模拟电子技术概念总结

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篇一：模拟电子技术基础_知识点总结 第一章半导体二极管 1.本征半导体

?单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅Si和锗Ge。?导电能力介于导体和绝缘体之间。?特性：光敏、热敏和掺杂特性。 ?本征半导体：纯净的、具有完整晶体结构的半导体。在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物

理现象是本征激发（又称热激发），产生两种带电性质相反的载流子（空穴和自由电子对），温度越高，本征激发越强。

?空穴是半导体中的一种等效+q的载流子。空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶体中空位，

使局部显示+q电荷的空位宏观定向运动。?在一定的温度下，自由电子和空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为 复合。当热激发和复合相等时，称为载流子处于动态平衡状态。 2．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3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5价元素（多

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子是电子，少子是空穴）。?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，几乎与温度无关；少子浓度是温度的敏感函数。?体电阻：通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。

?在半导体中，存在因电场作用产生的载流子漂移电流（与金属导电一致），还才能在因载流子 浓度差而产生的扩散电流。 3.Pn结

?在具有完整晶格的P型和n型半导体的物理界面附近，形成一个特殊的薄层（Pn结）。?Pn结中存在由n区指向P区的内建电场，阻止结外两区的多子的扩散，有利于少子的漂移。?Pn结具有单向导电性：正偏导通，反偏截止，是构成半导体器件的核心元件。

?正偏Pn结（P+，n-）：具有随电压指数增大的电流，硅材料约为0.6-0.8V，锗材料约为0.2-0.3V。?反偏Pn结（P-，n+）：在击穿前，只有很小的反向饱和电流is。?Pn结的伏安（曲线）方程： 4.半导体二极管

?普通的二极管内芯片就是一个Pn结，P区引出正电极，n区引出负电极。

?单向导电性：正向导通，反向截止。

?正向导通压降：硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。?死区电压：硅管0.5V，锗管0.1V。

?分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:

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?若V阳>V阴(正偏)，二极管导通(短路);?若V阳? 该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。 ?方法2：等效电路法

?直流等效电路法（低频大信号模型） ?微变等效电路法（低频小信号模型） 交流动态电阻： 5.稳压二极管 ?????

二极管反偏电压增大到一定值时，反向电流突然增大的现象称为反向击穿。反向击穿的主要原因是有价电子碰撞电离而发生的“雪崩击穿”。稳压二极管的特性：常工作时处在Pn结的反向击穿区。 稳压管的参数：稳定电压、稳定电流、额定功耗、动态电阻、温度系数。稳压管的应用：限幅电路，稳压电路。 第二章晶体三极管及基本放大电路 4.1晶体三极管

1.三极管的结构、类型及特点 ?类型：分为nPn和PnP两种。

?形成两个结：发射结和集电结；三个区域：发射区、集电区和基区。?结构特点：

?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；?集电区结面积大，掺杂浓度较高。

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2.三极管的工作原理

?电流控制性器件，具有电流放大作用?电流放大的外部条件： ?发射结正向偏置，集电结反向偏置。。

?所谓的放大：实质上是一种能量控制作用，通过晶体管这种有源元件对直流电源的能量进行控制，

使负载从电源中获得的输出信号的能量比信号源向放大电路提供的能量大的多。放大的特征是功率放大。 3.晶体管的三个工作区 ?放大区，饱和区，截止区

?判断晶体管处于哪一个工作区的方法。?放大区的电流分配关系。 ?温度对晶体管特性及参数的影响： ?温度升高，输入特性曲线向左移动。 ?温度升高icBo、icEo、ic以及β均增加。 ?晶体管的主要参数 ?电流放大倍数：交流和直流

?极限参数：最大集电极耗散功率、最大集电极电流、极间反向击穿电压

4.2放大电路的组成原则 ?晶体管放大电路的原则

?确保合适的工作点（处于放大区）；

?确保被放大的交流输入信号能够作用于晶体管的输入回路；?确保放大后的交流输出信号能传送到负载上去。?理解静态工作点的必要性！?

