云南农业大学电工学总复习

2.N型半导体和P型半导体原理图P自由电子结构图磷原子正离子P+

在本征半导体硅或锗中掺入少量的五价元素，如磷或砷、锑，则形成N型半导体。多余价电子少子多子正离子在N型半导体中，电子是多子，空穴是少子上页下页N型半导体翻页返回

P型半导体

在本征半导体硅或锗中掺入三价元素，如硼或铝、镓，则形成P型半导体。原理图BB-

硼原子负离子空穴填补空位结构图在P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。多子少子负离子上页下页

翻页返回结论：在硅或锗晶体中，根据掺入的杂质不同，分为P型半导体和N型半导体半导体材料中有两种载流子：空穴和电子P型半导体中多子为空穴，少子为电子N型半导体中多子为电子，少子为空穴4.

PN结的单向导电性P区N区内电场外电场EI空间电荷区变窄

P区的空穴进入空间电荷区和一部分负离子中和

N区电子进入空间电荷区和一部分正离子中和扩散运动增强，形成较大的正向电流。上页下页翻页外加正向电压返回外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走空间电荷区变宽

内电场外电场少子越过PN结形成很小的反向电流IRE

外加反向电压N区P区温度升高时，二极管的反向饱和电流将增大正偏反偏（1）正向特性

外加正向电压较小时，外电场不足以克服内电场对多子扩散的阻力，PN结仍处于截止状态。正向电压大于死区电压后，正向电流随着正向电压增大迅速上升。通常死区电压硅管约为0.5V，锗管约为0.2V。

外加反向电压时，PN结处于截止状态，反向电流

很小。反向电压大于击穿电压时，反向电流急剧增加。（2）反向特性14.2.2半导体二极管的伏安特性二极管只要工作在反向击穿区一定会被击穿损坏吗？稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管。符号:DZ阴极阳极特点:(1)反向特性曲线比较陡(2)工作在反向击穿区14.4

稳压二极管I/mAU/V0UZIZIU＋-NPN型PNP型

实验表明IC比IB大数十至数百倍，因而有。IB虽然很小，但对IC有控制作用，IC随IB的改变而改变，即基极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化，表明基极电流对集电极具有小量控制大量的作用，这就是三极管的电流放大作用。14.4.3三极管的特性曲线1．输入特性曲线与二极管类似2．输出特性曲线（1）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置（2）截止区：发射结反向偏置，集电结反向偏置

（3）饱和区：发射结正向偏置，集电结正向偏置

此时

曲线间隙跟放大倍数没有关系三极管能起放大作用的条件：发射结：正向偏置集电结：反向偏置两支三极管在电路中测得的电位分别为：晶体管A晶体管B试判别：1、两支三极管是PNP型还是NPN型？2、两支三极管的管脚？A：NPN1-B2-E3-CB：PNP1-C2-B3-E3、两支三极管处于什么工作状态？基极电位高于发射极电位正常值，放大状态或放大区15.1放大电路的静态分析15.2放大电路的动态分析15.3静态工作点的稳定15.4射极输出器15.5场效应晶体管放大电路第15章基本放大电路15.1放大电路的静态分析15.1.1

放大电路的组成放大的实质：用较小的信号去控制较大的信号。共发射极放大电路的实用电路15.1.2

放大电路的静态分析静态是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都不变的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点Q（主要指IBQ、ICQ和UCEQ）。静态分析主要是确定放大电路中的静态值IBQ、ICQ和UCEQ。直流通路：耦合电容可视为开路。IB=40μA的输出特性曲线由UCE=UCC－ICRC所决定的直流负载线两者的交点Q就是静态工作点过Q点作水平线，在纵轴上的截距即为ICQ过Q点作垂线，在横轴上的截距即为ICQ图解步骤：（1）根据静态分析方法，求出静态工作点Q。（2）根据ui在输入特性上求uBE和iB。（3）作交流负载线。（4）由输出特性曲线和交流负载线求iC和uCE。15.2.1

