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整理模电综合复习

模拟电子技术基本知识点复习

1．半导体二极管和三极管

（1）导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。

（2）硅和锗是常用的两种半导体材料。

（3）纯净半导体称为本征半导体。

（4）半导体在热（或别的外能）作用下，少数价电子离开共价键，产生自由电子（以下简称电子）和空穴，这种现象称本征激发。

（5）电子带负电、空穴带正电，能自由移动，均为载流子。

（6）本征激发成对产生电子和空穴，称为电子一空穴对。

（7）电子“跳入”空穴使一对电子、空穴同时消失称为复合。

（8）温度一定时，本征激发和复合动态平衡。

（9）本征半导体中的电流，是电子形成的电流和空穴形成的电流之和，两者方向相同。

（10）硅或锗晶体中掺入五价杂质元素（如磷、砷）形成N型半导体，其多数载流子（以下简称多子）是电子，少数载流子（以下简称少子）是空穴，还有不能自由移动的正离子。

N型半导体也称为电子型半导体。

（11）硅或锗晶体中掺入三价杂质元素（如硼、铟）形成P型半导体，多子是空穴，少子是电子，还有不能自由移动的负离子。

P型半导体也称为空穴型半导体。

（12）N型半导体中的杂质原子能提供电子，称为施主杂质。

（13）P型半导体中的杂质原子因吸收电子，称为受主杂质。

（14）多子由杂质原子提供，多子浓度决定于掺杂浓度。

（15）少子由本征激发产生，少子浓度主要取决于温度。

（16）发生于N型和P型交界面，由浓度差产生的多子运动称为多子扩散运动。

（17）形成于N型和P型交界面的PN结，也称为空间电荷区、势垒区、阻挡层、耗尽层。

（18）PN结中，空间电荷形成的电位差称为势垒，形成的电场称为自建电场。

（19）自建场不利于多子扩散，有利于少子漂移。

（20）PN结没有外施电压时，多子形成的扩散电流与少子漂移形成的漂移电流大小相等、方向相反，流过PN结的净电流为零。

即多子扩散与少子漂移动态平衡。

（21）当N区和P区掺杂浓度不相等时，浓度高的一侧，其耗尽层宽度小于浓度低的一侧，这种PN结称为不对称PN结。

（22）PN结具有单向导电特性。

（23）当P区接外电路电位高的结点、N区接外电路电位低的结点时，PN结正向偏置（简称正偏）。

（24）当PN结正偏时，PN结的势垒下降，自建场被削弱，PN结宽度减小，有利于多子扩散，形成较大的正向电流，呈现低电阻，正向导通。

（25）当P区接外电路电位低的结点、N区接外电路电位高的结点时，PN结反向偏置（简称反偏）。

（26）当PN结反偏时，PN结的势垒提高，自建场被加强，PN结宽度增加，不利于多子扩散，有利于少子漂移，形成很小的反向电流，呈现高电阻，反向截止。

（27）按击穿机理不同，击穿分为齐纳击穿（击穿电压低于4V）和雪崩击穿（击穿电压高于7V）。

（28）按对器件的影响，击穿分为可逆的、不损坏器件的电压击穿和不可逆的、使器件损坏的热击穿。

（29）PN结的电容效应用势垒电容Cb和扩散电容Cd等效。

PN结的结电容Cj=Cb+Cd。

（30）二极管主要有点接触型、面接触型和平面型。

（31）温度每升高1℃，二极管正向压降减小2—2.5mV；温度每升高10℃，反向电流增大一倍。

（32）普通二极管在模拟电路中的主要用途有：

整流、检波、限幅等。

