模电各重点内容及总复习外加试题和答案

《模电》第一章重点掌握内容：一、概念1、半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。

2、半导体奇妙特性：热敏性、光敏性、掺杂性。

3、本征半导体：完全纯净的、结构完整的、晶格状的半导体。

4、本征激发：环境温度变化或光照产生本征激发，形成电子和空穴，电子带负电，空穴带正电。

它们在外电场作用下均能移动而形成电流，所以称载流子。

5、P型半导体：在纯净半导体中掺入三价杂质元素，便形成P型半导体，使导电能力大大加强，此类半导体，空穴为多数载流子（称多子）而电子为少子。

6、N型半导体：在纯净半导体中掺入五价杂质元素，便形成N型半导体，使导电能力大大加强，此类半导体，电子为多子、而空穴为少子。

7、PN结具有单向导电性：P接正、N接负时（称正偏），PN结正向导通，P接负、N接正时（称反偏），PN结反向截止。

所以正向电流主要由多子的扩散运动形成的，而反向电流主要由少子的漂移运动形成的。

8、二极管按材料分有硅管(S i管)和锗管(G e管)，按功能分有普通管，开关管、整流管、稳压管等。

9、二极管由一个PN结组成，所以二极管也具有单向导电性：正偏时导通，呈小电阻，大电流，反偏时截止，呈大电阻，零电流。

其死区电压：S i管约0。

5V，G e管约为0。

1 V ，其死区电压：S i管约0.5V，G e管约为0.1 V 。

其导通压降：S i管约0.7V，G e管约为0.2 V 。

这两组数也是判材料的依据。

10、稳压管是工作在反向击穿状态的：①加正向电压时，相当正向导通的二极管。

（压降为0.7V，）②加反向电压时截止，相当断开。

③加反向电压并击穿（即满足U﹥U Z）时便稳压为U Z。

11、二极管主要用途：整流、限幅、继流、检波、开关、隔离（门电路）等。

二、应用举例：（判二极管是导通或截止、并求有关图中的输出电压U0。

三极管复习完第二章再判）参考答案：a、因阳极电位比阴极高，即二极管正偏导通。

是硅管。

b 、二极管反偏截止。

f 、因V的阳极电位比阴极电位高，所以二极管正偏导通，（将二极管短路）使输出电压为U0=3V 。

G、因V1正向电压为10V，V2正向电压13V，使V2 先导通，（将V2短路）使输出电压U0=3V，而使V1反偏截止。

h 、同理，因V1正向电压10V、V2正向电压为7V，所以V1先导通（将V1短路），输出电压U0=0V，使V2反偏截止。

（当输入同时为0V或同时为3V，输出为多少，请同学自行分析。

）三、书P31习题：1-3、1-4、1-6、1-8、1-13、1-161、《模电》第二章重点掌握内容：一、概念1、三极管由两个PN结组成。

从结构看有三个区、两个结、三个极。

（参考P40）三个区：发射区——掺杂浓度很高，其作用是向基区发射电子。

基区——掺杂浓度很低，其作用是控制发射区发射的电子。

集电区——掺杂浓度较高，但面积最大，其作用是收集发射区发射的电子。

两个结：集电区——基区形成的PN结。

叫集电结。

（J C）基区——发射区形成的PN结。

叫发射结。

（J e）三个极：从三个区引出的三个电极分别叫基极B、发射极E和集电极C（或用a、b、c）对应的三个电流分别称基极电流I B、发射极电流I E、集电极电流I C。

并有：I E =I B+ I C2、三极管也有硅管和锗管，型号有NPN型和PNP型。

(参考图A。

注意电路符号的区别。

可用二极管等效来分析。

)3、三极管的输入电压电流用U BE、I B表示，输出电压电流用U CE、I C表示。

即基极发射极间的电压为输入电压U BE，集电极发射间的电压为输出电压U CE。

（参考图B）三极管具有电流电压放大作用.其电流放大倍数β=I C / I B (或I C=β I B)和开关作用.4、三极管的输入特性（指输入电压电流的关系特性）与二极管正向特性很相似，也有：死区电压：硅管约为0.5V, 锗管约为0.1V 。

导通压降：硅管约为0.7V ,锗管约为0.2V 。

（这两组数也是判材料的依据）5、三极管的输出特性(指输出电压U CE与输出电流I C的关系特性)有三个区:①饱和区:特点是U CE﹤0.3V,无放大作用,C-E间相当闭合.其偏置条件J C, J e都正偏.②截止区:特点是U BE ≦0, I B=0, I C=0,无放大. C-E间相当断开..其偏置条件J C, J e都反偏.③放大区: 特点是U BE大于死区电压, U CE﹥1V, I C=β I B.其偏置条件J e正偏J C反偏.所以三极管有三种工作状态,即饱和状态,截止状态和放大状态,作放大用时应工作在放大状态,作开关用时应工作在截止和饱和状态.6、当输入信号I i很微弱时,三极管可用H参数模型代替(也叫微变电路等效电路)(参考图B)7、对放大电路的分析有估算法和图解法估算法是：⑴先画出直流通路（方法是将电容开路，信号源短路，剩下的部分就是直流通路），求静态工作点I BQ、I CQ、U CEQ。

⑵画交流通路，H参数小信号等效电路求电压放大倍数A U输入输出电阻R I和R0。

（参考P58图2.2.5）图解法：是在输入回路求出I B后，在输入特性作直线，得到工作点Q，读出相应的I BQ、U BEQ 而在输出回路列电压方程在输出曲线作直线，得到工作点Q，读出相应的I CQ、U CEQ加入待放大信号u i从输入输出特性曲线可观察输入输出波形，。