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三极管的三种基本组态 4.3放大电路的基本分析方法 ?共射极电路的分析方法

?理解个元件的作用；?直流通路与静态分析： ?直流通路：电容视为开路；?图解法与解析法 ，

?电路参数对静态工作点的影响； ，

?直流负载线：由Vcc=icRc+UcE确定的直线。?改变Rb：Q点将沿直流负载线上下移动。

?改变Rc：Q点在iBQ所在的那条输出特性曲线上移动。 ?改变Vcc：直流负载线平移，Q点发生移动。 ?静态工作点与非线性失真 ?截止失真

?产生原因---Q点设置过低?消除方法---减小Rb，提高Q。?饱和失真 ?产生原因---Q点设置过高

?消除方法---增大Rb、减小Rc、增大Vcc。?放大器的动态范围：失真输出电压的峰峰值Uopp。

?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

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－UcES）。

?当（UcEQ－UcES）＝（Vcc－UcEQ），放大器将有最大的不失真输出电压。

?交流通路和动态分析：（分析信号被放大的过程）

?交流通路：电容视为短路,理想直流电压源视为短路。?图解法 ?微变等效电路法 ?放大倍数 ?输入电阻 ?输出电阻

篇二：模拟电子技术基础期末复习总结 第一章

本征半导体：完全纯净、结构完整的半导体晶体称为本征半导体。其特点：

在外部能量激励下产生本征激发，成对产生电子和空穴；电子和空穴均为载流子，空穴是一种带正电的粒子；温度越高，电子和空穴对的数目越多。两种掺杂半导体：

n型半导体：电子是多子，空穴是少子；还有不能自由移动的正离子。P型半导体：空穴是多子，电子是少子；还有不能自由移动的负离子。二极管

Pn结及其单向导电性（正反接法，特点）二极管的伏安特性（画伏安特性曲线）二极管主要参数稳压管三极管

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类型：nPn型、PnP型；硅管、锗管。三种工作状态：（特例nPn型） 放大状态：发射结正向偏置，集电结反向偏置；（UBE>0,UBc0,UBc>0,）截止状态：发射和集电结均反向偏置；(UBE放大区：晶体管于放大状态，ic=?ib有放大作用；

饱和区：晶体管工作于饱和状态，ic主要受的影响uce，无放大作用；截止区：晶体管工作于截止状态，ic≈0,无放大作用。基本放大电路的组成原则：

直流偏置：发射结正向偏置，集电极反向偏置；

信号的输入和输出：信号源及负载接入放大电路时，就不影响晶体管原有的直流偏置，仍应保持发射结正偏，集电结反偏。要求隔“直”，又能使信号顺利通过。放大电路的主要性能指标有：电压放大倍数aU、输入电阻Ri，输出电阻Ro，频带宽度fbw，全谐波失真度d及动态范围Uop-p等。 三种基本分析方法：

估算法：也称近似计算法，用于静态工作点的计算。分析过程为：画直流通路，由直流通路列出输入回路的直流负载方程，并设UBEQ值（硅管（nPn）为0.6V或0.7V，锗管（PnP）为0.2V，0.3V），代入方程，求出静态工作点。图解法： 微变等效电路法：

半导体三极管的偏置与电流分配：1、当晶体管工作在放大区时： 电极电位的特点：nPn型的(Uc>UB>UE);PnP型的Uc2、晶体管的直流电流分配关系：iE＝ic+iB

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iE?ic?(1?icBo)icEo?(1??)icBo 3、rbe?rbb'?(1??) UT |iBE|

低频率小功率的晶体管的rbb'可取为300?，室温下的UT≈26mV。

基本放大电路的计算：

1、放大电路中常用甲种偏置电路的静态计算：

固定偏置电压负反馈偏置分压反馈式偏置电流负反馈式偏置 ⑴iBQ? Vcc?UBEQ RB

,icQ??iBQ,UcEQ?Vcc?icQRc ⑵iBQ?

Vcc?UBEQRB?(1??)Rc ,icQ??iBQ,UcEQ?Vcc?icQRc ⑶UBQ UBQ?UBEQRB2

,UcEQ?Vcc?icQ(Rc?RE)??Vcc,iEQ? RB1?RB2RE

Vcc?UBEQRB?(1??)RE

,icQ??iBQ,UcEQ?Vcc?icQ(Rc?RE)

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⑷iBQ?