（33）硅稳压二极管在稳压电路中利用其很陡的反向击穿特性来稳压，所以通常工作于反向电击穿状态。

（34）硅稳压管的主要参数有稳定电压Uz、动态电阻rz、额定功耗PzM、最大稳定电流IZM及稳定电压D的温度系数αU。

（35）Uz<4V的稳压管具有负的温度系数；Uz>7V的稳压管具有正的温度系数；Uz介于4～7V的稳压管的温度系数很小。

（36）半导体三极管又称为双极型晶体管，简称晶体管。

（37）晶体管由三个电极、两个PN结组成。

分为NPN型和PNP型两类。

每一类又有硅管和锗管。

（38）晶体管结构特点是发射区高掺杂浓度；基区薄且掺杂浓度低；集电结面积大，掺杂浓度低。

（39）晶体管工作于放大状态时，要求发射结正偏、集电结反偏；两个结均正偏时，工作于饱和状态；两结均反偏时，工作于截止状态。

（40）β=

，α=

。

（41）晶体管共射极输入特性为iB=f（uBE）|uBE=常数

共射极输出特性为iC=f（uCE）|iB=常数

（42）温度每升高1℃，uBE减小2—2.5mV；温度每增加10℃，ICB0约增大一倍；温度每升高1℃，β值增大0.5％～1％。

2、晶体管基本放大电路

（1）放大电路放大作用的实质是一种能量控制作用。

（2）放大电路性能指标的测量一般以正弦波信号作输入信号。

（3）放大电路的放大倍数也称增益，定义为输出变量与输入变量的有效值（或幅值）之比。

（4）输入电阻是衡量放大电路对信号源负载效应的参数，定义为Ri=

。

Ri越大，从信号源索取的电流越小。

（5）输出电阻R。

越小，放大电路输出端接上负载时，输出电压下降得越少，放大电路驱动负载的能力越强。

（6）当信号频率上升使放大倍数A下降到中频放大倍数A。

的

时，该频率称为上限截止频率，记作fH，当信号频率下降使A下降到中频放大倍数A。

的

时的频率称为下限截止频率，记作fL。

（7）通频带，也就是频带宽度（简称带宽）Bw等于fH与fL之差，即BW=fH-fL。

（8）在放大电路中，放大电路与信号源以及放大电路与负载之间的耦合电路，其作用是既要保证信号能顺利传输，又要保证晶体管工作于放大区。

（9）放大电路无信号输入（即ui=0）的状态称为静态；有信号输入（即Ui≠0）的状态称动态。

（10）静态时，IBQ、UBQ及ICQ、UCEQ在输入特性和输出特性中对应的数据点，记作Qi和Q。

，称为静态工作点。

（11）求Q点，即求静态工作点，就是求出IBQ、UBQ、ICQ及UCEQ。

（12）图解法和估算法（也称近似计算法）是分析放大电路静态的两种常用方法。

（13）放大电路的动态常用图解法和微变等效电路法进行分析。

（14）放大电路在ui=o时的等效电路称为直流通路。

（15）只考虑交流分量时放大电路的等效电路称为交流通路。

（16）直流通路用于放大电路的静态分析，交流通路用于动态时放大器动态性能指标的分析。

（17）晶体管h参数微变等效电路只有晶体管在交流小信号下工作时，才等效非线性的晶体管。

（18）放大电路的交参数微变等效电路只能用于交流分量的分析计算，不能用来求解静态工作点。

（19）放大电路在大信号下工作时，动态分析应该使用图解法。

它主要用于动态过程、输出幅度及非线性失真的分析。

（20）饱和失真和截止失真统称为非线性失真，由晶体管的伏安特性非线性引起。

（21）共射极放大电路的Q。

点位于交流负载线中点上方，即|UCEQ|<|ICQ|R’L时，容易产生饱和失真；位于中点下方，即|UCEQ|>|ICQ|R’L时，容易产生截止失真。