若工作点Q点设得合适，（在放大区）则波形就不会发生失真。

（参考P52图2.2.2）8、失真有三种情况:⑴截止失真：原因是I B、I C太小，Q点过低，使输出波形后半周（正半周）失真。

消除办法是调小R B，以增大I B、I C，使Q点上移。

⑵饱和失真：原因是I B、I C太大，Q点过高，使输出波形前半周（负半周）失真。

消除办法是调大R B，以减小I B、I C，使Q点下移。

⑶信号源U S过大而引起输出的正负波形都失真，消除办法是调小信号源。

2．二、应用举例说明：图A：三极管有NPN型和PNP型，分析三极管的工作状态时可用二极管电路来等效分析。

图B：三极管从BE看进去为输入端，从CE看进去输出端。

可用小信号等效电路来等效。

其三极管的输入电阻用下式计算：rbe =200+(1+β)26/ I EQ=200+26/ I BQI C=β I B.图C的图1因发射结正偏，集电结反偏，所以是放大；图2因发射结电压为3伏，所以管烧；图3因发射结集电结都正偏，所以是饱和；图4因发射结正偏，集电结反偏，所以是放大。

图D：a图为固定偏置电路，b图为直流通路，c图为H参数小信号等效电路。

（其计算在下一章）三、习题：P81 2-1、2-2、2-4abc、2-93．《模电》第三章重点掌握内容：一、概念1、放大电路有共射、共集、共基三种基本组态。

（固定偏置电路、分压式偏置电路的输入输出公共端是发射极，故称共发射极电路）。

共射电路的输出电压U0与输入电压U I反相，所以又称反相器。

共集电路的输出电压U0与输入电压U I同相，所以又称同相器。

2、差模输入电压U id=U i1-U i2指两个大小相等，相位相反的输入电压。

（是待放大的信号）共模输入电压U iC= U i1=U i2指两个大小相等，相位相同的输入电压。

（是干扰信号）差模输出电压U0d 是指在U id作用下的输出电压。

共模输出电压U0C是指在U iC作用下的输出电压。

差模电压放大倍数A ud= U0d / /U id是指差模输出与输入电压的比值。

共模放大倍数A uc =U0C /U iC是指共模输出与输入电压的比值。

（电路完全对称时A uc =0）共模抑制比K CRM=A ud /A uc是指差模共模放大倍数的比值，电路越对称K CRM越大，电路的抑制能力越强。

3、差分电路对差模输入信号有放大作用，对共模输入信号有抑制作用，即差分电路的用途：用于直接耦合放大器中抑制零点漂移。

（即以达到U I =0，U0=0的目的）4、电压放大器的主要指标是电压放大倍数A U和输入输出电阻R i ，R0 。

功率放大器的主要指标要求是（1）输出功率大，且不失真；（2）效率要高，管耗要小，所以功率放大电路通常工作在甲乙类（或乙类）工作状态，同时为减小失真，采用乙类互补对称电路。

为减小交越失真采用甲乙类互补对称电路。

5、多级放大电路的耦合方式有：直接耦合：既可以放大交流信号，也可以放大直流信号或缓慢变化的交流信号；耦合过程无损耗。

常用于集成电路。

但各级工作点互相牵连，会产生零点漂移。

阻容耦合：最大的优点是各级工作点互相独立，但只能放大交流信号。

耦合过程有损耗，不利于集成。

变压器耦合：与阻容耦合优缺点同，已少用。

二、电路分析。

重点掌握以下几个电路：1、固定偏置电路；如图D-a（共射电路）A）会画直流通路如图D-b，求工作点Q。

（即求I BQ、I CQ、U CEQ）即；I BQ =（U CC—U BE）/ R BI CQ =β I B.U CEQ = U CC—I CQ R CB）会画微变等效电路，如图D-c，求电压放大倍数和输入输出电路：A U、R i、R O。

即：A U = —β R L／/ rbe ，R i = R B∥rbe ，R O = R C4．设：R B=470KΩ，R C=3KΩ, R L= 6KΩ，U CC=12V，β=80，U BE=0.7V，试求工作点Q和A U、R i、R O2、分压式偏置电路；如图E-a（为共射电路）A）会画直流通路如图E-b，求工作点Q。

（即求I BQ、I CQ、U CEQ）即：V B =R B2*U CC/（R B1+R B2）I CQ≈I EQ= （V B—U BE）/R EU CEQ = U CC—I CQ（R C+R E）B）会画微变等效电路，如图E-c，求电压放大倍数和输入输出电路：A U、R i、R O即：A U = —β R L／/ rbe ，R i = R B1∥R B2∥rbe ，R O = R C设：R B1=62KΩ，R B2=16 KΩ，R C=5KΩ, R E=2KΩ，R L=5 KΩ，U CC=20V，β=80，U BE=0.7V，试求工作点（Q）I BQ、、I CQ、U CEQ和A U、R i、R O。

（请同学一定要完成上两道题，并会画这两个电路的直流通路和微变等效电路。

）3、射极输出器，如图F-a（为共集电路，又称同相器、跟随器）重点掌握其特点：①电压放大倍数小于近似于1，且U O与U i同相。

②输入电阻很大。

③输出电阻很小，所以带负载能力强。

了解其电路结构，直流通路（图F-b）和微变等效电路（图F-c）的画法。

5．《模电》第四章重点掌握内容：一、概念1、反馈是指将输出信号的一部分或全部通过一定的方式回送到输入端。

2、反馈有正反馈（应用于振荡电路）和负反馈（应用于放大电路）之分。