正确选择CMOS模拟开关的建议要点
正确选择CMOS模拟开关的建议
集成模拟开关常常用作模拟信号与数字控制器的接口。当今市场上的模拟开关数量众多，产品设计人员需要考虑多项性能标准。同时也有许多35年前开发的标准CMOS开关已经发展为专用的开关电路。
本文回顾标准CMOS模拟开关的基本结构并介绍常见模拟开关参数，例如导通电阻(RON)、RON平坦度、漏电流、电荷注入及关断隔离。文中讨论最新模拟开关的性能改善：更好的开关特性、更低的供电电压，以及更小的封装。也介绍了专用的特性，例如故障保护、ESD保护、校准型多路复用器(cal-mux)和加载-感应功能。介绍了适用于视频、高速USB、HDMI和PCIe的专用开关。
标准模拟开关基础
传统模拟开关的结构如图1所示。将n沟道MOSFET与p沟道MOSFET 并联，可使信号在两个方向上同等顺畅地通过。n沟道与p沟道器件之间承载信号电流的多少由输入与输出电压比决定。由于开关对电流流向不存在选择问题，因而也没有严格的输入端与输出端之分。两个MOSFET由内部反相与同相放大器控制下导通或断开。这些放大器根据控制信号是CMOS或是TTL逻辑、以及模拟电源电压是单或是双，对数字输入信号进行所需的电平转换。
图1. 采用并联n沟道和p沟道MOSFET的典型模拟开关的内部结构
现在，许多半导体制造商都提供诸如早期CD4066这样的传统模拟开关。有些最新设计的模拟开关与这些早期开关的引脚兼容，但性能更高。例如，有些与CD4066引脚兼容的器件(例如MAX4610)相对于原来的CD4066具有更低的RON和更高的精度。
对基本模拟开关结构也有一些功能性改变。有些低电容模拟开关在信号通路中只使用n沟道MOSFET(例如MAX4887)，省去了较大的大幅降低模拟开关带宽的p沟道MOSFET。
其它采用单个正电源轨工作的模拟开关采用电荷泵，允许负信号电压。例如，MAX14504音频开关工作在+2.3VCC至+5.5VCC单电源，采用内部电荷泵，允许-VCC至+VCC的信号无失真通过。除功能改善外，工业上许多最新模拟开关的封装比早期的器件更小。
导通电阻(RON)开关降低信号损耗
在VIN为各种电平条件下，p沟道和n沟道RON的并联值形成并联结构的RON特征(图2)。RON随VIN的变化曲线在不考虑温度、电源电压和模拟输入电压对RON影响的情况下为直线。为使信号损耗和传输延迟最小，理想情况下的RON应尽量小。然而，降低RON将增大MOSFET硅片的宽度/长度(W/L)比，从而造成较高的寄生电容和较大的硅片面积。这种较大的寄生电容降低模拟开关的带宽。如果不考虑W和L，RON是电子和空穴迁移率(μn和μp)、氧化物电容(COX)、门限电压(VT)及信号电压、n沟道及p沟道MOSFET的信号电压VGS (VIN)的复合函数，如式1a和1b 所示。
将RON和寄生电容最小化，同时改善整个温度和电压范围内RON相对于VIN的线性度，往往是设计新产品的首要目的。
图2. RON与VIN的关系。图1中的n沟道和p沟道RON构成一个复合的低
值RON
早期的模拟开关工作于±20V电源电压，导通电阻RON为几百欧姆。最新改进达到了最大0.5Ω的RON，供电电压低得多。电源电压对RON的影响很大(图3A)，施加的信号也会明显影响RON (图3B)。本例中，MAX4992信号和电源电压为1.8V至5.5V，RON在较低电源电压时增大(图3A)。MAX4992采用单电源时达到了非常低的RON及RON平坦度(1mΩ)。图3B 为新、旧模拟开关的比较，电源为5V。
图3A. 较高电源电压下RON较低。图为MAX4992(单电源)RON与VCOM的
关系
图3B. 新、旧模拟开关的RON比较
为单电源系统选择模拟开关时，尽量选择专门针对单电源设计的器件。此类器件无需单独的V-和地引脚，因而可节省一个引脚。引脚上的经济性意味着单刀双掷(SPDT)开关(例如MAX4714)可采用小型6引脚、1.6mm2、μDFN封装。
许多高性能模拟系统仍然使用较高电平的双极性电源，例如±15V 或±12V。与这些电压接口时需要额外的一个电源引脚，通常称为逻辑电源电压(例如MAX14756)。该引脚(VL)连接至系统逻辑电压，通常是1.8V 或3.3V。
信号处理设计
图3A还给出了RON值随信号电压的变化情况。图中曲线都落在特定的电源电压范围之内，这是因为未集成内部电荷泵的典型模拟开关只能处理电源电压范围之内的模拟信号电平。对于没有保护的模拟开关，过高或过低电压的输入将在芯片内部的二极管网络产生失控的电流，造成开关永久损坏。通常这些二极管能够保护开关抵抗高达±2kV的短时间静电放电(ESD)。(参见下文中的ESD保护开关部分)。
模拟开关的RON会造成信号电压的线性衰减，衰减量正比于流过开关的电流。根据应用及电流大小的不同，可能需要考虑这种电压变化。
需要考虑的另外两个重要参数是通道匹配度和RON平坦度。通道间的匹配度说明同一器件各通道RON的差异；RON平坦度是指某一通道的RON在信号范围内的变化量。匹配度/RON或平坦度/RON的比值越小，则
模拟开关的精度越高。这两个参数的典型值分别为0.1Ω至5Ω。有些开关是专门针对低通道匹配度和平坦度设计的。例如，MAX4992的通道匹配度可达到3mΩ，RON平坦度可达到1mΩ。MAX14535E具有非常好的RON、通道匹配度和RON平坦度指标，理想用于交流耦合音频或视频便携式设备，可处理低至-1.5V的负信号摆动。
大多数应用中，可以通过修改电路设计防止过大的开关电流。例如，您可能希望通过在不同反馈电阻间切换来改变运算放大器的增益，这种情况下最好选择采用高阻输入与开关串联的结构(图4A)。此时，由于开关电流较小，RON值及其温度系数可忽略不计。然而，图4B所示的设计中，开关电流取决于输出电压，因此其值较大，就不太理想。
图4. 增益控制电路设计的好(A)或坏(B)取决于流过开关的电流大小音频开关和先断后合功能
所有音频系统中的一项主要性能要求是消除瞬态脉冲通过扬声器负载放电引起的可闻咔嗒/噼噗声。这些瞬态通常发生在电源打开和关闭期间(导通和关断时间，tON和tOFF)。无论设备在工作期间的音频质量如何，如果在系统每次打开或关闭时发出噪杂的咔嗒声，用户往往会认为该音频设备的质量比较差。通过延长模拟开关的tON和tOFF，可消除可闻咔嗒/噼噗声。这减小了通过扬声器负载进行放电的瞬态脉冲。大多数模拟开关的tON和tOFF从低至15ns到高达1μs不等，但有些“无杂音”开关可达到毫秒级。
有些无杂音开关使用旁路开关和先断后合功能消除咔嗒声。在使用MAX4744的音频应用中，利用内部旁路开关对输入处的电容放电。这可防止瞬态电压进入扬声器。先断后合功能保证开关在切换至另一连接之前首先断开之前的连接，要求tON > tOFF。有些设计则要求开关先合后断，
此时tOFF > tON。例如，图4A中的电路在两种增益之间切换时必须谨慎。改变增益时，避免使两个开关同时处于打开状态非常重要；第二个开关必须在第一个开关开路之前闭合。否则，运算放大器会采用开关增益，其输出将被驱动至电源电压。
信号电平变化会引起RON变化，造成开关的插入损耗变化，这会增大模拟开关的总谐波失真(THD)。以RON平坦度为10Ω的100Ω开关为例，当负载为600Ω时，开关将产生1.67%的THDMAX。THD是许多应用中的关键参数，表示通过开关的信号质量或保真度。THD的定义为全部谐波分量的平方和的平方根与基波分量之比(式2a)。用式2b计算最大THD。图5所示为不同开关的THD比较。
图5. 一组模拟开关的THD与频率关系
低RON及管理电荷注入效应
并非所有应用都要求低RON。然而，当应用需要较低RON，需要考虑多项设计要求。电路所需的芯片面积更大，设计将引入更大的输入电容，
