电路小常识-电子工程师必备的40个模拟电路知识

由金属导(dao)线和(he)电(dian)(dian)(dian)气、电(dian)(dian)(dian)子部件组成的导(dao)电(dian)(dian)(dian)回(hui)路(lu)，称为电(dian)(dian)(dian)路(lu)。在(zai)电(dian)(dian)(dian)路(lu)输入端加上电(dian)(dian)(dian)源使输入端产生(sheng)电(dian)(dian)(dian)势差(cha)，电(dian)(dian)(dian)路(lu)连通时即可工(gong)作。

随着半导体(ti)技术和工(gong)艺(yi)的(de)飞速发展，电(dian)(dian)(dian)子设备(bei)得到了(le)广(guang)泛应(ying)用(yong)，而(er)作(zuo)为(wei)一名电(dian)(dian)(dian)力工(gong)程师，模拟电(dian)(dian)(dian)路(lu)是(shi)一门很基(ji)础(chu)的(de)专(zhuan)业课，对于学生来说，获得电(dian)(dian)(dian)子线路(lu)基(ji)本知识(shi)、基(ji)本理论(lun)和基(ji)本技能(neng),能(neng)为(wei)深入学习(xi)电(dian)(dian)(dian)子技术打下基(ji)础(chu)。

电子工程师必备，40个模拟电路小常识详情

（1）

电(dian)接口(kou)设(she)计中，反(fan)射衰(shuai)减(jian)通常在高频(pin)情况下变差，这(zhei)是因为带损耗的传输线反(fan)射同频(pin)率相关，这(zhei)种情况下，尽量(liang)缩短PCB走线就显(xian)得异常重要。

（2）

稳(wen)压(ya)二极(ji)管就(jiu)是一种(zhong)稳(wen)定电路工(gong)作(zuo)电压(ya)的(de)(de)二极(ji)管，由于(yu)特殊的(de)(de)内部结(jie)构(gou)特点，适用反(fan)向击穿的(de)(de)工(gong)作(zuo)状态，只要(yao)限制电流(liu)的(de)(de)大小(xiao)，这种(zhong)击穿是非破坏性的(de)(de)。

（3）

PN结(jie)具有一种很好的数学模(mo)型：开(kai)关模(mo)型à二极(ji)管(guan)诞生了à再来一个PN结(jie)，三极(ji)管(guan)诞生了。

（4）

高频电(dian)路中，必(bi)须(xu)考虑PN结电(dian)容的影响（正向偏(pian)置为扩散(san)电(dian)容，反相偏(pian)置为势垒(lei)电(dian)容）。

（5）

在(zai)高密度的(de)(de)场合下，由于收发(fa)信号挨在(zai)一起，很容易发(fa)生串(chuan)扰，这(zhei)在(zai)布线(xian)(xian)时要(yao)遵守3W原则，即相邻PCB走线(xian)(xian)的(de)(de)中心(xin)线(xian)(xian)间距要(yao)大于PCB线(xian)(xian)宽的(de)(de)3倍。在(zai)插卡设(she)备，接插件连接的(de)(de)位置，要(yao)有许多接地针，提供良好的(de)(de)射频(pin)回路。

（6）

双极型管(guan)是电(dian)流控(kong)制(zhi)器件，通(tong)过基极较小的电(dian)流控(kong)制(zhi)较大的集电(dian)极电(dian)流；MOS管(guan)是电(dian)压控(kong)制(zhi)器件，通(tong)过栅极电(dian)压控(kong)制(zhi)源(yuan)漏(lou)间导(dao)通(tong)电(dian)阻。

（7）

三极管是(shi)靠载流(liu)子的运(yun)动(dong)来工作(zuo)的，以npn管射极跟随(sui)器为例，当基极加不加电(dian)压(ya)时，基区(qu)(qu)和发(fa)射区(qu)(qu)组成的pn结(jie)为阻(zu)止多子（基区(qu)(qu)为空穴，发(fa)射区(qu)(qu)为电(dian)子）的扩散运(yun)动(dong)，在此pn结(jie)处会感应出由(you)发(fa)射区(qu)(qu)指向(xiang)基区(qu)(qu)的静电(dian)场(chang)（即内建电(dian)场(chang)）。

（8）

肖特基二极管（Schottky, SBD）适(shi)用于高(gao)频开关电路，正向压降(jiang)(jiang)和反(fan)相压降(jiang)(jiang)都很低（0.2V）但是反(fan)向击穿电压较低，漏(lou)电流(liu)也(ye)较大。

