《模电》第一章重点掌握内容:一、概念1、半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。2、半导体器件,主要是利用半导体材料制成,如硅和锗。3、半导体奇妙特性:热敏性、光敏性、掺杂性。4、本征半导体:完全纯净的、结构完整的、晶格状的半导体。5、本征激发:环境温度变化或光照产生本征激发,形成电子和空穴,电子带负电,空穴带正电。它们在外电场作用下均能移动而形成电流,所以称载流子。6、半导体中存在两种载流子:自由电子和空穴。7、P型半导体:在纯净半导体中掺入三价杂质元素,便形成P型半导体,使导电能力大大加强,此类半导体,空穴为多数载流子(称多子)而自由电子为少子。8、N型半导体:在纯净半导体中掺入五价杂质元素,便形成N型半导体,使导电能力大大加强,此类半导体,电子为多子、而空穴为少子。9、PN结具有单向导电性:P接正、N接负时(称正偏),PN结正向导通,P接负、N接正时(称反偏),PN结反向截止。所以正向电流主要由多子的扩散运动形成的,而反向电流主要由少子的漂移运动形成的。10、二极管按材料分有硅管(Si管)和锗管(Ge管),按功能分有普通管,开关管、整流管、稳压管等。11、二极管由一个PN结组成,所以二极管也具有单向导电性:正偏时导通,呈小电阻,大电流,反偏时截止,呈大电阻,零电流。P6,图1.2.5二极管的伏安特性。P7,(1.2.1式)二极管方程其死区电压:Si管约0.5V,Ge管约为0.1V。其导通压降:Si管约0.7V,Ge管约为0.2V。这两组数也是判材料的依据。10、稳压管是工作在反向击穿状态的:①加正向电压时,相当正向导通的二极管。(压降为0.7V,)②加反向电压时截止,相当断开。③加反向电压并击穿(即满足U﹥UZ)时便稳压为UZ。11、二极管主要用途:整流、限幅、继流、检波、开关、隔离(门电路)等。12.三极管由两个PN结组成。从结构看有三个区、两个结、三个极。(参考P40)三个区:发射区——掺杂浓度很高,其作用是向基区发射电子。基区——掺杂浓度很低,其作用是控制发射区发射的电子。集电区——掺杂浓度较高,但面积最大,其作用是收集发射区发射的电子。两个结:集电区——基区形成的PN结。叫集电结。(JC)基区——发射区形成的PN结。叫发射结。(Je)三个极:从三个区引出的三个电极分别叫基极B、发射极E和集电极C。对应的三个电流分别称基极电流IB、发射极电流IE、集电极电流IC。并有:IE=IB+IC13.三极管也有硅管和锗管,型号有NPN型和PNP型。(注意电路符号的区别。可用二极管等效来分析。)14、三极管的输入电压电流用UBE、IB表示,输出电压电流用UCE、IC表示。即基极发射极间的电压为输入电压UBE,集电极发射间的电压为输出电压UCE。三极管具有电流电压放大作用.其电流放大倍数β=IC/IB(或IC=βIB)和开关作用.15、三极管的输入特性(指输入电压电流的关系特性)与二极管正向特性很相似,也有:死区电压:硅管约为0.5V,锗管约为0.1V。导通压降:硅管约为0.7V,锗管约为0.2V。(这两组数也是判材料的依据)16、三极管的输出特性(指输出电压UCE与输出电流IC的关系特性)有三个区:P15,图1.3.7①饱和区:特点是UCE﹤0.3V,无放大作用,C-E间相当闭合.其偏置条件JC,Je都正偏.②截止区:特点是UBE≦0,IB=0,IC=0,无放大.C-E间相当断开..其偏置条件JC,Je都反偏.③放大区:特点是UBE大于死区电压,UCE﹥1V,IC=βIB.其偏置条件Je正偏JC反偏.所以三极管有三种工作状态,即饱和状态,截止状态和放大状态,作放大用时应工作在放大状态,作开关用时应工作在截止和饱和状态.二、应用举例:(判二极管是导通或截止、并求有关图中的输出电压U0)参考答案:a、因阳极电位比阴极高,即二极管正偏导通。是硅管。b、二极管反偏截止。f、因V的阳极电位比阴极电位高,所以二极管正偏导通,(将二极管短路)使输出电压为U0=3V。