每个开关周期对输入电容进行充电和放电需要消耗更大功率。该输入电容的充电时间取决于负载电阻(R)和电容(C)，其时间常数由t = RC决定。充电时间通常为几十纳秒，但高RON开关具有较短的tON和tOFF周期。有些模拟开关以相同的封装类型和引脚排列提供不同的RON/输入电容组合。MAX4501和MAX4502具有相对较高的RON，tON/tOFF较短；MAX4514和MAX4515具有较低的RON，但开关时间较长。
低RON还具有另一负面效应：较高的容性栅极电流引起较高的电荷注入。每次开关导通或断开瞬间都有一定数量的电荷被注入或吸出模拟通道(图6A)。对于输出连接至高阻的开关，这种效应将引起输出信号的明显改变。在一个没有其它负载的小分布电容(CL)上产生ΔVOUT的变化量，那么注入电荷可按公式Q = ΔVOUTCL计算。跟踪和保持放大器提供了一个很好的实例，在模数转换器(ADC)转换期间用它来保持一个恒定的模拟输出(图6B)。闭合S1时，一个比较小的缓冲器电容(C)被充电至输入电压(VS)。电容C只有几个pF，当S1断开时，VS保存在C上。在转换开始时闭合S2，将保持电压(VH)加载至缓冲器。这样，在整个ADC的转换周期内，高阻缓冲器保持VH恒定。对于比较短的采集时间，跟踪和保持器的电容必须小，而且S1的RON要小。注意，此外，电荷注入会造成VH 改变±ΔVOUT(几个毫伏)，因此会影响到后面ADC的精度。
图6A. 来自于开关控制信号的电荷注入造成模拟输出电压误差
图6B. ADC中的典型跟踪和保持功能需要精密控制的模拟开关
漏电流及其对电压误差的影响
漏电流影响模拟开关的输出电压。图7和8所示为模拟开关打开和关闭阶段的简化小信号模型。这两种情况下，大部分漏电流通过内部寄生二极管，影响输出电压误差。漏电流还是温度的函数，每10℃大约翻一倍。ESD保护二极管(例如故障保护开关中)增大漏电流。
图7. 开关闭合的等效电路图。
图8. 开关开路的等效电路图。
利用式3计算导通状态的输出电压，输出电压是漏电流、RON、在所施加输入信号范围内RON的变动、负载电阻及源电阻的函数。对于双向模拟开关，Ilkg等于IS或ID (图7和8所示)，取决于开关的漏极还是源极侧配置为输出。
关断状态下的输出电压主要受漏电流影响，由式VOUT = Ilkg × RL 计算。
许多IC的数据资料给出了最差情况的导通/关断漏电流：当信号电压接近电源电压限值时，造成寄生二极管向基片注入较高电流，导致电
流流入相邻通道。
视频和高频开关的特殊要求
RON和寄生电容之间的平衡对视频信号非常重要。RON较大的传统模拟开关需要额外增益级来补偿插入损耗。同时，低RON开关具有较大寄生电容，减小了带宽，降低视频质量。低RON开关需要输入缓冲器，以维持带宽，但是这会增加元件数量。
采用只有n沟道的开关可提高带宽，同时寄生元件和封装尺寸变得更小，从而允许单位面积上具有更多开关。然而，n沟道开关容易受满摆幅工作的限制。当施加的视频信号超过这些限值时，输出将箝位，造成视频信号失真。选择n沟道开关时，确保开关的规定限值足以通过满幅输入信号。
在一个监视器显示来自于多个源的视频应用中，如安保和监视系统，关断隔离和串扰是关键参数。开关处于关断状态时，来自于所加输入信号的馈通总量决定关断隔离。较高频率时，通常为视频和VHF应用，视频通过漏源电容(CDS)耦合，降低关断隔离。与开关相关的较高电路阻抗也会降低关断隔离。
T型开关拓扑适用于视频或高于10MHz的频率，它包括两个串联的模拟开关，以及第三个连接在它们公共点与地之间的开关(图9a)。这种安排能够提供比单个开关更高的关断隔离。由于寄生电容与串联开关中的每个开关并联(图9a)，关断的T型开关的容性串扰一般随频率的升高而增大。多通道开关中，通道之间的寄生电容将信号容性耦合至相邻通道，进而增大串扰。
图9A所示的T型开关导通时，S1和S2闭合，S3断开；T型开关关断时，S1和S2断开，S3闭合。这种关断状态下，通过串联MOSFET的CDS 的耦合信号被S3旁路到地。T型开关(例如MAX4545)与标准模拟开关(例如MAX312)对于10MHz信号的关断隔离差异明显：-80dB相对于-36dB (图9B)。
最后，您可考虑缓冲与无缓冲视频开关。作为无源视频开关，标准视频开关可能需要额外电路1；而集成方法是作为有源视频开关，将开关和缓冲器集成在一个封装内，降低信号干扰。集成的复用器-放大器(例如MAX4310)具有很强的关断隔离功能，可用于高频应用。
图9A. 用于射频的T型开关结构
图9B. 标准开关(MAX312)与视频开关(MAX4545, MAX4310)的关断隔离-频
率关系的比较
ESD保护开关
ESD保护是大多数模拟开关应用的一项重要特性。标准模拟开关的设计可提供高达±2kV的保护。设计者可增加额外的ESD保护能力，但这将占用宝贵的电路板面积，并增加输入/输出线上的电容。然而，现在设计的有些开关具有内部二极管，可承受高达±15kV的ESD。这些开关采用人体模式(±15kV)及IEC 61000-4-2标准规定的接触(典型值为±8kV)及气隙放电(±15kV)法测试2。
用于高达±36V过压保护的故障保护开关
模拟开关的电源轨限制了允许的输入信号电压范围。(参见上文中的信号处理设计部分)。如果输入信号超过电源轨，器件会锁定或永久损坏。
通常情况下，这种限制不是问题；但在有些情况下，模拟开关的电源关断时输入信号仍然存在。(如果系统电源排序造成输入信号早于电源电压出现，就会发生这种情况)。瞬时超出正常电源电压范围也会造成锁定或永久损坏。新故障保护开关和多路复用器能够保证±36V的过压保护、±40V的掉电保护、满幅信号控制能力以及和一般开关相近的低RON。无论开关状态或负载电阻如何，故障条件期间保证输入引脚为高阻，只有纳安级的漏电流流过信号源。
图10所示为故障保护模拟开关的内部结构。如果开关(P2或N2)是导通的，COM输出被两个内部“后援”FET钳位于电源电压。这样，COM输出保持在电源范围之内，并根据负载大小提供最多±13mA的电流，但在NO/NC引脚没有明显电流。值得一提的是，信号可以同样容易地从ESD 和故障保护模拟开关的任意方向通过，但这些故障保护只在输入一侧有效3。
图10. 该内部结构表示故障保护模拟开关的特殊电路许多双电源轨模拟开关要求先加正电源，然后再加负电源，以防锁定或损坏。如果是这种情况，可采用不要求电源排序的开关，例如多路复用器MAX14752。MAX14752与行业标准DG408/DG409的引脚兼容，输入处的内部二极管为开关提供过压/欠压保护。
加载-感应开关影响系统精度
电压和电流测量系统中的接线方法多种多样，这些接线方法称为2线、3线及4线系统，其精度和复杂度各不相同。图11所示的2线系统用于
高精度不是首要因素的情况。这种方法在加载线的源端测量负载电压。负载电压会明显低于源电压，这是因为如果流过导线电阻的加载电流较大，线路上会发生电压降。较长的导线、较大的负载电流以及较高的线阻抗都会造成这种电压降，并产生明显的测量误差。3线系统改善了精度，但采用4线加载-感应技术可获得最佳结果。
图11. 高精度不是特别关键时，使用2线测量系统
4线加载-感应技术(图12)利用两根线加载电压或电流，使用另外两根线直接连接在负载两端来测量负载电压。有些模拟加载-感应开关在相同的封装内提供不同类型的开关。例如，MAX4554系列器件可以配置为加载-感应开关，用于自动测试设备(ATE)中的开尔文检测。每款器件含有用于加载电流线的大电流低阻开关，以及用于检测电压或切换保护信号的较高电阻开关。±15V供电时，大电流开关的RON仅为6Ω，感应开关的RON为60Ω。加载-感应开关适合于高精度测量系统，例如纳伏和飞安表。加载感应开关简化了许多应用，例如在一个4线系统中，一个信号源在两个负载间的切换，如图13所示。
图12. 4线加载-感应测量技术。
图13. 使用MAX4555将4线加载-感应电路从一个源切换至两个负载
用于多通道应用的多路复用器和交叉点开关
