模电知识总结.pdf

第一章第一章半导体二极管半导体二极管一一.半导体的基础知识半导体的基础知识1.半导体半导体-导电能力介于导体和绝缘体之间的物质导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅如硅Si、锗、锗 Ge)。2.特性特性-光敏、热敏和掺杂特性。光敏、热敏和掺杂特性。3.本征半导体本征半导体-纯净的具有单晶体结构的半导体。纯净的具有单晶体结构的半导体。4.两种载流子两种载流子-带有正、负电荷的可移动的空穴和电子带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。统称为载流子。5.杂质半导体杂质半导体-在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导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。体。体现的是半导体的掺杂特性。*P 型半导体型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素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）（多子是空穴，少子是电子）。*N 型半导体型半导体:在本征半导体中掺入微量的五价元素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）（多子是电子，少子是空穴）。6.杂质半导体的特性杂质半导体的特性*载流子的浓度载流子的浓度-多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。温度有关。*体电阻体电阻-通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。*转型转型-通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。另外一种杂质半导体。7.PN 结结 *PN 结的接触电位差结的接触电位差-硅材料约为硅材料约为 0.60.8V，锗材料约，锗材料约为为 0.20.3V。*PN 结的单向导电性结的单向导电性-正偏导通，反偏截止。正偏导通，反偏截止。8.PN 结的伏安特性结的伏安特性二二.半导体二极管半导体二极管 *单向导电性单向导电性-正向导通，反向截止。正向导通，反向截止。*二极管伏安特性二极管伏安特性-同结。同结。*正向导通压降正向导通压降-硅管硅管 0.60.7V，锗管，锗管 0.20.3V。*死区电压死区电压-硅管硅管 0.5V，锗管，锗管 0.1V。3.分析方法分析方法-将二极管断开，分析二极管两端电位的高低将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若若 V阳阳 V阴阴(正偏正偏)，二极管导通，二极管导通(短路短路);若若 V阳阳 V 阴阴(正偏正偏)，二极管导通，二极管导通(短路短路);若若 V 阳阳 V 阴阴(反偏反偏)，二极管截止，二极管截止(开路开路)。*三种模型三种模型 微变等效电路法微变等效电路法 3.稳压二极管及其稳压电路稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性稳压二极管的特性-正常工作时处在正常工作时处在 PN 结的反向击穿区，结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。所以稳压二极管在电路中要反向连接。第二章第二章 三极管及其基本放大电路三极管及其基本放大电路一一.三极管的结构、类型及特点三极管的结构、类型及特点1.类型类型-分为分为 NPN 和和 PNP 两种。两种。2.特点特点-基区很薄，且掺杂浓度最低；发射区掺杂浓度很高，基区很薄，且掺杂浓度最低；发射区掺杂浓度很高，与基区接触与基区接触 面积较小；集电区掺杂浓度较高，与基区接触面面积较小；集电区掺杂浓度较高，与基区接触面积较大。积较大。二二.三极管的工作原理三极管的工作原理1.三极管的三种基本组态三极管的三种基本组态2.三极管内各极电流的分配三极管内各极电流的分配 *共发射极电流放大系数共发射极电流放大系数(表明三极管是电流控制器件表明三极管是电流控制器件 式子式子 称为穿透电流。称为穿透电流。3.共射电路的特性曲线共射电路的特性曲线*输入特性曲线输入特性曲线-同二极管。同二极管。*输出特性曲线输出特性曲线(饱和管压降，用饱和管压降，用 UCES表示表示放大区放大区-发射结正偏，集电结发射结正偏，集电结反偏。反偏。截止区截止区-发射结反偏，集电结反偏。发射结反偏，集电结反偏。4.温度影响温度影响温度升高，输入特性曲线向左移动。温度升高，输入特性曲线向左移动。