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(雜質)⇒有添加除本質(矽、鍺)外的價)
N型半導体(施体)(N型雜質)
矽鍺(4價).
+51
108 =
(N.P. As sb. Bi).
→提供半導体額外电子載子
P型半導体(受体)(P型雜質).
→矽鍺(4價)
→本質+3價(B、Al、Ga、In、T1)
108 = 1
> 半導體產生額外电洞吸收电子
導電性:MP雜質半導体>本質半導体
☆电流与电子流方向相反.
电流:电洞的移动方向。
>电子流
电子电洞
共價鍵⇒共用的價电子
極低溫矽晶体> 絕緣体
> 电洞流
电洞>电子
絕對0度:-273℃.
(本体)”
V2-Vi
1-017
1-0.3
>rB分佈电阻
YB =
Si
Ge
11
IF-0
IF-O
RD(直流)靜態电阻
VD
=
RD=
Ge ST
1.2
ID
·25mv~26mv
CD =
rd(交流)动电阻 = rd=
A
C+過渡电容 Cret
較小(空气)"
(空間电荷).
CD擴散电容:
較大(儲存电容).
→反比. 逆向:空会区寛度↑,C↓
> 正比。
補充:(指針式)
①量v
P
紅棒 黑棒
VT
PAN
△VD
"VT"
rd=
△ID
VT>26m
ID.
(順
☆矽鍺半導体
順向:空会区寬度↓,CM(溫度)↑R(电阻)↓
ZI
(順>(逆工(电流)導电性个.
ST=2
Ge=1.
[指針式:黑棒 高压
紅棒⇒低压
②量好壞(2)
數位式:黑棒 低压
十
-N
黑棒
紅棒
{導體價电子<4
能隙重合
紅棒 高压.
e-=1.6×10-12℃
C=1/1.6×10-19
=6.25x108 e-
半導体價电子.4
能隙 = lev
絕緣體]價电子>4
能隙=4ev
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1質量作用定律(可以理解,控制化学反应和平衡,助於設計化学渴程 溫度(T)不变 和環境監測) n.p=nic-本質濃度. ↑电洞濃度 电子濃度 → 擴散工> 漂移I.V 擴散电流:濃度低→高→主要出現於未加偏压PN接面.通 2 漂移电流:半導体傳導(透過外加电压作用) →主要在順逆偏压漂移]>擴散1→較小. 『障壁电位(內建电压) 矽:0.6~0.7 鍺: =0.2~0.3 → 溫度升高1℃ 电位下降2.5mV/℃ 14 11 TB 1mv /°c 漏电流 S矽:NA “每上升10℃漏电流加倍 鍺>矽 鍺:MA VD極体外加电压 ID = Is(erry-1) 2.極嗄向淨电流 IS (T₂) = IS (T₁) ⋅ 2 ST 2 Ge:1 T-T₁ 10 Ge每6℃為原來的2倍 →未指名:10℃增加2倍 VK VK =-2.5mV/°c Si △T △T =-/mv/2 Ge. S 漏电流:鍺>矽、 導電性:鍺>矽 障壁电位:鍺<矽. 535 I. lev 10.7ev 能隙 ⑤ 加新
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方向. | 电子元件 Have a happy tim 過程 二極体 BIT' FET OPA 計算時間差. | 工作溫度 矽 200℃→以此材料為主 [方法] 鍺 75°C 脈波寬度 單位徑度,心 二時間差 相位差 工作週期(%) = x y pw+sw > 脈波寬度佔整個脈波週期的比例 PW: 脈波寬度 Su: 間隔寬度 (th) 最大值、鋒值、(L) Im 振幅. Var 時間差率 100%. ·所過時間方法] Q 360 Vrms 均方根 CF FF Duty Cycle! 方波 Vm Vm Vm T 矩形波 50% >Vm Vm 全波整流 元 0.636Vm HK0.707vm JS 4x100% 三角波 Vm Vm Vm 0.577 Vm √3 鋸齒波 (交流) 代入 -x100% 若平均為0(有規律)→直接代入無需公式 1.15 PW = T 若不規則> Vac = 全波A和 或整週平均 Vrms = 全波A和 | (Vrms) xt₁ + (Vrms) xtz .... 不為口 N T 30 VIV) 123456 15 30x8xx Vav 150 3 Vras = 800300 3 =1053 V#
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含直流的正弦波 整波Vav=D T:(週期)⇒完整循環所需時間 f: (頻率),一秒內的循環次权. →因此含直流的正弦波平均值為直流伏特权. ⇒ vms. 直流电压值)+(正弦波有效值) 陰極射線管CRT上水平偏向板加基本波形→鋸齒波 →电视机或示波器的水平偏向电路 放大器→方波 电子工業4C:元件材料、通訊、控制、計算机. 消耗大量功率 價格昂貴. [真空管:①壽命短②体積大③易生高熱④消耗大量功率 2>电子权值積分器和計算器(ENIAC) 电晶体:①1947年國放大作用奌觸式电晶体 體積小 ②1950年双極性接面电晶体(BJT)→改善增益小、頻寬低,雜音大 ③1954年) 200℃ 鍺75℃ ⇒ 元件改以矽為主 【積体电路: 基爾比→單电路 ⇒帶領电子学進入微电子学 ②1975年→摩爾定律每1.5年200%增長 IC分類] SSI MSI X/D 元件目” [邏輯閘权目 少於100 100~1000 少於12 12~100 100~1000 1000~ 100000 LSI 1000~10000 VLSI 10000 0000004 1x100 ULSI 多於10 000000 多於100000 方波(諧波)=正弦波+奇次諧波. 台电提供的家用电為正弦波. 交流电压表所測值為有效值. 直流电源頻率為OHZ 2x10 2x10 2x100 鋸齒波⇒基本波+偶次諧波 奇次諧波 1
