模电各章重点内容及总复习

《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