数电和模电知识点

1、作者:日期:模电复习资料第一章半导体二极管一. 半导体的基础知识1. 半导体-导电能力介于导体和绝缘体之间的物质（如硅Si、锗Ge）。2. 特性-光敏、热敏和掺杂特性。3. 本征半导体-纯净的具有单晶体结构的半导体。4. 两种载流子-带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。5. 杂质半导体-在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。*P型半导体：在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）*N 型半导体：在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）6. 杂质半导体的特性*载流子的浓度-多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。*体电

2、阻-通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。*转型-通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。7. PN 结* PN 结的接触电位差-硅材料约为0.60.8V，锗材料约为0.20.3V。* PN结的单向导电性-正偏导通，反偏截止。8. PN结的伏安特性7二. 半导体二极管*单向导电性- 正向导通，反向截止。*二极管伏安特性-同PN结。*正向导通压降 硅管0.60.7V，锗管0.20.3V。*死区电压 硅管0.5V，锗管0.1V。3. 分析方法将二极管断开，分析二极管两端电位的高低若V阳V阴（正偏），二极管导通（短路）；若V阳V阴（反偏），二极管截止（开路）。1）图解分析法该式

3、与伏安特性曲线的交点叫静态工作点 Qa）二极管电路2）等效电路法直流等效电路法*总的解题手段-将二极管断开，分析二极管两端电位的高低若V阳V阴（正偏），二极管导通（短路）; 若V阳V阴（反偏），二极管截止（开路）。*三种模型gti理想模型微变等效电路法也床源模型% aM折线模型三. 稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性-正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反 向连接。稳压骨的伏安特件第二章三极管及其基本放大电路三极管的结构、类型及特点1. 类型-分为NPN和PNP两种。2. 特点-基区很薄，且掺杂浓度最低；发射区掺杂浓度很高，与基区接触面积较小；集电区掺杂浓度较高，与

4、基区接触面积较大。二.三极管的工作原理1. 三极管的三种基本组态何共基機组态2. 三极管内各极电流的分配C=/CN + CBO/E=/BN + CN = /B + /C吊=如卅-比EKJ*共发射极电流放大系数 （表明三极管是电流控制器件z?=dP /BN+ （1+A /CBO r/B+/CFO式子扛 门 Iz称为穿透电流。3. 共射电路的特性曲线*输入特性曲线-同二极管。（a）测试电路0STSmee/V0ucJV3输出特性曲线*输出特性曲线（饱和管压降，用 UCes表示放大区-发射结正偏，集电结反偏。 截止区-发射结反偏，集电结反偏。4. 温度影响温度升高，输入特性曲线向左移动。温度升高I C

5、BO I CEO、 I C以及3均增加。 三.低频小信号等效模型（简化） hie-输出端交流短路时的输入电阻，常用r be表示；hfe -输出端交流短路时的正向电流传输比， 常用3表示；四. 基本放大电路组成及其原则1. VT、 VCc、R、 RC、C、C2 的作用。2. 组成原则-能放大、不失真、能传输。五. 放大电路的图解分析法1. 直流通路与静态分析*概念-直流电流通的回路。*画法-电容视为开路。*作用-确定静态工作点* 直流负载线-由V：c=I cRC+UCe确定的直线。*电路参数对静态工作点的影响(a)改变世h( Vcc UcEQ )时，受截止失真限制，(h)输出特性图*f钛(輸入特

6、性阁解袪S应满足A0RlJWdRl放大倍数输入电阻= /?b/rbe输出电阻RiBQ&*当*当六.R? 3 Rc。(io微变昨效电路5)交流通路ta)直流迪路UcEQ )UcEQ )CC CQc七.分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1静态分析HC vtaO时，受饱和失真限制，UOpf=2Uma=2 ( LCeq UM放大器将有最大的不失真输出电压。vr-*pVTfCEQ(2) Q点在放大区的条件 欲使Q点不进入饱和区2.放大电路的动态分析)%二寻毎眞JTW -1Df稳定工作点放大器E 尽+尽尽+尽厂恥(Ueq LCes)V( VCc(LCeq LCes) = ( VCc 放大电路的等

7、效电路法 1.静态分析(1 )静态工作点的近似估算_ J CC _ BEQ 联瓦Q5-(fl)基本共射放大电昭Ch)厲流通路R、十尽i微变等效电路UCEQ P CC C!Q （夙c + 斤a）2. 动态分析*电压放大倍数A = = 一A 氐+（1+0）傀在Re两端并一电解电容 Ce后:-血-叭77C/Hie11lceqr/cc -/CQReJ?1兆渠电极蕪本放大电路输入电阻尺=RMRzWz +U + 们 在 淹两端并一电解电容 ce后场=bl/Zflb2/Zrbe*输出电阻%角凤:八.共集电极基本放大电路1.静态分析jr _ ex? - 1 BEQ* - 7?b +J?eCQ曲卩【EQ- DS