多路复用器(复用器)是特殊形式的模拟开关，其中的两路或多路输入被有选择地连接至单路输出。复用器可以是单个SPDT开关，或者许多可选通道的多种组合(图14)。高阶复用器的数字控制类似于二进制解码器，需要使用数字输入选择相应的通道(例如，对于8通道复用器，需要三个数字输入)。
多路输出选择器基本上是复用器的反向用法，即根据解码的地址数据将一个输入连接至两个或多个输出。许多复用器可用作多路输出选择器。
图14. 低压多路复用器(上)和中压多路复用器(下)的配置交叉点开关用于音频/视频路由、视频点播、安保和监视系统。交叉点开关通常是M x N型器件，M路输入中的任意一路或全部输入可以连接至N路输出中的任意一路或全部输出(反之亦然)。这些器件能够实现较大的阵列4。
校准型多路复用器修正ADC失调和增益误差
校准型多路复用器(cal-mux)主要用于高精度ADC和其它自监测系统。一个封装内部集成了多个不同元件：用于从输入基准电压产生精确电压比的模拟开关、内部高精度电阻分压器、以及选择不同输入的多路复用器。
Cal-mux可用于修正ADC系统中的两个主要误差：失调和增益误差。利用内部精密分压器，这些器件在微控制器串行接口控制下，只需几个步骤即可测出增益和失调。知道ADC的失调和增益误差后，系统软件可建立修正系数，对后续输出进行修正后便可得到正确读数。校准型多路复用器接下来就可作为一个普通的多路复用器使用，但具有周期性地对系统进行校准的功能5。
USB开关实现系统通信
通用串行总线(USB)是一种高速接口，使设备能够通过标准接口进行通信，也可用于从USB主机为从机设备供电。多个USB设备可连接至一台计算机，采用模拟开关将USB信号切换至不同设备6。大多数的最新USB 应用也要求通过USB接口为便携设备充电7。USB 2.0规范适用于高速信号，要求高带宽/低电容的模拟开关，如MAX14531E。
HDMI开关实现数字音频、视频信号
高清晰度多媒体接口(HDMI)是一种高速接口，用于传输无压缩数字音频/视频信号。这种接口可实现高清TV (HDTV)、DVD播放机及其他HDMI 兼容设备与PC、笔记本电脑及平板电脑的互连。
HDMI包括四对低压差分信号(LVDS)线，用于红、绿、蓝(RGB)视频通道和专用时钟信号。理想HDMI开关包括四个1:2或2:1差分线对开关，采用n沟道结构，以实现低电容和RON(例如MAX4886)8。
Display端口和PCIe开关提高点对点连接性能
外设组件互连(PCI)扩展是一种串行接口(PCI Express接口)，能够使图形加速端口(AGP)应用实现更高性能。PCI Express开关能够与单个或多个总线的不同信号源进行互联。PCI Express开关的常见应用为切换display端口图像、PC和笔记本电脑扩展卡接口及服务器。
有些PCI Express开关设计用于在两个可能的目标之间切换数据。例如，MAX4928A和MAX4928B支持在图形内存控制器中心(GMCH)和display端口或PCIe连接器之间切换信号9。
用于工业和医疗应用的高压开关
高压(HV)模拟开关理想用于多种工业和医疗应用。例如，超声应用中，将高压脉冲(±100V)施加到传感器以产生超声波。为了在传感器和主系统之间切换这些脉冲，就需要HV模拟开关。这些开关通常在整个输入范围内具有低导通电容和相当平坦的RON。HV开关通常具有低电荷注入指标，以避免杂散传输和相关的图像伪影。许多HV开关器件可通过SMBus或SPI接口进行编程10, 11。
结论
本文实际上是一份设计指南，介绍了当今可供使用的多种模拟开关的基础知识。随着最近技术的进步，集成式模拟开关提供了更好的开关特性、更低及更高的电源电压，以及应用相关的设计。无论是性能指标还是特殊功能都可提供多种选择，有经验的产品设计人员可以根据具体的应用挑选到合适的开关产品。
模拟电子技术课题总结报告
《电子技术Ⅱ》课程设计 总结报告 姓名 学号 院系 班级 指导教师 2012年06月
一、目的和意义 该课程设计是在完成《电子技术2》的理论教学之后安排的一个实践教学环节。课程设计的目的是让学生掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养学生的综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术工作打下基础。这一环节有利于培养学生分析问题、解决问题的能力，对培养和造就应用型工程技术人才将起到较大的促进作用。 二、任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成3个项目的电路设计和仿真。完成该次课程设计后，应达到以下要求： 1、巩固和加深对《电子技术2》课程知识的理解； 2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料； 3、掌握仿真软件Multisim的使用方法； 4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法； 5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计 和仿真结果。 三、模拟电路的设计和仿真 1、单管放大电路的设计和仿真 1）原理图如图1-1 图1-1
2）理论计算 静态分析：在仿真电路中接入三个虚拟数字万用表，分别设置为直流电流表或直流电压表，如图1-2所示: 图1-2 测得A R U V I b BEQ cc BQ μ41.43=-= mA I I BQ CQ 925.3=≈ V R I V U C CQ CC CEQ 979.5=-=
图1-3 3）仿真分析 图1-4 静态工作点值
4）对比理论与仿真 图1-5 当i U =9.998mV 时，0U =783.331mV,A I i μ48.10=,则 3.78998.9331.7830 -=-==???i u U U A Ω=Ω=Ω==954954.0481 .10998.9k k I U R i i i 电路中负载电阻L R 开路，虚拟表测得V U 567.1'0 =，则 Ω=Ω?-=-=k k R U U R L 004.33)1783 .0567.1()1(0'00 观察单管共射放大电路仿真后，可从虚拟示波器观察到ui 和u0的波形图如上图所示，图中波动幅度较小的是ui 波形，波动幅度较大的是u0波形。由图可见，u0的波形没有明显的非线性失真，而且u0与ui 的波形相位相反。相比仿真的值要比理论的小，可能是电路的连接或仪器的不稳定造成的。 2功率放大电路的设计和仿真 1）原理图
模拟电子技术基础知识点总结
模拟电子技术复习资料总结 第一章半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。 2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。 4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。 *N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。 6.杂质半导体的特性 *载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。 7. PN结 * PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。 * PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。 8. PN结的伏安特性 二. 半导体二极管 *单向导电性------正向导通，反向截止。 *二极管伏安特性----同ＰＮ结。 *正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。 *死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。 3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路); 若V阳 2) 等效电路法 直流等效电路法 *总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路); 若V阳 电工学下册电子技术知识点总结 模拟电路处理模拟信号，数字电路处理数字信号 第14章半导体器件 1.本征半导体概念 2.N型和P型半导体的元素、多数载流子和少数载流子、“复合”运动 3.PN结的单向导电性，扩散运动，漂移运动 4.二极管的伏安特性、等效电阻（14.3.8） 5.稳压二极管的工作区 6.三极管的放大电流特性（非放大电压）、输出特性曲线（放大区、截止区、 饱和区），判断硅管和锗管、PNP型和NPN型（14.5.1，14.5.2,14.5.3） 第15章基本放大电路 1.共发射极放大电路的组成、静态分析、动态分析，计算电压放大倍数（远大 于1，输入输出电压反相）、输入电阻（高）、输出电阻（低） 2.静态工作点的稳定：分压式偏置放大电路的组成 3.非线性失真：饱和失真（静态工作点高）、截止失真（静态工作点低） 4.射极输出器的组成、静态分析（估算法、图解法）、动态分析（微变等效电 路法、图解法），计算电压放大倍数（接近1，但小于1，输入输出电压同相）、输入电阻（高）、输出电阻（低） 5.多级放大电路的放大倍数，耦合方式三种：变压器耦合、阻容耦合（静态工 作点相对独立）、直接耦合（静态工作点相互影响，零点漂移） 6.差分(差动)放大电路：针对缓慢变化的信号，采用直接耦合，共模信号，差 模信号，抑制零点漂移，电路对称性要好 7.功率放大电路状态：甲类、甲乙类、乙类，为避免交越失真，需工作在甲乙 类状态下 第16章集成运算放大器 1.理想运算放大器的理想化条件：开环电压放大倍数∞，差模输入电阻∞，开 环输出电阻0，共模抑制比∞，工作区：线性区和饱和区 2.虚短、虚断 模电总结复习资料-免费-模拟电子技术基础(总22页) 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March 第一章半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。 2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。 4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。 *P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。 *N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。 6. 杂质半导体的特性 *载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。 7. PN结 * PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。 * PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。 8. PN结的伏安特性 二. 半导体二极管 *单向导电性------正向导通，反向截止。 *二极管伏安特性----同ＰＮ结。 *正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。 *死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。 3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路); 若 V阳 数字电子技术基础知识总结引导语：数字电子技术基础知识有哪些呢？接下来是小编为你带来收集整理的文章，欢迎阅读！ 处理模拟信号的电子电路。“模拟”二字主要指电压(或电流)对于真实信号成比例的再现。 其主要特点是： 1、函数的取值为无限多个; 2、当图像信息和声音信息改变时，信号的波形也改变，即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中(信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上)。 3.初级模拟电路主要解决两个大的方面：1放大、2信号源。 4、模拟信号具有连续性。 用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。 其主要特点是： 1、同时具有算术运算和逻辑运算功能 数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号，既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算(与、或、非、判断、比较、处理等)，因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。 2、实现简单，系统可靠 以二进制作为基础的数字逻辑电路，可靠性较强。电源电压的小的波动对其没有影响，温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。 3、集成度高，功能实现容易 集成度高，体积小，功耗低是数字电路突出的优点之一。电路的设计、维修、维护灵活方便，随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越来越高，集成电路块的功能随着小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路，通过编程的方法实现任意的逻辑功能。 模拟电路是处理模拟信号的电路;数字电路是处理数字信号的电路。 模拟信号是关于时间的函数，是一个连续变化的量，数字信号则是离散的量。因为所有的电子系统都是要以具体的电子器件，电子线路为载体的，在一个信号处理中，信号的采集，信号的恢复都是模拟信号，只有中间部分信号的处理是数字处理。具体的说模拟电路主要处理模拟信号，不随时间变化，时间域和值域上均连续的信号，如语音信号。而数 第一章、半导体 三极管的输入电阻Rbe 其中IE = (1+β)IB Rb’e = UT/IB (常温下UT=26mV ) 三极管的混合π模型 等效为 三极管工作状态 放大状态（发射结正偏，集电结反偏） 饱和状态（发射结正偏，集电结正偏） 截止状态（发射结反偏/0偏） 小结： BJT 由两个PN结组成，电流控制是它的主要特征。 BJT 具有放大作用的内部结构条件是： i.e区掺杂浓度要远大于b区掺杂浓度； ii.基区必须很薄。 外部条件是：e结正偏，c结反偏。 BJT 中三个电极电流关系 以i E为自变量时以i B为自变量时 三极管特征曲线表示其各级电流与各级间电压之间的定量关系 输入特征曲线玉二极管正向特征曲线相似。C结电压对输入特征曲线有一定影响，但C结为反向偏置时，这种影响很小，通常用一条曲线表示。 输出特征曲线可划分为三个区：饱和区；截至区；放大区。 放大电路中的三极管应工作在放大区。 三极管参数 β说明放大能力； I CBO、I CEO大小反映了其温度稳定性； f T、f B表示三极管的高频放大能力； I CM、BV CEO、P CM规定了管子工作时不允许超出的极限范围。 第二章、基本放大电路 放大器实质上是能量转换器，以较小的输入信号能量通过放大器件控制直流电源的能量，使之转换成较大的输出信号能量，为负载所获得。 1.对放大电路的要求 能放大：输出信号应大于输入信号(u,或i,或p) 不失真：输出应与输入呈线性关系，为使器件工作在线性放大区，必须加上合适的直流偏置。 