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陽 PN二極体極 ·未加偏压PN接面 > 共陽極:共享一個陽極电路(正电压) ex: 七段顯示器 (共陰極:共享一個陰極电路(負电压) P、N型皆為电中性 LED顯示屏. →PN接面受外部條件影響,可測漏电流來檢測 →用處:關閉狀態(截止)、環境感測器..... →空乏区变寬,阻止自由电子和电洞的運動,幾乎不辱电. →阻止的功能 順向偏压PN接面!→空乏区的寬度縮小 P-N →障壁电位降低 用處 ·形成电流 电子,电洞相互復合,电源正負極補充. 「逆向偏压PN接面→空乏区的寬度擴大 →整流、訊號處理 1、光檢測、信號保護] 交流電轉直流电 形成漏电流反向保護、穿透. N→P 电子、电洞遠離接面 →障壁电位增加 + 負離子 正離子 电子 ↓接面 ①/电压测量、輻射檢 測 2阻止逆向电流 濃度下 空会区↓↓ + P型 型 电洞: ④so+> e- 空乏区Se->0+ 电子曰 負離子 正離子 空气区較小 受體 空乏区較大 施体. 漏电流 以保護元件. QP型濃度較濃還是型濃度較濃還是只要較濃的空區就會縮小? A: Q:空乏区兩側大小會逐漸接近嗎? 通常P型区域空乏区較小,因為电子通過速度約為电洞的1.5倍 參雜濃度越高,接面空会区 越小 A:會,因此电流速度相近。
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整流电路 2極体权:1 半波整流→無中間抽頭 fo-fi Vm = Vom Vav=0.318Vm Vrms=0.5Vm - PIV = Vm 全波整流 中間抽頭式→有中間抽頭 m 0.636 ☆全波整流 Vav 橋式→無中間抽頭 ① 2倍半波整流vav. 0.318. fo-zfi = Vm=V>m ☆全波整流輸出頻率 2倍半波整流輸出与. f=2fi Vm Vom Vav = 0.636 Vm Vrms=0.707Vm -PIV = 2Vm 优可 BJ 寬度 曲 电阻信 耐压 未加 接合 接合 AAA RV 本 Nav = 0.636Vm ☆全波PIV=2倍半波PI VWms=0.707Vm (中間抽頭) ☆半波整流濾波 PIV=Vim 半波整流电路:DIV(適向鋒值) 中間抽頭式整流电路:PIV=2Vm (有加C). 橋式整流电路:PIV=Vm ☆漣波电压越大,越不接近直流 11 (小),"(接近) 11 1 12 = RIC 12-RIC [越大越接近直流 Raz 漣波百分率,RL呈反比 RL越大,越接近直流 直流VD S电容濾波器 →RL大,小 →輕負載 电感濾波器. 較低 ↳>RL< > ILK > X ☆全波濾波伏於半波濾波 (濾得更近直流) ☆改善漣波效果 ①加大电容值 ②加大电阻值. ③ 改成全波整流 12.4 5%↑ RHC RLC (W)(不接近) ☆RL(Ka) 稽納穩压电路 C ((MF) 半濾波前(不加电容) ① 先設Vz open 半波 5%=121% ②分压fvo>Vz then. if Vo <Vz then 全波5% Vo = Vz 漣波因 全波 r% =48% 漣波百分率 Vo=分压 r = Vr(ms) Vdc r% = Vr(rms) x100% Vdc W V
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BJT 特性 > 电流控制元件的主动元件 NPN E-N 頻率 f 7 We > WE > W 150 曲→高多報載子注入量. 派皮:NE>NB>NC. 射趣 耐压↑. 电阻係式:C>B>E 耐压:C>B>E. 導電率:E>B>C 射極 (未加偏压)接合面空乏寬度: WBF <WBC. PNP 功用: 放大电子信號 E-P B基極 B PC 基極 -集極 接合面崩潰电压 = VBC>VB-E 接合面电容(未加偏压):CBE>CB.C 9成本较低 NPN 逆偏 50 主动区 VC>VB>VE (作用区) B VCE Bat)=0.2 低 順偏「E. BJT偏 ②反主动区 ,順偏C B. VCE(sat)=0,2 NPN 逆偏「E VB >VC >VE ③飽和区順偏 →重負載 VE OV B. VCE20 SW ON 順備「E. Ve> VE. WPN VCVE>VB ④截止区 逆偏 Ic It (接近1) " + B. Ver(sat) ⇒ów off Sw 11 逆偏!E. 012 典型值 B =0.98 1+B IC IB r = IB 5: 張(遠大於1)=10=1+B= (遠大於1,通在10以上)=xx=49 典型值 1+B=50 典型值 +
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稽納二極体⇒耐压較一般二極体低 摻雜濃度高於一般二極体(105:1) → 通常用於逆向偏压 溫度係訊. 崩潰电压差 ☆摻雜濃度↑ ↓ Vz → 应用於电源稳压 稽納电压↓ TC= x100% 零溫度係权 V2△T_ 4T 24.崩潰电压<6<崩潰电压 ✓ 崩潰电压 溫度差 引價电子).. →稽納崩潰(电場→累增崩潰(載子碰撞) ☆發生之處濃度比較. ↓→負溫度係权 5正溫度係 稽納>累增. 118V~200V △Vk (溫度係) TC = ·x100% VKOT 【順向 發光二極體(LED).冷性發光. ☆電流越大發光越強 切入电压1.7~3.3V. 崩潰电压5~6v 崩潰电压 > 能除影響(入)從而改变 LED顏色. CB Vec 68 ER Vo Vo C Vi CE 0 RB 改变製作材料 CB 接地 lvo Vi REZ CE Vec →Vo JCc Co CB CE →CE接地. RE CC RB Ve RCE CO T CC接地. Vi CE →VOJCE. ·CE共 "CC" DCB: "
