模電總結（二）

（聽說封面有plmm瀏覽量更多）

此部分先繼承上一節，給出上一節的一些題，

題庫：

1、半導體中載流子的基本運動有 擴散運動 和 漂移運動 兩種，

2、在P型半導體中， 空穴 為多數載流子， 自由電子 為少數載流子，

3、PN結中的內電場阻止多數載流子的 擴散 運動，而促進少數載流子的 漂移 運動，

4、場效應管是 壓控型 器件，它有 結型場效應管 和 絕緣柵型場效應管 兩種型別，

5、在本征半導體中加入三價元素可形成 P 型半導體，加入五價元素可形成 N 型半導體，

6、本征半導體是 沒有雜質且晶體結構完整的半導體，其內部存在 空穴 和 自由電子 兩種載流子，其中這兩種載流子的濃度 相等 ，

7、PN結的P區接電源的正極，N區接負極，稱PN接為 正向偏置 ，三極管作業在放大狀態的外部條件是發射結 正偏 ，集電結 反偏 ，

8、在雜質半導體中，多數載流子的濃度主要取決于 雜質濃度 ，而少數載流子則與 溫度 ，有很大的關系，

9、所謂PN結的正向偏置，是指將電源的正極與__P___區相接，負極與__N____區相接，在正向偏置電壓大于死區電壓的條件下，PN結將__導通_____，

10、當PN結外加正向電壓時，擴散電流__大于___ 漂移電流，耗盡層變__薄______；當PN結外加反向電壓時，擴散電流__小于_____ 漂移電流，耗盡層變____厚_______，

11、二極管最主要的特性是_單向導電性__ ，在常溫下，硅二極管的開啟電壓約_0.5__ V，導通后在較大電流下的正向壓降約__0.6~0.8__V；鍺二極管的開啟電壓約___0.1___V，導通后在較大電流下的正向壓降約___0.1~0.3__ V，

12、為保證三極管處于放大狀態，其發射結必須加__正向__偏置電壓，集電結必須加__反向___ 偏置電壓，

13.

14.

總結（二）將聚焦的問題是：放大電路的知識

放大電路的什么知識？
BJT、mos管放大原理，與放大電路中的計算和差分放大電路，

接下來我們接著上一節講BJT的內容，

BJT

BJT的組態

溫度對BJT引數的影響

對上一節知識的補充結束，

（分割線）

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接下來開始我們今天的第一個內容：放大電路！

說到放大，我們可能會想到擴音器，也就是話筒

聲音通過傳感器把聲音信號轉化為電信號再經過放大電路成足夠強的電信號，放大后的電信號驅動揚聲器發出足夠強的聲音，

由此，我們就得出幾個結論：

放大的作用： 把微弱的電信號放大至負載所需的量級，

放大的物件： 變化量

放大的實質： 小能量對大能量的控制，

放大的前提： 不失真

放大的特征：

介紹完放大的基本概念后，我們就要思考了，是什么器件來放大電信號呢？

是 晶體管和場效應管

（哦，有人可能會說運放，這可是個華點——我的乖乖，運放就是這幾個封裝出來的）

晶體管

我們在此討論的晶體管，狹義來講是BJT，不是其他的，

而場效應管（FET），

分為結型場效應管和絕緣柵型場效應管（MOS管）

場效應管是利用輸入回路的電場效應來控制輸入回路電流的一種半導體器件，（記住——它是電壓控制電流器件）由于它僅靠半導體中的多數載流子導電，又稱為 單極型晶體管，

場效應管都有N溝道、P溝道兩種型別，

結型場效應管（JFET）

我有個記憶的技巧：箭頭指向的方向是N溝道，指向管子里邊就是N，指出去就是P溝道（這里面有點東西，以后再深講）

MOS管：

記憶技巧：背離G極是P溝道，指向G極是N溝道，MOS管的標準符號中，襯底的箭頭方向指的是襯底中“電子”的移動方向（這里面有點東西，以后再深講）；虛線表示增強型，連在一起就是耗盡型（這里面有點東西，以后再深講）