2.放大电路中的至流量和交流量 3.两种器件对应两种放大电路 (BJT 和FET 放大电路) BJT 在放大电路中有共射、共集和共基三种组态 FET 在放大电路中有共源、共漏和共栅三种组态 4.放大电路的分析方法（图解法、微变等效电路法） 5.放大电路的性能指标 直流：静态工作点Q ； C CQ CC CEQ BQ CQ b BEQ BB BQ R I -V =U βI =I R U -V = I 32.模拟电子电路总结 ①伏安特性曲线，二极管开启电压为0.7V/0.2V，环境温度升高后，二极管正向特性曲线左移，方向特性曲线下移。 ②晶体管工作在放大区的外部条件是发射结正向偏置且集电结反向偏置。 ③共射特性曲线：输入特性曲线和输出特性曲线。Uce增大时，曲线右移。 截止区、放大区、饱和区。 ④结型场效应管U GS(off)和绝缘栅型场效应管U GS(th)。 夹断区、恒流区、可变电阻区。 ⑤静态工作点设置为保证：一、放大不失真二、能够放大。 两种共射放大电路：直接耦合、阻容耦合。 放大电路分析方法：直流通路求静态工作点，交流通路求动态参数。截止失真，饱和失真。等效电路。 Re直流负反馈。晶体管单管三种接法：共射、共基、共集。 共射：既放大电流又放大电压。输入电阻居中，输出电阻较大，频带窄。多用于低频放大电路。 共基：只放大电压不放大电流。输入电阻小，电压放大和输出电阻与共射相当。频率特性最好。 共集：只放大电流不放大电压。输入电阻最大，输出电阻最小，具有电压跟随特性。用于放大电路的输入级和输出级。 场效应管； 基本共源放大电路、自给偏压电路、分压式偏置电路。 多级电路耦合方式： 直接耦合：良好的低频特性，可放大变化缓慢的信号。 阻容耦合：各级电路静态工作点独立，电路分析、设计、调试简单。有大电容的存在不利于集成化。 变压器耦合：静态工作点独立，不利于集成化，可实现阻抗变换，在功率放大中得到广泛的应用。 零点漂移和温度漂移 抑制温漂的方法：引入直流负反馈、采用温度补偿，电路中二极管。差分放大电路。 差分放大电路中共模抑制比。 互补对称输出电路。 集成运放电路的组成： 输入级：双端输入的差分放大电路，输入电阻高，差模放大倍数大，抑制共模能力强，静态电流小。 中间级：采用共射（共源）放大电路，为提高放大倍数采用复合管放大电路，以恒流源做集电极负载。 输出级：输出电压线性范围宽、输出电阻小（带负载能力强）非线性失真小。多互补对称输出电路。 集成运放频率补偿：一、滞后补偿1.简单电容补偿2.密勒效应补偿二、超前补偿 放大电路中反馈特性 第一章半导体二极管 1.本征半导体 ?单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅Si和锗Ge。 ?导电能力介于导体和绝缘体之间。 ?特性：光敏、热敏和掺杂特性。 ?本征半导体：纯净的、具有完整晶体结构的半导体。在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发），产生两种带电性质相反的载流子（空穴和自由电子对），温度越高，本征激发越强。 ◆空穴是半导体中的一种等效+q的载流子。空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶体中空位， 使局部显示+q电荷的空位宏观定向运动。 ◆在一定的温度下，自由电子和空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为 复合。当热激发和复合相等时，称为载流子处于动态平衡状态。 2．杂质半导体 ?在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。 ◆P型半导体：在本征半导体中掺入微量的3价元素（多子是空穴，少子是电子）。 ◆N型半导体：在本征半导体中掺入微量的5价元素（多子是电子，少子是空穴）。 ?杂质半导体的特性 ◆载流子的浓度：多子浓度决定于杂质浓度，几乎与温度无关；少子浓度是温度的敏感函数。 ◆体电阻：通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 ◆在半导体中，存在因电场作用产生的载流子漂移电流（与金属导电一致），还才能在因载流子 浓度差而产生的扩散电流。 3.PN结 ?在具有完整晶格的P型和N型半导体的物理界面附近，形成一个特殊的薄层（PN结）。 ?PN结中存在由N区指向P区的内建电场，阻止结外两区的多子的扩散，有利于少子的漂移。 ?PN结具有单向导电性：正偏导通，反偏截止，是构成半导体器件的核心元件。 ◆正偏PN结（P+，N-）：具有随电压指数增大的电流，硅材料约为0.6-0.8V，锗材料约为0.2-0.3V。 ◆反偏PN结（P-，N+）：在击穿前，只有很小的反向饱和电流Is。 ◆PN结的伏安（曲线）方程： 4.半导体二极管 经典的20个模拟电路原理及其电路图对模拟电路的掌握分为三个层次：初级层次：是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。 中级层次：是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向，相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。 高级层次:是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业--电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。 一、桥式整流电路 1、二极管的单向导电性： 伏安特性曲线： 理想开关模型和恒压降模型： 2、桥式整流电流流向过程： 输入输出波形： 3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。 二、电源滤波器 1、电源滤波的过程分析： 波形形成过程： 2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。 三、信号滤波器 1、信号滤波器的作用： 与电源滤波器的区别和相同点： 2、LC 串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。 3、画出通频带曲线。 计算谐振频率。 四、微分和积分电路 1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。 2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。 3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。 “模拟电路太难了，怎么学呀？怎样快速入门呢？” “这个模拟电路实现了什么功能？” “三极管驱动电路周边的电阻值怎么计算？” “怎样设计模拟电路实现XXX功能啊？用什么电路形式？选什么器件？参数是什么？” “仿了一个模拟电路，怎么指标就是达不到原先的水准呢？” “10uV信号怎么放大到10V？” ...... 模拟电路并不难学，难的是长期积累，有老师指点，坚持做实验。 我们首先介绍什么是模拟电路，时代划分，模电开发需要具备的能力，模电难在哪里，模电涉及的内容，元器件选型，然后用实例进行读图训练，计算电路参数，设计指导. ------------ 模拟电路介绍 ------------ 模拟电路(Analog Circuit)：处理模拟信号的电子电路。模拟信号：时间和幅度都连续的信号(连续的含义是在某取值范围内可以取无穷多个数值)。工业控制里的温度、液面、压力、流量、长度等都是连续的模拟量。 