一周搞定系列之模电全集
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模电Ch1 常用半导体器件基础概念6二极管PN结...PN结和二极管区别2IV特性4主要参数1瞬态响应3IV特性等效电路16微变等效电路7稳压二极管14其他二极管2BJT双极型三极管(Bipolar Junction Transistor,简称BJT)双极: 在工作时有电子和空穴两种载流子参与导电过程注意集电极的结面积较大:为什么要大?为什么是电流控制器件因为β化简成了一个系数,IC和IB成比例4晶体管内部载流子的运动6共射电流放大系数7共射特性曲线输入特性曲线输入特性曲线开启电压Von硅三极管的Von为0.5~0.7V,锗三极管的Von为0.2~0.3V。
指数关系当Uc增大时,曲线将右移输出特性曲线UBE<UEBQ,B-E反偏,B-C反偏开启电压UonB-E正,B-C反偏B-E正,B-C正注意横线由IB控制,而EFT是电压Vgs具体公式是什么?没有吗?这里Ib和纵轴Ic是线性关系,比例为β改变β的方法在半导体器件有讲硅三极管开始进入饱和区的Vce值约为0.6~0.7V例题主要参数17温度对晶体管的影响10FET单极型器件:只靠多数载流子导电结型FET52绝缘栅FET(MOSFET)50主要参数27FET和BJT的比较7集成电路中的元件Ch2 基本放大电路放大电路性能指标28BJT共射放大电路基本共射放大电路6直接耦合共射放大电路8阻容耦合共射放大电路4PNP共射放大电路放大电路分析...静态工作点的稳定温度34BJT放大电路三种基本接法50EFT放大电路55复合管52Ch3 集成运算放大电路使用原因26结构87电压传输特性7零点漂移15主要性能指标1运放类型7集成运放结构拆分11运放等效电路(低频)6运放保护措施7常用结构输入级常使用共集共基来提高输入电阻,提高带宽为什么提高带宽?利用有源负载提高放大倍数,使单端输出电路的差模放大倍数近似等于双端输出电路的差模放大倍数?例题4Ch4 放大电路的频率响应基本高低通模型7晶体管的高频等效模型晶体管的混合π模型简化的混合π模型13β和α随频率的变化10FET的高频等效模型7单管放大电路的频率响应电容考虑情况3单管共射放大电路46单管共源放大电路6频率响应的改善减小fL加大耦合电容及其回路电阻,以增大回路时间常数或各级之间采用直接耦合(不用耦合电容也就没有高通)增大fH减小C'π/C'gs, 而C'π≈Cπ+(gm*RL)Cu,所以可以通过减小gmRL的方法提高fH->注意:fH的提高与|A|的增大是相互矛盾的。
四大步骤让你搞定模拟电路学习众所周知,模拟电路难学,以最普遍的晶体管来说,我们分析它的时候必须首先分析直流偏置,其次在分析交流输出电压。
可以说,确定工作点就是一项相当麻烦的工作(实际中来说),晶体管的参数多、参数的离散性也较大。
但值得我们注意的是,模拟电路构建了电子行业的基础,至今为止,电子技术已经发展到如此高的水平。
但如果我们观察各种电子电路的发展,我们会发现:几乎所有的电子技术都离不开放大技术。
即使是数字芯片内部,其基本单元都是互补型源极接地放大电路。
模拟电子技术的重要性时不我待。
模拟电路再怎么说,关键的是多学多做,做出片子就自然懂得哪些知识点需要掌握了。
这里就主要谈谈学习模拟电路要求的四个知识部分,要成为模拟电路的设计者,我们必须掌握其最基本的以下四个组成部分:(1)晶体管元件的设计它是指半导体工程学方面的知识,任何设计的IC芯片都将最终回归于它,一般都是从薛定谔波动方程式开始引出的(比较复杂),但与实际具体设计电路直接联系不大,而我们又不能缺少这部分,是理论基础。
(2)晶体管电路的设计要从事模拟电路设计事实上必须掌握晶体管电路的基本知识,推荐一边学习一边实验、仿真,PSPICE之类的都可以,通一个就行,同时要注意多想多动手。
时间长了自然能掌握晶体管电路的设计技术,这里面的学习,我们就开始掌握经验。
晶体管、FET是构建整个电路的基础,这里学通了,诸多IC的原理图就很直观了。
(3)功能模块的设计功能模块主要以各种各样的运放为基础,包括AD、 DA、PLL、稳压源等等,它们都主要是由晶体管构成的,功能模块设计工程中都会将元器件适当的理想化。
这部分的学习是十分重要的。
一般都是从这里开始学习模拟电路,这部分相对来说比较易懂,也是模拟电路学习的切入点。
(4)系统设计这部分就需要相当的高度,需要虑方方面面。
其实,说实在的,真正做过一两块片子就差不多能通大半部分。
关键是试验、动手。
模拟电路的境界复旦攻读微电子专业模拟芯片设计方向研究生开始到现在五年工作经验,已经整整八年了,其间聆听过很多国内外专家的指点。
《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 。
