模拟电子技术基础知识点总结15314.pdf

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1、 1 模拟电子技术复习资料总结 第一章 半导体二极管 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。*

2、体电阻-通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。*转型-通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。7.PN 结 *PN 结的接触电位差-硅材料约为 0.6.8V,锗材料约为 0.20.V。P结的单向导电性-正偏导通,反偏截止。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 P结。*正向导通压降-硅管 0.60.7V,锗管 0.20V。*死区电压-硅管.5V，锗管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

3、与伏安特性曲线的交点叫静态工作点。2 2)等效电路法 直流等效电路法 总的解题手段-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 阳 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。第二章1 三极管及其基本放大电路 一 三极管的结构、类型及特点.类型-分为 NP和P 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

4、三种基本组态 3 2 三极管内各极电流的分配 *共发射极电流放大系数(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。4.温度影响 温度升高，输入特性曲线向左移动。温度升高 IBO、IEO、C以及 均增加。三.低频小信号等效模型(简化）hie-输出端交流短路时的输入电阻,常用表示；hfe-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、2的作用。2.组成原则-能放大、不失真、能

5、传输。五.放大电路的图解分析法 直流通路与静态分析 *概念-直流电流通的回路。*画法-电容视为开路。4 作用-确定静态工作点 *直流负载线-由 VCC=ICRCCE 确定的直线。电路参数对静态工作点的影响 ）改变: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

6、真*产生原因-Q 点设置过低 *失真现象-N 管削顶,PP 管削底。*消除方法-减小b,提高。（2)饱和失真*产生原因-Q 点设置过高 *失真现象-NP管削底，PNP 管削顶。*消除方法-增大 R、减小 R、增大 VC。4 放大器的动态范围（1）Uop-是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。（2)范围 *当(UEQUCES）（VC UQ)时,受截止失真限制,UOPP=UOMX=2CRL。5 *当(UCEQ-UES)Rc。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 6 2动态分析*电压放大倍数 在 Re 两端并一电解电

7、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.静态分析 2动态分析*电压放大倍数 *输入电阻 *输出电阻 7 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（JFT)1.结构示意图和电路符号 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（O）两种。结构示意图和电路符号 8 2 特性曲线*N-EMO的输出特性曲线 *-EM的转移特性曲线 式中,

8、IO是 US=2UT时所对应的 i值。-MOS 的输出特性曲线 注意:uG可正、可零、可负。转移特性曲线上 iD0 处的值是夹断电压 U,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 IDS 2.夹断电压p.开启电压 UT 4.直流输入电阻GS.低频跨导m (表明场效应管是电压控制器件)四.场效应管的小信号等效模型 EMOS 的跨导 gm-9 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s，则 六共漏极基本放大电路 静态分析 10 或,*动态分析，11 第三章 多级放大电

9、路 第四章 集成运算放大电路 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,致使偏离初始值“零点”而作随机变动。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、i2 iE1、i2 uE u1、uBE2 1、i2 i1、iC2。Re 对

10、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C 设0，则 UE=-7V,得 2)计算差放电路 UCE 双端输出时 单端输出时(设 VT集电极接 R)对于 VT1:对于T2:3.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 VT单端输出：12 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+Ui与-Ui之间，运放工作在线性区域：三.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

11、用互补对称电路以提高带负载能力。.偏置电路-多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。四 理想集成运放的参数及分析方法.理想集成运放的参数特征*开环电压放大倍数 Ao；*差模输入电阻 Rid;*输出电阻 Ro0;*共模抑制比 KMR；2 理想集成运放的分析方法 ）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，u=-o 两输入端的输入电流为零:i=i-=0 13 第五章 放大电路的频率响应 一.单级放大电路的频率响应.中频

12、段（fLff)波特图-幅频曲线是0lAusm=常数,相频曲线是=-18o。.低频段（fL）3高频段（f f)4.完整的基本共射放大电路的频率特性 14 二 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 .频响表达式 2 波特图 15 第六章 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-A *反馈深度1+F 环路增益-F：.当时,Af下降，这种反馈称为负反馈。2当 AF时,表明反馈效果为零。3当 A0 时,Af升高，这种反馈称为正反馈。4.当-1 时,A。放大器处于“自激振荡”状态。二.反馈的形式和判断 反馈的范围-本

13、级或级间。.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).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。s 越小反馈效果越好。反馈信号反馈到非输入端）5.反馈极性-瞬时极性法:(1）假定某输入信号在

14、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i 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 16 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 *串联负反馈使输入电阻增加 1+AF 倍 *并联负反馈使输入电阻减小 1AF

15、 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：17 第七章 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 4R1/R2/R/Rf 4 同相求和运算电路 R/R2/R3R4=f/5 5.加减运算电路 RR2/Rf=R/R4/R 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 18 第八章 信号发生电路

16、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。（)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,M 以上;(3)石英晶体振荡器-振荡频率高且稳定。二.RC 正弦波振荡电路 1.串并联正弦波振荡电路 2.RC 移相式正弦波

17、振荡电路 三.LC 正弦波振荡电路 1.变压器耦合式 L振荡电路 判断相位的方法:断回路、引输入、看相位 19 2.三点式 L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)(）串联改进型电容反馈三点式振荡器（克拉泼电路)(）并联改进型电容反馈三点式振荡器(西勒电路)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 20 第九章 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60，ICQ大，管耗大，效率低。2乙类工作状态 ICQ0，导通角为8o，效率高,失真大。3

18、.甲乙类工作状态 导通角为 180360o，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:UomUm 尽限状态: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 P1m0.2Pom 5.效率 理想时为 75%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)。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TL-电容 C 上静态电压为 VC/,并且取代了 OC功放中的

19、负电源VC。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。.=1 2 21 第十章 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(V)输出电压的脉动系数 S .正向平均电流 ID()最大反向电压 UR 三.单相全波整流电路 1.输出

20、电压的平均值O（V)2输出电压的脉动系数 3正向平均电流 ID(V)4.最大反向电压 UM 22 四.单相桥式整流电路 O（AV)、S、ID（A)与全波整流电路相同，R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 S 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 U=UO；IZM=(1）IOm *输入电压的确定 一般取 UI（V)=（)U *限流电阻 R 的计算 R 的选用原则是:IZmi IZmax。R 的范围是：八.串联型稳压电路