模电复习资料和经典例题

第一章

第一节

1 半导体三大特性

搀杂特性

热敏特性

光敏特性

2本征半导体是纯净(无杂质)的半导体。

3载流子(Carrier)指半导体结构中获得运动能量的带电粒子。

有温度环境就有载流子。

绝对零度(-2730C)时晶体中无自由电子。

4本征激发(光照、加温度q),会成对产生电子空穴对自由电子(Free Electron)

空穴(Hole)

模电复习资料和经典例题

5 N型半导体:电子型半导体

多子(Majority):自由电子(Free Electron)

少子(Minority):空穴(Hole)

自由电子数= 空穴数+ 施主杂质数

6 P型半导体:空穴型半导体

多子(Majority) :空穴(Hole)

少子(Minority :自由电子(Free )

空穴数= 自由电子数+ 受主杂质数

7 对N型半导体

Nn · Pn = ni平方

其中:nn 为多子, Pn 为少子

ni2 为本征载流子浓度

同理,P型半导体

8结论

?杂质半导体少子浓度

–主要由本征激发(Ni2)决定的(和温度有关)

?杂质半导体多子浓度

–由搀杂浓度决定(是固定的)

9本征半导体中电流

?半导体中有两种电流

–漂移电流(Drift Current)

–是由电场力引起的载流子定向运动

–I =In + Ip

?其中In为电子流,Ip为空穴流

?In和Ip的方向是一致的。

–扩散电流(Diffusion Current)

–是由于载流子浓度不均匀(浓度梯度)所造成的。

–由上式可见扩散电流正比于浓度分布线上某点处的斜率dn(x)/dx或dp(x)/dx。

–扩散电流与浓度本身无关。

第二节PN结

1 PN结是指使用半导体工艺使N型和P型半导体结合处所形成的特

殊结构。

PN结是构成半导体器件的核心结构。

空间电荷区耗尽层自建电场势垒区阻挡层。

2 PN结形成“三步曲”

(1)多数载流子的扩散运动。

(2)空间电荷区和少数载流子的漂移运动。

(3)扩散运动与漂移运动的动态平衡。

3势垒区PN结建立在N型和P型半导体的结合处,由于扩散运动,失空

穴和电子后形成不能移动的负离子和正离子状态,这个区域称为空间电荷区(耗尽层)。

PN结又称为

–自建电场、

–阻挡层。

4当外加电压时,PN结的结构将发生变化(空间电荷区的宽窄变化)

正向偏置

P接电源正,N接电源负

?外电场与内电场方向相反(削弱内电场),使PN结变窄。

?扩散运动>漂移运动。

?称为―正向导通‖。

反向偏置

P接电源负,N接电源正

?外电场与内电场方向相同(增强内电场),使PN结变宽。

?扩散运动<漂移运动

?称为―反向截止‖

5 PN结伏安特性

?单向导电性

–正向导通开启电压

–反向截止饱和电流

6 PN结电阻特性

两种电阻

(1)静态电阻(直流电阻)

R = V/ I

(2)动态电阻(交流电阻)

r = △v / △I

7 PN结电容特性

?PN结呈现电容效应

?有两种电容效应

势垒电容(和反向偏置有关)CT

?PN结外加反向偏置时,引起空间电荷区体积的变化(相当电容的极板间距变化和电荷量的变化)

扩散电容(和正想偏置有关)CD

–PN结外加正向偏置时,引起扩散浓度梯度变化出现的电容(电荷)效应。

?两者是并联关系:

–正向时,电阻小,电容效应不明显。

–反向时,电阻大,电容效应明显。

?故电容效应主要在反偏时才考虑

8 反向击穿当对PN结外加反向电压超过一定的限度,PN结会从反向

截止发展到。

?反向击穿破坏了PN结的单向导电特性。

?利用此原理可以制成稳压管。

?电击穿有两种机理机理可以描述:

–雪崩击穿低掺杂,(少子,加速)

–PN结宽,

–正温系数,

–常发生于大于7伏电压的击穿时(雪崩效应)

–齐纳击穿高掺杂,(强电场拉出电子)

–PN结窄,

–负温系数,

–常发生于小于5伏电压的击穿时(隧道效应)

9 二极管是由管芯(PN结)加电极引线和管壳制成。

平面型二极管:

面接触型二极管:适合整流,低频应用(结电容大)

点接触型二极管:适合检波,可高频应用(结电容小)

10 主要参数

最大整流电流IF

模电复习资料和经典例题

管子稳定工作时,所允许通过的最大正向平均电流。

最大反向工作电压VR

模电复习资料和经典例题

指工作时允许所加最大反向电压。(通常取击穿电压V(BR)的作为VR)

反向电流IR

模电复习资料和经典例题

是指击穿前的反向电流值。

此值越小表示管子单向导电性能越好。

与IS有关(再加上表面漏电流),故与温度有关。

最高工作频率fm

模电复习资料和经典例题

是由管子的结电容所决定的。

Fm 越大频率特性越好。

Fm 大说明管子结电容小。

直流电阻和交流电阻

模电复习资料和经典例题

直流电阻R

是二极管所加直流电压V与所流过直流电流I之比。

模电复习资料和经典例题

交流电阻r

是其工作状态(I,V)处电压改变量与电流改变量之比。几何意义

模电复习资料和经典例题

是曲线Q点处切线斜率的倒数。

阈值电压(又称为导通电压、死区电压等)

