模电知识总结

半导体二极管

一.半导体的基础知识

1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。 2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。

3.本征半导体：完全纯净的，结构完整的具有单晶体结构的半导体。

4. 两种载流子 ：带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.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三价元素（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五价元素（多子是电子，少

子是空穴）。

6. 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，少子浓度与温度有关。  体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。

 转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质

半导体。

7. PN结

 PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。  PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。

8. PN结的伏安特性

二. 半导体二极管

 单向导电性------正向导通，反向截止。  二极管伏安特性----同ＰＮ结。

 正向导通压降------硅管0.6~0.7V（一般取0.7），锗管0.2~0.3V。  死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。

3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:

若

V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);

若

V阳 1）图解分析法

该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。

2) 等效电路法

A. 直流等效电路法

*总的解题手段：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路); 若 V阳 B. 微变等效电路法

三. 稳压二极管及其稳压电路

稳压二极管的特性：正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。

第二章 三极管及其基本放大电路

一. 三极管(BJT)的结构、类型及特点

1.类型---分为NPN和PNP两种。

2.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；集电区掺杂浓度较高，与基区接触面积较大。

二. 三极管的工作原理 1. 三极管的三种基本组态

2. 三极管内各极电流的分配

* 共发射极电流放大系数 (表明三极管是电流控制器件

式子

称为穿透电流。

3. 共射极放大电路的特性曲线

 输入特性曲线---同二极管。

 输出特性曲线

(饱和管压降，用

UCES表示

放大区---发射结正偏，集电结反偏。 截止区---发射结反偏，集电结反偏。

4. 温度影响

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。

三. 低频小信号等效模型（简化）

hie---输出端交流短路时的输入电阻， 常用rbe表示；

hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比， 常用β表示；

四. 基本放大电路组成及其原则

1. VT、 VCC、 Rb、 Rc 、C1、C2的作用。 2.组成原则----能放大、不失真、能传输。

五. 放大电路的图解分析法 1. 直流通路与静态分析

*概念---直流电流通的回路。

*画法---电容视为开路。 *作用---确定静态工作点 *直流负载线---由

VCC=ICRC+UCE 确定的直线。

*电路参数对静态工作点的影响

Rb ：Q点将沿直流负载线上下移动。

2）改变Rc ：Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。 3）改变VCC：直流负载线平移，Q点发生移动。

1）改变

2. 交流通路与动态分析

*概念---交流电流流通的回路

*画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。

*作用---分析信号被放大的过程。 *交流负载线--- 连接Q点和的直线。

V CC’点 V CC’= UCEQ+ICQR L’

3. 静态工作点与非线性失真

（1）截止失真

*产生原因---Q点设置过低

*失真现象---NPN管削顶，PNP管削底。 *消除方法---减小Rb，提高Q。

（2） 饱和失真

*产生原因---Q点设置过高

*失真现象---NPN管削底，PNP管削顶。 *消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC 。

4. 放大器的动态范围

（1） Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。 （2）范围

a)

（UCEQ－UCES）＞（VCC’ － UCEQ ）时，受截止失真，UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。

当

（UCEQ－UCES）＜（VCC’ － UCEQ ）时，受饱和失真，UOPP=2UOMAX=2 （UCEQ－UCES）。 c) 当（UCEQ－UCES）＝（VCC’ － UCEQ ），放大器将b)

当

有最大的不失真输出电压。

六. 放大电路的等效电路法

1. 静态分析

（1）静态工作点的近似估算

（2）Q点在放大区的条件

欲使Q点不进入饱和区，应满足

2.RB＞βRc 。

放大电路的动态分析

* 放大倍数

* 输入电阻

* 输出电阻

七. 分压式稳定工作点共射放大电路的等效电路法 (射极偏置电路)

1．静态分析

2．动态分析

*电压放大倍数

在Re两端并一电解电容Ce后

输入电阻

在Re两端并一电解电容Ce后

* 输出电阻

八. 共集电极基本放大电路

1．静态分析

2．动态分析

* 电压放大倍数

* 输入电阻

* 输出电阻

3. 电路特点

* 电压放大倍数为正，接近1但略小于1，称为射极输出器，又称电压跟随器。

* 输入电阻高，输出电阻低。

第四章 场效应管及其放大电路

一. 结型场效应管（ JFET ）

1.结构示意图和电路符号

2. 输出特性曲线

（可变电阻区、放大区、截止区、击穿区）

转移特性曲线

UP ----- 截止电压

二. 绝缘栅型场效应管（MOSFET）

分为增强型（EMOS）和耗尽型（DMOS）两种。

1.结构示意图和电路符号

2. 特性曲线

*N-EMOS的输出特性曲线

* N-EMOS的转移特性曲线

式中，IDO是UGS=2UT时所对应的iD值。 * N-DMOS的输出特性曲线

注意：uGS可正、可零、可负。转移特性曲线上iD=0处的值是夹断电压UP，此曲线表示式与结型场效应管一致。

三. 场效应管的主要参数

1.漏极饱和电流IDSS 2.夹断电压Up 3.开启电压UT 4.直流输入电阻RGS 5.低频跨导

gm(表明场效应管是电压控制器件)

四. 场效应管的小信号等效模型

E-MOS 的跨导

五. 共源极基本放大电路

1.自偏压式偏置放大电路

* 静态分析

动态分析

若带有Cs，则

2.分压式偏置放大电路

* 静态分析

* 动态分析

若源极带有Cs，则

六.共漏极基本放大电路

* 静态分析

或

* 动态分析