模拟电子技术总结复习资料.doc

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1、半导体二极管及其应用电路一.半导体的基础知识1.半导体导电能力介于导体和绝缘体之间的物质（如硅Si、锗Ge）。2。特性-光敏、热敏和掺杂特性。3。本征半导体纯净的具有单晶体结构的半导体. 4. 两种载流子 -带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5。杂质半导体-在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。 P型半导体： 在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子)。 *N型半导体： 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。6。 杂质半导体的特性 *载流子的浓度-多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。 *体电阻-通常把杂质

2、半导体自身的电阻称为体电阻。 7。 PN结 PN结的单向导电性-正偏导通,反偏截止。 PN结的导通电压-硅材料约为0。60。8V，锗材料约为0。20。3V。8。 PN结的伏安特性二. 半导体二极管 单向导电性正向导通，反向截止。 二极管伏安特性-同结。 *正向导通压降-硅管0。60。7V，锗管0。20。3V. *死区电压-硅管0。5V，锗管0.1V。3。分析方法-将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 V阴（ 正偏 ),二极管导通(短路）； 若 V阳 V阴（ 反偏 ),二极管截止（开路)。1）图解分析法 该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。 2) 等效电路法 直流等效电路法 总

3、的解题手段-将二极管断开，分析二极管两端电位的高低： 若 V阳 V阴（ 正偏 ），二极管导通（短路); 若 V阳 V阴( 反偏 ),二极管截止（开路)。 三种模型 微变等效电路法 三. 稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性-正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。三极管及其基本放大电路一. 三极管的结构、类型及特点1。类型分为NPN和PNP两种.2。特点基区很薄,且掺杂浓度最低；发射区掺杂浓度很高，与基区接触 面积较小；集电区掺杂浓度较高，与基区接触面积较大。 二. 三极管的工作原理1。 三极管的三种基本组态2。 三极管内各极电流的分配 共发射极电流放大系数 (

4、表明三极管是电流控制器件 式子 称为穿透电流.3。 共射电路的特性曲线输入特性曲线-同二极管. 输出特性曲线（饱和管压降，用UCES表示放大区发射结正偏，集电结反偏. 截止区-发射结反偏，集电结反偏。饱和区-发射结和集电结均正偏。4。 温度影响温度升高，输入特性曲线向左移动。温度升高ICBO、 ICEO 、 IC以及均增加。三. 低频小信号等效模型（简化)rbe-输出端交流短路时的输入电阻，输出端交流短路时的正向电流传输比， 常用表示；四. 基本放大电路组成及其原则1。 VT、 VCC、 Rb、 Rc 、C1、C2的作用.2。组成原则-能放大、不失真、能传输。五。 放大电路的图解分析法1。 直

5、流通路与静态分析 概念直流电流通的回路. *画法电容视为开路。 作用-确定静态工作点 *直流负载线-由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。*电路参数对静态工作点的影响 1)改变Rb ：Q点将沿直流负载线上下移动. 2)改变Rc :Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。 3）改变VCC：直流负载线平移，Q点发生移动。 2. 交流通路与动态分析概念-交流电流流通的回路*画法-电容视为短路，理想直流电压源视为短路。 *作用-分析信号被放大的过程.交流负载线- 连接Q点和V CC点 V CC= UCEQ+ICQR L的 直线. 3。 静态工作点与非线性失真（1)截止失真产生原因Q点设置过低 *失

6、真现象NPN管削顶，PNP管削底。消除方法-减小Rb，提高Q。(2） 饱和失真产生原因Q点设置过高 *失真现象-NPN管削底，PNP管削顶。*消除方法增大Rb、减小Rc、增大VCC 。 4. 放大器的动态范围(1） Uopp-是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值. （2）范围 *当（UCEQUCES）（VCC UCEQ )时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL。当（UCEQUCES）（VCC UCEQ ）时,受饱和失真限制，UOPP=2UOMAX=2 (UCEQUCES）。当（UCEQUCES）（VCC UCEQ ),放大器将有最大的不失真输出电压。 六. 放大电路的等效电路

7、法1. 静态分析（1)静态工作点的近似估算（2）Q点在放大区的条件 欲使Q点不进入饱和区，应满足RBRc 。2. 放大电路的动态分析 放大倍数 * 输入电阻* 输出电阻七. 分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法1静态分析2动态分析电压放大倍数在Re两端并一电解电容Ce后输入电阻在Re两端并一电解电容Ce后 输出电阻八. 共集电极基本放大电路1静态分析2动态分析* 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻3。 电路特点 * 电压放大倍数为正，且略小于1，称为射极跟随器，简称射随器。 * 输入电阻高，输出电阻低。 场效应管及其基本放大电路 一。 结型场效应管( JFET ） 1。结构示意图和电路符号

8、2. 输出特性曲线 （可变电阻区、放大区、截止区、击穿区）转移特性曲线UP - 截止电压 二。 绝缘栅型场效应管（MOSFET)分为增强型（EMOS)和耗尽型（DMOS）两种。结构示意图和电路符号2. 特性曲线*N-EMOS的输出特性曲线 NEMOS的转移特性曲线式中，IDO是UGS=2UT时所对应的iD值。* N-DMOS的输出特性曲线注意:uGS可正、可零、可负.转移特性曲线上iD=0处的值是夹断电压UP，此曲线表示式与结型场效应管一致.三. 场效应管的主要参数1.漏极饱和电流IDSS2.夹断电压Up3。开启电压UT4。直流输入电阻RGS5.低频跨导gm （表明场效应管是电压控制器件）四.

