模擬電子技術基礎知識總結

模擬電子技術基礎知識總結

　　一.半導體的基礎知識

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

　　3.本征半導體----純凈的具有單晶體結構的半導體。

　　4. 兩種載流子 ----帶有正、負電荷的可移動的空穴和電子統稱為載流子。 5.雜質半導體----在本征半導體中摻入微量雜質形成的半導體。體現的是半導體的摻雜特性。

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

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

　　6. 雜質半導體的特性

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

　　* PN結的單向導電性---正偏導通，反偏截止。

　　* PN結的導通電壓---硅材料約為0.6~0.8V，鍺材料約為0.2~0.3V。 8. PN結的伏安特性

　　二. 半導體二極管

　　*單向導電性------正向導通，反向截止。 *二極管伏安特性----同PN結。

　　*正向導通壓降------硅管0.6~0.7V，鍺管0.2~0.3V。 *死區電壓------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 )，二極管導通(短路); 若 V陽

　　該式與伏安特性曲線

　　的交點叫靜態工作點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 )，二極管導通(短路); 若 V陽

　　微變等效電路法

　　三. 穩壓二極管及其穩壓電路

　　*穩壓二極管的特性---正常工作時處在PN結的反向擊穿區，所以穩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. 三極管的結構、類型及特點 1.類型---分為NPN和PNP兩種。

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

　　2. 三極管內各極電流的分配

　　* 共發射極電流放大系數 (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---發射結正偏，集電結反偏。 截止區---發射結反偏，集電結反偏。 飽和區---發射結和集電結均正偏。 4. 溫度影響

　　溫度升高，輸入特性曲線向左移動。

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

　　β---輸出端交流短路時的正向電流傳輸比， 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---確定靜態工作點

　　*直流負載線---由VCC=ICRC+UCE 確定的直線。

　　*電路參數對靜態工作點的影響

　　1)改變Rb ：Q點將沿直流負載線上下移動。

　　2)改變Rc ：Q點在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動。 3)改變VCC：直流負載線平移，Q點發生移動。 2. 交流通路與動態分析

　　*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---分析信號被放大的過程。

　　*交流負載線--- 連接Q點和V CC點 V CC= UCEQ+ICQR L的 直線。

　　3. 靜態工作點與非線性失真

　　(1)截止失真

　　*產生原因---Q點設置過低

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

　　*產生原因---Q點設置過高

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

　　4. 放大器的動態范圍

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

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

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

　　*當(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. 靜態分析

　　(1)靜態工作點的近似估算

　　(2)Q點在放大區的條件

　　欲使Q點不進入飽和區，應滿足RB>βRc 。 2. 放大電路的動態分析

　　* 放大倍數

　　* 輸入電阻

　　* 輸出電阻

　　集成運放：將管線結合在一起制成的具有處理模擬信號的電路稱為運算放大電路。

　　集成運算放大電路中的元器件的參數具有良好的一致性。 二：集成運算

　　放大電路的組成：

　　1. 輸入級(差模信號，Up-Un),抑制溫漂。

　　2. 中間級(復合管放大電路)。

　　3. 輸出級(互補輸出電路)。

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

　　1. 直流負反饋

　　2. 溫度補償(利用熱敏元件來抵消管子的變化)

　　3. 構成差分放大電路

　　四：失真：

　　1. 線性失真(我們所要的,構成電路的放大)

　　2. 非線性失真：a:飽和失真b：截止失真。

　　3. 交越失真。(直接耦合互補輸出級)。

　　五：多級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：便于計算靜態工作點，低頻特性差。

　　3. 變壓器耦合：低頻特性差，實現阻抗變換;常用于調諧放大電路，

　　功率放大電路。

　　4. 光電耦合：

　　六：3種最基本的單級放大電路。

　　1. 共發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化成集電極電壓的變化。

　　2. 共集電極單級放大器無集電極負載電阻，輸出信號取自發射級(發射級電壓跟隨器)。 原因：三級管進入放大工作狀態后，基極與發射級之間的PN結已處于導通狀態，這一PN結導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. 選頻網絡

　　3. 正反饋網絡

　　4. 穩幅環節。

　　八：負反饋對放大電路特性的影響：

　　1. 穩定放大倍數

　　2. 改變輸入輸出電阻：

　　串聯負反饋增大輸入電阻

　　并聯負反饋減小輸入電阻

　　電壓負反饋減小輸出電阻

　　電流負反饋增大輸出電阻

　　九：引入負反饋的原則：

　　1. 為了穩定靜態工作點應引入直流負反饋，為了改善電路的動態性能則應引入交流負反饋。

　　2. 為了穩定輸出電壓(即減小輸出電阻，增強帶負載能力)，應引入電壓負反饋

　　3. 為了穩定輸出電流(即增大輸出電阻)應引入電流負反饋

　　4. 為了提高輸出電阻(即減小放大電路下信號源所取的電流)應引入串聯負反饋

　　5. 為了減小輸入電阻應引入并聯負反饋

　　十：交流負反饋的四種組態：

　　1. 電壓串聯

　　2. 電流串聯

　　3. 電壓并聯

　　4. 電流并聯

　　十一：負反饋的四大好處：

　　1. 穩定放大倍數

　　2. 改變電路的輸入輸出電阻

　　3. 展寬頻帶

　　4. 減小非線性失真

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