升科大四技: 電子學總複習講義

第1章　概　論
1-1　電子學發展的歷史 1-1
1-2　積體電路(IC)時期 1-2
1-3　基本波形的認識 1-3
1-4　正弦波(Sine Wave) 1-5
1-4-1　平均值 1-7
1-4-2　正弦波的有效值 1-8
1-5　方波(Square Wave) 1-10
1-6　三角波與鋸齒波 1-13
1-7　波形因素與波峰因素 1-14
第2章　二極體的物理性質及特性
2-1　原子結構與元素週期表 2-1
2-2　本質半導體 2-4
2-3　摻雜－外質半導體 2-5
2-3-1　多數載子與少數載子 2-6
2-3-2　施體雜質與N型半導體 2-6
2-3-3　受體雜質與P型半導體 2-10
2-3-4　本質半導體、外質半導體
的電阻溫度係數 2-12
2-3-5　電子流與電洞流 2-14
2-4　PN二極體的開路特性 2-15
2-4-1　空乏區 2-16
2-4-2　障壁電壓 2-18
2-5　二極體之外加偏壓特性 2-20
2-5-1　順向偏壓(forward bias) 2-20
2-5-2　逆向偏壓(reverse bias) 2-21
2-6　二極體電流方程式 2-22
2-7　二極體之三大等效電路解法 2-26
2-7-1　理想二極體等效電路 2-27
2-7-2　定電壓模式等效電路 2-31
2-7-3　戴維寧等效電路 2-34
2-8　二極體障壁電壓與漏電電流
的溫度效應 2-36
2-9　二極體的電容效應 2-39
2-9-1　擴散電容量(CD) 2-39
2-9-2　過渡電容量(CT) 2-39
2-10　稽納二極體(zener diode) 2-41
2-11　可變電容二極體 2-51
2-12　發光元件 2-52

第3章　二極體的應用電路
3-1　整流概論 3-1
3-2　半波整流電路 3-3
3-2-1　工作原理 3-4
3-2-2　半波整流之輸出值 3-5
3-3　中心抽頭式全波整流器 3-8
3-3-1　工作原理 3-10
3-3-2　中心抽頭式的輸出值 3-11
3-4　橋式全波整流 3-13
3-4-1　工作原理 3-14
3-4-2　橋式整流的輸出值 3-16
3-5　倍壓整流電路 3-20
3-5-1　半波倍壓電路 3-20
3-5-2　全波倍壓電路 3-23
3-6　漣波與漣波百分比 3-25
3-6-1　漣波因數(ripple factor) 3-25
3-6-2　濾波電路與漣波百分比 3-26
3-6-3　全波 3-28
3-7　直流電壓調整率 3-32
3-7-1　Zener Diode方式穩壓 3-34
3-7-2　稽納穩壓電路 3-35
3-7-3　穩壓IC 3-36
3-8　箝位電路(Clamping Circuit) 3-41
3-9　截波電路(Clipping Circuit) 3-48
3-9-1　三點判斷法 3-49
3-9-2　Vo與Vi之V-V轉換曲線 3-49
3-9-3　二極體串聯截波電路(一) 3-50
3-9-4　二極體串聯截波器(二) 3-52
3-9-5　二極體並聯截波電路 3-53
3-9-6　雙截波電路 3-56
3-9-7　稽納二極體截波電路 3-61
第4章　雙極性電晶體BJT
4-1　雙極性與單極性 4-1
4-1-1　BJT的製造與符號 4-2
4-1-2　電晶體的編號 4-6
4-2　JE順向、JC逆向與 值 4-9
4-2-1　為何JE順向、JC逆向 4-9
4-2-2　電晶體的電流增益－ 值 4-12
4-3　電晶體的三種放大組態 4-14
4-3-1　共基式(CB) 4-15
4-3-2　共射式(CE) 4-17
4-3-3　共集式(CC)射極隨耦器 4-19
4-4　電晶體的三區 4-22
4-4-1　截止區(cut - off region) 4-25