模拟信号的特点： 1、函数的取值为无限多个； 2、当图像信息和声音信息改变时，信号的波形也改变，即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中(信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上)。 ---------------- 模拟电路时代划分 ---------------- 50年代前电子管 1947年晶体管诞生，以半导体器件为核心 1958年集成电路问世 1969年大规模集成电路问世，品种齐全 1975年超大规模集成电路问世，价格下降 随着器件的不断发展，模拟电路的应用和教学也经历了以电子管为中心；以晶体管为中心；以集成电路(如：运放)为中心等多个阶段。 翻开很早以前的模电教材，都是以电子管为核心讲解电路原理的，那时的收音机、电视机、扩音器、电台等都是电子管的。现在仍然有不少音响发烧友使用电子管做功放，做收音机，称之为“胆机”，看着电路放音时，一堆灯丝闪动，别有一番DIY乐趣，据说可以听出特别的味道，只是现在电子管不太好买了。 后来的模电教材主要以分立的晶体管元件为核心，这一时期的收音机、扩音器等 模拟电子技术 第一章半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅、锗)。 2.特性光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体纯净的具有单晶体结构的半导体。 4. 两种载流子带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。 *P型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。 *N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。 6. 杂质半导体的特性 *载流子的浓度多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。 *体电阻通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。 7. 结 * 结的接触电位差硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。 * 结的单向导电性正偏导通，反偏截止。 8. 结的伏安特性 二. 半导体二极管 *单向导电性正向导通，反向截止。 *二极管伏安特性同ＰＮ结。 *正向导通压降硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。 *死区电压硅管0.5V，锗管0.1V。 3.分析方法将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路); 若V阳 *总的解题手段将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路); 若V阳 一、填空题：（每空1分共40分） 1、结正偏时（导通），反偏时（截止），所以结具有（单向）导电性。 2、漂移电流是（反向）电流，它由（少数）载流子形成，其大小与（温度）有关，而与外加电压（无关）。 3、所谓理想二极管，就是当其正偏时，结电阻为（零），等效成一条直线；当其反偏时，结电阻为（无穷大），等效成断开； 4、三极管是（电流）控制元件，场效应管是（电压）控制元件。 5、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结（正偏），集电结（反偏）。 6、当温度升高时，晶体三极管集电极电流（增大），发射结压降（减小）。 7、三极管放大电路共有三种组态分别是（共集电极）、（共发射极）、（共基极）放大电路。 8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点，采用（直流）负反馈，为了稳定交流输出电流采用（交流）负反馈。 9、负反馈放大电路和放大倍数（1），对于深度负反馈放大电路的放大倍数（ 1 ）。 10、带有负反馈放大电路的频带宽度（1），其中（）， （ 1 ）称为反馈深度。 11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号，称为（共模）信号，而加上大小相等、极性相反的两个信号，称为（差模）信号。 12、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的（交越）失真，而采用（甲乙）类互补功率放大器。 13、电路是（双）电源互补功率放大电路； 电路是（单）电源互补功率放大电路。 14、共集电极放大电路具有电压放大倍数（近似于 1 ），输入电阻（大），输出电阻（小）等特点，所以常用在输入级，输出级或缓冲级。 15、差分放大电路能够抑制（零点）漂移，也称（温度）漂移，所以它广泛应用于（集成）电路中。 16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为（调波），未被调制的高频信号是运载信息的工具，称为（载流信号）。 17、模拟乘法器输出与输入的关系式是U0=（） 1、1、P型半导体中空穴为（多数）载流子，自由电子为（少数）载流子。 模拟电子技术课程设计心得体会 此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教，做课程设计要有严谨的思路和熟练的动手能力，我感觉自己做了这次设计后，明白了总的设计方法及思路，通过这次尝试让我有了更加光火的思路，对今后的学习也有莫大的好处。 一、设计目的 1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤， 培养综合设计与调试能力。 2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 1．电路图设计方法 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 （5）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 （6）采用三端集成稳压器电路，用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从0 V 起连续可调，因要求电路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。 二、总体设计思路 1、直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。 直流稳压电源方框图 图2直流稳压电源的方框图 2、整流电路 （1）直流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图3所示。° I i~2$-' ! 「一 图3单相桥式整流电路 3、滤波电路一一电容滤波电路 采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分，使电压波形变得平滑。常见的滤 波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。 在整流电路的输出端，即负载电阻RL两端并联一个电容量较大的电解电容C,则构成了电容滤波电路，如图5所示电路，由于滤波电容与负载并联，也称为并联滤波电路。 f\ (\ ------- 模拟电子技术基础知 识点总结 模拟电子技术复习资料总结 第一章半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。 2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。 