模擬電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)資料

1、 半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路一.半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)1.半導(dǎo)體-導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)(如硅Si、鍺Ge)。2.特性-光敏、熱敏和摻雜特性。3.本征半導(dǎo)體-純凈的具有單晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。4. 兩種載流子-帶有正、負(fù)電荷的可移動(dòng)的空穴和電子統(tǒng)稱為載流子。5.雜質(zhì)半導(dǎo)體-在本征半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)形成的半導(dǎo)體。體現(xiàn)的是半導(dǎo)體的摻雜特性。 *P型半導(dǎo)體:在本征半導(dǎo)體中摻入微量的三價(jià)元素（多子是空穴，少子是電子）。 *N型半導(dǎo)體: 在本征半導(dǎo)體中摻入微量的五價(jià)元素（多子是電子，少子是空穴）。6. 雜質(zhì)半導(dǎo)體的特性*載流子的濃度-多子濃度決定于雜質(zhì)濃度，少子濃度與溫度有關(guān)。*體電阻-通常把雜質(zhì)半導(dǎo)

2、體自身的電阻稱為體電阻。7. PN結(jié) * PN結(jié)的單向?qū)щ娦?正偏導(dǎo)通，反偏截止。* PN結(jié)的導(dǎo)通電壓-硅材料約為0.60.8V，鍺材料約為0.20.3V。8. PN結(jié)的伏安特性二. 半導(dǎo)體二極管 *單向?qū)щ娦?正向?qū)ǎ聪蚪刂埂?*二極管伏安特性-同結(jié)。 *正向?qū)▔航?硅管0.60.7V，鍺管0.20.3V。 *死區(qū)電壓-硅管0.5V，鍺管0.1V。3.分析方法-將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低:若 V陽(yáng) >V陰( 正偏 )，二極管導(dǎo)通(短路);若 V陽(yáng) <V陰( 反偏 )，二極管截止(開路)。1）圖解分析法該式與伏安特性曲線的交點(diǎn)叫靜態(tài)工作點(diǎn)Q。2) 等效電路法

3、16; 直流等效電路法 *總的解題手段-將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低:若 V陽(yáng) >V陰( 正偏 )，二極管導(dǎo)通(短路);若 V陽(yáng) <V陰( 反偏 )，二極管截止(開路)。 *三種模型Ø 微變等效電路法3. 穩(wěn)壓二極管及其穩(wěn)壓電路*穩(wěn)壓二極管的特性-正常工作時(shí)處在PN結(jié)的反向擊穿區(qū)，所以穩(wěn)壓二極管在電路中要反向連接。三極管及其基本放大電路一. 三極管的結(jié)構(gòu)、類型及特點(diǎn)1.類型-分為NPN和PNP兩種。2.特點(diǎn)-基區(qū)很薄，且摻雜濃度最低；發(fā)射區(qū)摻雜濃度很高，與基區(qū)接觸面積較??；集電區(qū)摻雜濃度較高，與基區(qū)接觸面積較大。二. 三極管的工作原理1. 三極管的三種基本組態(tài)2

4、. 三極管各極電流的分配* 共發(fā)射極電流放大系數(shù) (表明三極管是電流控制器件式子稱為穿透電流。3. 共射電路的特性曲線*輸入特性曲線-同二極管。* 輸出特性曲線(飽和管壓降，用UCES表示放大區(qū)-發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。截止區(qū)-發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。飽和區(qū)-發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正偏。4. 溫度影響溫度升高，輸入特性曲線向左移動(dòng)。溫度升高ICBO、ICEO、IC以及均增加。三. 低頻小信號(hào)等效模型（簡(jiǎn)化）rbe-輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻，-輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比，常用表示；四. 基本放大電路組成及其原則1. VT、VCC、Rb、Rc 、C1、C2的作用。2.組成原則-能放大、不失真、能

5、傳輸。五. 放大電路的圖解分析法1. 直流通路與靜態(tài)分析 *概念-直流電流通的回路。 *畫法-電容視為開路。 *作用-確定靜態(tài)工作點(diǎn) *直流負(fù)載線-由VCC=ICRC+UCE確定的直線。*電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 1）改變Rb：Q點(diǎn)將沿直流負(fù)載線上下移動(dòng)。 2）改變Rc：Q點(diǎn)在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動(dòng)。 3）改變VCC：直流負(fù)載線平移，Q點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)。2. 交流通路與動(dòng)態(tài)分析*概念-交流電流流通的回路*畫法-電容視為短路,理想直流電壓源視為短路。*作用-分析信號(hào)被放大的過程。*交流負(fù)載線- 連接Q點(diǎn)和V CC點(diǎn)V CC= UCEQ+ICQR L的直線。3. 靜態(tài)工作點(diǎn)與非線性失真（1