模电复习资料和经典例题

●硅管VD(ON) 0.5~0.7V

●锗管VD(ON) 0.1~0.3V

二极管半波整流电路

模电复习资料和经典例题

模电复习资料和经典例题

二极管限幅电路

模电复习资料和经典例题

二极管电平选择电路

模电复习资料和经典例题

稳压二极管及稳压电路

模电复习资料和经典例题

稳压二极管主要参数

稳压电压VZ 指管子长期稳定时的工作电压值。

模电复习资料和经典例题

额定功耗Pz使用时不允许超过此值。

模电复习资料和经典例题

稳定电流Iz 工作电流小于此值时稳压效果较差,要求大于此值才

模电复习资料和经典例题

能正常工作。

动态电阻rz是在击穿状态下,管子两端电压变化量与电流变化量的

模电复习资料和经典例题

比值。

(越小越好)。

温度系数 大正小负

模电复习资料和经典例题

指管子受温度影响的程度。

>7V是正温系数(雪崩击穿);

<5V是负温系数(齐纳击穿);

5~7V温度系数最小。

稳压电路

模电复习资料和经典例题

第三节

1发射极电流

IE≈IEn

基极电流

IB ≈IBn-ICBO ICBO ---- 反向饱和漏电流

集电极电流q

IC = Icn1+ICBO

2 晶体管放大(正向受控) 的两个重要条件:

⑴内部条件:e 区高掺杂,

b 区很窄。

⑵外部条件:eb 结正偏置,

cb 结反偏置。

模电复习资料和经典例题

信号流向:

C E : b 进 c 出,(E)接地

CC : b 进 e 出,(C)接地

C B : e 进 c 出,(B)接地

3 输入特性曲线(图)

模电复习资料和经典例题

VCE增大时,曲线略有右移,到一定程度则不再变化。

模电复习资料和经典例题

这是管子的基调效应。

模电复习资料和经典例题

输出特性曲线(图)

模电复习资料和经典例题

饱和区

eb结和cb结均为正偏。

模电复习资料和经典例题

管子完全导通,其正向压降很小。

模电复习资料和经典例题

相当一个开关―闭合(Turn on)‖。

模电复习资料和经典例题

工作区

eb结正偏,cb结反偏。

模电复习资料和经典例题

这是管子的正常放大状态。

模电复习资料和经典例题

此时具有―恒流特性‖。

模电复习资料和经典例题

截止区

eb结和cb结均为反偏。

模电复习资料和经典例题

管子不通,相当于一个―开关‖打开(Turn off)。

模电复习资料和经典例题

管子的cb结承受大的反向电压

模电复习资料和经典例题

击穿区

管子被反向电压(太大)击穿。

模电复习资料和经典例题

管子的PN结特性破坏。

模电复习资料和经典例题

厄利电压

模电复习资料和经典例题

?和输出阻抗有关

基调效应

模电复习资料和经典例题

?基区调制效应

管子参数

1 电流放大参数用以衡量管子的放大性能。

共基直流电流放大参数

模电复习资料和经典例题

共射,共集直流电流放大参数

模电复习资料和经典例题

2极间反向电流是指管子各电极之间的反向漏电流参数。

C、B间反向饱和漏电流

模电复习资料和经典例题

管子C、E间反向饱和漏电流

模电复习资料和经典例题

此值与本征激发有关。

模电复习资料和经典例题

取决于温度特性(少子特性)。

模电复习资料和经典例题

3 极限参数

模电复习资料和经典例题

①集电极最大允许电流

指β下降到额定值的2/3时的IC值。

模电复习资料和经典例题

②集电极最大允许功耗

③反向击穿电压

模电复习资料和经典例题

(注意)

?第二章

模拟集成单元电路

第一节

1失真

●线性失真

–信号引起频率失真

●非线性失真

–器件造成非线性失真

2

模电复习资料和经典例题

直流能量(电源)交流能量(输出信号)

模电复习资料和经典例题

受输入信号控制

●输入阻抗越大越好

●输出阻抗表征放大器输出信号带动负载的能力.

●输出阻抗越小越好.

