模电常见考试问题总结

一2、在半导体中有几种载流子？半导体的导电方式与金属的导电方式有什么不同？答：在半导体中有两种载流子，电子和空穴。而金属导体中只有自由电子参与导电。4、在PN结中什么是扩散电流？什么是漂移电流？答：PN结两侧的P型半导体、N型半导体掺入的杂质元素不同，其载流子浓度也不相同。由于存在载流子浓度的差异，载流子会从浓度高的区域向浓度低的区域运动，通常把这种运动称为扩散运动，把扩散运动产生的电流称为扩散电流。在内电场的作用下，N区的少数载流子（空穴）会向P区做定向运动，同样P区的少数载流子（自由电子）会向N区做定向运动，这种运动称为漂移运动，由漂移运动产生的电流称为漂移电流。5、说明扩散运动、漂移运动对空间电荷区（耗尽层）的影响。答：扩散运动会使空间电荷区变宽、内电场加大；内电场的产生和加强又阻止了多子的扩散，有助于少子的漂移，结果使空间电荷区变窄，削弱了内电场，如此反复，在P区和N区之间，多子的扩散和少子的漂移会形成动态平衡，扩散电流等于漂移电流，总电流等于零，空间电荷区宽度一定，内电场强度一定，PN结呈电中性。6、写出PN结的伏安特性表达式并绘出响应的曲线。答：PN结的伏安特性可用下式描述：)1e(TD/sDnVvIi9、为什么PN结具有单向导电性？答：PN结两端加入正向电压时，外场强的方向和内场强的方向相反。在外场强的作用下，空间电荷区变窄，使扩散运动大于漂移运动，从而产生较大的正向扩散电流（一般为几毫安），此时称PN结处于导通状态。PN结两端加入反向电压时，外场强的方向和内场强的方向相同。在外场强的作用下，空间电荷区变宽，阻止了扩散运动，扩散电流接近于零，PN结只存在由少数载流子形成的微小的漂移电流。又称为反向饱和电流（典型值范围为10-14～10-8A），此时称PN结处于截止状态。所以PN结具有单向导电性。10、根据二极管的伏安特性曲线，解释二极管在3个区段（截止区、导通区、击穿区）的工作情况。答：二极管的伏安（V−I）特性分为3个区间：①段为正向导通区；②段为反向截止区；③段为反向击穿区。1．正向特性在二极管正向偏置且电压比较小时，外加电压不足以克服PN结的内电场，二极管的电流约等于零，二极管等同于一个大的电阻；当正向电压大于门坎电压时，二极管等同于一个小的电阻，因而电流迅速加大，二极管开始导通。2．反向特性在二极管反向偏置时，在内电场和外加电压的共同作用下，很容易通过空间电荷区形成反向饱和电流，此时，扩散电流约为零。由于反向饱和电流是由少数载流子漂移形成的，它的数值一般比较小。3．击穿特性当二极管处于反向偏置状态，且反向电压大于击穿电压VBR时，二极管电流迅速增加，这种击穿称为反向击穿。四4．功率放大器电路中的三极管有哪几种工作状态，它们的导通角分别是多少？画出各种状态下的静态工作点以及与之相应的工作波形。（1）甲类放大，导通角θ=360˚；（2）甲乙类放大导通角180˚θ360˚（3）乙类放大导通角θ=180˚。7．乙类互补对称功率放大电路会产生什么失真，产生失真的原因和消除方法。乙类互补对称功率放大电路由于没有直流偏置，功率管的基射极间电压|Vbe|必须在大于三极管的门槛电压时才可导通，有信号输出。当输入信号较低时，两个三极管都截止，负载上无电流通过，出现一小段死区，此段输出电压与输入电压不存在线性关系，产生失真。由于这种失真出现在通过零值处，故称为交越失真。克服交越失真的措施，就是避开死区电压，静态时使每一个三极管处于微导通状态，使其工作在乙类功率放大，当输入信号一旦加入，三极管立即进入线性放大区，这样不管在什么时间，总有一个三极管在导电工作，于是两管轮流导电时，交替得比较平滑。8．如何选择乙类互补对称功率放大电路功率管？（1）每只三极管的最大允许管耗PCM0.2POM，其中POM=2CCL2VR。（2）三极管反向击穿电压|V(BR)CEO|2VCC。（3）三极管的最大集电极电流ICMCCLVR。