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e 共用端 輸入端 輸出端 CE共射極 "CC" " % 三差 ?? CB" 基 11 SIc=xIE+ICBO Ic=BIB+Iceo (CE組態) LIE=(1+B)IB+ICEO (CC組態) IE=IB+Ic ↳ ICEO = (1+B) ICBO ICBD=(1-X)ICED ECB B C Vo > V₁ AT C B. BE B. E負 Vo<vi>电流个 E C Vo = Vi→ 高頻↑ (不可有集) (不可有基極) (CB組態) →x相关 CEICC 特性曲線較 相关 CB的上揚 ☆共射極 →唯一反向电路/輸出、入). 直流負載 6 Vez Ic Q 靜態工作奌 (Vees, Ica) ⇒奌:最佳工作奌,不易失真 靜態工作奌(Věia、Ica) ①c=B18 身 Vec Re ②ICBIB → ICQ = 6 18. 7 VIER = Vec- ICRC- 和 == $18 V = Vec- ICRC. 飽SBIB>Ic(sat) 区(VCE=0.2V ± S BIB =ICK 动 区 VCE 7012V XIC = O 止 VCE OV ③IC<BIB. 飽和 ★I(Q=Ic(sat) = Ic.. VEQ = OV MIC 靠近 飽和奌 Q(工作奌) 正半周失真,TM,Ic↑, Rel 截止点 →VCE 一負半周失真,T↓ VCE↑, Re↑
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(基極偏压) 固定偏压电路→最簡單的偏压 Vec ERC ERB Vo Vec-VBE → 最易受影響。(工作点易偏移).⇒溫度变化. (熱跑脫現象) 分压 IB Vi RB VB VGE- Vec Ic = 18 Iz (sat) Re = VCE-Vee-ICRC 射極回授偏压电路 無熱跑脫現象,較固定偏压电路穩定. Va Vec-VBE 1B RB+(1+B) RE ERB VB + Vcc IC(sat) = Ret RE VBE- IC=BIB Vee = Vec-IC(RetRE). RE減少IC的熱跑脫現象,放大增益↓. 1集極回授偏压电路 永不飽和,只在主动区 Vi H RB AMA 十八 Vcc Re Vec-VBE IB = RB+(1+B)RC " Vo VBE IC BIB 二 Vee = Vec - ICRC 射極+集極回授偏压电路 只在主动区 Re RB # Vi VBE RE IB = Vec-VBE RB+(1+B)(RC+RE) Ic-BIB VCE = Vec - ICC Re+RE). 若PIB>IC⇒飽和区.. VCE = 0.2V # !
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(分压偏压电路→最穩定 R →無关. V₂ Vo a ERE Ril Rz Veux- R> R+R2 Step1:轉Rth、Vth. Rth 444 Veh₤ VB Step2: RC RIXR2 7 Rth = R1+R2 ERE Vth= Vec x- R2 RITR (1+B)RE 》Rth. →成立. ~10倍以上 Vth = VB (分) Step3: 求比 Vth-VBE 精 IB = 「近似 IB=DA → VB-VBE RB+(1+B) RE Vez = Vec- IC(RC+RE). IC≈IE ✓ 算正 (VB) Vth-VBE R1/R2→求IS 4 RE 交流:耦合电容 直流:直流阻絕电容 轉移忠導: sic VT VT this gm ve yea Bls. 1. Vie. A gmrx =ß gmre=& ☆只有共射極有朝电容 Ica BIB B XIEQ VT Te [熱电压:VG= 11600 凱氏溫度:273+溫度℃(題目未標明V=25m) (物理量) 基極等效电阻:rz:. VT =(1+B)re Vbe YN AAA Yx=(+3)re IBQ ib [射極等效电阻:re= V₁ = VT r x re-ra = HB IEQ (HB)IBQ HB re gm Vo.Vi 共射極放大电路→反相 ☆AC分析) (小訊号) Vo V Rc Vi 1.DC分析 申美 VBE- Zo RB Vec →當ra、re未算出,使用。 2.AC分析+ ☆DC分析 V RB Vi M Re IB=Ve-VBE kr= r RB VG → 題目未標明 V1=25m IB ZO⇒=RC [Vi=0 Av Vix- = BRC Vo YN VN -- gm Rc = - RE Vo Rc Ar Vi Ap. Ar · Ai = 7. BRC ☆前提加負載(R) - 11- Zi = RB//ra Ai -RB炉 R3+12
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(有射極)共射極放大器. 一、DC分析美申 ¡Vcc 二、AC分析++ Vo RB XIX Vo Vixx Vi VBE RE Zi 相反 Vec-VBE 18 = RB+(1+B)RE Zo Re VT Vr= Vi=0 IB BRC Z₁ = RB 11 x + (1+B) →下方算式(1+B)RE都無需計算。 -R+ √ 107 € Zo PAI為負 ☆當射極电阻在旁 并联一個CE(旁路电容) →由於計算小訊号,电容 “短路”因此會被开路 掉 Vi RB 2 RE Cu Vo RC 共基極 Vec R VBE- L re= Vo - BRC Av= Vix- = √0 = rx+(1+B)RE Vi ☆CE(旁路电容) = Aizlix BRB Re+r+(HB)RE Lo YA+HBRE BRB →提高交流电压增益 = Ai Av = Avx-b Av=Avxo Ro= Rc = R₁ = Zo RiZi RB++(H+) RE Ap- AvxAL Al = ± | Av\ x Rio Zi 电阻) 二、AC分析 Ai最大值=(1+B) Ri 共集椒放大电路→放大电流,同相 一、DC分析: Voc · to *Sty RB Vi Vi RBZ VERE Zi Vo re Vo ← 20 REE Vec-VBE IB RB+(HB) RE Zo= re Vo IE = RE Zi = RBY+ (HB) RE Av Vix- = H& (B)RE VT rλ= IB VT re= IE Ap Av Aix- = Vo ⇒ Ai-Lix- +(HB)RE (1+B) RB Vi (HB) RE rx+(H+B)RE Lo (H+B) RB =207 = RB+r+(+)RE (HB) RB i Retract (H+) RE Retr+ (13)RE R₂ Av Ai AF
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共基極放大电路→放大电压,同相 ☆DC分析:申美 (☆AC分析≠+ Ve ERC Vi 开路 Vo **** Vo # #V VSE + VBE VI REE ERC Re ERE VIE &re Ere Zo VEE+ Vec Zi VEE Vec : 1 IE = VEE-VBE RE 計算: VT re= IE ✓ CC Zi = RE ll re = re Zo =RC Vi = 0 Av-xRe re Re re ALRE RE+ re Buffer 大 estav CB = B TH+B Ap Av Ai X為負值. →C方向等效电路方向 小 大 大 A. R:輸入阻抗 Ro輸入阻抗 AV电压增益 CE 中中 A:电流增益 中 中 中 小 中 大 Ap功率增益 最高 高 |相位 反相 同相 同相 高 相反
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No: 电子学 Date: 1 AVT = AVI - Av₂ AV3 ... 5双極性接面电晶体多級放大电路 (各Ar積) →o流过的电阻. 25 AR: Z ALT = Al Az Aiz. (各AC積). Apt Api Apz Ap3 !!!. (各AP槓). ACT = HAUT | XAR APT AVTX ALT=ART = (A) (Ain) ART Vi. Avi Avz ERL -Ri Ro RiRos 計算方法:Vix Rí Rix R2 *Avi×· XAV2X =Vo Rst Ri RotRi Rozt R [放大器分貝增益 Ap(Bel) = log10 Ap. 貝爾(x=分貝(dB). Ap(dB) = 10 dog Ap = 101 10 lg Pi Ap(dB) = Av(de): Ai(ds). = Ap(dB) = 10 log Ap = (AvidB) +AudB)) Av(dB) = 20 clog Avl AL(dB) = 20 dog|Ail. Avr(dB)、Ait(de) 、 Apr(ds)=(各Av(ds)、Ailds)、Ap(de)之和). 『功率分貝权dBm Po 若為1mw ⇒ dBm=0 PocdBm) = 10 dog10 Tmw ☆當放大倍=1,放大d值=0. clog 1 = clog 10% = 0 Vo ☆/mw消耗在600_2.电阻上參考电压:0.775V.⇒ Po(dBm)=20log100775 RC串級放大电路、直接耦合放大电路、達靈頓电路/比較 福 RC串級放大电路 直接耦合放大电路達靈頓电路 阻抗匹配 不易125% 不易 易 輸出→ 輸入阻抗. 中 高 最高! 阻抗 相反. 成本. 低 高 高頻性能 迪 佳 低頻性能. 佳! 电压增益 高 佳 佳 較低.. 电流增益. (較高! 較高!
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Date: TORC (电阻电容耦合串級放大电路 C. ZR, ZRa Cc R'z ŹRCZ Co ER2 ✗ 乘 CE R₂ Z REZ CE 2 21 -DC DC分析. ①C開路,分兩個計算 ②取ra.ru2 Vcc Vo RL 二、AC分析VC接地、C短路 Zi = Rill Rallyal Zo = Rcz Av= -B (RullRillillz2) x 121 Ri ALT = |AVT | X REO. Rio 直接耦合車級放大电路 RB ② → IC內部电路常採用 1.体積小、成本低 2.無磁感应的交流雜音 高頻良好. 人阻抗匹配不易,最高25% 2. 滴低功率,易造成Pins 3、C大,可減少低頻衰减. -B(RC2 //RL). Avz= AVT=AIXA2 → 直流放大器. 可作交流放大. 281 RCI 132 Vc Vec Rcz Co Vo Zo ARE CEL REZ Zī 122 人降低耦合能量損失。 2.低頻增益佳 3、成本低、相位移止. 人阻抗匹配不易. 2、穩定性差 3.放大級权不能太多, 一、DC分析 Vec-0,7 RB+(1+B)RE IB1= IC1=B1IBI VCEI= Vec-ICI CRREI) →提高电路 穩定度 二、AC分析 = ZiRBIVAL Zo-Rez Avt = B1 (RC11122) V7+ = Ava B₂(Real/ RL) rλ> •ALT = |AVT| X Rio VC = Vcc - Ic₁x RCI Rth = Rcl. IB2 Ve-0.7 Rel+(1+B)RE2 Ic2=B21B2 VCE₂ = Vcc - Ic₂(Re₂+RE>)" Ri Va VT:25m,26m V7:25m.26m : .IBI 2 IB2.