2、三种基本放大电路的动态计算： 多级放大电路耦合方式及其特点：

阻容耦合：各级静态工作点互相独立，只能放大交流信号。变压耦合：各级静态工作点互相独立，只能放大交流信号，有笨重的变压器，频率特性较差，但能传输较大功率，还有阻抗变换作用和电隔离功能。 直接耦合：各级静态工作点互相关联，既能放大交流信号，也能放大直流信号和缓变信号。

1、放大电路频率特性用放大电路的幅频特性和相频特性描述。反映放大电路频率特性的性能指标有放大电路的频带宽度fbw=fH-fL 2、频率失真：当放大电路放大非正弦波信号，且不产生非线性失真时，因为放大电路对不同的频率的信号有不同放大倍数引起的波形失真称为幅频失真；因为放大电路对不同频率的的信号产生的相位移与信号频率不成正比而引起的波形失真称为相频失真。它统称为频率失真，也称为线性失真。

三极管的频率参数有：共射极截止频率f?、共基极截止频率f?和特征频率fT。

模拟集成电路特点：

⑴元器件参数精度较低，误差较大，但误差的一致性好。有利于制成对称性好的电路，如差动放大电路。

⑵制作电容困难，所以一般采用直接耦合的电路。⑶制作管子比制作电阻更容易，因此常用晶体管或应管组成恒流源电路，为各级提供偏

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置电流或作有源负载。

⑷集成电路中制造三极管比较方便，常利用发射结制作变通的二极管，用反偏的集电结作为硅稳压管。

⑸为了提高性能或获得特殊的电路效果，常采用一些特殊结构，如横向PnP管、双集电极 晶体管等。

电路组成：主要组成部分有输入级、中间放大级、输出级和偏置电路。放大电路的中反馈

什么是反馈：在电子电路中，把输出回路输出量（电压或电流）的一部分或全部通过一定的网络（称为反馈网络）返送回输入回路并与输入量比较（以串联或并联的方式），以影响电子电路的特性的电路技术称为反馈。

反馈的类型：本级反馈和级间反馈；直流反馈和交流反馈；正反馈和负反馈；电压反馈和电流反馈；串联反馈和并联反馈。负反馈的四种组态：电压串联负反馈；电压并联负反馈；电流串联负反馈；电流并联负反馈。负反馈对放大电路的性能的影响1、提高放大倍数的恒定性：2、扩展放大电路的通频带：

3、减小反馈环内产生的非线性失真。4、抑制来自反馈环内的噪声和干扰。5、改变输出电阻和输入电阻；

⑴电压负反馈能够稳定输出电压，使输出电阻减小；⑵电流负反馈能够稳定输出电流，使输出电阻增大；⑶串联负反馈使输入电阻增大；⑷并联负反馈使输入电阻减小。

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6、负反馈放大电路性能的改善以降低放大倍数为代价。负反馈放大电路的分析计算：1、利用式：af? ? ? 1F ?

估算闭环电压放大倍数，

2、利用式：xf?xi估算闭环电压放大倍数对于串联负反馈，该式的形式为：Ui?Uf对于并联负反馈，该式的形式为：ii?if。 第七章模拟信号运算电路理想运放的概念

什么是理想运放？（课本279页）理想运放工作在线性区进特点： ⑴集成运放两个输入端之间的电压为零，称为“虚短”；⑵集成运放两个输入端之间的电流为零，称为“虚断”；⑶”虚地”. 集成运放的三种基本输入形式：

⑴同相输入：信号只从集成运放的同相输入端输入。⑵反相输入：信号只从集成运放的反相输入端输入。⑶差动输入：从集成运放的两个输入端均有信号输入。第九章 波形发生电路

产生正弦波振荡的条件： ? ? ?

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??

1、相伴位平衡条件：?a??F??2n?(?0,1,2,?)

2、幅度平衡条件：|aF|?1（起振时），|aF|?1（产生等幅振荡时） 正弦波振荡电路的组成：放大电路；反馈网络；选频网络；稳幅三节。正统波振荡电路的分析步骤：

⑴检查电路是否具有正弦波振荡电路的基本组成部分，并检查其中放大电路的静态工作点是否能保证电路工作在放大状态。⑵分析电路是否满足自激振荡条件。⑶估算振荡频率和起振条件。 备注：计算题目还有频率公式还有输入哦！ ? ? 第九章

篇三：模拟电子技术基础总结 第一章晶体二极管及应用电路 一、半导体知识 1．本征半导体

·单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅（Si）和锗（Ge）（图1-2）。前者是制造半导体ic的材料（三五价化合物砷化镓Gaas是微波毫米波半导体器件和ic的重要材料）。

·纯净（纯度>7n）且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发或产生）（图1-3）。本征激发产生两种带电性质相反的载流

