模电各章重点内容及总复习docx.docx
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《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,如陸和铉。
3、半导体奇妙特性:
热敏性、光敏性、掺朵性。
4、本征半导体:
完全纯净的、结构完整的、品格状的半导体。
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:
自由电了和空穴。
7、P型半导体:
在纯净半导体中掺入二价杂质元素,便形成P型半导体,使导电能力大大加强,此类半导体,空穴为多数载流了(称多了)而自由电了为少了。
8、N型半导体:
在纯净半导体屮掺入五价杂质元素,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。
所以正向电流主要曲多了的扩散运动形成的,而反向电流主要由仝子的漂移运动形成的。
10、二极管按材料分有硅管佝管)和猪管G管),按功能分有普通管,开关管、整流管、稳压管等。
11、二极管曲一个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125二极管的伏安特性。
P7,(121式)二极管方程其死区电压:
Si管约0.5V,G。
管约为0.1V。
其导通压降:
&管约0.7V,G管约为0.2Vo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PG三个区:
发射区——掺朵浓度很高,其作用是向基区发射电子。
基区——掺朵浓度很低,其作用是控制发射区发射的电子。
集屯区一一掺杂浓度较高,但面积最大,其作用是收集发射区发射的电子。
两个结:
集电区一一基区形成的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別叫基极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=Ir+Ic
13、三极管也有硅管和错管,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,输出电圧电流用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。
三极管具有电流电圧放大作用.其电流放大倍数卩屯小(或Ic邙Ib)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,馅管约为0.1Vo
导通压降:
硅管约为0.7V,错管约为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1.3.7
1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UbeWO,Ib=O,Ic=O,无放大.C-E间相当断开•.其偏置条件Jc,Jc都反偏.
3放大区:
特点是Ube大于死区电压,Uce>lV,Ic邙Ib・其偏置条件血正偏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U。
)
2-7v2v
*
1-2.3v
(a)
(b)
5v
5v
3v
(e)2.7v
+10V
NV1
H
V2
(G)
UO
ov
3V
R
―UO
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U°=3VoG、因VI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VI反偏截止。
h、同理,因VI正向电压10V、V2正向电压为7V,所以VI先导通(将VI短路),输出电压Uo=OV,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P5&图2.4.12,单管共射放人屯路的等效电路)
2、对放大电路的分析有佔算法和图解法
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Roo
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岀曲线作直线,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M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,(在放犬区)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」c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」c太大,Q点过高,使输出波形前半周(负半周)失真。
消除办法是调人Rb,以减小Ib」c,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5与输入电压0反相,所以乂称反相器。
共集电路的输出电压5与输入电压。
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:
既可以放人交流信号,也可以放人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,会产牛零点漂移。
阻容耦合:
最人的优点是各级工作点互相独立,但只能放人交流信号。
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
(HPH)
EE
di
+RBIrbel
ib
1C
A
(PHP)
Rclri
Uo
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看进去输岀端。
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+(l+p)26/IEq=200+26/Ibq
Ic邙Ib.
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
重点掌握以下儿个电路:
1、固定偏置电路;
A)会画直流通路,求工作点Q。
即求Ibq、Icq、Uceq)
B|J;IBq=(Ucc—Ube)/Rb
Icq邙Ib・
Uceq=Ucc—IcqRc
B)会画微变等效电路,,求电压放人倍数和输入输出电路:
Au、Ri、Roo即:
Au=—PRl/rbe,
Ri=RnZ/rbe,
2.设:
Rb=470KQ,Rc=3KQ,Rl=6KQ,UCc=12V,Ri、Ro
Ro=Rc
卩二80,UBe=0.7V,试求工作点Q和Au、
3、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/(Rbi+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=—PRl/rbe,
Ri=Rbi〃Rb2〃rbe,
Ro=Rc
设:
Rbi=62KQ,Rb2=16KQ,Rc=5KQ,Re=2KQ,Rl=5KQ,UCc=20V,卩=80,UBe=0.7V,试求丁作点(Q)Ibq、、Icq、Uceq和Au、Ri、Ro。
+
Uo
E-c
RcRL
(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U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,宜流通路(图F・b)和微变等效电路(图F・c)的画法。
reD
F-b丄
+Vcc
《模电》第四章重点掌握内容:
一、概念
1、功率放人电路的主要特点:
最人输出功率、较高的效率、
2、功率放大器的主要指标耍求是
(1)输出功率大,且不失真;
(2)效率耍高,管耗要小,所以功率放大电路通常工作在甲乙类(或乙类)T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431,P159,式子(433)
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U”Ui「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=uil=ui2指两个大小相等,相位相同的输入电圧。
(是干扰信号)羞模输出电压U()d是指在Uid作用下的输出电压。
共模输出电压Uoc是指在Uic作用下的输出电压。
斧模电压放大倍数厲尸Uod//5是指差模输出与输入电压的比值。
共模放大倍数Auc二Uoc/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Kcr冲A.m/A’是指差模共模放人倍数的比值,电路越对称Kcrm越人,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=O,5=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)Z分。
3、反馈有直流反馈,具作用:
稳泄静态工作点。
有交流反馈,具作用:
改善放大器性能。
包扌4(D提高电压放大倍数的稳定度;②扩展通频带;③减小菲线性失真;④改善输入输出电阻。
4、反馈放大电路的基本关系式:
Af二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=l/F,即负反馈后的放人倍数人大卜•降,且仅由反馈网络参数就可求放人倍数,而与运放器内部参数无关。
5、负反馈有四种类型:
屯压串联负反馈;电压反馈町减小输出电阻,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。
串联反馈可增人输入电阻。
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;搭回到同和输入端为正反馈。
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Z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。
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;
反馈兀件搭在输出端,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(WRf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。
二、练习并掌握书中图6.2.1,6.2.2,6.2.3,6.2.4
例题6.4」,6.4.2,6.4.3
《模电》第七章模拟信号运算电路重点掌握内容
一、概念
1、理想运放的主要技术指标:
P279
2、理想运放工作在线性区时的特点:
1)理想运放的差模输入电压等于零……虚短。
2)理想输入电流等于零——虚断。
3、理想运放工作在非线性区时的特点:
1)理想运放的输出电压值只有两种,Uopp,+Uopp
2)理想运放的输入屯流等于零。
P281图7.1.2集成运放的传输特性
4、掌握反相比例器、同相比例器、反相加法器,减法器,积分微分器输岀电压的计算。
5、掌握模拟乘法器的概念及符号
掌握模拟乘法器的应用:
乘法、除法、平方、开方、立方、立方根。
《模电》第九章波形发生电路重点掌握内容:
1.信号产生电路包括正弦波振荡器和非正弦波振荡器。
正弦波振荡器有RC、LC振荡器和石英振荡器;LC振荡器又分为变压器反馈式、电感三点式和电容三点。
2.正弦波振荡器的起振条件和平衡条件是:
会求振荡频率。
3.会用瞬时极性判是否满足相位平衡条件(是否为正反馈)
4.石英晶振的电路符号,压电效应,等效电路:
晶振串联谐振时等效为一个很小的电阻,并联谐振时等效为电感。
5.电压比较器用途,单门限电压比较器电路组成及电路分析。
《模电》第十章重点掌握内容:
1•掌握单相半波整流、桥式、全波整流电路工作原理,输入输岀波形的画法以及输岀电压U。
、Io、Id、Ure扳的计算:
A、半波整流:
5=0.455(5为输入电压的有效值)
B、半波整流滤波:
Uo=U2
C、桥式整流:
U0=0.9U2
D、桥式整流滤波:
U()=1.2U2
E、桥式整流滤波:
U()=1.4U2(空载)
2.掌握串联型稳压电路的组成框图,稳压原理,会求输出电压的变化范围。
3.掌握三端固定集成稳压器的型号、含义,管脚接线。
4.0〜30V连续可调电路稳压电路及电路分析。
模拟电子技术小测:
一、判断与问答:
1、射极输出器的输出电阻很大,所以带负载能力强。
()
2、直接耦合多级放大电路只能放大交流信号。
()
3、差动放大电路中的心对差模信号不起作用。
()
4、互补对称功放电路工作在甲乙状态,可以消除零点漂移.()
5、共模抑制比Kcmr越大,电路的抗干扰能力就强。
()
6、理想运放器U_=U+=0称为虚断.()
7、桥式整流滤波电路的输入电压有效值为20V,输出电压应是18Vo()
1、什么是半导电性半导体、本征半导体、半导体的主要特性是;
2、P型半导体中多数载流子是:
少子是:
N型半导体中多数载流子是:
少子是
3、二极管的特性:
二极管的用途:
4、三极管的三种工作状态是:
所对应的特点是:
5、三极管放大电路主要有三种纽态。
6、直流负反馈的作用是:
交流负反馈的作用是:
具体是指:
。
7、直接耦合多级放人电路主要存在的问题与解决办法是:
8、参考图1各电路,二极管导通电路应是(C)图()・
9、参考图2,三极管处于放大状态的是(C)图()。
10、参考图3,集成运放电路称为反相器。
().
11、参考图4,具有交流放人的电路是(a)()
12、在基本放大电路屮,Rb的作用是稳定Q点。
()o
13、、从放大电路实验进一步证明,负载电阻K变小,电压放大倍数小。
()o
14、、射极输出器电压放大倍数Au小于1()o
15、、采用交流电流并联负反馈可减小输入电阻,稳定输出电压。
()
16、桥式整流滤波后的输出电压0.9U2()
17、测得放大电路某三极管三个电极的电压分别是3.5V,2.8V,12V,可判定该管为PNP型。
()
UO
Rb
Cl
Ui
0
—+¥cc