模电知识学习心得

2022-07-09

第一篇:模电知识学习心得

模电学习心得

模拟电路是一门内容多、涉及面广、新知识点多,学时少的学科。刚学模拟电路时,感觉打开书后全是重点,它的特点决定了它的难学性,在此,我只能根据自己的情况总结出一些自己觉得比较好的学习方法。

首先,从最根本入手,应该是半导体和PN结。PN结主要是因电子、元素性质决定的,所以认识它并不难,关键是要掌握PN结的应用的各个电流方向与成因,了解了这些后,对后面半导体、晶体管、场效应管的各极电流就可以轻松理解。在此基础上,进一步掌握它们的特性曲线、主要参数、等效电路等。

其次,因为模拟电路介绍的是以前没接触过的电路元件,因此引入了许多特定的名称描述各个物理量的性质,因此大家可能会搞不清楚。这个我觉得可以用英语意义来记忆,还有一个方法就是把相近意义的物理量全部汇总起来,放在一起来比较记忆。

再次,我们每学一个电路,都是一步步递进的,即后面所学全是在前面基础上的改善的,我们只需记住它们做这样改动的意义,就可以记住后面更加复杂的电路的样子。

要想学好模拟电路,我觉得主要还是要靠老师的帮助,上课一定要认真听讲,认真做笔记。一方面听讲可以知道内容的重点,这样下课自己看书的时候就比较有针对性,效率很高,知识点齐全,考试自然轻松;另一方面老师在课上会讲到课本上没有但又十分重要的知识和思路,而这些事自己看书根本不能得到的。

学习模拟电路的另一个好途径就是多和同学一起交流。尺有所短寸有所长,在交流探讨中能发现自己的不足,从而可以选择薄弱板块进行深入思考。模拟电路是一门逻辑性极强的课程,而且有些电路图相当复杂,离开老师的讲解,学习难度不言而喻。举个例子,刚开始的时候,我在分析共极输入时总是不太明白怎么样迅速找出公共极性,周一模拟电路课上文老师总结“Ui连接一个电极,Uo引出一个电极,那么剩下的电极则为公共极,即为共某极电路”,这样一来,头脑中立刻清晰了很多,相信很多同学也有与我相同的感受吧。 模拟电路的学习是个漫长的积累过程,不能心急。可以自己慢慢理解透,一点一点积累,要把最基本的电路掌握好,有时间和精力的最好多做练习,经常动手。模拟电路就像是搭积木,所有复杂的电路都是由基本电路组合、发展、变化而来的。

第二篇:模电我的学习心得 模电好书推荐

书要结合起来看,博采众长。比如,我学模电,先看了《电子设计从零开始》,这是我的电子启蒙书,书写得生动有趣,覆盖知识面广,对于培养兴趣,增长见识 大有裨益。

再是系统学习模电,用华成英的《模拟电子技术基础》教材,跟着华老师的视频学,上课听听唐老师讲,自己看书,这样来学习,比较系统,这本书偏向于理论化,但能把底层的物理原理讲明白,对于模拟器件的一些性质特点的理解很有帮助。理论指导实践。一本系统而全面的理论书是必须要有的。华成英的或是其他人的著作一定要系统的学习。

第三本书是《运算放大器权威指南》,提到了运算放大器的单电源供电,和其他诸多应用方面的知识。运算放大器的单电源供电这个技术报告是他们TI公司独有的,很值得借鉴。

第四本是《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》,现在正在研习,她是理论与应用的结合,这本书的作者本身也是在工业和学术方面颇有经历,对于运放的深层次学习是不可或缺的宝贵教材,经典著作。

另外还有《2013_德州仪器高性能模拟器件高校应用指南》,是德州半导体技术(上海)有限公司的工程师写的,针对TI的大学计划专门写的竞赛参考书,实际例子较多,对于应用的指导性较强,理论分析也有,但是没有一定基础就比较难懂,要结合上一本书来看,竞赛中必然会用到TI的模拟器件,那么这本书也是必要的参考书。

从我目前的学习来说,我发现运放单电源供电技术在《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》这本书中就没有,在《德州仪器高性能模拟器件高校应用指南》的资料里虽然有讲解但是还不够系统,但是在《运算放大器权威指南》里就有较为系统的讲解,读完后对这个内容的理解就更深了。对于运放的稳定性以及有源滤波器的设计,几本书都有讲解,如果先从“权威指南”和“高校应用”看起,那么它里面的理论讲解会让你云里雾里,摸不着头脑,按着他给的设计方法,你只能照葫芦画瓢,没有从心底理解,完了后就只能照多大葫芦画多大瓢了。但如果结合“模拟电路设计”来看,你就能操起理论的大刀来画出你自己心中的“瓢”啦。

第三篇:模电学习心得集

个人建议:认真分析几个典型电路,主要掌握晶体管的等效模型,以及在电路中怎么等效。其他的都很容易解决了。只要会等效了,模电就是完全是电路的内容。其实一点都不可怕,开始不要太关注乱七八糟的内容,抓住主要的,次要的回过头来很容易解决。

我现在大三,自动化的。个人建议就是,不要要求每字每句都会,大概的了解那些理论,就可以。在以后的学习中,你会慢慢地发现,理解原来的知识的!