8、S(J -y( t PUGS-01 戡止区 PXJISI输出特性二.绝缘栅型场效应管（MOSFET分为增强型（EMOS和耗尽型（DMOS两种。 结构示意图和电路符号(al EAMK结构廉电滞符研FVTDMdbMOS结构廉屯路符号2.特性曲线*N-EMOS的输出特性曲线i/mAn(a)DOTv增强型输出特性2Y 4V wcs/v(b)增强型转移特性* N-EMOS的转移特性曲线式中，I do是 UGs=2LT时所对应的i d值。* N-DMOS的输出特性曲线Ju/rnA tf圖AiVl-IV 2V/J才- 3.0xrts/v% UGS/VCc)耗鳩型输出特性(d)耗尽型转移特性注意：UGS可正、

9、可零、可负。转移特性曲线上iD=0处的值是夹断电压 UP,此曲线表示式与结型场效应管一致。三.场效应管的主要参数1. 漏极饱和电流I DSS2. 夹断电压UP3. 开启电压UT4. 直流输入电阻RGs5. 低频跨导gm (表明场效应管是电压控制器件)聲_如WDS =常数四.场效应管的小信号等效模型场效应管微变等效电路甘m 一 TE-MOS 的跨导 gm -*静态分析nu()原理电路&DQ DD _/DQ(d +鸟)动态分析-君m尺1 + 附11 K若带有Cs，贝U-1 /;i(C微变等效电路2.分压式偏置放大电路*静态分析f DSQ = J DD -DQd +S)(a)廉理电路*动态分析;-o

10、_ - -ffmUWl+ms/(!= _fm若源极带有cs，则Ri=R+R真i /Ru2/?o = RtiM微变等效电路六.共漏极基本放大电路*静态分析(a)电路纽成f DSQ = 1 DL) DQs动态分析1 +跖甩R =J?g4jfgi /J?gR(j =护 丁 = /?s/Cb)微变等数电路第四章多级放大电路一. 级间耦合方式1. 阻容耦合-各级静态工作点彼此独立；能有效地传输交流信号；体积小，成本低。但 不便于集成，低频特性差。2. 变压器耦合-各级静态工作点彼此独立，可以实现阻抗变换。体积大，成本高，无法 采用集成工艺；不利于传输低频和高频信号。3. 直接耦合-低频特性好，便于集成。

11、各级静态工作点不独立，互相有影响。存在“零 点漂移”现象。* 零点漂移-当温度变化或电源电压改变时，静态工作点也随之变化，致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。二. 单级放大电路的频率响应1.中频段(fLW f w f H)I m rbb +rb,e 掩+ %川频段混合TT参数等效电路dBftRl0-45c/decOdB/ipcM)F201 gKIJ L芒髒的 联本嵐射放大电跆的颇响Itll线jf/ft分压式稳定工作点电路的频率响应135.7V3）高频段混合沃聲数等效电路D OS U.Vi A知l丄叫止f2低频段（f f H)usm波特图-幅频曲线是20lg Ausm=数，相频曲线是 $ =

12、-180oP低频段混合托参数嘟效电路为些y亡蚯血啓ID% IX*1 - 45*/dec4.完整的基本共射放大电路的频率特性dBX.(i-Fi#)a+恥)a+z/yL)(i+jr/yH)Ausl =型翌宓牛 201gpk|了 1輕”孑_ AismIt 1丰丿加0 soy.、2吸I0,00.1/t A 1O/L ioyL -L 拶T -| SO i C2 fl i E1、 i E2 fl Ue fl UBE1、 UbE2i B1、 i B2i C1、 i C2 J。R e对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作用，被称为“共模反馈电阻”。2静态分析1）计算差放电路I C设 LB 0,贝y UE=-

13、0.7V ,2）计算差放电路UCe? 双端输出时? 单端输出时（设VT1集电极接FL）对于VT1:ZR E 匚1 = /P+/cA * fCE1 = Cl - r E = 51 +对于VT2:fZC2 =，f/CE2 = C2 E = VCC+ 厲了1）差模电压放大倍数? 双端输出讽掩呦也）平边差模交流通路3. 动态分析? 单端输出时从VT1单端输出27?s+rbe+(l + /?MV2)J从VT2单端输出Aid2 - _Adl =2兀+怯+0 + 0)(竹12）差模输入电阻矶=2 足+论+ (/?)牛3）差模输出电阻输入-r幡出反懺放大番级咸方樞图? 双端输出：?单端输出：心山也三. 集成运

