模电相关知识

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1 常用半导体器件



1.1 半导体基本知识



1.1.3 PN结

PN结具有单向导电性。

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给PN结加正向电压,即正连正,负连负,耗尽区减小。电流导通。

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给PN结加反向电压,此时正负吸引,不会导通,耗尽区扩大。电流不导通。

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3 多级放大电路



3.3直接耦合放大电路



3.3.1直接耦合放大电路的零点漂移现象

在直接耦合放大电路中,即使将输入端短路,用直流表测量输出端,也会有缓慢的输出电压。即输入电压为零而输出电压的变化不为零的现象称为零点漂移现象。

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6 放大电路中的负反馈



6.1 反馈的基本概念及判断方法



6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的分析



6.4.1 深度负反馈的实质



6.4.4 基于理想运放的放大倍数分析



6.4.4.1理想运放的线性工作区
  1. 理想运放的性能指标
  2. 理想运放在线性区的特点
  • 标准运放,有两个输入端和一个输出端,以及供电正负极。电流永远不会流入或者流出输入端。

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  • 但是电流可以流入和流出输出端,流入和流出的电流右运放的供电端提供。

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    输出端的电压等于一个很大的常数×(A-B)

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  • 该常数是运放放大倍率。是运放的固有参数。一般来说,该常数非常大,可以达到几十万,所以中间才会那么陡峭。

  • 当A端电压略低于B端电压的时候,输出端的电压将会是它能产生的最大负电压。这个负电压由供电决定。反之同样。

  • B端电压将会永远跟随到A端电压附近,但理论上并不相等。

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  1. 虚短

    虚短指在理想情况下,两个输入端的电位相等,就好像两个输入端短接在一起,但事实上并没有短接,称为“虚短”。虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。
  2. 虚断

    虚断指在理想情况下,流入集成运算放大器输入端电流为零。这是由于理想运算放大器的输入电阻无限大,就好像运放两个输入端之间开路。但事实上并没有开路,称为“虚断”。


6.4.4.2 放大倍数的分析


6.4.4.3 运放典型应用
  1. 比例运算电路

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  2. 方波电路

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    Un接5V的滑动变阻器。

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6.4.4.4 常见运放型号

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7 信号的运算和处理



7.1 基本运算电路



7.1.1 概述



7.1.1.1 电路的组成
  1. 负反馈

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    运算电路中的集成运放应当工作在线性区,想要用到线性区同时为了稳定输出电压,必须引入负反馈的概念。因此,运算电路中的特征就是从集成运放的输出端到其反相输出端存在反馈通路。

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    反馈电压

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    实现运算:

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    当A端电压一定,电流一定,就可以通过电阻任意拿捏输出端的电压。

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二极管



钳位二极管

钳位电路,IO的输出保护,防止过压损坏芯片。

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○ 将Ub的电压限制在[GND,VDD]中

○ 假设正向导通压降是Ud

○ 当Ub-VDD>Ud时,上二极管导通,Ub=UDD+Ud

○ 当GND-Ub>Ud时,下二极管导通,Ub=GND-Ud

○ 反之,两个二极管同时截止。也就是

当GND-Ud<Ub<UDD+Ud,处于正常工作状态。



IGBT

绝缘栅双极型晶体管Insulated Gate Bipolar Transistor

○ IGBT的耐受电压很高。电压6500v以上,电流3600A。(晶体管几个安培)

○ IGBT的开关频率可达每秒上万次。

IGBT结合了MOS管和三极管的优势。MOS管低驱动电流,三极管低导通电阻。



电路符号

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○ 当我们给G低电平时截止,G高电平时,由C到G到E的路导通。所以CE导通。

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IGBT的主要作用

将高压直流电转换为交流电,和变频。

电动汽车急需IGBT,因为电池是直流,但是电动机是交流。

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IGBT的模块

IGBT模块内部可能还会有散热层

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有的模块内部可能集成了很多的IGBT甚至还有保护电路。

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IGBT主要厂商

英飞凌,东芝,三菱,意法半导体,恩智浦,安森美

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