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模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)

時(shí)間：2022-06-29 17:04:20 電子技術(shù)/半導(dǎo)體/集成電路我要投稿

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　　一.半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)

　　1.半導(dǎo)體---導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)(如硅Si、鍺Ge)。 2.特性---光敏、熱敏和摻雜特性。

　　3.本征半導(dǎo)體----純凈的具有單晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。

　　4. 兩種載流子 ----帶有正、負(fù)電荷的可移動(dòng)的空穴和電子統(tǒng)稱為載流子。 5.雜質(zhì)半導(dǎo)體----在本征半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)形成的半導(dǎo)體。體現(xiàn)的是半導(dǎo)體的摻雜特性。

　　*P型半導(dǎo)體:在本征半導(dǎo)體中摻入微量的三價(jià)元素(多子是空穴，少子是電子)。

　　*N型半導(dǎo)體:在本征半導(dǎo)體中摻入微量的五價(jià)元素(多子是電子，少子是空穴)。

　　6. 雜質(zhì)半導(dǎo)體的特性

　　*載流子的濃度---多子濃度決定于雜質(zhì)濃度，少子濃度與溫度有關(guān)。*體電阻---通常把雜質(zhì)半導(dǎo)體自身的電阻稱為體電阻。 7. PN結(jié)

　　* PN結(jié)的單向?qū)щ娦?--正偏導(dǎo)通，反偏截止。

　　* PN結(jié)的導(dǎo)通電壓---硅材料約為0.6~0.8V，鍺材料約為0.2~0.3V。 8. PN結(jié)的伏安特性

　　二. 半導(dǎo)體二極管

　　*單向?qū)щ娦?-----正向?qū)ǎ聪蚪刂埂?*二極管伏安特性----同PN結(jié)。

　　*正向?qū)▔航?-----硅管0.6~0.7V，鍺管0.2~0.3V。 *死區(qū)電壓------硅管0.5V，鍺管0.1V。

　　3.分析方法------將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低:若 V陽 >V陰( 正偏 )，二極管導(dǎo)通(短路); 若 V陽

　　該式與伏安特性曲線

　　的交點(diǎn)叫靜態(tài)工作點(diǎn)Q。

　　2) 等效電路法

　　直流等效電路法

　　*總的解題手段----將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低: 若 V陽 >V陰( 正偏 )，二極管導(dǎo)通(短路); 若 V陽

　　微變等效電路法

　　三. 穩(wěn)壓二極管及其穩(wěn)壓電路

　　*穩(wěn)壓二極管的特性---正常工作時(shí)處在PN結(jié)的反向擊穿區(qū)，所以穩(wěn)壓二極管在電路中要反向連接。

　　三極管及其基本放大電路

　　一. 三極管的結(jié)構(gòu)、類型及特點(diǎn) 1.類型---分為NPN和PNP兩種。

　　2.特點(diǎn)---基區(qū)很薄，且摻雜濃度最低;發(fā)射區(qū)摻雜濃度很高，與基區(qū)接觸面積較小;集電區(qū)摻雜濃度較高，與基區(qū)接觸面積較大。二. 三極管的工作原理 1. 三極管的三種基本組態(tài)

　　2. 三極管內(nèi)各極電流的分配

　　* 共發(fā)射極電流放大系數(shù) (表明三極管是電流控制器件

　　式子

　　稱為穿透電流。

　　3. 共射電路的特性曲線

　　*輸入特性曲線---同二極管。

　　* 輸出特性曲線

　　(飽和管壓降，用UCES表示

　　放大區(qū)---發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。截止區(qū)---發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。飽和區(qū)---發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正偏。 4. 溫度影響

　　溫度升高，輸入特性曲線向左移動(dòng)。

　　溫度升高ICBO、 ICEO 、 IC以及β均增加。三. 低頻小信號(hào)等效模型(簡(jiǎn)化) rbe---輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻，

　　β---輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比，常用β表示;

　　四. 基本放大電路組成及其原則

　　1. VT、 VCC、 Rb、 Rc 、C1、C2的作用。 2.組成原則----能放大、不失真、能傳輸。五. 放大電路的圖解分析法 1. 直流通路與靜態(tài)分析

　　*概念---直流電流通的回路。 *畫法---電容視為開路。 *作用---確定靜態(tài)工作點(diǎn)

　　*直流負(fù)載線---由VCC=ICRC+UCE 確定的直線。

　　*電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響

　　1)改變Rb ：Q點(diǎn)將沿直流負(fù)載線上下移動(dòng)。

　　2)改變Rc ：Q點(diǎn)在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動(dòng)。 3)改變VCC：直流負(fù)載線平移，Q點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)。 2. 交流通路與動(dòng)態(tài)分析