G、因V1正向电压为10V,V2正向电压13V,使V2先导通,(将V2短路)使输出电压U0=3V,而使V1反偏截止。h、同理,因V1正向电压10V、V2正向电压为7V,所以V1先导通(将V1短路),输出电压U0=0V,使V2反偏截止。(当输入同时为0V或同时为3V,输出为多少,请同学自行分析。)三、书P36习题:1-13、1-14、1-15《模电》第二章重点掌握内容:一、概念1、当输入信号ii很微弱时,三极管可用H参数模型代替(也叫微变电路等效电路)(参考图P58,图2.4.12,单管共射放大电路的等效电路)2、对放大电路的分析有估算法和图解法估算法是:⑴先画出直流通路(方法是将电容开路,信号源短路,剩下的部分就是直流通路),求静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ。⑵画交流通路,H参数小信号等效电路求电压放大倍数AU输入输出电阻RI和R0。图解法:是在输入回路求出IB后,在输入特性作直线,得到工作点Q,读出相应的IBQ、UBEQ而在输出回路列电压方程在输出曲线作直线,得到工作点Q,读出相应的ICQ、UCEQP52,图2.4.5加正弦输入信号时放大电路的工作情况。加入待放大信号ui从输入输出特性曲线可观察输入输出波形,P53,图2.4.6单管放大电路电压,电流波形。若工作点Q点设得合适,(在放大区)则波形就不会发生失真。3、失真有三种情况:⑴截止失真:原因是IB、IC太小,Q点过低,使输出波形后半周(正半周)失真。消除办法是调小RB,以增大IB、IC,使Q点上移。⑵饱和失真:原因是IB、IC太大,Q点过高,使输出波形前半周(负半周)失真。消除办法是调大RB,以减小IB、IC,使Q点下移。⑶信号源US过大而引起输出的正负波形都失真,消除办法是调小信号源。4、放大电路有共射、共集、共基三种基本组态。(固定偏置电路、分压式偏置电路的输入输出公共端是发射极,故称共发射极电路)。共射电路的输出电压U0与输入电压UI反相,所以又称反相器。共集电路的输出电压U0与输入电压UI同相,所以又称同相器。P74表2-2BJT放大电路三种基本组态的比较5、多级放大电路的耦合方式有:直接耦合:既可以放大交流信号,也可以放大直流信号或缓慢变化的交流信号;耦合过程无损耗。常用于集成电路。但各级工作点互相牵连,会产生零点漂移。阻容耦合:最大的优点是各级工作点互相独立,但只能放大交流信号。耦合过程有损耗,不利于集成。变压器耦合:与阻容耦合优缺点同,已少用。二、应用举例说明:图A:三极管有NPN型和PNP型,分析三极管的工作状态时可用二极管电路来等效分析。图B:三极管从BE看进去为输入端,从CE看进去输出端。可用小信号等效电路来等效。其三极管的输入电阻用下式计算:rbe=200+(1+β)26/IEQ=200+26/IBQIC=βIB.图C的图1因发射结正偏,集电结反偏,所以是放大;图2因发射结电压为3伏,所以管烧;图3因发射结集电结都正偏,所以是饱和;图4因发射结正偏,集电结反偏,所以是放大。图D:a图为固定偏置电路,b图为直流通路,c图为H参数小信号等效电路。(其计算在下一章)三、P66,例题2.5.1P62例题2.4.4重点掌握以下几个电路:1、固定偏置电路;A)会画直流通路,求工作点Q。(即求IBQ、ICQ、UCEQ)即;IBQ=(UCC—UBE)/RBICQ=βIB.UCEQ=UCC—ICQRCB)会画微变等效电路,,求电压放大倍数和输入输出电路:AU、Ri、RO。即:AU=—βRL//rbe,Ri=RB∥rbe,RO=RC2.设:RB=470KΩ,RC=3KΩ,RL=6KΩ,UCC=12V,β=80,UBE=0.7V,试求工作点Q和AU、Ri、RO3、分压式偏置电路;(为共射电路)A)会画直流通路如图E-b,求工作点Q。