4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。 *P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。 *N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。 6. 杂质半导体的特性 *载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。 7. PN结 * PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。 * PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。 8. PN结的伏安特性 二. 半导体二极管 *单向导电性------正向导通，反向截止。 *二极管伏安特性----同ＰＮ结。 *正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。 *死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。 3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路); 若 V阳 模拟电路实验心得体会 篇一：电路实验心得体会 电路实验心得体会一：电路实验心得体会 本周主要进行电工实验设计和指导，经过一周时间，我们在辅导老师和辛勤帮助指导之下，完成了这次的实验任务，本次实验设计一共进行了四项，在进行实验之前，一定要把课本先复习掌握一下，以方便实验的经行和设计。我分别设计了对戴维南定理的验证试验，基本放大电路的实验，逻辑电路四人表决器的设计实验和六进制电路的设计实验，首先，在进行戴维南定理实验设计的时候，经过自己的资料查找和反复设计，排除实验过程中遇到的一些困难，最终圆满的完成了实验任务及要求，在进行放大电路设计时就遇到了一定困难，也许是由于这些实验是电工教学中下册内容，在知识方面掌握还是不够，所以遇到了较多困难，通过老师指导和同学的帮助，一步一步进行改进和设计，在设计过程中也学到了许多放大电路的知识，更加深入的体会到有关放大电路的基本原理。设计6进制的时候要了解芯片的作用，懂得该芯片的原理，最后设计的就是逻辑电路实验，每个实验的设计都经历许多的挫折，产生 许多的问题，我们在出现的问题上对实验设计进行一步步的修改，这样还帮助我们弄懂了很多的问题。 实验过程中，从发现问题到解决问题，无不让我们更加明白和学习到电工知识的不足，让我们更加深入透彻的学习掌握这些知识，我认为，这次的实验不仅仅更加深入的学习到了电工知识，还培养了自己独立思考，动手操作的能力，并且我们学习到了很多学习的方法，这些都是今后宝贵的财富。通过电工实验设计，从理论到实际，虽然更多的是幸苦，但是学完之后，会发现我们收获的真的很多，所以这些付出都是值得的。 本次实验我们还利用了ewb软件绘图，这是一项十分有作用的软件，我们电工学学习此软件对今后学习帮助十分重大，所以这也是一项重大的收获。本次实验花了我较多时间，但是又由于实验周与考试安排较近，所以做的又有一定的匆忙性，实验设计上的缺陷还是很明显的，所以经过了老师和同学的批评指正，十分感激大家的帮助，我想这次的实验设计所收获的点点滴滴，今后一定能对我们起到重要的帮助！ 电路实验心得体会二：电路实验心得体会 一个长学期的电路原理，让我学到了很多东西，从最开始的什么都不懂，到现在的略懂一二。 在学习知识上面，开始的时候完全是老师讲什么就做什么，感觉速度还是比较快的，跟理论也没什么差距。但是后来 模拟电子技术基础总结 模拟电子技术基础总结，模拟电子技术是电气工程及其自动化等专业的学生必须掌握的一门技术，此课程在专业培养计划中具有举足轻重的的地位，少年子弟江湖老，如今，走上工作岗位的我们在工作中也许会接触到这些知识，下面就模拟电子技术中的重难点做一些说明。 关于半导体的物理基础部分，因“物理”和“化学”两课中一般都已讲过，本课程不必重复，可从晶体的共价键结构讲起。 PN结是重点内容，要求用物理概念讲清PN结的单向导电性，三极管的电流分配及放大原理。 重点掌握二极管与三极管的特性和主要参数。 1、在放大器的三种基本组态(共射、共基、共集)中，应重点掌握共射和共集电路的组成和工作原理。 2、放大器的图解分析法，主要用来确定静态工作点和分析动态工作过程，不要求用它来计算放大倍数。 3、微变等效电路分析法是分析放大器的一个重要工具。 H参数的导出，等效电路的建立，受控电源的概念等要让学生牢固地掌握。 要使学生能用h参数等效路计算放在器的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 要通过各个教学环节，把上述分析工具应用达到熟练掌握的程度。 4、在放大器的工作点稳定电路的特性分析中，以射极偏置电路为主。 但对集电极——基极偏置电路，可以简单地介绍其稳定工作点的物理过程，也可以组织学生自学。 至于用密勒定理来分析此电路，可在习题课中介绍，或指导学生阅读。 密勒定理在电子电路的近似分析中有一定的实用价值，不仅在这里应用在高频特性分析中，由于密勒效应而引出密勒电容一词。 在由集成运放组成的积分与微分电路中，也可用密勒定理来解释电路时间常数的扩大与缩小。 5、在介绍射极偏置电路之后，可以顺便引出恒流源，它作为一种电路组成单元，不仅在分立元件电路中常见，在模拟集成电路中使用更为普遍。 6、对于共集电极电路，除讲基本电路外，最好能介绍一下复合自举跟随器，复合管的概念，在功放及电源中要用到;自举的概念也常用于许多实际的电路。 这部分内容可以重上讨话结型场效应管及其放大电路，绝缘栅型管及其放大电路可与型场效应管及其放大电路类比研究。 模拟电子技术基础试题汇总 一.选择题 1．当温度升高时，二极管反向饱和电流将 ( A )。 A 增大 B 减小 C 不变 D 等于零 2. 某三极管各电极对地电位如图所示，由此可判断该三极管( D ) A. 处于放大区域 B. 处于饱和区域 C. 处于截止区域 D. 已损坏 3. 某放大电路图所示.设V CC>>V BE, L CEO≈0，则在静态时该三极管处于( B ) A.放大区 B.饱和区 C.截止区 D.区域不定 4. 半导体二极管的重要特性之一是( B )。 ( A)温度稳定性 ( B)单向导电性 ( C)放大作用 ( D)滤波特性 5. 在由NPN型BJT组成的单管共发射极放大电路中，如静态工作点过高，容易产生 ( B )失真。 ( A)截止失真 ( B)饱和v失真 ( C)双向失真 ( D)线性失真 6.电路如图所示，二极管导通电压U D＝0.7V，关于输出电压的说法正确的是( B )。 A：u I1=3V，u I2=0.3V时输出电压为3.7V。 B：u I1=3V，u I2=0.3V时输出电压为1V。 C：u I1=3V，u I2=3V时输出电压为5V。 D：只有当u I1=0.3V，u I2=0.3V时输出电压为才为1V。 7.图中所示为某基本共射放大电路的输出特性曲线，静态工作点由Q2点移动到Q3点可 能的原因是。 A：集电极电源+V CC电压变高B：集电极负载电阻R C变高 C：基极电源+V BB电压变高D：基极回路电阻R b 变高。 8. 直流负反馈是指( C ) A. 存在于RC耦合电路中的负反馈 B. 放大直流信号时才有的负反馈 C. 直流通路中的负反馈 D. 只存在于直接耦合电路中的负反馈 9. 负反馈所能抑制的干扰和噪声是( B ) A 输入信号所包含的干扰和噪声 B. 反馈环内的干扰和噪声 C. 反馈环外的干扰和噪声 D. 输出信号中的干扰和噪声 10. 在图所示电路中，A为理想运放，则电路的输出电压约为( A ) A. －2.5V B. －5V C. －6.5V D. － 7.5V 11. 