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子——自由电子和空穴对。温度越高，本征激发越强。

·空穴是半导体中的一种等效?q载流子。空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶格中的空位，使局部显示?q电荷的空位宏观定向运动（图1-4）。

·在一定的温度下，自由电子与空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为载流子复合。复合是产生的相反过程，当产生等于复合时，称载流子处于平衡状态。 2．杂质半导体

·在本征硅（或锗）中渗入微量5价（或3价）元素后形成n型（或P型）杂质半导体（n型：图1-5，P型：图1-6）。

·在很低的温度下，n型（P型）半导体中的杂质会全部电离，产生自由电子和杂质正离子对（空穴和杂质负离子对）。

·由于杂质电离，使n型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴，而P型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。

·在常温下，多子>>少子（图1-7）。多子浓度几乎等于杂质浓度，与温度无关；两少子浓度是温度的敏感函数。

·在相同掺杂和常温下，Si的少子浓度远小于Ge的少子浓度。 3．半导体中的两种电流

在半导体中存在因电场作用产生的载流子漂移电流（这与金属导电一致）；还存在因载流子浓度差而产生的扩散电流。 4．Pn结

·在具有完整晶格的P型和n型材料的物理界面附近，会形成一个特

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殊的薄层——Pn结（图1-8）。·Pn结是非中性区（称空间电荷区），存在由n区指向P区的内建电场和内建电压；Pn结内载流子数远少于结外的中性区（称耗尽层）；Pn结内的电场是阻止结外两区的 1

多子越结扩散的（称势垒层或阻挡层）。

·正偏Pn结（P区外接高于n区的电压）有随正偏电压指数增大的电流；反偏Pn结（P区外接低于n区的电压），在使Pn结击穿前，只有其值很小的反向饱和电流iS。即Pn结有单向导电特性（正偏导通，反偏截止）。 v/V

?1)，其中，在T=300K时，热电压VT?26mV。·Pn结的伏安方程为：i?iS(e T ??

·非对称Pn结有Pn结（P区高掺杂）和Pn结（n区高掺杂），Pn结主要向低

掺杂区域延伸（图1-9）。 二、二极管知识

·普通二极管内芯片就是一个Pn结，P区引出正电极，n区引出负电极（图1-13）。·在低频运用时，二极的具有单向导电特性，正偏时导通，Si管和Ge管导通电压典型值分别是0.7V和0.3V；反偏时截止，但Ge管的反向饱和电流比Si管大得多（图1-15）。

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·低频运用时，二极管是一个非线性电阻，其交流电阻不等于其直流电阻。 ?di?rd??d? ?dvd? ?1

Q二极管交流电阻rd定义：

·稳压管电路设计时，要正确选取限流电阻，使稳压管在一定的负载条件下正常工作。

二极管交流电阻rd估算：rd?VTid

·二极管的低频小信号模型就是交流电阻rd，它反映了在工作点Q处，二极管的微变电流与微变电压之间的关系。

·二极管的低频大信号模型是一种开关模型，有理想开关、恒压源模型和折线模型三种近似（图1-20）。 三、二极管应用 1．单向导电特性应用

·整流器：半波整流（图1-28），全波整流（图P1-8a），桥式整流（图P1-8b）·限幅器：顶部限幅，底部限幅，双向限幅（图P1-9） ·钳位电路*

·通信电路中的应用*：检波器、混频器等2．正向导通特性及应用 二极管正向充分导通时只有很小的交流电阻，近似于一个0.7V（Si管）或0.3V（Ge管）的恒压源。 2

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3．反向击穿及应用

·二极管反偏电压增大到一定值时，反向电流突然增大的现象即反向击穿。

·反向击穿的原因有价电子被碰撞电离而发生的“雪崩击穿”和价电子被场效激发而发生的“齐纳击穿”。

·反向击穿电压十分稳定，可以用来作稳压管（图1-33）。 4．高频时的电容效应及应用

·高频工作时，二极管失去单向导电特性，其原因是管内的Pn结存在电容效应（结电容）。

·结电容分为Pn结内的势垒电容cT与Pn结两侧形成的扩散电容cd。·cT随偏压的增大而增大，cd与正偏电流近似成正比。 ·反偏二极管在高频条件下，其等效电路主要是一个势垒电容cT。利用这一特性的二极管称为变容二极管。变容二极管在通信电路中有较多的应用。