模电基础教程01单元半导体器件基础半导体的导电特性导体、绝缘体和半导体本征半导体的导电特性杂质半导体的导电特性PN结晶体二极管二极管的结构与伏安特性半导体二极管的主要参数半导体二极管的等效电路与开关特性稳压二极管晶体三极管三极管的结构与分类三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用三极管的特性曲线三极管的主要参数三极管的开关特性场效应管结型场效应管绝缘栅型场效应管特殊半导体器件发光二极管光敏二极管和光敏三极管02单元基本放大电路基本放大电路的工作原理基本放大电路的组成直流通路与静态工作点交流通路与放大原理放大电路的性能指标放大电路的图解分析法放大电路的静态图解分析放大电路的动态图解分析输出电压的最大幅度与非线性失真分析微变等效电路分析法晶体管的h参数晶体管的微变等效电路用微变等效电路法分析放大电路静态工作点的稳定温度变化对静态工作点的影响工作点稳定的电路场效应管放大电路场效应管放大电路的静态分析多级放大电路多级放大电路的级间耦合方式多级放大电路的分析方法放大电路的频率特性单级阻容耦合放大电路的频率特性多级阻容耦合放大电路的频率特性03单元负反馈放大电路反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和一般表达式反馈放大电路的类型与判断负反馈放大电路基本类型举例电压串联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路负反馈对放大电路性能的影响降低放大倍数提高放大倍数的稳定性展宽通频带减小非线性失真改变输入电阻和输出电阻负反馈放大电路的分析方法深度负反馈放大电路的近似计算*方框图法分析负反馈放大电路04单元功率放大器功率放大电路的基本知识概述甲类单管功率放大电路互补对称功率放大电路OCL类互补放大电路OTL甲乙类互补对称电路复合互补对称电路变压器耦合推挽功率放大电路05单元直接耦合放大电路概述直接耦合放大电路中的零点漂移基本差动放大电路的分析基本差动放大电路基本差动放大电路抑制零点漂移的原理基本差动放大电路的静态分析基本差动放大电路的动态分析差动放大电路的改进06单元集成运算放大器集成电路基础知识集成电路的特点集成电路恒流源有源负载的基本概念集成运放的典型电路及参数典型集成运放F007电路简介集成运放的主要技术参数集成运放的应用概述运放的基本连接方式集成运放在信号运算方面的应用集成运放在使用中应注意的问题07单元直流电源整流电路半波整流电路全波整流电路桥式整流电路倍压整流电路滤波电路电容滤波电路电感滤波电路复式滤波电路有源滤波电路稳压电路并联型硅稳压管稳压电路串联型稳压电路的稳压原理带有放大环节的串联型稳压电路稳压电源的质量指标提高稳压电源性能的措施08单元正弦波振荡电路自激振荡原理自激振荡的条件自激振荡的建立和振幅的稳定正弦波振荡电路的组成LC正弦波振荡电路变压器反馈式振荡电路三点式LC振荡电路三点式LC振荡电路的构成原则电感三点式振荡电路电容三点式振荡电路克拉泼与席勒振荡电路(改进型电容三点式振荡电路)石英晶体振荡器石英晶体的基本特性和等效电路石英晶振:并联型晶体振荡电路石英晶振:串联型晶体振荡电路RC振荡电路RC相移振荡电路文氏电桥振荡电路09单元调制、解调和变频调制方式调幅调幅原理调幅波的频谱调幅波的功率调幅电路检波小信号平方律检波大信号直线性检波调频调频的特点调频波的表达式调频电路:变容二极管调频电路调频与调幅的比较鉴频对称式比例鉴频电路不对称式比例鉴频电路变频变频原理变频电路10单元无线广播与接受无线电广播与接收无线电波的传播超外差收音机超外差收音机方框图超外差收音机性能指标LC谐振回路LC串联谐振回路LC并联谐振回路输入回路统调中频放大电路自动增益电路整机电路分析半导体导电特性导体、绝缘体和半导体自然界的各种物质就其导电性能来说、可以分为导体、绝缘体和半导体三大类。
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模电基础知识目录一、模电概述 (2)二、模电基础知识 (2)1. 电路基本理论 (4)1.1 电路的基本概念 (5)1.2 欧姆定律与功率公式 (6)1.3 直流电路与交流电路 (7)2. 电子元器件 (8)2.1 电阻、电容、电感等被动元件 (9)2.2 二极管、晶体管等主动元件 (10)2.3 集成芯片与模块 (12)3. 信号与系统 (13)3.1 信号的概念及分类 (14)3.2 系统的基本概念 (16)3.3 信号传输与处理 (17)三、模电技术及应用领域 (19)1. 模电技术基础 (20)1.1 模数转换与数模转换 (21)1.2 放大、滤波、振荡等基础技术 (23)1.3 电路设计与调试 (24)2. 