五天搞定自考模拟、数字及电力电子技术PPT课件.ppt

模拟 数字电子及电力电子 第一天 3 25 2020 1 目录 第一章模拟电子基础知识 第二章直接耦合放大器及反馈 3 25 2020 2 要点一 半导体 第一章基础知识 杂质半导体分 电子型 N型 半导体空穴型 P型 半导体N型半导体 在硅 或锗 半导体晶体中 掺入微量的五价元素 自由电子浓度大大增加的杂质半导体 也称为电子半导体 P型半导体 在硅 或锗 半导体晶体中 掺入微量的三价元素 空穴浓度大大增加的杂质半导体 也称为空穴半导体 型半导体中空穴是少子 电子是多子 型半导体中空穴是多子 电子是少子 3 25 2020 3 1 空穴为少子的的半导体称为A P型半导体B N型半导体C 纯净半导体D 金属导体2 本征半导体硅或者锗中掺入微量三价元素后 其中多数载流子是A 自由电子B 空穴C 正离子D 负离子3 N型半导体的多数载流子是A 自由电子B 空穴C 正离子D 负离子4 杂质半导体中的少数载流子的浓度取决于A 掺杂浓度B 制造工艺C 晶体结构D 温度 3 25 2020 4 要点二 二极管 多数载流子因浓度上的差异而形成的运动称为扩散运动 PN结的形成 漂移运动和扩散运动的方向相反 二极管正向导通状态时 其两端电压 硅材料 0 6 0 8V锗材料 0 1 0 3V 3 25 2020 5 2 PN结的单向导电性 PN结外加正向电压 PN结P端接高电位 N端接低电位 称PN结外加正向电压 又称PN结正向偏置 简称为正偏 PN结外加反向电压 PN结P端接低电位 N端接高电位 称PN结外加反向电压 又称PN结反向偏置 简称为反偏 结论 PN结外加正向电压导通 加反向电压截止 即PN结具有单向导电性 二极管的结构及符号 3 25 2020 6 有关二极管单向导电性的说法正确的是 A 正偏时 通过的电流小 呈现的电阻大 反偏时 通过的电流大 呈现的电阻小B 正偏时 通过的电流大 呈现的电阻大 反偏时 通过的电流小 呈现的电阻小C 正偏时 通过的电流小 呈现的电阻小 反偏时 通过的电流大 呈现的电阻大D 正偏时 通过的电流大 呈现的电阻小 反偏时 通过的电流小 呈现的电阻大 D 2 图中二极管为理想器件 VD1 VD2的导通情况为 A VD1截止 VD2导通B VD1导通 VD2导通C VD1截止 VD2截止D VD1导通 VD2截止 A 3 25 2020 7 二极管的最主要特征是 硅材料二极管导通时 其两端电压为伏 锗材料二极管导通时 其两端电压为伏 半导体二极管的反向饱和电流越 说明该二极管的单向导电性越好 硅二极管的死区电压约为伏 锗二极管的死区电压约为伏 全波及桥式整流情况下 输出电压平均值 8 限流电阻R的选择应满足两个条件 一是稳压管流过最小电流应 稳定电流 二是稳压管流过最大电流应 最大稳定电流 单向导电性 0 6 0 8 0 1 0 3 小 0 5 0 1 大于等于 小于 3 25 2020 8 要点三 半导体三极管及基本放大电路 三极管实现放大的外部条件是 发射结必须加正向电压 正偏 集电结必须加反向电压 反偏 符号中发射极上的箭头方向 表示发射结正偏时电流的流向 3 25 2020 9 一般把三极管的输出特性分为3个工作区域 分别介绍 截止区 a 发射结和集电结均反向偏置 b 0 近似为0 c 三极管的集电极和发射极之间电阻很大 三极管相当于一个开关断开 放大区 输出特性曲线近似平坦的区域称为放大区 a 三极管的发射结正向偏置 集电结反向偏置 b 集电极电流几乎仅决定于基极电流 即而与无关 3 25 2020 10 饱和区 a 三极管的发射结和集电结均正向偏置 b 三极管的电流放大能力下降 通常有 c UCE的值很小 称此时的电压UCE为三极管的饱和压降 用UCES表示 一般硅三极管的UCES约为0 4V 锗三极管的UCES约为0 2V d 三极管的集电极和发射极近似短接 三极管类似于一个开关导通 3 25 2020 11 放大电路静态工作点的分析 估算法 3 25 2020 12 三极管简化的微变等效电路 3 25 2020 13 放大电路的动态分析 电压放大倍数 3 25 2020 14 输入电阻 输出电阻 将信号源短路 负载开路 在输出端加入测试电压u 产生电流i 由于ib 0 u iRc 3 25 2020 15 例 放大电路如图所示 已知VCC 12V RC 5 lK Rb 400K RL 2K 三极管 40 rbb 300 1 估算静态工作点IBQ ICQ及UCEQ 2 计算电压放大倍数Au 解 1 IBQ VCC UBEQ Rb 12 400 0 03mAICQ IBQ 40 0 03 1 2mAUCEQ VCC ICQ RC 12 1 2 5 1 5 9V 2 Rbe rbb 1 26 IEQ 300 40 26 1 2 1 2K Au RL rbe 40 5 1 2 1 2 48 3 25 2020 16 练习 设VCC 12V Rb 300k Re 5k RL 2k UBEQ 0 7V 50 rbe 200 Rs 2k 1 求静态电流IBQ ICQ UCEQ 2 求电压放大倍数Au及输入电阻Ri的表达式 3 25 2020 17 第二章直接耦合放大器及反馈 要点一 功率放大电路的分类 1 静态工作点Q设置在交流负载线的中间 在整个信号周期内 三极管都有电流流过 称为甲类功率放大电路 2 把静态工作点Q设置得低一点 管耗就小 效率就可提高 称为甲乙类功率放大电路 3 把静态工作点Q降到最低 使集电极静态电流ICQ 0 在输入信号的整个周期内 三极管只有半个周期有电流流过 称乙类功率放大电路 静态时 电源供给功率为零 管耗为零 这种功率放大电路的效率最高 但波形失真最大 3 25 2020 18 在电子电路中 将输出量 输出电压或输出电流 的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路 用来影响其输入量 输入电压或输入电流 的措施称为反馈 要点二 反馈 输出量 电压or电流 电压反馈 电流反馈 输入量 电压or电流 串联反馈 并联反馈 影响效果 增大or减小 正反馈 负反馈 反馈通路 闭环or开环 有反馈 无反馈 反馈性质的判断 3 25 2020 19 判断方法 反馈量为零 反馈量不为零 将负载短路 电压反馈 电流反馈 串联 反馈量输入量接于不同的输入端 反馈量输入量接于相同的输入端 并联 电压串联负反馈 3 25 2020 20 已知 A为理想集成运放求 1 该电路中引入那种方式的交流负反馈 2 估算满足深度负反馈时的电压放大倍数Af 解 1 并联负反馈 电流 2 3 25 2020 21 1 测得NPN型三极管三个电极的电位分别为UC 3 3V UB 3 7V UE 3V 则该管工作在 2007年 上 A 放大区B 截止区C 饱和区D 击穿区1 PNP型晶体管工作在放大区时 三个电极直流电位关系为 2008年4月A UC UE UBB UB UC UEC UC UB UED UB UE UC2009年4月 历年真题 B C D C 3 25 2020 22 1 已知某放大状态的晶体管 当IB 20 A时 IC 1 2mA 当IB 40 A时IC 2 4mA 则该晶体管的电流放大系数 为 2010年4月A 40B 50C 60D 100 C 2011年4月 C 2011年7月 B 2012年4月 C 3 25 2020 23 2012年7月 2012年4月 D B 3 25 2020 24 2 理想运放组成的电路如题2图所示 其电压放大倍数为 2007年 上 A 10B 11C 10D 11 2 理想运放组成的运算电路 其电压放大倍数为 2010年4月A 2B 0 5C 0 5D 2 C B 2011年4月 D 2011年7月 D 2 运算电路如题2图所示 则输出电压uo为 2008年4月A 2VB 1VC 1VD 2V A 3 25 2020 25 3 要提高放大电路的负载能力 可采用 2007年 上 A 串联负反馈B 并联负反馈C 电流负反馈D 电压负反馈 3 要得到一个电流控制的电流源 放大电路应引入 2010年4月A 串联电压负反馈B 并联电压负反馈C 串联电流负反馈D 并联电流负反馈 D D B 3 要得到一个电压控制的电压源 放大电路应引入 2011年4月A 电流并联负反馈B 电压并联负反馈C 电流串联负反馈D 电压串联负反馈 D 3 为了稳定放大电路的输出电压 可采用 2011年7月A 电压负反馈B 电流负反馈C 串联负反馈D 并联负反馈 A C 2012年4月 3 电路如题3图所示 电路的级间反馈组态为 2008年4月A 电压并联负反馈B 电压串联负反馈C 电流并联负反馈D 电流串联负反馈 3 25 2020 26 4 桥式整流电路中 变压器次级电压有效值为20V 则输出直流电压为 A 9VB 18VC 24VD 28V2007年 上 4 单相桥式整流电路 变压器副边电压有效值U2