电气类专业知识点模拟电路知识点讲义整理（电气类必看）.doc

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1、1．模拟信号和数字信号·模拟信号：时间连续、幅度连续的信号（图1.1.8）。·数字信号：时间、幅度离散的信号（图1.1.10）2．放大电路的基本知识·输入电阻：是从放大器输入口视入的等效交流电阻。是信号源的负载，从信号源吸收信号功率。·输出电阻：放大器在输出口对负载而言，等效为一个新的信号源（这说明放大器向负载输出功率），该信号源的内阻即为输出电阻。·放大器各种增益定义如下：端电压增益：源电压增益：电流增益：互导增益：互阻增益：负载开路电压增益（内电压增益）：，功率增益：·、、、的分贝数为；的分贝数为

2、。·不同放大器增益不同，但任何正常工作的放大器，必须。·任何单向化放大器都可以用模型来等效，可用模型有四种（图1.2.2）。·频率响应及带宽：或——幅频相应（图1.2.7）：电压增益的模与角频率的关系。——相频相应：输出与输入电压相位差与角频率的关系。BW——带宽：幅频相应的两个半功率点间的频率差。·线性失真：电容和电感引起，包括频率失真和相位失真（图1.2.9）·非线性失真：器件的非线性造成。晶体二极管及应用电路一、半导体知识1．本征半导体·单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅（Si）和锗（G

3、e）（图2.1.2），一些金属化合物也具有半导体的性质如砷化镓GaAs。前者是制造半导体IC的材料，后者是微波毫米波半导体器件和IC的重要材料。·本征半导体：纯净且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。·本征激发（又称热激发或产生）：在一定的温度下，本征激发产生两种带电性质相反的载流子——自由电子和空穴对。温度越高，本征激发越强。·空穴：半导体中的一种等效载流子。空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶格中的空位，使局部显示电荷的空位宏观定向运动（图2.1.4）。·复合：在一定的温度下，自由电子与空穴在

4、热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象。复合是产生的相反过程，当产生等于复合时，称载流子处于平衡状态。2．杂质半导体·在本征硅（或锗）中渗入微量5价（或3价）元素后形成N型（或P型）杂质半导体（P型：图2.1.5，N型：图2.1.6）。·电离：在很低的温度下，N型（P型）半导体中的杂质会全部，产生自由电子和杂质正离子对（空穴和杂质负离子对）。·载流子：由于杂质电离，使N型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴，而P型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。·在常温下，多子>>少子（图1-7）。多子浓

5、度几乎等于杂质浓度，与温度无关；少子浓度是温度的敏感函数。·在相同掺杂和常温下，Si的少子浓度远小于Ge的少子浓度。二、PN结在具有完整晶格的P型和N型材料的物理界面附近，会形成一个特殊的薄层——PN结（图2.2.2）。·PN结（又称空间电荷区）：存在由N区指向P区的内电场和内电压；PN结内载流子数远少于结外的中性区（称耗尽层）；PN结内的电场是阻止结外两区的多子越结扩散的（称势垒层或阻挡层）。·单向导电特性：正偏PN结（P区电位高于N）时，有随正偏电压指数增大的电流；反偏PN结（P区电位低于N区），

6、在使PN结击穿前，只有很小的反向。即PN结有单向导电特性（正偏导通，反偏截止）。·反向击穿特性：当反偏电压达到一定值时，反向电流急剧增大，而PN结两端的电压变化不大（图2.2.6）。·PN结的伏安方程为：，其中，在T=300K时，热温度当量。三、半导体二极管·普通二极管内就是一个PN结，P区引出正电极，N区引出负电极（图2.3.1）。·在低频运用时，二极的具有单向导电特性，正偏时导通，Si管和Ge管导通电压典型值分别是0.7V和0.3V；反偏时截止，但Ge管的反向饱和电流比Si管大得多（图2.3.2、

7、图2.3.3）。·低频运用时，二极管是一个非线性电阻，其交流电阻不等于其直流电阻。二极管交流电阻：。二极管交流电阻估算：二极管直流电阻：·二极管的低频小信号模型：就是交流电阻，它反映了在工作点Q处，二极管的微变电流与微变电压之间的关系。·二极管的低频大信号模型：是一种开关模型，有理想开关、恒压源模型和折线模型。三、二极管应用1．单向导电特性应用二极管正向充分导通时只有很小的交流电阻，近似于一个0.7V（Si管）或0.3V（Ge管）的恒压源。·整流器：半波整流，全波整流，桥式整流·限幅器：顶部限幅，底部

8、限幅，双向限幅·钳位电路*2．反向击穿及应用·二极管反偏电压增大到一定值时，反向电流突然增大的现象即反向击穿。·反向击穿的原因有价电子被碰撞电离而发生的“雪崩击穿”和耗尽层中价电子强场激发而发生的“齐纳击穿”。·反向击穿电压十分稳定，可以用来作稳压管（图2.5.2）。·稳压管电路设计时，要正确选取限流电阻，使稳压管在一定的负载条件下正常工作。3．特殊二极管·光电二极管、变容二极管、稳压二极管、激光二极管。双极型晶体三极管及其放大电路一、半导体BJT结构及