模电面试复试

模电面试复试第一章半导体二极管一、半导体的基础知识半导体是介于导体和绝缘体之间的物质，如硅和锗。它们具有光敏、热敏和掺杂特性。本征半导体是纯净的具有单晶体结构的半导体。半导体中带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。杂质半导体是在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。它体现了半导体的掺杂特性。P型半导体是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型半导体是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。二、PN结PN结是由P型半导体和N型半导体组成的结。它具有接触电位差和单向导电性。硅材料的接触电位差约为0.6~0.8V，锗材料的接触电位差约为0.2~0.3V。PN结的单向导电性是正偏导通，反偏截止。PN结的伏安特性与杂质半导体相似。三、半导体二极管半导体二极管具有单向导电性，正向导通，反向截止。它的伏安特性与PN结相似。硅管的正向导通压降为0.6~0.7V，锗管的正向导通压降为0.2~0.3V。半导体二极管的分析方法有图解分析法和等效电路法。稳压二极管是一种特殊的二极管，它的特性是正常工作时处于PN结的反向击穿区，因此在电路中要反向连接。第二章三极管及其基本放大电路一、三极管的结构、类型及特点三极管分为NPN和PNP两种类型。它们的基区很薄，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，与基区接触面积较大。二、三极管的工作原理三极管有三种基本组态：共发射极、共基极和共集电极。在共发射极组态中，输入信号加在基极上，输出信号从集电极上取出。在共基极组态中，输入信号加在发射极上，输出信号从集电极上取出。在共集电极组态中，输入信号加在基极上，输出信号从发射极上取出。三、基本放大电路三极管的基本放大电路包括共发射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路。其中，共发射极放大电路是最常用的放大电路，它的放大倍数比其他两种放大电路高。2.三极管内各极电流的分配三极管的共发射极电流放大系数可以表明它是一种电流控制器件。其式子为：β=ΔIc/ΔIb其中，Ic为集电极电流，Ib为基极电流，β为共发射极电流放大系数。3.共射电路的特性曲线共射电路的输入特性曲线与二极管相同，称为穿透电流。而输出特性曲线则受到饱和管压降的影响，用UCES表示。在放大区，发射结正偏，集电结反偏；在截止区，发射结反偏，集电结反偏。4.温度影响温度升高会导致输入特性曲线向左移动。同时，ICBO、ICEO、IC以及β都会增加。三.低频小信号等效模型（简化）在输出端交流短路时，三极管的低频小信号等效模型包括：hie，即输出端交流短路时的输入电阻，常用rbe表示；hfe，即输出端交流短路时的正向电流传输比，常用β表示。四.基本放大电路组成及其原则基本放大电路由VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2等组成。其组成原则是能够放大信号、不失真、能够传输信号。五.放大电路的图解分析法1.直流通路与静态分析直流通路指的是直流电流通的回路。在画直流通路时，电容应视为开路。直流通路的作用是确定静态工作点。直流负载线由VCC=ICRC+UCE确定的直线。电路参数对静态工作点的影响包括：1）改变Rb：Q点将沿直流负载线上下移动。2）改变Rc：Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。3）改变VCC：直流负载线平移，Q点发生移动。2.交流通路与动态分析交流通路指的是交流电流流通的回路。在画交流通路时，电容应视为短路，理想直流电压源应视为短路。交流通路的作用是分析信号被放大的过程。交流负载线连接Q点和VCC’点，其中VCC’=UCEQ+ICQRL’。3.静态工作点与非线性失真静态工作点是放大器在没有输入信号时的工作点。非线性失真分为截止失真和饱和失真。截止失真的产生原因是Q点设置过低，导致NPN管削顶，PNP管削底。饱和失真的产生原因是Q点设置过高，导致NPN管削底，PNP管削顶。消除截止失真的方法是减小Rb，提高Q；消除饱和失真的方法是增大Rb、减小Rc、增大VCC。4.放大器的动态范围放大器的动态范围由Uopp决定，它是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。当（UCEQ－UCES）＞（VCC’－UCEQ）时，受截止失真限制，UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。当（UCEQ－UCES）＜（VCC’－UCEQ）时，受饱和失真限制，UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。当UCEQ-UCES=VCC'-UCEQ时，放大器将有最大的不失真输出电压。