模電復習提綱

模擬電子線路課程內(nèi)容概要（復習提綱）1.半導體器件基礎：（1）了解半導體的結(jié)構(gòu)，弄清什么是本征半導體，什么是N型半導體，什么是P型半導體，以及它們的多數(shù)載流子是什么？少數(shù)載流子是什么？答：純凈的、不含雜質(zhì)的半導體稱為本征半導體。在4價的硅（或鍺）晶體中摻入少量的5價雜質(zhì)元素，如磷，銻，砷等，這種雜質(zhì)半導體主要依靠電子導電的半導體稱電子型半導體或N型半導體。其多數(shù)載流子為電子，少數(shù)載流子為空穴；在4價的硅（或鍺）晶體中摻入少量的3價雜質(zhì)元素，如硼，鎵，銦等，這種雜質(zhì)半導體主要依靠空穴導電的半導體稱空穴半導體或P型半導體。其多數(shù)載流子為空穴，少數(shù)載流子為電子。（2）PN結(jié)具有哪些特性，主要特性是什么？二極管的導通條件是什么？二極管的管壓降為多少？什么是門坎電壓？必須了解二極管的伏安曲線。答：PN結(jié)有單向?qū)щ娦?、感光特性、感溫特性、變?nèi)萏匦?、變阻特性，其主要特性是單向?qū)щ娦?。二極管的導通條件是PN結(jié)正向偏置。硅二極管的管壓降為0.6~0.8V，鍺二極管的管壓降為0.2~0.3V。門坎電壓即死區(qū)電壓，是指二極管剛好導通時兩端的電壓差，硅二極管的死區(qū)電壓為0.5V左右，鍺二極管的死區(qū)電壓為0.1V左右。（3）三極管的導電機理是什么？三極管起正常放大作用的外部條件是什么？能否通過三極管各電極電位來判斷它的工作狀態(tài)。三極管的輸出特性曲線分為哪幾個區(qū)域？起正常放大作用的三極管必須工作在哪些區(qū)域上？答：三極管導電機理是當基極電壓有一個微小的變化時，基極電流也會隨之有一小的變化，受基極電流的控制，集電極電流會有一個很大的變化，基極電流越大，集電極電流也越大，反之，基極電流越小，集電極電流也越小，即基極電流控制集電極電流的變化。三極管起正常放大作用的外部條件是發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。發(fā)射極反偏，集電極反偏為截止狀態(tài)；發(fā)射極正偏，集電極反偏為放大狀態(tài)；發(fā)射極正偏，集電極正偏為飽和狀態(tài)，由此來判斷它的工作狀態(tài)。三極管的輸出特性曲線分飽和區(qū)、放大區(qū)和截止區(qū)，起正常放大作用的三極管必須工作在放大區(qū)。2.放大電路基礎：（1）要弄清放大電路有哪幾個部分組成，什么是輸入回路和輸出回路。放大器的電壓放大倍數(shù)以及通頻帶是怎樣定義的？靜態(tài)工作點是指哪些參數(shù)，為什么要設置靜態(tài)工作點？穩(wěn)定靜態(tài)工作點的電路有哪些？怎樣穩(wěn)定？答：放大電路有信號源、放大器、負載組成。輸入信號與晶體管組成的回路就是輸入回路，負載與晶體管組成的回路就是輸出回路。將放大器輸出電壓與輸入電壓的變化量之比定義為放大器的電壓放大倍數(shù)；通常將放大倍數(shù)在高頻和低頻段分別下降至中頻段放大倍數(shù)的時所包括的頻率范圍，定義為通頻帶。靜態(tài)工作點是指，，。設置合適的靜態(tài)工作點，使信號的整個周期內(nèi)晶體管始終工作在放大狀態(tài)，輸出信號才不會產(chǎn)生失真。穩(wěn)定靜態(tài)工作點的電路有電壓負反饋的偏置穩(wěn)定電路、電流負反饋式工作點穩(wěn)定電路和典型的分壓式偏置穩(wěn)定電路。