模拟电子技术考研重难点总结20.docx

模拟电子技术考研重难点总结 模电的重点在于分析模拟电子电路的实际工作。实际工作中，我们要分析或者是设计一个模拟电路，首先要看它的几个重要指标：放大倍数、输入电阻、输出电阻、信噪比。所以我们在学习模电的过程中也要始终牢牢把握住这几个指标作为主线。我提到的以下概念是大家复习过程中必须弄懂的（我这里没提的知识点大家基本可以不看，模电部分以后的其他章节也是这样）： 一、半导体二极管及其基本电路 基本要求 正确理解：PN结的形成及单向导电性 熟练掌握：普通二极管、稳压二极管的外特性及主要参数 难点重点 1．ＰＮ结的形成 　　（1）当Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一起时，由于交界面处存在 \o P型区内空穴是多子，电子是少子，而N型区内电子是多子，空穴是少子。 载流子浓度的差异，这样电子和空穴都要 \o P型区内的空穴要向N型区扩散，N型区的电子也要向P型区扩散。 从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。但是，电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使Ｐ区和Ｎ区中原来的电中性条件破坏了。Ｐ区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，Ｎ区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷，它们集中在Ｐ区和Ｎ区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是我们所说的ＰＮ结。 　　　　　图（1）浓度差使载流子发生扩散运动 　　（2）在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说消耗殆尽了，因此，空间电荷区又称为耗尽层。 　　（3）Ｐ区一侧呈现负电荷，Ｎ区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由Ｎ区指向Ｐ区的电场，由于这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，故称为内电场。　　　　　图（2）内电场形成 　　（4）内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响：一是 \o 因为这个电场的方向与载流子扩散运动的方向相反 内电场将阻碍多子的扩散，二是P区和N区的少子一旦靠近PN结，便在内电场的作用下漂移到对方， \o 从N区漂移到P区的空穴补充了原来交界面上P区失去的空穴，而从P区漂移到N区的电子补充了原来交界面上N区所失去的电子，这样就使空间电荷区变窄。 使空间电荷区变窄。 　　（5）因此，扩散运动使空间电荷区加宽，内电场增强，有利于少子的漂移而不利于多子的扩散；而漂移运动使空间电荷区变窄，内电场减弱，有利于多子的扩散而不利于少子的漂移。　　当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时，交界面形成稳定的空间电荷区，即 \o 此时，有多少个多子扩散到对方，便必定有多少个少子从对方漂移回来。 ＰＮ结处于动态平衡。 1.1 半导体的基本知识 1．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，半导体具有光敏、热敏和掺杂特性。 2．本征半导体 （1）在0K时，本征半导体中没有载流子，呈绝缘体特性。 （2）温度升高→热激发→共价键中价电子进入导带→自由电子+空穴。 （3）两种载流子：导带中的自由电子，电荷极性为负；价带中挣脱共价键束缚的价电子所剩下的空穴，电荷极性为正。 （4）热激发条件下，只有少数价电子挣脱共价键的束缚，进入导带形成电子空穴对，所以本征半导体导电率很低。 3．杂质半导体 （1）两种杂质半导体：Ｎ型---掺入微量五价元素；Ｐ型---掺入微量三价元素。 （2）两种浓度不等的载流子：多子---由掺杂形成，少子---由热激发产生。 （3）一般情况下，只要掺入极少量的杂质，所增加的多子浓度就会远大于室温条件下本征激发所产生的载流子浓度。所以，杂质半导体的导电率高。 （4）杂质半导体呈电中性。 4．半导体中载流子的运动方式 （1）漂移运动---载流子在外加电场作用下的定向移动。 （2）扩散运动---因浓度梯度引起载流子的定向运动。 1.2 ＰＮ结的形成及特性 1．ＰＮ结的形成 　　当Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一起的时侯，由于交界面处存在载流子浓度的差异→多子扩散→产生空间电荷区和内电场→内电场阻碍多子扩散，有利少子漂移 　　当扩散和漂移达到动态平衡时，交界面形成稳定的空间电荷区，即ＰＮ结。 2．ＰＮ结的单向导电性 　　外加正向电压→多子向ＰＮ结移动，空间电荷区变窄，内电场减弱→扩散运动大于漂移运动→正向电流。 　　外加反向电压→多子背离ＰＮ结移动，空间电荷区变宽，内电场增强→漂移运动大于扩散运动→反向电流。 当温度一定时，少子浓度一定，反向电流几乎不随外加电压而变化，故称为反向饱和电流。 1.3 半导体二极管 1．半导体二极管按其结构的不同可分为点接触型、面接触型和平面型这样几类。 2．伏安特性 　　它可划分为三个部分： 　　 （1）正向特性(外加正向电压) 当正向电压超过某一数值后，二极管才有明显的正向电流，该电压值称为导通电压，用Ｖth表示。 在室温下，硅管的Ｖth约为0.5V，锗管的Ｖ