（22）共射极放大电路，或称为共射极组态，其主要特点是：

有电压放大能力、有电流放大能力、u。

与ui相位相反、Ri和R。

适中。

（23）共集电极放大电路，也称为射极跟随器、射随、射极输出器，具有Ri大、R。

小、有电流放大能力、u。

与ui同相、无电压放大能力的特点。

其Au<1，但近似等于1。

（24）共基极放大电路的主要特点是：

有电压放大能力、无电流放大能力、u。

与ui同相、Ri很小、R。

高。

（25）共射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路是晶体管放大电路的三种基本组态。

（26）温度对晶体管参数的影响是使放大电路静态工作点不稳定的主要因素。

（27）增大耦合电容或射极旁路电容数值，可使fL降低。

（28）减小负载电容可使fH提高。

（29）放大电路的频率特性可以用稳态法（也称频域法）和瞬态法（也称时域法）来表征。

（30）fH与tr，的关系为fH≈

。

fH增大，tr减小。

（31）放大电路对非正弦输入信号中的不同频率分量放大能力不同，由此产生的输出波形失真称为幅频失真。

（32）放大电路对非正弦输入信号中的不同频率分量产生不同延时，由此产生的输出波形失真称为相频失真。

（33）相频失真和幅频失真统称为频率失真，也称为线性失真。

（34）在晶体管放大电路的频率特性分析中，常采用晶体管混合“型等效电路来等效晶体管。

（35）晶体管电流放大系数的频率特性常用共射极截止频率fβ、共基极截止频率fα、特征频率fT来表

（36）f=fβ时，|β|下降到低频时的

，即|β|f=fβ=

。

（37）f=fT时，|β|=1，fT=β0fβ

（38）f=fα时，|α|=

，fα=（1+β0）fβ

（39）同一晶体管的fβ、fα、fT间关系为fα>fT>fβ。

（40）以对数表示的放大倍数，即201g|A。

|为纵坐标，以对数刻度的频率f为横坐标和以φ为纵坐标，以对数刻度的f为横坐标描得的幅频特性和相频特性曲线，称为波特图。

3．场效应晶体管及其电路

（1）场效应管是利用电场效应控制电流的一种半导体器件，属电压控制器件，主要靠多子导电，也称为单极型晶体管。

半导体三极管属电流控制器件，也称为双极型晶体管。

（2）场效应管（FET）分为结型和绝缘栅型两大类，它们又各有N沟道和P沟道两种。

绝缘栅型又分增强型和耗尽型。

（3）绝缘栅型场效应管（IGFET）多采用以二氧化硅作金属（铝）栅极与半导体间的绝缘层，称为金属一氧化物一半导体场效应管，简称为MOS场效应管或MOS管。

（4）场效应管的漏极特性，也称输出特性为

iD=f（uDS）|uGS=常数

转移特性iD=f（uGS）|uDS=常数

（5）场效应管输出特性有三个区域，即恒流区（也称放大区或饱和区）、夹断区（也称截止区）和可变电阻区。

（6）在UDS为规定值的条件下，耗尽型FET（包括结型和耗尽型MOS管）的ID等于规定的微小测试电流时，对应的UGS记作UGS（Off）称为夹断电压。

（7）在UDS为规定值的条件下，增强型M0S管的ID从零增大到规定的微小测试电流时，对应的UGS记作UGS（th），称为开启电压。

（8）表征场效应管放大能力的参数是跨导gM，定义为

gm=

|uDS=常数

（9）各类场效应管的工作电压极性如表1所示。

（10）场效应管在正常工作时，iG≈O。

表1:

各类场效应管工作电压极性

类型

极性

电压

结型

绝缘栅型

N沟道

P沟道

增强型

耗尽型

N沟道

P沟道

N沟道

P沟道

uDS

uGS

≤0

≥O

≥UGS（th）

≤UGS（th）

可正、可负

UGS（th）

UGS（off）

（11）场效应管组成的三种基本放大电路是共源极放大器、共漏极放大器、共栅极放大器。

（12）共源极放大器与共射极放大器相似，有电压放大能力、u。

与ui反相、输入电阻高、输出电阻较大。

（13）共漏极放大器也称为源极输出器、源极跟随器，它与共集电极放大器相似，主要特点是没有电压放大能力，但输入电阻高、输出电阻小。

（14）利用场效应管在可变电阻区的伏安特性，可将其用作压控电阻。

（15）场效应管的偏置方式主要有分压式和自给偏压式两种。

4．多级放大电路及集成运算放大器

（1）多级放大电路可以提高放大倍数，改善电路性能。

（2）多级放大电路由输入级、中间放大级、输出级等几部分组成。

（3）输入级应有较高的输入电阻和低的噪声、漂移。

（4）中间放大级应有高的电压增益，并能提供足够的电流驱动输出级。

（5）输出级应能为负载提供足够的输出电压和输出电流，它的输出电阻应尽可能小。

（6）多级放大电路中的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合和直接耦合三种。

（7）直接耦合的两个特殊问题是耦合方法及零点漂移。

（8）放大电路输出端静态电位的漂移称零点漂移，简称零漂。

（9）温度影响管子参数引起的零点漂移为温漂；元器件长期使用后的参数变化引起的零漂称为时漂。

两者统称为零漂，但影响零漂的主要因素是温漂。

（10）放大电路零漂的大小用折合到输入端的零漂电压（

）大小来衡量。

（11）减小零漂的方法主要有：

选用温度系数小的元器件；使用前对元器件进行老化处理；采用一定的电路技术，如差动放大电路、斩波放大电路等。

（12）直接耦合放大电路也称直流放大器，既能放大交流信号，也能放大直流信号。

（13）阻容耦合和变压器耦合放大电路可使各级工作点互不影响、无零漂，但不能放大缓变信号和直流信号。

（14）多级放大电路的放大倍数等于各级放大倍数的乘积，总（分贝）增益等于各级（分贝）增益之和。

（15）多级放大电路的输入电阻等于输入级的输入电阻，输出电阻等于输出级的输出电阻。

（16）多级放大电路随着级数增多，fH减小，fL增大。

（17）差动放大电路的两个输入端输入幅度相等、极性相反的信号称为差模输入信号。

（18）差动放大电路的两个输入端输入幅度相等、极性相同的信号称为共模输入信号。

（19）差动放大电路通过共用射极电阻RE引入共模负反馈，使|Auc|减小，抑制零漂的能力加强。

双端输出时，由于电路对称，进一步抑制了零漂。

（20）差动放大电路抑制零漂的能力及放大信号的能力用共模抑制比来综合衡量，它定义为KCMRR=|

KCMR=201g|

|（dB）

（21）差动放大电路的单端输入形式常在作输入级时选用；差动放大电路作输出级时，常选用单端输出的形式；双端输入、双端输出的形式一般在差动放大电路作中间级时选用。

（22）因为增大差动放大电路中的RE可以提高KCMRR，而恒流源的动态输出电阻很大，用恒流源代替差动放大电路中的RE，主要目的就是提高KCMRR。

（23）通过接入调零电位器，使差动放大电路在两边参数不完全对称时，也能将静态输出调为零。

（24）差动放大电路常用的调零方式是：

集电极回路调零和发射极回路调零。

（25）由工艺决定的集成电路结构上的特点主要有：

不能制作大电容，电路多采用直接耦合；元器件参数误差大，但误差的一致性好，宜作对称电路；用管子组成的恒流源代替大阻值电阻作有源负载，或为各级提供合适的静态电流。

（26）集成运放中常用的电流源有基本型（即镜象）电流源、微电流源。

（27）复合管结构也称达林顿接法，只有当组成它的两个管子都能工作于放大区时，才是有效的，因此只有四种有效接法。

（28）运放的几个参数概念：

输入失调电压UIO指运放折合到输入端的零点偏移电压；输入失调电流Iio=|IBl-IB2|，即两个输入端输入电流之差；压摆率（即转换速率）SR=|

|max。

5．放大电路中的反馈

（1）反馈是将输出量x。

（u。

或i。

）通过反馈网络，按一定方式（串联或并联）返送回输入回路影响输入量，用来改善电路性能的一种技术。

（2）当电路无反馈通路、无反馈时，称为开环；有反馈通路、引入反馈时，称为闭环。

（3）反馈有正反馈和负反馈之分，正反馈使放大电路放大倍数提高，性能变得不稳定；负反馈使放大电路放大倍数下降，使性能得到改善。

（4）反馈又分直流反馈和交流反馈。

直流反馈只影响放大电路的静态工作点；交流反馈可直接影响放大电路的性能指标。

（5）电压和电流负反馈、串联和并联负反馈的主要区别如表2所示。

表2

电压负反馈

电流负反馈

串联负反馈

并联负反馈

对输入电阻的影响

使输入电阻提高

使输入电阻降低

对输出电阻的影响

使输出电阻下降、

输出电压稳定

使输出电阻增大

输出电流稳定

对信号源要求

信号源内阻应尽

量小，不能使用恒流源

信号源内阻应尽

量大，不能使用恒

压源

（6）负反馈放大电路的四种组态是电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。

（7）当1+AF>1时，电路引入负反馈；1+AF>>1时，引入深度负反馈，简称深反馈；1+AF=1时．无反馈；1+AF<1时，引入正反馈；1+AF=0时，电路产生自激振荡，即在无信号输入时，放大电路自行产生输出信号。

