模拟电路学习笔记 - 概念与结论-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了模拟电路学习笔记 - 概念与结论。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

真空二极管，电子管
ENIAC
发源地，基础方法
二极管
双极管
三极管
场向管
学习特性，最终运放
运方的目的是运用，射频，计算…
放大电路
大功率元器件和微元器件
学习他们的特性
分粒 + 集成
设计的角度，不要仅仅分析
设计的前提是理解透原理，不要试图学分析。
设计的过程：我觉得应该怎样？有什么能做到，为什么他更合适？顺思维
知道某个原件，知道原件都能干嘛，逆思维
案例少，用顺，案例多，用逆？
节点思维去理解元器件的特性
导电的导，是指能够把本征激发或负荷的电子承载在其中，并允许在其运动。
激发的速度和温度相关（维度越高，逃逸的速度越大，人多需要打鸡血）
负荷的速度和浓度有关（浓度高，命中负荷的概率越大，人少，打鸡血没用）。
打鸡血与招人，对人多人少的影响。
单纯加热提高激发的可以突破阻力，但是容易烧坏材质（材质变形，阻力加大）
另外一个提高激发的手段是参差（古代人们想不出这个方法，花了很多时间）
磷元素太多，电子多，纯磷元素太活跃。
硅+磷后，多出很高一个数量级的电子，所以通过温度激发的电子完全可以忽略不计算。
正向电流经过二极管会导通，反向电流则无法通过，反向保护电流防止了二极管的电子反向流动。
防止二极管被方向击穿的办法就是提高耗尽层的厚度，其实我们可以把反向没被击穿的二极管看成电容。
击穿的二极管还是可以工作的，但是击穿导致温度升高，容易烧坏，烧坏了就跟电容击穿一样的现象了，这个叫二次击穿。
反向接，如果不击穿就是一个稳压二极管了（因为反接的伏安曲线，在面对不同的电压输入，都能保持固定的电流输出，电流能固定，压降也就是固定的）。
为什么不用更高电价的元素代替磷呢？这里是克制，越浪越不稳定。
集成元件和分粒元件，在于结构有没有将多个元件黏在一起。
压降的大小反应了导电的顺还是不顺。
温度高电子流动会活跃。
尤其是反向接的二极管对温度特别敏感，所以反向接入二极管放到温度变化环境中，电流会随着环境温度变化，因此把电流用电桥转化为信号即可输出给单片机作为温度计。
先了解原理，学习原理的案例，积累到一定程度，再通过案例反推原理就简单多了。
所以前期学习基础和案例很重要，经验宝。
伏安特性曲线哪块哪块都是宝。
元器件的特性是案例多的根源。
正向导通的二极管的等效元器件是电阻 rd，但由于电阻 rd 跟二极管的伏安特性曲线（肖克莱方程）的斜率有关，所以,不同的直流电经过二极管所等效的 rd 是不一样的，直流越高，等效的rd 越小（电流越大，二极管越顺）
交流叠加直流的电流，等于不叠加时双方分别算出的电流，再把两者加起来。
稳压二极管通过参杂使得伏安特性曲线上对电压变化不敏感，即不管什么电压过来，降级都固定（这点跟电阻完全不一样）
外部电压对元器件看来就是一串电流
如果要用稳压二极管引流给继电器供电，继电器的第一组线圈的电阻很小，如果用稳压二极管给继电器供电，往往会因为继电器的小线圈电阻分不到足够的电压来击穿稳压二极管，导致稳压二极管不工作，不工作则无法给继电器供电，所以需要调小外部电源的线路电阻或者提高继电器的电阻。
复杂电路，把单个电源拆解成多个电源，可以简化电路
又交流又有直流的电路，可以先只消除交流分析，再只消除直流分析。
通过静态分析三极管的最终目的是求Q点稳定内阻 reb.
阻容式耦合可以避免大电阻对微变电流的影响，但不适合集成（因为电容鼓包，太大了）。
为了实现直流耦合放大的情况下，有Re, 交流耦合放大的情况下，无Re,引出了差分的概念。
共射放大电路，放大电压，输入回流和输出回流共用了射极。
共极放大电路，放大了电流（电压没变化多大，功率变大），输入回流和输出回流共用了集电极和射极。
大电阻可以抢电压信号，尤其是交变电压信号弱的情况下。
先用静态分析出Q点，然后微变等效分析出 Reb, 然后用简化H值画出线性等效电路，再分析出线性放大倍数。
最终是学会花简化H值的等效电路。


	ui	uo	另外一个极	用途
共射（不用射极作为IO）	基极(射极)	集极	射接地	放大电压
共集（不用集接作为IO）	基极(射极)	射极	集接Vcc	放大功率（稳压，放大电流）
共基（不用基接作为IO）	射极(基极)	集极	基接地	增强频宽（支持更多的输入频率的放大）