這里介紹放大器件的內容就結束，至于關于這幾個器件的深度剖析我會放在另一個專題來講（具體還得去請教各路大神一下......）

繼續回到我們的放大電路來

我們講放大電路，就得明白，放大電路有什么型別，它的指標有什么，它有那幾部分構成.......帶著這些疑問，我們一一來講：

放大電路的簡易模型：

放大電路的基本型別：

現在看完了有四種基本放大器了，得想想他們的區別在哪？

區別：

①增益的量綱不同

②對輸出電阻的要求不同

以電壓作為輸出量的放大器要求Ro << RL

以電流作為輸出量的放大器要求Ro >>RL

③對輸入電阻的要求不同

以電壓作為輸入量的放大器要求Ri >> Rs

以電流作為輸入量的放大器要求Ri<< Rs

④適用場合不同

電壓放大器和跨阻放大器適用于負載電阻較大的場合，多用于信號的前置放大和中間放大，

電流放大器和跨導放大器適用于負載電阻較小的場合， 多用于電子系統的輸出級或執行機構的驅動電路，

放大電路的主要性能指標：

放大倍數也常用分貝作單位，其換算關系為：

接下來，我們要講具體的放大電路了，

以BJT為例：

我們來觀察一下：B極輸入信號，信號輸出是在集電極C極取出，則此情形共用E極（發射極）稱之為共射放大電路，（小聲嗶哩嗶哩，當初上課困了，下課后自己看書有個疑問為毛線這里取的信號不能是射極那里？我還懵逼了不久..........課后也都是干別的，學模電？壓根沒有.....這個信號要是從射極取出來擬碼都直接導到地下去了，取信號取個寂寞）

接下來我們在進一步分析一下這個電路

Ui是信號源，輸入通過b極電路進去，C1電容隔直流通交流，(像C1、C2這樣用于連接信號源與放大電路 與 連接放大電路和負載的電容 稱之為 耦合電容)，那么問題來了，為什么C1要通直流隔交流呢？

先試想一下，若把C1去掉，那么你所加的這個信號，沒有降壓（容抗），也就是說輸入端短路，Ibq=0，晶體管將被截止，電路不能作業，

隔直流的目的是使信號源與放大電路與負載之間沒有直流量通過，耦合電容的容量若足夠大，輸入的信號就會幾乎沒有損失地加在放大管的基極和發射極之間，那Rc電阻有什么用呢？它的作用是 將集電極電流的變化轉化為電壓的變化：UCE=Vcc -IcRc,這樣就能很好地讓輸出信號在集電極被放大且取出，

電容C1上的電壓是Ubeq,電容C2上的電壓是Uceq，我們再求一下這個電路的靜態作業點：

我們來分析一下這個電路：依舊是由基極輸入信號，輸出卻在射極（E極）輸出，輸入和輸出夾著集電極（共用C極），稱之為共集放大電路

共集放大電路只能放大電流而沒有放大電壓，為什么呢？
從直觀上，輸入電壓的絕大部分壓降集中在Re上，而這部分又是輸出，則部分永遠小于整體，電壓沒有放大，（在此電路中，是Re將Ie的變化量轉化為電壓變化量而輸出的，Re必不可少）

分析一下電路：此電路是由E極輸入信號，在集電極取出信號（輸出端），輸入端和輸出端共用基極（B極），稱之為共基放大電路，（還有就是和前面兩個相比，會發現他是基極向下——“積極向下”）

放大電路的分析

如：

交流通路：

小信號模型：

微變等效電路：

（微變等效電路就是在交流通路的基礎上把小信號模型放進去而已，交流通路是把電壓源給他接地，然后你就會發現Rb、Rc、RL就是從上翻轉到下邊來了，都接在了同一個端子上，所以就是并聯.....）

