【电子】模拟电子技术基础 上交大 郑益慧主讲（模电讲课水平堪比华成英，视频质量完
IF:二极管正常工作时所能通过的最大平均电流
UR:最高工作反向电压 50%UBR
IR：未击穿时反向电流
fM:最高工作频率 保证二极管单向导电性
二，伏安特性折线化
二极管不等效画法：中间加条线
小交流情况下二极管电流的估算
rd=UT/Id 动态电阻与温度，静态工作点有关
二极管的微变等效：
1.直流——ID
2.rd=UT/ID 交流等效电路
去掉直流电源作用：坐标原点移到静态点，使交流电压与交流电流比值近似为线性电阻。
w稳压二极管：需要 散热性能好，通过大电流能力强
二极管的正向稳压性单一，而反向击穿的稳压特性可通过掺杂不同浓度..做出不同稳压二极管
双向稳压二极管：都截止 或一个导通 一个反向击穿
I一定要大于Iz
要考虑到RL相对于R的大小，若RL过小，分压过小，导致稳压二极管处于截止状态，失去功效
2 稳压二极管必须时刻接上一限流电阻，限流电阻可抵消电源带来的电压快速上升，控制DZ两端压降在微小上升
箭头方向：PN结导通方向（P指向N)
Rb：限流电阻 发射结正偏，集电结反偏
PN结正偏：扩散运动主导 PN结反偏：漂移运动主导
IEN：发射区的多子扩散出去（自由电子）——很多
IEP：基区的多子（空穴）扩散出去——很少
过程：1.发射结导通，自由电子向基区做扩散运动，
（在基区的非平衡少子由基区的宽度和掺杂浓度决定了复合的百分比）符合缺少的空穴由IB流出的电子平衡
可等效为进入基区的电子大部分流向集电区，少量从基级流出——（由于复合的比例近似固定,在一定扩散速度下)由此近似理解为IC与IB成比例
2.集电结反偏，使集电结迅速吸收扩散过来的电子，（保证了复合比例的固定）
ICBO为集电结两侧区域的少子的漂移运动，电流很小，可忽略不计
IB=IBN+IEP-ICBO(忽略）
ICEO：穿透电流，基极开路时的电流
ICBO:反向电流
β与β杠近似相同
g关于输出特性曲线的饱和区理解：IBE不变时，UCE不断减小到某一特定压降时，集电结由反偏变为正偏，功能由迅速吸收电子变为导通电路（双极正偏），IB与IC无关，由此进入饱和区
可以通过判断：1.集电结是否正偏
或2.βIB>?ICmax
来判断三极管是否进入饱和区
极限值了解
β受温度变化
MOS管的工作原理
优点：输入功率几乎没有，温度稳定性好
栅极：控制极 源极：载流子发源处 漏极：载流子漏出处
原理：1.gB间的电压 移走了两N极间的空穴
并吸引P极的少子形成反型层，导通沟道（N沟道）
2.N沟道的导电能力随Ugs变化而变化，可看作由Ugs控制的可变电阻器（Ugs控制Rgs）
3.Ugs（不变）>Ugsth（开启电压），UDS≠0
4.初始阶段，iD与UDS成正比，Rds不变
5.预夹断：随UDS的不断增大，当UGD=UGS-UDS=UGS(th）时发生
不是真夹断，留有微小缝隙
6.继续增大UDS,RDS会随UDS等比例增加，则iD恒定不变 恒流id只与UGS相关，UGS越大，图像斜率越高，恒流越大（只在恒流区UGS与iD成比例）
N沟道耗尽型MOS管：天生在绝缘层加正离子，使其存在初始N沟道
当UGS>UGS(off）（负）正常使用
结型场效应管和特性
原理：与耗尽型MOS管原理十分相似
1.天生ds导通，GS加反向电压使两侧耗尽层变厚，增加到一定程度真实夹断
2.令UGS（off）<UGS<0不变，之后过程同耗尽型MOS管相似，UDS增大到一定程度发生预夹断，iD与UGS成比例 （GS处于反偏状态时 PN结的电阻很高）
注：UGS>0,PN结正偏导通，功能失效！
转移特性曲线：（图左）需在恒流区成立
图中公式：iD与UGS关系在UGS(th)<ugs<2UGS(th)满足（增强型）
耗尽型：把IDO换成IDSS(饱和）在UGS(off）到0成立
UGS(th）：增强型
UGS(off）：耗尽型 结型
IDSS：耗尽型 结型
RGS(DC)直流：MOS>1000兆Ω
基本放大电路的构成
分析直接耦合 共射放大电路：
1.直接耦合：输入信号没有经过滤波，直接与电路作用并输出
2.Vcc作用：为在Bb1与 Rb2交界处的输入信号提供了一个直流承载电压，使得输入三极管的信号为交直流信号
3.Rb1作用：使...交界处电压不为ui，保证直交流混合输入
放大电路的性能指标
熟练叙述放大步骤！
（戴维南等效电路）
