模拟电子技术基础知识点总结.pdf

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1、.1/10 模拟电子技术复习资料总结 第一章 半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体-导电能力介于导体和绝缘体之间的物质.2.特性-光敏、热敏和掺杂特性.3.本征半导体-纯净的具有单晶体结构的半导体.4.两种载流子-带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子.5.杂质半导体-在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体.体现的是半导体的掺杂特性.*P 型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素多子是空穴,少子是电子.*N 型半导体:在本征半导体中掺入微量的五价元素多子是电子,少子是空穴.6.杂质半导体的特性*载流子的浓度-多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关.*体电阻-通常把杂质半

2、导体自身的电阻称为体电阻.*转型-通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体.7.PN 结 *PN 结的接触电位差-硅材料约为 0.60.8V,锗材料约为 0.20.3V.*PN 结的单向导电性-正偏导通,反偏截止.8.PN 结的伏安特性 二.半导体二极管 *单向导电性-正向导通,反向截止.*二极管伏安特性-同结.*正向导通压降-硅管 0.60.7V,锗管 0.20.3V.*死区电压-硅管 0.5V,锗管 0.1V.3.分析方法-将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若 V阳 V阴,二极管导通;若 V阳 V阴,二极管截止.1图解分析法 该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点

3、Q.2 等效电路法 直流等效电路法 *总的解题手段-将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若 V 阳 V 阴,二极管导通;若 V 阳 V 阴,二极管截止.*三种模型 微变等效电路法 三.稳压二极管与其稳压电路*稳压二极管的特性-正常工作时处在 PN 结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接.第二章2-1三极管与其基本放大电路 一.三极管的结构、类型与特点 1.类型-分为 NPN 和 PNP 两种.2.特点-基区很薄,且掺杂浓度最低；发射区掺杂浓度很高,与基区接触 面积较小；集电区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大.2/10 二.三极管的工作原理 1.三极管的三种基本组态 2.三极管内各

4、极电流的分配*共发射极电流放大系数 表明三极管是电流控制器件 式子称为穿透电流.3.共射电路的特性曲线*输入特性曲线-同二极管.*输出特性曲线 饱和管压降,用 UCES表示 放大区-发射结正偏,集电结反偏.截止区-发射结反偏,集电结反偏.4.温度影响 温度升高,输入特性曲线向左移动.温度升高 ICBO、ICEO、IC以与 均增加.三.低频小信号等效模型简化 hie-输出端交流短路时的输入电阻,常用 rbe表示；hfe-输出端交流短路时的正向电流传输比,常用 表示；四.基本放大电路组成与其原则 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用.2.组成原则-能放大、不失真、能传输.五.放大电路的图

5、解分析法 1.直流通路与静态分析 *概念-直流电流通的回路.*画法-电容视为开路.*作用-确定静态工作点 *直流负载线-由 VCC=ICRC+UCE确定的直线.*电路参数对静态工作点的影响 1改变 Rb：Q 点将沿直流负载线上下移动.2改变 Rc：Q 点在 IBQ所在的那条输出特性曲线上移动.3改变 VCC：直流负载线平移,Q 点发生移动.2.交流通路与动态分析*概念-交流电流流通的回路*画法-电容视为短路,理想直流电压源视为短路.*作用-分析信号被放大的过程.*交流负载线-连接 Q 点和 V CC点 V CC=UCEQ+ICQR L的 直线.3.静态工作点与非线性失真 1截止失真*产生原因-

6、Q 点设置过低*失真现象-NPN 管削顶,PNP 管削底.*消除方法-减小 Rb,提高 Q.3/10 2饱和失真*产生原因-Q 点设置过高*失真现象-NPN 管削底,PNP 管削顶.*消除方法-增大 Rb、减小 Rc、增大 VCC.4.放大器的动态 X 围 1Uopp-是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值.2X 围 *当UCEQUCESVCC UCEQ时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL.*当UCEQUCESVCC UCEQ时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2 UCEQUCES.*当UCEQUCESVCC UCEQ,放大器将有最大的不失真输出电压.六.放大电路的等

7、效电路法 1.静态分析 1静态工作点的近似估算 2Q 点在放大区的条件 欲使 Q 点不进入饱和区,应满足 RBRc.2.放大电路的动态分析*放大倍数*输入电阻*输出电阻 七.分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1静态分析 2动态分析*电压放大倍数 在 Re 两端并一电解电容 Ce 后 输入电阻 在 Re 两端并一电解电容 Ce 后*输出电阻 八.共集电极基本放大电路 1静态分析 2动态分析*电压放大倍数*输入电阻*输出电阻 3.电路特点 *电压放大倍数为正,且略小于 1,称为射极跟随器,简称射随器.*输入电阻高,输出电阻低.2-2 场效应管与其基本放大电路 一.结型场效应管 JFET