6、）截止失真*產(chǎn)生原因-Q點(diǎn)設(shè)置過低*失真現(xiàn)象-NPN管削頂，PNP管削底。*消除方法-減小Rb，提高Q。（2）飽和失真*產(chǎn)生原因-Q點(diǎn)設(shè)置過高*失真現(xiàn)象-NPN管削底，PNP管削頂。*消除方法-增大Rb、減小Rc、增大VCC 。4. 放大器的動(dòng)態(tài)圍（1）Uopp-是指放大器最大不失真輸出電壓的峰峰值。（2）圍 *當(dāng)（UCEQUCES）（VCC UCEQ）時(shí)，受截止失真限制，UOPP=2UOMAX=2ICQRL。*當(dāng)（UCEQUCES）（VCC UCEQ）時(shí)，受飽和失真限制，UOPP=2UOMAX=2 （UCEQUCES）。*當(dāng)（UCEQUCES）（VCC UCEQ），放大器將有最大的不失真輸出

7、電壓。六. 放大電路的等效電路法1. 靜態(tài)分析（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估算（2）Q點(diǎn)在放大區(qū)的條件欲使Q點(diǎn)不進(jìn)入飽和區(qū)，應(yīng)滿足RBRc。2. 放大電路的動(dòng)態(tài)分析* 放大倍數(shù)* 輸入電阻* 輸出電阻7. 分壓式穩(wěn)定工作點(diǎn)共射放大電路的等效電路法1靜態(tài)分析2動(dòng)態(tài)分析*電壓放大倍數(shù)在Re兩端并一電解電容Ce后輸入電阻在Re兩端并一電解電容Ce后* 輸出電阻八. 共集電極基本放大電路1靜態(tài)分析2動(dòng)態(tài)分析* 電壓放大倍數(shù)* 輸入電阻* 輸出電阻3. 電路特點(diǎn) * 電壓放大倍數(shù)為正，且略小于1，稱為射極跟隨器，簡(jiǎn)稱射隨器。 * 輸入電阻高，輸出電阻低。場(chǎng)效應(yīng)管及其基本放大電路一. 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（ JFET）

8、 1.結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào)2. 輸出特性曲線（可變電阻區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)、擊穿區(qū)）轉(zhuǎn)移特性曲線UP - 截止電壓二. 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）分為增強(qiáng)型（EMOS）和耗盡型（DMOS）兩種。結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào)2. 特性曲線*N-EMOS的輸出特性曲線* N-EMOS的轉(zhuǎn)移特性曲線式中，IDO是UGS=2UT時(shí)所對(duì)應(yīng)的iD值。* N-DMOS的輸出特性曲線注意：uGS可正、可零、可負(fù)。轉(zhuǎn)移特性曲線上iD=0處的值是夾斷電壓UP，此曲線表示式與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一致。三. 場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)1.漏極飽和電流IDSS2.夾斷電壓Up3.開啟電壓UT4.直流輸入電阻RGS5.低頻跨導(dǎo)gm (表明場(chǎng)

9、效應(yīng)管是電壓控制器件)四. 場(chǎng)效應(yīng)管的小信號(hào)等效模型E-MOS 的跨導(dǎo)gm - 五. 共源極基本放大電路1.自偏壓式偏置放大電路* 靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析若帶有Cs，則2.分壓式偏置放大電路* 靜態(tài)分析* 動(dòng)態(tài)分析若源極帶有Cs，則六.共漏極基本放大電路* 靜態(tài)分析或* 動(dòng)態(tài)分析多級(jí)放大電路1. 級(jí)間耦合方式1. 阻容耦合-各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立；能有效地傳輸交流信號(hào)；體積小，成本低。但不便于集成，低頻特性差。2. 變壓器耦合 -各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立，可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換。體積大，成本高，無(wú)法采用集成工藝；不利于傳輸?shù)皖l和高頻信號(hào)。3. 直接耦合-低頻特性好，便于集成。各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)不獨(dú)立，互相有影響

