文章目錄

• 第一章 常用半導體器件
• 第二章 基本放大電路
• 第三章 模擬集成電路基礎
• 第四章 負反饋放大電路
• 第五章 信號的運算與處理
• 六、波形的產生與信號轉換電路
• 七、直流穩壓電源

第一章 常用半導體器件

在本征半導體中加入三價元素可形成 P 型半導體。（五價磷元素形成N型）
當PN結加正向電壓時，空間電荷區將（變窄）。

PN結的單向導電性：在PN結兩端加正向電壓時，內電場被削弱，空間電荷區變窄，有利于多子擴散，不利于少子漂移，PN結處于導通狀態；當在PN結兩端加反向電壓時，內電場增強，空間電荷區變寬，有利于少子漂移，不利于多子擴散，PN結處于反向截止狀態。

當二極管外加正向電壓增大時，其動態電阻增大。（×）

要使穩壓管的穩壓，其工作區為（ 反向擊穿區 ）。

穩壓管與普通二極管的區別：穩壓二極管工作在反向擊穿區，普通二極管主要工作在正向導通區。

晶體管的輸出特性曲線可以分為截止區、放大區、飽和區，在模擬電子電路中，要實現放大，晶體管應工作在（放大）區。

BJT的低頻小信號模型是直流模型。（×）

在FET內部，多子與少子都參與導電。（×）PS：場效應管只有多子參與導電；三極管有多子和少子兩種載流子參與導電，因少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，所以場效應管比三極管的溫度穩定性好、抗輻射能力強。

工作中JFET源極電流等于漏極電流，這一電流（穿過一對反偏的 PN結）。

FET沒有輸入特性曲線：輸入電阻極大，電流幾乎為0，所以沒有輸入特性曲線。

UGS＝0V時，能夠工作在恒流區的場效應管有（耗盡型NMOS、耗盡型PMOS）。

反映場效應管放大能力的一個重要參數是（跨導）。

第二章 基本放大電路

交流放大電路放大的主要對象是電壓、電流的幅度。

雙極性三極管組成的放大電路有共射、共集和共基三種組態。

判斷一個放大電路能否工作在放大狀態：
滿足發射結正偏，集電結反偏
輸入信號源的電壓盡可能引起基極電流變化
集電極電流變化要轉換為uce的變換，并盡可能地輸出到負載

在NPN管組成的基本共射放大電路中，如果靜態工作點設置過高，容易出現（飽和）失真。

• 在單級放大電路的中頻段，若輸入為正弦波形，用示波器觀察共射放大電路電路的輸入與輸出波形時，則uo和ui相位（反相）。
• 在共射、共集和共基3種基本放大電路組態中，電壓放大倍數小于1的是（共集）組態。
• 在共射、共集和共基3種基本放大電路組態中，（共基）組態放大電路，只能放大電壓，但不能放大電流。
• 共集放大電路特點：又稱射極輸出器，電壓跟隨器。電壓放大倍數略小于1，輸入輸出同相，輸入電阻高，輸出電阻低
• 共基放大電路特點：輸出電壓與輸入電壓同相，電壓放大倍數與共射電路差不多，輸入電阻小，輸出電阻居中，可運用在更高電源電壓下，高頻特性優越。
• 共射放大電路特點：又稱反相放大電路。電壓增益大，輸入輸出反相，適用于低頻和多級放大電路的中間級。
• 場效應管起放大作用時應工作在漏極特性的（恒流區 ）。
• 場效應管工作在放大狀態的靜態條件：N結型場效應管工作在放大區的必要條件：GS兩端的電壓小于0，DS端電壓大于0；P型則GS端電壓大于0，DS端電壓小于0。（個人理解：和三極管類似，發射結正偏，集電結反偏。）
• 柵極電阻RG作用：為柵偏壓提供通路；瀉放柵極積累電荷、
• 源極電阻RS作用：提供負柵偏壓
• 漏極電阻RD作用：把Id的變化變為Uds的變化。
• 共漏放大電路也稱為源極跟隨器，主要是因為其電壓放大倍數近似等于1，且輸出電壓與輸入電壓同相位。（和共集放大電路類似）
• 直接耦合多級放大電路只能放大直流信號。（×）
• 多級放大電路的耦合方式有哪些？各有什么特點？
  1、 阻容耦合（用于交流信號的放大）：直流工作點相互獨立；交流信號損失少；電路溫漂小；體積小，成本低。
  但低頻特性差，不能用于放大直流信號或緩慢變化的信號，不便于集成
  2、變壓器耦合（用于功率放大及調諧放大）：只能變交流，前后級靜態工作點互不影響；零點漂移小；阻抗變換，功率及調諧放大；
  但高低頻性能都變差，不能傳送直流信號或緩慢變化的信號，體積大，成本高，不易集成
  3、直接耦合（用于直流信號或者變化緩慢的信號的放大）：第一級的靜態工作點已接近飽和區（解決辦法：加射級電阻，在第二級三極管的發射極加穩壓管）；級數受限（解決辦法：利用NPN和PNP管進行電平移動）
• 對放大電路而言，在中頻區，電壓放大倍數幾乎不受頻率變化的影響，在低頻區和高頻區，電壓放大倍數隨頻率變化而（下降 ）。
• 晶體管的混合π型不是晶體管的低頻模型，而是用于全頻段分析
  混合π模型與h參數模型在低頻時是等效的