9、 场效应管的小信号等效模型E-MOS 的跨导gm - 五。 共源极基本放大电路1。自偏压式偏置放大电路 静态分析动态分析 若带有Cs，则 2。分压式偏置放大电路 静态分析* 动态分析 若源极带有Cs，则 六。共漏极基本放大电路* 静态分析或 动态分析 多级放大电路一. 级间耦合方式1。 阻容耦合-各级静态工作点彼此独立；能有效地传输交流信号；体积小,成本低。但不便于集成，低频特性差。 2. 变压器耦合 各级静态工作点彼此独立，可以实现阻抗变换。体积大，成本高，无法采用集成工艺；不利于传输低频和高频信号。 3。 直接耦合-低频特性好，便于集成。各级静态工作点不独立，互相有影响.存在“零点漂移”现

10、象。 零点漂移-当温度变化或电源电压改变时，静态工作点也随之变化,致使uo偏离初始值“零点而作随机变动.二。 单级放大电路的频率响应1中频段(fLffH）波特图-幅频曲线是20lgAusm=常数，相频曲线是=1800.2低频段(f fL）3高频段(f fH)4完整的基本共射放大电路的频率特性三。 分压式稳定工作点电路的频率响应1下限频率的估算 2上限频率的估算四. 多级放大电路的频率响应 1。 频响表达式 2。 波特图 功率放大电路一。 功率放大电路的三种工作状态1.甲类工作状态 导通角为360o，ICQ大，管耗大，效率低. 2。乙类工作状态 ICQ0， 导通角为180o,效率高,失真大。3。

11、甲乙类工作状态 导通角为180o360o，效率较高，失真较大。 二. 乙类功放电路的指标估算1. 工作状态 任意状态：UomUim 极限状态：Uom=VCC-UCES 理想状态：UomVCC 2。 输出功率3。 直流电源提供的平均功率4。 管耗 Pc1m=0.2Pom 5。效率 理想时为78.5 三。 甲乙类互补对称功率放大电路1. 问题的提出 在两管交替时出现波形失真-交越失真（本质上是截止失真）。 2. 解决办法 甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL-利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压. 动态指标按乙类状态估算。 甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL电容 C2 上静态电压为VCC

12、/2，并且取代了OCL功放中的负电源VCC。 动态指标按乙类状态估算，只是用VCC/2代替.四。 复合管的组成及特点1. 前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间.2. 类型取决于第一只管子的类型.3。 =1 2 集成运算放大电路一. 集成运放电路的基本组成1。输入级-采用差放电路，以减小零漂。2.中间级-多采用共射(或共源）放大电路，以提高放大倍数。 3。输出级-多采用互补对称电路以提高带负载能力。4。偏置电路多采用电流源电路，为各级提供合适的静态电流. 二。 长尾差放电路的原理与特点1。 抑制零点漂移的过程- 当T iC1、iC2 iE1、iE2 uE uBE1、uBE2 iB1、i

13、B2 iC1、iC2。 Re对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作用，被称为“共模反馈电阻”. 2静态分析1) 计算差放电路IC设UB0，则UE=0.7V，得 2） 计算差放电路UCE 双端输出时 单端输出时（设VT1集电极接RL) 对于VT1： 对于VT2： 3。 动态分析 1）差模电压放大倍数 双端输出 单端输出时 从VT1单端输出 ： 从VT2单端输出 :2）差模输入电阻3）差模输出电阻 双端输出： 单端输出: 三。 集成运放的电压传输特性当uI在+Uim与Uim之间，运放工作在线性区域 : 四. 理想集成运放的参数及分析方法1。 理想集成运放的参数特征* 开环电压放大倍数 Aod；*

14、差模输入电阻 Rid; 输出电阻 Ro0;* 共模抑制比KCMR;2。 理想集成运放的分析方法 1） 运放工作在线性区：* 电路特征引入负反馈 电路特点“虚短”和“虚断”： “虚短 - “虚断 - 2) 运放工作在非线性区 电路特征开环或引入正反馈 电路特点-输出电压的两种饱和状态： 当u+u时,uo=+Uom 当u+u时,uo=-Uom 两输入端的输入电流为零： i+=i-=0 放大电路中的反馈一. 反馈概念的建立开环放大倍数*闭环放大倍数 反馈深度环路增益： 1当时，下降，这种反馈称为负反馈。 2当时，表明反馈效果为零.3当时,升高,这种反馈称为正反馈。4当时 ， 。放大器处于 “ 自激振

