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控制电路图_控制电路图

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控制电路图_控制电路图模电总结(此处省略100+字较为主观的序言~各科目的难度，还是留给大家自己体会 ）整理内容来源：河海大学模电讲义PPT；杨素行《模拟电子技术基础简明教程》所用软件：幕布第一次整理网络列表就理了一天TAT太难啦！但是很有成就感。word

模电总结 　　(此处省略100+字较为主观的序言~各科目的难度，还是留给大家自己体会 ） 　　整理内容来源：河海大学模电讲义PPT；杨素行《模拟电子技术基础简明教程》 　　所用软件：幕布 　　第一次整理网络列表就理了一天TAT太难啦！但是很有成就感。word图片好像粘贴不过来就全部重新保存了插入，不知道有木有好一点的办法吖~ 　　一、半导体器件 　　1.1 半导体的特性 导电性能介于导体和绝缘体之间。如：硅（Si）、锗（Ge）1.1.1 本征半导体 纯净的、不含杂质的半导体温度敏感：T=0K时，绝缘；温度升高时，载流子（自由电子、空穴）指数增加在一定温度下，电子-空穴对的产生与复合达到动态平衡1.1.2 杂质半导体 在本征半导体中掺入某种特定的杂质N型（Negative，电子型）：电子导电，为多数载流子，杂质原子为施主原子P型（Positive，空穴型）：空穴接受，为多数载流子，杂质原子为受主原子多子浓度主要取决于渗入杂质浓度，少子浓度主要取决于温度总体：电中性1.2 半导体二极管1.2.1 PN结及其单向导电性多子扩散形成内电场（位于中间）阻碍扩散，但利于少子漂移，最终扩散运动与漂移运动达到动态平衡，PN结中总电流为零。正向偏置：外电场削弱了内电场有利于扩散运动，不利于漂移运动。正向导通，正向等效电阻较小。反向偏置：外电场增强了内电场有利于漂移运动，不利于扩散运动。一定温度下， E 超过某一值后 I 饱和，称为反向饱和电流IS（mA级，少子产生，温度敏感）。PN结具有单向导电性：正向导通，反向截止。 1.2.2 二极管的伏安特性正向特性：当正向电压超过死区电压（硅0.5，锗0.1）后，二极管导通（导通压降：硅0.7，锗0.2），电流与电压关系近似指数关系。反向特性：反偏时，反向电流值很小，反向电阻很大，反向电压超过UBR则被击穿。1.2.3 二极管的主要参数最大整流电流IF最高反向工作电压UR：通常为击穿电压UBR的一半反向电流IR：通常希望愈小愈好，受温度的影响很大最高工作频率fM：结电容愈大，则二极管允许的最高工作频率愈低一定的电容效应：当加在二极管上的电压发生变化时，PN结中储存的电荷量变化1.2.5 稳压管rz=ΔU/ΔI很小，有稳压特性，工作在反向击穿区注意事项：必须工作在反向击穿区；应与负载RL并联；必须限制流过稳压管的电流IZ 1.3 双极型三极管1.3.1 三极管的结构三个区：发射区（杂质浓度很高）、基区（杂质浓度低且很薄）、集电区（与基区接触面积较大）三个电极：发射极e、基极b、集电极c两个PN结：发射结、集电结1.3.2 三极管的放大作用和载流子的运动发射：发射区大量电子向基区发射复合和扩散：电子在基区中复合扩散收集：将扩散过来的电子收集到集电极形成反向饱和电流ICBO 共基直流电流放大系数α=IC/IE共射直流电流放大系数β=IC/IB1.3.3 三极管的特性曲线输入特性
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控制电路图_控制电路图作图：Visio输出特性
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控制电路图_控制电路图作图：Visio截止区：发射结、集电结反偏放大区：发射结正偏、集电结反偏饱和区：发射结、集电结正偏 　　二、放大电路的基本原理 　　2.1 放大的概念放大作用：小能量对大能量的控制作用放大的对象：变化量放大电路的核心件：双极型三极管和场效应管2.2 放大电路的主要技术指标电压放大倍数
\dot{A}_{\mathrm{u}}=\frac{\dot{U}_{0}}{\dot{U}_{\mathrm{i}}} 电流放大倍数
\dot{A}_{\mathbf{i}}=\frac{\dot{I}_{\mathbf{0}}}{\dot{I}_{\mathbf{i}}} 最大输出幅度：有效值,以Uom(或Iom )表示输入电阻：越大越好输出电阻：越小越好通频带：当Au大于0.707Aum时的频率范围最大输出功率Pom效率
\eta=\frac{P_{\mathrm{om}}}{P_{\mathrm{V}}} 2.3 放大电路的基本分析方法直流通路：静态分析，电容相当于开路，电感相当于短路交流通路：动态分析，电容和理想电压源相当于短路，电感和理想电流源相当于开路静态工作点的近似估算 　　