前一级的负载RL为第二级的输入电阻Ri2
类比火车
输入信号：1.低频：耦合电容容抗大，信号过不去
2.高频：旁路电容相当于短路，放大效果也不好
Ri越大越好
R0越大越好：得到稳定的U0或I0
放大电路的分析方法
交流通路：
uce变化量/ube变化量为Avv
Aii...类似，本质为输出与输入信号峰峰值的放大倍数比较
交流小信号等效电路的分析：左图图解法获得静态工作点Q，输入小信号，ube变化量与iB变化量之比近似等于Q点斜率的倒数=rbe（输入端的等效）
对于输出端：放大工作状态时，iC=βiB，近似用受控电流源替代
对于等效的条件——直流置零的解释：
rbe是ube，iB变化量比值的近似，需要将原点移到Q点，即直流置零
但并不是指不存在直流！
H参数等效模型(略）
静态影响动态电路：Q点影响rbe
rbe求解方法：rbe为动态等效
rbb’基区体电阻 re‘：发射区体电阻 很小 可以忽略
rb’e‘：PN结体电阻=UT/IEQ
由戴维南等效定理得：rbe=rbb’+（1+β）rb‘e’
基本共射放大电路分析
由于R0=RC
则Rc越大，越稳定输出电流
Rc越小，越稳定输出电压
温度影响静态工作点导致输出失真：
Q点稳定的放大电路和基本共集放大电路
温度升高 IC升高，Q点不稳定 所以下图为改进Q点稳定的放大电路
上图为静态工作点稳定的放大电路：
分析：1.先不加RB2,只接入RE，原电路若T升高，IC升高，则IE升高，由于RE的存在，e点压降升高，若假设b点压降稳定，则UBE下降，导致IC有下降的趋势，则IC上升与下降趋势平衡，重新稳定
2。所以问题的关键是在接入RE基础上稳定b点电压：并联适当阻值的RB2，使IB2>>IB,则b点压降近似为RB1,RB2电阻分压，由此b点电位稳定
上图为直接耦合的小信号等效电路：：可以看到若增大RE， Au会降低，所以要去掉RE，可以在RE旁并联一电容（但电容过多的电路不能做成集成电路）
笔误：RE改为RE并联RL
共集放大电路也称射集跟随器
共集放大电路：电压跟随 功率放大
Ri比共射电路的~大 可以抢信号源的信号
R0很小——输出电压稳定性很好
共基放大电路（略）
基本放大电路的派生电路与场效应管放大电路的分析原则
NPN：IC与IB流入，IE流出
PNP：IC与IB流出，IE流入
IE=IC+IB
要有合理的电流路径才能等效复合管
第二级管为功率管且都是NPN管，性能相同
主管的结构与等效结构一样{NPN或PNP）
分析：对于N型MOS管组成的放大电路，需使电路工作在恒流区：1.使UGS>UGS（th）——Vcc与RB的作用
2.使UDS足够大——加入足够大的直流源VCC
注意：由于绝缘层断路，栅极电路没有电流，则UGS=VCC+ui
N型MOS管的交流小信号电路的等效：
注意：iD的转移特性曲线前提：工作在恒流区
rds原因：iD与UDS在恒流区的曲线并非平直，有微弱上翘，用大rds表示
多级放大电路的构成与动态分析（不考)
需求：信号源内阻不能忽略，输出电压无论RL如何变化都保持恒定
多级放大电路的动态分析是多个放大电路的叠加，不能单独拉出一个电路直接分析
差分放大电路的构成
从抑制温漂的角度，Re越大越好，但对于直接耦合来说，不能在Re外并联一大电容，从而不能做成集成电路：矛盾
Re作用：防止两侧电路零漂过大进入饱和区
-VEE：等效两侧电路的直流信号
共模信号的物理意义：相当于任意一个信号的干扰信号，将温度干扰等效为可变电压源，分别加压在左右两侧，因为左右两电路温度变化近似相等，等效为一对共模信号输入电路，此时Re翻倍，由于re与Au成反比（对于一半电路来说）所以共模信号被大大抑制，即使没有差分电路的两端电压相减来消去干扰，共模信号已经被彻底抑制
差模信号的物理意义：任意信号的有用部分，当差模输入差分电路时，re等效为0，信号被有效放大
差分电路的小信号交流电路：
改进：
交流等效电路：
（双端输出）
右下图：共模信号的等效电路（直流，交流都为2Re）
（单端输出）
Re>>Rc,则Aoc<<1 共模信号被抑制
另一半镜像电路的最主要作用是在共模时2Re
,差模时Re为0，双端还是单端输出并不重要。（双端输出只是为了抑制干扰的另一道保险）
c差模信号（单端输出）
则其输出为基本共射放大电路的1/2
双端输入时，信号同时加到两输入端：分为Ui/2与-Ui/2为一对的差模信号，各种干扰为隐藏的共模信号