14、放的电压传输特性当UI在+Um与-Um之间，运放工作在线性区域oodi=od(w+- M-)四. 理想集成运放的参数及分析方法1. 理想集成运放的参数特征*开环电压放大倍数 Aod -m；*差模输入电阻 Rd*输出电阻 FOt0；*共模抑制比KDMRm；2. 理想集成运放的分析方法1)运放工作在线性区：*电路特征一一引入负反馈*电路特点一一“虚短”和“虚断”“虚短”-Z+=/-=0“虚断”-2)运放工作在非线性区*电路特征一一开环或引入正反馈*电路特点一一输出电压的两种饱和状态：当 U+U-时，Uo= + U0m当 U+0时，A f下降，这种反馈称为负反馈。2. 当AF = O时，表明反馈效果

15、为零。3当AFVO时，A f升高，这种反馈称为正反馈。4. 当AF = 1时，Afis。放大器处于“自激振荡”状态。二反馈的形式和判断1. 反馈的范围-本级或级间。2. 反馈的性质-交流、直流或交直流。直流通路中存在反馈则为直流反馈，交流通路中存在反馈则为交流反馈，交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。3. 反馈的取样-电压反馈：反馈量取样于输出电压；具有稳定输出电压的作用。（输出短路时反馈消失）电流反馈：反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。（输出短路时反馈不消失）4. 反馈的方式-并联反馈：反馈量与原输入量在输入电路中以电流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好。 反馈信号反馈到输

16、入端）串联反馈：反馈量与原输入量在输入电路中以电压的形式相叠加。FS越小反馈效果越好。反馈信号反馈到非输入端）5. 反馈极性-瞬时极性法：（1 ）假定某输入信号在某瞬时的极性为正（用+表示），并设信号的频率在中频段。（2）根据该极性，逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性（升 高用+表示，降低用-表示）。（3 ）确定反馈信号的极性。（4）根据X与X f的极性，确定净输入信号的大小。Xd减小为负反馈；Xid增大为正反馈。三. 反馈形式的描述方法某反馈元件引入级间（本级）直流负反馈和交流电压（电流）串 联（并联）负反馈。四. 负反馈对放大电路性能的影响1. 提高放大倍数的稳定性 （为整数）第八章信

17、号的运算与处理分析依据-“虚断”和“虚短”.基本运算电路1.反相比例运算电路R2 = R Rf2. 同相比例运算电路R2=R/ Rf3.反相求和运算电路（a）基本形式R4=R R2/ R3/ R4. 同相求和运算电路Ri R2/ R R4=R R5Ho十營）（害旳+字呵2十字吟、订厲旳 k2 旳反榊求和理笄电蹄同相求和运真电路5.加减运算电路R i F2 R=R R4/ R5尽（空+玉一虫-闿 陌心场 积分和微分运算电路I单运故加减运炸电路1. 积分运算Ury |Mt全波0.9仍1+吗Jo(AV|/2桥式山9吐逻旳1-2旳/oAV|/2七.并联型稳压电路井联型稳斥电豁1.稳压电路及其工作原理*

18、当负载不变，电网电压 变化时的稳压过程：*当电网电压不变，负载变化时的稳压过程：2. 电路参数的计算*稳压管的选择常取 LZ=UO； I Zl= (1.53) I Omax*输入电压的确定一般取 U(av)= (23) LO*限流电阻R的计算R的选用原则是：I Zminl Z I Zma。R 的范围是：Zmax LminZmin +-Lmax数字电子技术重要知识点汇总一、主要知识点总结和要求1.数制、编码其及转换：要求：能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD格雷码之间进行相互转换。举例 1 : ( 37.25 ) 10= ( )2= ( )16= ()8421BCD解：(3

19、7.25) 10= ( 100101.01 )2= ( 25.4 )16= ( 00110111.00100101)8421bcd2逻辑门电路：(1)基本概念1 )数字电路中晶体管作为 开关使用时，是指它的工作状态处于饱和状态和截止状态。2) TTL门电路典型高电平为 3.6 V,典型低电平为0.3 V。3) OC门和OD门具有线与功能。4) 三态门电路的 特点、逻辑功能和应用。高阻态、高电平、低电平。5) 门电路参数： 噪声容限Vnh或Vnl、扇出系数 No、平均传输时间tpd。要求：掌握八种逻辑门电路的逻辑功能；掌握 OC门和OD门，三态门电路的逻辑功能；能 根据输入信号画出各种逻辑门电路

