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模电学习资料笔记PDF版文档来源博主:NONO.97
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目录
第一章——半导体的基本知识 ......................................... 1
一、基本概念 ....................................................1
二、PN 结的形成 ................................................. 1
三、PN 结的特性 ................................................. 1
四、二极管的结构和主要参数 ...................................... 2
五、二极管的基本电路分析方法及其应用 ............................ 3
第二章——BJT 三极管 ................................................4
一、BJT 的工作原理 .............................................. 4
二、放大电路的分析方法 .......................................... 8
三、 基本共射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路 ...... 12
四、射极偏置电路 ............................................... 15
五、组合放大电路 ............................................... 17
第三章——MOS 场效应管 .............................................17
一、场效应管的分类: ........................................... 17
二、MOSFET 的主要参数 .......................................... 20
三、MOSFET 放大电路的分析与计算 ................................ 21
四、各种放大器件电路性能比较 ................................... 21
第四章——模拟集成电路 ............................................ 23
一、电流源 ..................................................... 23
二、差分式放大电路 ............................................. 25
三、集成电路运算放大器 ......................................... 26
四、集成运放应用中的实际问题 ................................... 27
第五章——反馈放大电路 ............................................ 28
一、反馈的基本概念与分类 ....................................... 28
二、负反馈放大电路的四种组态 ................................... 30
三、负反馈放大电路增益的一般表达式 ............................. 33
四、负反馈对放大电路性能的影响 ................................. 34
五、设计负反馈放大电路的一般步骤 ............................... 35
六、负反馈放大电路的稳定性(自激振荡及稳定工作的条件) ......... 35
第六章——功率放大电路 ............................................ 37
一、甲类功放 ................................................... 37
二、乙类功放——双电源互补对称功率放大电路(效率高) ........... 38
三、甲乙类功放——互补对称功率放大电路 ......................... 39
第七章——信号处理与信号产生电路 .................................. 40
一、有源滤波电路 ............................................... 41
二、正弦波振荡电路 ............................................. 43
三、RC 正弦波振荡电路 .......................................... 43
四、LC 正弦波振荡电路 .......................................... 44
五、电压比较器 ................................................. 45
六、非正弦波振荡电路 ........................................... 47
第八章——直流稳压电源 ............................................ 49
一、单相桥式整流电路 ........................................... 49
1
第一章——半导体的基本知识
一、基本概念
(1)本征半导体——化学成分纯净的半导体。它在物理结构上呈单晶体形态。
(2)空穴——共价键中的空位。
(3)电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对。
(4)空穴的移动——空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次填充空穴来实
现的。
(5)N 型半导体——掺入五价杂质元素(如磷)的半导体。
N 型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由杂质原子提供;空穴是少数载流
子,由热激发形成。
(6)P 型半导体——掺入三价杂质元素(如硼)的半导体。
在 P 型半导体中空穴是多数载流子,它主要由掺杂形成;自由电子是少数载流子,
由热激发形成。
(7)漂移运动——由电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。
(8)扩散运动——由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散运动。
二、PN 结的形成
首先,我们需要知道 N 型半导体中自由电子是多数载流子,而在 P 型半导体
中空穴是多数载流子。当我们将 N 型半导体和 P 型半导体结合在一起时,电子和
空穴均需从浓度高的区域向浓度低的区域扩散,即 N 型半导体中的自由电子往 P
型半导体中跑,P 型半导体中的空穴往 N 型半导体中跑,从而使得原交界面处形
成了一个空间电荷区(PN 结),其中靠近 N 型半导体的 N 区带 + 电,靠近 P 型
半导体的 P 区带 - 电,可见形成了内电场,用于阻止载流子扩散。而内电场促
使少子漂移,阻止多子扩散,最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡,形
成平衡 PN 结。在空间电荷区,由于缺少多子,所以也称耗尽层。
三、PN 结的特性
1.PN 结的单向导电性
当外加电压使 PN 结中 P 区的电位高于 N 区的电位,称为加正向电压,简称
2
正偏;反之称为加反向电压,简称反偏。
(1)PN 结加正向电压时:低电阻、大的正向扩散电流。
(2)PN 结加反向电压时:高电阻、很小的反向漂移电流。
由此可以得出结论:PN 结具有单向导电性。
2.PN 结的电容效应
扩散电容:
当 PN 结处于正向偏置时,扩散运动使多数载流子穿过 PN 结,在对方区域
PN 结附近有高于正常情况时的电荷累积。存储电荷量的大小,取决于 PN 结上所
加正向电压值的大小。离结越远,由于空穴与电子的复合,浓度将随之减小。
若外加正向电压有一增量△V,则相应的空穴(电子)扩散运动在结的附近
产生一电荷增量△Q,二者之比△Q/△V 为扩散电容 Cd。
四、二极管的结构和主要参数
1.二极管的结构
点接触型二极管:PN 结面积小,结电容小,用于检波和变频等高频电路。
面接触型二极管:PN 结面积大,用于工频大电流整流电路。
3
2.二极管的主要参数
最大整流电流 IF、反向击穿电压 Vbr、反向电流 Ir、极间电容 Cd、反向恢
复时间。
五、二极管的基本电路分析方法及其应用
二极管是一种非线性器件,因而其电路一般要采用非线性电路的分析方法。
(1)图解分析方法
图解分析法较简单,但前提条件是已知二极管的 V -I 特性曲线。找出其工
作交点即可。
(2)简化模型分析方法
将指数模型分段线性化,得到二极管特性的等效模型,如采用小信号分析法
等。vs =0 时, Q 点称为静态工作点 ,反映直流时的工作状态。vs =Vmsinωt 时
(Vm<<VDD), 将 Q 点附近小范围内的 V-I 特性线性化,得到小信号模型,即以
Q 点为切点的一条直线。
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