模电总结（一）「建议收藏」
大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。
吐槽：我十一月份痛苦地开始了期末复习之后，我想到我好像都是期末速成的，而速成容易忘…….模电作为专业基础课，忘了的话以后就没公司要我了，考研也等同于重开………心之惶恐，故打算寒假伊始，趁吾未忘完期末知识，于是作文以备。
本总结用于个人复习、考研一轮需要，也可供其他小伙伴学习、借鉴。基于GAY电期末引导，先粗略基于gay电期末写五篇。所以只为建立系统，对细节并没有深挖。
第一章 半导体及其器件
这一章我们学什么呢？学半导体的基本知识，pn结是什么，二极管的构造与特性，如何分析二极管的基本电路。（具体如下）
由于此文章讲述的是模拟电路，而非半导体物理，所以只抓住一些枝干。
gay电在此考的是半导体的基本知识和pn结及二极管电路。这一章我们就讲这个。
半导体器件：构成电子电路的基本元器件。
本征半导体: 纯净的具有晶体结构的半导体。（考点这不就来了吗？）
杂质半导体：
物质的导电性取决于原子结构。导体一般是低价元素，他们的最外层电子就很容易挣脱原子核束缚成为自由电子；而高价元素的最外层电子受原子核束缚性强，很难成为自由电子，故导电性差。而半导体材料（Si、Ge）的导电性就是在此之间，通过再人为的掺杂特定的杂质元素，便使半导体导电性具有了可控性。而我们学习这章，就是要粗浅地认识半导体内部是如何导电的。
半导体内部是怎么导电的呢？
半导体中有两种载流子——空穴和自由电子。原子的最外层电子受某种情况挣脱了原子核的束缚就叫做自由电子，那么空穴是什么呢？
在晶体中，极少数的价电子由于热运动（热激发）获得能量而挣脱了共价键的束缚成为自由电子，此时在共价键中流下的空位置——就叫空穴。）
在本征半导体中，自由电子与空穴是成对出现的，即 自由电子与空穴数目相等（考点这不就来了吗？）
载流子：自由电子或者空穴，是携带负电荷或正电荷的可移动粒子。
本征激发：半导体在热激发下产生自由电子和空穴对的现象。
自由电子在运动过程中如果与空穴相遇就会填补空穴，使两者同时消失，这种现象叫做复合。在一定温度下，本征半导体中的载流子浓度是一定的。因为一定温度下，本征激发所产生的自由电子和空穴对，与复合的自由电子与空穴对数目相等，达到动态平衡，故会让其载流子浓度相等。
好了，我们目前把半导体的部分内容已经大致讲了一下，接下来我们该讲讲人为掺杂的半导体会有怎么样的特定的功能了。
我们的主角：N型半导体、P型半导体即将登场！
N型半导体（Negative）
在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷），使之替代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导体。在N型半导体中，自由电子浓度大于空穴浓度，故称自由电子为多数载流子（简称多子），空穴为少数载流子（简称少子）。主要靠自由电子导电，掺入的杂质越多，多子浓度越高，导电性越强。
P型半导体(Positive)
在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼），使之替代晶格中硅原子的位置，就形成了P型半导体。P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子。主要靠空穴导电，掺入的杂质越多，空穴浓度越高，导电性越强。
讲完了n、p型半导体，我们就要讲PN结了！
把P型半导体和N型半导体制作在同一块硅片上，他们交界之处就形成了PN结。pn结具有单向导电性。利用此性质，我们可以制作二极管、三极管等。
在此，我们需要再学习几个概念：（超高频，千万不要记错了！）
漂移运动：在电场力的作用下，载流子的运动。
扩散运动 ：物质从高浓度向低浓度的地方运动。（补充：当把P型半导体和N型半导体制作一起时，在他们交界面两种载流子浓度相差大，P区的空穴必然向N区扩散，N区的自由电子必然也向P区扩散）
正向偏置：电源正极接PN结P端，负极接PN结N端。（也称PN结外加正向电压），此时扩散电流大于漂移电流，PN结变窄，导通。
下边的图方便记忆
接下来，我们就要讲二极管了！
二极管
一个二极管由一个PN结构成，故二极管的性质等同于PN结的性质，其具有单向导电性。（只需知道特性曲线的大概形状即可）
反向击穿：因为二极管是正向导通的，二极管两端加反向电压时，电子不能通过二极管，使得二极管相当于断路，但是这个断路取决于把二极管反向接时，二极管两端的电压（即反向电压）。如果这个反向电压足够大，二极管就被击穿了。
