模拟电路

本导图不是模拟电子所有知识的概览，只是简单的提取注册电气工程师专业考试中的重点知识点，以实用为主，有很多不完善的地方希望大家批评指正，之后随着学习的深入，我会继续更新这个导图。另外蓝色圈出来的是记忆重点，一起加油努力！！！

模拟电路

半导体和二极管

半导体

分类

本征半导体（纯度为99.9999999%九个九）

杂质半导体（有杂质，主要掺杂Si和Ge）

N型半导体（Negative）

多子为自由电子（带负电）

P型半导体（Position）

多子为空穴（带正电）

呈电中性

PN结

形成

扩散运动：由于浓度差自发的从高浓度向低浓度运动

漂移运动：因为电场作用产生的运动

PN结的别称

空间电荷区

耗尽层（无载流子）

阻挡层（阻止多子扩散）

势垒区（N区比P区高一个点位）

单向导电性

正偏：P区接正电压，N区接负电压

PN结导通

有较大的扩散电流（多子）

反偏：N区接正电压，P区接负电压

PN结截止

有较小的漂移电流（少子）

二极管

规定

直流信号：大写字母，大写下标

交流信号：小写字母，小写下标

交直流叠加：小写字母，大写下标

伏安特性

导通电压U_on

硅Si，0.7V

锗Ge，0.3V

表达式

，26mV

正偏

反偏

温度上升

对于正偏，载流子运动速度增大，管压降下降，电流增大

对于反偏，少子浓度上升截止电流增大

正特性左移，反特性下移

等效电路模型

直流等效模型

理性二极管

硅管（Si）

锗管（Ge）

假设截止法 假设二极管处于截止状态

重点

微变等效模型

，通过二极管的直流电流

稳压二极管

工作于击穿区

三极管

基本结构和类型

NPN型

发射结电流流出晶体管

PNP型

发射结电流流入晶体管

参数

直流参数

，集电结反向饱和电流

，集电结反向穿透电流

看角标o代表开路，其他两个字母代表位置 这两个数值受温度影响很大 两个电流使三极管性能变差，越小越好

交流放大系数与直流放大系数基本相等

极限参数

,集电极最大允流

,集电极最大允许耗散功率

温度对三极管的影响

温度升高10℃，数值增加一倍，两者表达式相同

输入特性曲线

每升高1℃，u_BE下降2.5mV

输出特性曲线

输出特性曲线上移，间距增大

放大时电压与电流关系

内部要求

集电区，面积大收集面积大

基区，面积小消耗小（复合概率小）

发射区，掺杂浓度高，载流子多

外部要求

发射结正偏

集电结反偏

特性曲线

三种接法

共发射极

共集电极

共基极

共极接地，电位最低

输入特性曲线

当U_CE>0时，相当于发射结（二极管）正向伏安特性曲线。

当UCE增大时，特性曲线右移

随着电压升高变化不大，通常用0V曲线代替整组曲线

输出特性曲线

截止区

发射结电压小于开启电压且集电结反向偏置

放大区

发射结电压大于开启电压且集电结反向偏置

i_C只由i_b决定，与U_CE无关

饱和区

发射结电压大于开启电压且集电结正向偏置

i_C不只由i_b决定，且随着U_CE增大而增大

时，称为临界饱和状态

题型

判断晶体管类型找出中间电压作为V_BB

三极管放大时电压和电流关系

发射结正向电压u_BE对各极电流的控制作用 i_E，i_B，i_C，与u_BE呈指数关系

集电结反偏电压u_cB对各极电流的影响（基区宽度调制效应） i_C增大

三极管放大时电流分配关系

b,电流放大倍数

基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性

判断三极管的工作状态

重点

放大电路分析

单级放大电路分析

静态分析，计算Q点 输入：I_B、U_BE 输出：I_C、U_CE

估算法

固定基流偏置电路

直流通路（交流源置零，电容处开路）

根据回路列KCL

积极电流与集电极电流关系

根据回路列KVL

基极分压式偏置电路（工程近似计算）

直流通路

忽略基极电流，根据分压公式有

R_E与R_B2并联，计算i_E

基极电流

图解法

求解

直流通路

根据输入回路,用估算法计算出输入电流

根据输出回路,列出直流负载线方程

读出交点Q处的I_CQ 、 U_CEQ即得静态工作点

影响Q因素

当R_B↓时，Q点上移

当R_C↓时，Q点右移

电阻与Q值负相关

当U_cc↓时，Q点下移

当b↓时，Q点下移

与Q值正相关

动态分析

微变等效法 求：r_i，r_o，A_u

共射极电路

交流通路（直流电源置零，电容短路）

微变等效模型（三极管用电阻和受控源代替）

参数

输入电阻

输出电阻（计算时i_B等于0，受控电流源没有电流）

放大倍数

负号表示输出电压的相位与输入相反

A_u与R_L'有关

共集极电路（射极跟随器）

微变等效电路

参数

输入电阻

阻值大带负载能力强

输出电阻（根据KCL电流比等于电阻反比用r_be的串联电阻表示受控源 电阻）

阻值小损耗较小

放大倍数

小于1，约等于1

输入电阻，输出电阻含义

计算输出电阻（信号源置零，输出电阻开路）

计算输入电阻

方框图法

图解法

失真

现象

Q点过低，截止失真

Q点过高，饱和失真

判断方法

最大不截止失真幅度

最大不饱和失真幅度

最大不失真幅度

影响Q因素方法相同，但最好不用R_C

其他放大电路

多级放大电路

放大方式

直接耦合

优点：简单，便于集成化

缺点：存在零点漂移

阻容耦合

优点：静态工作点独立互不影响

缺点：需要大电容，电路体积大不变用户集成

变压器耦合

以前用现在不用

多级电路方框图法

