模电总结复习资料_模拟电子技术基础1.doc.pdf

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1、第一章半导体二极管半导体的基础知识1.半导体-导电能力介于导体和绝缘体Z间的物质（如硅Si、错Ge）。2.特性-一光敏、热敏和掺杂特性。3.本征半导体一一纯净的貝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.杂质半导体一-在本征半导体屮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：在木征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是屯子）。*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-一多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。*体电阻-一通常把杂质半导体自身的电阻

2、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.卩“结*PN结的接触电位差一-硅材料约为0.6为.8V,緒材料约为0.20.3V。*PN结的单向导电性-一正偏导通,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 N结。*正向导通压降-硅管0.60.7V,错管0.20.3Vo*死区电压-硅管0.5V,错管0.IV。3.-分析方法将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若vro VP1（正偏）,二极管导通（短路）；若V阳直流等效电路法*总的解题手段一一将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若V阳艸阴（正

3、偏）,二极管导通（短路）;若V阳3阴（反偏）,二极管截止（开路）。4 4怜CnCn理如核卫 微变等效电路法折线模型小希号磁空三稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性一-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屮要反向连接。*三种模型第二章三极管及其棊本放人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-一基区很薄，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，与基区接触面积较人。二.三极管的工作原理（紺人发射极组态1.三极管的三种基木组态（b b）人集电极组态2三极管内各极电流的分配，C=C=/CN+，CBCB（）（）/

4、E=，BN+BN+CNCNVTVT二+/c+/c/B=BN-CBO BN-CBO（c c）共基极组*共发射极电流放大系数(表明三极管是电流控制器件IC=IB+(1+“+(1+“)/CBO=/?/B+/CEO=IB式子心O=(l+/?)/cBOO=(l+/?)/cBO称为穿透电流。*输入特性曲线-一同二极管。3.共射电路的特性曲线(a)(a)测试电路(b)(b)输入特性曲线*输出特性曲线(饱和管压降，用馄表示放人区发射结正偏，集电结反偏。截止区一-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。温度升咼/CBO、leva、Z:以及0均増加。三.低频小信号等效模型(简化)Cc)

5、Cc)输出特性曲线/?/-输出端交流短路时的输入电阻，常用几表示；力人一-输出端交流短路时的正向电流传输比，常用B表示；四.基本放人电路组成及其原则1.VT、血、&、R、C、G的作用。2.组成氐则-能放大、不失真、能传输。五.放大电路的图解分析法1玄流通路与静态分析*概念一直流电流通的回路。*画法一-电容视为开路。*作用-确定静态工作点*直流负载线-一ill J治厶确定的直线。*电路参数对静态工作点、的影响基本放大电路的习惯画法(c)(c)改变:c c1)改变/:0点将沿直流负载线上下移动。2)改变水：0点在&所在的那条输出特性曲线上移动。3)改变堆：直流负载线平移，点发牛移动。2.交流通路与

6、动态分析*概念-一交流电流流通的冋路*画法一-电容视为短路，理想直流电床源视为短路。*作用-一分析信号被放人的过程。*交流负载线一-连接Q点和f点心=屜5R 的 直线。3.静态工作点与非线性失真dc(mA)dc(mA)+ZB(UA)b)jtt jtt 流蹄+1 1+Rs5 5RL）LY L微变等效电路RL(a)共集电极基本放大电路亘荃2+1 1g+R.+&i.+&is“RiV.IV.I0 0艸(b)H参数等效电路*电压放大倍数（1+1+）底u叭5e+5e+（l+l+）魇*输入电阻尽二地 Abe+（1+“）（“/）】UY厂be+be+*sb*sb1+1+*输出电阻3.电路特点*电压放大倍数为正，

7、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。第三章场效应管及其慕本放人电路一.结型场效应管（JFET）1结构示意图和电路符号（b b）P-JFET P-JFET 结构及电路符号2.输出特性曲线（可变电阻区.放大区.截止区.命预夹断击穿区）/mA/mA八血$=轨迹7DSS饱和区-2V-2V转移特性曲线-5VJ/-5VJ/仏-截止电压 截止区W|W|）S S=W=W DSI DSI输出特性 Ds/vDs/v命 DSDS=MkUp/mA?mA?预夹断轨迹AssAss0邑圉I IZZP P=-6V=-6V戲止区DS=DSI输出特性DS/V I 1 I 11 I1 I I I66-