第三章 模擬集成電路基礎

• 集成放大電路采用直接耦合方式的原因是（不易制作大容量電容）。
• 通用型集成運放的輸入級通常采用（差動放大）電路。
• 微電流源、比例電流源都是在（ 鏡像 ）電流源的基礎上改進得到的。
• 恒流源在集成電路中除作為偏置電路外，還可以作為放大電路的（有源）負載，以提高電壓放大倍數。
• 鏡像電流源：兩管參數對稱，工作在臨界飽和狀態
• 晶體管電流源：輸出電流比較穩定，電路性能不隨溫度、電源電壓變化而變化；工作在恒流段時，直流電阻不大，但有較大的交流等效電阻。可做偏置和有源負載。
• 差模輸入信號是兩個輸入端信號的（差）；共模輸入信號是兩個輸入信號的（平均值）。
• 差模信號指兩個輸入端加上大小相等，極性相反的信號；共模信號是指兩個輸入端加上大小相等，極性相同的信號。（注意和上一條區分）
• 任意信號=一對差模信號+一對共模信號
• 差動放大電路的“尾巴”越長，對溫漂的抑制效果越好：長尾電阻越大，差放電路抑制共模信號的能力越強，從而對溫漂的抑制效果越好。（凡是能抑制共模信號的電路，都能抑制溫漂）
• 差動放大電路特征：參數對稱、長尾
• 差動放大電路主要利用電路的（對稱 ）性來抑制零漂。
• 在電阻長尾差動放大電路中，適當地增大射極公共電阻RE將會提高電路的（共摸抑制比）。
• 單端輸入差動放大電路，輸入信號的極性與異側三極管集電極信號的極性（相同）。
  差動放大電路用恒流源代替射極公共電阻RE的目的是提高（共模性能抑制比）。（PS：從而抑制溫漂）
• 如果功率放大電路中晶體管導通角大于180°，而小于360°，則管子工作在（ 甲乙 ）類放大狀態。
• 在OCL乙類功放電路中，若最大輸出功率為1W，則電路中功放管單管的集電極最大功耗約為（0.2w）。（OCL電路每只管子最大功耗0.2Pom，最大管耗并不在最大不失真電壓輸出時刻和最大不失真功率輸出時刻）
• 功放電路按照（功放管的導通角）分為：甲類功放（導通角為360°，三極管較大靜態功率損耗，效率低，）、乙類功放（導通角180°，靜態功耗為0，能量轉換效率高，輸出失真大）、甲乙類功放（180°~360°之間，靜態功耗較小，效率較高，失真較大）
• 功率BJT 常處于甲乙類工作狀態而不處于乙類狀態，這是因甲乙類放大電路（既能夠克服交越失真，還有較高的效率）。三極管存在死區電壓，輸入信號幅度越小，失真越明顯
  消除交越失真的辦法：二極管提供偏壓、UBE倍增電路提供偏壓
• 兩只場效應管不能直接組成復合管。
• 復合管的放大倍數更大，功率大且易于集成。復合原則：(1)電流流向要一致。 (2)各極電壓必須保證所有管子工作在放大區，保證發射結正偏，集電結反偏。
• 一般而言，集成運放的共模性能抑制比越大越好。
• 場效應管不能構成復合管，由于場效應管是電壓放大型器件，能放大電壓不能放大電流，且場效應的柵極幾乎不能取電流，不可以作為復合管第一級。
• 運放的內部電路組成：

