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。