I_{\mathrm{BQ}}=\frac{V_{\mathrm{CC}}-U_{\mathrm{BEQ}}}{R_{\mathrm{b}}} \\ I_{\mathrm{CQ}} \approx \beta I_{\mathrm{BQ}}\\ U_{\mathrm{CEQ}}=V_{\mathrm{CC}}-I_{\mathrm{CQ}} R_{\mathrm{c}} 图解法静态、动态、放大倍数步骤：画输出回路的直流负载线，得到ICQ和 UCEQ，画交流负载线，求电压放大倍数应用1：截止UCE波形顶部失真，饱和UCE波形出现底部失真应用2：估算最大输出幅度应用3：分析电路参数对静态工作点的影响微变等效电路法适用条件：微小交流工作信号，三极管工作在线性区解决问题：处理三极管的非线性问题三极管的简化的h参数微变等效电路
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控制电路图_控制电路图作图：Multism其中，rbe：
r_{\mathrm{be}} \approx r_{\mathrm{bb}^{'}}+(1+\beta) \frac{26}{I_{\mathrm{EQ}}} 2.4 静态工作点的稳定问题温度升高，饱和失真，除了外界温度可控，还要改善电路结构分压式静态工作点稳定电路
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控制电路图_控制电路图2.5 三极管放大电路的三种基本组态共射、共集、共基指的是UI、UO公共端共射电路：Au和Ai 均较大, Ri 和 Ro较适中,被广泛用作低频放大电路的输入级输出级和中间级共集电路：特点是电压跟随, Ai较大, Ri 很高, Ro 很低，被用作输入级输出级或隔离用的中间级共基电路：突出特点是Ri很低, 频率特性好, 用于宽频带放大器。输出电阻高, 可用作恒流源2.6 多级放大电路耦合方式：阻容耦合、直接耦合（稳压管等解决方法）、变压器耦合电压放大倍数
\dot{A}_{\mathrm{u}}=\dot{A}_{\mathrm{u} 1} \cdot \dot{A}_{\mathrm{u} 2} \ldots \ldots . \dot{A}_{\mathrm{un}} 输入电阻和输出电阻：注意，射极输出器参数与前后有关（RL1=Ri2,Rs2=Ro1） 　　三、放大电路的频率响应 　　3.1 频率响应的一般概念幅频特性和相频特性下限频率、上限频率和通频带幅频失真、相频失真波特图高通电路和低通电路3.2 三极管的频率参数共射截止频率 ：|β|值下降到0.707β0 特征频率：|β| 值下降到1共基截止频率：|α| 值下降为0.707α03.3 单管共射放大电路的频率响应定性分析中频段：电压放大倍数基本与频率无关低频段：隔直电容构成RC高通电路，电压放大倍数将降低高频段：极间电容构成RC低通电路，电压放大倍数将降低三极管的混合П型等效电路阻容耦合单管共射放大电路的频率响应 　　
\dot{A _ { us }} \approx \frac { \dot{A _ { us m }} } { ( 1 - j f _ { L } / f ) ( 1 + j f / f _ { H } ) }\\ 直接耦合单管共射放大电路的频率响应3.4 多级放大电路的频率响应 　　四、功率放大电路 　　4.1 功率放大电路的主要特点功率放大器：根据负载要求，提供足够的输出功率；具有较高的效率最大输出功率 　　共射接法下
P_{\mathrm{~om}}=\frac{U_{\mathrm{cem}}}{\sqrt{2}} \cdot \frac{I_{\mathrm{cm}}}{\sqrt{2}}=\frac{1}{2} U_{\mathrm{cem}} I_{\mathrm{cm}} 效率
\eta=\frac{p_\mathrm{o}}{p_{\mathrm{v}}} 4.2 互补对称式功率放大电路4.2.1 电路组成和工作原理OTL乙类互补对称电路（交越失真）OTL甲乙类互补对称电路：R 、VD1和VD2为两管提供了静态基极电流IB1和IB2OCL甲乙类互补对称电路：省去了大电容，既改善了低频响应，又有利于实现集成化4.2.2 互补对称电路主要参数的估算OCL互补对称电路最大输出功率
P_{\mathrm{om}}=\frac{1}{2} \frac{U^{2} \mathrm{cem}}{R_{\mathrm{L}}}=\frac{1}{2} \frac{\left(V_{\mathrm{CC}}-U_{\mathrm{CES}}\right)^{2}}{R_{\mathrm{L}}} 效率
\eta=\frac{p_\mathrm{om}}{p_{\mathrm{v}}} \approx \frac{\pi}{4}=78.5 \% 集电极最大允许电流
