模電知識點復(fù)習(xí)總結(jié)

1、一般來說，晶體管是核心，集成運算放大器是主線。集成運算放大器的主要內(nèi)部元件是差分輸入級、電壓放大級、功率放大級和偏置電路。集成運算放大器的兩種不同工作狀態(tài)：線性和非線性應(yīng)用。模擬電路主要集中在集成運算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部特性和應(yīng)用、性能改善、工作功率產(chǎn)生、信號源產(chǎn)生等方面。湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院模擬電路知識系統(tǒng)，講師：第1章：放大電路的表示方法，主要用于放大微弱的電信號，輸出電壓或電流的幅度被放大。放大電路是雙端口網(wǎng)絡(luò)，即信號輸入端口和信號輸出端口。1.2放大電路的基本知識，1。放大系數(shù)(增益)代表放大器的放大能力。根據(jù)放大電路的輸入信號條件和輸出信號要求，放大器可分為四種類型，因此

2、放大系數(shù)有四種定義。1.3放大電路的主要技術(shù)性能指標(biāo)：(1)電壓放大系數(shù)定義為： au=uo/ui；(2)電流放大系數(shù)定義為： ai=io/ii；(3)互阻增益定義為3360 ar=uo/ii；(4)互導(dǎo)增益定義為：ag=io/ui。一般來說，Ri越大越好。(1)1)Ri越大，ii越小，并且從信號源需要的電流越小。(2)當(dāng)信號源具有內(nèi)阻時，Ri越大，ui越靠近USs。輸入端，Ri，uS，RS，信號源，Au，輸出端，3。從放大電路的輸出端看，輸出電阻Ro為等效電阻。它決定了放大器電路的負載能力。uo，輸出電阻表示放大器電路的負載容量。Ro越小，帶負載的放大器電路的容量越大，反之亦然。0、哦。o，

3、s，l，=，=，=，u，r，I ，u ，r，輸出電阻的定義：4。通帶，通帶：fbw=fHf1，放大倍數(shù)對頻率曲線高輸入電阻(約幾百k)；低輸出電阻(約幾百)；漂移小，可靠性高，體積小，重量輕，價格低。電壓傳輸特性，Vo=Avo(vp-vN)，3)開環(huán)輸出電阻ro0，2)差模輸入電阻rid，4)共模抑制比KCMRR，理想運算放大器及其分析基于理想條件：1)開環(huán)電壓放大系數(shù)Auo，具有“虛短”和的理想運算放大器為了確保線性工作，運算放大器必須在閉環(huán)(負反饋)中工作。理想運算放大器的特性(1)虛短路由于運算放大器的電壓放大系數(shù)很大，運算放大器的輸出電壓有限，一般在10 V到14 V之間。因此，運算放

4、大器的差模輸入電壓小于1 mV，兩個輸入端近似等電位，相當(dāng)于“短路”。開環(huán)電壓放大系數(shù)越大，兩個輸入端的電位越接近相等?！疤摱搪贰笔侵府?dāng)分析運算放大器處于線性狀態(tài)時，兩個輸入端可視為等電位，這種情況稱為虛短路。顯然，不可能真正使兩個輸入端短路。(2)虛斷，因為運算放大器的差模輸入電阻很大，一般大于1 M，因此，流入運算放大器輸入端的電流通常小于1 A，遠遠小于輸入端以外電路的電流。因此，運算放大器的兩個輸入端通?？梢暈殚_路，輸入電阻越大，兩個輸入端越接近開路?！疤摂嗦贰笔侵府?dāng)運算放大器處于線性狀態(tài)時，兩個輸入端可視為等效開路，簡稱為假開路。顯然，兩個輸入端不可能真正斷開。這里有兩個例子來說明虛

5、擬做空和虛擬突破的應(yīng)用。幾種常見的基本運算電路，反比例運算同相比例運算電壓跟隨器加法電路減法電路積分電路，3個二極管及其基本電路，3.1半導(dǎo)體基本知識，3.3半導(dǎo)體二極管，3.4二極管基本電路及其分析方法，3.5特殊二極管，3.2結(jié)的形成和特性，3.1.4雜質(zhì)半導(dǎo)體，在本征半導(dǎo)體中摻雜一些微量元素作為雜質(zhì)可以使半導(dǎo)體導(dǎo)電。雜質(zhì)主要是三價或五價元素。摻雜雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。n型半導(dǎo)體是摻雜有五價雜質(zhì)元素(例如磷)的半導(dǎo)體。p型半導(dǎo)體是摻雜有三價雜質(zhì)元素(例如硼)的半導(dǎo)體。3.2.1載流子的漂移和擴散，漂移運動：電場引起的載流子運動稱為漂移運動。擴散運動：由載流子濃度差異引起的載流子運

6、動稱為擴散運動。在本征半導(dǎo)體的兩側(cè)，不同的雜質(zhì)被擴散以分別形成n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體。此時，將在N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的接合表面上形成以下物理過程：由于濃度差異，空間電荷區(qū)形成內(nèi)部電場，促進少數(shù)載流子漂移并阻止多載流子擴散。最后，多載流子擴散和少數(shù)載流子漂移實現(xiàn)了動態(tài)平衡。在多重態(tài)的擴散運動中，雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)，形成,3.2.2 PN結(jié)。PN結(jié)加直流電壓時，電阻小，正向擴散電流大；當(dāng)反向電壓施加到PN結(jié)時，它具有高電阻和小的反向漂移電流?？梢缘贸鯬N結(jié)具有單向?qū)щ娦缘慕Y(jié)論。3 . 2 . 3PN結(jié)的單向電導(dǎo)率和PN結(jié)的伏安特性表達式，其中PN結(jié)的伏安特性、IS 的反向飽和電流和電壓相當(dāng)于

7、VT3354的溫度，而在常溫下(T=300K)，當(dāng)PN結(jié)的反向電壓增加到一定值時，反向電流突然迅速增加，這稱為pn結(jié)的反向擊穿。熱擊穿不可逆，3 . 2 . 4PN結(jié)反向擊穿，首先，pn結(jié)伏安方程，反向飽和電流10-8-10-14a，電壓等效溫度，電子功率，玻爾茲曼常數(shù)1.38*10-23J/K，當(dāng)t=300 (27C)時，vt正向特性，Vth，死區(qū)時間電壓，iD=0，Vth=0.5 V，0.1 V，(硅管)，(鍺管)，v vth，iD急劇上升V(BR) V 0，iD=IS，U(BR) ，反向電流急劇增加，(反向擊穿)，3.4.2二極管電路(4)小信號模型，當(dāng)vs=0時，q點稱為靜態(tài)工作點，它

8、反映了直流時的工作狀態(tài)。vs=Vmsint (Vm ICBO，IE=IB IC，放大狀態(tài)下BJT中的載波傳輸過程，以及l(fā)et，2。電流分布關(guān)系，3。三極體的三種配置，公共集電極連接，集電極作為公共電極，用CC表示。公共基極連接，基極作為公共電極，用CB表示；共發(fā)射極連接，發(fā)射極作為共電極，用CE表示；BJT的三種配置和三極管的放大主要取決于它的發(fā)射極電流通過基極區(qū)傳輸，然后到達集電極。實現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是：(1)內(nèi)部條件：發(fā)射極區(qū)的雜質(zhì)濃度比基極區(qū)高得多，并且基極區(qū)很薄。(2)外部條件：發(fā)射極結(jié)正向偏置和集電極結(jié)反向偏置。4 . 1 . 3 BJT的伏安特性曲線，IB=f (vBE)

9、VCE=常數(shù)，(2)當(dāng)vCE1V，vCB=vCE-vBE0時，集電極結(jié)進入反向偏置狀態(tài)，開始收集電子，基極復(fù)合減少。在相同的VBE下，IB減小，特征曲線向右移動。(1)當(dāng)vCE=0V時，它相當(dāng)于發(fā)射極結(jié)的正向伏安特性曲線。1.輸入特性曲線(以共發(fā)射極放大器電路為例)、共發(fā)射極連接、飽和區(qū)：集成電路明顯受vCE控制的區(qū)域，其中VCE一般小于0.7v(硅管)。此時，發(fā)射極結(jié)正向偏置，集電極結(jié)正向偏置或反向偏置電壓非常小。，iC=f (VCE) IB=常數(shù)，2。輸出特性曲線，輸出特性曲線的三個區(qū)域：截止區(qū)域：集成電路接近零的區(qū)域，相當(dāng)于iB=0時曲線的下部。此時，vBE小于死區(qū)電壓。放大區(qū)域：ICc

10、與vCE軸平行的區(qū)域，曲線基本平行且等距。此時，發(fā)射極結(jié)正向偏置，集電極結(jié)反向偏置。4.1.3 BJT的伏安特性曲線，(1)最大允許集電極電流ICM，(2)最大允許集電極功率損耗PCM，PCM=ICVCE，極限參數(shù)，4.1.4 BJT的主要參數(shù)，以及當(dāng)v (br) ce3354基極開路時集電極和發(fā)射極之間的擊穿電壓。在輸出特性曲線上，使DC載重線VCE=VCC-ICRC，并且與IBQ曲線的交點是Q點，從而獲得VCEQ和ICQ。在輸入特性曲線上，畫一條直線，兩條直線的交點是Q點，并得到IBQ。4.3.1圖解分析方法，1。靜態(tài)工作點的圖形分析，根據(jù)vs波形在BJT輸入特性圖上繪制vBE和iB波形。