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Darlington 達靈頓电路2 →兩個共集極組態 ①Q, 決定BCE ②Q2決定用異型 Zi Zil 0,73 Qz. ERE No: Date: 同型 Darlington →两个相同型式电晶体 異型Davlongton = 互補型Durfington →两个不同型式电晶体 Vec. DC分析美 Vcc-07-011 IB= RB+(1+B1)(1+B)RE VCE vo $ 斤 Zo VCC-0.7-IE₂ XRE VEZ VCC-IEZRE IE2=(1+B)(1+B2) IB 二、AC分析+牛 ZT=RB/Na+(B)[ra+(HB)Re] Vλz+ HB Zo- RE/ 1+B2 B AV1 RB Ai = RB+ Zil -(1+B1)(1+B2) 电压控制电流 FET. BJT ☆場效电晶体、电晶体比較 FET場效电晶体). Field - Effect Transistor 單極性接面 濃度相似. 源S(源極)、D(汲極)可互换 1D汲極 (洩) G ↳ RB » ZTI » (H+BI) (1+B) 直流电流增益(1+BI)(1+B2). BJT(电晶体). Bipolar Junction Transistor. 双性接面 濃度NE>NB>nc E(射極)、C(集極)不可互換→放大效益,耐到 NPN C集極 N-CH P-CH DMOSFET 有通道 G GK 極 源極 15 •EMOSFET Gi B基極 一接黑棒(1) 一接紅棒(一) 增益頻寬 小 PNP E射極 大 1極 極
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No: Date: 無抵補电压. /FET li:D Vi=0.適作截波器. BJT 成本 易,成本↑ 製成不易,成本↓ 熱穩定性佳 不穩定,有熱跑脫現象 輸入阻抗00_2 因 开关Speed. 快 輸入阻抗M2. 慢 控制方式. 电压控制. 电流控制 缺人高頻響应差 2、增益頻寬小. 点早期 功耗↑、speed慢、成本、 ☆ sat Region in FET and 主动 Region in BJT> 線性放大. → sat、c/o開关, DMOSFET(空会型絕緣閘極場效電晶体) →G、N/PCH間完全絕緣 →傳導方向→D → N-CH. P-CH. → N-CH » Vp Vast Io↑ · P-CH » Vp E. Vast ID p. |N-CHI →有通道 →源極反轉箭頭指N. 玩基体 →有增強型空气型 → VP (pinch-off voltage)夾止电压 ye VGS=0 VGS 20 EMOSFET(增強型... →正常截止 反轉層 無通道 反轉層. 當VG夠高 →Vt(threshold voltage)臨限电压,臨界电压 IDP-CH VGS=0 + IDSS VG330. VASCO 突 VG570 → N-CH = √1 1 UGST ID↑ P-CH VT Vas Inf Region! ...DMOSFET EMOSFET. N-CH P-CH N-CH P-CH. VGS>VP VGS <VP VGS> VT VGS<VT VGD>VP VGD <VP VGD >VT VGD<VT VG57VP "V/GS <VP VGS>VT VGS VT VGD SVP VGDZVP VGD≤VT VGD2V1 截 VGS <VP VGS>Vp VGS<VT VGS>VT VGD.<VP.. VGD>VP VGD <VT VGD>VT.
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570 ID ID gm² (24) ID | Vas -0 (5) DMOSFET. VGS ID=IDSS-VP 2 EMOSFET Ipss · ID = K(VGS-VE)². 單位 No: Date: VGS gm = 2k (VGS-VE). A MAV/ms gm. gm = Ups (1-Ves PCH DMOSFETOID N-CH DMOSFET.A ☆特性曲線 P-CH IN-CH EMOSFET田 EMOSFETQ →VGS. Vp Vz Vt Vp ☆DMOSFET (空乏型FET) 0:①零偏压法②固定偏压法③自給偏压法④分压偏压法 X:①汲極回授偏压. ☆EMOSFET(增強型FET.) 1 0:①固定偏压法 ②分压偏压法③汲極回授偏压 X:①零偏压②自給偏压. [pornt]!!! 計算時要檢查是否工作於夾止区 ☆ IG 通常:0 ⇒有效長度200 DVDS Yd=ID ID -- AVDS = gmrd. M.-DVDs Zí = AVGS 共源極(CS) 最高 最低 共汲極(CD) 共閘極(CG) ® 很高 很高 低 Zo 高 低 Av 中 低(21) AP 相位 高層 中 TE WAL 反相 同相 同相 应用 低頻、音頻放大器 緩衝器、源極隨耦器、配 高頻放大器 BJT相似 CE(共射極) CC(共集極) CB(共基極)
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No: Date: ☆反相加負號!!! (Common Source, CS) VPP VDD RD CD RD Vi Ca PRG V Vo rd" GERL G 7. 4 Zo 穩定性↑P, Zo RG Ry Zi ↓ Av↓ zi 增加AV. ①Zi = RG DZ₁ = RG. Zo-Rollyd 2) Zo=RD -Vi 3 Av= -x Rord/R₁ = Vo ③Av= -VIR gm Rp gm +R5 gm' ++gmRs RG #gm (Roll rd). ④A₁ = -|Av\ x R (RL) Rio ½ (Common Drain, C.D)... (洩 VDD gmRG Az= H+gmRs CG D RGZ gms ERS 同相 DD Z₁ =RG allRs/rd V₁ (Rsrd) ②Zo= gm ③Av gm +(Rs/rd) gm (Rs/rd) 1+ gm (Rs/rd) Vo汾压 Ri jm RG rd @At = |A|X R1 = 1+ gm Rsird) Rstrid itu. RL
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No: Date: (Common Gate, CG) tii Vi Zi Zi=RS11 gm Zo=RD Vo ↓io ERO 4 Av = v₁ = gm RD. Av Vo =RD Vi=0 @AL = AX = gm BRX BR 同相 gmRs T+gmky ☆ 計算vas時rd无需計算在內 FA 豎接放大电路→高頻→无米勒效应影響→直接耦合 VpD <point> CG ŹRGI RD Q2l =VG2 VDDXR+Rent RG3 CG. ①ID₁ = ID₂ ID = VG-VES KCVGS-V+)". RS RG+Ras Z1 = RG2 RG3 ERG₂ Vi° Cival Qile VIDI CS ③IG=OA · gmi ŹRG² ERS/CS ④Avi=- gmr AvagmaRD AVT=-gmi Ro. ☑ RG3 VDDX Ai = Av-. Zi RGHBG2+RG3 RL (直接耦合)CS-CS→低頻→反相,反相:同相 Qz Zo ERD ERDZ Vo RGI Ci EVG Vi 3rd Q Erd Col ERL = ERGZ RSFS " -VOD ①要算Qz,要算VG2 • PA (A) CS-CDZOV, Buffer = Z₁ = RGI RG2 ③30 = Roz" rdz ③Avi = -gm (RDi //rd₁) Av₂ = -gm (Roz/rdallRL). 11 11 ·VDD. "TRITA" AT = AVI · Avz RGI ERDI Ci VGZ. Ai = Av. Ri RL #o gird 52 Vo PERG². Zī Dzi=RGIURGZ 80 = Rs2 // g/ my "Vdz. Zo ③Av₁ = - gm (RDillrd). AUT.AVI AVE. rdRSRL Avz = I'm · + (rd/Rsz // R₁).