（9）

抖(dou)动(dong)特(te)性绝大部分取决于输出芯片的(de)(de)特(te)性，不(bu)(bu)过，如果(guo)PCB布线不(bu)(bu)当，电源滤波不(bu)(bu)够充分，时钟参(can)考源太(tai)(tai)冲太(tai)(tai)大也会增加抖(dou)动(dong)成分。信号线的(de)(de)匹配对抖(dou)动(dong)产生直接的(de)(de)影响。特(te)别(bie)是芯片中含有倍频功能，本(ben)身(shen)相(xiang)位噪声较大。

（10）

极型选(xuan)择是(shi)指BJT是(shi)用(yong)PNP还是(shi)NPN管，这应(ying)该在(zai)确定电(dian)(dian)源形式时同(tong)时考虑(lv)。有些三(san)极管的(de)外壳与某个(ge)电(dian)(dian)极相连(lian)，对于硅管来说(shuo)往(wang)往(wang)是(shi)集电(dian)(dian)极。在(zai)需(xu)要(yao)某极接地时应(ying)考虑(lv)这个(ge)因素。

（11）

场效应(ying)晶体(ti)管与BJT在(zai)工作过程中有很大(da)的(de)区别：BJT中的(de)电(dian)荷载体(ti)是(shi)空穴或被击出的(de)少量(liang)的(de)“少子”，FET中的(de)电(dian)荷则是(shi)数目相对多(duo)(duo)几个数量(liang)级的(de)自由电(dian)子，“多(duo)(duo)子”。

（12）

发(fa)射(she)(she)极(ji)(ji)(ji)(ji)正偏(pian)(pian)，集电(dian)(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)(ji)反(fan)偏(pian)(pian)是让(rang)BJT工(gong)作在放大工(gong)作状态下的前提条件。三种连接方式：共(gong)基极(ji)(ji)(ji)(ji)，共(gong)发(fa)射(she)(she)极(ji)(ji)(ji)(ji)（最多，因为电(dian)(dian)(dian)(dian)流，电(dian)(dian)(dian)(dian)压，功率均可以(yi)放大），共(gong)集电(dian)(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)(ji)。判别三种组(zu)态的方法：共(gong)发(fa)射(she)(she)极(ji)(ji)(ji)(ji)，由基极(ji)(ji)(ji)(ji)输入，集电(dian)(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)(ji)输出(chu)；共(gong)集电(dian)(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)(ji)，由基极(ji)(ji)(ji)(ji)输入，发(fa)射(she)(she)极(ji)(ji)(ji)(ji)输出(chu)；共(gong)基极(ji)(ji)(ji)(ji)，由发(fa)射(she)(she)极(ji)(ji)(ji)(ji)输入，集电(dian)(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)(ji)输出(chu)。

（13）

三极(ji)管主要参数：电流放大(da)系(xi)数β，极(ji)间反向(xiang)电流，（集(ji)(ji)电极(ji)最(zui)大(da)允许(xu)电流，集(ji)(ji)电极(ji)最(zui)大(da)允许(xu)耗散功率，反向(xiang)击穿电压(ya)=3个重要极(ji)限参数决定BJT工(gong)作在安(an)全区域）。

（14）

因J-FET的Rgs很高，在使(shi)用(yong)时(shi)首先应注意无静电操作，否则很容易发生栅极(ji)击穿(chuan)；另外就(jiu)是在设计电路(lu)时(shi)应仔细考虑各极(ji)限参数，不能(neng)超出范围。将J-FET当做可变电阻使(shi)用(yong)时(shi)应保证器件(jian)有正确的偏(pian)置(zhi)，不能(neng)使(shi)之进入恒流(liu)区(qu)。

（15）

射(she)极偏置电路：用于(yu)消除温度(du)对静态工作点的影响（双电源更好(hao)）。

（16）

三种BJT放(fang)大(da)电(dian)(dian)(dian)(dian)路比较(jiao)：共(gong)(gong)射级(ji)放(fang)大(da)电(dian)(dian)(dian)(dian)路，电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)、电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)均可以放(fang)大(da)。共(gong)(gong)集电(dian)(dian)(dian)(dian)极(ji)放(fang)大(da)电(dian)(dian)(dian)(dian)路：只放(fang)大(da)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，跟(gen)(gen)随(sui)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)，输(shu)入R大(da)，输(shu)出R小，用(yong)作输(shu)入级(ji)，输(shu)出级(ji)。共(gong)(gong)基(ji)极(ji)放(fang)大(da)电(dian)(dian)(dian)(dian)路：只放(fang)大(da)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)，跟(gen)(gen)随(sui)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，高频特性好(hao)。

