模电基础知识讲解Word文档格式.docx

模电基础知识讲解Word文档格式.docx

《模电基础知识讲解Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模电基础知识讲解Word文档格式.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

例如，物质的一头带正电荷，另一头带负电荷。

或者我们把某物质的某种电荷移走一部分，这个物质就剩下与移走的电荷的反电荷，数量相同，这个物质也就带电了。

通常的方法是摩擦起电或感应起电或接触起电。

摩擦起电：

用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒上就产生了正电荷。

感应起电：

用一个带某种电荷的物体，靠近另一个电中性的物体，这个电中性的物体的异种电荷被带电物体吸引，靠近带电物体，同种电荷被排斥到另一头。

接触起点：

一个带电物体接触一电中性的物体，带电物体所带的电荷移动一部分到电中性的物体，电中性的物体也带电了。

如果我们把物质的某种电荷移走，但是该物质能源源不断的补充这种电荷，这叫电源。

第二讲电流、电压、电阻和欧姆定律

一、电流

电荷的定向移动，形成电流。

为什么要加上“定向”呢？

因为物质里面的电荷是无时无刻的在运动着，但不定向自由运动，就不能形成电流。

二、电压

电压是形成电流的要素，一根导体两端如果有电压，这根导体上就产生了电流。

上一讲谈到的电源，有电压的电源，也有电流的电源，他们是可以相互转换的。

三、电阻

阻碍电流通过的物体是电阻，任何有形物质都具有电阻的特征。

只是阻碍电流能力的强弱而已。

如铜棒，木棒，水，空气。

任何物质都有其特定的电阻率，电阻率是描述一个物质单位截面积、单位长度所表现出来的电阻的大小的一个参量。

如铜的电阻率比铁的电阻率小，则铜比铁更容易导电，阻碍电流的能力也小。

四、欧姆定律

电流、电压和电阻三者之间的关系，称欧姆定律。

电流与电压成正比，与电阻成反比。

如果用I表示电流，U表示电压，R表示电阻，则

其中电流I的单位是安培，简称安，用A表示；

还有毫安培，用mA表示，简称毫安；

以及微安培，用uA表示，简称微安。

1A=1000mA；

1mA=1000uA；

另外，电压U的单位是伏特，简称伏，用V表示；

还有毫伏特，用mV表示，简称毫伏；

以及微伏特，用uV表示，简称微伏。

1V=1000mV；

1mV=1000uV；

还有电阻R，单位是欧姆，简称欧，用Ώ表示；

还有千欧姆，用KΏ表示，简称千欧；

以及兆欧姆，用MΏ表示，简称兆欧。

1MΏ=1000KΏ；

1KΏ=1000Ώ；

欧姆定律可以描述为1V的电压与1Ώ的电阻的比值就是1A的电流。

在电子技术领域，用到千安培、千伏特和毫欧姆等单位的比较少见。

第三讲电阻器的认识

导线的电阻很小，如1m长度1mm2的铜线器电阻不到0.1Ω。

而电子技术中有时需要用到较大的电阻，那需要很长的导线，不但价格贵，安装也不方便。

所以人们设法用廉价物质通过刻槽的方法制造出电阻器，所需的阻值可以任意刻出来，批量造价不到1分钱，这就给使用电阻带来了方便。

制造出来的电阻器简称电阻。

1．电阻的符号和表示方法：

R1表示电阻的序号，即这是图中的第1个电阻；

1.2KΩ表示这个电阻的阻值，也可简写为1.2K或1K2。

2．电阻的标称值

国际标准标称电阻采用E24系列，即把1-10之间的电阻分为不等份24份，如：

1，1.1，1.2，1.3，1.5，1.6，1.8，2，2.2，2.4，2.7，3，3.3，3.6，3.9，4.3，4.7，5.1，5.6，6.2，6.8，7.5，8.2，9.1；

以及上述这些标称值乘以10的n次方，包括10的-1次方（0.1~0.91），10的0次方（上述数字本身），一直到10的6次方（1M~9.1M）。

3．电阻的色环表示

现代电子产品体积较小，电阻上不能印刷文字来表示阻值，用一圈圈不同的颜色来表示，参见相关书籍。

4．电阻的串联

R总=R1+R2=12K+1K2=13K2

12KΩ可以简写为12K，1.2KΩ可以简写为1K2。

串联电阻总的阻值为若干个电阻的和

问答题：

1）两个相同的电阻串联，总的阻值是？

2）

1个很大阻值的电阻和一个很小阻值的电阻串联，总阻值由哪一个占主导？

5．电阻的并联

并联电阻总阻值的倒数为各电阻倒数的和

1/R总=1/R1+1/R2=1/12K+1/1K2

或并联电阻总的阻值为若干个电阻的乘积除以若干个电阻的和。

1）两个相同的电阻并联，总的阻值是？

1个很大阻值的电阻和一个很小阻值的电阻并联，总阻值由哪一个占主导？

课后可多设置一些电阻串联、并联和混合联（本文从略）计算以加深印象。

第四讲电容器

顾名思义，电容器就是盛电的容器，简称电容，他是由两块平行板相隔一定的距离，引出两根引线而形成的，根据平行板的面积和间距决定这个电容器能盛多少的电，电就是电荷，电容器的大小在一定程度上（如保持一定的电压时）就是指能盛电荷量的多少。

电容器的大小与平行板的面积成正比，与平行板的距离成反比。

电容器的符号与他的定义很形象，如下图，用Cx来表示序号，下方0.1uF指的是其容量值的大小。

电容器量纲的基本单位是法拉，简称法，用F表示，由于这个量纲表达的电容很大，所以电子技术中不用法拉做单位，而是用微法拉作单位，或者用皮法拉做单位，一个微法拉是10的-6次方法拉。