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Date: FLINT = + FL fHcn) = K ·fH k fH-fL. 5n=1 n=2 KJ2+-1=1 n=4 頻率響屈 开降权 n=3 K = √ 2 = -1 = 0, 64 120 DD K = √ √23-1 = 0.51 DDD K = √√2 = -1 = 0.43² DDDD. ☆BW↑,降低低頻↓,C↑ f₂ BW 佳 ↑ 寬 ↓窄差 of --3dB =fL↑, fu↓ = POCHPF). Po(mid) BW 寬:fL↓,fH↑ AV 寬 Avemid) dB. 截止f美、半功率点、-3dB奌.0.707AV(mid) == Avenid) RC->中、低頻佳. 直接耦合低f, AV↓原因:耦合电容、旁路电容 高f,AW原因:極際电容、雜散电容 ☆串越多BW越窄 Vi ☆电阻式NMOS反相器 十 VOD VDS Voo. ☆特性曲線,分割線右Sat,左2.看奌 D↑小,分割線Vos = VGS-VG VDD. RD 轉移奌. sart. VTC曲線点到点 Vo at 2. ☆增強型元件當主动式負載 VOD Qz Vosz + VG½== Q₁VDSI VGST 4 sat 10 VDD 40 VDS →Vi →3区 Vo ☆个越接近理想反相 iDi 小 115 VOS₁ = VGSI - VT1. 器 sati Q240 Q2.5 負 線 VDD-V+z Vosi Sat sat. Q1% Sat A D Vi
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☆ 空气型元件當主动式負載→4区. QVOD VOSI=VGSI-VI Q2 + Vosz. - Vo + VOST No: Date: 分割線. VOD QI ✓ Q222 2 kat sat 負載 Q1% Sat Sat VDD-V22] VDD> VOD KL 不大,也越接近反相器 S移动率: NMOS = 2PMOS.. ☆PMOS(擬N型金氣半)→4区 通道費:PMOS=2NMDS VSGP+9 VDD. QPE VSDP + •Vo 2. 榴 1分割線. Sat QN 区 动 Qp. Qiyo sat 70 QVSN + VESN ☆CMOS 反相器→SE.,沒有靜態功率消耗;PD=fCiV0² TAS IVDD Vsept QPVSDP + →PMOS (ESR) Qp 2 2 Sat 4/ 2 QN VDSN. QN % sat 2 VGSN== ,NMOS.(下拉). sat 數位电路邏輯閘(COMS) E Not 2. NAND→4 NOR 4 " " : IC型號:40114023、40124068. 4001,400214025.4078. AND > 6 OR 6. ☆ PMOS→上拉 → 輸入加反向+:並聯 COMS上下对偶.. NMos→下拉,結果加反向 第摩根:干==== 千 :串聯
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No:
Date:
LCMOS傳輸閘>開关、緩衝級.
Co
((Ve)
AQ
VDD
B
7 A°
B
OPA(運算放大器)
①
抵補
ZV-
【定电流源
č (Ve)
3
Y:AB、AB+AB
理想/實際
18NC
里
4 8₁ = ∞ 22 M₂ CMRR=00 90dB
1522 BW-00
20-02
AV:00 106dBVo=0
420clog |Au
CD(源極隨耦器)
DA
AV CC
-Vob
3VF
射極隨耦器.
、
5抵補
→ 差动放大器.
晒个CE組成.
1 Vd Vir - Viz
=
lib= f (Ic+1cx)
共模 VC.
Vu+ Vez
2
Vd
SR
V₁₁ = Vc + =224
Vd
Viz = Vc-
Vo=Advd+Acve (實際)
理想
CMRR = Ad
Acl
Vio = | Vir Vir | Voon
:
:
dt
SR
VP
SSR.
At
dv. \ max = { gik m =
→ 正弦波,fmax=
三角波
GBP Ave ·BW
(增益BU)
A
"1
st
☆負回授,虛短路
ROMV
Iio = | 1, -12 |,
Vo = 0}}.
ページ24:
可用方法①密耳門、②分压③流進:流10: ☆多個輸入端!請用密耳門求端奌电压。 反相放大器! R₁ M 3 V- DA DPA V+ e ·恆接地 (非反相放大 Rf 負回授,虛短路V+ = V- Vo =1 RA - Vi RI Av Date: R₁ V₁ = - (1+R+) Vi Av Rf=0>电压隨耦器(Buffer)(單位增益緩充器). (微分器、積分器 →斜率 面積 →高微高反之低積低超 ☆ KtH ×100%. * Duty cycle = ++ X1 時間比:电压比 (尖銳脈波) (餘弦波) 574203 > 反向180° 微分 1拋物線」 三角波二 方波 [脈衝] 正弦波 微分器 circuit. → 改良 積分 Rs. R V₁ AM +H dv(t) OPA Vo . = = -RC AV=WCR dt 積分器 Circuitt →改良 M RP. Av= H WCR C. V₁ OPA Vo. = - RC elvict)dt-Vio (初值) 1Vccia 0 比較器(comparator). → Open loop 負回授輸出皆為方波. V-<Vt>+Vsat=0.9Vec Vi Vo V-> V+ 7 - Vsat = 0.9-VEE 反向.7 V2a -VEE 非反向
ページ25:
No: Date: 臨界电位比較器 VT +Vcc R2 Vref- OPA Vo -VEE. Vi>- Vret RI ⇒-Vsat. R2 ⇒ + Vsat: Vi < - Vret R V-> V+ -Vsat V-< V+ = +Vsat
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Date:
☆有信號源內阻R5.
RS
YN
{RB!"
Zb
-VEB
Vcu
RC
RE
Vo
RL
(CE)
Av
=
-B (RullR₂)
(1+)RS+Z 1998.90
分流6
Ai
RB
分流360
=
RL+RC
*(-3)x
R8+Zb.
