盘点模拟电路的基础知识

随着半导体技术和工艺的飞速发展，电子设备得到了广泛应用，而作为一名电子工程师，模拟电路是一门很基础的专业课，对于学生来说，获得电子线路基本知识、基本理论和基本技能,能为深入学习电子技术打下基础。

模拟电路是电路设计中一个重要的部分，它主要处理连续变化的电信号，与数字电路处理的离散信号有所不同。以下是一些模拟电路的基础知识：

一、基本概念

‌模拟信号‌：连续变化的电信号，如音频、视频信号等。

‌模拟电路‌：处理模拟信号的电路，包括信号的放大、滤波、调制、解调等。

相较于数字电路而言，模拟电路可能难度更大，并且更加抽象。在以后的工作中，也会发现，模拟电路的很多内容都被芯片集成了。但是，如果有一个好的模电基础，那么在以后的工作中会如鱼得水。那模拟点有哪些比较关键的知识点呢?

1.半导体器件基础

模电中，学习过PN结，学习过P型半导体、N型半导体、PN结的单向导电特性。总结起来，就是二极管、三极管等。这些半导体内容相对抽象，却是半导体、微电子行业的基础内容，如果以后从事芯片设计等工作，用处会很大。实际应用反而会简单很多。

2.放大电路

这里所说的放大电路，区别于运放，主要是指三极管所构成的基本放大电路。模电告诉我们三极管具有三个工作状态，分别是：截止状态、放大状态以及饱和状态。三极管构成的基本放大电路就是工作在放大状态。

具有三种基本放大电路：共射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路。这三种放大电路的判断方法、特点是非常重要的。但是真的很难理解，在工作中应用也比较受限。

3.模拟电路基础

这一部分内容主要是指模拟电路中所列举的基础电路，包括三极管搭建的镜像恒流源电路、甲乙类功放电路、桥式电路的死区、信号的失真、信号的偏置等。这一部分相对零散。在实际应用中，这些电路都有对应的专用芯片，不用从底层了解工作原理，但是这一部分的理论对实践有着很重要的帮助作用。

4.反馈放大电路

这里的放大主要是指运放芯片，运放可以说是模拟电路的精髓。而通过反馈，可以实现运放对弱信号的放大作用。模拟电路中也列举了几种典型的运放电路，如同相比例运放、电压跟随器、反向比例运放等。

模拟电路常用小知识：

(1)同相放大电路加在两输入端的电压大小接近相等;

(2)反相放大电路的重要特征是虚地的概念;

(3)RC振荡电路适用于低频，LC振荡电路适用于高频电路;

(4)高频电路中，必须考虑PN结电容的影响(正向偏置为扩散电容，反相偏置为势垒电容);

(5)硅管正向导通压降0.7V，锗管为0.2V;

(6)PN结具有一种很好的数学模型：开关模型，二极管诞生了，再来一个PN结，三极管诞生了;

(7)开关稳压电源模块有降压和升压两种，降压中有续流二极管，LC滤波电路。升压中有电感，稳压二极管，电容。

(8)点接触型二极管适用于整流，面接触型二极管适用于高频电路;

(9)齐纳二极管(稳压管)工作于反向击穿状态;

(10)肖特基二极管(Schottky，SBD)适用于高频开关电路，正向压降和反相压降都很低(0.2V)但是反向击穿电压较低，漏电流也较大;

(11)光电二极管(将光信号转为电信号);

(12)二极管的主要参数：最大整流电流，最大反相电压，漏电流;

(13)三极管有发射极(浓度最高)，集电极，基极(浓度最低)。箭头写在发射极上面;

(14)发射极正偏，集电极反偏是让BJT工作在放大工作状态下的前提条件。

三种连接方式：共基极，共发射极(最多，因为电流，电压，功率均可以放大)，共集电极。

判别三种组态的方法：共发射极，由基极输入，集电极输出。共集电极，由基极输入，发射极输出。共基极，由发射极输入，集电极输出;