（8）深反馈电路有下述关系：

Af≈

；Xi≈Xf。

（9）简单的负反馈放大电路常用微变等效电路法进行分析计算；深反馈电路用公式Af≈

或Xi≈Xf进行计算。

（10）负反馈使放大器放大倍数的恒定性提高（

）；使频带扩展；可以减小非线性失真；抑制产生于反馈环内的干扰和噪声；改变输人、输出电阻（如表2）。

但所有这一切以放大倍数的下降（Af=

）为代价。

（11）fHf=（I+AF）fH及

都只适用于含一个惯性环节的负反馈放大电路（电容和电感称为储能元件，能量不能突变，相当于有惯性，含一个电容或一个电感的回路称一个惯性环节）。

（12）负反馈放大电路产生自激振荡的原因有两个：

一是放大电路中电抗件元件（或参数）产生的附加相移使反馈极性由负变正；另一个是反馈信号足够大。

（13）负反馈放大电路产生自激振荡的条件是同时满足幅度平衡条件和相位平衡条件，即|AF|=1

φA+φF=±（2n+1）π（n为整数）

3.建设项目环境影响评价文件的审查要求（14）当负反馈放大电路的反馈环内（放大电路和反馈网络）有三个或三个以上惯性环节时，有产生自激振荡的可能。

（15）消除负反馈放大电路自激振荡的常用方法是相位补偿。

它通过增加一些元器件改变放大电路的频率特性，破坏产生自激振荡的条件。

6．运算电路

2）购买环境替代品。

（1）理想集成运放的主要指标应满足：

Aud、Rid、KCMR、BW、SR均趋于“∞”；ROs、Ulo、IIO、αUIO、αIIo、IB均为零；且无干扰和噪声。

（四）规划环境影响评价的审查

（2）在集成运放组成的运算电路中，运放引入负反馈，工作于线性状态。

（3）在理想运放组成的同相输入运算电路中，集成运放两个输入端间电压为零，称为“虚短”，即“似短路，而不能短路”；流入运放两个输入端的电流为零，称为“虚断”，即“似断路，而不能断路”。

（4）在理想运放组成的反相输入运算电路，集成运放的两个输入端仍为“虚短”、“虚断”；且当同相输入端电位为零，（即与“地”的电位相等）时，反相输入端的电位也为零，称为“虚地”，即“似接地，而不能接地”。

一、环境影响评价的基础（5）反相输入比例运算电路的主要特点是：

输入电阻小；输出电压与输入电压相位相反；运放输入端的共模输入电压可视为零。

（2）环境的非使用价值。

环境的非使用价值（NUV）又称内在价值，相当于生态学家所认为的某种物品的内在属性，它与人们是否使用它没有关系。

（6）同相输入比例运算电路的主要特点是：

输入电阻高；u。

与ui同相；运放两输入端的共模输入电压大，等于ui（ui直接输入到同相输入端时）。

（4）化工、冶金、有色、建材、机械、轻工、纺织、烟草、商贸、军工、公路、水运、轨道交通、电力等行业的国家和省级重点建设项目；（7）积分运算电路常可用来产生延时，将方波转换为三角波，产生90。

移相，在模数转换电路中将电压量转换为时间量。

（8）由集成运放和模拟乘法器一起组成的运算电路，往往对输入电压加以一定的约束条件（如ui>0，ui<0等），其目的是为了使运放引入的反馈是负反馈，使运算电路工作于线性状态。