　　*概念---交流電流流通的回路

　　*畫法---電容視為短路,理想直流電壓源視為短路。 *作用---分析信號(hào)被放大的過程。

　　*交流負(fù)載線--- 連接Q點(diǎn)和V CC點(diǎn) V CC= UCEQ+ICQR L的直線。

　　3. 靜態(tài)工作點(diǎn)與非線性失真

　　(1)截止失真

　　*產(chǎn)生原因---Q點(diǎn)設(shè)置過低

　　*失真現(xiàn)象---NPN管削頂，PNP管削底。 *消除方法---減小Rb，提高Q。 (2) 飽和失真

　　*產(chǎn)生原因---Q點(diǎn)設(shè)置過高

　　*失真現(xiàn)象---NPN管削底，PNP管削頂。 *消除方法---增大Rb、減小Rc、增大VCC 。

　　4. 放大器的動(dòng)態(tài)范圍

　　(1) Uopp---是指放大器最大不失真輸出電壓的峰峰值。 (2)范圍

　　*當(dāng)(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ )時(shí)，受截止失真限制，UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。

　　*當(dāng)(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ )時(shí)，受飽和失真限制，UOPP=2UOMAX=2 (UCEQ-UCES)。

　　*當(dāng)(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ )，放大器將有最大的不失真輸出電壓。六. 放大電路的等效電路法 1. 靜態(tài)分析

　　(1)靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估算

　　(2)Q點(diǎn)在放大區(qū)的條件

　　欲使Q點(diǎn)不進(jìn)入飽和區(qū)，應(yīng)滿足RB>βRc 。 2. 放大電路的動(dòng)態(tài)分析

　　* 放大倍數(shù)

　　* 輸入電阻

　　* 輸出電阻

　　集成運(yùn)放：將管線結(jié)合在一起制成的具有處理模擬信號(hào)的電路稱為運(yùn)算放大電路。

　　集成運(yùn)算放大電路中的元器件的參數(shù)具有良好的一致性。二：集成運(yùn)算

　　放大電路的組成：

　　1. 輸入級(jí)(差模信號(hào)，Up-Un),抑制溫漂。

　　2. 中間級(jí)(復(fù)合管放大電路)。

　　3. 輸出級(jí)(互補(bǔ)輸出電路)。

　　4. 偏置電路(電流源電路為其提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn))。三：抑制溫漂(零點(diǎn)漂移)的辦法：

　　1. 直流負(fù)反饋

　　2. 溫度補(bǔ)償(利用熱敏元件來抵消管子的變化)

　　3. 構(gòu)成差分放大電路

　　四：失真：

　　1. 線性失真(我們所要的,構(gòu)成電路的放大)

　　2. 非線性失真：a:飽和失真b：截止失真。

　　3. 交越失真。(直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí))。

　　五：多級(jí)放大電路的耦合方式:

　　1. 直接耦合：低頻特性好，便與集成化;存在溫漂問題。

　　2. 阻容耦合：便于計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)，低頻特性差。

　　3. 變壓器耦合：低頻特性差，實(shí)現(xiàn)阻抗變換;常用于調(diào)諧放大電路，

　　功率放大電路。

　　4. 光電耦合：

　　六：3種最基本的單級(jí)放大電路。

　　1. 共發(fā)射極電路具有集電極電阻Rc將三極管集電極電流的變化轉(zhuǎn)化成集電極電壓的變化。

　　2. 共集電極單級(jí)放大器無集電極負(fù)載電阻，輸出信號(hào)取自發(fā)射級(jí)(發(fā)射級(jí)電壓跟隨器)。原因：三級(jí)管進(jìn)入放大工作狀態(tài)后，基極與發(fā)射級(jí)之間的PN結(jié)已處于導(dǎo)通狀態(tài)，這一PN結(jié)導(dǎo)通后壓降大小基本不變，硅管0.7v。

　　3. 共基極放大器。

　　七：正弦波振蕩電路的組成：

　　1. 放大電路

　　2. 選頻網(wǎng)絡(luò)

　　3. 正反饋網(wǎng)絡(luò)

　　4. 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。

　　八：負(fù)反饋對(duì)放大電路特性的影響：

　　1. 穩(wěn)定放大倍數(shù)

　　2. 改變輸入輸出電阻：

　　串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻

　　并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻

　　電壓負(fù)反饋減小輸出電阻