模擬電子技術(shù)復(fù)習(xí)資料總結(jié)

第一章

半導(dǎo)體二極管

一.半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)

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(dòng)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(guò)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?/p>

*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。

3.分析方法------將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低:

若

V陽(yáng)

>V陰（正偏)，二極管導(dǎo)通(短路);

若

V陽(yáng)

1）圖解分析法

該式與伏安特性曲線的交點(diǎn)叫靜態(tài)工作點(diǎn)Q。

2)

等效電路法

?

直流等效電路法

*總的解題手段----將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低:

若

V陽(yáng)

>V陰（正偏)，二極管導(dǎo)通(短路);

若

V陽(yáng)

*三種模型

?

微變等效電路法

三.穩(wěn)壓二極管及其穩(wěn)壓電路

*穩(wěn)壓二極管的特性---正常工作時(shí)處在PN結(jié)的反向擊穿區(qū)，所以穩(wěn)壓二極管在電路中要反向連接。

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?。患妳^(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(dòng)。

溫度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。

三.低頻小信號(hào)等效模型（簡(jiǎn)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(duì)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(dòng)。

2）改變Rc

：Q點(diǎn)在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動(dòng)。

3）改變VCC：直流負(fù)載線平移，Q點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)。

2.交流通路與動(dòng)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(hào)被放大的過(guò)程。

*交流負(fù)載線---

連接Q點(diǎn)和V

CC’點(diǎn)

V

CC’=

UCEQ+ICQR

L’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(guò)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(guò)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。

4.放大器的動(dòng)態(tài)范圍

（1）

Uopp---是指放大器最大不失真輸出電壓的峰峰值。

（2）范圍

*當(dāng)（UCEQ－UCES）＞（VCC’

－

UCEQ）時(shí)，受截止失真限制，UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。

*當(dāng)（UCEQ－UCES）＜（VCC’

－

UCEQ）時(shí)，受飽和失真限制，UOPP=2UOMAX=2

（UCEQ－UCES）。

*當(dāng)（UCEQ－UCES）＝（VCC’

－

UCEQ），放大器將有最大的不失真輸出電壓。

六.放大電路的等效電路法

1.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。

2.放大電路的動(dòng)態(tài)分析

*

放大倍數(shù)

*

輸入電阻

*

輸出電阻

七.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(dòng)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

八.共集電極基本放大電路

1．靜態(tài)分析

2．動(dòng)態(tài)分析

*

電壓放大倍數(shù)

*

輸入電阻

*

輸出電阻

3.電路特點(diǎn)

*

電壓放大倍數(shù)為正，且略小于1，稱為射極跟隨器，簡(jiǎn)稱射隨器。

*

輸入電阻高，輸出電阻低。

第三章

場(chǎng)效應(yīng)管及其基本放大電路

一.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）

1.結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào)

2.輸出特性曲線

（可變電阻區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)、擊穿區(qū)）

轉(zhuǎn)移特性曲線

UP

-----

截止電壓

二.絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）

分為增強(qiáng)型（EMOS）和耗盡型（DMOS）兩種。

結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào)

2.特性曲線

*N-EMOS的輸出特性曲線

*

N-EMOS的轉(zhuǎn)移特性曲線

式中，IDO是UGS=2UT時(shí)所對(duì)應(yīng)的iD值。

*

N-DMOS的輸出特性曲線

注意：uGS可正、可零、可負(fù)。轉(zhuǎn)移特性曲線上iD=0處的值是夾斷電壓UP，此曲線表示式與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一致。

三.場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)

1.漏極飽和電流IDSS

2.夾斷電壓Up

3.開啟電壓UT

4.直流輸入電阻RGS

5.低頻跨導(dǎo)gm

(表明場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件)

四.場(chǎng)效應(yīng)管的小信號(hào)等效模型

E-MOS的跨導(dǎo)gm

---

五.共源極基本放大電路

1.自偏壓式偏置放大電路

*

靜態(tài)分析

動(dòng)態(tài)分析

若帶有Cs，則

2.分壓式偏置放大電路

*

靜態(tài)分析

*

動(dòng)態(tài)分析

若源極帶有Cs，則

六.共漏極基本放大電路

*

靜態(tài)分析

或

*

動(dòng)態(tài)分析

第五章

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≈VCC

2.輸出功率

3.直流電源提供的平均功率

4.管耗

Pc1m=0.2Pom

5.效率

理想時(shí)為78.5%

三.甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路

1.問(wèn)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(duì)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(dòng)態(tài)指標(biāo)按乙類狀態(tài)估算。

?

甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)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(dòng)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)

1.前一個(gè)管子c-e極跨接在后一個(gè)管子的b-c極間。

2.類型取決于第一只管子的類型。

3.β=β1·β

第六章

集成運(yùn)算放大電路

一.集成運(yùn)放電路的基本組成1.輸入級(jí)----采用差放電路，以減小零漂。

2.中間級(jí)----多采用共射(或共源)放大電路，以提高放大倍數(shù)。

3.輸出級(jí)----多采用互補(bǔ)對(duì)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(jí)提供合適的靜態(tài)電流。

二.長(zhǎng)尾差放電路的原理與特點(diǎn)

1.抑制零點(diǎn)漂移的過(guò)程----

當(dāng)T↑→

iC1、iC2↑→

iE1、iE2

↑→

uE↑→

uBE1、uBE2↓→

iB1、iB2↓→

iC1、iC2↓。

Re對(duì)溫度漂移及各種共模信號(hào)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(duì)于VT1：

對(duì)于VT2：

3.動(dòng)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

：

四.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+

兩輸入端的輸入電流為零:

i+=i-=0

第七章

放大電路中的反饋

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(jí)或級(jí)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(hào)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(hào)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(hào)在某瞬時(shí)的極性為正（用+表示），并設(shè)信號(hào)的頻率在中頻段。

（2）根據(jù)該極性，逐級(jí)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(hào)的極性。

（4）根據(jù)Xi

與X

f的極性，確定凈輸入信號(hào)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(jí)間（本級(jí)）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(duì)放大電路性能的影響

1.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性

2.3.擴(kuò)展頻帶

4.減小非線性失真及抑制干擾和噪聲

5.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

1.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。

2.產(chǎn)生自激振蕩的條件

若表示為幅值和相位的條件則為：

第八章

信號(hào)的運(yùn)算與處理

分析依據(jù)------

“虛斷”和“虛短”

一.基本運(yùn)算電路

1.反相比例運(yùn)算電路

R2

=R1//Rf

2.同相比例運(yùn)算電路

R2=R1//Rf

3.反相求和運(yùn)算電路

R4=R1//R2//R3//Rf

4.同相求和運(yùn)算電路

R1//R2//R3//R4=Rf//R5

5.加減運(yùn)算電路

R1//R2//Rf=R3//R4//R5

二.積分和微分運(yùn)算電路

1.積分運(yùn)算

2.微分運(yùn)算

第九章

信號(hào)發(fā)生電路

一.正弦波振蕩電路的基本概念

1.產(chǎn)生正弦波振蕩的條件(人為的直接引入正反饋)

自激振蕩的平衡條件

:

即幅值平衡條件：

相位平衡條件：

2.起振條件:

幅值條件

：

相位條件:

3.正弦波振蕩器的組成、分類

正弦波振蕩器的組成(1)

放大電路-------建立和維持振蕩。

(2)

正反饋網(wǎng)絡(luò)----與放大電路共同滿足振蕩條件。

(3)

選頻網(wǎng)絡(luò)-------以選擇某一頻率進(jìn)行振蕩。

(4)

穩(wěn)幅環(huán)節(jié)-------使波形幅值穩(wěn)定，且波形的形狀良好。

*

正弦波振蕩器的分類

(1)

RC振蕩器-----振蕩頻率較低,1M以下;

(2)

LC振蕩器-----振蕩頻率較高,1M以上;

(3)

石英晶體振蕩器----振蕩頻率高且穩(wěn)定。