模电各章重点内容及总复习综述.docx

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模电各章重点内容及总复习综述

《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、半导体奇妙特性：

热敏性、光敏性、掺杂性。

3、本征半导体：

完全纯净的、结构完整的、晶格状的半导体。

4、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。

5、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）而电子为少子。

6、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。

7、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。

8、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。

9、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。

其死区电压：

Si管约0。

5V，Ge管约为0。

1V，

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：

加正向电压时，相当正向导通的二极管。

（压降为0.7V，）

加反向电压时截止，相当断开。

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。

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。

三极管复习完第二章再判）

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P31习题：

1-3、1-4、1-6、1-8、1-13、1-16

1、

《模电》第二章重点掌握内容：

一、概念

1、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（或用a、b、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+IC

2、三极管也有硅管和锗管，型号有NPN型和PNP型。

（参考图A。

注意电路符号的区别。

可用二极管等效来分析。

）

3、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。

（参考图B）

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.

4、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）

5、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:

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.

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.

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.

6、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B）

7、对放大电路的分析有估算法和图解法

估算法是：

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。

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。

（参考P58图2.2.5）

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、UCEQ

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，。

若工作点Q点设得合适，（在放大区）则波形就不会发生失真。

（参考P52图2.2.2）

8、失真有三种情况:

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。

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。

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。

2．

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/IBQ

IC=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、习题：

P812-1、2-2、2-4abc、2-9

3．

《模电》第三章重点掌握内容：

一、概念

1、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。

2、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。

3、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）

4、电压放大器的主要指标是电压放大倍数AU和输入输出电阻Ri，R0。

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。

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、电路分析。

重点掌握以下几个电路：

1、固定偏置电路；如图D-a（共射电路）

A）会画直流通路如图D-b，求工作点Q。

（即求IBQ、ICQ、UCEQ）

即；IBQ=（UCC—UBE）/RB

ICQ=βIB.

UCEQ=UCC—ICQRC

B）会画微变等效电路，如图D-c，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=RC

4．

设：

RB=470KΩ，RC=3KΩ,RL=6KΩ，UCC=12V，β=80，UBE=0.7V，试求工作点Q和AU、Ri、RO

2、分压式偏置电路；如图E-a（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）/RE

UCEQ=UCC—ICQ（RC+RE）

B）会画微变等效电路，如图E-c，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。

）

3、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：

电压放大倍数小于近似于1，且UO与Ui同相。

输入电阻很大。

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。

5．

《模电》第四章重点掌握内容：

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：

提高电压放大倍数的稳定度；扩展通频带；

减小非线性失真；改善输入输出电路。

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