模电基础知识.docx

【模拟信号与数字信号】 模拟信号是指在时间和数值上都具有连续性的电信号，比如最常见的正弦波。这种信号的幅度和时间变化是无限可变的，可以取任何实数值。相反，数字信号则在时间和数值上都是离散的，它们的数值通常是最小单位的整数倍，这样的特性使得数字信号更容易被计算机处理。 【模数转换与数模转换】 模数转换(ADC)是将模拟信号转化为数字信号的过程，通常用于数据采集系统中。它将连续的模拟信号通过采样、量化和编码转换为离散的数字形式。数模转换(DAC)则是相反的过程，它将数字信号转换为模拟信号，以便驱动负载或进行实际的物理输出，例如音频设备的输出。 【半导体与本征半导体】 半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料，如硅(Si)和锗(Ge)。这些材料的导电性可以通过掺杂或温度变化来调节。本征半导体是纯净的，不含杂质的半导体，具有稳定的晶体结构。在本征半导体中，电子和空穴这两种载流子参与导电。 【载流子、自由电子与空穴】 载流子是电子或空穴，它们负责携带电荷。在本征半导体中，热能可能导致价电子获得足够的能量挣脱共价键，成为自由电子，同时在原位留下一个空位，即空穴。自由电子和空穴共同参与导电。 【本征激发与复合】 本征激发是指在热能作用下，半导体中产生自由电子和空穴对的过程。复合则是指自由电子与空穴相遇并重新结合，导致两者消失，这个过程会影响半导体的导电性。当本征激发产生的自由电子与空穴对的数量等于复合的自由电子与空穴对数量时，系统达到动态平衡。 【N型和P型半导体】 N型半导体是在纯净硅中掺杂5价元素，如磷，使得自由电子成为多数载流子，空穴为少数载流子。P型半导体则是在硅中掺杂3价元素，如硼，使得空穴成为多数载流子，自由电子为少数载流子。多子的浓度主要由掺杂剂决定，而少子的浓度受温度影响。 【PN结的形成与单向导电性】 PN结是P型和N型半导体接触形成的，由于扩散和漂移运动，界面附近形成内电场，阻止载流子继续扩散，达到动态平衡。PN结具有单向导电性，即在正向偏压下导通，反向偏压下截止。 【PN结的伏安特性：反向击穿】 反向击穿是PN结在大反向电压下电流突然增大的现象，有两种主要类型：齐纳击穿和雪崩击穿。齐纳击穿发生在高掺杂的PN结，强电场直接破坏共价键。雪崩击穿则发生在低掺杂的PN结，电场加速载流子碰撞产生电子-空穴对，形成雪崩式的电流增长。 总结以上，模拟信号与数字信号、模数转换与数模转换是电子工程的基础，而半导体、载流子、PN结以及它们的特性则是深入理解电子设备工作原理的关键知识点。这些内容对于考研复试的面试准备至关重要，同时也为理解和应用电子技术打下了坚实的基础。