8、5-4-3-2-1 0-5-4-3-2-1 0wcswcsy yv vS SI I GS=OV/GS=OV/!/Ji/JiTVTV上/穿饱和区-2V Z/-2V Z/匡,(b)(b)转移特性二.绝缘栅型场效应管(MOSFET)分为增强型(EMOS)和耗尽型(DMOS)两种。gJP-DMOS sP-DMOS s(a)EMOS(a)EMOS结构及电路符号结构示意图和电路符号(b)DMOS(b)DMOS结构及电路符号2特性曲线广 og o dog o dg gP PP Pb VTb VT(a)(a)增强型输出特性(b)(b)增强型转移特性DD=/=/DODO(驴(“GS“GS旳)/n/mA/n/mA

9、4 4/IVUcs=OV-IV/2V/3yz7（C C）耗尽型输出特性（d d）耗尽型转移特性70 0注意：宓町正、可零、可负。转移特性曲线上几二0处的值是夹断电压弘此曲线表示式与结型场效应管一致。三.场效应管的主耍参数1.漏极饱和电流7DSS2.夹断电压弘3.开启电压G4.宜流输入电阻屆5.低频跨导&（表明场效应管是电压控制器件）处=常数GSGS四场效应管的小信兮等效模型=尹EmEmE-MOS的跨导&一-DSDS场效应管微变等效电路五.共源极基木放大电路1.自偏压式偏置放大电路*静态分析O-O-+I GSQI GSQ=DQDQs s/n/nQ Q=/nss=/nss(l-l-2 2DSQDS

10、Q“DD/DQ(I+RJ动态分析2分压式偏置放大电路S S+411 T T 7 7Rsr r+1CcCc）微娈 +l+lZ ZDDDDJtVTJtVT（a a）原理电路*静态分析GSQGSQ=心；斥 了 DDDD_ _DQDQ 他，DQDQ=1=1DSSDSS(】-)或？DQ=DQ=DODO(_ _2-f f DSQ DSQ=1=1 DD DQgl DD DQgl+S)=_2_=_2_=吃o-o-gmgm尺+g g-o-o+Au=-gm/(LRs7?i=7?g+7?gl/l?g27?i=7?g+7?gl/l?g2(c)(c)微变等效电路六共漏极基本放人电路*i挣态分析1 rnMTL 6心/DQ

11、DQ=/=/DSS(DSS(1.1.L L p p(/DQ“DO/DQ“DO(字-1)2-1)2或f fT T(a)(a)电路组成 DSQ DSQ=1=1 DD DD DQSDQSf f gngs*动态分析j j_广。_gmgm心1111ARy uo nRL G gm G gm甩(b)(b)微变等效电路*动态分析R=/?g+/?gl/?g2Ro=-=s一7Tgm第四章多级放大电路一.级间耦合方式61.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S频特性差。2.变压器耦合-一各级静态工作点彼此独立，可以实现阻抗变换。体积人，成本高，无法采用集成工艺;不

12、利于传输低频和高频信号。3.直接耦合-一-低频特性好，便于集成。各级静态工作点不独立，互相冇影响。存在“零点漂移”现彖。*零点漂移一一当温度变化或电源电压改变时,静态工作点也随Z变化，致使 R 偏离初始值“零点”而作随机变动。二.单级放人电路的频率响应bb+bebb+be1.中频段(/LW/W/H)屮频段混合TTTT参数等效电路usmusmususmmb b_ b bz z201g|4201g|4u u|0r0r3 3 i 71i 71/pOdB/iec/pOdB/iec-20 20-40 40 C Ce e“Aism“Aism909089.2989.294545c c5.715.710 0e

13、 ejfjf3高频段(f$/H)波特图一幅频曲线是201g/lusm=常数，和频曲线是180oo2.低频段(fW/L)E i-45-45c c/dec/dec VL 0.1 0.1/L io io(y yL L 低频段混合兀参数等效电路|201g|201g|u u|”0 01/10.10 01/10.1/L呼iocyiocyL L.-3-20*-3-20*iXj-20iXj-20(lB/lB/(ieciec f-40-40*0.0VL0AA 104 ioof 104 ioofL L i i-(a)(a)髙频段混合兀参数等效电路AismAism1+WH4545/dec/dec-5.7V-5.7V