在图所示的单端输出差放电路中，若输入电压△υS1=80mV, △υS2=60mV,则差模输 入电压△υid为( B ) A. 10mV B. 20mV C. 70mV D. 140mV 12. 为了使高内阻信号源与低阻负载能很好地配合，可以在信号 源与低阻负载间接入 ( C )。 A. 共射电路 B. 共基电路 电路和模拟电路的心得体会 经过这一学期的模电学习，我对这门课有了个基本的认识和了解。刚开学的时候，老师就告诉我们这门课很重要，要我们好好认真的学。同时他还告诉我们，这门课其实挺难的，如果真正要讲的话，这本书的内容根本就不够。课外还有好多内容没有介绍到。这么少的课时没办法把所有的东西都介绍到，所以只好精选的讲一些。其他的要靠我们自己在课外学。这门课是难，所以我们千万不要轻心，就算听不懂也要坚持听下去，跟上老师的节奏。 刚开始我没太把老师的话放在心上，我想只要我认真学，就会有收获的。学习这东西，首先要端正学习态度，不能玩弄；课后要让自己累下来，不要太贪图享受。这门课包括电路和模拟电路两部分。电路这部分不太难，因为在高中的时候就有熟悉它了。首先掌握基本的概念；这一部分包括电路的基本物理量、有源二端元件、无源二端元件和一个非常重要的定律—基尔霍夫定律（基尔霍夫电流定律和电压定律）。KCL的实质是电流连续性或电荷守恒的体现；KVL是电压与路径无关这一性质的体现。这一部分的东西掌握起来比较容易，学的也不太累，不过是后面学习的一个基础，一定全部弄明白，课后要多做练习。接下来就是电阻的电路分析；简单的电路分析就不用说了，以前学过。哦，还有一个Y、△电路之间的转换，主要记住一个规则：星、三角、电导（Y、△、G）。复杂电路的分析，就有点难度了，首先当未知数是电流时，我们可以用支路电流法。支路电流法的解题步骤是： （1）.选定各支路电流的参考方向。 （2）.对n-1个独立节点列写KCL方程。 （3）.选取b-n+1个独立回路，列KVL方程。 （4）.联立求解这b个独立方程，得出各支路电流。 此法的优点是可以直接求出各支路电流，缺点是工作繁琐。 此外我们还可以用节点电压法，它的未知数是电压。步骤是： （1）选定参考节点，标定n-1个独立节点。 （2）对n-1个独立节点，以结点电压为未知量，列写其KCL方程； （3）求解上述方程，得到n-1个结点电压； （4）通过结点电压求各支路电流； （5）其它分析。 当电路中含有受控源时，把它当独立源处理。 此外还有叠加定理和戴维南定理，这些方法都是分析计算电路的有效方法。都要好好掌握，特别是节点电压法、叠加定理和戴维南定理。 第三章讲的主要是动态电路的分析；主要是换路定律和初始值的计算，换路后把电容换成电压源，电感换成电流源，再去计算其他的量。从这开始，我就开始懵懵懂懂的，老师上课讲的新内容要花好长时间才能看懂，自己接收新内容的能力好差，适应不了，但也只能硬着头皮听。有时候会经不住打瞌睡，我也控制不了。书被我翻了又翻，还是不能掌握，于是就会课后习题中找一些相关习题来练习。虽然我知道要靠理解，但有时实在不会，就会硬记下来。一阶电路的分析在此显得很重要，一阶电路包括零输入响应，零状态响应和全响应。解决这些问题主要掌握三要素法。掌握了电路分析和三要素解决一阶电路问题会变得比较容易。而二阶电路主要是要列出KVL方程，根据二阶常系数齐次微分方程的特征方程的解，来决定它属于哪种情况。 第四章是交流电路的分析。学习这一章首先要掌握正弦量的向量表示方法，然后在分析正弦电路时把正弦量转换为向量的方法会使计算的过程变的相对简单。画相量图能把复杂问 模拟电子技术重要知识点整理 试题构成：15分（填空）+15分（差分电路计算）+15分（模拟信号运算）+15分（负反馈综合题）+40分（单管的图解法、频率特性、比较器、RC/LC振荡、稳压电源） 第一章半导体器件 在纯净的单晶硅或单晶锗中，掺入微量的五价或三价元素所得的掺杂半导体是什么，其多数载流子和少数载流子是是什么，又称为什么半导体。 结构完整完全纯净的半导体晶体称为本征半导体。杂质半导体中少数载流子浓度只与温度有关。掺杂半导体中多数载流子主要来源于掺杂。 当掺入三价元素的密度大于五价元素的密度时，可将N型转型为P型；当掺入五价元素的密度大于三价元素的密度时，可将P型转型为N型。 二极管最主要的特性是什么。温度升高后，二极管的反向电流将增大。在常温下，硅二极管的死区电压约为0.5V，锗二极管为0.1V。 稳压二极管稳压时，其工作在反向击穿区，发光二极管发光时，其工作在正向导通区。稳压二极管稳压时和负载及电源如何连接。 三极管类型：NPN型、PNP型；硅管、锗管。 三种工作状态：放大状态：发射结正向偏置，集电结反向偏置；晶体管于放大状态，Ic=βIb有电流放大作用； 饱和状态：发射结和集电结均正向偏置； 截止状态：发射和集电结均反向偏置； 在某放大电路中，给出三极管三个电极的静态电位或电流，能判断这只三极管是NPN 型还是PNP型的，是硅管还是锗管、工作在什么状态等。 了解场效应管的控制关系及主要参数的物理意义。 第二章放大电路的基础和分析方法 放大电路的组成原则与工作特点。 能用估算法计算放大电路静态工作点。 会用图解法分析放大电路的最大输出动态范围，非线性失真等。 工作点合理的设置对实现不失真放大的影响。 熟练运用微变等效电路分析法计算放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻。 掌握晶体三极管基本放大电路的三种组态，各组态的特点。 第三章放大电路的频率特性 放大电路频率响应的基本概念，会根据频率特性图，判断信号的上限频率、下限频率、通频带等。 当信号频率等于放大电路的f L或f H时，放大倍数的值约下降到中频时的多少倍，即增益下降多少。影响低频和高频响应的原因是什么？ 能正确画出放大电路的波特图。 第一章半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅、锗)。 2.特性光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体纯净的具有单晶体结构的半导体。 4. 两种载流子带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。 *P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。 *N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。 6. 杂质半导体的特性 *载流子的浓度多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。 *体电阻通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。 7. 结 * 结的接触电位差硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。 * 结的单向导电性正偏导通，反偏截止。 8. 结的伏安特性 二. 半导体二极管 *单向导电性正向导通，反向截止。 *二极管伏安特性同ＰＮ结。 *正向导通压降硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。 *死区电压硅管0.5V，锗管0.1V。 3.分析方法将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路); 若 V阳 ?直流等效电路法 *总的解题手段将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路); 若 V阳 电工学下册电子技术知识点总结
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