11、根據(jù)iB變化范圍，在輸出特性圖上繪制ic和vCE波形。動態(tài)工作條件的圖解分析。靜態(tài)工作點對波形畸變、截止畸變波形、飽和畸變波形的影響。靜態(tài)工作點對波形失真的影響，4.3.2小信號模型分析方法，1。BJT參數(shù)與小信號模型，建立小信號模型的意義，以及建立小信號模型的思路。當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時，三極管在小范圍內(nèi)的特性曲線可以近似用直線代替。因為三極管是非線性器件，所以很難分析放大電路。建立小信號模型就是將非線性器件線性化，從而簡化放大電路的分析和設(shè)計。BJT的H參數(shù)和小信號模型，確定H參數(shù)，RBE=RBB(1)RE，其中RBB200為低頻小功率管，然后，重點掌握固定偏置發(fā)射極電路和分壓發(fā)射

12、極電路的步驟，4.4.2發(fā)射極偏置電路和小信號模型等效電路方法：1。首先，使用圖解法或近似法。2.計算靜態(tài)工作點微變化的等效電路參數(shù)和rbe。3.畫出放大電路的微變量等效電路。先畫出三極管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交流路徑。4.列出電路方程并求解。三種配置的特點和用途：共發(fā)射極放大電路：電壓和電流增益均大于1，輸入電阻在三種配置中間，輸出電阻與集電極電阻有很大關(guān)系。它可以用作低頻多級放大電路的中間級。公共集電極放大器電路：只有電流放大器，沒有電壓放大器和電壓跟隨器。在三種配置中，輸入電阻最高，輸出電阻最小，頻率特性良好。它可用于輸入級、輸出級或緩沖級。共基放大器電路：只有電壓放大器

13、，沒有電流放大器，電流跟隨器，輸入電阻小，輸出電阻與集電極電阻有關(guān)。高頻特性好，常用于高頻或?qū)拵У洼斎胱杩箞龊稀ＤM集成電路也具有電位偏移功能。由于三極管的級間耦合電容、發(fā)射極旁路電容和結(jié)電容，阻容耦合放大電路的容抗隨頻率變化，所以當(dāng)信號頻率不同時，放大電路輸出電壓的幅值和相位會相對于輸入電壓發(fā)生變化。頻率特性，幅頻特性：電壓放大系數(shù)的模|Au|與頻率f的關(guān)系，相頻特性：輸出電壓相對于輸入電壓的相移與頻率f的關(guān)系，Au(f)-幅頻特性，(f)-相頻特性，放大電路的4.6頻率響應(yīng)，通帶，f，| au |，fl，三極管結(jié)電容，原因，0，4.7多級(組合)放大器電路，基本放大器電路，多級放大器電路，

14、一級和級間耦合：級間連接，耦合方式，直接耦合阻容耦合變壓器耦合光電耦合，1。直接耦合，這意味著前一級的輸出端直接連接到下一級的輸入端。如圖所示，4.7.1級間耦合模式有測試點。2.直接耦合方式的優(yōu)缺點：良好的低頻特性(可以放大緩慢變化的信號)；易于集成。缺點：Q點相互作用，電平偏移，零漂移，給分析、設(shè)計和調(diào)試帶來不便。應(yīng)用：集成電路。2.阻容耦合。通過電容將前一級的輸出端連接到后一級的輸入端稱為阻容耦合。缺點：低頻特性差(不能放大緩慢變化的低頻信號)；優(yōu)點：Q點相互獨立。適用場合：有特殊需求的分立元件電路。便于分析、設(shè)計和調(diào)試。集成不方便。變壓器耦合它被稱為變壓器耦合，通過變壓器將前一級的輸出

15、端連接到后一級的輸入端或負載電阻。優(yōu)點：Q點相互獨立，便于分析、設(shè)計和調(diào)試；可以實現(xiàn)阻抗變換。4.7.2多級(組合)放大器電路的動態(tài)分析，N級放大器電路的交流等效電路框圖，1。電壓放大系數(shù)，在放大器電路中，前一級的輸出電壓等于后一級的輸入電壓，也就是說，注意后一級的輸入電阻必須作為前一級的負載電阻。2。輸入電阻，Ri=Ri1，3。輸出電阻，Ro=Ron，第6章模擬集成電路，湖南科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院講師3360，胡世鋼，6.1.1 BJT電流源電路，1。鏡像電流源，并且T1和T2的參數(shù)都是相同的，即 1= 2 Io=ic2 iref=，代表符號，6.1.1 BJT電流源電路，1。鏡像電流源，動態(tài)電阻，一般ro超過幾百千歐姆，6.2.1差分放大器電路的一般結(jié)構(gòu)，2。相關(guān)概念，差模信號，共模信號，差模電壓增益，共模電壓增益，總輸出電壓。反映抑制零漂移能力的指標(biāo)，6.2.1差分放大器電路的一般結(jié)構(gòu)，2。相關(guān)概念，根據(jù)，是的，共模信號相當(dāng)于兩個輸入信號的相同部分，差模信號相當(dāng)于兩個輸入信號的不同部分，兩個輸入端的共模信號大小和相位相等；差模信號大小相等，相位相反。3。差動放大電路的四種連接方式，雙入雙出單入單出單入雙出單入單出，1。差分放大電路的任何輸入信號都可以分解成一對共模信號和一對差模信號，因此單端輸入的差分