模拟电子技术(模电)部分概念和公式总结.doc

1、 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。特性：热敏性、光敏性、掺杂性。2、 本征半导体：完全纯净的具有晶体结构完整的半导体。3、 在纯净半导体中掺入三价杂质元素，形成P型半导体，空穴为多子，电子为少子。4、 在纯净半导体中掺入五价杂质元素，形成N型半导体，电子为多子、空穴为少子。5、 二极管的正向电流是由多数载流子的扩散运动形成的，而反向电流则是由少子的漂移运动形成的。6、 硅管Uon和Ube：0.5V和0.7V ；锗管约为0.1V和0.3V。7、 稳压管是工作在反向击穿状态的： 加正向电压时，相当正向导通的二极管。（压降为0.7V，）加反向电压时截止，相当断开。加反向电压并击穿（即满足UUZ）时便稳压为UZ 。8、 二极管主要用途：开关、整流、稳压、限幅、继流、检波、隔离（门电路）等。9、 三极管的三个区：放大区、截止区、饱和区。三种状态：工作状态、截止状态、饱和状态，放大时在放大状态，开关时在截止、饱和状态。三个极：基极B、发射极E和集电极C。二个结：即发射结和集电结。饱和时：两个结都正偏；截止时：两个结都反偏；放大时：发射结正偏，集电结反偏。三极管具有电流电压放大作用.其电流放大倍数=IC / IB (或IC= IB)和开关作用.10、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)。11、失真有三种情况:截止失真原因IB、IC太小，Q点过低，使输出波形正半周失真。调小RB，以增大IB、IC，使Q点上移。饱和失真原因IB、IC太大，Q点过高，使输出波形负半周失真。调大RB，以减小IB、IC，使Q点下移。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。1、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U0与输入电压UI反相，所以又称反相器。共集电路的输出电压U0与输入电压UI同相，所以又称同相器。2、 差模输入电压Uid=Ui1-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= Ui1=Ui2指两个大小相等，相位相同的输入电压。（是干扰信号）差模输出电压U0d 是指在Uid作用下的输出电压。共模输出电压U0C是指在 UiC作用下的输出电压。差模电压放大倍数Aud= U0d / /Uid是指差模输出与输入电压的比值。共模放大倍数Auc =U0C /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KCRM=Aud /Auc是指差模共模放大倍数的比，电路越对称KCRM越大，电路的抑制能力越强。3、 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 =0，U0=0的目的）4、电压放大器的主要指标是电压放大倍数AU和输入输出电阻Ri ，R0 。 功率放大器的主要指标要求是（1）输出功率大，且不失真；（2）效率要高，管耗要小，所以功率放大电路通常工作在甲乙类（或乙类）工作状态，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。5、 多级放大电路的耦合方式有：直接耦合：既可以放大交流信号，也可以放大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，会产生零点漂移。阻容耦合：最大的优点是各级工作点互相独立，但只能放大交流信号。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。1、 射极输出器特点：如图F-a（为共集电路，又称同相器、跟随器） 电压放大倍数小于近似于1， UO 与Ui同相。 输入电阻很大。 输出电阻很小，所以带负载能力强。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。1、 反馈有正反馈（应用于振荡电路）和负反馈（应用于放大电路）之分。2、 反馈有直流反馈，其作用：稳定静态工作点。 有交流反馈，其作用：改善放大器性能。包括：提高电压放大倍数的稳定度；扩展通频带；减小非线性失真；改善输入输出电路。3、 反馈放大电路的基本关系式：Af =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 =1/ F，即负反馈后的放大倍数大大下降，且仅由反馈网络参数就可求放大倍数，而与运放器内部参数无关。4、 负反馈有四种类型：电压串联负反馈；电压反馈可减小输出电阻，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。串联反馈可增大输入电阻。并联反馈可减小输入电阻。5、 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；搭回到同相输入端为正反馈。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，反之为正反馈。（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。（A） （B） 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； 反馈元件搭在输出端，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 (因Rf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）A、 半波整流：U0=0.45U2 (U2为输入电压的有效值)B、 半波整流滤波：U0= U2C、 桥式整流：U0=0.9 U2D、 桥式整流滤波：U0=1.2 U2E、 桥式整流滤波：U0=1.4 U2 (空载) 补充知识： 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P40）三个区：发射区掺杂浓度很高，其作用是向基区发射电子。基区掺杂浓度很低，其作用是控制发射区发射的电子。 集电区掺杂浓度较高，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）5、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: 饱和区: 特点是UCE0.3V,无放大作用,C-E间相当闭合.其偏置条件JC, Je都正偏.截止区: 特点是UBE 0, IB=0, IC=0,无放大. C-E间相当断开.其偏置条件JC, Je都反偏. 放大区: 特点是UBE大于死区电压, UCE1V, IC= IB. 其偏置条件Je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.6、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B)7、对放大电路的分析有估算法和图解法估算法是：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 。 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R0 。 （参考P58图2.2.5） 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出曲线作直线，得到工作点Q，读出相应的ICQ、UCEQ 加入待放大信号ui从输入输出特性曲线可观察输入输出波形，。若工作点Q点设得合适，（在放大区）则波形就不会发生失真。（参考P52 图2.2.2）8、失真有三种情况:截止失真：原因是IB、IC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。饱和失真：原因是IB、IC太大，Q点过高，使输出波形前半周（负半周）失真。消除办法是调大RB，以减小IB、IC，使Q点下移。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。练习：1、射极输出器又称跟随器，其主要特点是电压放大倍数小于近似于1、输入电阻很大、输出电阻很小。2、三极管放大电路主要有三种组态，分别是： 共基极电路、共集电极电路、共发射极电路。 3、了解差分电路的结构特点，掌握电路的主要作用：抑制零点漂移，RE的作用及共模信号、差模信号、共模抑制比KCMR 等概念。KCMR越大，电路的抗干扰能力就强。4、直流负反馈的作用是稳定工作点，交流负反馈的作用是改善放大器的性能：如减少非线性失真；提高电压放大倍数的稳定度；扩展通频带。电压负反馈还可减少输出电阻、稳定输出电压；电流负反馈可以提高输出电阻、稳定输出电流；而串联负反馈可以提高输入电阻；并联负反馈可以减小输入电阻。 其1+AF称反馈深度。5、完全纯净的具有晶体结构完整的半导体称为本征半导体，当掺入五价微量元素便形成N型半导体，其电子为多数载流子，空穴为少数载流子。当掺入三价微量元素便形成P型半导体，其空穴为多子，而电子为少子。二、分析计算题1.会画固定偏置电路、分压式偏置电路，射极输出器等交流放大电路的直流通路和微变等效电路。会求静态工作点、电压放大倍数和输入输出电阻。 2.会求各种电流源的基准电流和电流IO 。3.会分析基本差分析电路，乙类功放电路工作原理。4.会计算集成运放组成反相比例器、同相比例器，跟随器、反号器、反相加法器、减法器、积分微分器等的输出电压U0及电路特点。5.会分析单门限比较器、画传输特性。6 会分析由集成模拟乘法器组成的乘法、除法、平方、开方运算。7.会分析各种整流、滤波、稳压电路及U0 、I0 、ID URM 的计算。