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第一章半導體器件與模型 本征半導體 完全純凈的 結(jié)構(gòu)完整的半導體晶體 雜質(zhì)半導體 在本征半導體中人為摻入某種 雜質(zhì) 元素形成的半導體 N型半導體 在本征Si中摻入微量5價元素元素后形成的雜質(zhì)半導體稱為 P型半導體 在本征Ge中摻入微量3價元素后形成的雜質(zhì)半導體稱為 半導體器件 本征半導體和雜質(zhì)半導體 一 基本概念 1 在本征半導體中加入元素可形成N型半導體 加入元素可形成P型半導體 A 五價B 四價C 三價 二 選擇合適答案填入空內(nèi) 2 PN結(jié)加正向電壓時 空間電荷區(qū)將 A 變窄B 基本不變C 變寬 4 穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)是其工作在 A 正向?qū)˙ 反向截止C 反向擊穿 3 空間電荷區(qū)內(nèi)僅存在 自由電子 空穴對B 自由電子 正離子C 負離子 正離子 6 當場效應(yīng)管工作在放大區(qū)時 管子處于狀態(tài) A 飽和B 非飽和C 擊穿 5 工作在放大區(qū)的三極管 其中共基組態(tài)只能放大 共集組態(tài)只能放大 共射組態(tài)既能放大也能放大 A 電壓B 電流C 跨導 解二 1 A C2 A3 C4 C5 A B A B 6 A7 B 7 當晶體管工作在放大區(qū)時 發(fā)射結(jié)電壓和集電結(jié)電壓應(yīng)為 A 前者反偏 后者也反偏B 前者正偏 后者反偏C 前者正偏 后者也正偏 例1 1 二極管電路如圖 判斷圖中二極管是導通還是截止狀態(tài) 并確定輸出電壓Vo 設(shè)二極管的導通壓降為0 7V 解 首先將D1 D2斷開 求得兩管將承受的電壓 二極管接入以后 D2因正偏處于導通狀態(tài) VA被D2鉗位在9 3V D1因反偏處于截止狀態(tài) 例1 2 已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值VZ 6V 穩(wěn)定電流的最小值IZmin 5mA 求圖所示電路中VO1為多少伏 解 假設(shè)電路處于穩(wěn)壓狀態(tài) 流過電路的電流為 試問二極管中流過的交流電流有效值為多少 例1 3 解 二極管的直流電流 其動態(tài)電阻 故動態(tài)電流有效值 輸入阻抗 輸出阻抗 放大器的性能指標 增益 第2章放大器基礎(chǔ) 為有效傳輸信號 例2 1 在圖所示電路中 已知VCC 12V 晶體管的 100 Rb 100K 選擇一個合適的答案填入空內(nèi) 要求先填文字表達式后填得數(shù) 1 當時 測得VBEQ 0 7V 若要基極電流IBQ 20 A 則Rb和RW之和 而若測得VCEQ 6V 則 解 1 當時 測得VBEQ 0 7V 若要基極電流IBQ 20 A 則Rb和RW之和 而若測得VCEQ 6V 則 解 2 若測得輸入電壓有效值時 輸出電壓有效值 則電壓放大倍數(shù) 若負載電阻RL值與RC相等 則帶上負載后輸出電壓有效值 例2 2 1 試求該電路的靜態(tài)工作點 2 畫出簡化的小信號等效電路 3 求該電路的電壓增益Av 輸出電阻Ro 輸入電阻Ri 1 求Q點 作直流通路 解 2 畫出小信號等效電路 交流通路 小信號等效電路 3 求電壓增益 求輸入電阻 輸出電阻 一 差分放大電路的工作原理 1 基本信號 1 差模輸入信號 輸入信號分別為一對大小相等 極性相反的輸入電壓 第3章集成電路與運算放大器 2 共模輸入信號 輸入信號分別為一對大小相等 極性相同的輸入電壓 二 填空 1 理想集成運放電路具有輸入電阻 輸出電阻 共模抑制比 A 大B 中等C 小 2 差分放大電路采用恒流源可以獲得高的 A 輸入電阻B 輸出電阻C 共模抑制比 3 差動放大電路的差模信號是兩個輸入端信號的 共模信號是兩個輸入端信號的 A 差B 和C 平均值 解1 1 A C B 2 C 3 C 例3 1 電路如圖 在差分電路中 已知 試求 1 T1和T2管的集電極靜態(tài)電流ICQ 3 差模輸入電阻Rid和共模輸出電阻Ric 4 共模電壓增益Avc和差模電壓增益Avd 2 共模輸入電壓vvc和差模輸入電壓vvd 解 1 T1 T2的集電極靜態(tài)電流ICQ 2 共模輸入電壓vic差模輸入電壓vid 3 差模 共模輸入電阻Rid Ric 微變等效電路 差模 共模輸出電阻R0d R0c 4 共模電壓增益Avc和差模電壓增益Avd 例3 2 差分電路電路如圖 T1與T2管的特性相同 所有晶體管的 均相同 Rc1遠大與二極管的正向電阻 當vi1 vi2 0時 v0 0 b 問當輸入端有共模輸入電壓時 v0 簡述理由 a 求解電壓放大倍數(shù)的表達式 解 交流電路 Rc1遠大與二極管的正向電阻 微變等效電路 電壓放大倍數(shù)的表達式 由分流公式 輸入端有共模輸入電壓時 v0 理由 共模輸入時 T3的射極電流 基極電流 D上的電流 T2的集電極負載Rc1上的電流 T3的射極電壓不能滿足T3BE結(jié)導通的要求 T3截止 例3 3 電路如圖所示 試求集成運放輸出電壓的表達式 解 第4章負反饋放大器 一 反饋放大器的分類 1 電壓負反饋的特性 穩(wěn)定輸出電壓 2 