（17）

去耦电(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)：输出信号电(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)接地(di)，滤掉信号的(de)高频杂(za)波。旁路电(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)：输入信号电(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)接地(di)，滤掉信号的(de)高频杂(za)波。交流信号针对(dui)这两种电(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)处理为短路。

（18）

MOS-FET在使用中除了正确(que)选择参数以及正确(que)的计(ji)算(suan)外(wai)，最值得强调的仍然是防静(jing)电(dian)(dian)(dian)操作问题，在电(dian)(dian)(dian)路调试、焊接、安(an)装过程中，一(yi)定(ding)要严格按照防静(jing)电(dian)(dian)(dian)程序(xu)操作。

（19）

主流(liu)是从(cong)发射极(ji)到集电(dian)(dian)极(ji)的IC，偏流(liu)就(jiu)是从(cong)发射极(ji)到基极(ji)的Ib。相对与主电(dian)(dian)路而言(yan)，为基极(ji)提(ti)供电(dian)(dian)流(liu)的电(dian)(dian)路就(jiu)是所谓的偏置(zhi)电(dian)(dian)路。

（20）

场效应(ying)(ying)管三(san)个铝电极(ji)(ji)(ji)：栅极(ji)(ji)(ji)g，源极(ji)(ji)(ji)s，漏极(ji)(ji)(ji)d。分别对应(ying)(ying)三(san)极(ji)(ji)(ji)管的(de)基极(ji)(ji)(ji)b，发(fa)射极(ji)(ji)(ji)e，集电极(ji)(ji)(ji)c。<源极(ji)(ji)(ji)需要发(fa)射东西嘛(ma)，所以对应(ying)(ying)发(fa)射极(ji)(ji)(ji)e，栅极(ji)(ji)(ji)的(de)英文名称是gate,门一样的(de)存(cun)在，和基极(ji)(ji)(ji)的(de)作用(yong)差不多>其中P型衬底一般与栅极(ji)(ji)(ji)g相连(lian)。

（21）

增(zeng)强型FET必须依靠栅源(yuan)(yuan)电压(ya)Vgs才能起(qi)作(zuo)用（开启电压(ya)Vt），耗(hao)尽型FET则不(bu)需(xu)要栅源(yuan)(yuan)电压(ya)，在正的(de)Vds作(zuo)用下(xia)，就有较(jiao)大的(de)漏极电流(liu)流(liu)向(xiang)源(yuan)(yuan)极（如(ru)果加负的(de)Vgs，那么可能出现夹断(duan)，此时(shi)的(de)电压(ya)成为夹断(duan)电压(ya)Vp***重要特性***：可以在正负的(de)栅源(yuan)(yuan)电压(ya)下(xia)工作(zuo)）

（22）

N沟道的(de)(de)(de)MOS管需要正(zheng)的(de)(de)(de)Vds（相当于三(san)极(ji)管加在集电极(ji)的(de)(de)(de)Vcc）和正(zheng)的(de)(de)(de)Vt（相当于三(san)极(ji)管基极(ji)和发射极(ji)的(de)(de)(de)Vbe），而P沟道的(de)(de)(de)MOS管需要负的(de)(de)(de)Vds和负的(de)(de)(de)Vt。

（23）

VMOSFET有高输入(ru)阻抗、低驱动(dong)电(dian)流(liu)；开(kai)关(guan)速(su)度块、高频特性(xing)(xing)好；负电(dian)流(liu)温(wen)度系数、无热(re)恶性(xing)(xing)循环，热(re)稳(wen)定型(xing)优良的优点。

（24）

运算放(fang)大器(qi)应用时，一般应用负反馈电流。

（25）

差分式放大电路：差模信(xin)(xin)号(hao)(hao)：两(liang)输(shu)入信(xin)(xin)号(hao)(hao)之(zhi)差。共模信(xin)(xin)号(hao)(hao)：两(liang)输(shu)入信(xin)(xin)号(hao)(hao)之(zhi)和除以2。由此：用差模与(yu)共模的(de)定义表示两(liang)输(shu)入信(xin)(xin)号(hao)(hao)可得到(dao)一(yi)(yi)个重要的(de)数学模型：任意一(yi)(yi)个输(shu)入信(xin)(xin)号(hao)(hao)=共模信(xin)(xin)号(hao)(hao)±差模信(xin)(xin)号(hao)(hao)/2。