#
+(HB)RE.
☆若!RS《RS RS可忽略以近似解求AV
Av: B(RCURL)
Zb
3k
20k {
Vo
10k
Vi H
20k
7 (10k/boke
Vo
LK
4K
0.7-7
IE - 0.65mA
MY THE
Ye 40 Y4K
→可略
Av-
YN
-BRc. αRup
n
re
ct
CE
CB
CE加魚
Rc
RB
Re
AL RETRE
× (-8)×
CE分流
RB+Zb RLRC Rotz b
io流的RT
x (HB) x RB: JJ
Aux-
AR
电阻.
不
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No: Date: 有信號源內阻Rs... CE (CB, RS 508-99 VS. H-Vo 3k bk + VEE Av (3kb) 50 50分压到re. Voo+50 * RC -BIRC RS Av= YN Vo RST RL (1 + 2/18) Zb Zb VEB RE Ai Ryor PR K 50 82+ (HB)RE. ☆若!RS《Re⇒R可忽略以近似解和V. Av: BERCURL Zb × 1503 2000 152 = 13... 17
ページ28:
- Vo
水
REENIK.
Date:
LCR表→ IKHz, CHI、CH2 黑色探棒內部短接→接線需接在一起.
J K L M V N
S損耗因权 → LCR-D.
电感量→短 →MM.
电阻值→短
±5%±10%±15%±20%±25%±30%
Ioss
Sat
VP²
{ ID = ID3S (VGS - VP)²
电容量 -> 開→測試前須先放电,→ PF.
(VGS-VP) 2
[z(Vas-Vp) Vos-Vos³].
Regiont ID = K(VGS-V+)²
-Region ID = K [Z(VGS-VP) VDS-VDs³]
CANV²).
☆判斷是否在飽和区
VGs Vp且VGDsp. →為飽和区才可用的公式
• EMOSFER VGS =0&ID = IDSS.
(零偏压法)..
X VGS = -VGG.
(固定偏偏法)
#IG=OA.
VGS = - IDRS.
& VGS: VG-IDRs.
• VGS = VDD-ID Rp.
DMOSFET
X
CMOS » P=fC VOD?
2) VGs = Vps(就算有汲極阻抗也一樣)..
(自給偏压)
(分压偏压)、
VG=VD(汲極回授偏压)
ページ29:
No: Date: *2=09 元=0.318. =0.707 5:0.577. 平均功率:Pac (kms)* RL. Vm Vins Vrms Vav 波形參: 因 因 波峰取 波形权” Vm Vav Vrms CF FF. 正弦波。 Vm 元=0.636Vm 0.707Vm 1.4142 方波 Vm Vm Vm | 三角波 Vin 1:0.5Vm 0.577Vm 1.732√3 1.155= √3 Duty cycle = Vm Vav = 1 × 100% = Vav-Vmin Vm-Vimin Vrorms) r%2. x100%. Vdc Vrims) =√(Vrms)² - (Vac) 2. 5 全波 48%% Vrms)=0.358Vm = 輕負載 电容濾波 半波:121% Vr(ms)=0.308Vm * (^) Q = CV = It・ Vrip-p) Idc Ide VdcxVmVms 重負載?电感濾波 大小 Vrip-p] = = CF RCF 三角波 Vr(rms): Vripp 龍 正弦波Vrerms): V(p+) 泛 R2 Ri 2 JRAK RV. ER Vrerms) = 214. (RLC 半波 Vr(rms): 4.8 ·Vm • Vm RLC. CE198 CE 直流負載線 Vi 备接近 sat →半週失真(Vo) 1" " " (Vo) CB、CC直流負載線 接近 sat → 国半波失真(V) 欧姆表測量.Prode. $ 均低值 短路 均高值⇒開路 一高一低 正常. ↓ Vrip-p) Vremant "1 % -> 負 " " (Vo) Vremen). Vdc. = Vrimax +Vriming 鋸齒波 z. 2 Vrivms) Wp-p? Vr(p-p) = Vrumax) - VFun) 正弦波 Vrip-p2 Vrims
ページ30:
Vas =V1.
Vo = VDS
1.
Step 1.
Vo
[
V₁ C: VGs) < Vt » cut out Region [OFF]
> Vt Sat, 2 Region [ON
Step 2. VDs > Vas V4 Sat Region 7 10-K (Vas V1)
72 •Region
VT
VAM = MM (VAH, VAL).
0.1Voo
Janout =
Lo
21.
Von
Vo
10 KC2V/12 (Vo-Voo) - (Vo-VOD)*]
=
VT
VDO
nt Vol
Out Vol
☑
0
NH
ONL
2
Vin
X
VIL
08
0-
Gate drive Gate 2.
INPUT
✗
0.3VDO
VOL
D
NH
Vin Oi WV DD.
x
VIL D
↑
NL
D
TIL.
&BJT 線性:2
MOSFET
Sut
Vas Voo
Ce Yo
seit
BJT { ?? sat
>>
>< 2
Patz set. To
2.‰
Voi VED
MOSELI {}
%
>< sat
> > 2
CMOS
D
ページ31:
ZAMUS with resistance + VGS VDD V₁ VDD Yo sint a ENMOS With ENMOS VDO-VICT -oVu QI To Sat 2 CVGs) < > Step 1. V₁ = VII. % sat/2 (VAS) < > Step 1. V₁ =V11 % sat/2 (VDS) Step 2, Vo-V1-V11-2 In R VESZ - VDD-Vo = Q₁ Sat Qz < > % Step 3. Vo Voo-V12 Sat VDD 4PQ Q2 Qr Sat Sat Sat Vi he Vh V-V-h with DNMOS VDD VOD Qz 2 2 Bat sat & In R₂. Vo Vape VD-VDD Q% sut sit Vi ENMOS (VAS) < > Step 1. V1-VII. % sat/2Q (VDS) Step 2. Vo V1-V1, -2 Sat Q2 < V1 V-V CMOS CENMOSE EPMOS). VDO 你 VOD.. Qz Sat Sat% Vo Q sat sab 2. VI.-V1 = Step 3. Vo Voo+/12 Sat (Vas) < > (ENMOS) Step 1. V1-VII. % sat/2 Q1 (VDS) Step 2. Vo V1-V11-2 Was Sat < Steph. V₁-Vi satte 10 (EPMOS) VIL Step 2. Vo=V1-V₁₂ Sect Q₂ 2. < > Step 3. Vo - Voo+V12 sat/2 Yo.