温度升高温度升高 ICBO、ICEO、IC以以及及均均增加。增加。三三.低频小信号等效模型（简低频小信号等效模型（简化）化）hie-输出端交流短路时的输入电阻，输出端交流短路时的输入电阻，常用常用 rbe表示；表示；hfe-输出端交流短路时的正向电流传输比，输出端交流短路时的正向电流传输比，常用常用 表示；表示；四四.基本放大电路组成及其原则基本放大电路组成及其原则1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。的作用。2.组成原则组成原则-能放大、不失真、能放大、不失真、能传能传输。输。五五.放大电路的图解分析法放大电路的图解分析法1.直流通路与静态分析直流通路与静态分析 *概念概念-直流电流通的回路。直流电流通的回路。*画法画法-电容视为开路。电容视为开路。*作用作用-确定静态工作点确定静态工作点 *直流负载线直流负载线-由由 VCC=ICRC+UCE 确定的直线。确定的直线。*电路参数对静态工作点的影响电路参数对静态工作点的影响 1）改变）改变 Rb：Q 点将沿直流负载线上下移动。点将沿直流负载线上下移动。2）改变）改变 Rc：Q 点在点在 IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。所在的那条输出特性曲线上移动。3）改变）改变 VCC：直流负载线平移，：直流负载线平移，Q 点发生移动。点发生移动。2.交流通路与动态分析交流通路与动态分析*概念概念-交流电流流通的回路交流电流流通的回路*画法画法-电容视为短路电容视为短路,理想直流电压源视为短路。理想直流电压源视为短路。*作用作用-分析信号被放大的过程。分析信号被放大的过程。*交流负载线交流负载线-连接连接 Q 点和点和 V CC点点 V CC=UCEQ+ICQR L的的 直线。直线。3.静态工作点与非线性失真静态工作点与非线性失真（1）截止失真）截止失真*产生原因产生原因-Q 点设置过低点设置过低*失真现象失真现象-NPN 管削顶，管削顶，PNP 管削底。管削底。*消除方法消除方法-减小减小 Rb，提高，提高 Q。（2）饱和失真饱和失真*产生原因产生原因-Q 点设置过高点设置过高*失真现象失真现象-NPN 管削底，管削底，PNP 管削顶。管削顶。*消除方法消除方法-增大增大 Rb、减小、减小 Rc、增大、增大 VCC。4.放大器的动态范围放大器的动态范围（1）Uopp-是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。（2）范围）范围 *当（当（UCEQUCES）（）（VCC UCEQ）时，受截止失）时，受截止失真限制，真限制，UOPP=2UOMAX=2ICQRL。*当（当（UCEQUCES）（）（VCC UCEQ）时，受饱和失真）时，受饱和失真限制，限制，UOPP=2UOMAX=2（UCEQUCES）。*当（当（UCEQUCES）（）（VCC UCEQ），放大器将有最，放大器将有最大的不失真输出电压。大的不失真输出电压。六六.放大电路的等效电路法放大电路的等效电路法1.静态分析静态分析（1）静态工作点的近似）静态工作点的近似估算估算（2）Q 点在放大区的条件点在放大区的条件 欲使欲使 Q 点不进入饱和区，应满足点不进入饱和区，应满足 RBRc。2.放大电路的动态分析放大电路的动态分析*放大倍数放大倍数 *输入电阻输入电阻*输出电阻输出电阻7.分压式稳定工作分压式稳定工作点共射点共射 放大电路的放大电路的等效电路法等效电路法1静态分析静态分析2动态分析动态分析*电压放大倍数电压放大倍数在在 Re 两端并一电解电容两端并一电解电容 Ce 后后输入电阻输入电阻在在 Re 两端并一电解电容两端并一电解电容 Ce 后后*输出电阻输出电阻八八.共集电极基本放大电路共集电极基本放大电路1静态分析静态分析2动态动态分析分析*电压电压放大倍数放大倍数*输入电阻输入电阻*输出电阻输出电阻3.电路特点电路特点 *电压放大倍数为正，且略小于电压放大倍数为正，且略小于 1，称为射极跟随器，简，称为射极跟随器，简称射随器。称射随器。*输入电阻高，输出电阻低。输入电阻高，输出电阻低。场效应管及其放大电路场效应管及其放大电路一一.结型场效应管（结型场效应管（JFET）1.结构示意图和电路符号结构示意图和电路符号2.输出特性曲线输出特性曲线 （可变电阻区、放大区、（可变电阻区、放大区、截止截止区、击穿区）区、击穿区）转移特性曲线转移特性曲线UP-截止电压截止电压 二二.绝缘栅型场效应管（绝缘栅型场效应管（MOSFET）分为增强型（分为增强型（EMOS）和耗尽型（）和耗尽型（DMOS）两种。）两种。结构示意图和电路符号结构示意图和电路符号2.特性曲线特性曲线*N-EMOS 的输出特性曲线的输出特性曲线*N-EMOS 的转移特性曲线的转移特性曲线式中，式中，IDO是是 UGS=2UT时所对应的时所对应的 iD值。