陕西科技大学机电过控复习专刊第四期第一部分.docx

1、陕西科技大学机电过控复习专刊第四期第一部分 陕西科技大学期末考试复习题第四期第一部分 陕西科技大学 编 机电过控系 审第一篇 电子技术载流子：运动的带电粒子在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子。同时共价键上留下一个空位，称为空穴。本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。、本征半导体的导电机理描述本征半导体中电流由两部分组成：自由电子移动产生的电流。空穴移动产生的电流。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。常温下本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影

2、响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。（温导电能力）2.1.3杂质半导体N 型半导体：使自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体）。P 型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体,也称为（空穴半导体）。（N电P空）1、N型半导体自由电子称为多数载流子（多子），空穴称为少数载流子（少子）二、P型半导体掺入少量的三价元素，如硼（或铟），多产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。（P：空穴+负离子）二、PN结的特性1.PN结的单向导电性PN结加上正向电压、正向偏置的意思都是：P区加正、N区加负电压。PN结加上反向电压、反向偏置的意

3、思都是：P区加负、N区加正电压。（正向偏置是P接正电压）PN结正向偏置：内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流（mA)，认为PN结导通。注意：串电阻限流。（正极给P提供正电流，促进扩散）PN结反向偏置：内电场被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。认为PN结截止。形成的微小电流称为反向饱和电流()。PN结的导电特性：由上可知，PN结加正向电压时导通，有较大的电流（多子形成）；而加反向电压时截止，仅有反向饱和电流（少子形成）。所以， PN结具有单向导点特性。2.2.2半导体二极管1二极管的伏安特性Uth：死区电压。Uth = 0.5 V(硅管)

4、0.1 V(锗管)正向特性：0UUth，iD = 0；UUth，iD急剧上升。UD=硅管取0.7V，锗管取0.3 V反向特性：U(BR)U 0，iD=IS；U U(BR)，反向电流急剧增大（反向击穿）2主要参数（1）最大整流电流 IOM：二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。（2）反向击穿电压VBR：二极管反向击穿时的电压值。（3）反向电流 IR：指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。2.3特殊二极管2.3.1稳压二极管工作条件：反向击穿（曲线越陡，电压越稳定）特点：1）工作于反向击穿状态。2）利用反向伏安特性上电流在一定范围内变化，稳压管两端的电压基本不变的特点进行稳压。稳压

5、二极管的参数1.稳定电压UZ：流过规定电流时稳压管两端的反向电压值。2.稳定电流IZ：越大稳压效果越好，小于 Imin时不稳压。3.最大工作电流IZM最大耗散功率 PZM：P ZM=UZIZM4.动态电阻rZ： 2.4双级型晶体三极管2.4.1BJT的结构及类型集电区：面积较大作用是收集载流子。（厚）基区：较薄，掺杂浓度低作用是控制和传递载流子（薄，浓低）发射区：掺杂浓度较高，作用是发射载流子（浓高）集电结，发射结NPN型三极管，PNP型三极管2.4.2BJT的电流放大作用共基极，共集电极，共发射极（略P69）1. 三极管放大的条件内部条件：发射区掺杂浓度高，基区薄且掺杂浓度低，集电结面积大外

6、部条件：发射结正偏，集电结反偏（发射极出电流，集电极入电流）2、电流放大原理（放大状态）（看书P48）发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IB，多数扩散到集电结。基区空穴向发射区的扩散可忽略。从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成IC。集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。（自：这里可忽略）IB=IBE-ICBOIBEIC=ICE+ICBO ICEIE=ICIBICE 与 IBE 之比称为直流电流放大倍数： 2.4.3BJT的特性曲线(1) 输入特性，与二极管特性相似死区电压：硅管0.5V，锗管0

7、.2V（自：出题可能会出现结果为零的情况）工作压降：硅管UBE0.60.7V,锗管UBE0.20.3V。（自：按电压降去处理）（2）输出特性此区域满足IC=IB称为线性区（放大区）。当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=IB。此区域中UCEUBE,集电结正偏，IBIC，UCE0.3V称为饱和区。（自：IBIC常作为判定饱和状态的条件）此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBEIC（饱和：发正集正）3、截止区：UBE基极的电流）ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。3. 集-射极反向截止电流ICEOICEO=IBE+ICBO（自：这里不是很重要）4.集

