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时间:2018-09-18
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1、模电复习资料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(如硅Si、锗Ge)。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。(其导电性能与温度紧密相关,但总体导电性能差)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(如硼或铝,多子是空穴,少子是电子)。*N型半导体:在本征半导体中掺
2、入微量的五价元素(如磷或砷,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0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。*PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。*PN结加正向电压,指将PN结的P区接电源正极,N区接电源负极,PN结加反向电压则相反8.两种运动(宏观上会形成动态平衡
3、,但不会停止)*扩散运动产生的原因是浓度差,使空穴从P到N区:漂移产生的原因是电位差,两者方向相反9.PN结的伏安特性二.半导体二极管1.单向导电性------正向导通,反向截止。2.二极管伏安特性----同PN结。3.正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。4.死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。5.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(正偏),二极管导通(短路);若V阳4、静态工作点Q。2)等效电路法(注意使用条件)Ø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(正偏),二极管导通(短路);若V阳5、区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大。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以及β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6、出端交流短路时的正向电流传输比,常用β表示;四.基本放大电路组成及其原则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7、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VCC’点VCC’=UCEQ+ICQRL’的直线。3.静态工作点与非线性失真(1)截止失真*产生原因---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。(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.放大器的动态范围(1)Uopp---是8、指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。(2)范围*当(UCEQ-UCES)>(VCC’-UCEQ)时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。*当(UCEQ-UCES)<(VCC’-UCEQ)时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*当(UCEQ-UCES)=
4、静态工作点Q。2)等效电路法(注意使用条件)Ø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(正偏),二极管导通(短路);若V阳5、区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大。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以及β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6、出端交流短路时的正向电流传输比,常用β表示;四.基本放大电路组成及其原则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7、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VCC’点VCC’=UCEQ+ICQRL’的直线。3.静态工作点与非线性失真(1)截止失真*产生原因---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。(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.放大器的动态范围(1)Uopp---是8、指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。(2)范围*当(UCEQ-UCES)>(VCC’-UCEQ)时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。*当(UCEQ-UCES)<(VCC’-UCEQ)时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*当(UCEQ-UCES)=
5、区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大。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以及β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
6、出端交流短路时的正向电流传输比,常用β表示;四.基本放大电路组成及其原则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
7、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VCC’点VCC’=UCEQ+ICQRL’的直线。3.静态工作点与非线性失真(1)截止失真*产生原因---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。(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.放大器的动态范围(1)Uopp---是
8、指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。(2)范围*当(UCEQ-UCES)>(VCC’-UCEQ)时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。*当(UCEQ-UCES)<(VCC’-UCEQ)时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*当(UCEQ-UCES)=
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