40個實用模擬電路小常識

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隨著半導(dǎo)體技術(shù)和工藝的飛速發(fā)展，電子設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，而作為一名電力工程師，模擬電路是一門很基礎(chǔ)的專業(yè)課，對于學(xué)生來說，獲得電子線路基本知識、基本理論和基本技能,能為深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)打下基礎(chǔ)。

40個實用模擬電路小常識

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電接口設(shè)計中，反射衰減通常在高頻情況下變差，這是因為帶損耗的傳輸線反射同頻率相關(guān)，這種情況下，盡量縮短PCB走線就顯得異常重要。

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穩(wěn)壓二極管就是一種穩(wěn)定電路工作電壓的二極管，由于特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，適用反向擊穿的工作狀態(tài)，只要限制電流的大小，這種擊穿是非破壞性的。

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PN結(jié)具有一種很好的數(shù)學(xué)模型：開關(guān)模型à二極管誕生了à再來一個PN結(jié)，三極管誕生了。

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高頻電路中，必須考慮PN結(jié)電容的影響（正向偏置為擴(kuò)散電容，反相偏置為勢壘電容）。

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在高密度的場合下，由于收發(fā)信號挨在一起，很容易發(fā)生串?dāng)_，這在布線時要遵守3W原則，即相鄰PCB走線的中心線間距要大于PCB線寬的3倍。在插卡設(shè)備，接插件連接的位置，要有許多接地針，提供良好的射頻回路。

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雙極型管是電流控制器件，通過基極較小的電流控制較大的集電極電流；MOS管是電壓控制器件，通過柵極電壓控制源漏間導(dǎo)通電阻。

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三極管是靠載流子的運(yùn)動來工作的，以npn管射極跟隨器為例，當(dāng)基極加不加電壓時，基區(qū)和發(fā)射區(qū)組成的pn結(jié)為阻止多子（基區(qū)為空穴，發(fā)射區(qū)為電子）的擴(kuò)散運(yùn)動，在此pn結(jié)處會感應(yīng)出由發(fā)射區(qū)指向基區(qū)的靜電場（即內(nèi)建電場）。

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肖特基二極管（Schottky, SBD）適用于高頻開關(guān)電路，正向壓降和反相壓降都很低（0.2V）但是反向擊穿電壓較低，漏電流也較大。

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抖動特性絕大部分取決于輸出芯片的特性，不過，如果PCB布線不當(dāng)，電源濾波不夠充分，時鐘參考源太沖太大也會增加抖動成分。信號線的匹配對抖動產(chǎn)生直接的影響。特別是芯片中含有倍頻功能，本身相位噪聲較大。

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極型選擇是指BJT是用PNP還是NPN管，這應(yīng)該在確定電源形式時同時考慮。有些三極管的外殼與某個電極相連，對于硅管來說往往是集電極。在需要某極接地時應(yīng)考慮這個因素。

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場效應(yīng)晶體管與BJT在工作過程中有很大的區(qū)別：BJT中的電荷載體是空穴或被擊出的少量的“少子”，F(xiàn)ET中的電荷則是數(shù)目相對多幾個數(shù)量級的自由電子，“多子”。

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發(fā)射極正偏，集電極反偏是讓BJT工作在放大工作狀態(tài)下的前提條件。三種連接方式：共基極，共發(fā)射極（最多，因為電流，電壓，功率均可以放大），共集電極。判別三種組態(tài)的方法：共發(fā)射極，由基極輸入，集電極輸出；共集電極，由基極輸入，發(fā)射極輸出；共基極，由發(fā)射極輸入，集電極輸出。

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三極管主要參數(shù)：電流放大系數(shù)β，極間反向電流，（集電極最大允許電流，集電極最大允許耗散功率，反向擊穿電壓=3個重要極限參數(shù)決定BJT工作在安全區(qū)域）。

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因J-FET的Rgs很高，在使用時首先應(yīng)注意無靜電操作，否則很容易發(fā)生柵極擊穿；另外就是在設(shè)計電路時應(yīng)仔細(xì)考慮各極限參數(shù)，不能超出范圍。將J-FET當(dāng)做可變電阻使用時應(yīng)保證器件有正確的偏置，不能使之進(jìn)入恒流區(qū)。

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射極偏置電路：用于消除溫度對靜態(tài)工作點的影響（雙電源更好）。

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三種BJT放大電路比較：共射級放大電路，電流、電壓均可以放大。共集電極放大電路：只放大電流，跟隨電壓，輸入R大，輸出R小，用作輸入級，輸出級。共基極放大電路：只放大電壓，跟隨電流，高頻特性好。

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去耦電容：輸出信號電容接地，濾掉信號的高頻雜波。旁路電容：輸入信號電容接地，濾掉信號的高頻雜波。交流信號針對這兩種電容處理為短路。

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MOS-FET在使用中除了正確選擇參數(shù)以及正確的計算外，最值得強(qiáng)調(diào)的仍然是防靜電操作問題，在電路調(diào)試、焊接、安裝過程中，一定要嚴(yán)格按照防靜電程序操作。

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主流是從發(fā)射極到集電極的IC，偏流就是從發(fā)射極到基極的Ib。相對與主電路而言，為基極提供電流的電路就是所謂的偏置電路。

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場效應(yīng)管三個鋁電極：柵極g，源極s，漏極d。分別對應(yīng)三極管的基極b，發(fā)射極e，集電極c。<源極需要發(fā)射東西嘛，所以對應(yīng)發(fā)射極e，柵極的英文名稱是gate,門一樣的存在，和基極的作用差不多>其中P型襯底一般與柵極g相連。