单端输入时，信号加到一个输入端与地之间，另一个输入端接地
单入双出相当于双入双出带共模
单入单出相当于双入单出带共模
改进：
IC3受IE3控制 对于上电路来说下方三极管电路相当于一电流源 不需要大VEE也可以提供一恒定电流，re=rce很大
直接耦合互补输出级
OCL（无输出电容器电路）：
交越失真：克服开启电压
g改进：由于二极管离散型太强，不易控制
将b1b2间电路用（b）代替
Ube近似为定值，则可以通过调节R1,R2阻值来控制Ub1b2间压降，从而用直流电压提供导通T1,T2的开启电压，克服了交越失真（工作在甲乙类，抬高电压为2死区电压）
甲类：不失真，放热太大
集成运放的电流源电路
电流源作用：1.提供静态电流
2.R很大，当负载用
通过控制R来控制IC
进阶：比例电流源
β很大时，
进阶：微电流源
右下角IC1与IR关系成立条件：β很大
改进：减小IB2，但不至于降低IE2所以加一放大电路
RE2：补偿IE2，适当提高IE2
优点：可以忽略β的影响 提高IC的抗温度影响
i0=2iC1（只在差模输入时）
共模输入时i0=0
反馈电路
输入端分为两个输入端子
瞬时极性分析法：+ -代表纯交流信号或
直交流信号的瞬时正增量或负增量
分析：+ -与箭头方向代表的是对应电流或电压信号增量的正负，方向
上图：判断正负反馈的方法
图1：u1的正增量使uN为正增量，但uN为反向输入端，使得uD为负增量，负反馈（反馈信号与输入信号不在同一端子）
集成电路的Ri（输入电阻）——10*9等效于断路——虚断
负反馈的目的就是为了让电路虚短
UP=UN
虚短条件：工作在线性工作区
放大倍数越大，虚短误差越小
对于三极管：输入端为正极性，IC为向下的增量电流，上-下+
输入端为负极性，IC为向上的增量电流，
上+下-
第一个RE电阻针对本级为本级负反馈
针对整个电路为级间负反馈
放大器反相的输入端是指输入端和输出端的极性相反。同相输入端是指指输入端和输出端的极性相同。
在判定为负反馈的基础上
判定是何种负反馈
若U0置零后没有负反馈——电压反馈
若U0置零后仍有负反馈——电流反馈
上图为电压负反馈
上图为电流负反馈
所以RE为电流负反馈
反馈信号与输入信号一定是相同量纲的信号（同电压或同电流）
所以串并联表示的是输入与反馈信号间的叠加方式与信号性质
串联——电压叠加 并联——电流叠加
反馈信号与输入信号：在同一端子 电流叠加
在不同端子 电压叠加
电压负反馈就稳定输出电压——电压型信号源
电流负反馈就稳定输出电流——电流型信号源
串联负反馈——电压放大
并联负反馈——电流放大
上图将电流源信号转换成电压源信号输出
串并联组态决定了输入量与反馈量是什么信号
并联组态输入信号一定为电流源 否则没有反馈
串联是同理
反馈放大电路的方块图
深度负反馈本质：A极大，Af用1/F代替A，由于A不稳定（温度影响之类）而反馈电路常用纯电阻电路 F稳定
虚短本质：在引入深度负反馈条件下，由于A很大，Af忽略Xi‘（静输入）的影响，用1/F代替。即Xi’=Up-UN=0 虚短（静输入量为电流也一样）
第一个电路：压串
第二个电路：流串
第三个电路：压并
第四个电路：流并（略）
深度负反馈放大电路的分析
反相输入端看作断路
用虚短求的更快
a b图用虚断 c d图用虚短将反馈网络可看成独立系统
输入信号源：若Rs大一些，就看成电流源并上Rs
若Rs小一些，就看成电压源串联Rs
左：c图 右：d图
求AUUF步骤：
对于NPN：基级：+ 集电极：- 发射极+
PNP：基级：+ 发射极：+ 集电极：-
y右边为第二个图的答案
流并
基本运算电路
此反相比例运算电路的输入电阻为0
改进：
s输入电阻无穷大 适合取电压信号 要求有比较好的共模抑制性能
R‘为平衡电阻=R并联Rf
U0=Ui
ui1，ui2置零ui3 ui4输入为+
ui3，ui4置零ui1，ui2输入为-
即ui3+ui4-ui1-ui2
(b)方波变换为三角波
电压比较器
过零比较器：
二极管作用：保护Ui不要过大
双向稳压管：RL要大一些 使稳压管能被反向击穿
改进电路：
一般单限比较器：
通过调节一般单限比较器的UT 就可以调节输出方波的占空比
迟滞比较器：正反馈 使得U0突变很快 斜率近乎无穷
改进：UT1与UT2不对称 只需使接地点变为直流电压
UT1 UT2关于UREF中心对称
1：可用于滤掉干扰 做整形信号