一个皮法拉是10的-6次方微法拉。

微法拉用uF表示，皮法拉用PF表示。

近年来，又相应推出了纳法拉（nF）和毫法拉（mF）做单位。

即：

1F=1000mF

1F=1000000uF

1uF=1000nF

1uF=1000000PF

电容器上的电荷是被慢慢的充电充进去的，一个特定容量的电容器，所充进去的电荷数目越多，其两端的电压就越高，但是不能高于该电容器额定的电压值，每一个电容器除了标注有电容量外，还标注有限制电压，称耐压，普通小容量（1uF）的耐压往往在50V以上，且不分电压极性，可以两端对调使用；

而大容量的（称电解电容）的耐压往往达到25V以上的，有电压极性的标注，使用时，我们不能接反。

1uF以上的大容量电容器往往是铝电解电容器，还有钽（tan）电解和铌（ni）电解电容器，后两种损耗低漏电小价格高。

一般我们见到的电解电容器都是铝电解电容器。

电容器上所加的电压如果超过限定值，就有爆炸的可能，电容量越大，爆炸的威力也大，使用时要小心。

电解电容器接反时，容量严重减小，耐压大大降低，损耗严重。

电解电容器的的符号比普通电容器多了个“正”号，有“正”号的那边是正极，另一边是负极。

如下图。

图中63V是限定电压，即耐压，指外电路只能加入比63V小一些的电压。

电容器的主要特性是能通过交流电，而阻挡住直流电。

电容器的容量越大，就越能通过频率高的交流电。

所谓交流电，是指大小能随时间交变变化的电源，也叫交流信号，每秒钟交变的次数称为交流电的频率，单位为赫兹（Hz），如1000Hz是指这个交流电信号每秒交变1000次。

第五讲信号

一、直流电源

1．直流电压源

典型的直流电源是干电池，还有各种蓄电池，可以用

来表示，属于直流电源的一种，上面长横线是正极，下面短横线是负极，用E表示，右侧可注明电池的压，两个以上相同的电池串联称电池组。

还有可以从高压交流220V转换来的电源，广义的直流电压源符号为

直流电压源用于向外提供电压能量，以便使各种电子电路正确的工作。

直流电压源在一定的条件下其两端的电压是相对稳定的。

任何电压源都有其自身内阻的特性，一般较小，所以往往在分析计算时被忽略。

2．直流电流源

直流电流源向外提供稳定的直流电流，其广义的符号为

所示。

我们认为，电流源的内阻一般较大，计算时其内阻往往被也忽略。

电压源和电流源之间可以相互转换，可参考相关书籍，关于戴维南定理和诺顿定理章节。

二、交流电源

交流电源是指正负端随时间交替变化的电源，一般我们按正弦规律变化的来分析。

本节未完待续

注：

上“图”太复杂，留着以后改版升级后再加，或抽空加。

给网站提难题了，勿怪

第五讲

（二）

继续

0.5V直流电和0.5V有效值交流电如果接入相同的电阻，其电阻上产生的热量是相同的。

文中，电压源内阻较小时，缺一个“阻”字

第六讲半导体的基础知识

物质导电能力的大小是用导体和绝缘体来表征的，导体的导电能力强，绝缘体的导电能力弱；

导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，就称为半导体；

常见的半导体有硅（Si）和锗（Ge），这是单质半导体；

还有化合物半导体砷化镓（GaAs）和磷化镓（GaP）；

当半导体受热、光、杂质的影响后，其导电能力急剧上升，这是和导体、绝缘体有所不同的；

完全纯净的且晶格完整的（晶格，物质结构专有名词，这里不展开讲述）半导体称本征半导体；

本征半导体在绝对0°

K（自然环境不存在）和无光照的情况下，和绝缘体是相近的，是不导电的；

当掺入杂质后，导电能力才急剧上升。

但是达不到导体的程度；

常规情况下，半导体都是4价的。

即原子的最外层有4个电子。

受热或受光照后，其中的1-4个就会获得能量脱离原子核的束缚，自由运动，能够导电，称为自由电子，同时出现了1-4个空位，称为空穴，空穴也是能导电的。

这叫做热激发；

当掺入杂质后，就破坏了原子结构，掺入5价元素，每个原子就多了一个电子，掺入3价元素，每个原子就少了一个电子即多出了一个空穴；

我们正是利用掺杂才将半导体制作成为对我们有用的物质----杂质半导体；

当掺入3价硼（B）原子，每个原子周围就比半导体原子少了一个电子，对半导体整体来说，就出现了一个空位，称为空穴，这个空穴是带正电荷的。

含有空穴的半导体称P型半导体，空穴（带正电荷）也是能导电的，就像电影院里的一个空座位，人挨个往空座位方向移动时，空座位就从这一头移动到了另一头，所以说，空穴（带正电荷）也能导电；

当掺入5价磷（P）原子，每个原子周围就比半导体原子多了一个电子，对半导体整体来说，就多出了一个电子。

这个电子不受原子核束缚，可以自由移动导电，称自由电子，自由电子是能导电的。

含有自由电子的半导体（这个自由电子与受光和热激发出来的自由电子不同，这个是多出来的，没有空穴与之对应）称为N型半导体；

自由电子和空穴相遇时，自由电子就可能呆在了空穴的位置，称为复合。

第七讲PN结的形成

关于上一讲，谈到的自由电子和空穴，我们可以都冠以“载流子”（承载能形成电流的粒子）这个名词。

N型半导体中，除了含有因掺入5价元素（如P）杂质而产生的自由电子外，也有空穴，空穴是因为热激发而产生的“自由电子空穴对”中的空穴。

我们把N