值。*N-DMOS 的输出特性曲线的输出特性曲线注意：注意：uGS可正、可零、可负。转移特性曲线上可正、可零、可负。转移特性曲线上 iD=0 处的值处的值是夹断电压是夹断电压 UP，此曲线表示式与结型场效应管一致。，此曲线表示式与结型场效应管一致。三三.场效应管的主要参数场效应管的主要参数1.漏极饱和电流漏极饱和电流 IDSS2.夹断电压夹断电压 Up3.开启电压开启电压 UT4.直流输入电阻直流输入电阻 RGS5.低频跨导低频跨导 gm (表明场效应管是电压控制器件表明场效应管是电压控制器件)四四.场效应管的小信号等效模型场效应管的小信号等效模型E-MOS 的跨导的跨导 gm-五五.共源极基本放大电路共源极基本放大电路1.自偏压式偏置放大电路自偏压式偏置放大电路*静态分析静态分析动态分析动态分析 若带有若带有 Cs，则，则 2.分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路*静态分析静态分析*动态分析动态分析 若源极带有若源极带有 Cs，则，则 六六.共漏极基本放大电路共漏极基本放大电路*静态分析静态分析或或*动态分析动态分析 题目：69 页 1.3、1.4、1.5、1.6、1.91.10、1.1193 页例 2.3.1、141 页2.2、2.6、2.7、2.9、2.10、2.11、2.13、1.14、2.15、1.16、2.17、2.18第三章 3.1 了解什么是直接耦合，阻容耦合，变压器耦合，光电耦合 3.2 掌握 习题 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.11第四章 4.2 掌握各种电流源电路 4.3 了解什么是双极型，单极型集成运放 习题 4.3 4.4 4.5 4.7 4.11 4.12第五章没有复杂的计算题 重点是基础概念把自测题和作业题的前七题看看，还有十，十二题高通电路：因为有旁路和耦合电容 有下限截止频率 相位大于零 P222低通电路：极间电容 有上限截止频率 相位小于零 P223读波特图：上下限截止频率 拐点个数 斜率 中品放大倍数 级数（貌似不考多级的）级数越多下限截止频率越高上限截止频率越低带宽越窄 增益越大带宽越窄第六章1.反馈的概念，使净输入量增大的为正反馈，减小的为负反馈，对于分立元件则是看电压差是增大还是减小直流 交流反馈的作用（主要研究交流反馈）习题 6.1（5）P2922.判断有无反馈 何种反馈（瞬时极性法）反馈量仅取决于输出量与输入量无关 要能找出反馈网络3.四种反馈：负反馈只有电压串和电流并稳定电压是电压反馈 稳定电流是电流反馈 反馈与输入在同一段是并联 反之串联串联反馈增大输入电阻 并联减小输入电阻电压反馈减小输出电阻 电流增大输出电阻将输出电压接地如果反馈还在是电流反馈 不在是电压反馈反馈量以电压的方式叠加是串联反馈 以电流的方式叠加是并联反馈负反馈使得频带变宽 放大倍数减小 放大倍数稳定4.基本概念：放大倍数 反馈系数 闭环放大倍数等概念P271闭环放大倍数的一般表达式 P273自激振荡的条件（绝大多数尤其是集成运放都满足 1+AF1 此时闭环放大倍数等于反馈系数的倒数）判断电路能否产生自激振荡1+AF1 是深度负反馈的条件 深度负反馈的四种电路放大倍数（感觉出的可能性应该不大）5.虚短虚断的概念虚短只在线性区存在，虚断在任何时刻都存在有可能会出闭环放大倍数和开环放大倍数的题，有可能就是老师说的实验的那道题（猜的）这章概念性的东西比较多应该多看看自测题和习题的前十道，P296 的判断方法 P292 的例题 P278 279 283 的几道例题第七章1.比例运算电路，加减运算电路，积分微分运算电路，对数指数运算电路，这些都是要掌握的，不用死记，最好理解。模拟乘法器重点是懂得怎样应用 P353 到 P3562.低通滤波器是重点，要理解推导过程，结论尽量记住。了解其他滤波器，最好记住电路图，了解高通，带通，带阻老师画的作业题都尽量再做一遍吧第八章1.正弦波震荡电路：判断是否能产生自激振荡，不对的怎样改正电感，电容反馈式震荡电路2.电压比较器：3 种类型识别，判断传输特性，电压比较器的设计3 矩形波，三角波发生电路4.电压，频率转换电路习题 4,，9,10,14,17,18,23.第九章知道概念：晶体管的甲类，乙类和甲乙类工作状态，最大输出功率，转换效率9,2 要掌握，会算效率，最大管压降，最大输出功率。把这节看明白就行了。自测题一，习题 2,3,4第十章直流电源基本知识，包括整流滤波，稳压电路的作用整流电路要弄懂，会算电流电压平均值滤波电路知道当 RlC=(35)T/2 时，Uo(AV)=1.2U,例题10.3.1知道电感滤波的输出电压平均值10.4 是重点，要会，例题会做会算串联型稳压电路输出电压的调节范围开关型稳压电路的组成及特点习题 3，6，8，11，12,17