桂林理工大学《模电》期末复习.pdf

《模拟电子技术》是桂林理工大学电子信息工程专业的专业课程，其期末复习资料主要涵盖了半导体器件、基本放大电路、放大电路的频率响应和集成运算放大电路四个部分的核心知识点。 一、半导体器件 半导体基础知识部分讲述了本征半导体、杂质半导体、P型半导体、N型半导体的区别和特性。本征半导体指的是纯净的半导体材料，如硅和锗。掺入不同的杂质原子后，本征半导体分别转化为P型半导体和N型半导体。P型半导体是通过掺入三价元素（如硼）形成的，提供了空穴导电；N型半导体是通过掺入五价元素（如砷）形成的，提供了自由电子导电。自由电子和空穴是半导体中载流子的两种类型，多数载流子浓度受掺杂浓度影响，少数载流子浓度则受温度影响。载流子的运动导致电流的产生，电流可以分为漂移电流和扩散电流。 PN结是半导体器件的基本结构，具有单向导电性和温度特性。PN结的单向导电性使其在正向偏置时导通，在反向偏置时截止，而温度的变化会影响PN结的导通压降和反向击穿电压。二极管是基于PN结工作的器件，根据材料不同，硅管和锗管的死区电压和导通压降略有不同。稳压二极管在反向偏置时具有特定的击穿电压值，可作为电压稳定使用。 三极管是另一种重要的半导体器件，有NPN型和PNP型两种基本类型。三极管的工作原理基于电流放大效应，通过输入端（基极）小电流控制输出端（集电极）和（发射极）间的大电流。三极管的放大原理通过电流关系式IE=IC+IB表达，其中ICIβ=B表示电流增益。三极管的特性曲线能帮助理解其在放大、截止、饱和等不同工作状态下的行为。安全区、过流区、过压区和过损区的概念是确保三极管稳定工作的关键。三极管的工作状态可以通过电位法和电流关系法判断，而引脚的判断则是对实际操作中进行三极管的正确使用的基础。 场效应管（FET）是另一种重要的半导体器件，具有高输入阻抗、低噪声、良好的热稳定性和抗辐射能力，适用于低功耗应用。FET的符号是ID=f(GS,uDS)，其中GS代表栅源电压，uDS代表漏源电压。场效应管通常分为两种类型：结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管（MOSFET）。 二、基本放大电路 基本放大电路包括直流工作点、电压放大倍数、输入和输出电阻的计算。三极管等效电路的组成元件和直流偏置条件是分析放大电路稳定性和放大性能的关键。共射、共集、共基放大电路是基本放大电路的三种主要配置形式，每种配置形式都有其特定的工作特性。共射放大电路具有电流放大和电压放大作用，但输入电阻和输出电阻都不高；共集放大电路具有电流跟随作用，输入电阻高，输出电阻低，常用于缓冲级；共基放大电路具有高频率特性，但输入电阻低。多级放大电路是将两个或两个以上的放大电路级联，以增加整个电路的总增益。 三、放大电路的频率响应 放大电路的频率响应关注放大倍数如何随着信号频率变化而变化。频率响应由低频、中频和高频三个频段组成，其中中频段的放大倍数和相位响应最为稳定。频率响应的分析涉及截止频率、下限频率和上限频率的概念，以及如何从放大电路的对数频率特性中分析这些参数。频率响应的计算和相频特性的绘制是电路设计中的一个重要环节，它对电路在实际应用中的性能有直接影响。 四、集成运算放大电路 集成运算放大器（简称运放）是构成模拟电子系统的重要组成部分，它具有极高的电压增益、低的输出阻抗和高差模抑制比（CMRR）。理想运算放大器工作在线性区时，具有两个重要特性：虚短和虚断。虚短指理想运放的两个输入端电压相等，虚断指输入端电流为零。集成运放的应用包括差动放大器、加法器、减法器、积分器和微分器等。差动放大器可以放大两个输入信号的差值，同时抑制两个输入信号中相同的信号，常用于提高模拟信号处理电路的性能。差动放大电路的输出电压表达式和共模抑制比（CMRR）的计算是理解差动放大器原理和性能的关键。理想运放和实际运放的传输特性曲线帮助区分理想模型和真实电路特性间的差异，有助于在电路设计时做出更合适的选型和设计。 总结来说，桂林理工大学《模电》期末复习资料详细介绍了模拟电子技术的核心概念和公式，涉及半导体器件、放大电路原理、放大电路频率响应和集成运算放大器应用等多个方面，为学生提供了一个全面的复习框架。在掌握这些基础知识和分析方法的基础上，学生能更好地理解和应用模拟电子技术解决实际问题。