4-4-2　主動區(active region) 4-25
4-4-3　飽和區(sat region) 4-27
4-5　電晶體與開關電路 4-29
4-5-1　電晶體與反相器 4-29
4-5-2　電晶體與LED 4-33
4-5-3　電晶體與繼電器 4-33
第5章　電晶體直流工作點的分析
5-1　直流負載線(DC Load Line) 5-1
5-1-1　最佳直流工作點 5-3
5-2　共射式放大電路偏壓設計 5-5
5-2-1　固定偏壓法(Fixed Bias) 5-5
5-2-2　射極回授偏壓法 5-11
5-2-3　自給偏壓法(Self-Bias) 5-16
5-2-4　集極回授偏壓法 5-22
5-3　共集極式偏壓電路 5-26
5-4　共基極式偏壓電路 5-28
5-5　電晶體式1比1電流鏡 5-31
第6章　電晶體之交流小信號分析
6-1　小信號之定義 6-1
6-2　共射極放大四大電路分析 6-6
6-2-1　無RE一固定偏壓電路 6-7
6-2-2　有RE，但無CE 6-9
6-2-3　含CE -射極旁路電容器 6-14
6-2-4　含有信號源內阻-RS 6-20
6-3　共集式－CC式放大電路 6-21
6-4　共基極式放大電路 6-26
6-5　達靈頓電路 6-29
第7章　串級放大電路
7-1　變壓器交連式放大器 7-1
7-2　電阻／電容耦合式放大器 7-5
7-3　直接耦合式放大器 7-7
7-4　分貝 7-9
7-4-1　AP與分貝 7-9
7-4-2　AV與分貝 7-11
7-4-3　dBm 7-11
7-4-4　AVT與dBT (Total) 7-13
第8章　場效電晶體之特性
8-1　FET的分類 8-2
8-1-1　單載子與雙載子 8-4
8-1-2　電壓控制元件與電流控制元件 8-5
8-2　N-通道JFET 8-6
8-2-1　FET由三極體區進入夾止區
8-8
8-2-2　IDSS的定義 8-11
8-2-3　Vp＝VGS(OFF) 的定義 8-12
8-3　N-JFET的電壓電流方程式 8-13
8-3-1　三極體區電流方程式 8-13
8-3-2　夾止區電流方程式 8-14
8-3-3　N-JFET的直流偏壓 8-19
8-3-4　固定偏壓(fixed bias) 8-19
8-3-5　源極自給偏壓(self-bias) 8-20
8-3-6　自給偏壓與固定偏壓合用 8-24
8-3-7　總整理 8-26
8-4　P通道JFET 8-28
8-5　FET與BJT之優缺點 8-29
8-6　MOSFET的特性與參數 8-30
8-7　N通道增強型MOSFET 8-32
8-7-1　物理結構 8-32
8-7-2　電流方程式 8-34
8-7-3　三極體區(歐姆區) 8-36
8-7-4　夾止區 8-37
8-8　增強型MOSFET之直流偏壓 8-38
8-8-1　自給偏壓方式 8-38
8-8-2　汲極回授偏壓方式 8-42
8-9　增強型P通道MOSFET 8-46
8-10　空乏型N通道MOSFET 8-48
8-11　空乏型P通道MOSFET 8-52
第9章　場效電晶體放大器電路
9-1　FET的交流分析 9-1
9-1-1　交流信號轉移函數－gm 9-1
9-1-2　JFET交流等效電路 9-4
9-2　共源式放大器 9-4
9-2-1　共源式RS不存在 9-5
9-2-2　共源式含RS存在 9-8
9-3　FET共汲式放大器 9-11
9-3-1　靴帶式電路 9-15
9-4　共閘極式放大器 9-16
第10章　運算放大器
10-1　OPA概論 10-1
10-1-1　理想運算放大器特性 10-2
10-1-2　反相輸入端(Vi－)、非反相
輸入端(Vi＋)與Vo關係 10-4
10-1-3　OPA內部分析 10-5
10-1-4　虛短路(Virtual Short Circuit) 10-7
