童诗白《模拟电子技术基础》（第4版）笔记和课后习题（含考研真题）详解

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内容简介
目录
第1章　常用半导体器件
　1.1　复习笔记
　1.2　课后习题详解
　1.3　名校考研真题详解
第2章　基本放大电路
　2.1　复习笔记
　2.2　课后习题详解
　2.3　名校考研真题详解
第3章　多级放大电路
　3.1　复习笔记
　3.2　课后习题详解
　3.3　名校考研真题详解
第4章　集成运算放大电路
　4.1　复习笔记
　4.2　课后习题详解
　4.3　名校考研真题详解
第5章　放大电路的频率响应
　5.1　复习笔记
　5.2　课后习题详解
　5.3　名校考研真题详解
第6章　放大电路中的反馈
　6.1　复习笔记
　6.2　课后习题详解
　6.3　名校考研真题详解
第7章　信号的运算和处理
　7.1　复习笔记
　7.2　课后习题详解
　7.3　名校考研真题详解
第8章　波形的发生器和信号的转换
　8.1　复习笔记
　8.2　课后习题详解
　8.3　名校考研真题详解
第9章　功率放大电路
　9.1　复习笔记
　9.2　课后习题详解
　9.3　名校考研真题详解
第10章　直流电源
　10.1　复习笔记
　10.2　课后习题详解
　10.3　名校考研真题详解
第11章　模拟电子电路读图
　11.1　复习笔记
　11.2　课后习题详解
　11.3　名校考研真题详解
                                                                                                                                                                                                    内容简介                                                                                            


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内容预览
第1章　常用半导体器件
1.1　复习笔记
一、半导体基础知识
1．本征半导体
本征半导体是指纯净的具有晶体结构的半导体。
载流子：运载电荷的粒子称为载流子。导体导电只有一种载流子，即自由电子导电；而本征半导体有两种载流子，即自由电子和空穴，这是半导体导电的特殊性质。
空穴：当电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子后，在共价键中留下一个空位置，称为空穴。
2．杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。
（1）N型半导体：在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导体。N型半导体中，自由电子的浓度大于空穴的浓度，故称自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子。
（2）P型半导体：在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成P型半导体。P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子。
3.PN结
在同一片半导体硅片上，分别制造P型半导体和N型半导体，在它们的交界面处就形成了PN结。
（1）PN结的单向导电性：PN结外加正向电压时处于导通状态；PN结外加反向电压时处于截止状态。
（2）PN结的电流方程：i=IS(

-1)
常温下，即T=300 K时，UT≈26mV。
当PN结外加正向电压时，i随u按指数规律变化；当PN结外加反向电压时，i≈-IS，称为PN结的伏安特性。其中，u＞0的部分称为正向特性，u＜0的部分称为反向特性。
二、半导体二极管
1．二极管的结构和分类
半导体二极管是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。由P区引出的电极称为阳极，N区引出的电极称为阴极。由于PN结的单向导电性，因此，二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。
按材料的不同，二极管可分为硅管和锗管；
按用途的不同，二极管可分为普通二极管、整流二极管和稳压二极管等；
按结构的不同，二极管可分为点接触型、面接触型和平面型，其中，点接触型二极管适用于高频电路的检波或小电流整流，也可用作数字电路的开关元件，面接触型二极管适用于低频整流，平面型二极管适用于脉冲数字电路做开关管。
2．二极管的伏安特性
二极管的伏安特性方程

二极管的伏安特性对温度很敏感，温度升高时，正向特性曲线向左移，反向特性曲线向下移，如图1.1所示。

图1.1 二极管的伏安特性
（1）正向特性
当外加正向电压很低时，正向电流几乎为零；当正向电压超过一定数值时，才有明显的正向电流，这个使二极管开始导通的临界电压称为开启电压

，通常硅管的开启电压约为0.5V，锗管的开启电压约为0.1V。
当正向电压大于开启电压后，正向电流迅速增长，曲线接近上升直线，当电流迅速增加时，二极管的正向压降变化很小，硅管的正向压降约为0.6～0.7V，锗管的正向压降约为0.1～0.3V。
（2）反向特性
二极管加上反向电压时，形成很小的反向电流，当反向电压在一定范围内增大时，反向电流的大小基本恒定，称为反向饱和电流。当温度升高时，少数载流子数目增加，使反向电流增大，特性曲线下移。
（3）反向击穿特性
当二极管的外加反向电压大于反向击穿电压时，反向电流突然急剧增加，称为二极管反向击穿。反向击穿电压一般在几十伏以上；反向击穿后，电流的微小变化会引起电压很大变化。
3．二极管的主要参数
（1）最大整流电流

：二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。
（2）最高反向工作电压

：二极管使用时允许加的最大反向电压。
（3）反向电流

：二极管未击穿时的反向电流。
（4）最高工作频率

：二极管单向导电作用开始明显退化时的交流信号频率。
4．二极管的等效电路
（1）理想二极管：二极管导通时正向压降为零，截止时反向电流为零。用空心的二极管符号来表示，如图1.1(a)所示。
（2）恒压降模型：二极管导通时正向压降为一个常量Uon，截止时反向电流为零。因而等效电路是理想二极管串联电压源Uon，如图1.1(b)所示。
（3）折线模型：当二极管正向电压U大于Uon时，其电流I与U成线性关系，直线斜率为1/rD。二极管截止时，反向电流为零。因此，等效电路是理想二极管串联电压源Uon和电阻rD，且rD=△U/△I，如图1.1(c)所示。