(15)三极管主要参数：电流放大系数β，极间反向电流，(集电极最大允许电流，集电极最大允许耗散功率，反向击穿电压=3个重要极限参数决定BJT工作在安全区域);

(16)三极管数学模型：单管电流放大;

(17)射极偏置电路：用于消除温度对静态工作点的影响(双电源更好);

(18)开关稳压电源模块与线性电源：线性电源，效率低、发热强、但是输出很稳定。开关电源模块，效率高、发热一般、但输出纹波大，需要平波;

(19)三种BJT放大电路比较：共射级放大电路，电流、电压均可以放大。共集电极放大电路：只放大电流，跟随电压，输入R大，输出R小，用作输入级，输出级。共基极放大电路：只放大电压，跟随电流，高频特性好;

(20)去耦电容：输出信号电容接地，滤掉信号的高频杂波。旁路电容：输入信号电容接地，滤掉信号的高频杂波。交流信号针对这两种电容处理为短路;

(21)BJT是一种电流控制电流型器件(双极型)，FET是一中电压控制电流器件(单极型);

(22)主流是从发射极到集电极的IC，偏流就是从发射极到基极的Ib。相对与主电路而言，为基极提供电流的电路就是所谓的偏置电路;

(23)场效应管三个铝电极：栅极g，源极s，漏极d。分别对应三极管的基极b，发射极e，集电极c。其中P型衬底一般与栅极g相连21、增强型FET必须依靠栅源电压Vgs才能起作用(开启电压Vt)，耗尽型FET则不需要栅源电压，在正的Vds作用下，就有较大的漏极电流流向源极(如果加负的Vgs，那么可能出现夹断，此时的电压成为夹断电压Vp重要特性：可以在正负的栅源电压下工作);

(24)N沟道的MOS管需要正的Vds(相当于三极管加在集电极的Vcc)和正的Vt(相当于三极管基极和发射极的Vbe)，而P沟道的MOS管需要负的Vds和负的Vt;

(25)MOSFET主要参数：开启电压Vt，夹断电压Vp。极限参数：最大漏极电流Idm，最大耗散功率Pdm;

(26)MOSFET三种放大电路：共源极放大电路(共射极)，共漏极放大电路(共集电极)，共栅极放大电路(共基极);

(27)差分式放大电路：差模信号：两输入信号之差。共模信号：两输入信号之和除以2。由此：用差模与共模的定义表示两输入信号可得到一个重要的数学模型：任意一个输入信号=共模信号±差模信号/2;

(28)差分式放大电路只放大差模信号，抑制共模信号。利用这个特性，可以很好的抑制温度等外界因素的变化对电路性能的影响。具体的性能指标：共模抑制比Kcmr;

(29)集成运放的温度漂移是漂移的主要来源;

(30)集成运放的参数：最大输出电流，最大输出电压;

(31)VCC是电路的供电电压，VDD是芯片的工作电压;

(32)放大电路的干扰：

二、基本元件

‌电阻‌：阻碍电流流动的元件，其阻值表示对电流的阻碍程度。

‌电容‌：储存电荷的元件，能够阻隔直流电，允许交流电通过。

‌电感‌：储存磁场能量的元件，对电流的变化有阻碍作用。

‌二极管‌：具有单向导电性的元件。

‌三极管‌：具有放大、开关等功能的元件。

‌运算放大器‌：高放大倍数的电压放大元件。

三、基本电路

‌放大电路‌：用于放大微弱信号的电路。

‌滤波电路‌：用于滤除信号中不需要的频率成分的电路。

‌振荡电路‌：能够产生周期性变化的电压或电流的电路。

‌调制与解调电路‌：用于将信号转换为适合传输的形式，以及在接收端恢复原始信号的电路。

四、重要概念

‌反馈‌：在放大电路中，将输出信号的一部分或全部通过某种方式引回到输入端。反馈分为正反馈和负反馈。

‌稳定性‌：模拟电路在工作过程中保持其性能参数不变的能力。

‌噪声‌：电路中不希望存在的随机干扰信号。