（1）輸入級：共集-共基組合式差動放大電路，以減小溫漂，提高共模抑制比；
（2）中間級：采用有源負載的復合管共射放大電路，提供足夠大的電壓放大倍數；
（3）輸出級：采用準互補對稱OCL功率放大電路，向負載提供足夠的輸出功率；
（4）偏置電路：采用電流源，向各放大級提供合適的偏置電流。

• 運放特點：輸入電阻高、輸出電阻低

第四章 負反饋放大電路

• 對于放大電路，所謂閉環是指（輸出與輸入之間有反饋通路）。
• 在輸入量不變的情況下，若引入反饋后（凈輸入量增大），則說明引入的反饋是正反饋。
• 反饋深度是指負反饋的增益Af=A/(1+AF)，其中(1+AF)為開環放大倍數與閉環放大倍數之比，反映了反饋對放大電路的影響程度，被稱為反饋深度，A是開環放大倍數，F是反饋系數
• 深度負反饋采用閉環增益近似為反饋系數的倒數，也就是輸入量接近反饋量，即1+AF遠大于1，Af≈1/F。
• 一般反饋網絡是由無源器件構成，其穩定性優于有源器件，因此，深度負反饋時的放大倍數比較穩定。
• Af<A，引入的是負反饋，Af > A，引入的是正反饋
• 直流負反饋在電路中的主要作用是（穩定靜態工作點）。
• 引入交流負反饋的目的是（改善放大電路的動態性能）
• 負反饋有哪些組態？應該如何判斷？輸出短路法

電壓串聯負反饋，電壓并聯負反饋，電流串聯負反饋和電流并聯負反饋。

判斷電流電壓：使輸出電阻RL兩端電壓為0，若反饋仍存在為電壓負反饋，反之為電流負反饋

判斷串聯并聯：反饋信號與輸入信號以電壓相加減的形式出現在輸入端為串聯反饋（一般接到放大器的兩個不同輸入端）；反饋信號與輸入信號以電流相加減的形式出現在輸入端為*并聯反饋（一般接到放大器的同一輸入端）
正負判別（瞬時極性法）：斷開反饋支路，輸入信號與反饋信號從同一輸入端進入放大器
若瞬時極性相同為正反饋，相反為負反饋；輸入信號與反饋信號從不同輸入端進入放大器，若瞬時極性相同為負反饋，相反為正反饋。

三極管放大電路的瞬時極性
?

運放分析
?

• 實現電壓－電流轉換，應該引入（電流串聯）負反饋。
• 要穩定輸出電壓，必須引電壓負反饋。
• 電壓串聯負反饋：電壓放大
• 電壓并聯負反饋：電流轉換成電壓
• 電流串聯負反饋：電壓轉換成電流
• 電流并聯負反饋：電流放大。
• 深度負反饋的放大倍數分析：虛短虛斷
• 要實現輸入電阻高、輸出電壓穩定，應該引入（電壓串聯）負反饋。
• 負反饋對放大電路性能的影響：