14、-45-45-89.29-89.29e e1 11 1-9(T-9(T/1 1 厂_i_i沁匚4.完整的基本共射放人电路的频率特性_ _ AismAism(1)(1+(1)(1+加)（1+1+加）（）（1+1+切H H）三.分床式稳定丁作点电路的频率响应1.下限频率的估算ritzritzrvtrvt屮11*11*冗2*2*冗3 32上限频率的估算&【|&|忖分用式共射电路低频段混合7T7T参数等效电路四.多级放人电路的频率响应1-频响农达式分爪式丿t t射电賂髙频段混合兀参数等效电路2 2(Hg|Aj/dBf 3dBHg|Aj/dBf 3dB6dB6dB叭心 4L L晁上止rTrT7 7【3(

15、15-3(15-RWRW-NB/d-NB/d2 2呃几L一蛭一ii iif4f4曙二眄二加dB/d/udB/d/u；A/x A/x；leclec7/ih功放电路的匸作状态第五章 功率放人电路一.功率放人电路的三种工作状态1.甲类工作状态导通角为360“，R 大,管耗大,效率低。2.乙类工作状态g0，导通角为180,效率高，失真大。3.甲乙类工作状态导通角为180宀360“，效率较髙,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：CbmaOim尽限状态：6bm=理想状态：Kc=T Tomom2.输出功率L3.直流电讥&(AV)&(AV)讥C#C#源提供的平均功率Pg4.5.效率筲耗2

16、0.2P九人十2人1卅0%2lccl om/14,cc理想时为78.5%三.卬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一交越失真（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人器OTL一电容G上静态电压为以：/2,并且取代了OCL功放中 的负电源-股。动态指标按乙类状态估算，只是用怡/2代替。四.复合管的组成及特点1.2.3.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。类型取决于第一只管子的类型。=0,B2第六章集成运算放大电路集成运放电路的基本组

17、成1输入级-采用差放电路，以减小零漂。2.中间级一一多采用共射（或共源）放人电路，以提高放人倍数。3输出级一一多采用互补对称电路以捉高带负载能力。4.偏置电路-多采用电流源电路，为各级捉供介适的静态电流。二.长尾差放电路的原理与特点1.抑制零点漂移的过程当Tf fic、7C2 t ft f S f f 3臼、如.2 I f7BI7B2 I fic、1C2胚对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作丿Ih被称为“共模反馈电阻”。2静态分析1）计算差放电路7cC1C1设则6-0.7V,得_ _7 70 02）计算差放电路尿一Rp/2+2ReRp/2+2Re双端输出时.tCEl.tCEl=CE2=CE2

18、=，c c压=CC=CC-】cRccRc+。7 7单端输出时（设VT1集电极接召）对于Qc【Cl=+UCEI=C1=C1 E“Cl+“Cl+7 7VT1：U=对于YT2：UciUci&丘2 2心 I CE2I CE2=I C2 I C2%=f cc*C2c%=f cc*C2c+7 73.动态分析1）差模电压放大倍数双端输出udud 41 41=呱/血/2 2）&+%+&+%+（1+1+似州/2 2）单端输出时从YT1单端输出：=血d一 _卩（RJIRQ _RJIRQ _+（1+0XRp/21+0XRp/2）半边差模交流通路I I_ 丁 _2/?s+2/?s+从VT2单端输出:Aid 2Aid

19、2 Aldi Aldi=（坨弘）2 2几+n+n）c+c+（i+i+）（州/2/2）1 1Rid=2|&+f+Rid=2|&+f+（l+0l+0）第2 22）差模输入电阻3）差模输出电阻双端输曲RRd=2Rcd=2Rc单端输出：&dlc&dlc三.集成运放的电压传输特性集成运放的电爪传输特性当U在+饥与-久之间.运放工作在线性区域:“O三4（X15三-）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*差模输入电阻7?id-*8；*输出电阻Ab-0；*共模抑制比ACMRf8；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

20、断”：W+=M_W+=M_“虚短”-2）运放工作在非线性区/+=/.=0/+=/.=0“虚断”-*电路特征开环或引入止反馈*电路特点-输出电压的两种饱和状态：当仏 乩时，弘二+氐当时，弘=-爲两输入端的输入电流为零：mo笫七章放大电路屮的反馈*开环放大倍数-A*闭环放大倍数-力/反馈深度-1+AF*环路增益-AF,1.当AF 0时，71,下降，这种反馈称为负反馈。2.当A F=0时，表明反馈效果为零。3.当AF 0时，力/升高，这种反馈称为正反馈。4.当AF=一1时，力，一 8。放人器处于“自激振荡”状态。反馈概念的建立输入厂二.反馈的形式和判断1.反馈的范围-木级或级间。2.反馈的性质-交流