（2）安全验收评价。

7．有源滤波电路

（1）资质等级。

评价机构的环评资质分为甲、乙两个等级。

环评证书在全国范围内使用，有效期为4年。

（1）滤波电路的功能是让需要的频段信号能顺利通过，而抑制其它频段的信号。

（2）只使用R、L、C元件组成的滤波电路称无源滤波电路；除了R、L、C之外，还有放大电路一起组成的滤波电路，称为有源滤波电路。

（3）无源滤波电路的优点是电路简单，不需要工作电源，但是信号源的内阻及负载电阻对其滤波效果影响较大，也没有放大作用。

（4）有源滤波电路主要优点是输入阻抗高、输出阻抗低，输入与输出间具有良好隔离，易于串接成高阶滤波电路，有电压放大能力。

主要缺点是需要工作电源，工作频率范围受放大器带宽限制，输出电压、电流可靠性也不如无源滤波电路。

（1）是否符合环境保护相关法律法规。

（5）按处理的信号是模拟信号还是数字信号，滤波电路分为模拟滤波电路和数字滤波电路。

（2）区域、流域、海域的建设、开发利用规划。

环境影响篇章或说明（6）按是否使用有源器件，滤波电路分为无源滤波电路和有源滤波电路。

（7）按幅频特性不同，滤波电路分为低通滤波电路（简称LPF）、高通滤波电路（简称HPF）、带通滤波电路（简称BPF）、带阻滤波电路（简称BEF）和全通滤波电路（简称APF）。

（8）LPF主要用来衰减高频分量，抑制高频干扰和噪声。

（9）HPF主要用来衰减直流和低频分量，可以有效克服零点漂移。

（10）BPF主要用来选取有用频段的信号，而将其它成分衰减。

（11）BEF主要用来抑制特定频率（如工频50Hz及全波整流后输出电压中纹波的100Hz基波等）的干扰。

（12）按特征频率附近幅频特性的曲线形态区分，滤波电路又有具最大平坦特性的巴特沃斯滤波器及在f=f0处幅频特性曲线下降较陡，但在一定频率范围内幅频特性曲线有小起伏的切比雪夫滤波器。

（13）当f=fp（通带截止频率）时，|Au|=

，即201g|Au|比201g|Aup|下降3dB。

Aup为通带电压放大倍数。

（14）HPF与LPF具有下述对偶关系：

（a）幅频特性对偶：

两者幅频特性相对于垂直线f=fo对称；（b）传递函数对偶：

将LPF传递函数中的s换成

，并对其系数作一些调整，所得的就是相应的HPF的传递HP（c）电路结构上对偶：

将LPF中起滤波作用的R换成C，C换成R，所得的就是相应的HPF，反之亦然。

（15）BPF和BEF的Q值是中心频率f0与通带（指BPF或BEF）带宽Bw之比。

8．集成运算放大器的开环和正反馈应用

（1）电压比较器的功能是比较两个电压的大小和对幅度、形状任意的波形进行整形，变换成幅度一定的矩形脉冲，以便于与数字电路接口。

（2）在集成运放组成的电压比较器中，运放几乎总是在开环或正反馈条件下工作，运放工作于非线性状态。

因此，不能再用“虚短”、“虚断”、“虚地”的概念进行分析。

（3）电压比较器的输出状态一般只有两个：

高电平和低电平。

（4）比较器的输出从一个状态阶跃到另一状态时的输入电压称为阈值电压（简称阈值）或门限电压。

（5）比较器有单门限比较器和多门限比较器之分；按两个比较电压的连接方式不同又分串联型和并联型；按被比较的输入电压所接输入端不同分为同相型和反相型。

（6）单门限电压比较器的输入灵敏度高，但抗干扰能力差。

（7）迟滞比较器是一种双门限电压比较器，两个门限电压之差称回差电压。

回差电压越大，迟滞比较器的抗干扰能力越强，但输入灵敏度越低。

（8）窗口比较器、三态比较器和迟滞比较器一样均属于多门限比较器。

（9）集成运放组成的电压比较器在两个输入端的电位相等时，输出状态发生翻转，即输出电平发生阶跃。

（10）集成运放组成的非正弦波

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