放大倍数

放大倍数换算

输入电阻（第一级的输入电阻）

输出电阻（最高级的输出电阻）

差分电路

零点漂移（温漂）

产生原因：温度

差分电路抑制条件

采用双端输出

电路尽可能对称

基本概念

输入方式

双端输入，从两输入端同时加信号

单端输入，仅从一个输入端对地加信号

输出方式

双端输出，从C1和C2间引输出

单端输出，从C1或C2对地引输出

差模信号（单独作用）

差模电压增益

R_E中无电流流过，发射极虚地

共模信号（单独作用）

共模电压增益

R_E中流过两倍电流，故

输出总电压，共模抑制比

反馈电路

基本概念

理想运算放大器

特点

输入级：差分放大电路，共模抑制比（K_CMR）和输入电阻（r_i）高

中间级：多级共射电路，起电压放大作用

输出级：互补对称放大电路和共集放大电路，输出电阻（r_o）很小，带负载能力强

符号

反馈类型

负反馈

方框图解

闭环增益表达式

开环增益

反馈系数

闭环增益

反馈深度

一般负反馈

深度负反馈

正反馈

自激振荡

对电路性能影响

提高增益稳定性

抑制环内噪声，一开始的噪声抑制不了

对输入输出电阻影响

电压负反馈，输出电阻减小（并联）

电流负反馈，输出电阻增大（串联）

并联负反馈，输入电阻减小

串联负反馈，输入电阻增加

正反馈

区分方法：瞬时极性法 在输入端加正信号然后顺着回路走一圈看返回的是什么信号

瞬时极性，根据下式记

差分放大电路两个集电极极性相反

集电极与基极极性相反

基极与发射极极性相同

集电极与发射极极性相同

反馈信号与输入信号（输入信号正极性端）

并联反馈（同点相连）

计算方式

反馈信号与输入信号极性相同为正反馈，反之为负反馈

串联反馈（非同点相连）

计算方式

反馈信号与输入信号极性相同为负反馈，反之为正反馈

反馈信号与输出信号（输出信号正极性端）

电压反馈

输出稳定电压

电流反馈

输出稳定电流

理想运算放大器

模型

输入电阻

得信号能力强

输出电阻

电压损失小

开环电压增益

伏安特性曲线

非线性区

条件：无负反馈电路

电压比较器

最大值最小值为V_cc

线性区

条件：有负反馈电路

虚短路成立

虚断路恒成立

典型集成运算电路 不背，但是要会推 计算时，先虚断路后虚断路

反相比例运算电路

为了提高精度，电阻要对称（想成两个输入端为差分电路的输入端而不是三极管）

同相比例运算电路

加法电路

积分电路

微分电路

电容电压电流换算关系

一阶滤波电路

分类

作用

高通

低通

加直流，看能不能得到信号 不能，加高频交流看能不能得到信号

带通

带阻

构成器件

有源滤波

无源滤波

低通滤波器

传递函数

高通滤波器

传递函数

一般有源K_P大于1 无源等于1

波形产生电路

正弦波产生电路

RC正弦波

反馈网络、选频网络

震荡频率

起振条件

维持震荡

幅频响应

稳幅措施

将R_f换为负温度系数的热敏电阻

用二极管

LC正弦波

电感三点式

固有频率

电容三点式

固有频率

固有频率 只跟三点处电容电感有关

方波产生电路

电压比较器

过零电压比较器

限幅电压比较器

电压输出范围

滞回电压比较器

输入信号由小到大上升时，在大门限翻转

输入信号由大到小下降时，在小门限翻转

概要

信号从反相输入端输入，跃变的斜率为负

信号从同相输入端输入，跃变的斜率为正

本图电压与大地相比，如果非信号段连接其他电压则与该电压相比

矩形波发生电路

上图是电容电压 下图为输出波形

门电压计算

调解占空比

二极管后用两个不同的电阻

功率放大电路

分类

结构

变压器输出电路

OTL（Output Transformer Less）电路无输出变压器

OCL（Output Capacitance Less）电路无输出电容

管子导通角

甲类360°

乙类180°

甲乙类180~360°

参数

乙类单电源 OTL（Output Transformer Less）电路无输出变压器

最大可能输出功率

乙类双电源 OCL（Output Capacitance Less）电路无输出电容

最大可能输出功率

最大输出效率

直流稳压电路

整流电路

单相半波整流电路

输出电压

输出电流

二极管电流

二极管极限电压

桥式整流电路

输出电压

输出电流

二极管电流

二极管极限电压

滤波电路

桥式整流滤波电路

输出电压

输出电流

二极管电流

二极管极限电压

滤波电容选择

稳压电路

串联反馈型稳压电路

输出电压

最大值

最小值

三端集成稳压器

78条列输出正电压

79条列输出负电压

假设二极管处于截止状态

根据电路求解二极管的阳极电位，阴极电位

计算

大于V_on，二极管导通

有一个以上的二极管

值最大者导通

只有一个二极管

理想二极管

硅管（Si）

锗管（Ge）

小于V_on二极管截止，停止计算

计算完成，求解其他参数

找出中间电压作为V_B

找出与V_B相差0.3左右（Ge）或者0.7左右（Si）作为V_E

判断Si/Ge管

V_E>V_B，三极管为为PNP

V_E<V_B，三极管为NPN

判断PNP/NPN

去掉直流电源，留下输入电源

放大的信号可以输入到三极管

放大的信号可以从电路中输出

去掉交流，加直流电源 对发射结判断

发射结截止，三极管工作于截止区

发射结导通 假设工作于放大区 计算C极电位

假设正确 集电结反偏

三极管放大

假设错误 集电结正偏

三极管饱和

三极管不工作