1．直接耦合放大电路有哪些主要特点？优点：1)电路中无电容，便于集成化。2)可放大缓慢变化的信号。缺点：1)各级放大器静态工作点相互影响。2)输出温度漂移严重。五5．电流源的主要作用是什么？1)．电流源提供稳定的输出电流，可以作直流偏置电路2)．电流源直流等效电阻小，交流等效电阻大，可作有源负载9．什么叫零点漂移？零点漂移产生的原因是什么？如何抑制零漂？•所谓零点漂移，是指当放大电路输入信号为零时，输出电压偏离零值而发生忽大忽小变化的现象，简称零漂。零点漂移产生的原因很多，其中温度的变化是产生零点漂移最主要的因素，也是最难克服的。这是因为三极管是温度敏感器件，它的参数（如VBE、β、ICBO）随温度的变化而变化，从而导致工作点发生偏移。由温度的变化引起的零点漂移称为温度漂移，简称温漂。•抑制零点漂移所造成的危害，通常除采取各种途径稳定静态工作点及选择高质量的晶体管、高稳定度的电源外，在模拟集成电路中，主要采用差分放大电路来抑制零点漂移。•11．什么是差模信号和共模信号？若在差分放大器的一个输入端加上信号vi1=4V，而在另一输入端加入信号vi2，当vi2分别为0V、+4V、－4V、+6V、－6V时，分别求出上述五种情况的差模信号vid、共模信号vic以及vi1和vi2分别包含的差模成分和共模成分的大小。•电路的两个输入端vi1、vi2分别加入一个大小相等、极性相反的电压信号，该信号称为差模信号（用vid表示），这时vi1=－vi2。•电路的两个输入端vi1、vi2分别加入一个大小相等、极性相同的电压信号，该信号称为共模信号（用vic表示）。这时vi1=vi2=vic。•13．三极管的发射极公共电阻Re对抑制零漂有何作用？它对共模输入信号和差模输入信号有何不同影响？•在电路完全对称的条件下输入差模信号时，IC1的增加量等于IC2的减少量，所以流过发射极电阻Re的电流IRe=IE1+IE2保持不变，即流过Re的交流电流为零，Re上的交流电压也为零，故将发射极e视为交流接地，此处“地”称为“虚地”，Re即对差模放大无影响。而对输入共模信号时，IC1的增加量等于IC2的增加量，所以流过发射极电阻Re的电流IRe=IE1+IE2=2IE1，而Re的对电路有电流负反馈作用使两个三极管集电极电流的稳定性大为提高，共模放大倍数降低，两个三极管集电极电位的稳定性必然提高，输出温漂得到了抑制。•21．电路如题图5-9所示。设VCC=VEE=15V，三极管的β1=β2=β3=100。求：（1）静态时，若要求vo=0，估算Io；（2）计算电压增益Av=vo/vi=Avd1·Av3。•题图5-9•(1)•331331131020.70.521oEECQCCCCEQECCCCBCoCVVImARVVIRVVIVmARIImA•(2)•1133333ci3c3d13bbe1be33d132626200(1)2001015.50.52626200(1)2001011.52(1)1.51012.1213.6(//),2()(1)210beEbeEibeevvevvvmVmVrkImVmVrkIRrRkRRRAARrrRAAA•六•2．什么是正反馈、负反馈？如何判断放大电路的正、负反馈？•负反馈：引入的反馈信号xf削弱了原来输入信号xi，使净输入信号xid减小，增益|A|下降。负反馈多用于改善放大器的性能。•正反馈：引入的反馈信号xf加强了原来输入信号xi，使净输入信号xid增大，增益|A|上升。正反馈多用于振荡电路。•判断正、负反馈常采用“瞬时极性法”。瞬时极性法的思路是：先假定放大电路的输入信号在某一瞬间有一个正极性的变化，用符号“+”（或↑）表示，然后从输入到输出逐级标出放大电路各点的瞬时极性或有关支路电流的瞬时流向，再得到反馈信号的极性。最后判断反馈信号是增强还是削弱了净输入信号，如果削弱，则是负反馈，反之则是正反馈。••3．什么是电流反馈、电压反馈？如何判断？