8、1.结构示意图和电路符号 2.输出特性曲线 可变电阻区、放大区、截止区、击穿区 转移特性曲线.4/10 UP-截止电压 二.绝缘栅型场效应管MOSFET 分为增强型EMOS和耗尽型DMOS两种.结构示意图和电路符号 2.特性曲线*N-EMOS 的输出特性曲线*N-EMOS 的转移特性曲线 式中,IDO是 UGS=2UT时所对应的 iD值.*N-DMOS 的输出特性曲线 注意：uGS可正、可零、可负.转移特性曲线上 iD=0 处的值是夹断电压 UP,此曲线表示式与结型场效应管一致.三.场效应管的主要参数 1.漏极饱和电流 IDSS 2.夹断电压 Up 3.开启电压 UT 4.直流输入电阻 RGS

9、 5.低频跨导 gm 四.场效应管的小信号等效模型 E-MOS 的跨导 gm-五.共源极基本放大电路 1.自偏压式偏置放大电路*静态分析 动态分析 若带有 Cs,则 2.分压式偏置放大电路*静态分析*动态分析 若源极带有 Cs,则 六.共漏极基本放大电路*静态分析 或,*动态分析,第三章 多级放大电路.5/10 第四章集成运算放大电路 一.级间耦合方式 1.阻容耦合-各级静态工作点彼此独立；能有效地传输交流信号；体积小,成本低.但不便于集成,低频特性差.2.变压器耦合-各级静态工作点彼此独立,可以实现阻抗变换.体积大,成本高,无法采用集成工艺；不利于传输低频和高频信号.3.直接耦合-低频特性好

10、,便于集成.各级静态工作点不独立,互相有影响.存在零点漂移现象.*零点漂移-当温度变化或电源电压改变时,静态工作点也随之变化,致使 uo 偏离初始值零点而作随机变动.二.长尾差放电路的原理与特点 1.抑制零点漂移的过程-当 T iC1、iC2 iE1、iE2 uE uBE1、uBE2 iB1、iB2 iC1、iC2.Re 对温度漂移与各种共模信号有强烈的抑制作用,被称为共模反馈电阻.2 静态分析 1 计算差放电路 IC 设 UB0,则 UE=0.7V,得 2 计算差放电路 UCE 双端输出时 单端输出时 对于 VT1：对于 VT2：3.动态分析 1差模电压放大倍数 双端输出 单端输出时 从 V

11、T1 单端输出：从 VT2 单端输出：2差模输入电阻 3差模输出电阻 双端输出：单端输出:三.集成运放的电压传输特性 当 uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域：三集成运放电路的基本组成 1.输入级-采用差放电路,以减小零漂.2.中间级-多采用共射放大电路,以提高放大倍数.3.输出级-多采用互补对称电路以提高带负载能力.4.偏置电路-多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流.6/10 四 理想集成运放的参数与分析方法 1.理想集成运放的参数特征*开环电压放大倍数 Aod；*差模输入电阻 Rid；*输出电阻 Ro0；*共模抑制比 KCMR；2.理想集成运放的分析方法 1 运放工作在线

12、性区:*电路特征引入负反馈*电路特点虚短和虚断:虚短-虚断-2 运放工作在非线性区*电路特征开环或引入正反馈*电路特点 输出电压的两种饱和状态:当 u+u-时,uo=+Uom 当 u+u-时,uo=-Uom 两输入端的输入电流为零:i+=i-=0 第五章放大电路的频率响应 一.单级放大电路的频率响应 1中频段 波特图-幅频曲线是 20lgAusm=常数,相频曲线是=-180o.2低频段 3高频段 4完整的基本共射放大电路的频率特性 二.分压式稳定工作点电路的频率响应 1下限频率的估算 2上限频率的估算 四.多级放大电路的频率响应 1.频响表达式 2.波特图 第六章放大电路中的反馈 一.反馈概念

13、的建立 开环放大倍数 闭环放大倍数 反馈深度 环路增益：1当时,下降,这种反馈称为负反馈.2当时,表明反馈效果为零.7/10 3当时,升高,这种反馈称为正反馈.4当时,.放大器处于 自激振荡状态.二反馈的形式和判断 1.反馈的 X 围-本级或级间.2.反馈的性质-交流、直流或交直流.直流通路中存在反馈则为直流反馈,交流通路中存 在反馈则为交流反馈,交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈.3.反馈的取样-电压反馈：反馈量取样于输出电压；具有稳定输出电压的作用.输出短路时反馈消失 电流反馈：反馈量取样于输出电流.具有稳定输出电流的作用.输出短路时反馈不消失 4.反馈的方式-并联反馈：反馈量与原

14、输入量在输入电路中以电 流形式相叠加.Rs 越大反馈效果越好.反馈信号反馈到输入端 串联反馈：反馈量与原输入量在输入电路中以电压 的形式相叠加.Rs 越小反馈效果越好.反馈信号反馈到非输入端 5.反馈极性-瞬时极性法：1假定某输入信号在某瞬时的极性为正用+表示,并设信号 的频率在中频段.2根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性升 高用+表示,降低用表示.3确定反馈信号的极性.4根据 Xi与 X f的极性,确定净输入信号的大小.Xid 减小为负反 馈；Xid增大为正反馈.三.反馈形式的描述方法 某反馈元件引入级间本级直流负反馈和交流电压电流串 联并联负反馈.四.负反馈对放大电路性能的