1、提高閉環放大倍數的穩定性：犧牲放大倍數
2、改善輸入電阻和輸出電阻：串聯負反饋增大輸入電阻，減輕輸入電壓源負擔；并聯負反饋減小了輸入電阻，減輕輸入電流源負擔；電壓負反饋減小輸出電阻，穩定輸出電壓；電流負反饋增大輸出電阻，穩定輸出電流。
3、展寬通頻帶
4、減少非線性失真和抑制環內干擾，對外來噪聲無能為力

• 多級放大電路中，反饋過深，可能帶來自激振蕩（三級或三級以上）
• 消除自激振蕩的出發點：破壞幅值平衡條件或破壞相位平衡條件。最常的方法是頻率補償法。

第五章 信號的運算與處理

• 為了使運放工作于線性狀態，應（引入深度負反饋）。
• 要實現Au＝ -50，應選用（反相）比例運算電路。
• 對于基本積分電路，當其輸入為方波時，其輸出電壓波形為（三角波）。
• 由運放組成的對數和反對數運算電路，下列說法正確的是（ A）。

A.都屬于線性運算電路
B.都屬于非線性運算電路
C.都處于正反饋工作狀態
D.都處于是開環工作狀態

• 有源低通濾波電路的通帶放大倍數可以大于1。
• 帶通濾波電路可以由（低通濾波電路和高通濾波電路串聯）組成。
• 理想運放工作在線性區的條件：電路中有負反饋；理想運放工作在非線性區的條件：運放處于開環或正反饋。
• 為什么反相比例的輸入電阻不高？

利用放大器的虛短路原理,可以列出電路方程。
我們設輸入端電壓u1接的輸入電阻是r1，輸出端電壓u0反饋回來，接到r1的電阻是r2，那么u0=-u1r2/r1從這個式子可以看到要想|u0|很大，那么r1必須很小。所以反向比例運算電路輸入電阻很小，是為了能有很大的輸出電壓*。

• 反相求和與同相求和電路各有什么優缺點？

反相求和電路

同相求和電路

除輸出極性不同之外，反向求和電路基本沒有共模輸入，輸出精度高；
但是同向求和電路有共模輸入，輸出精度必然受共模輸入影響；
所以，同樣運放，同向求和電路輸出精度低于反向求和電路。
同時在運放電路中，同相求和電路的輸入阻抗高，對前面電路的影響小。

• 積分電路
  
• 微分電路
  
• 基本對數運算電路
  

缺點：
（1）只有當ui>0時，電路才能正常工作；
（2）運算精度受溫度影響；
（3）小信號時運算誤差大。
改進：
減小Is對運算關系的影響，比如采用集成對數運算電路。

• 指數運算電路
  
  注意：由運放組成的對數和反對數運算電路*都屬于線性運算電路 *。
• 有源RC濾波器：如果只用無源器件，如R、L、C組成濾波器，稱為無源濾波器；在無源濾波的基礎上，如果加入有源器件，如集成運放，并引入深度負反饋就可以構成有源濾波器。

有 源 RC 濾 波 的 優 點 ：
（ 1 ）它 不 使 用 電 感 元 件 ， 故 體 積 小 ， 重 量 輕 ， 也 不 必 屏 蔽 。
（ 2 ） 有 源 濾 波 電 路 可 以 引 入 電 壓 串 聯 深 度 負 反 饋 ， 輸 入 阻 抗 高 ， 輸 出 阻 抗 低 ， 輸 入 與 輸 出 之 間 具 有 良 好 的 隔 離 。 只 要 將 幾 個 低 階 RC 濾 波 網 絡 串 聯 起 來 ， 就 可 得 到 高 階 濾 波 電 路 。
（ 3 ） 除 了 濾 波 作 用 外 ， 還 可 以 放 大 信 號 ， 而 且 ， 在 調 節 電 壓 放 大 倍 數 時 ， 不 會 影 響 濾 波 特 性 。
有 源 RC 濾 波 的** 缺 點 **：
（ 1 ）不 宜 用 于 高 頻 范 圍 ，
（ 2 ）也 不 適 合 在 高 壓 或 大 電 流 條 件 下 應 用 。