第二章双极型晶体三极管（BJT） 一、BJT原理

·双极型晶体管（BJT）分为nPn管和PnP管两类（图2-1，图2-2）。 ·当BJT发射结正偏，集电结反偏时，称为放大偏置。在放大偏置时，nPn管满足 Vc?VB?Vc

；PnP管满足Vc?VB?VE。 BE

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v

iE?iESe·放大偏置时，作为Pn结的发射结的Va关系是： /VT v

iE?iESe（nPn）， BET /V （PnP）。

·在BJT为放大偏置的外部条件和基区很薄、发射区较基区高掺杂的内部条件下，发射极电流iE将几乎转化为集电流ic，而基极电流较小。 ? icniE

·在放大偏置时，定义了

（icn是由iE转化而来的ic分量）极之后，可以导 出两个关于电极电流的关系方程：ic?iE?icBo ic??iB?(1??)icBo??iB?icEo 3 其中 ??

1?，icEo是集电结反向饱和电流，icEo?(1??)icBo是穿透电流。 ·放大偏置时，在一定电流范围内，iE、ic、iB基本是线性关系，而

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vBE对三个电流都是指数非线性关系。

·放大偏置时：三电极电流主要受控于vBE，而反偏vcB通过基区宽度调制效应，对电流有较小的影响。影响的规律是；集电极反偏增大时，ic，iE增大而iB减小。·发射结与集电结均反偏时BJT为截止状态，发射结与集电结都正偏时，BJT为饱和状态。 二、BJT静态伏安特性曲线

·三端电子器件的伏安特性曲线一般是画出器件在某一种双口组态时输入口和输出口的伏安特性曲线族。BJT常用cE伏安特性曲线，其画法是：

输入特性曲线：输出特性曲线： iB?f(vBE)ViB?f(vcE) cE常数 （图2-13） iB常数 （图2-14）

·输入特性曲线一般只画放大区，典型形状与二极管正向伏安特性相似。·输出特性曲线族把伏安平面分为4个区（放大区、饱和区、截止区和击穿区）放大区近似的等间隔平行线，反映?近似为常数，放大

区

曲

线

向

上

倾

是

50117728507929600b97a.jpg\"style=\"max-width:450px\"width=\"450px\"alt=\"模拟电子技术概念总结\"title=\"模拟电子技术概念总结\"/> 基区宽度调制效应所致。

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·当温度增加时，会导致?增加，icBo增加和输入特性曲线左移。 三、BJT主要参数 ??lim ?ic?iE Q

·电流放大系数：直流?，直流；交流满足 ?? ?1?? ??0 ??lim ?ic?iB Q 和 ??0 ，?、?也 。

·极间反向电流：集电结反向饱和和电流icBo；穿透电流icEo ·极限参数：集电极最大允许功耗Pcm；基极开路时的集电结反向击穿电压BVcEo；集电极最大允许电流icm ·特征频率fT 4

BJT小信号工作，当频率增大时使信号电流ic与ib不同相，也不成

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比例。若用相量 ??????

表示为ic，iB，则??iciB称为高频?。fT是当高频?的模等于1时的频率。

四、BJT小信号模型

·无论是共射组态或共基组态，其放大电压信号的物理过程都是输入信号使正偏发射结电压变化，经放大偏置BJT内部的vBE的正向控制过程产生集电极电流的相应变化（ic出现信号电流ic），ic在集电极电阻上的交流电压就是放大的电压信号。

·当发射结上交流电压|vbe|?5mV时，BJT的电压放大才是工程意义上的线性放大。·BJT混合?小信号模型是在共射组态下推导出的一种物理模型（图2-28），模型中有七个参数：

基本参数：基区体电阻rbb?，由厂家提供、高频管的rbb?比低频管小 rb?e?(1??) VTiE ?(1??)re

基区复合电阻rb?e：估算式：，re——发射结交流电阻

跨导gm：估算gm?ic/VT???38.5ic（ms），?rb?e,gm关系:??rb?egm?基调效应参数rce：估算rce?Va/ic，Va——厄利电压 rb?c：估算rb?c??rce 300K 1gm

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?re

以上参数满足： rb?c??rce??rb?e??

高频参数：集电结电容cb?c：由厂家给出； cb?e? gm2?fT ?cb?c

发射结电容cb?e：估算 *

·最常用的BJT模型是低频简化模型

（1）电压控制电流源（ic?gmvb?e）模型（图2-23）

（2）电流控制电流源（ic??ib）模型（图2-24，常用），其中rbe?rbb??rb?e 5