15、荡状态。二反馈的形式和判断1。 反馈的范围-本级或级间.2. 反馈的性质-交流、直流或交直流.直流通路中存在反馈则为直流反馈，交流通路中存在反馈则为交流反馈，交、直流通路中都存在反馈则为交、直流反馈. 3. 反馈的取样-电压反馈：反馈量取样于输出电压;具有稳定输出电压的作用。 （输出短路时反馈消失) 电流反馈：反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用. （输出短路时反馈不消失）4。 反馈的方式-并联反馈：反馈量与原输入量在输入电路中以电流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好. 反馈信号反馈到输入端。 串联反馈：反馈量与原输入量在输入电路中以电压的形式相叠加。Rs越小反馈效果越好。 反馈信号反馈

16、到非输入端。 5。 反馈极性-瞬时极性法：（1）假定某输入信号在某瞬时的极性为正（用+表示)，并设信号的频率在中频段。 （2）根据该极性，逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性（升高用 + 表示，降低用 表示）.（3）确定反馈信号的极性。(4)根据Xi 与X f 的极性，确定净输入信号的大小。Xid 减小为负反 馈；Xid 增大为正反馈。 三。 反馈形式的描述方法 某反馈元件引入级间(本级）直流负反馈和交流电压（电流）串 联(并联）负反馈.四。 负反馈对放大电路性能的影响 1. 提高放大倍数的稳定性2.3. 扩展频带4. 减小非线性失真及抑制干扰和噪声5. 改变放大电路的输入、输出电阻 串联负

17、反馈使输入电阻增加1+AF倍 并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍五。 自激振荡产生的原因和条件1. 产生自激振荡的原因 附加相移将负反馈转化为正反馈。 2. 产生自激振荡的条件 若表示为幅值和相位的条件则为： 信号的运算与处理分析依据- “虚断”和“虚短”一. 基本运算电路1. 反相比例运算电路 R2 =R1/Rf 2. 同相比例运算电路 R2=R1/Rf 3. 反相求和运算电路 R4=R1/R2/R3/Rf 4. 同相求和运算电路 R1/R2/R3/R4=Rf/R55. 加减运算电路 R1/R2/Rf=R3/R4/R5二

18、. 积分和微分运算电路1. 积分运算2. 微分运算 信号发生电路一. 正弦波振荡电路的基本概念1. 产生正弦波振荡的条件(人为的直接引入正反馈）自激振荡的平衡条件 : 即幅值平衡条件: 相位平衡条件： 2. 起振条件： 幅值条件 ：相位条件：3。正弦波振荡器的组成、分类正弦波振荡器的组成(1） 放大电路-建立和维持振荡。(2） 正反馈网络与放大电路共同满足振荡条件.（3） 选频网络-以选择某一频率进行振荡。（4） 稳幅环节-使波形幅值稳定，且波形的形状良好。* 正弦波振荡器的分类（1） RC振荡器-振荡频率较低，1M以下；（2) LC振荡器-振荡频率较高,1M以上；(3）石英晶体振荡器-振荡频

19、率高且稳定。二。 RC正弦波振荡电路1。 RC串并联正弦波振荡电路2. RC移相式正弦波振荡电路三. LC正弦波振荡电路1. 变压器耦合式LC振荡电路 判断相位的方法： 断回路、引输入、看相位 2. 三点式LC振荡器相位条件的判断-“射同基反或 “三步曲法 (1) 电感反馈三点式振荡器(哈特莱电路)(2） 电容反馈三点式振荡器(考毕兹电路) （3) 串联改进型电容反馈三点式振荡器（克拉泼电路)(4) 并联改进型电容反馈三点式振荡器(西勒电路）(5) 四. 石英晶体振荡电路1. 并联型石英晶体振荡器2. 串联型石英晶体振荡器 直流电源一. 直流电源的组成框图 电源变压器：将电网交流电压变换为符合

20、整流电路所需要的交流电压。 整流电路:将正负交替的交流电压整流成为单方向的脉动电压. 滤波电路：将交流成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。 稳压电路:自动保持负载电压的稳定。 二. 单相半波整流电路1输出电压的平均值UO（AV） 2输出电压的脉动系数S3正向平均电流ID(AV）4最大反向电压URM 三。 单相全波整流电路1输出电压的平均值UO（AV） 2输出电压的脉动系数S3正向平均电流ID(AV)4最大反向电压URM 四。 单相桥式整流电路UO(AV)、S、ID(AV）与全波整流电路相同,URM与半波整流电路相同. 五。 电容滤波电路1 放电时间常数的取值2.输出电压的平均值UO(AV)3。输出电压的脉动系数S4 。整流二极管的平均电流I D(AV）六. 三种单相整流电容滤波电路的比较 七. 并联型稳压电路1. 稳压电路及其工作原理*当负载不变，电网电压 变化时的稳压过程: *当电网电压不变，负载变化时的稳压过程 ： 2。 电路参数的计算 稳压管的选择 常取UZ=UO；IZM= （1。53）IOmax * 输入电压的确定 一般取UI(AV）= （23)UO 限流电阻R的计算R的选用原则是:IZminIZ IZmax。 R的范围是：