UCC/(RB1+RB2) ICQIEQ= (VBUBE)/RE UCEQ = UCC ICQ(RC+RE)B)会画微变等效电路,如图E-c,求电压放大倍数和输入输出电路:AU、R i、RO即:
14、AU = RL/ rbe , R i = RB1RB2 rbe , RO = RC 设:RB1=62K,RB2=16 K,RC=5K, RE=2K,RL=5 K,UCC=20V,=80,UBE=0.7V,试求工作点(Q)IBQ、ICQ、UCEQ和AU、R i、RO 。 (请同学一定要完成上两道题,并会画这两个电路的直流通路和微变等效电路。) 3、 射极输出器,如图F-a(为共集电路,又称同相器、跟随器) 重点掌握其特点: 电压放大倍数小于近似于1,且 UO 与Ui同相。 输入电阻很大。 输出电阻很小,所以带负载能力强。 了解其电路结构,直流通路(图F-b)和微变等效电路(图F-c)的画法。 5
15、模电第四章重点掌握内容:一、 概念1、 反馈是指将输出信号的一部分或全部通过一定的方式回送到输入端。2、 反馈有正反馈(应用于振荡电路)和负反馈(应用于放大电路)之分。3、 反馈有直流反馈,其作用:稳定静态工作点。 有交流反馈,其作用:改善放大器性能。包括:提高电压放大倍数的稳定度;扩展通频带;减小非线性失真;改善输入输出电路。4、 反馈放大电路的基本关系式:Af =A /(1+AF),其(1+AF)称反馈深度,当(1+AF)远远大于是1时为深度负反馈,其Af =1/ F,即负反馈后的放大倍数大大下降,且仅由反馈网络参数就可求放大倍数,而与运放器内部参数无关。5、 负反馈有四种类型:电压串联负
16、反馈;电压反馈可减小输出电阻,从而稳定输出电压。 电压并联负反馈;。 电流串联负反馈;电流反馈可增大输出电阻,从而稳定输出电流。 电流并联负反馈。串联反馈可增大输入电阻。并联反馈可减小输入电阻。6、 对集成运算放大器反馈类型的经验判断方法是:当反馈元件(或网络)搭回到反相输入端为负反馈;搭回到同相输入端为正反馈。当反馈元件(或网络)搭回到输入端为并联反馈,搭回到输入端的另一端为串联反馈。当反馈元件(或网络)搭在输出端为电压反馈,否则为电流反馈。 而一般的判断方法:若反馈信号使净输入减少,为负反馈,反之为正反馈。(用瞬时极性判断) 若满足Ui=Uid+Uf 为串联反馈,满足 Ii=Iid+If为
17、并联反馈。 若反馈信号正比输出电压,为电压反馈,反馈信号正比输出电流,为电流反馈。(A) (B) 如(A)图经验判断:反馈元件搭回到反相输入端,所以是负反馈; 反馈元件搭回到输入端,所以是并联反馈; 反馈元件搭在输出端,所以是电压反馈,所以图是电压并联负反馈。 如(B)图,由瞬时极性判得电路有两级的电流并联负反馈。反馈元件为Rf (因Rf搭在输入端,所以是并联,但不是搭在输出端,所以是电流反馈,即If是正比于输出电流IC2)二、 练习并掌握书中图4.1.4a. 、4.1.5a、4.1.6三、1、掌握反相比例器、同相比例器、反相加法器,减法器,积分微分器输出电压的计算。 6.模电第五章重点掌握内
18、容:1、无源低通、高通滤波电路组成及对应频率的计算。 2.有源滤波器电路的组成及频率计算及通带增益的计算。模电第六章重点掌握内容:1、 掌握模拟乘法器的概念及符号2、 掌握模拟乘法器的应用:乘法、除法、平方、开方、立方、立方根。3、 了解倍频、混频、调幅、解调(检波)原理。模电第七章重点掌握内容:1. 信号产生电路包括正弦波振荡器和非正弦波振荡器。 正弦波振荡器有RC、LC振荡器和石英振荡器;LC振荡器又分为变压器反馈式、电感三点式和电容三点。2. 正弦波振荡器的起振条件和平衡条件是:会求振荡频率。3. 会用瞬时极性判是否满足相位平衡条件(是否为正反馈)4. 石英晶振的电路符号,压电效应,等效
19、电路:晶振串联谐振时等效为一个很小的电阻,并联谐振时等效为电感。5. 电压比较器用途,单门限电压比较器电路组成及电路分析。模电第八章重点掌握内容:1.掌握单相半波整流、桥式、全波整流电路工作原理,输入输出波形的画法以及输出电压U0、I0 、ID、URE振 的计算:A、 半波整流:U0=0.45U2 (U2为输入电压的有效值)B、 半波整流滤波:U0= U2C、 桥式整流:U0=0.9 U2D、 桥式整流滤波:U0=1.2 U2E、 桥式整流滤波:U0=1.4 U2 (空载) 2. 掌握串联型稳压电路的组成框图,稳压原理,会求输出电压的变化范围。 3. 掌握三端固定集成稳压器的型号、含义,管脚接
20、线。 4. 0 30 V 连续可调电路稳压电路及电路分析。 7.模拟电子技术小测: (2010.6)一、判断与问答:1、射极输出器的输出电阻很大,所以带负载能力强。( )2、直接耦合多级放大电路只能放大交流信号。( )3、差动放大电路中的RE对差模信号不起作用。( )4、互补对称功放电路工作在甲乙状态,可以消除零点漂移.( )5、共模抑制比KCMR越大,电路的抗干扰能力就强。( )6、理想运放器U = U + = 0 称为虚断. ( )7、桥式整流滤波电路的输入电压有效值为20V,输出电压应是18V。( )1、什么是半导电性半导体、本征半导体、半导体的主要特性是;2、P型半导体中多数载流子是:
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