8、电极最大电流ICM集电极电流IC 上升会导致三极管的值的下降，当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。5.集-射极反向击穿电压（自：这里不是很重要）当集-射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。6. 集电极最大允许功耗PCM集电极电流IC流过三极管，所发出的焦耳热为：PC=ICUCE，必定导致结温上升，所以PC有限制。PCPCM安全工作区：ICUCE=PCM重点1：三极管的放大作用（电流分配）； 重点2：三极管的三个工作状态特征放大状态：反射结正偏，集电结反偏。（放大：发正集反）饱和状态：反射结正偏，

9、集电结正偏。（饱和：发正集正）截止状态：反射结反偏，集电结反偏。（截止：发反集反）四、晶体管电路的基本问题和分析方法判断导通还是截止：UBE U(th)则导通，UBE U(th)则截止状态电流关系 条 件放大IC = IB发射结正偏，集电结反偏饱和临界IC IBICS = IBS两个结正偏集电结零偏截止IB UBUE，饱和：UEUCUB（NPN：CBE，可以思考出）PNP管：放大：UCUBUCUB（PNP：EBC，与NPN相反）第三章 基本放大电路3.1.2放大电路的性能指标电压放大倍数定义为:,电流放大倍数定义为: 互阻增益定义为:,互导增益定义为: （2）输入电阻： （3）输出电阻:3.3

10、.2直流负载线(图解法要用）1、输出特性。2、UCE=ECICRC。画输出直线方程3、分别令UCE和IC为零可得M和N点。M：，N： 4、直流负载线与输出特性的交点就是Q点5、，直线方程的斜率为： 3.3.3交流负载线输出交流方程iC和uCE是全量，与交流量ic和uce有如下关系所以： 交流信号的变化沿着斜率为：，这条直线通过Q点，称为交流负载线。3.3.3静态分析1、估算法（1）根据直流通道估算IB（自：UBE一般取0.6V）RB 称为偏置电阻，IB 称为偏置电流。（2）根据直流通道估算， 2、图解法：先估算IB，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与IB对应的输出特性曲线与直流负载线的交点

11、就是Q点。（自：P47例题要反复看）3.3.4动态分析一、三极管的微变等效电路当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。，对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻rbe 。三、电压放大倍数的计算：，,1、式中的负号表示输出电压 与输入电压的相位相反；2、随负载变化而变化。愈小，则电压放大倍数愈低；3、与和有关。四、输入电阻的计算： 五、输出电阻的计算：1、所有电源置零，然后计算电阻（对有受控源的电路不适用）。2、所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。3.3.4失真分析在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路

12、产生非线性失真。为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，则造成非线性失真。截止失真：Q点过低，信号进入截止区（自：输出波形正半周被截去）饱和失真：Q点过高，信号进入饱和区（自：输出波形负半周被截去）晶体三极管交流分析(等效电路分析法)步骤：分析直流电路，求出“Q”，计算 rbe。画电路的交流通路。在交流通路上把三极管画成 微变模型分析计算叠加在“Q”点上的各极交流量。3.5静态工作点的稳定对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、和ICEO决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。TUBE

13、、ICEOQ温度对UBE的影响：TUBEIBIC（自：输入曲线左移）温度对值及ICEO的影响：T，ICEOIC总的效果是：温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。TIC固定偏置电路的Q点是不稳定的。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、IC增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化。保持Q点基本稳定。3.6共集电极电路（射极输出器）静态分析：， 动态分析：1、电压放大倍数,讨论：a.所以但是，输出电流Ie增加了。b.输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。2、输入电阻: 3、输出电阻（用加压求流法求，略）: 讨论：a.将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。b.将射极输出

14、器放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能。c.将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。（P99是个总结）3.7共基极电路静态分析: 1）列输入回路电压方程可求得： (2）根据放大区三极管电流方程可求得(3）列输出回路电压方程可求得：动态分析：3.9.3差分放大电路的工作原理1、抑制零漂的原理1）利用电路对称性抑制零漂（双端输出）当ui1=ui2=0时：uo=uC1-uC2=0。当温度变化时：uo=(uC1+uC1)-(uC2+uC2)=02)RE：抑制温度漂移TICIE=2ICUEUBEIBIC静态分析：IC1=IC2=IC= IB，UE1= UE2 =IBRBUBEUCE1=UCE2 =UC1UE1