電壓負反饋的偏置穩(wěn)定電路的特點是將電阻的上端從原來的接正電源改接為三極管集電極，這樣就能將集電極的電壓變化情況反映回輸入端（基極）以穩(wěn)定工作點，這種電路的基極電流為，可見是隨的變化而變化，假設溫度上升時，要增大，增加，也增加，則要下降，而的下降又牽引到的降低。即這樣的電路會自動調(diào)整基本不隨溫度變化而變化，即達到工作點基本穩(wěn)定的目的。電流負反饋式工作點穩(wěn)定電路的特點是在發(fā)射極中串接一個和，則，式中，可知發(fā)射極電阻上的電壓對基極電流有影響。當溫度上升時，增加，也增加，使也增加，于是會相應地減小，這樣可利用它來牽制和變化，達到工作點穩(wěn)定的目的。典型的分壓式偏置穩(wěn)定電路的特點是利用電阻和進行分壓來固定基極電位，，由于，，是不隨溫度而變化的，所以能基本保持不變。再利用發(fā)射極電阻來獲得反映電流的變化信號，然后再反饋到輸入端實現(xiàn)工作點的穩(wěn)定。（2）要能畫出所學習過的放大器的直流通路、交流通路和微變等效電路。答：畫直流通路時，應將隔直電容開路；畫交流通路時，應將電容短路，此外，集電極直流電源也應短路。微變等效電路的畫法為：=1\*GB3①畫出交流通路；=2\*GB3②在圖中找出三極管的三個極，用簡化H參數(shù)等效電路來代替三極管；=3\*GB3③將其它元件按照原來的相應位置畫出，并用向量符號標出各電壓和電流量。（3）應能利用直流通路、交流通路和微變等效電路來計算共射電路及共集電路的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入與輸出電阻。答：靜態(tài)工作點：畫出直流通路：共射電路：，,。共集電路：，，。電壓放大倍數(shù)：共射電路：，其中。共集電路：,其中。輸入輸出電阻：畫出交流通路和微變等效電路：共射電路：，Ro=Rc。共集電路：，。（4）要能判斷放大電路屬于哪種接法的電路，要能分析基本放大器的工作原理。要了解多級放大器（包括直流放大器）的級間耦合方式以及多級放大器的放大倍數(shù)的計算。答：畫出等效電路，看三極管的哪個端是輸入信號和輸出信號的公共端。常用的耦合方式有阻容耦合，變壓器耦合，光電耦合，直接耦合等，最常用的是阻容耦合和直接耦合。（具體的在筆記）多級放大器的放大倍數(shù)：多級放大電路總的放大倍數(shù)等于各級電壓放大倍數(shù)的乘積，即為了方便計算，常利用對數(shù)的方法來表示放大倍數(shù)，稱為增益，電壓增益Gu與電壓放大倍數(shù)Au的關系為，單位dB。（5）要能判斷電路能否起放大作用，不能起放大作用的，應能說明原因。答：3.集成運放電路與運算電路：（1）要了解集成運放電路的特點及基本結(jié)構(gòu)，直流放大器為什么會產(chǎn)生零點漂移問題，如何利用補償法來抑制“零漂”，為什么運放的輸入級都要采用差動放大器，差動放大器的公共發(fā)射極電阻主要起什么作用。共模抑制比是什么？答：集成運放電路的特點：=1\*GB3①由于制造的原因，幾乎大部分電路采用直接耦合方式。=2\*GB3②為克服零點漂移問題，大多數(shù)電路采用差動放大電路。=3\*GB3③通常采用恒流源基本方程：，，（稱為回路增益，無量綱）推導出與的關系式:。若放大器反饋深度很深（即AF>>1）,則。引入負反饋來改善性能的幾點：=1\*GB3①想要穩(wěn)定直流工作點，必須引入直流負反饋；=2\*GB3②想要穩(wěn)定交流性能，必須引入交流負反饋；=3\*GB3③想要穩(wěn)定輸出電壓，必須引入電壓負反饋；想要穩(wěn)定輸出電流，必須引入電流負反饋；=4\*GB3④想要提高輸入電阻，必須引入串聯(lián)負反饋；想要減小輸出電阻，必須引入并聯(lián)負反饋。