模拟电子技术基础(第三版)期末复习资料

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。*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0.7V，锗管0.2V。*开启电压------硅管0.5V，锗管0.1V。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(短路或压降0.7V);若V阳V阴(反偏)，二极管截止(开路)。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)其中ICEO是穿透电流（越小越好），ICBO是集电极反向电流。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。饱和区---发射结正偏，集电结正偏截止区---发射结反偏，集电结反偏。根据电位如何判断管子是否处于放大状态：对NPN管而言，放大时VC＞VB＞VE对PNP管而言，放大时VC＜VB＜VE4.温度影响温度升高，输入特性曲线向左移动。CBOCEOBCBC)(1IIiiII温度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。5.三极管的极限参数ICM最大集电极电流PCM最大的集电极耗散功率U（BR）CEOC-E间的击穿电压三.低频小信号等效模型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；微变等效模型用于分析晶体管在小信号输入时的动态情况，不能用于静态分析。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---由确定的直线。*电路参数对静态工作点的影响1）改变Rc：Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。2）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VCC’点VCC’=UCEQ+ICQRL’的直线。cCCCCERiVu交流负载线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---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，降低Q点。六.阻容耦合共射放大电路的等效电路法1.静态分析2.放大电路的动态分析*放大倍数*输入电阻*输出电阻七.稳定工作点共射放大电路的等效电路法coRRbebirRR∥1．静态分析2．动态分析*有旁路电容*无旁路电容八.共集电极基本放大电路1．静态分析2．动态分析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。*输入电阻高，输出电阻低（带载能力强）。*有电流放大能力。eEQCCCEQBQEQebBEQBBBQ)1()1(RIVUIIRRUVI1)//)(1()1()1(bebeoLebebiebeberRRRRRrRRRrRRAu∥八.共基电极基本放大电路（高频特性好，展宽频带）九．复合管的判定：不同类型的管子复合后，其类型取决于第一个管子。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）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。三.场效应管的主要参数1.漏极饱和电流IDSS2.夹断电压Up3.开启电压UT4.直流输入电阻RGS5.低频跨导gm(表明场效应管是电压控制器件)四.场效应管的低频小信号等效模型五.共源基本放大电路分压式偏置放大电路*动态分析213iRRRR∥4ORR第四章多级放大电路一.级间耦合方式1.阻容耦合----各级静态工作点彼此独立；能有效地传输交流信号；体积小，成本低。但不便于集成，低频特性差。2.变压器耦合---各级静态工作点彼此独立，可以实现阻抗变换。体积大，成本高，无法采用集成工艺；不利于传输低频和高频信号。3.直接耦合----低频特性好，便于集成。各级静态工作点不独立，互相有影响。存在“零点漂移”现象。*零点漂移----当温度变化或电源电压改变时，静态工作点也随之变化，致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。二.多级放大电路的动态分析1.电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻三.长尾差放电路（抑制直接耦合电路中的温漂）的原理与特点1.静态分析2.动态分析eBEQEEEQ2RUVIBEQcCQCCEQCQCEQURIVUUU1EQBQIInjujnuAUUUUUUUUA1ioi2o2io1ioi1iRRnRRooeEQBEQBQEE2RIURIVb通常，Rb较小，且IBQ很小，coCMRcbebLcd20)2(RRKArRRRA∥双端输出：cobebebebCMRebebLccbebLcd)(2)1(2)1(2)()(2)(RRrRRrRKRrRRRArRRRA∥∥单端输出：四.共模信号与差模信号的计算共模信号：两输入信号的平均值差模信号：两输入信号的差五．差分放大电路的改进第五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.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：三．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”---2)1(WbebcdRrRRAWbebi)1()(2RrRRIccIddOuAuAu“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+u-时，uo=-Uom第六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----局部或级间。2.有无反馈的判断---看输出回路与输入回路是否有联系，有则有反馈，无则没有反馈。3.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。4.反馈的类型----正反馈：反馈的结果使输出量的变化增大的反馈；负反馈：反馈的结果使输出量的变化减小的反馈。对于单个集成运放，若反馈线引至同相端，则为正反馈；反之为负反馈。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）。（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。（3）确定反馈信号的极性。（4）根据Xi与Xf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。5.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）6.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。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。三．基于反馈系数的电压放大倍数的分析（1）判断反馈的组态；（2）求解反馈系数；（3）利用反馈系数求解放大倍数。深度负反馈下，四．基于理想集成运放的电压放大倍数的分析合理应用虚短和虚断。五.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.扩展频带3.减小非线性失真及抑制干扰和噪声4.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*并联负反馈使输入电阻减小*电压负反馈使输出电阻减小（稳定输出电压）*电流负反馈使输出电阻增加（稳定输出电流）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：第七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//RfFA1f2.同相比例运算电路R2=R1//Rf3.反相求和运算电路R4=R1//R2//R3//Rf4.同相求和运算电路R1//R2//R3//R4=Rf//R55.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（交越失真：晶体管输入特性的非线性引起）。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尽限状态：Uom=VCC-UCES理想状态：Uom≈VCC2.输出功率3.效率理想时为78.5%4.管耗5.晶体管参数的选择（是否安全工作）第十章直流电源一．直流电源的组成框图•电源变压器：将电网交流电压变换为符合整流电路所需要的交流电压。•整流电路：将正负交替的交流电压整流成为单方向的脉动电压。•滤波电路：将交流成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。•稳压电路：自动保持负载电压的稳定。二.单相半波整流电路1．输出电压的平均值UO(AV)2．正向平均电流ID(AV)3．最大反向电压URML2CESCCom2)(RUVP