15、影响 1.提高放大倍数的稳定性 2.扩展频带 3.减小非线性失真与抑制干扰和噪声 4.改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加 1+AF 倍 *并联负反馈使输入电阻减小 1+AF 倍 *电压负反馈使输出电阻减小 1+AF 倍 *电流负反馈使输出电阻增加 1+AF 倍 五.自激振荡产生的原因和条件 1.产生自激振荡的原因 附加相移将负反馈转化为正反馈.2.产生自激振荡的条件 若表示为幅值和相位的条件则为：第七章信号的运算与处理.8/10 分析依据-虚断和虚短 一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 R2=R1/Rf 2.同相比例运算电路 R2=R1/Rf 3.反相求和运算电路 R

16、4=R1/R2/R3/Rf 4.同相求和运算电路 R1/R2/R3/R4=Rf/R5 5.加减运算电路 R1/R2/Rf=R3/R4/R5 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第八章信号发生电路 一.正弦波振荡电路的基本概念 1.产生正弦波振荡的条件 自激振荡的平衡条件:即幅值平衡条件：相位平衡条件：2.起振条件:幅值条件：相位条件:3.正弦波振荡器的组成、分类 正弦波振荡器的组成 放大电路-建立和维持振荡.正反馈网络-与放大电路共同满足振荡条件.选频网络-以选择某一频率进行振荡.稳幅环节-使波形幅值稳定,且波形的形状良好.*正弦波振荡器的分类 RC 振荡器-振荡频率较低,1M

17、 以下;LC 振荡器-振荡频率较高,1M 以上;石英晶体振荡器-振荡频率高且稳定.二.RC 正弦波振荡电路 1.RC 串并联正弦波振荡电路 2.RC 移相式正弦波振荡电路 三.LC 正弦波振荡电路 1.变压器耦合式 LC 振荡电路.9/10 判断相位的方法：断回路、引输入、看相位 2.三点式 LC 振荡器*相位条件的判断-射同基反或 三步曲法 1电感反馈三点式振荡器 2电容反馈三点式振荡器 3串联改进型电容反馈三点式振荡器克拉泼电路 4并联改进型电容反馈三点式振荡器西勒电路 四.石英晶体振荡电路1.并联型石英晶体振荡器 2.串联型石英晶体振荡器第九章功率放大电路 一.功率放大电路的三种工作状态

18、 1.甲类工作状态 导通角为 360o,ICQ大,管耗大,效率低.2.乙类工作状态 ICQ0,导通角为 180o,效率高,失真大.3.甲乙类工作状态 导通角为 180o360o,效率较高,失真较大.二.乙类功放电路的指标估算 1.工作状态 任意状态：UomUim 尽限状态：Uom=VCC-UCES 理想状态：UomVCC 2.输出功率 3.直流电源提供的平均功率 4.管耗 Pc1m=0.2Pom 5.效率 理想时为 78.5%三.甲乙类互补对称功率放大电路 1.问题的提出 在两管交替时出现波形失真交越失真.2.解决办法 甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL-利用二极管、三极管和电阻上的压降产生

19、偏置电压.动态指标按乙类状态估算.甲乙类单电源互补对称功率放大器 OTL-电容 C2上静态电压为 VCC/2,并且取代了 OCL 功放中的负电源-VCC.动态指标按乙类状态估算,只是用 VCC/2 代替.四.复合管的组成与特点 1.前一个管子 c-e 极跨接在后一个管子的 b-c 极间.2.类型取决于第一只管子的类型.3.=1 2 .10/10 第十章直流电源 一 直流电源的组成框图 电源变压器：将电网交流电压变换为符合整流电路所需要的交流电压.整流电路：将正负交替的交流电压整流成为单方向的脉动电压.滤波电路：将交流成分滤掉,使输出电压成为比较平滑的直流电压.稳压电路：自动保持负载电压的稳定.

20、二.单相半波整流电路 1输出电压的平均值 UO 2输出电压的脉动系数 S 3正向平均电流 ID 4最大反向电压 URM 三.单相全波整流电路 1输出电压的平均值 UO 2输出电压的脉动系数 S 3正向平均电流 ID 4最大反向电压 URM 四.单相桥式整流电路 UO、S、ID 与全波整流电路相同,URM与半波整流电路相同.五.电容滤波电路 1 放电时间常数的取值 2.输出电压的平均值 UO 3.输出电压的脉动系数 S 4.整流二极管的平均电流 I D 六.三种单相整流电容滤波电路的比较 七 并联型稳压电路 1.稳压电路与其工作原理*当负载不变,电网电压 变化时的稳压过程:*当电网电压不变,负载变化时的稳压过程:2.电路参数的计算*稳压管的选择 常取 UZ=UO；IZM=IOmax *输入电压的确定 一般取 UI=UO *限流电阻 R 的计算 R 的选用原则是：IZminIZ IZmax.R 的 X 围是：八串联型稳压电路