放大电路的等效电路法分为静态分析和动态分析两部分。在静态分析中，需要近似估算静态工作点和满足Q点在放大区的条件。在动态分析中，需要计算放大倍数、输入电阻和输出电阻等参数。分压式稳定工作点共射放大电路的静态分析和动态分析也需要计算放大倍数、输入电阻和输出电阻等参数。共集电极基本放大电路的电压放大倍数为正，略小于1，称为射极跟随器，简称射随器。该电路的输入电阻高，输出电阻低。场效应管有结型场效应管和绝缘栅型场效应管两种。其中，绝缘栅型场效应管分为增强型和耗尽型两种。场效应管的主要参数包括漏极饱和电流IDSS、夹断电压Up、开启电压UT、直流输入电阻RGS和低频跨导gm。共源极基本放大电路有自偏压式偏置放大电路和分压式偏置放大电路两种。这两种电路的静态分析和动态分析都需要计算放大倍数、输入电阻和输出电阻等参数。多级放大电路中，阻容耦合是一种常见的级间耦合方式。它能有效地传输交流信号，但不便于集成，低频特性差。2.变压器耦合：变压器耦合可以实现阻抗变换，但体积大、成本高，无法采用集成工艺，且不利于低频和高频信号传输。3.直接耦合：直接耦合具有良好的低频特性，便于集成，但各级静态工作点互相影响，存在“零点漂移”现象，即当温度或电源电压变化时，静态工作点会随之变化，导致输出偏离初始值，产生随机变动。二.单级放大电路的频率响应1.中频段(fL≤f≤fH)：在中频段，幅频曲线为20lgAusm=常数，相频曲线为φ=-180o。2.低频段(f≤fL)：3.高频段(f≥fH)：4.完整的基本共射放大电路的频率特性：三.分压式稳定工作点电路的频率响应1.下限频率的估算：2.上限频率的估算：四.多级放大电路的频率响应1.频响表达式：2.波特图：五.功率放大电路一.功率放大电路的三种工作状态1.甲类工作状态：导通角为360，ICQ大，管耗大，效率低。2.乙类工作状态：ICQ≈，导通角为180，效率高，失真大。3.甲乙类工作状态：导通角为180~360，效率较高，失真较大。二.乙类功放电路的指标估算1.工作状态：任意状态下，Uom≈Uim；尽限状态下，Uom=VCC-UCES；理想状态下，Uom≈VCC。2.输出功率：3.直流电源提供的平均功率：4.管耗Pc1m=0.2Pom5.效率：理想时为78.5%。三.甲乙类互补对称功率放大电路1.问题的提出：在两管交替时出现波形失真——交越失真(本质上是截止失真)。2.解决办法：甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压，动态指标按乙类状态估算；甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL电容C2上静态电压为VCC/2，并且取代了OCL功放中的负电源-VCC，动态指标按乙类状态估算，只是用VCC/2代替。四.复合管的组成及特点1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。2.类型取决于第一只管子的类型。3.β=β1·β2六.集成运算放大电路一.集成运放电路的基本组成1.输入级采用差放电路以减小零漂。2.中间级多采用共射(或共源)放大电路，以提高放大倍数。3.输出级多采用互补对称电路以提高带负载能力。3.反馈取样方式电压反馈：通过取样输出电压来实现稳定输出电压的作用，但当输出短路时反馈消失。电流反馈：通过取样输出电流来实现稳定输出电流的作用，但当输出短路时反馈不消失。4.反馈方式并联反馈：反馈量与原输入量在输入电路中以电流形式相叠加，其反馈信号反馈到输入端。当Rs越大时，反馈效果越好。串联反馈：反馈量与原输入量在输入电路中以电压形式相叠加，其反馈信号反馈到非输入端。当Rs越小时，反馈效果越好。5.反馈极性瞬时极性法：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。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）。确定反馈信号的极性后，根据Xi和Xf的极性，确定净输入信号的大小。Xid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负反馈可以提高放大倍数的稳定性、扩展频带、减小非线性失真及抑制干扰和噪声，同时也可以改变放大电路的输入输出电阻。串联负反馈可以使输入电阻增加1+AF倍，而并联负反馈则使输入电阻减小1+AF倍。电压负反馈可以使输出电阻减小1+AF倍，电流负反馈则可以使输出电阻增加1+AF倍。五.自激振荡产生的原因和条件1.产生自激振荡的原因自激振荡的产生是由于附加相移将负反馈转化为正反馈。2.产生自激振荡的条件若表示为幅值和相位的条件，则需要满足幅值平衡条件和相位平衡条件。在起振条件方面，需要满足幅值条件和相位条件。六.信号运算与处理电路1.反相比例运算电路、同相比例运算电路、反相求和运算电路、同相求和运算电路和加减运算电路是信号运算与处理电路的基本电路。2.积分运算电路和微分运算电路是信号运算与处理电路中的重要电路，可以实现信号的积分和微分运算。七.正弦波振荡电路的基本概念1.产生正弦波