• 有源BPF與有源BEF各是怎樣構成的？

BPF高通低通濾波串聯，BEF高通低通濾波器并聯

六、波形的產生與信號轉換電路

波形產生與信號轉換

正弦波振蕩電路的起振與振蕩平衡條件：

2. 正弦波振蕩電路的組成：
（1）放大電路Au；
（2）正反饋網絡Fu；
（3）選頻率網絡——實現單一頻率的振蕩；
（4）穩幅環節——使振蕩穩定、波形好。
（1）、（2）需要滿足振蕩條件。

正弦波振蕩電路的分類：

（1）RC振蕩器（1kHz~數百kHz、輸出功率小）
（2）LC振蕩器（幾百kHz以上、輸出功率大）
（3）石英晶體振蕩器（頻率穩定度高）

正弦波振蕩電路是如何起振與振蕩平衡的？

T(jω)>1，為正弦波振蕩器自激振蕩的起振條件。
振蕩的起振條件與平衡條件相應的，振蕩器的起振條件又可細分為起振的振幅條件（|T(jω)|>1）和相位條件（ψ(T)=ψ(K)+ψ(F)+ψ(F’)=±2nπ, n=0,1,2…），其中起振的相位條件即為正反饋條件。

RC振蕩電路

RC正弦波振蕩電路的穩幅措施有哪些？各是如何進行的？

穩幅的基本原理就是把信號放大，要足夠大，再通過限幅方式保證輸出幅度一致，如果限幅后的信號不滿足要求，則再通過信號調理電路來輸出滿足要求的等幅信號即可。
用雙向穩壓二極管穩幅是最簡單的方式。

LC正弦波振蕩電路的分類：變壓器反饋式、電感三點式、電容三點式。

在LC并聯網中，當信號頻率等于諧振頻率時，電路呈（ 電阻性 ）。

制作頻率為2 MHz～20MHz的接收機的本機振蕩器，應選用（ LC ）振蕩電路。

石英振蕩器 ：

電壓比較器：用來比較輸入信號與參考電壓的大小。在電壓比較器中，運放工作在開環狀態或引入正反饋，屬于集成運放的非線性應用。

電壓比較器的分類：

（1）基本比較器（開環）：
a. 單限比較器（單門限）：當ui單方向變化時，uo只跳變一次
b. 窗口比較器（雙門限）：存在兩個閾值電壓，一般用于鑒別輸入電壓值是否在某一確定的范圍。
（2）滯回比較器（施密特觸發器）閉環。正反饋電路
a. 反相型滯回比較器