（26）

差(cha)分(fen)式(shi)放(fang)大电路(lu)只放(fang)大差(cha)模(mo)信(xin)号(hao)，抑(yi)制共(gong)模(mo)信(xin)号(hao)。利用(yong)这个特性(xing)，可(ke)以很(hen)好的抑(yi)制温度等外(wai)界因素的变化对电路(lu)性(xing)能(neng)的影响。具体的性(xing)能(neng)指标：共(gong)模(mo)抑(yi)制比Kcmr。

（27）

二极(ji)(ji)管在从(cong)正偏(pian)转换到反(fan)偏(pian)的(de)时候，会出现(xian)较大的(de)反(fan)向(xiang)恢复电流从(cong)阴极(ji)(ji)流向(xiang)阳(yang)极(ji)(ji)，其反(fan)向(xiang)电流先上升到峰值(zhi)，然后下降(jiang)到零。

（28）

在(zai)理想的情况(kuang)下，若推挽电(dian)(dian)路(lu)的两只晶体管电(dian)(dian)流、电(dian)(dian)压波(bo)完(wan)全对(dui)称，则输出(chu)电(dian)(dian)流中将(jiang)没有(you)偶(ou)次谐波(bo)成(cheng)分，及推挽电(dian)(dian)路(lu)由已知偶(ou)次谐波(bo)的作用。实际上由于两管特性总有(you)差(cha)异(yi)，电(dian)(dian)路(lu)也不可能完(wan)全对(dui)称，因(yin)此输出(chu)电(dian)(dian)流还会(hui)有(you)偶(ou)次谐波(bo)成(cheng)分，为了减(jian)少非线性失真，因(yin)尽量精选配对(dui)管子(zi)。

（29）

为了获得(de)大(da)的(de)输(shu)出(chu)功率(lv)(lv)，加在(zai)功率(lv)(lv)晶体管(guan)上(shang)的(de)电(dian)压、电(dian)流就很大(da)，晶体管(guan)工(gong)作在(zai)大(da)信号状态下。这样晶体管(guan)的(de)安全工(gong)作就成为功率(lv)(lv)放大(da)器的(de)一(yi)个(ge)重要(yao)问(wen)题，一(yi)般(ban)不以超(chao)过(guo)管(guan)子的(de)极限参数（Icm、BVceo、Pcm）为限度。

（30）

放大电(dian)路的干扰：1、将电(dian)源远(yuan)离放大电(dian)路2、输(shu)入(ru)级屏(ping)蔽3、直流(liu)电(dian)源电(dian)压波动(dong)（采用稳压电(dian)源，输(shu)入(ru)和输(shu)出加上滤波电(dian)容(rong)）。

（31）

负(fu)反(fan)(fan)(fan)馈放(fang)大电(dian)路的四种组态：电(dian)压(ya)(ya)串(chuan)联负(fu)反(fan)(fan)(fan)馈（稳(wen)定(ding)输出(chu)电(dian)压(ya)(ya)），电(dian)压(ya)(ya)并(bing)联负(fu)反(fan)(fan)(fan)馈，电(dian)流串(chuan)联负(fu)反(fan)(fan)(fan)馈（稳(wen)定(ding)输出(chu)电(dian)流），电(dian)流并(bing)联负(fu)反(fan)(fan)(fan)馈。

（32）

电压、电流(liu)反(fan)(fan)馈(kui)判定方法：输出短路法，设RL=0，如果反(fan)(fan)馈(kui)信号不存(cun)在，为电压反(fan)(fan)馈(kui)，反(fan)(fan)之，则为电流(liu)反(fan)(fan)馈(kui)。

（33）

串(chuan)(chuan)联(lian)、并联(lian)反馈(kui)的(de)判(pan)定方(fang)法：反馈(kui)信号(hao)与输入信号(hao)的(de)求和方(fang)式(shi)，若(ruo)为电压形(xing)式(shi)，则(ze)为串(chuan)(chuan)联(lian)反馈(kui)，若(ruo)为电流形(xing)式(shi)，则(ze)为并联(lian)反馈(kui)。

（34）

对(dui)于NPN电(dian)路(lu)，对(dui)于共射组态(tai)，可以粗略理解为把VE当作(zuo)“固定(ding)”参(can)考(kao)点，通(tong)过(guo)控制(zhi)(zhi)VB来控制(zhi)(zhi)VBE（VBE=VB-VE），从而控制(zhi)(zhi)IB，并进一步控制(zhi)(zhi)IC（从电(dian)位更高的地(di)方流(liu)进C极，你也可以把C极看作(zuo)朝(chao)上的进水的漏斗）