10、。存在“零點(diǎn)漂移”現(xiàn)象。 *零點(diǎn)漂移-當(dāng)溫度變化或電源電壓改變時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)也隨之變化，致使uo偏離初始值“零點(diǎn)”而作隨機(jī)變動(dòng)。二. 單級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)1中頻段(fLffH)波特圖-幅頻曲線是20lgAusm=常數(shù)，相頻曲線是=-1800。2低頻段(f fL)3高頻段(f fH)4完整的基本共射放大電路的頻率特性三. 分壓式穩(wěn)定工作點(diǎn)電路的頻率響應(yīng)1下限頻率的估算2上限頻率的估算四. 多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)1. 頻響表達(dá)式2. 波特圖功率放大電路一. 功率放大電路的三種工作狀態(tài)1.甲類工作狀態(tài)導(dǎo)通角為360o，ICQ大，管耗大，效率低。2.乙類工作狀態(tài)ICQ0，導(dǎo)通角為180o，效率高，失

11、真大。3.甲乙類工作狀態(tài)導(dǎo)通角為180o360o，效率較高，失真較大。二. 乙類功放電路的指標(biāo)估算1. 工作狀態(tài)Ø 任意狀態(tài)：UomUimØ 極限狀態(tài)：Uom=VCC-UCESØ 理想狀態(tài)：UomVCC 2. 輸出功率3. 直流電源提供的平均功率4. 管耗Pc1m=0.2Pom 5.效率理想時(shí)為78.5% 三. 甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路1. 問題的提出在兩管交替時(shí)出現(xiàn)波形失真交越失真(本質(zhì)上是截止失真)。 2. 解決辦法Ø 甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器OCL-利用二極管、三極管和電阻上的壓降產(chǎn)生偏置電壓。動(dòng)態(tài)指標(biāo)按乙類狀態(tài)估算。Ø 甲乙類單

12、電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器OTL-電容C2上靜態(tài)電壓為VCC/2，并且取代了OCL功放中的負(fù)電源-VCC。動(dòng)態(tài)指標(biāo)按乙類狀態(tài)估算，只是用VCC/2代替。四. 復(fù)合管的組成及特點(diǎn)1. 前一個(gè)管子c-e極跨接在后一個(gè)管子的b-c極間。2. 類型取決于第一只管子的類型。3.=1· 2 集成運(yùn)算放大電路一. 集成運(yùn)放電路的基本組成1.輸入級(jí)-采用差放電路，以減小零漂。2.中間級(jí)-多采用共射(或共源)放大電路，以提高放大倍數(shù)。3.輸出級(jí)-多采用互補(bǔ)對(duì)稱電路以提高帶負(fù)載能力。4.偏置電路-多采用電流源電路，為各級(jí)提供合適的靜態(tài)電流。二. 長(zhǎng)尾差放電路的原理與特點(diǎn)1. 抑制零點(diǎn)漂移的過程-當(dāng)T iC1

13、、iC2 iE1、iE2 uE uBE1、uBE2 iB1、iB2 iC1、iC2。 Re對(duì)溫度漂移及各種共模信號(hào)有強(qiáng)烈的抑制作用，被稱為“共模反饋電阻”。2靜態(tài)分析1) 計(jì)算差放電路IC設(shè)UB0，則UE=0.7V，得2) 計(jì)算差放電路UCE 雙端輸出時(shí) 單端輸出時(shí)(設(shè)VT1集電極接RL)對(duì)于VT1：對(duì)于VT2：3. 動(dòng)態(tài)分析1）差模電壓放大倍數(shù) 雙端輸出 單端輸出時(shí)從VT1單端輸出：從VT2單端輸出：2）差模輸入電阻3）差模輸出電阻 雙端輸出： 單端輸出:三. 集成運(yùn)放的電壓傳輸特性當(dāng)uI在+Uim與-Uim之間，運(yùn)放工作在線性區(qū)域：4. 理想集成運(yùn)放的參數(shù)及分析方法1. 理想集成運(yùn)放的參數(shù)

14、特征* 開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod；* 差模輸入電阻Rid；* 輸出電阻Ro0；* 共模抑制比KCMR；2. 理想集成運(yùn)放的分析方法 1) 運(yùn)放工作在線性區(qū):* 電路特征引入負(fù)反饋* 電路特點(diǎn)“虛短”和“虛斷”: “虛短” - “虛斷” -2) 運(yùn)放工作在非線性區(qū)* 電路特征開環(huán)或引入正反饋* 電路特點(diǎn)輸出電壓的兩種飽和狀態(tài):當(dāng)u+>u-時(shí)，uo=+Uom 當(dāng)u+<u-時(shí)，uo=-Uom 兩輸入端的輸入電流為零: i+=i-=0 放大電路中的反饋1. 反饋概念的建立開環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)反饋深度環(huán)路增益：1當(dāng)時(shí)，下降，這種反饋稱為負(fù)反饋。2當(dāng)時(shí)，表明反饋效果為零。3當(dāng)時(shí)，升高，這種反