（3）射極輸出器是一種什么樣的負反饋電路？要求對它的電路特點，電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù)，以及輸入與輸出電阻等都要有所了解。答：射極輸出器因?qū)涣餍盘柖裕姌O是輸入與輸出回路的公共端，所以是共集電極放大電路。因從發(fā)射極輸出，所以稱射極輸出器。靜態(tài)分析動態(tài)分析共集電極放大電路(射極輸出器)的特點：1.電壓放大倍數(shù)小于1，約等于1;2.輸入電阻高；3.輸出電阻低；4.輸出與輸入同相。5.電壓比較器：（1）集成運放接成電壓比較器為什么必須工作在開環(huán)或正反饋的工作狀態(tài)下，什么是電壓比較器的傳輸特性？答：運放在線性運用時，由于開環(huán)增益一般在105以上，所以其對應的輸入的線性范圍很小，為了拓寬其線性范圍就必須引入負反饋，降低其開環(huán)增益。而比較器則希望其輸入的線性范圍越小(即比較靈敏度越高)越好，所以采用開環(huán)或使開環(huán)增益更高的正反饋應用。（2）過零比較器的閾值是多少？滯回比較器有幾個閾值，如何計算，回差電壓是什么？答：過零比較器的閾值為0。滯回比較器有兩個閾值：=1\*GB3①反相滯回比較器的兩個閾值（如上題特性曲線c）a.正向過程正向過程的閾值為形成電壓傳輸特性的abcd段。b.負向過程負向過程的閾值為形成電壓傳輸特性上defa段。=2\*GB3②同相滯回比較器的兩個閾值（如上題特性曲線d）回差電壓是兩個閾值的差值。（3）電壓比較器的應用電路原理是否能夠分析？答：（參考筆記8.4應用實例）6.波形發(fā)生電路：（1）一個完整的正弦波振蕩器有哪幾個部分組成？產(chǎn)生振蕩的條件是什么？哪個是主要條件？答：一個完整的正弦波振蕩器是由放大器，反饋網(wǎng)絡，選頻網(wǎng)絡和穩(wěn)定環(huán)節(jié)四個部分組成。產(chǎn)生振蕩的條件有：相位平衡條件，（n=1，2，3……）。振幅平衡條件。其中相位平衡條件更重要。（2）如何畫振蕩器的交流通路，應能計算學過的振蕩器的振蕩頻率。答：交流通路畫法同前面所學的放大器交流通路畫法相同，即電容接通，Vcc接地，但是選頻網(wǎng)絡中的電容一定不能接通，即不能看做導線。振蕩器振蕩頻率的計算：（筆記上有詳解）=1\*GB3①RC移相式正弦波振蕩器，。=2\*GB3②RC橋式正弦波振蕩電路=3\*GB3③LC正弦波振蕩電路=4\*GB3④電感反饋式（電感三點式）振蕩器，其中是等效電感。=5\*GB3⑤電容三點式振蕩電路=6\*GB3⑥石英振蕩器。由于，故和非常接近。（3）應了解石英振蕩器的結(jié)構(gòu)原理，應能分析學習過的正弦振蕩器的工作原理。答：石英晶體振蕩器的工作原理基于晶片的壓電效應（晶片兩面加上不同極性的電壓時，晶片的幾何尺寸將壓縮或伸張，此現(xiàn)象即為壓電效應）。石英晶片的兩個對應表面上涂敷銀層，由晶片支架固定并引出電極。當晶片兩面加上交變電壓時，晶片將隨著交變信號的變化而產(chǎn)生機械振動。當交變電壓的頻率與晶片的固有頻率（只與晶片幾何尺寸相關）相同時，機械振動最強，電路中的電流也最大，這即是晶體諧振特性。（具體振蕩器工作原理分析見筆記）7.直流電源：（1）整流電路有哪幾種？它們的原理如何，它們的導電角是多少？能否計算它們的輸出電壓。答：整流電路有單相半波整流電路，單相全波整流電路和單相橋式整流電路。（詳解請參照筆記）=1\*GB3①單半波整流電路：導電角為度。輸出電壓：，正半周：，負半周：。=2\*GB3②單相全波整流電路：導電角