模拟电路总复习知识点

第一章 绪论

1． 模拟信号和数字信号

·模拟信号：时间连续、幅度连续的信号（图1.1.8）。 ·数字信号：时间、幅度离散的信号（图1.1.10） 2．放大电路的基本知识

·输入电阻i R ：是从放大器输入口视入的等效交流电阻。i R 是信号源的负载，i R 从信号源吸收信号功率。

·输出电阻o R ：放大器在输出口对负载L R 而言，等效为一个新的信号源（这说明放大器向负载L R 输出功率o P ），该信号源的内阻即为输出电阻。

·放大器各种增益定义如下： 端电压增益：o

V i

V A V =

源电压增益：o i

VS V s s i

V R A A V R R ==+ 电流增益：o I i

I A I =

互导增益：o

G i I A V = 互阻增益：o I i

V A I =

负载开路电压增益（内电压增益）：0L o V i

R V A V →∞

=，00L

V V L

R A A R R =

+

功率增益：0

||||P V I i

P A A A P =

= ·V A 、G A 、R A 、I A 的分贝数为20lg A ；p A 的分贝数为20lg p A 。 ·不同放大器增益不同，但任何正常工作的放大器，必须1>P A 。

·任何单向化放大器都可以用模型来等效，可用模型有四种（图1.2.2）。 ·频率响应及带宽：o ()

()()

V i V j A j V j ωωω=

或()()V V A A ωϕω=∠

()V A ω—— 幅频相应（图1.2.7）：电压增益的模与角频率的关系。 ()ϕω—— 相频相应：输出与输入电压相位差与角频率的关系。

BW —— 带宽：幅频相应的两个半功率点间的频率差H L BW f f =-。

·线性失真：电容和电感引起，包括频率失真和相位失真（图1.2.9） ·非线性失真：器件的非线性造成。

第二章 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2.1.2），一些金属化合物也具有半导体的性质如砷化镓GaAs 。前者是制造半导体IC 的材料，后者是微波毫米波半导体器件和IC 的重要材料。

·本征半导体：纯净且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。 ·本征激发（又称热激发或产生）：在一定的温度下，本征激发产生两种带电性质相反的载流子——自由电子和空穴对。温度越高，本征激发越强。

·空穴：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2.1.4）。

·复合：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。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（P 型：图2.1.5，N 型：图2.1.6）。

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

·载流子：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；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。

二、PN 结

在具有完整晶格的P 型和N 型材料的物理界面附近，会形成一个特殊的薄层——PN 结（图2.2.2）。

·PN 结（又称空间电荷区）：存在由N 区指向P 区的内电场和内电压；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多子越结扩散的（称势垒层或阻挡层）。

·单向导电特性：正偏PN 结（P 区电位高于N ）时，有随正偏电压指数增大的电流；反偏PN 结（P 区电位低于N 区），在使PN 结击穿前，只有很小的反向。即PN 结有单向导电特性（正偏导通，反偏截止）。

·反向击穿特性：当反偏电压达到一定值时，反向电流急剧增大，而PN 结两端的电压变化不大（图2.2.6）。

· PN 结的伏安方程为：/(1)T v V S i I e =-，其中，在T = 300K 时，热温度当量26mV T V 。

三、半导体二极管

·普通二极管内就是一个PN 结，P 区引出正电极，N 区引出负电极（图2.3.1）。 ·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2.3.2、图2.3.3）。

·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。 二极管交流电阻：1

D d D Q

di r dv -⎛⎫

= ⎪

⎝⎭

。二极管交流电阻d r 估算：d T D r V I ≈

二极管直流电阻：D

D D

V R I =

·二极管的低频小信号模型：就是交流电阻d r ，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、二极管应用

1．单向导电特性应用

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。

·整流器：半波整流，全波整流，桥式整流 ·限幅器：顶部限幅，底部限幅，双向限幅 ·钳位电路*

2．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”和耗尽层中价电子强场激发而发生的“齐纳击穿”。

·反向击穿电压十分稳定，可以用来作稳压管（图2.5.2）。

·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。 3．特殊二极管

·光电二极管、变容二极管、稳压二极管、激光二极管。

第三章 双极型晶体三极管及其放大电路

一、半导体BJT 结构及偏置

·双极型晶体管（BJT ）分为NPN 管和PNP 管两类（图3.1.3和3.1.2）。电流控制器件。 ·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C B C V V V >>；PNP 管满足C B E V V V <<。

· 放大偏置时，作为PN 结的发射结的V －I 特性是：/BE T v V E ES i I e =（NPN ），

/EB T v V E ES i I e =（PNP ）。

·电流分配（图3.1.4）：在BJT 为放大偏置的外部条件下，发射极电流E i 将几乎转化为

集电流C i ，而基极电流较小。

·电流放大系数：在放大偏置时，令CN

E

i i α=（CN i 是由E i 转化而来的C i 分量），导出两个关于电极电流的关系方程：C E CBO i i I α=+ 其中1α

βα

=

-，CEO I 是集电结反向饱和电流，(1)CEO CBO I I β=+是穿透电流。