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。
*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0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。
*
PN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ＰＮ结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。
*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
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 Ø 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 V阳 *三种模型 Ø 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 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 (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ICBO、ICEO、IC以及β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rbe表示； hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比，常用β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（UCEQ－UCES）＞（VCC’ － UCEQ）时，受截止失真限制，UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *当（UCEQ－UCES）＜（VCC’ － UCEQ）时，受饱和失真限制，UOPP=2UOMAX=2 （UCEQ－UCES）。 *当（UCEQ－UCES）＝（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RB＞βRc。 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。 第三章 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 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 * N-EMOS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IDSS 2.夹断电压Up 3.开启电压UT 4.直流输入电阻RGS 5.低频跨导gm (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 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 第五章 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360o，ICQ大，管耗大，效率低。 2.乙类工作状态 ICQ≈0，导通角为180o，效率高，失真大。 3.甲乙类工作状态 导通角为180o~360o，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 Ø 任意状态：Uom≈Uim Ø 尽限状态：Uom=VCC-UCES Ø 理想状态：Uom≈VCC 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 Ø 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。 Ø 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/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.β=β1·β 第六章 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、iB2↓→ 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UB≈0，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→∞； * 差模输入电阻 Rid→∞； * 输出电阻 Ro→0； * 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+ 两输入端的输入电流为零: i+=i-=0 第七章 放大电路中的反馈 一.反馈概念的建立 ＊开环放大倍数－－－Ａ ＊闭环放大倍数－－－Ａｆ ＊反馈深度－－－１＋ＡＦ ＊环路增益－－－ＡＦ： 1．当ＡＦ＞０时，Ａｆ下降，这种反馈称为负反馈。 2．当ＡＦ＝０时，表明反馈效果为零。 3．当ＡＦ＜０时，Ａｆ升高，这种反馈称为正反馈。 4．当ＡＦ＝－１时，Ａｆ→∞ 。放大器处于 “ 自激振荡”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： 第八章 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 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和运算电路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加减运算电路 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第九章 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----振荡频率高且稳定。
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