[电子书]2021年电子技术基础考点归纳与典型题(含考研真题)详解

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作者:冲刺线教育
版次:1
更新时间:2016-06-17
文件大小:61.87 M
页数:437
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内容简介

第一部分 模拟部分

第1章 半导体二极管

1.1 考点归纳

1.2 典型例题(含考研真题)详解

图1-5

第2章 双极性晶体管

2.1 考点归纳

2.2 典型例题(含考研真题)详解

图2-2

图2-13

图2-16

图2-17

第3章 场效应晶体管

3.1 考点归纳

3.2 典型例题(含考研真题)详解

第4章 运算放大电路

4.1 考点归纳

4.2 典型例题(含考研真题)详解

第5章 功率放大电路

5.1 考点归纳

5.2 典型例题(含考研真题)详解

第6章 反馈放大电路

6.1 考点归纳

6.2 典型例题(含考研真题)详解

第7章 信号的产生及运算

7.1 考点归纳

7.2 典型例题(含考研真题)详解

第8章 直流稳压电源

8.1 考点归纳

8.2 典型例题(含考研真题)详解

第二部分 数字部分

第9章 数字逻辑基础

9.1 考点归纳

9.2 典型例题(含考研真题)详解

第10章 逻辑代数

10.1 考点归纳

10.2 典型例题(含考研真题)详解

第11章 门电路

11.1 考点归纳

11.2 典型例题(含考研真题)详解

第12章 组合逻辑电路

12.1 考点归纳

12.2 典型例题(含考研真题)详解

图12-12

第13章 触发器和锁存器

13.1 考点归纳

13.2 典型例题(含考研真题)详解

第14章 时序逻辑电路

14.1 考点归纳

14.2 典型例题(含考研真题)详解

第15章 存储器与可编程逻辑器件

15.1 考点归纳

15.2 典型例题(含考研真题)详解

第16章 脉冲的波形变换与产生

16.1 考点归纳

16.2 典型例题(含考研真题)详解

第17章 模数与数模转换技术

17.1 考点归纳

17.2 典型例题(含考研真题)详解

内容简介
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第一部分 模拟部分

第1章 半导体二极管

1.1 考点归纳

一、半导体基础知识

1.半导体的分类

(1)本征半导体

概念

本征半导体是指纯净的具有晶体结构的半导体。

载流子:自由电子和空穴。

本征激发

受光照或热激发,半导体中共价键的价电子获得足够的能量挣脱共价键的束缚,成为自由电子,此时共价键中留下一个空位,即空穴。

(2)杂质半导体

N型半导体

N型半导体是通过掺杂具有5个价电子的施主杂质形成的,如锑、砷和磷。自由电子浓度远大于空穴浓度,因此电子为多数载流子,空穴为少数载流子,显电中性。

P型半导体

P型半导体是通过掺杂具有3个价电子的受主杂质形成的,如硼、镓和铟。空穴浓度远大于自由电子浓度,因此空穴为多数载流子,电子为少数载流子,显电中性。

2.半导体特性

半导体导电性能的两个重要特性:掺杂特性与温度特性。掺杂浓度增大,温度升高,导电能力增强。

二、PN结

1.PN结的形成

(1)耗尽区

PN结是指由P型半导体和N型半导体相结合形成的不能移动的正、负离子组成的空间电荷区,又称耗尽区。

(2)内电场

在空间电荷区的两侧,P区带负电,N区带正电,形成内电场,方向由N区指向P区,可以阻止载流子的运动。

2.PN结的单向导电性

(1)正向导通

PN结外加正向电压时,与内外电场方向相反,外电场的存在削弱内电场,使耗尽区变窄,促进扩散运动,从而形成较大的正向电流。正向偏置的PN结表现为一个阻值很小的电阻。

(2)反向截止

PN结外加反偏电压时,内电场和外电场的方向相同,增强内电场,使耗尽区变宽,形成了较小的反向电流。反向偏置的PN结表现为一个阻值很大的电阻。

3.PN结反向击穿

PN结的反向击穿是指当PN结的反向电压逐渐增加到一定数值时,反向电流会突然快速增加的现象。

(1)电击穿

雪崩击穿发生在低掺杂的PN结中,击穿电压较低;齐纳击穿发生在高掺杂的PN结中,击穿电压较高。这两种击穿过程是可逆的。

(2)热击穿

反向电压和反向电流的乘积超过PN结的容许耗散功率,使结温上升直至过热而烧毁,此过程是不可逆的。

4.PN结电容

扩散电容CD:因扩散运动在PN结附近形成的电容。

势垒电容CB:当PN结外加反向电压时,呈现出来的电容效应。

PN结的电容效应在交流信号作用下才会表现出来。PN结正向偏置时,主要是扩散电容;PN结反向偏置时,主要是势垒电容。

三、二极管

1.二极管的结构和分类

(1)二极管的构成

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,导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。

(2)二极管的分类

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

(1)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

(2)工作模式

正向特性

a.当外加正向电压很低时,正向电流几乎为零;

b.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;

c.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,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。

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。

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,此时二极管反向击穿,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。

(5)反向恢复时间trr::trr=ts+tt

ts:发生反转后二极管电流保持,以便少数载流子在相反材料中恢复多数载流子状态。

tt:过了存储阶段,电流将减少到与非导通区域近似的等级,这个周期由tt标记。

HWOCRTEMP_ROC100

图1-2  定义反向恢复时间

4.二极管的基本电路及分析方法

(1)图解分析法

二极管的电路图如图1-3(a)所示,二极管的V-I特性曲线如图1-3(b)所示,交点Q的坐标值(VD,ID)即为电路的工作点。

 

(a)电路图

(b)图解分析

图1-3  二极管的图解分析法

(2)二极管电路的简化模型

表1-1  二极管简化模型

HWOCRTEMP_ROC70

(3)二极管的小信号电路模型

施加在工作点Q附近的微小的增量信号,二极管可等效为一个电阻ri

HWOCRTEMP_ROC60

IQ为如图1-4(a)所示的工作点电流。考虑到结电容Cj及PN结的串联电阻rS后,相应的小信号电路模型如图1-4(b)所示。

HWOCRTEMP_ROC70

图1-4

(a)增量电阻的示意图;(b)二极管的小信号电路模型

5.稳压二极管

稳压管在反向击穿时,在一定的电流范围内,端电压几乎不变,表现出稳压特性。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,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。

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