電流負反饋的特性 穩(wěn)定輸出電流 二 負反饋對放大器性能的影響 3 負反饋提高了放大器增益的穩(wěn)定性 但降低了放大倍數(shù) 4 負反饋可展寬放大器的頻帶寬度 1 反饋信號與外加輸入信號的求和方式只對放大電路的輸入電阻有影響 串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大 并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小 2 反饋信號在輸出端的采樣方式只對放大電路的輸出電阻有影響 電壓負反饋使輸出電阻減小 電流負反饋使輸出電阻增大 5 負反饋對放大器輸入 輸出電阻的影響 當信號源為恒壓源或內(nèi)阻較小的電壓源時 為增大放大電路的輸入電阻 以減小信號源的輸出電流和內(nèi)阻上的壓降 6 根據(jù)信號源的性質(zhì)引入串聯(lián)負反饋 或者并聯(lián)負反饋 當信號源為恒流源或內(nèi)阻較大的電壓源時 為減小電路的輸入電阻 使電路獲得更大的輸入電流 引入串聯(lián)負反饋 引入并聯(lián)負反饋 負反饋放大器方框圖 1 電流并聯(lián)負反饋 2 電流串聯(lián)負反饋 3 電壓并聯(lián)負反饋 4 電壓串聯(lián)負反饋 三 負反饋放大電路的分析方法 1 深度負反饋條件下的近似計算 2 方框圖分析法 2 引入反饋后的電路在深度負反饋條件下輸出電阻Rof和閉環(huán)增益Avf分別為多大 例4 1 設(shè)兩級放大電路如圖題所示 1 為使輸出電阻減小 應(yīng)引入何種反饋 在圖中標明反饋支路 1 應(yīng)引入電壓并聯(lián)負反饋 使輸出電阻減小 解 2 在深度負反饋條件下輸出電阻Rof和閉環(huán)增益Avf分別為 例4 3 在圖所示二級反饋放大器中 用瞬時極性法判別反饋極性及反饋類型 并估算反饋放大器的電壓增益 反饋系數(shù)B 輸入電阻和輸出電阻 解 1 電壓串聯(lián)負反饋 2 反饋放大器的電壓增益 3 反饋系數(shù)B 3 輸入電阻 4 輸出電阻 例4 3 運放應(yīng)用電路如圖所示 1 求出三極管c b e各級電位 對地 2 若電壓表讀數(shù)為200mV 求出三極管的 值 圖中運放均為理想組件 VBE 0 7V 解 1 由理想運放的 虛短 虛斷 可知 2 若電壓表讀數(shù)為200mV 由b點電位為0及理想運放的 虛斷 可知 完整的頻響表達式及波特圖 第5章放大器的頻率響應(yīng) 1 放大器的低頻響應(yīng) 低頻小信號等效電路 低頻響應(yīng)的下限頻率主要由旁路電容和耦合電容決定 低頻增益 低頻響應(yīng)的轉(zhuǎn)折頻率 2 共發(fā)射極放大器的高頻響應(yīng) 高頻小信號等效電路 高頻響應(yīng)的上限頻率主要由結(jié)電容和分布電容決定 密勒電容CM1 密勒倍增因子 頻響表達式 確定fH 完整的頻響表達式及波特圖 例5 1 在圖示電路中 已知 求出電路的fH fL 1 求解fL 2 求解fH和中頻電壓放大倍數(shù) 例5 2 設(shè)只含一個RC環(huán)節(jié)的單級放大電路如圖 已知 電路中頻區(qū)電壓增益 通頻帶范圍為 1 確定RC的的數(shù)值 2 計算電容C1的大小 解 1 確定RC的的數(shù)值 由中頻電壓增益 2 計算電容C1的大小 低頻區(qū)等效電路 由于 第6章集成運算放大器的應(yīng)用 1 反相放大器 2 同相放大器 3 積分運算電路 輸出電壓 4 微分運算電路 輸出電壓 例6 1 在圖 a 所示電路中 已知輸入電壓uI的波形如圖 b 所示 當t 0時uO 0 試畫出輸出電壓uO的波形 解 輸出電壓的表達式為 當uI為常量時 輸出波形如圖 5 集成電壓比較器 門限電平 例6 2 分別推導出圖所示各電路的傳遞函數(shù) 并說明它們屬于哪種類型的濾波電路 6 有源濾波器 解 利用節(jié)點電流法求出它們的傳輸函數(shù) 在圖 a 所示電路中 高通濾波器 在圖 b 電路中 低通濾波器 例6 3 試說明圖所示各電路屬于哪種類型的濾波電路 是幾階濾波電路 解 一階高通濾波器 二階高通濾波器 由高通和低通連接而成的二階帶阻濾波器 1 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的原理框圖 第7章直流穩(wěn)壓電源 1 基準電壓 若基準電壓值改變了 即使VI和RL均不變 也會引起穩(wěn)壓電路直流輸出電壓的變化 破壞輸出電壓的穩(wěn)定性 2 反饋網(wǎng)絡(luò) 取樣網(wǎng)絡(luò) 改變反饋系數(shù)B 即可在一定的范圍內(nèi)改變輸出電壓 3 比較放大器 將反饋網(wǎng)絡(luò)得到的反饋電壓VF與基準電壓VREF進行比較 并將二者的差值進行放大 控制調(diào)整管 使輸出電壓保持穩(wěn)定 4 調(diào)整環(huán)節(jié) 是穩(wěn)壓電路的核心環(huán)節(jié) 穩(wěn)定電路的輸出電壓和最大電流主要取決于調(diào)整環(huán)節(jié) 2 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路 在深度負反饋的條件下 可得穩(wěn)壓電路的基本關(guān)系式