理想放大器条件

ri >> RS

RL >> r0

理想电流放大的条件

模电复习资料和经典例题

=0

模电复习资料和经典例题

第二节基本放大电路

简单共射放大电路

模电复习资料和经典例题

要保证两个基本方面的工作:

交流

放大器将存在两种状态

静态(由电源引起)

动态(由信号源引起)

两种状态的区别

―直流是条件‖

―交流是目的‖

如何得到直流电路

电容开路

电感短路

---可得到直流电路

如何得到交流电路

电容短路

电感开路

电流源开路(内阻大)

电压源短路(内阻小)

放大电路中各个量的表示:

静态值主字母大写,脚标大写。

模电复习资料和经典例题

交流(瞬时值)主字母小写,脚标小写。

模电复习资料和经典例题

交流有效值主字母大写,脚标小写。

模电复习资料和经典例题

总瞬时值主字母小写,脚标大写。

模电复习资料和经典例题

第三节放大器图解分析法

1 放大器的分析方法有两种

直观,便于分析失真;

可进行大信号分析。

微变等效分析法

便于交流参数计算,适用于小信号状态。放大器静态分析

模电复习资料和经典例题

直流输入回路

模电复习资料和经典例题

输入回路方程

模电复习资料和经典例题

作直流负载线

得出:输入特性曲线和负载线

模电复习资料和经典例题

模电复习资料和经典例题

输出回路方程

模电复习资料和经典例题

做直流负载线

得出输出特性和直流负载线

模电复习资料和经典例题

放大器动态分析(交流状态)

注意;

放大器加入交流信号后,将同时存在直流和交流两种物理量。

交流是依存直流而存在的。

此时各值均为交直流共存(为总瞬时值)

信号和输入量表示

模电复习资料和经典例题

模电复习资料和经典例题

模电复习资料和经典例题

电路图

模电复习资料和经典例题

输入回路

模电复习资料和经典例题

输入特性曲线

vBE—VBEQ=Uim 。sin wt输入交流负载线的做法

模电复习资料和经典例题

输出回路

模电复习资料和经典例题

模电复习资料和经典例题

输出回路方程

模电复习资料和经典例题

做输出交流负载线

模电复习资料和经典例题

模电复习资料和经典例题

注意:Ube和Ic 相位相反

模电复习资料和经典例题

饱和失真(工作点太高)

截止失真(工作点太低)

最大不失真输出电压幅度(截止限制)

模电复习资料和经典例题

最大不失真输出电压幅度(饱和压降)

模电复习资料和经典例题

取二者的最小值

放大器参数改变的影响

①改变IB(RB)

—Q点沿交流负载线上下移动

②改变RC

—改变负载线(直流和交流)的斜率

③改变VCC

—负载线左右平移

第四节放大器微变等效电路分析法

通过实例分析放大器参数

?分析步骤如下:

?画出直流和交流等效电路图

?求静态工作点

?进行动态分析

?求输入阻抗

?求电压增益

?求输出阻抗

?求源电压增益

?求电流增益

第五节静态工作点稳态电路

使Q点不稳定的因素

温度Icq 升高

CE组态

?AV 大(反相)

?Ai 大

?AP 最大

?Ri 中

?Ro 大

CC组态

?AV 小于约等于1(同相)

?Ai 大

?AP 中

?ri 最大

?ro 最小

CB组态

?AV 大(同相)

?Ai 小于约为1

?AP 中

?ri 最小

?ro 最大

三种组态的一般用途

?CE 中间放大级

?CC 输入或输出级

?CB 宽频带放大(高频应用)

第四节场效应晶体管

场效应晶体管(Field Effect Transistor ) 简称FET BJT双极型晶体管

工作机理不同

?双极型晶体管(BJT)

?有两种载流子(多子、少子)?场效应管(FET)

?有一种载流子(多子)

控制方式的不同

?双极型晶体管(BJT)

模电复习资料和经典例题

?电流控制方式

?场效应管(FET)

模电复习资料和经典例题

?电压控制方式

场效应管分类

?结型场效应管(JFET)

JFET分为两类:

N沟道JFET

P沟道JFET

?绝缘栅场效应管(IG FET)

MOSFET 分为:

N沟道MOSFET

N沟道MOS又分为

N沟道增强型(Enhancement )

--------- ENMOSFET

N沟道耗尽型(Depletion )

--------- DNMOSFET

P沟道MOSFET

P沟道MOS又分为

P沟道增强型(Enhancement )

---------E PMOSFET

P沟道耗尽型(Depletion )

----------D PMOSFET

MOS场效应管(MOSFET)Metal—Oxide—Semiconductor 金属—氧化物—半导体

故称为MOSFET,简称MOS器件。他属于绝缘栅场效应管

JFET结型场效应管利用反向PN结(加反压)耗尽层宽窄控制沟道

模电复习资料和经典例题

工作原理(N沟道)

外加偏置

?管子工作要求外加电源保证静态设置:

VDS 漏极直流电压------加正向电压

VGS 栅极直流电压------加反向电压

VGS 栅极直流电压的作用

模电复习资料和经典例题

看VGS的作用(不加VDS )

?横向电场作用

?︱VGS ︱↑→PN结耗尽层宽度↑

→沟道宽度↓

VDS 漏极直流电压的作用

模电复习资料和经典例题

这里面:Ugs 是负电压,相当于两个相加

Ugs和Uds的作用效果是相同的,都是使沟道变窄。

看VDS的作用(不加VGS )

?纵向电场作用

?在沟道造成楔型结构(上宽下窄)

楔型结构

?a点(顶端封闭)

模电复习资料和经典例题

——预夹断

?b点(底端封闭)

相关推荐
相关主题
热门推荐