(即求IBQ、ICQ、UCEQ)即:VB=RB2*UCC/(RB1+RB2)ICQ≈IEQ=(VB—UBE)/REUCEQ=UCC—ICQ(RC+RE)B)会画微变等效电路,求电压放大倍数和输入输出电路:AU、Ri、RO即:AU=—βRL//rbe,Ri=RB1∥RB2∥rbe,RO=RC设:RB1=62KΩ,RB2=16KΩ,RC=5KΩ,RE=2KΩ,RL=5KΩ,UCC=20V,β=80,UBE=0.7V,试求工作点(Q)IBQ、、ICQ、UCEQ和AU、Ri、RO。(请同学一定要完成上两道题,并会画这两个电路的直流通路和微变等效电路。)4、射极输出器,如图F-a(为共集电路,又称同相器、跟随器)重点掌握其特点:①电压放大倍数小于近似于1,且UO与Ui同相。②输入电阻很大。③输出电阻很小,所以带负载能力强。了解其电路结构,直流通路(图F-b)和微变等效电路(图F-c)的画法。《模电》第四章重点掌握内容:一、概念1、功率放大电路的主要特点:最大输出功率、较高的效率、2、功率放大器的主要指标要求是(1)输出功率大,且不失真;(2)效率要高,管耗要小,所以功率放大电路通常工作在甲乙类(或乙类)工作状态,同时为减小失真,采用乙类互补对称电路。为减小交越失真采用甲乙类互补对称电路.3、复合管的接法:P158,图4.3.1,P159,式子(4.3.3)二、例题P156,例题4.2.1《模电》第五章集成运算放大电路重点掌握内容:一、概念1、差模输入电压Uid=Ui1-Ui2指两个大小相等,相位相反的输入电压。(是待放大的信号)共模输入电压UiC=Ui1=Ui2指两个大小相等,相位相同的输入电压。(是干扰信号)差模输出电压U0d是指在Uid作用下的输出电压。共模输出电压U0C是指在UiC作用下的输出电压。差模电压放大倍数Aud=U0d//Uid是指差模输出与输入电压的比值。共模放大倍数Auc=U0C/UiC是指共模输出与输入电压的比值。(电路完全对称时Auc=0)共模抑制比KCRM=Aud/Auc是指差模共模放大倍数的比值,电路越对称KCRM越大,电路的抑制能力越强。2、差分电路对差模输入信号有放大作用,对共模输入信号有抑制作用,即差分电路的用途:用于直接耦合放大器中抑制零点漂移。(即以达到UI=0,U0=0的目的)《模电》第六章重点掌握内容:一、概念1、反馈是指将输出信号的一部分或全部通过一定的方式回送到输入端。2、反馈有正反馈(应用于振荡电路)和负反馈(应用于放大电路)之分。3、反馈有直流反馈,其作用:稳定静态工作点。有交流反馈,其作用:改善放大器性能。包括:①提高电压放大倍数的稳定度;②扩展通频带;③减小非线性失真;④改善输入输出电阻。4、反馈放大电路的基本关系式:Af=A/(1+AF),其(1+AF)称反馈深度,当(1+AF)远远大于是1时为深度负反馈,其Af=1/F,即负反馈后的放大倍数大大下降,且仅由反馈网络参数就可求放大倍数,而与运放器内部参数无关。5、负反馈有四种类型:电压串联负反馈;电压反馈可减小输出电阻,从而稳定输出电压。电压并联负反馈;电流串联负反馈;电流反馈可增大输出电阻,从而稳定输出电流。电流并联负反馈。串联反馈可增大输入电阻。并联反馈可减小输入电阻。6、对集成运算放大器反馈类型的经验判断方法是:当反馈元件(或网络)搭回到反相输入端为负反馈;搭回到同相输入端为正反馈。当反馈元件(或网络)搭回到输入端为并联反馈,搭回到输入端的另一端为串联反馈。当反馈元件(或网络)搭在输出端为电压反馈,否则为电流反馈。而一般的判断方法:若反馈信号使净输入减少,为负反馈,反之为正反馈。(用瞬时极性判断)若满足Ui=Uid+Uf为串联反馈,满足Ii=Iid+If为并联反馈。若反馈信号正比输出电压,为电压反馈,反馈信号正比输出电流,为电流反馈。(A)如(A)图经验判断:反馈元件搭回到反相输入端,所以是负反馈;反馈元件搭回到输入端,所以是并联反馈;反馈元件搭在输出端,所以是电压反馈,所以图是电压并联负反馈。如(B)图,由瞬时极性判得电路有两级的电流并联负反馈。反馈元件为Rf(因Rf搭在输入端,所以是并联,但不是搭在输出端,所以是电流反馈,即If是正比于输出电流IC2)7、瞬时极性法