10-1-5　OPA輸出端電壓、電流
之限制 10-12
10-1-6　變動率與頻寬(BW) 10-13
10-2　反相放大器 10-18
10-3　非反相放大器 10-24
10-4　加法電路 10-29
10-4-1　反相加法器 10-29
10-4-2　同相加法器 10-33
10-5 減法器 10-34
10-5-1　單端輸入減法電路 10-34
10-5-2　多端輸入減法器 10-38
10-6　電壓隨耦器 10-39
10-7　峰值追蹤器 10-40
10-8　D/A轉換器 10-42
10-8-1　加權電阻型電路 10-42
10-8-2　R/2R型電路 10-45
10-9　基本儀表放大器(IA) 10-48
10-10　定電流源電路 10-51
10-11　微分電路 10-53
10-12　積分電路 10-57
10-13　精密整流電路 10-61
10-13-1　正半週之半波整流 10-62
10-13-2　負半週之正半波整流 10-63
10-14　四通被動元件濾波電路 10-65
10-14-1　低通(濾高)電路 10-66
10-14-2　高通(濾低)電路 10-69
10-14-3　帶通濾波器 10-73
10-14-4　拒通濾波器 10-74
10-15　四通主動元件濾波電路 10-74
10-15-1　低通(濾高)濾波器 10-75
10-15-2　高通(濾低)濾波器 10-78
10-15-3　帶通濾波器 10-81
10-15-4　帶止濾波器 10-84
10-16　OPA之直流偏壓造成Vo
的誤差與消除 10-86
第11章　基本振盪電路應用
11-1　回授(feed-back) 11-1
11-2　正弦波的自激振盪 11-4
11-2-1　巴克豪森定則 11-5
11-3　正弦波低頻振盪電路 11-6
11-3-1　RC相移振盪器 11-6
11-3-2　韋恩電橋振盪器 11-13
11-3-3　Sung And Kay振盪器 11-18
11-4　正弦波射頻振盪電路 11-20
11-4-1　哈特萊振盪器 11-20
11-4-2　考畢子振盪器 11-23
11-4-3　石英晶體振盪器 11-24
11-5　OPA比較器 11-26
11-6　OPA樞密特觸發器 11-30
11-6-1　反相樞密特觸發器 11-30
11-6-2　附加VREF之反相樞密特
電路 11-36
11-6-3　同相樞密特電路 11-39
11-7　OPA應用之方波產生器 11-41
11-8　OPA應用之三角波產生器 11-49
第12章　NE555定時器
12-1　NE555的8隻接腳介紹 12-1
12-2　NE555無穩態電路 12-3
12-3　NE555單穩態電路 12-12
12-4　NE555雙穩態電路 12-15
第13章　雙BJT的四個多諧電路
13-1　無穩態多諧振盪電路 13-1
13-1-1　振盪原理 13-3
13-2　雙穩態多諧振盪器 13-8
13-3　單穩態多諧振盪電路 13-10
13-4　樞密特觸發電路 13-13

第1章　概　論
1-1　電子學發展的歷史 1-1
1-2　積體電路(IC)時期 1-2
1-3　基本波形的認識 1-3
1-4　正弦波(Sine Wave) 1-5
1-4-1　平均值 1-7
1-4-2　正弦波的有效值 1-8
1-5　方波(Square Wave) 1-10
1-6　三角波與鋸齒波 1-13
1-7　波形因素與波峰因素 1-14
第2章　二極體的物理性質及特性
2-1　原子結構與元素週期表 2-1
2-2　本質半導體 2-4
2-3　摻雜－外質半導體 2-5
2-3-1　多數載子與少數載子 2-6
2-3-2　施體雜質與N型半導體 2-6
2-3-3　受體雜質與P型半導體 2-10
2-3-4　本質半導體、外質半導體
的電阻溫度...