電路小常識(shí)-電子工程師必備的40個(gè)模擬電路知識(shí)

電路小常識(shí)-電子工程師必備的40個(gè)模擬電路知識(shí)

由金屬導(dǎo)線和電氣、電子部件組成的導(dǎo)電回路，稱為電路。在電路輸入端加上電源使輸入端產(chǎn)生電勢(shì)差，電路連通時(shí)即可工作。

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(duì)于學(xué)生來(lái)說，獲得電子線路基本知識(shí)、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)。

電子工程師必備，40個(gè)模擬電路小常識(shí)詳情

（1）

電接口設(shè)計(jì)中，反射衰減通常在高頻情況下變差，這是因?yàn)閹p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。

（2）

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(diǎn)，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。

（3）

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(lái)一個(gè)PN結(jié)，三極管誕生了。

（4）

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(shì)壘電容）。

（5）

在高密度的場(chǎng)合下，由于收發(fā)信號(hào)挨在一起，很容易發(fā)生串?dāng)_，這在布線時(shí)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。

（6）

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。

（7）

三極管是靠載流子的運(yùn)動(dòng)來(lái)工作的，以npn管射極跟隨器為例，當(dāng)基極加不加電壓時(shí)，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(dòng)，在此pn結(jié)處會(huì)感應(yīng)出由發(fā)射區(qū)指向基區(qū)的靜電場(chǎng)（即內(nèi)建電場(chǎng)）。

（8）

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。

（9）

抖動(dòng)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(shí)鐘參考源太沖太大也會(huì)增加抖動(dòng)成分。信號(hào)線的匹配對(duì)抖動(dòng)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。

（10）

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(shí)同時(shí)考慮。有些三極管的外殼與某個(gè)電極相連，對(duì)于硅管來(lái)說往往是集電極。在需要某極接地時(shí)應(yīng)考慮這個(gè)因素。

（11）

場(chǎng)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(duì)多幾個(gè)數(shù)量級(jí)的自由電子，“多子”。

（12）

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?yàn)殡娏�，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。

（13）

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(gè)重要極限參數(shù)決定BJT工作在安全區(qū)域）。

（14）

因J-FET的Rgs很高，在使用時(shí)首先應(yīng)注意無(wú)靜電操作，否則很容易發(fā)生柵極擊穿；另外就是在設(shè)計(jì)電路時(shí)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(shí)應(yīng)保證器件有正確的偏置，不能使之進(jìn)入恒流區(qū)。

（15）

射極偏置電路：用于消除溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響（雙電源更好）。

（16）

三種BJT放大電路比較：共射級(jí)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(jí)，輸出級(jí)。共基極放大電路：只放大電壓，跟隨電流，高頻特性好。

（17）

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

（18）

MOS-FET在使用中除了正確選擇參數(shù)以及正確的計(jì)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。

（19）

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(duì)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。

（20）

場(chǎng)效應(yīng)管三個(gè)鋁電極：柵極g，源極s，漏極d。分別對(duì)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(duì)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。

（21）

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(shí)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）

（22）

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。

（23）

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

（24）

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

（25）

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

（26）

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

（27）

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

（28）

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(duì)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(shí)際上由于兩管特性總有差異，電路也不可能完全對(duì)稱，因此輸出電流還會(huì)有偶次諧波成分，為了減少非線性失真，因盡量精選配對(duì)管子。

（29）

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(hào)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(gè)重要問題，一般不以超過管子的極限參數(shù)（Icm、BVceo、Pcm）為限度。

（30）

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

（31）

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。

（32）

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(hào)不存在，為電壓反饋，反之，則為電流反饋。

（33）

串聯(lián)、并聯(lián)反饋的判定方法：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)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。

（34）

對(duì)于NPN電路，對(duì)于共射組態(tài)，可以粗略理解為把VE當(dāng)作“固定”參考點(diǎn)，通過控制VB來(lái)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）

（35）

對(duì)于數(shù)字電路來(lái)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(diǎn)；在場(chǎng)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。

（36）

示波器探頭有一條地線和一條信號(hào)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(hào)線一般帶有一個(gè)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(hào)線端子接到你的信號(hào)端，注意如果要測(cè)量的信號(hào)和市電沒有隔離，則不能直接測(cè)量。

（37）

驅(qū)動(dòng)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(huì)變形，如TTL電平驅(qū)動(dòng)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(dòng)大功率的喇叭，喇叭能響，但音量很小，其實(shí)是輸出的電壓不夠大。

（38）

濾波電路：利用電抗元件的儲(chǔ)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。

（39）

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(shí)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。