动态图解法测得输出波形如下图，产生了什么失真？如何消除？a：下失真，饱和失真，电流太大，增大RBb：上失真，截止失真，电流太小，减小RBc：同时上下失真，同时饱和及截止失真，电流太大，工作点没问题，信号太强，减小输入信号输出特性曲线在放大区域内可认为呈水平线，集电极电流的微小变化ΔIC仅与基极电流的微小变化ΔIB有关，而与电压uCE无关，故集电极和发射极之间可等效为一个受ib控制的电流源，即：一般认为：（3）放大电路的微变等效电路微变等效电路中不但有交流量，也存在直流量？①电压放大倍数式中RL'=RC//RL。当RL=∞（开路）时②输入电阻Ri输入电阻Ri的大小决定了放大电路从信号源吸取电流（输入电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希望Ri越大越好。另外，较大的输入电阻Ri，也可以降低信号源内阻Rs的影响，使放大电路获得较高的输入电压。在上式中由于RB比rbe大得多，Ri近似等于rbe，在几百欧到几千欧，一般认为是较低的，并不理想。（3）微变等效电路条件：I2>>IB，则与温度基本无关。15.3.2

静态工作点稳定的放大电路分压式偏置共发射极放大电路是一种能够稳定静态工作点的放大器例：图示电路（接CE），已知UCC=12V，RB1=20kΩ，RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，β=50。试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：（1）用估算法计算静态工作点（2）求电压放大倍数（3）求输入电阻和输出电阻如果CE损坏断开，电压放大倍数如何变化？减小不能缺少RB1、RB2和CE信号正半周能，负半周不能。D对信号负半周短路表面看能RB对输入信号有衰减作用实际上：电源UCC对输入端交流短路，输入信号被短路掉了。15.4.1

静态分析15.4射极输出器射极输出器的特点：※①电压放大倍数小于1，但约等于1，即电压跟随。※②输入电阻较高。※③输出电阻较低。射极输出器的用途：射极跟随器具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，这是射极跟随器最突出的优点。射极跟随器常用作多级放大器的第一级或最末级，也可用于中间隔离级。用作输入级时，其高的输入电阻可以减轻信号源的负担，提高放大器的输入电压。用作输出级时，其低的输出电阻可以减小负载变化对输出电压的影响，并易于与低阻负载相匹配，向负载传送尽可能大的功率。射极输出器结论：电压放大倍数：接近于1输入电阻：高（大）输出电阻：低（小）在多级放大器中：主要用于阻抗匹配

改善放大器性能15.6.2

直接耦合放大电路优点：能放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号；且由于没有耦合电容，故非常适宜于大规模集成。缺点：各级静态工作点互相影响；且存在零点漂移问题。集成放大电路采用直接耦合方式的原因：不易制作大容量电容u0t0零点漂移：放大电路在无输入信号的情况下，输出电压uo却出现缓慢、不规则波动的现象。产生零点漂移的原因很多，其中最主要的是温度影响。15.7差动放大电路15.7.1

差动放大电路的工作原理

抑制零漂的方法有多种，如采用温度补偿电路、稳压电源以及精选电路元件等方法。最有效且广泛采用的方法是输入级采用差动放大电路。电路结构特点：对称1．抑制零点漂移的原理静态时，uil=ui2＝0，此时由负电源UEE通过电阻RE和两管发射极提供两管的基极电流。由于电路的对称性，两管的集电极电流相等，集电极电位也相等，即：IC1=IC2UC1=UC2输出电压：uo＝UC1－UC2=0温度变化时，两管的集电极电流都会增大，集电极电位都会下降。由于电路是对称的，所以两管的变化量相等。即：ΔIC1=ΔIC2ΔUC1=ΔUC2输出电压：uo＝(UC1+ΔUC1)－(UC2+ΔUC2)=0即消除了零点漂移。1．抑制零点漂移的原理抑制零点漂移最有效的电路结构：差动放大电路15.8互补对称功率放大电路15.8.1

功率放大电路的特点及类型1．功率放大电路的特点

功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功率，这就要求①功率放大电路不仅要有较高的输出电压，还要有较大的输出电流。因此功率放大电路中的晶体管通常工作在高电压大电流状态，晶体管的功耗也比较大。对晶体管的各项指标必须认真选择，且尽可能使其得到充分利用。因为功率放大电路中的晶体管处在大信号极限运用状态，2．功率放大电路的类型三种工作状态：甲类、乙类、甲乙类