ページ32:
波形 微分結果 積分結果 正弦波 sin(wt) 餘弦波 cos(wt) wcos(wt) -wsin(wt) -cos(wt) sin(wt) 常數 C 0 Ct + K 直流信號 A 0 At + K 斜波 At A / At² + K 三角波 方波 正弦波 方波 脈衝信號 三角波 脈衝信號 多個8函數 方波 指數波 eat deat Heat + K a
ページ33:
Vi₁ IV IM Im 30+ IV-IM IM mt 2V IV SV- IMT IM My sy Vo 5+8=13√
ページ34:
IMA tlov 2 LOV. IK 1019 V₁ == m OV ↓101mA. 10.210100 =-10 Lov-100mA -10-lolo = V₁ OPA Vo Vo=1020
ページ35:
名称 输入波型 基本电路 输出波型 C 简单型 (V为方波 ) +V V₁ cot -0- C DRE Vo +V 加偏压型、 DZ (正向偏压) V₁ 0 cot + VR+ 加偏压型 (反向偏压 ) -0+ ER Vo 0 VR -0- 0 2V T 2V cot wt C + V DZ T Vi ER Vo 2V cot VR- cot C Vo VAAZ rot V₁ -0+ V. 2VP 简单型 0 cot VD R V₁ Vp (V为正弦波 ) -V
ページ36:
微分 補增 前 m VoxC Six czx/(8x35x (落後) 三角波→方波→尖銳脈波 ex: 一次→常韨→→微分器VI為直流50 Vo VO = -RC M = 4 WV 9 Vo=DV st ☆ExV=122注意! 榆 C限制低頻增益 償益 高 高積分 Voα. m 頻 册 後低 尖銳脈波→方波→三角波 常軾→一次方 Vi m Vo 微+積 fi- C m Ri ZARIC R „fu=. m -Vo t Smx-w3x, cox smx (超前) Vole Svet de TAVI RC 2xRG 反相放大器 FL 反比 積 fir fi RC 反 向 .5.2. 7. -1- > t T. >
ページ37:
Vimax +Vmm_b+(-4) Vdc = Iv 2 Ev HD Vocp-pr Vmax Vinm 2 5k lk 15 V₁ IV. EIV (V -15 R Vo W --41- 以 bv 位 tv 5V- -5V-
ページ38:
3V- -3V- → V₁ Ik M 2K M BV + 1 V₁ 比較器 LOV NOV Vorde) = V+ = 3V- OPA -Vo 成比例. -LOV -3V- ☆三角波 100+100系 10下 下 正斜率、負斜率各占 週期一半⇒成比例 >5V# Voide) = ? z ☆ step1. 重疊得Vi 2 3V短,分压VIX V+- √√√1+1 V1短,分厌3x3 Step2. 比較器 V+> V- & t√sat V+ <V- » -Usat 2 -1004 3 x 33 •V7+1 <0 V/1 < - 3/3 10 ㄓㄓ x 3x=2x= 4
ページ39:
☆金屬場效半導体 核心观念 N-CH MOSFET P-CHMOSFET % VGS LV1, X Vas >VT, X Sat VGS > VI, VGD> VT VGS <VT, VED CVT VGS > VT, VGDCVT VGB <VT, VGD>VT. ☆例用場效 Vas = VG-Vs 這個观念得出VGS, VGD 美做比較即可 40 R 1973 sat Region ↳ 2p=k(Vas-Vx) = ]pss (1 - Vers) = 2 gm =>K (VGS-V+) > 30s. = TVpl 'VGS' VP
ページ40:
負載線(自流負載線斜率m)也在工作奌Q上有最大振幅. PC改变 負載線斜率改变 Re↑ Ic↓ 10 Vee Ru Va Rc3 QQ 10 Q3 Ver Ve Ru Vee↑ 工作範圍↑ -Igi Va RI 1Bz ^ RB改变⇒同一條負載線. 10 Vee IB3 Q3 RB↑ IB↓ → Vez Ra QI Q2 Q3 Va Va Va Igi JBz 183 Vez Va BJT 基本定理 B= a F-α 分压型偏压,近似解條件 ①題目允許 2 RE (H+B) » R&B RB2 (2011) } Lc-618 →x= It al HB ③ Re Re L (2倍↑) RBz RE B LE=(1+3)18 ~ r ④ 18:0 sat Region (HB) h r t WR D's X 7 V et ↑ Veed 1Bd Ic TBT 步驟 ①標电流 ②是否飽和 ③計算. DC.AC 2 1) Iceo:射極開路時,CB) SIC - RIF+ ICBD = 1c = B18+1cto ? Lczo # √ z pij s nj, CE Lav 140 = (H3)1080
ページ41:
2.CG放大电路 V₁ 並將交流观念 ☆源極向內看放大 Zi At - Av- RD T = gm Rd Rs1 gm RR HM gm ( Rs/l gm) = [T PRSE Vss f I (IM) [ Z₁ =RS/V+RD Hus Vd=00 (Hp) Vi JmRs = y A RD Cz HH 4 Vyp Zo M=gmrd Rs I ↓ gm. A m Vo Vd RD. Vo B Roard # H+ gm Rs Av= Vo Re Vi = (HM) V1 x rdtRD Vd=00 Av=gmrd. #
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