(a)(b)　(c)
图1.1 由伏安特性折线化得到的等效电路
（4）二极管的微变等效电路：在模拟电路里，二极管多数工作在某个很小的信号区域内，所以通常用小信号模型来代替二极管，即把二极管看成一个等效电阻，如图1.3所示。利用二极管的电流方程可得



图1.3 二极管的微变等效电路图
5．稳压二极管
稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内(或者说在一定的功率损耗范围内)，端电压几乎不变，表现出稳压特性。稳压管正向压降与普通二极管相近。
稳压管的主要参数：
（1）稳定电压

：反向击穿电压；不同型号的稳压管具有不同的稳压值。
（2）最大稳定电流

：稳压管正常工作的最大电流值；超过该电流，稳压管将被烧毁。
（3）最大耗散功率

：稳压管正常工作时消耗的最大功率。

使用中若超过此功率，管子将因热击穿而损坏。
（4）动态电阻

：稳压管反向击穿时的动态电阻。



越小，稳压性能越好。
（5）温度系数

：环境温度变化

，引起的稳定电压的相对变化量。



越小越好。
三、晶体三极管
1．晶体管的结构
晶体管是由两个PN结组成的元器件，分为PNP和NPN两种类型，它的三端分别称为发射极e、基极b和集电极c。
2．晶体管的电流放大作用
使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正向偏置且集电结反向偏置。
晶体管的电流分配关系：

3．晶体管的共射特性曲线
（1）输入特性曲线：如图1.2(a)所示，描述管压降UCE为一常量时，基极电流IB与发射结压降UBE之间的函数关系，即

（2）输出特性曲线：如图1.2(b)所示，描述基极电流IB为一常量时，集电极电流Ic与管压降UCE之间的函数关系，即

晶体管有三个工作区域：
①截止区：其特征是发射结电压小于开启电压且集电结反向偏置，即

②放大区：其特征是发射结正向偏置且集电结反向偏置，即

③饱和区：其特征是发射结与集电结均处于正向偏量，即





(a)输入特性曲线　(b)输出特性曲线
图1.2 晶体管的共射特性曲线
4．晶体管的主要参数
(1)电流放大系数
①共射直流电流放大系数

：表示集电极电压一定时，集电极电流和基极电流之间的关系，即

②共射直流电流放大系数

：表示在

保持不变的条件下，集电极电流的变化量与相应的基极电流变化量之比，即

（2）极间反向电流

是发射极开路时，集电结的反向饱和电流；

是基极开路时，集电极与发射极间的穿透电流，

。极间反向电流越小，晶体管性能越稳定。
（3）极限参数
①集电极最大允许耗散功率

：晶体管电流

与电压

的乘积；晶体管使用时，应保证

。
②反向击穿电压

：基极开路时，加于集电极—发射极之间的最大允许电压。
③集电极最大允许电流

：

值下降到正常值2/3时的集电极电流。
5．温度对晶体管参数的影响
（1）温度对

的影响：温度每升高

，

增大一倍。
（2）温度对

的影响：以

时测得的

值为基数，温度每升高

，

增加约（0.5～1）%。
（3）温度对发射结电压

的影响：温度每升高

，约减小2～2.5mV。
四、场效应管
1．结型场效应管
（1）输出特性曲线：如图1.3(a)所示，描述当栅-源电压UGS为常量时，漏极电流iD与漏-源电压UDS之间的函数关系，即

场效应管有三个工作区域：
①可变电阻区：该区域中曲线近似为不同斜率的直线。当UGS确定时，直线的斜率也唯一地被确定，直线斜率的倒数为d-s间等效电阻。
②恒流区：当UDS增大时，iD仅略有增大，因而可将iD近似为电压UDS控制的电流源。
③夹断区：当UGS＜UGS(off)时，导电沟道被夹断，iD=0。
（2）转移特性曲线：如图1.3(b)所示，描述当漏-源电压UDS为常量时，漏极电流iD与栅-源电压UGS之间的函数关系，即

在恒流中区iD的近似表达式为：

式中，

是UGS=0情况下产生预夹断时的iD，称为饱和漏极电流。

　

(a)输出特性曲线　(b)转移特性曲线
图1.3 结型场效应管的特性曲线
2．绝缘栅型场效应管
（1）特性曲线：与结型场效应管一样，MOS管也有可变电阻区、恒流区和夹断区三个工作区域，如图1.4所示。

(a)转移特性曲线　(b)输出特性曲线
图1.4 绝缘栅型场效应管的特性曲线
（2）电流方程：与结型场效应管相类似，iD与UGS的近似关系式为

3．场效应管的主要参数
（1）开启电压

（增强型）和夹断电压

（耗尽型）：

为一常量时，使漏极电流

为某一小电流时的

的值。
（2）饱和漏极电流

：对于结型场效应管，当时所对应的漏极电流。
（3）直流输入电阻

：指漏源间短路时，栅源间加反向电压呈现的直流电阻；结型管有

，MOS管有

。
（4）低频跨导

：反映了

对

的控制作用，即

（5）最大耗散功率

：

，受温度限制。
4．场效应管与晶体管的比较
表1.1 场效应管与晶体管的比较


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