它们的作用是什么？•反馈信号的采样对象是输出电压，称为电压反馈。反馈信号的采样对象是输出电压，称为电压反馈。•电压反馈和电流反馈的判断方法可以用“输出短路法”，即假设输出电压vo=0，即令输出端交流负载短路（RL=0），若反馈信号仍然存在，则说明反馈信号与输出电压无直接关系，证明是电流反馈，否则为电压反馈。•4．什么是串联反馈、并联反馈？如何判断？•串联反馈：反馈信号是串接在输入回路中，与输入信号在输入回路以电压相加减形式决定净输入电压，即vid=vi－vf。•并联反馈：反馈信号是并接在输入回路中，与输入信号在输入回路以电流相加减形式决定净输入电流，即iid=ii－if。•串联反馈和并联反馈可以通过反馈信号与输入信号的连接方式上直观地判断：若反馈信号与输入信号在不同点叠加，以形成输入端电压加、减关系，则是串联反馈；若反馈信号与输入信号在同一点叠加，以形成输入端电流加、减关系，则是并联反馈。7．负反馈的四种组态类型是什么？如何判断？画出每种组态的组成框图。•(1)．电压串联负反馈放大电路••(2)．电流串联负反馈放大电路••(3)电压并联负反馈放大电路••(4)电流并联负反馈放大电路••8．对于四种负反馈类型，它们的信号量xi、xid、xf、xo分别都表示什么物理量？反馈电路的开环增益A、闭环增益Af及反馈系数F的表示式及其量纲是什么？•(1)电压串联负反馈下xi、xid、xf、xo所表示的物理量分别为：由于反馈量与输入信号进行的是电压加、减关系，所以xf表示的是电压量vf，相应的输入量xi、xid表示的是电压量vi、vid；输出端反馈的是输出电压，所以xo为电压量vo。这种组态下的开环增益A称为开环电压增益Av，oidvvAv；反馈系数F称为电压反馈系数Fv，fovvFv；闭环增益Af称为闭环电压增益Avf（无量纲量），ofivvAv。•(2)电流串联负反馈下xi、xid、xf、xo所表示的物理量分别串联反馈在输入端形成反馈量与输入信号的电压加减关系，所以xf、xi、xid表示的都是电压量，分别为vf、vi、vid；输出端反馈的是输出电流，所以xo为电流量io。这种组态下的开环增益A称为开环互导增益Ag，oidgiAv；反馈系数F称为互阻反馈系数Fr，forvFi；闭环增益Af称为闭环互导增益Agf（量纲为电导），ofigiAv。•(3)电压并联负反馈下xi、xid、xf、xo所表示的物理量分别为：由于反馈量与输入信号进行的是电流加减关系，所以xf、xi、xid表示的是电流量，分别为if、ii、iid；输出端反馈的是输出电压，所以xo为电压量vo。这种组态下的开环增益A称为开环互阻增益Ar，oidrvAi；反馈系数F称为互导反馈系数Fg，fogiFv；闭环增益Af称为闭环互阻增益Arf（量纲为电阻），ofirvAi。•(4)电流并联负反馈下xi、xid、xf、xo所表示的物理量分别为：由于反馈量与输入信号进行的是电流加减关系，所以xf、xi、xid表示的是电流量，分别为if、ii、iid；输出端反馈的是输出电流，所以xo为电流量io。这种组态下的开环增益A称为开环电流增益Ai，oidiiAi；反馈系数F称为电流反馈系数Fi，foiiFi；闭环增益Af称为闭环电流增益Aif（无量纲量），ofiiiAi。•10．反馈的一般表达式是什么？什么是反馈深度？•ooofoiidfo1xxxAAxxxxAFFxA•（1+AF）是一个表示负反馈作用强弱程度的重要量值，通常称为反馈深度。•14．负反馈对放大电路性能有哪些影响？•提高增益的稳定性、减小非线性失真、抑制反馈环内噪声、改变输入和输出电阻等。•19．什么是“虚断”和“虚短”？什么情况下会发生“虚断”、“虚短”？•当电路引入深度负反馈时，反馈信号xf与输入信号xi相差甚微，净输入信号xid很小，因而有xid≈0。即vid≈0，iid≈0，vid≈0表示放大电路两输入端之间接近于短路，但又不是真正