直接耦合好处是可以通低频，阻容耦合的好处是好调试，但是阻容的电容占地方，不适合做集成。
电容多的话，静态电流好调试，因为电容对于静态电流等于短路。
电容多的话，动态电流也好调试，因为电路并联电容的话，电阻被电容短路。
只要随便往哪个方向（不管是PNP还是NPN)，基电极的电流推通，动态交变放大时都可以近似看成是基于原点放大的（即Q电稳定）。
PNP和NPN的基于H值的等效电路一样（因为交流放大简化的特性一样）。
电压式耦合通过电感实现。
变压器耦合时，静态电流不对电感造成影响。
还有感光二极管实现光电耦合。
从多级放大电路的动态分析中，我们可以意识到等效电路思维的重要性，把负载电路分拆成大模块和小模块，分析简单的小模块，再化零为整。
输入内阻或者输出内阻的计算也应该用等效法，分析出正常起作用的大电阻。
缓慢变化的环境温度，这种类型的信号适合用直接耦合的方式。
干扰喜欢电容，因为电容对于干扰的变频信号来说，等同于短路。
直接耦合放大电路会0点漂移的原因：温度（温漂），元器件老化,环境干扰…
Vbe=Vb-Ve ，为什么Ve 不受 Ic 影响呢？是因为 Ic 是恒流源，Ve 的压降变化只跟 Vbe 有关系，所以反馈电阻 Re 只对 Vbe 有调解作用（或者说Re 对 Ic 就算也有反馈作用也忽略不计）。
在输出前加入阻尼可以抑制寄生电容和寄生电感等因素带来的抖动，但会抑制正常的电流。
趴在直流电路上的动态信号，能够从Ie流向Ic，不是电流流过去，而是Ic 到 Ie的电流减少了。
0点波动改变了输出电压的绝对者，由于输出端的压测是相对于地的，所以我们所在意的输出端的相对值也会受影响出现不希望出现的变动。
要解决输出端的相对值不变的话，可以让输出端的相对值不等于绝对值（对地的压差成为绝对值），即在输出端的与地之间接入一个反馈电路，然后反馈电路跟随着0点飘逸，这样0点飘逸就不会对压差相对值造成影响了。
-Vcc 跟正的 Vcc 一样可以导通二极管，但是两个导通的位置不一样，
- Vcc是在 N极端向P极导通， Vcc 是在 P极端向N极导通
差分电路让我明白了电压是一个相对值。
地与 -Vcc 之间的电流和 Vcc 与地之间的电流等价。
还有趴在直流上的微交流的流向反应在直接上，只是大小变化，直流的方向不受影响。
电池有两段，一端高电势，一端低电势，如果低电势端比地的电势还要低（-Vcc），那么就算高电势端靠近地，电流也会避开地，往低电势的那端流动，因为地不是最低的，那么地相当于一块大电阻（地被短路了）。
差模型号可以等同于一块【高电势 Vcc 低电势 -Vcc】的电压源。
双入双出的差分放大器比较好理解的话。
单入双出，则等于双入双出的基础上，带共模的交变电压源。
双入双单，在双入双出的基础上砍去一半的输出电压。
单入单出则是在双入单出的基础上，带上共模的交变电压源。


	双出	单出
双入	标准差分（镜像，共模Re, 差模）	标准差分输出少一半
单入	标准差分带共模的交变输入	标准差分输出少一半，带共模的交变输入

地不是绝对的低点，在电压的世界里，没有最低点。
电压源内阻小，提供的电流大小由外阻决定（但要考虑阻抗匹配，负载与内阻相等或接近），不适用于大电流应用（因为与负载串联的内阻太小了容易发热，等同于空载或短路）。
电流源内阻大，为了阻抗匹配一般用来负载大电阻，如果负载小电阻也不怕电源空载，不过电流源一般容易受限，达不到理想的电流输出（容易过载）。
电流源一般应用于“电化学实验” “电焊” “激光器驱动” “特殊照明系统”，这些场景的特点是 1.负载电阻小，2.需要电流稳定（即，要求电源内阻大，不易受负载影响），3.电容性或电感性（转化为交流或者脉冲电流），负载通过大电流来做功。
在差分放大器中，如果把Re拿掉，虽然不会影响双端输出的波形，但由于直流耦合回流受干扰震荡大，容易导致输出电路进入饱和区域（因为去掉 Re,大部分的电压跑到Rb 去了）。
如果Re太大，也会导致需要用到的 -Vee 供电特别大。
如果把Re 换成一个电流源，就变成一个电阻大，电流也足够大的设备了，即，把Re上部分的电路 看成是一个内阻小的负载（比起直接用大电压源+ 大 Re 取得的效果更好）。
大电阻 + 恒压源，不如直接换上恒流源。
想要一个放大电路输入电阻不耦合Re,直接换场效应管，因为场效应管的栅极是靠绝缘硅实现的。
接入恒流源后的差分放大器，在交变登陆中，不再受回路内阻小容易受干扰的影响，而且也有了稳定的大电流，并且该电流受Re与Rb的大小调节（Ic3 = 阿尔法 *Ire）
差分放大电路一般用于输入端稳定输入，中间用共射放大功率。
输出电路的要求一般是：Ro输出内阻小，Uo输出电压大，P输出功率也大，输出效率也要高（即，Po输出功率比 Pv 输入功率）
Ro输出内阻小，适合用共射。