16.1集成运算放大器简介16.1.1集成运算放大器的组成通常由差动放大电路构成，目的是为了减小放大电路的零点漂移、提高输入阻抗。通常由共发射极放大电路构成，目的是为了获得较高的电压放大倍数。通常由互补对称电路构成，目的是为了减小输出电阻，提高电路的带负载能力。一般由各种恒流源电路构成，作用是为上述各级电路提供稳定、合适的偏置电流，决定各级的静态工作点。16.1.4集成运算放大器的理想模型集成运放的理想化参数：

Ado=∞、rid=∞、ro=0、KCMR=∞、等非线性区（饱和区）非线性区分析依据：当ｕi>0，即ｕ＋>ｕ－时，ｕo＝＋ｕOM当ｕi<0，即ｕ＋<ｕ－时，ｕo＝－ｕOM三虚：虚断、虚短、虚地集成运放的理想化参数：

Ado=∞、rid=∞、ro=0、KCMR=∞、等理想化的主要条件：开环电压放大倍数：Ado=∞差模输入电阻：

rid=∞开环输出电阻：ro=0共模抑制比：KCMR=∞16.2运算放大器的应用16.2.1反相输入比例运算电路虚地点、虚断16.2.2同相输入比例运算电路电压跟随器例在图示电路中，已知R1=100kΩ，Rf=200kΩ，ui=1V，求输出电压uo，并说明输入级的作用。例在图示电路中，已知R1=100kΩ，Rf=200kΩ，R2=100kΩ，R3=200kΩ，ui=1V，求输出电压uo。微分电路积分电路第17章电子电路中的反馈反馈的基本概念反馈的类型反馈对电路的影响反馈的判别学习要点17.1反馈的基本概念

反馈：将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过某种电路（反馈电路）送回到输入回路，从而影响输入信号的过程。

反馈到输入回路的信号称为反馈信号。

根据反馈信号对输入信号作用的不同，反馈可分为正反馈和负反馈两大类型。

反馈信号使输入信号得到增强的叫做正反馈；

反馈信号使输入信号被削弱的叫做负反馈。17.3负反馈对放大电路性能的影响2、稳定放大倍数3、减小非线性失真4、展宽通频带5、改变输入电阻6、改变输出电阻1、降低放大倍数净输入信号减小闭环放大倍数的相对变化率减小用失真的输出端信号去改变输入端的净输入信号，从而改善输出信号

对于串联负反馈，由于反馈网络和输入回路串联，总输入电阻为基本放大电路本身的输入电阻与反馈网络的等效电阻两部分串联相加，故可使放大电路的输入电阻增大。对于并联负反馈，由于反馈网络和输入回路并联，总输入电阻为基本放大电路本身的输入电阻与反馈网络的等效电阻两部分并联，故可使放大电路的输入电阻减小。

对于电压负反馈，由于反馈信号正比于输出电压，反馈的作用是使输出电压趋于稳定，使其受负载变动的影响减小，即使放大电路的输出特性接近理想电压源特性，故而使输出电阻减小。对于电流负反馈，由于反馈信号正比于输出电流，反馈的作用是使输出电流趋于稳定，使其受负载变动的影响减小，即使放大电路的输出特性接近理想电流源特性，故而使输出电阻增大。用运算放大器设计一个输入电阻高、输出电压稳定的负反馈放大器输入电阻高：串联输出电压稳定：电压？电压串联负反馈电压并联负反馈17.5正弦波振荡器（正反馈的应用）17.5.1产生自激振荡的原理基本放大电路Ao反馈电路F

+–改成正反馈正反馈电路才能产生自激振荡如果：k闭合,去掉仍有信号输出。基本放大电路Ao反馈电路F

++k基本放大电路Ao反馈电路F反馈信号代替了放大电路的输入信号17.5.2LC振荡电路由三部分组成：放大电路正反馈电路选频电路自激振荡的条件：（1）振幅条件：（2）相位条件：n是整数相位条件意味着振荡电路必须是正反馈，振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。（3）选频条件：18.1整流电路直流稳压电源的组成：整流的目的：将交流变为直流18.1.1单相半波整流电路电路构成：18.1.2单相桥式整流电路电路构成：两种整流电路的比较如果有一只二极管接反，将因电流过大而烧坏。如果有一只二极管开路，变半波整流，则U0=0.45U2。直流稳压电源变压整流滤波稳压负载第20章门电路和组合逻辑电路数字电路的基本概念门电路的基本概念基本门电路的组合学习要点（1）“与”逻辑A、B、C都具备时，事件F才