模电应用领域 (26)2.1 通信领域应用 (27)2.2 音频/视频领域应用 (28)2.3 自动化控制领域应用 (29)四、模电实验与项目实践 (31)1. 模电实验基础 (32)1.1 实验仪器介绍及使用方法 (33)1.2 实验设计与操作步骤 (34)1.3 实验数据分析与总结 (35)2. 模电项目实践 (36)2.1 项目选题及需求分析 (37)2.2 项目方案设计与实践过程介绍 (39)2.3 项目成果展示与评估 (39)五、模电技术发展趋势与挑战 (40)一、模电概述模拟电子技术(Analog Electronics)是电子工程领域的一个重要分支,主要研究模拟信号的生成、处理、传输和测量。
与数字电子技术相比,模拟电子技术主要处理连续变化的信号,如电压、电流等,而不是离散的数字信号。
在模拟电子技术中,基本的元件包括电阻、电容、电感、二极管和晶体管等。
这些元件通过电路设计组合在一起,形成各种复杂的模拟电路。
模拟电路可以对输入信号进行放大、滤波、调制、解调等多种操作,从而实现信号的处理、变换和传输等功能。
模拟电子技术在许多领域都有广泛的应用,如通信、音频处理、图像处理、自动控制等。
从零开始学模电系列讲座目录第一讲电荷 (1)一、正电荷和负电荷 (1)二、物质带电 (1)第二讲电流、电压、电阻和欧姆定律 (1)一、电流 (1)二、电压 (1)三、电阻 (2)四、欧姆定律 (2)第三讲电阻器的认识 (2)第四讲电容器 (3)第五讲信号 (4)第六讲半导体的基础知识 (6)第七讲PN结的形成 (6)第八讲PN结机理 (7)第九讲PN结单向导电性 (9)第十讲PN结的参数及使用要点 (12)第十一讲三极管的结构 (13)第十二讲三极管工作机理 (16)第十三讲三极管的特性曲线 (18)第十四讲三极管基本放大电路的演变 (21)第十五讲:基本放大电路直流通路分析 (24)第十六讲放大电路动态分析 (26)第十七讲放大电路动态分析 (28)第一讲电荷一、正电荷和负电荷初中的时候我们学习过的物理和化学里有有关自然界中的物质的定义是:物质由分子组成,分子由原子组成,原子由原子核和核外电子组成。
原子核带正电,核外电子带负电。
元素的序号就是一个原子中原子核内正电荷的数目,核外电子的数目与核内正电荷的数目相等,正电荷和负电荷相互抵消而呈电中性。
所以,正常情况下物质是电中性的,即不带电的。
当原子获得一定的能量后,其核外电子容易摆脱原子核的束缚而挣脱出来,叫做自由电子。
任何元素都有其自身的化合价,化合价有表达能够摆脱原子核束缚的自由电子数目多少的特征。
如,硅原子的序号是14,表示有14个核外电子,14个核内正电荷。
但是化合价是4,即可能最多有4个核外电子摆脱原子核的束缚而成为自由电子,其余10个永远被原子核束缚,不得挣脱。
核外电子在原子核周围是按层次有规律的飞旋运转的。
正电荷和负电荷有相互吸引的作用,同种电荷有互相排斥的作用。
二、物质带电当我们设法把正电荷和负电荷分开,物质就带电了。
例如,物质的一头带正电荷,另一头带负电荷。
或者我们把某物质的某种电荷移走一部分,这个物质就剩下与移走的电荷的反电荷,数量相同,这个物质也就带电了。
二、视频课程内容1、基本元器件介绍1.0、二极管1.0.0、普通二极管特性测试1.0.1、稳压二极管测试1.0.2、整流二极管介绍1.0.3、开关二极管介绍1.1、电容1.2、三极管1.2.0、三极管介绍1.2.1、三极管三种工作状态测试1.3、场效应管1.3.0、场效应管介绍1.3.1、场效应管三种工作状态测试1.4、光耦1.5、蜂鸣器1.6、继电器1.7、数码管1.8、瞬态电压抑制器2、常用的基本电路分析与验证2.0、基本放大电路2.0.0、基本共射级放大电路2.0.1、分压偏置式共射极三极管放大电路2.0.2、反馈2.1、电源电路2.1.0、集成稳压电源电路2.1.1、扩流电路2.1.2、开关电源电路2.2、集成运算放大电路2.2.0、反相比例放大电路2.2.1、同相比例放大电路2.2.2、加法电路2.2.3、减法电路2.2.4、单极性变双极性电路2.2.5、双极性变单极性电路2.2.6、仪表放大器2.2.7、积分微分电路2.2.7.0、三角波发生电路2.2.8、滤波电路(高通、低通、带通、带阻) 2.2.9、采样保持电路2.2.9.0、信号测试电路2.2.10、电压比较电路2.2.11、文氏桥震荡电路2.3、功率放大器介绍与应用2.3、震荡电路2.3.0、555震荡电路2.3.0.0、多谐振荡器2.3.0.0.0、占空比可调电路2.3.0.1、单稳态触发器2.3.0.0.1、定时1S电路3、实际电路应用3.0、多路稳压电源设计3.1、数控恒流电路3.2、峰值检测电路。