I_{\mathrm{cm}}=\frac{V_{\mathrm{CC}}-U_{\mathrm{CES}}}{R_{\mathrm{L}}} \approx \frac{V_{\mathrm{CC}}}{R_{\mathrm{L}}} 集电极最大允许反向电压
U_{\mathrm{CE} 1}=2 V_{\mathrm{CC}}-\left|U_{\mathrm{CES} 2}\right| \approx 2 V_{\mathrm{CC}} 集电极最大允许耗散功率：PCM> 0.2 PomOTL互补对称电路Vcc减半即可4.3 采用复合管的互补对称式放大电路4.3.1 复合管的接法及其β和rbe4.3.2 复合管组成的互补对称放大电路 　　五、集成运算放大电路 　　5.1集成放大电路的特点
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控制电路图_控制电路图 　　理解：反相输入端，同相输入端与输出端5.2 集成运放的主要技术指标开环差模电压增益 Aod：理想情况下希望Aod为无穷大输入失调电压UIo：为了使输出电压为零，在输入端所需要加的补偿电压输入失调电流IIO：当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流之差输入偏置电流IIB：当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流的平均值差模输入电阻rid：衡量集成运放向信号源索取电流的大小共模抑制比KCMR：抑制温漂的能力
\boldsymbol{K}_{\mathrm{CMR}}=\frac{\left|{A_{\mathrm{d}}}\right|}{\left|A_{\mathrm{C}}\right|} ，即差模放大倍数/共模放大倍数KCMR越大，说明差放分辨差模信号的能力越强，而抑制共模信号的能力越强最大共模输入电压UIcm最大差模输入电压 UIdm 5.3 集成运放的基本组成部分偏置电路镜像电流源比例电流源微电流源差分放大输入级基本形式差分放大电路
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控制电路图_控制电路图长尾式差分放大电路：接地端换为经电阻Re接-V_EE。其中，Re通过引入共模负反馈降低单管零点漂移，提高共模抑制比。-V_EE补偿Re上的直流压降，提供静态基极电流恒流源式差分放大电路 　　
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控制电路图_控制电路图差分输入/单端输入、双端输出 　　
A_{\mathrm{d}}=-\frac{\beta\left(R_{\mathrm{c}} / / \frac{R_{\mathrm{L}}}{2}\right)}{R+r_{\mathrm{be}}} \\R_{\mathrm{id}}=2\left(R+r_{\mathrm{be}}\right) \\ R_{\mathrm{o}}=2 R_{\mathrm{c}} 差分输入/单端输入、单端输出 　　
A_{\mathrm{d}}=-\frac{1}{2} \frac{\beta\left(R_{\mathrm{c}} / / R_{\mathrm{L}}\right)}{R+r_{\mathrm{be}}} \\R_{\mathrm{id}}=2\left(R+r_{\mathrm{be}}\right) \\ R_{\mathrm{o}}=R_{\mathrm{c}} 中间级要求有较高的电压增益和输入电阻，向输出级提供较大的推动电流，实现差分与单端信号间的转换有源负载、复合管输出级提供足够的输出功率以满足负载的需要互补对称电路、过载保护电路5.4 集成运放的典型电路 　　六、放大电路中的反馈 　　6.1 反馈的基本概念正反馈和负反馈正反馈：引入的反馈信号增强了外加输入信号的作用，从而使放大电路的放大倍数提高负反馈：引入的反馈信号削弱了外加输入信号的作 用，从而使放大电路的放大倍数降低判断方法：瞬时极性法直流反馈和交流反馈电压反馈和电流反馈串联反馈和并联反馈串联反馈：反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和并联反馈：反馈信号与输入信号在输入回路中以电流形式求和6.2 负反馈的四种组态和反馈的一般表达式电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈 　　
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控制电路图_控制电路图一般表达式 　　