b. 同相型滯回比較器

滯 回 比 較 器 輸 出 狀 態 何 時 翻 轉 ？

輸 入 增 加 時 ， 遇 到 高 閾 值 電 壓 翻 轉 ！
輸 入 減 小 時 ， 遇 到 低 閾 值 電 壓 翻 轉 ！

單 限 比 較 器 與 滯 回 比 較 器 的 抗 干 擾 能 力 比 較 ：

單 限 比 較 器：抗 干擾 能 力 差 ！
滯 回 比 較 器：抗 干擾 能 力 強。

方波產生電路的電路結構：

為了改變輸出方波的占空比，應改變電容器C的充電和放電時間常數。

要將正弦波變換成方波，應選用（ 比較器 ）電路。

三角波的獲取方法：方波–>積分電路–>三角波

鋸齒波：當 積 分 電 路 充 、 放 電 回 路 不 同 ， 也 即 充 、 放 電 時 間 常 數 不 同
時 ， 產 生 鋸 齒 波 。

信號轉換的要點：

（1）電 信 號 有 電 壓 信 號 、 電 流 信 號 、 交 流 信 號 、 直 流 信 號 、 頻 率 信 號 、 相 位 信 號 等 多 種 形 態 。
（2）信 號 轉 換 ： 是 指 信 號 的 形 態 轉 換 ， 轉 換 后 的 信 號 與 轉 換 前 的 信 號 有 確 定 的 關 系 ， ==與 所 接 輸 出 負 載 無 關 ！ ==對 應 的 電 路 稱 為 信 號 轉 換 電 路 。
（3）為 了 增 加 傳 送 距 離 ， 減 少 傳 送 干擾 ， 先 將 電 壓 信 號 轉 換 成 電流 信 號 再 傳 送 ！
（4）==為 了 增 加 有 線 信 號 或 無 線 信 號 的 傳 輸 距 離 ==， 常 將 電 壓 信 號 轉 換 成 電 流 信 號 或 頻 率 信 號 。

電壓-電流轉換電路（為 了 增 加 傳 送 距 離 ， 減 少 傳 送 干擾）：應該由運放構成電流串聯負反饋電路來實現。

串 聯 負 反 饋 可 以 增 大 放 大 電 路 的 輸 入 電 阻 ， 從 而 減 小 輸 入 電 壓 源
的 負 擔 ；
電 流 負 反 饋 增 大 放 大 電 路 的 輸 出 電 阻 ， 從 而 增 加 放 大 電 路 作 為 電
流 源 的 負 載 驅 動 能 力 。

電流-電壓轉換電路（將電流信號傳送到目的地后，再轉換為電壓信號）：應該由運放構成電壓并聯負反饋電路來實現。

并 聯 負 反 饋 減 小 放 大 電 路 輸 入 電 阻 ， 從 而 減 小 輸 入 電 流 源 的 負 擔 ；
電 壓 負 反 饋 減 小 放 大 電 路 的 輸 出 電 阻 ， 從 而 增 加 放 大 電 路 作 為 電 壓 源 的
負 載 驅 動 能 力 。

七、直流穩壓電源

主要內容

直流穩壓電源的組成：變壓、整流、濾波、穩壓。

變壓：將工頻交流電網電壓變換成合適的交流電壓。

整流：利用二極管的單向導電性，將交流電壓轉變為脈動的直流電壓。

整流電路的分類：
（1）單相半波整流電路

整流輸出電壓平均值：Uo(AV)=0.9U2
二極管平均電流：ID=0.45U2/RL
二極管最大反向壓：Udrm=sqrt(2)U2
（2）單相全波整流電路

整流輸出電壓平均值：Uo(AV)=0.9U2
二極管平均電流：ID=0.45U2/RL
二極管最大反向壓：Udrm=2sqrt(2)U2
（3）單相橋式全波整流電路

整流輸出電壓平均值：Uo(AV)=0.9U2
二極管平均電流：ID=0.45*U2/RL
二極管最大反向壓：Udrm=sqrt(2)*U2

濾波：采用對頻率比較敏感的電感或電容元件，將脈動直流電壓變換為平滑的直流電壓。

濾 波 原 理 ： 濾 波 電 路 利 用 儲 能 元 件 電 容 兩 端 的 電 壓 （ 或 通 過 電 感 中 的 電 流 ） 不 能 突 變 的 特 性 ， 濾 掉 整 流 電 路 輸 出 電 壓 中 的 交 流 成 份 ， 保 留 其 直 流 成 份 ， 達 到 平 滑 輸 出 電 壓 波 形 的 目 的 。
方法：電容濾波（Uo(av)=1.2U2）、電感濾波、復式濾波。
單相直流穩壓電路中，變壓器二次側電壓的有效值為20V，橋式全波整流電容濾波輸出電壓的平均值為（ 24 ）V。

穩壓：采用穩壓管二極管或三極管組成穩壓電路，將不穩定的直流電壓變換為不隨交流電源電壓波動和負載電流變化而變動的穩定直流電壓。

直流電源是一種將正弦信號轉換為直流信號的波形變換電路。（×），因為直流電源，是維持電路中形成穩恒電流的裝置。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的模电基础知识点小结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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