（35）

对(dui)于数(shu)字电(dian)(dian)(dian)路(lu)来(lai)说(shuo)，VCC是(shi)电(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)供电(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)压,VDD是(shi)芯(xin)片的(de)工作(zuo)电(dian)(dian)(dian)压(通(tong)常Vcc>Vdd)，VSS是(shi)接地点(dian)；在场效应(ying)管(或COMS器件)中(zhong)，VDD为(wei)漏极(ji)，VSS为(wei)源极(ji)，VDD和VSS指的(de)是(shi)元件引脚，而不表示供电(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)压。

（36）

示(shi)波(bo)(bo)器探头有(you)(you)一(yi)(yi)(yi)条(tiao)地线(xian)和(he)一(yi)(yi)(yi)条(tiao)信号(hao)线(xian)，地线(xian)就是和(he)示(shi)波(bo)(bo)器输入端子(zi)外壳通的(de)(de)那(nei)一(yi)(yi)(yi)条(tiao)，一(yi)(yi)(yi)般是夹(jia)子(zi)状的(de)(de)，信号(hao)线(xian)一(yi)(yi)(yi)般带有(you)(you)一(yi)(yi)(yi)个探头钩，连接的(de)(de)话你(ni)把(ba)示(shi)波(bo)(bo)器地线(xian)接到你(ni)设备(bei)的(de)(de)地，把(ba)信号(hao)线(xian)端子(zi)接到你(ni)的(de)(de)信号(hao)端，注(zhu)意(yi)如果要(yao)测量(liang)的(de)(de)信号(hao)和(he)市电没有(you)(you)隔(ge)离，则不能直接测量(liang)。

（37）

驱动(dong)能(neng)(neng)力不足含有(you)两种情况：一是器件(jian)的(de)输入电(dian)(dian)阻太小，输出波形(xing)会变(bian)形(xing)，如TTL电(dian)(dian)平驱动(dong)不了继电(dian)(dian)器；二(er)是器件(jian)输入电(dian)(dian)阻够大(da)，但(dan)是达不到器件(jian)的(de)功(gong)(gong)率，如小功(gong)(gong)率的(de)功(gong)(gong)放，驱动(dong)大(da)功(gong)(gong)率的(de)喇(la)叭，喇(la)叭能(neng)(neng)响，但(dan)音量(liang)很小，其实是输出的(de)电(dian)(dian)压不够大(da)。

（38）

滤(lv)(lv)波电(dian)路：利(li)用(yong)电(dian)抗元件(jian)的储(chu)能(neng)作(zuo)(zuo)用(yong)，可以(yi)(yi)起到(dao)很好的滤(lv)(lv)波作(zuo)(zuo)用(yong)。电(dian)感(gan)（串联，大功率）和电(dian)容（并(bing)联，小功率）均(jun)可以(yi)(yi)起到(dao)平波的作(zuo)(zuo)用(yong)。

（39）

开关(guan)稳(wen)压电源(yuan)与(yu)线性(xing)电源(yuan)：线性(xing)电源(yuan)，效(xiao)率低(di)、发热强(qiang)、但(dan)是输(shu)出很稳(wen)定。开关(guan)电源(yuan)，效(xiao)率高、发热一般、但(dan)输(shu)出纹(wen)波(bo)大，需要平(ping)波(bo)。

（40）

由电(dian)(dian)(dian)子(zi)电(dian)(dian)(dian)路(lu)内因引发的故障类型(xing)(xing)有：晶体管、电(dian)(dian)(dian)容、电(dian)(dian)(dian)阻等(deng)电(dian)(dian)(dian)子(zi)元(yuan)件性能发生改变引发的故障；电(dian)(dian)(dian)子(zi)电(dian)(dian)(dian)路(lu)中有关线路(lu)接触不良(liang)引发的故障等(deng)。由外(wai)因引起的电(dian)(dian)(dian)子(zi)电(dian)(dian)(dian)路(lu)故障类型(xing)(xing)有：技(ji)(ji)术(shu)人员(yuan)使用电(dian)(dian)(dian)子(zi)电(dian)(dian)(dian)路(lu)时未按照说(shuo)明(ming)要求进行操(cao)作；维修技(ji)(ji)术(shu)人员(yuan)维修程序不规范(fan)不科学等(deng)。

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