\dot{A}_{\mathrm{f}}=\frac{\dot{X}_{0}}{\dot{X}_{\mathrm{i}}}=\frac{\dot{A}}{1+\dot{A} \dot{F}} \\ 　　式中，
\dot{A}_{\mathrm{f}} 为闭环放大倍数，
{1+\dot{A} \dot{F}} 为反馈深度，
{\dot{A} \dot{F}} 为回路增益，
{\dot{F}} 为反馈系数，
\dot{A} 为开环放大倍数6.3 负反馈对放大电路性能的影响提高放大倍数的稳定性减小非线性失真和抑制干扰展宽频带改变输入电阻和输出电阻输入电阻：串联负反馈使输入电阻增大、并联负反馈使输入电阻减小输出电阻：电压负反馈使输出电阻减小，电流负反馈使输出电阻增大6.4 负反馈放大电路的分析计算倒数关系：利用关式
\dot{A}_{\mathrm{f}} \approx 1 / \dot{F} 估算闭环电压放大倍教虚短、虚地：利用关式
\dot{X}_{\mathrm{f}} \approx \dot{X}_{\mathrm{i}} 估算闭环电压放大倍教 　　七、模拟信号运算电路 　　7.1 理想运放的概念7.1.1 什么是理想运放7.1.2 理想运放工作在线性区时的特点：虚短、虚断7.1.3 理想运放工作在非线性区时的特点输出电压uo = + UOPP，当 u+> u- ；uo= – UOPP，当 u+ < u- 输入电流等于零（虚断）7.2 比例运算电路7.2.1 反相比例运算电路 　　
A_{\mathrm{uf}}=\frac{u_{\mathrm{o}}}{u_{\mathrm{I}}}=-\frac{R_{\mathrm{F}}}{R_{1}} ，输入电阻
R_{\mathrm{if}}=R_{1} 7.2.2 同相比例运算电路
A_{\mathrm{uf}}=\frac{u_{0}}{u_{\mathrm{I}}}=1+\frac{R_{\mathrm{F}}}{R_{1}} 7.2.3 差分比例运算电路
A_{\mathrm{uf}}=\frac{u_{0}}{u_{\mathrm{i}}-u_{\mathrm{i}}^{\prime}}=-\frac{R_{\mathrm{F}}}{R_{1}} 7.2.4 实用电路举例7.3 求和电路7.3.1 反相输入求和电路
u_{0}=-\frac{R_{\mathrm{F}}}{R}\left(u_{\mathrm{i} 1}+u_{\mathrm{i} 2}+u_{\mathrm{i} 3}\right) 7.3.2 同相输入求和电路 　　
u_{0}=\left(1+\frac{R_{\mathrm{F}}}{R_{1}}\right) u_{-}=\left(1+\frac{R_{\mathrm{F}}}{R_{1}}\right) u_{+} \\=\left(1+\frac{R_{\mathrm{F}}}{R_{1}}\right)\left(\frac{R_{+}}{R_{1}'} u_{\mathrm{I} 1}+\frac{R_{+}}{R_{2}'} u_{\mathrm{I} 2}+\frac{R_{+}}{R_{3}'} u_{\mathrm{I} 3}\right) 7.4 积分电路输出
u_{0}=-\frac{1}{R C} \int u_{\mathrm{i}} \mathrm{d} t 应用：波形变换、移相 　　八、信号处理电路 　　8.1 有源滤波器8.1.1 滤波电路的作用和分类8.1.2 低通滤波器8.1.3 高通滤波器8.2 电压比较器8.2.1 过零比较器
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控制电路图_控制电路图8.2.2 单限比较器
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控制电路图_控制电路图8.2.3 滞回比较器
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控制电路图_控制电路图8.2.4 双限比较器8.2.5 集成电压比较器 　　九、波形发生电路 　　9.1 正弦波振荡电路的分析方法9.1.1 产生正弦波振荡的条件：幅度平衡条件、相位平衡条件 　　
\dot{\boldsymbol{A}} \dot{\boldsymbol{F}}=\mathbf{1} \\ 9.1.2 正弦波振荡电路的组成放大电路：实现能量控制选频网络：确定电路的振荡频率正反馈网络：使输入信号等于反馈信号稳幅电路：使输出信号幅值稳定9.1.3 正弦振荡电路的分析步骤检查电路是否具备正弦波振荡的基本组成部分，并检查放大电路的静态工作点是否能保证电路工作在放大状态分析电路是否满足自激振荡条件估算振荡频率和起振条件 　　根据
控制电路图_控制电路图1 ” eeimg=”1″> 估算起振条件，根据