21、、直流或交直流。4 出直流通路中存在反馈则为直流反馈，交流通路屮存 在反馈则为交流反馈，交、玄流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。3.反馈的取样-一电压反馈：反馈量取样于输出电压：具有稳定输出电压的作用。反馈放大器组成方框图（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：反馈最与原输入量在输入电路屮以电流形式相叠加。於越大反馈效果越好。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屮以电压 的形式相叠加。心越小反馈效果越好。反馈信号反馈到非输入端）5.反馈极性瞬时极性法：（1）假定某输入信号在某瞬时的极

22、性为正（用+表示），并设信号的频率在中频段。（2）根据该极性，逐级推断出放人电路中各和关点的瞬时极性（升高用+表示，降低用一表示）。（3）确定反馈信号的极性。（4）根据Xi与X的极性，确定净输入信号的大小。Xid减小为负反F馈；Xid增人为正反馈。三.反馈形式的描述方法某反馈元件引入级间（木级）辽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.提高放人倍数的稳定性（lAf _23*扩展频带4.5.1 1L41o+Kcc(3)&串联改进型电容反馈三点式振荡器(克拉泼电路)fHFfHF-2VTVT甩(4)并联改进型电容反馈三点式振荡器(西勒电路)西勒电路(5)四.

23、石英晶体振荡电路1.并联型冇英晶体振荡器C3IC3I()并联型石英品体振荡器2串联型右英晶体振荡器Cb)Cb)等效电路串联空石英品体振汤器第I章直流电源一.亡流电源的组成框图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耍的交流电压。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.输出电压的平均值弘的O(AV)42r2=n(ot(otZ7TZ7T7 7T T2.输出电压的脉动系数sO1MO1MC O(AV)x 2r x 2r2 2/n/n_ 迥iga

24、 _ niga _ n=-=L57=-=L57r r-2 23.正向平均电流7D(AV)r _ J_ I O(AV)0.45 2_ I O(AV)0.45 2D(AV)D(AV)7 7O(AV)O(AV)-w w-Z Z4.最人反向电压偏RMRM三.单相全波整流电路1.输出电压的平均值弘他边1?2=01?2=09:9:7 7T TO(AO(AV)V)2输出电压的脉动系数S oioi=4V2r 4V2r=2 2=067=067O(AV)O(AV)2 2屁2 2加3 33.正向平均电流Touv)_ O(AV)_ O(AV)0_ O(AV)_ O(AV)040=40=7D(AV)=-=-W-4.最大

25、反向电压為RM 1=1=RM2RM2=2=2U2U2四单相桥式整流电路仏SO、S、-/D(AV)与全波整流电路相同，弘与半波整流电路和同。近(a)(a)原理电路(b)(b)简化画法五.电容滤波电路1.放电时间常数的取值2.输出电压的平均值仏他O(AV)=O(AV)=(1181181.271.27)r r2 2 1.211.213.输出电压的脉动系数S S(b)用锯齿波估算参数S S=4=(774(774心CW6nCW6n収=%AV)(l-r/47?(l-r/47?L LC C)r rOinaxOinax 47?47?L LC/r-lC/r-l4.整流二极管的平均电流I D(AV)wSvwSv）

26、2 22=62=6【2 22 22RL2RLRL六.三种单相幣流电容滤波电路的比较电路输出电圧平均值 tbtb(AV)AV)每个整流管的 域大反向电压每个整流 管纯整流带电容滤波的平均 电流URM名称电路R RL L开路 带有RL纯整流电路带电容滤波7D(AV)半波0.45 0.45/o/o（/%V/%V）5 5V2/V2厶TTT/RTTZRRTTuol*当电网电压不变，负载变化时的稳压过程：RL2.-/Rt-rRt-/RT iRJTI;T电路参数的计算整流滤波，稳压*稳圧管的选择常取炉弘厶F(1.53)/T*输入电压的确定一般取av)=(23)Q*限流电阻斤的计算斤的选用原则是:Iz Iz斤的范围是：厂ImaxImax【Z Z(1)截止失真并联型稳斥电路ZminZmin+Lmax Lmax R(%/*N-EMOS的转移特性Illi线血)时，受截止失真限制，I/储21/呗讦2 丁翻。C T式屮，弘是比二2*时所对应的几值。*N-DMOS的输出特性曲线