到目前为止我们学的普通的放大电路，都是甲类功放，即，我们没有输入交变信号，Vcc *Ic 依然在全功率输出，也就是在给Rc 和 Rl 发热, 输出效率低，而我们希望，在没有输入信号时，功率最好为 0.


	工作电路
甲类	永远大于0, 一直在做功	由于发热，基本没有。
乙类	只有正向电流在做功，即，只有半个周期的交变电流	失真，信号被腰斩。
甲乙类	介于甲乙类之间，比乙类做功多，比甲类做功少。	基于乙类做优化
丙类	比乙类做功还少。	几乎完全失真了

无限个不同频率的正弦波叠加，就可以实现方波（FFT）。
NPN和PNP 是一回事，仅仅在静态电路有点不同
【OTL无输出变压器 Output Transformer Less】乙类对称，用PNP + NPN 做对称的共射功率放大，等于把两个乙类按照对称的方式叠加（要加电容负责提供反向电流，Vcc/2，因为他位于两个一样的负载中间，所以点位为 Vcc 的一半，为了使他反向达到 Vcc 还得加一个输入直流 Vcc/2）。
【OCL OCL output capacitor less 没输出电容功率放大器】带 -Vcc, 会有失真，需要把乙类对称，做成甲乙类对称。
交越失真的原因是OCL 仅有 -Vcc 供电的话，两个三极管都没有导通，所以要打破阶段的话，交流信号会因为三极管Rbe失真。
不管是增强的还是耗尽的，绝缘栅或结型，场效应管FET或是晶体管BJT，都看成两个齿轮，然后查他们的特性曲线（放大特性曲线，控制端的正向偏置，恒流的反向偏置）。
这种三极管或MOS的研究需要学会控制变量法，记住他们放大的是功率，复杂的点在于R电阻在复杂的变化。
基极的电流iB由UBE 两端的小电压控制输入（小齿轮），而且还要加一个直流电源去推动PN结正偏（当然还要一个K欧姆的电阻防止烧了BJT）。
放大功率只会体现在Ic电流上，需要串联电阻才能收到放大电压变化（因为串联分压）。
叠加电流的办法就是用电阻把电流“赶”到一个出口线路，并且保证电阻不分掉太多的电压（《基础电路》的知识），但最好是用电容来代替这块电阻，可以节省电阻的发热功率。

阶段性总结


概念	备注
晶体管（Bipolar Junction Transistor）、场效应管的结构
伏安特性曲线
结型管与绝缘栅的介绍
了解【设计、分析到应用】与【应用、分析到设计】的区别
多子激发与少子负荷
了解参杂提高导电性代替加热的历史故事
了解二极管的二级击穿特性
二极管对电压不敏感，压价固定的特性了解
等效电路学习
静态等效与动态等效分析法的学习
模块简化分析学习
简化H值的等效电路
耦合电路类型的学习、阻容耦合与直接耦合
放大电路的特性学习
共射、共集、共基
动态电路的0点分析思路
0点漂移的解决方案学习：电压相对值概念的深刻理解掌握对称电路共差、共模
Re反馈电路原理初识，与他的弊端分析（加大抑制Ib,太小输出偏离放大区）
电流源特性的初步理解
负向电压学习
利用共模交变电压源消除差分电路双端输入的技巧（对称与等效思维）
了解地不是绝对电压低点
了解阻抗匹配，了解电流源和电压源的应用特性
基于恒压源组合恒流源的初步认识
差分+ 共射 + 直接耦合互补输出的技巧
针对功率的研究，了解甲类、乙类、甲乙类、丙类输出电路的学习
了解利用PNP + NPN组合成互补电路的技巧 OTL 带电容+电源触发通路 OCL 不带电容 +反向Vcc,但需要倍数恒流源导通三极管
三极管制造电压倍数电路学习
复合管代替PNP 和NPN 来屏蔽两者电阻特性不一致的问题（复合管是个好东西）
对互补级输出的交变等效的画法学习
功放学习：共差 +共射 + 互补级别输出发烧友喜欢这些。
电流源的深入研究
反馈电路的学习
运算电路
示波器使用
LC与RC 正弦波学习
电压比较器
锯齿波与波形转换
信号转换电路