二极管常用模型
练练题：
假设VD1导通,然后根据恒压降模型得出U0=3.6+0.7=4.1V，这样一来第二个和第三个二极管就应该能导通，但是第二个和第三个二极管两端电压不等于0.7V，不符合恒压降模型，所以假设不成立。同理假设VD2导通，得出U0=1.4V+0.7V=2.1V，第三个二极管就应该能导通，但第三个二极管两端电压不等于0.7V，所以假设不成立。同理可知只有第三个二极管导通时，U0=0.3V+0.7V=1.0V，此时第一和第二个二极管都不导通，才满足恒压降模型的特点。
再练练：
在此只分析三道题 第一题，假设二极管导通，那么其两端电压就是0.7V，电流方向为从电源正极到负极，假设成立，则电阻两端电压为1.3V。
第三题，假设二极管导通，二极管下端电压是-2V，那么上端电压就是-1.3V，电阻两端电压就是2-（-1.3）=3.3V>0V，电流方向为从电源正极到负极，假设成立。所以Uo3=-1.3V
第六题，假设二极管导通，二极管上端电压是2.7V，电阻R的下端电压是-2V，此时电流方向就应该是顺时针的。但是，再跳出来看整个电路，二极管的反向端在下边，说明电流应该是在二极管支路上是从上到下的，应该是逆时针才是。假设与现实不符合，假设不成立。二极管不导通，回路无电流，Uo6两端电压是 -2V
稳压二极管
稳压管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管。稳压管在反向击穿时，在一定电流范围内（或是说一定功率损耗内），端电压几乎不变，这就是稳压特性。
二极管的运用
正常工 作状态 | 主要参数 | 电路 模型 | 应用 | |
|---|---|---|---|---|
普通 二极管 | 正向导通或反向截止 | 最大平均整流电流 IF 最大反向工作电压 VR 反向饱和电流 IS 最高工作频率 fmax | 线性模型； 交流小信号模型 | 整流 限幅 钳位 检波 |
稳压 二极管 | 反向（电）击穿状态 | 稳定电压UZ 最大稳定工作电流IZmax 最小稳定工作电流IZmin 动态电阻rZ | 内阻为rZ的恒压源 | 稳压 |
gay电考试考这个：（双向限幅电路）
（补充知识）二极管最基本的工作状态是导通和截止两种，利用这一特性可以构成限幅电路。所谓限幅电路，就是指限制电路中某一点的信号幅度大小。
当信号幅度大到一定程度时，不让信号的幅度再增大;当信号的幅度没有达到限制的幅度时，限幅电路不工作。具有这种功能的电路称为限幅电路，利用二极管来完成这一功能的电路称为二极管限幅电路。
双向偏压限幅是两个二极管加两个偏置电压，正半周大于等于某V时，D1导通，超出部分被钳位在某V；负半周小于等于-某V时，D2导通，超出部分被钳位在 负某V。
这个限幅电路怎么看的呢？
V1信号源输入正弦波，正半周的信号在D2处不能通过，D2处截止，但在D1处能通过，由于二极管特性，当信号的电压大于等于V2 + 0.7v时，二极管导通，Vo被钳位，即是一条直线。
其负半周的信号在D1处截止，D2处导通，即 当信号的负半周电压小于等于 -0.7V – V3 时，二极管导通，Vo被Vo被钳位，即是一条直线。
好了，现在我们介绍完二极管了，也该到三极管了
三极管（BJT）超级超级重点！！！！！！
三极管，是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。
三极管具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。
（补充：三极管其实是分为两种：双极型三极管（Bipolar Junction Transistor）（说白了就是 有两种极性的载流子参与导电）和 单极性三极管（Field Effect Transistor）（说白了就是 只有一种极性的载流子参与导电）。但在此处，我只讨论BJT）
BJT类型
按工作频率分：高频管、低频管
按功率分：小、中、大功率管
按材料分：硅管、锗管
按结构分：NPN型、PNP型
三极管的三种状态
放大状态下的BJT
来练一道题
这道题的思路是：
BJT放大电路必须满足集电极反偏，发射结正偏，所以发射结的电压必须是0.7V或者是0.3V，故图中B和E必然组成发射结，且B和E有一个是基极，另外一个是发射极。所以C就是集电极，由于VBC和VEC都大于0，所以若要满足集电结反偏，C极必定是P极，集电结对应的基极是N极，故该三极管是PNP型。所以B是基极，E是发射极，C是集电极。
完结。
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