模电知识点汇总

根据北航921大纲整理的一些模电知识点：
##一：半导体基础
###1.定义
本征半导体是完全纯净的，没有杂质的半导体。本征半导体有两种载流子，即电子和空穴。但是本征半导体的导电能力较弱并且容易受到温度的影响。在本征半导体中插入高价元素，形成n型半导体。他的多数载流子为电子，少子为空穴。
###2.PN结
将p型半导体与n型半导体制作在同一片硅片上，它们的交界处形成PN结。多子由于浓度差进行扩散运动，产生内建电场；少子由于受到电场力进行漂移运动。Pn结正向偏置时，内建电场被电源削弱，扩散运动加剧。
###3.半导体二极管
将PN结用外壳封装，并加入引线，就构成了半导体二极管。
基本原件参数有：最大整流电流，最高反向工作电压，反向电流，最高工作频率等。
###4.Bjt的工作原理及特性
在同一硅片上，利用制造工艺形成三个掺杂区域，构成两个PN结，就构成了双极型晶体管（bjt）。它是放大电路的核心组成部分，将输入的微小变化不失真的放大。晶体管正常放大的前提是发射极正向偏置，集电极反向偏置。其工作原理简述如下：发射结杂志浓度高，正向偏置，扩散运动形成了ie，扩散到基区（很薄且杂质浓度低，）的自由电子与空穴复合，形成了ib，漂移运动（极电结面积较大）形成ic。
输入特性曲线衡量基极电流和输入电压的关系（Uce恒定），输出特性曲线衡量ic与uce间的关系（Ib恒定）。


截止区，发射结未达到截止电压，集电结反向偏置；放大区，发射结正向编制，集电结反向偏置；饱和区，均正向偏置。其基本参数有共射直流电流系数、交流电流放大系数、极间反向击穿电压等。
###5.场效应晶体管
Field effect transistor.简称fet，用输入回路的电场控制输出回路的电流。

和晶体管不同的是，场效应管在控制输出时，基本不索取电流。适用于输入电阻很大的场景。并且噪声系数较小。
##二：基本电路单元
###1.晶体管的三种组态



###2.一些概念：只有正确的设置静态工作点，才能保证晶体管工作在放大状态，信号不产生线性失真。直流通路是指直流电源作用下电流的通路，交流通路是交流信号的通路。静态工作点设置不当，瞬时交流信号使晶体管饱和或截止，会产生饱和失真和截止失真。
通过引入电流控电流源，或电压控电流源，可以对晶体管或者bjt进行分析。
其基本参数有：电压放大倍数，输入电阻，输出电阻，通频带，非线性失真系数，最大输出功率等。
###3.三种接法的比较
共射电路即可放大电压也可放大电流，输出电阻大频带窄。共集电路只能放大电流，不能放大电压，输入电阻最大输出电阻最小，又称为射随器。共基电路只放大电压不放大电流，高频性能最好，中高频特性最好。
###4.电流源电路、差动放大器等不做介绍
###5.温度漂移在
放大电路中，输入电压为0，而输出电压不为0的现象叫做温度漂移，或者零点漂移。抑制温度漂移的方法：引入直流负反馈，采用特性相同的管子互相抵消，引入温度补偿。温度漂移本质上是静态工作点的漂移。
##三：集成运放
###1.集成电路以单晶硅为芯片，把bjt、二极管、电容电阻和他们之间的连线等集成在一起，简称集成运放。其采用直接耦合方式，大量采用各种差分放大电路，允许更加复杂的电路形式。
###2.集成电路的组成部分
集成电路由输入级，中间级，输出级和偏置电路组成。输入级往往是一个输入电阻极大，差模放大倍数大的差分放大电路。中间级多具有较大的放大倍数。输出级带负载的能力强，非线性失真小。
###3.集成电路的特性
集成电路是一种高输入电阻，低输出电阻，双端输入单端输出，可以有效抑制温度漂移的电路。无反馈时，其电压放大倍数称为开环差模电压放大倍数。
其主要性能指标有：开环差模增益，共模抑制比、输入失调电压电流，输入偏置电流，最大共模电压，最大输入差模电压，-3db带宽，单位增益带宽、转换速率等。理想运放的这些参数中，除了输出电阻为0，其余均为无穷大。
###4.虚短与虚断
虚短是由于理想运放在工作时，差模放大倍数为无穷大，输出电压为有限值，此时净输入电压表现为0，即短路。因为净输入电压为0，而理想运放的输入电阻为无穷大，运放的两个输入端电流为0，表现为断路的特点。
##四：放大电路的频率特性及反馈
###1.电压放大倍数
在分析放大电路时，低频段应考虑耦合电容的影响，耦合电容相当于开路；高频段应考虑结电容的影响，耦合电容相当于短路。中频段这二者可适当忽略。
对于基本共射放大电路，它的放大倍数公式及波特图如图。