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增強(qiáng)型FET必須依靠柵源電壓Vgs才能起作用（開啟電壓Vt），耗盡型FET則不需要柵源電壓，在正的Vds作用下，就有較大的漏極電流流向源極（如果加負(fù)的Vgs，那么可能出現(xiàn)夾斷，此時的電壓成為夾斷電壓Vp***重要特性***：可以在正負(fù)的柵源電壓下工作）

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N溝道的MOS管需要正的Vds（相當(dāng)于三極管加在集電極的Vcc）和正的Vt（相當(dāng)于三極管基極和發(fā)射極的Vbe），而P溝道的MOS管需要負(fù)的Vds和負(fù)的Vt。

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VMOSFET有高輸入阻抗、低驅(qū)動電流；開關(guān)速度塊、高頻特性好；負(fù)電流溫度系數(shù)、無熱惡性循環(huán)，熱穩(wěn)定型優(yōu)良的優(yōu)點。

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運(yùn)算放大器應(yīng)用時，一般應(yīng)用負(fù)反饋電流。

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差分式放大電路：差模信號：兩輸入信號之差。共模信號：兩輸入信號之和除以2。由此：用差模與共模的定義表示兩輸入信號可得到一個重要的數(shù)學(xué)模型：任意一個輸入信號=共模信號±差模信號/2。

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差分式放大電路只放大差模信號，抑制共模信號。利用這個特性，可以很好的抑制溫度等外界因素的變化對電路性能的影響。具體的性能指標(biāo)：共模抑制比Kcmr。

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二極管在從正偏轉(zhuǎn)換到反偏的時候，會出現(xiàn)較大的反向恢復(fù)電流從陰極流向陽極，其反向電流先上升到峰值，然后下降到零。

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在理想的情況下，若推挽電路的兩只晶體管電流、電壓波完全對稱，則輸出電流中將沒有偶次諧波成分，及推挽電路由已知偶次諧波的作用。實際上由于兩管特性總有差異，電路也不可能完全對稱，因此輸出電流還會有偶次諧波成分，為了減少非線性失真，因盡量精選配對管子。

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為了獲得大的輸出功率，加在功率晶體管上的電壓、電流就很大，晶體管工作在大信號狀態(tài)下。這樣晶體管的安全工作就成為功率放大器的一個重要問題，一般不以超過管子的極限參數(shù)（Icm、BVceo、Pcm）為限度。

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放大電路的干擾：1、將電源遠(yuǎn)離放大電路2、輸入級屏蔽3、直流電源電壓波動（采用穩(wěn)壓電源，輸入和輸出加上濾波電容）。

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負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)：電壓串聯(lián)負(fù)反饋（穩(wěn)定輸出電壓），電壓并聯(lián)負(fù)反饋，電流串聯(lián)負(fù)反饋（穩(wěn)定輸出電流），電流并聯(lián)負(fù)反饋。

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電壓、電流反饋判定方法：輸出短路法，設(shè)RL=0，如果反饋信號不存在，為電壓反饋，反之，則為電流反饋。

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串聯(lián)、并聯(lián)反饋的判定方法：反饋信號與輸入信號的求和方式，若為電壓形式，則為串聯(lián)反饋，若為電流形式，則為并聯(lián)反饋。

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對于NPN電路，對于共射組態(tài)，可以粗略理解為把VE當(dāng)作“固定”參考點，通過控制VB來控制VBE（VBE=VB-VE），從而控制IB，并進(jìn)一步控制IC（從電位更高的地方流進(jìn)C極，你也可以把C極看作朝上的進(jìn)水的漏斗）。

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對于數(shù)字電路來說，VCC是電路的供電電壓,VDD是芯片的工作電壓(通常Vcc>Vdd)，VSS是接地點；在場效應(yīng)管(或COMS器件)中，VDD為漏極，VSS為源極，VDD和VSS指的是元件引腳，而不表示供電電壓。

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示波器探頭有一條地線和一條信號線，地線就是和示波器輸入端子外殼通的那一條，一般是夾子狀的，信號線一般帶有一個探頭鉤，連接的話你把示波器地線接到你設(shè)備的地，把信號線端子接到你的信號端，注意如果要測量的信號和市電沒有隔離，則不能直接測量。

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驅(qū)動能力不足含有兩種情況：一是器件的輸入電阻太小，輸出波形會變形，如TTL電平驅(qū)動不了繼電器；二是器件輸入電阻夠大，但是達(dá)不到器件的功率，如小功率的功放，驅(qū)動大功率的喇叭，喇叭能響，但音量很小，其實是輸出的電壓不夠大。

38

濾波電路：利用電抗元件的儲能作用，可以起到很好的濾波作用。電感（串聯(lián)，大功率）和電容（并聯(lián)，小功率）均可以起到平波的作用。

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開關(guān)穩(wěn)壓電源與線性電源：線性電源，效率低、發(fā)熱強(qiáng)、但是輸出很穩(wěn)定。開關(guān)電源，效率高、發(fā)熱一般、但輸出紋波大，需要平波。

40

由電子電路內(nèi)因引發(fā)的故障類型有：晶體管、電容、電阻等電子元件性能發(fā)生改變引發(fā)的故障；電子電路中有關(guān)線路接觸不良引發(fā)的故障等。由外因引起的電子電路故障類型有：技術(shù)人員使用電子電路時未按照說明要求進(jìn)行操作；維修技術(shù)人員維修程序不規(guī)范不科學(xué)等。

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