20、的输出波形。举例2：画出下列电路的输出波形。BArmLTLmB -U I ： f TTirmr解：由逻辑图写出表达式为：丫二ABO二ABC，则输出Y见上。3基本逻辑运算的特点：与 运算：见零为零，全1为1；或运 算：见1为1,全零为零； 与非运算：见零为1,全1为零；或非运算：见1为零，全零为1； 异或运算：相异为1,相同为零；同或运算：相同为1,相异为零； 非运算：零变1，1变零；要求：熟练应用上述逻辑运算。4.数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。 真值表（组合逻辑电路）或状态转换真值表（时序逻辑电路）：是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。 逻辑表达式：是由逻辑变量

21、和与、或、非 3种运算符连接起来所构成的式子。 卡诺图：是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。 逻辑图：是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。 波形图或时序图：是由输入变量的所有可能取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。 状态图（只有时序电路才有）：描述时序逻辑电路的状态转换关系及转换条件的图形称为 状态图。要求：掌握这五种（对组合逻辑电路）或六种（对时序逻辑电路）方法之间的相互转换。5 逻辑代数运算的基本规则 反演规则：对于任何一个逻辑表达式 丫如果将表达式中的所有“ ”换成“ + ”, “ + ”换成“ ” , “0”换成“ 1 ”，“1 ”换成

22、“ 0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量， 那么所得到的表达式就是函数 Y的反函数Y （或称补函数）。这个规则称为 反演规则。 对偶规则：对于任何一个逻辑表达式 丫如果将表达式中的所有“ 换成“ + ”，“ + ”换 成“”，“0”换成“ 1 ”，“1 ”换成“ 0”，而变量保持不变，则可得到的一个新的函数表达式 丫/, 丫/称为函Y的对偶函数。这个规则称为 对偶规则。要求：熟练应用反演规则和对偶规 则求逻辑函数的反函数和对偶函数。举例3：求下列逻辑函数的反函数和对偶函数Y = AB 屈 CE解：反函数：6 逻辑函数化简-;对偶函数：Y = (A B)(C D E)Y = (A B)(C

23、D E)要求：熟练掌握逻辑函数的两种化简方法。 公式法化简：逻辑函数的公式化简法就是运用逻辑代数的基本公式、定理和规则来化简逻辑函数。举例4：用公式化简逻辑函数：二ABC ABC BC解:Y = ABC -i- ABC 23C = (yl + ABC + BC BCBC=B(C-C) = B 图形化简：逻辑函数的图形化简法是将逻辑函数用卡诺图来表示，利用卡诺图来化简逻辑函数。（主要适合于3个或4个变量的化简）举例5：用卡诺图化简逻辑函数：Y（A,B,C） = m（0,2,3,7） 7（4,6）特点:解：画出卡诺图为7 触发器及其特性方程1）触发器的的概念和特点：触发器是构成时序逻辑电路的基本逻

24、辑单元。其具有如下 它有两个稳定的状态：0状态和1状态； 在不同的输入情况下，它可以被 置成0状态或1状态，即两个稳态可以相互转换 当输入信号消失后，所置成的状态能够保持不变。具有记忆功能2）不同逻辑功能的触发器的 特性方程为：n -Inrs触发器：Q 二S RQ ，约束条件为：rs= 0，具有置0、置1、保持功能。JK触发器：Qn1二JQn KQn，具有置0、置1、保持、翻转功能。D触发器：Qn 1 = D，具有置0、置1功能。n 1nnt触发器：Q =TQ TQ ，具有保持、翻转功能。触发器：Qn 1 =Qn（计数工作状态），具有翻转功能。要求：能根据触发器（重点是JK-FF和D-FF）的特性方程熟练地画出输出波形。 举例6:已知J, K-FF电路和其输入波形，试画出WWWRn&脉冲产生和整形电路1）施密特触发器 是一种能够把 输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲 的电路。要求：会根据输入波形画输出波形。特点：具有滞回特性，有两个稳态，输出仅由输入决定，即在输入信号达到对应门限电 压时触发翻转，没有记忆功能 。2）多谐振荡器 是一种不需要输入信号控制，就能自动产生矩形脉冲的自激振荡电路。特点：没有稳态，只有两个暂稳态，且两个暂稳态能自动转换。3）单稳态触发器 在输入负脉冲作用下，产生 定时、延时脉冲信号，或对输入波形 整形。特点：电路有一个稳态和