15、饋稱為正反饋。4當(dāng)時(shí)， 。放大器處于 “ 自激振蕩”狀態(tài)。二反饋的形式和判斷1. 反饋的圍-本級(jí)或級(jí)間。2. 反饋的性質(zhì)-交流、直流或交直流。直流通路中存在反饋則為直流反饋，交流通路中存在反饋則為交流反饋，交、直流通路中都存在反饋則為交、直流反饋。 3. 反饋的取樣-電壓反饋：反饋量取樣于輸出電壓；具有穩(wěn)定輸出電壓的作用。（輸出短路時(shí)反饋消失）電流反饋：反饋量取樣于輸出電流。具有穩(wěn)定輸出電流的作用。（輸出短路時(shí)反饋不消失）4. 反饋的方式-并聯(lián)反饋：反饋量與原輸入量在輸入電路中以電流形式相疊加。Rs越大反饋效果越好。反饋信號(hào)反饋到輸入端。串聯(lián)反饋：反饋量與原輸入量在輸入電路中以電壓的形式相疊加

16、。Rs越小反饋效果越好。反饋信號(hào)反饋到非輸入端。5. 反饋極性-瞬時(shí)極性法：（1）假定某輸入信號(hào)在某瞬時(shí)的極性為正（用+表示），并設(shè)信號(hào)的頻率在中頻段。（2）根據(jù)該極性，逐級(jí)推斷出放大電路中各相關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)極性（升高用 + 表示，降低用表示）。（3）確定反饋信號(hào)的極性。（4）根據(jù)Xi與X f的極性，確定凈輸入信號(hào)的大小。Xid 減小為負(fù)反饋；Xid增大為正反饋。三. 反饋形式的描述方法某反饋元件引入級(jí)間（本級(jí)）直流負(fù)反饋和交流電壓（電流）串聯(lián)（并聯(lián)）負(fù)反饋。四. 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響1. 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性2.3. 擴(kuò)展頻帶4. 減小非線性失真及抑制干擾和噪聲5. 改變放大電路的輸入、輸

17、出電阻 *串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加1+AF倍 *并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小1+AF倍 *電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小1+AF倍 *電流負(fù)反饋使輸出電阻增加1+AF倍五. 自激振蕩產(chǎn)生的原因和條件1. 產(chǎn)生自激振蕩的原因附加相移將負(fù)反饋轉(zhuǎn)化為正反饋。2. 產(chǎn)生自激振蕩的條件若表示為幅值和相位的條件則為：信號(hào)的運(yùn)算與處理分析依據(jù)- “虛斷”和“虛短”1. 基本運(yùn)算電路1. 反相比例運(yùn)算電路R2 =R1/Rf 2. 同相比例運(yùn)算電路 R2=R1/Rf 3. 反相求和運(yùn)算電路 R4=R1/R2/R3/Rf 4. 同相求和運(yùn)算電路 R1/R2/R3/R4=Rf/R55. 加減運(yùn)算電路 R1/R2/Rf=R3/

18、R4/R52. 積分和微分運(yùn)算電路1. 積分運(yùn)算2. 微分運(yùn)算信號(hào)發(fā)生電路1. 正弦波振蕩電路的基本概念1. 產(chǎn)生正弦波振蕩的條件(人為的直接引入正反饋)自激振蕩的平衡條件 :即幅值平衡條件：相位平衡條件：2. 起振條件:幅值條件：相位條件:3.正弦波振蕩器的組成、分類正弦波振蕩器的組成(1) 放大電路-建立和維持振蕩。(2) 正反饋網(wǎng)絡(luò)-與放大電路共同滿足振蕩條件。(3) 選頻網(wǎng)絡(luò)-以選擇某一頻率進(jìn)行振蕩。(4) 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)-使波形幅值穩(wěn)定，且波形的形狀良好。* 正弦波振蕩器的分類(1) RC振蕩器-振蕩頻率較低,1M以下;(2) LC振蕩器-振蕩頻率較高,1M以上;(3)石英晶體振蕩器-振蕩頻率高且穩(wěn)定。二. RC正弦波振蕩電路1. RC串并聯(lián)正弦波振蕩電路2. RC移相式正弦波振蕩電路三. LC正弦波振蕩電路1. 變壓器耦合式LC振蕩電路判斷相位的方法：斷回路、引輸入、看相位2. 三點(diǎn)式LC振蕩器*相位條件的判斷-“射同基反”或 “三步曲法”(1) 電感反饋三點(diǎn)式振蕩器(哈特萊電路)(2) 電容反饋三點(diǎn)式振蕩器(考畢茲電路)(3) 串聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)式振蕩器（克拉潑電路）(4) 并聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)式