接下來，我們以基本模型來背：

先舉例一下指標計算：

（是不是會有小可愛對這個微變等效看不懂呢？微變等效是電容短路，電壓源置零，也就是電壓源變成了地的意思，那么在C2那一段RC就和RL接在一個端子上，在VCC那個點那里RC和RL也接在一起了，所以是并聯，然后再看Rb2和Rb1，Cb短路成一根線，然后Rb1也短路了，對Rb2另一端而言所接的Vcc也變成地了，所以Rb1和Rb2就在微變等效電路中沒有咯）

（指標分析——gay電不考，所以懶得寫了）

注意區分這三種基本電路不同的微變等效電路模型

好像BJT放大電路理論講得差不多了，這不上題？

基礎題，也沒什么好分析的.......直接貼答案看看就好，

（這個是我在知乎上看到的一張圖，可惜找不到網址了................非常尷尬，不能把鏈接貼出來，非常抱歉這個up）

好了，大概講完BJT了，接下來我們講MOS管咯

mos管

（我不解釋其中的一些細節，直接展示放大電路中的幾個基本知識點，即考試直接考到的知識點）

背微變等效基本模型（沒有圖嫖了......學校課本，感覺我學校模電書編的還不錯.....不過沒帶回家只能回憶版手寫，可能翻車）

其實MOS管分析和BJT分析是有點相像的：

MOS管的共源放大電路對應BJT的共射放大電路；

MOS管的共漏放大電路對應BJT的共集放大電路；

MOS管的共柵放大電路對應BJT的共基放大電路；

在這

https://zhuanlan.zhihu.com/p/346327394

（在這嫖來的圖 ）

接下來，講的是

放大電路的頻率特性

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在這插播提一下：
NPN 截止失真是 頂部削平（頂部失真）

NPN 飽和失真是 底部削平（底部失真）

PNP則反之，

倘若這個電路輸入正弦信號后出現了飽和失真應該怎么辦？
說明靜態作業點過高了

把Rb調大阻值就可以了

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上題：

接下來，我們來講：
差分放大電路！

來一波應試的：

gay電考的差分電路模型就只有這四個！

然后我來簡單剖析一下差分電路：

在剖析之前，我們得先了解差分電路的緣由是什么？它為了解決什么問題誕生的？再去看他的結構，每個元器件的意義在哪.......

首先，得明白：差分電路的目的是解決——零點漂移問題，

那么問題來了：

什么是零點漂移？

零點漂移現象是指當放大電路的輸入信號為零（即沒有交流電輸入）時，因受溫度變化、電源電壓不穩等因素影響，靜態作業點發生變化，并被逐級放大和傳輸，導致電路輸出端電壓偏離原固定值而上下漂動的現象，


說到這個，我還得再提一下：溫漂，溫漂的概念是：
由溫度變化所引起的半導體器件引數的變化是產生零點漂移現象的主要原因，

從狹義來講，溫漂就是零漂，

我們如何消除零漂呢？
用特性相同的管子，使他們的溫漂相互抵消，構成——差分放大電路，這就是溫度補償的方法，來解決零漂問題，

原理：（如圖）（這里不細講負反饋原理）

有人可能會問：這里Rb干嘛的，Rc干嘛的REm干嘛的，這個就是上邊的知識啊，差分放大是對稱的，一模一樣的兩邊，你拆出來只看一邊就是個簡單的共射型別的放大電路不是？

如果沒有Rb，則靜態時輸入端會被短路，Ibq=0，晶體管截止，沒有放大，Rc呢？把集電極電流的變化轉化為電壓的變化：UCE=Vcc -IcRc,為了轉換、放大電壓信號唄，

Re呢？

Re，Ui增大，Ic就增大，射極電阻兩端的壓差是跟著增大的，而凈輸入等于Ub減去Ue，這比沒有Re的時候肯定要小，所以說Re是負反饋，如果沒加交流輸入，Re的效果是穩定靜態作業點，R1和R2分壓，使Ub的直流電位穩定下來，不隨溫度改變（一定程度上），當溫度升高時，靜態電流增加，那么Ue就上升，凈輸入Ube下降，減小因溫度而改變的靜態電流