\varphi_{\mathrm{A}}+\varphi_{\mathrm{F}}=\pm 2 n \pi 估算振荡频率，即
f=f_{0} 9.2 RC正弦波振荡电路9.2.1 RC串并联网络振荡电路振荡频率
f _ { 0 } = \frac { 1 } { 2 \pi R C } 起振条件
\left. \begin{array} { l } { | \dot{A} \dot{F} | \gt 1 \quad | \dot{F} | = \frac { 1 } { 3 } } \\ { | \dot{A} | \gt 3 } \end{array} \right. 振荡电路中的负反馈9.2.2 其他形式的RC振荡电路9.3 LC正弦波振荡电路9.3.1 LC并联电路的选频特性
f _ { 0 } \approx \frac { 1 } { 2 \pi \sqrt { L C } } .3.2 变压器反馈式振荡电路9.3.3 电感三点式振荡电路9.3.4 电容三点式振荡电路9.3.5 改进型电容三点式振荡电路 　　十、直流电源 　　10.1 直流电源的组成：电源变压器、整流电路、滤波器和稳压电路
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控制电路图_控制电路图10.2 单相整流电路10.2.1 单相半波整流电路10.2.2 单相桥式整流电路10.2.3 整流电路的主要参数输出直流电压 UO(AV)脉动系数 S 二极管正向平均电流 ID(AV)二极管最大反向峰值电压 URM10.3 滤波电路10.3.1 电容滤波电路 　　在桥式整流情况下
R _ { L } C \geq ( 3 \sim 5 ) \frac { T } { 2 } 10.4 硅稳压管稳压电路10.4.1 稳压电路的主要指标内阻 RO：Ro ≈ rZ 稳压系数
S_{\mathrm{r}}=\frac{\Delta U_{0} / U_{0}}{\Delta U_{\mathrm{I}} / U_{\mathrm{I}}} \approx \frac{r_{\mathrm{Z}}}{R} \cdot \frac{U_{\mathrm{I}}}{U_{\mathrm{O}}} 10.4.2 硅稳压管稳压电路的组成和工作原理
控制电路图_控制电路图
控制电路图_控制电路图10.4.3 稳压电路中限流电阻的选择 　　
控制电路图_控制电路图\frac{U_{\operatorname{Imax}}-U_{\mathrm{Z}}}{I_{\mathrm{Zmax}}+I_{\mathrm{Lmin}}} \\ R<\frac{U_{\mathrm{Imin}}-U_{\mathrm{Z}}}{I_{\mathrm{Zmin}}+I_{\mathrm{Lmax}}} " eeimg="1"> 10.5 串联型直流稳压电路10.5.1 电路组成和工作原理
控制电路图_控制电路图
控制电路图_控制电路图电路组成10.5.2 输出电压的调节范围 　　
U_{\mathrm{Omax}}=\frac{R_{1}+R_{2}+R_{3}}{R_{3}} U_{\mathrm{Z}}\\U_{\mathrm{Omin}}=\frac{R_{1}+R_{2}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}} U_{\mathrm{Z}} 10.5.3 调整管的选择集电极最大允许电流 ICM≥ ILmax + IR最大允许反向电压
U_{(\mathrm{BR}) \mathrm{CEO} } \geq U_{\mathrm{Imax}}^{\prime}=1.1 \times \sqrt{2} U_{2} 集电极最大耗散功率
\begin{aligned} P_{\mathrm{CM}} & \geq\left(U_{\mathrm{Imax}}-U_{\mathrm{Omin}}\right) \times I_{\mathrm{Cmax}} \\ & \approx\left(1.1 \times 1.2 U_{2}-U_{\mathrm{Omin}}\right) \times I_{\mathrm{Cmax}} \end{aligned} UCE= ( 3 ～ 8 ) V UI = UOmax ＋ ( 3 ～8 ) V UI ≈ 1. 2 U2 变压器副边线圈电压
U_{2} \approx 1.1 \times \frac{U_{\mathrm{I}}}{1.2} 10.5.4 稳压电路的过载保护10.6 集成稳压器10.6.1 三端集成稳压器的组成10.6.2 三端集成稳压器的主要参数10.6.3 三端集成稳压器的应用

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