以上就是它的原理，當然，看這個肯定是不夠的，在此需在補充幾個概念：

差模信號就是相減嘛，共模信號就是均值嘛

差分放大電路的最基本型別：

差分放大的性能指標：

結論：共模抑制比越大，說明差放(差動放大電路)分辨差模信號的能力越強，而抑制共模信號的能力越強，因此 KCMR 越大越好，在電路完全對稱的情況下， ，則共模抑制比 ，

改進的差分放大：

具有恒流源的差分放大電路

在差分放大電路中，增大發射極Re的阻值可以有效抑制每一邊電路的溫漂，提高共模抑制比，也就是說Re若為無窮大，則Kcmr也為無窮大，Ac為零，但是這就會讓要求的電源電壓十分高才能驅動得了晶體管處于放大區（忽略計算推算內容），若使用電流源就完美地解決了既能采用較低的電源電壓又能有很大的等效電組Re的發射極電路，

接下來我們來對比一下：

不論是單端還是雙端輸出，差放均有抑制共模輸入信號的作用，Rem越大，抑制作用越強，差放只放大差模信號，

我們來舉個例子分析一下整個應試思路：

然后

上題：

接下來是：
OCL、OTL電路：（記住OCL是雙電源！OTL單電源）

功率放大電路：
在實用電路中，往往要求放大電路的末級（輸出級）輸出一定的功率，以便驅動負載，能為負載提供足夠信號功率的放大電路就叫做功率放大電路，俗稱功放，

OCL、OTL是什么電路？為什么而誕生？

OCL、OTL是互補功率放大電路，

其實OCL、OTL是人如其名而已，OCL：output capacitorless 無輸出電容的功率放大，OTL：output transformerless 無輸出變壓器的功率放大

就著分析一波OCL、OTL電路：

OCL:

T1、T2特性對稱（注意這兩個三極管必須一模一樣），雙電源供電，若輸入電壓是正弦波，當ui大于零時，T1導通，T2截止，正電源供電；當ui小于零時，T1截止，T2導通，負電源供電，這樣的T1、T2交替作業，正負電源交替供電謂之為“互補”，

（Rb、RC什么作用不說了）D1、D2的作用是什么？

消除交越失真，（怎么消除？交越失真是什么東東？）

我們在分析時，是把三極管的門限電壓看作為零，

門限電壓通常被定義作為門電壓，是指逆溫層形成在絕緣層(訊訓物)和基體(身體)之間的介面晶體管，

而這里是指三極管的C-E電壓，指的是電路中這兩個電極間的電壓值，引數表里提供的是最大值，超了就損壞的值，

但實際中，門限電壓不能為零，且電壓和電流的關系不是線性的，在輸入電壓較低時，輸出電壓存在著死區，此段輸出電壓與輸入電壓不存在線性關系，產生失真，這種失真出現在通過零值處，因此它被稱為交越失真，

因為交越失真是三極管的Vbe壓降引起的，加二極管就是補償三極管的Vbe壓降，從而到達消除交越失真的目的，

OTL:

(在這里，二極管還是穩定靜態作業點消除交越失真的作用)

理論推一波:

總結：

上題：

好了，我們再簡單提一下多級放大電路（多級放大電路沒考，分析方法不講）和另一些雜雜碎碎但容易考的概念：

復合管

各級放大電路輸入和輸出之間的聯系方式稱為 耦合方式，常見的耦合方式有：

多級放大電路肯定是為了增大電壓增益的

這一總結（二）寫了我兩天................唉，還是期末功力沒修好.....

下面一個是北王推薦我的一個網址，當時我按著他的來建立的體系，還想著能不能寒假自己寫一個超越他......看樣子是不行了，

https://zhuanlan.zhihu.com/p/82961336?utm_source=qq&utm_medium=social&utm_oi=1264706561835610112