二极管的特性、晶体管的基本放大电路、集成运放的虚断虚短,稳压电路,

电路中电阻电容等器件的作用.... 笔试通常都考这些~~

首先该明白这门课的研究对象,其实这门课可以说是电路理论的延伸。其中要运用到电路理论的分析方法,所不同的是,新增加了不少复杂的电气元器件。

说到元器件,首先接触到的便是

二、三极管。不论哪种版本的教材,一开始都会介绍pn结的特性,个人觉得可以不要太在乎里面的结构,但其特性方程是一定要记得的。然后,二极管比较简单,就是一个单一的pn结,在电路中的表现在不同情况下可以用不同的模型解决(理想模型、恒压降模型、小信号模型,前两者是用于直流分析的,而最后一个是用于交流分析的)。而对于三极管,就相对来说复杂些,在此本人不想说书上有的东西,只想强调一下学习中该注意的问题:

1、对于三极管,它总共有三种工作状态,当它被放在电路中时,我们所要做的第一件事就是判断它在所给参数下的工作状态。(在模电的习题中,除非那道题是专门地考你三极管的状态,否则都是工作在放大区,因为只有这样,管子才能发挥我们想它有的效用。但在数电中,我们却是靠管子的不同状态的切换来做控制开关用的)

2、既然管子基本在放大区,那么它的直流特性就有:be结的电压为0.7V(硅管,锗管是0.2V),发射极电流约等于集电集电流并等于基极电流的β倍。通过这几个已知的关系,我们可以把管子的静态工作点算出来——所谓静态工作点就是:ce间电压,三个极分别的电流。

3、为什么我们得先算出静态工作点呢?这就要弄清直流和交流之间的关系了:在模电里,我们研究的对象都是放大电路,而其中的放大量都是交流信号,并且是比较微弱的交流信号。大家知道,三极管要工作是要一定的偏置条件的,而交流信号又小又有负值,所以我们不能直接放大交流信号,在此我们用的方法就是:给管子一个直流偏置,让它在放大区工作,然后在直流上叠加一个交流信号(也就是让电压波动,不过不是像单一的正弦波一样围绕0波动,而是围绕你加的那个直流电压波动),然后由于三极管的性质,就能产生放大的交流信号了。

4、关于分析电路:从以上的叙述,我们可以看出分析电路应该分为两部分:直流分析和交流分析。不同的分析下,电路图是不一样的,这是因为元件在不同的量下,它的特性不同。(例如电容在直流下就相当于开路,而在交流下可以近似为短路)。而三极管,在交流下就有一个等效模型,也就是把be间等效为一个电阻,ce间等效为一个受控电流源,其电流值为be间电流的贝塔倍。这样分析就可以很好的进行下去了

5、备注:在模电中,我们分析的都是工程电路,而在工程中,对于精确度的要求不是很高,所以在分析时能够忽略的因子就该忽略,例如在加减法中,如果有项与项之间相差十倍以上,那么那个很小的项是可以忽略的。

(二)

接着就是场效应管了

对于场效应管,其种类多,性质较三极管也复杂,但其原理还是一样的,所以我想如果你的三极管会分析的话,应该不会成问题。比起三极管,场效应管要求你记住它的直流特性(是把电流Id写成关于Vgs的二次方程),然后交流时,要注意互导的概念,具体的,书上都有写。

接着是说三极管的高频、低频模型了

我们以开始说的交流分析都是在中频下的,在中频下,耦合电容可以看为短路,极间电容可以看为开路——而在低频下,耦合电容不能当作短路;高频下,极间电容不能当成开路。这就造成了交流信号的频率对于电路放大特性的影响(整个电路的等效模型都变了嘛^_^)

在此,我们把放大倍数写成频率的函数,这样我们可以得到一个曲线,在用20log|A|的关系画出来,就得到了波特图。对于波特图,我不想赘述,只想强调大家要注意一下低频截止频率、高频截止频率的概念,然后注意一下几级放大电路的相频和幅频曲线随频率变化的斜率。

接着就是说三极管的一大应用了——集成放大电路

集成放大电路对体积要求尽可能小,所以我们就无法再用大电容了,所以一切的电路都采用直接耦合的方式。但这样,各级工作会互相影响。而且,由于三极管的特性对温度很敏感,所以我们必须采取措施来抑制由于温度变化而产生的噪声。

几乎所有的方法都是镜像:利用产生对称电路来抑制温度或其它噪声的影响。具体的,我也不多说了。但这部分内容的基础还是三极管的分析,只是管子变多了,电路结构变巧妙了!

接着学完集成放大电路的结构后,内容就相对简单了,因为此时我们不再是用一根根的三极管来组成电路,而是用已经做好了的集成放大器来组成电路。对于集成放大器,想必大家在电路理论这门课上也学过,但要注意的是:在电路理论中,我们只强调它的“虚短”“虚断”的性质,而从来没有考虑到它的同相端和反相端的接法问题。而实际上,由于开环的输出相位直接和端口接法相关,因此在这里我们不得不考虑。然后就是反馈,信号处理电路和信号产生电路了。

(三)

接下来是负反馈,这部分的内容本人觉得是最难也最重要的。主要内容有:反馈类型的判断、反馈引入的方法、反馈对放大电路性能的影响、反馈的放大倍数计算和自激震荡(不做要求)。

首先,对于反馈类型的判断,用到的方法是瞬时极性法。这里就不赘述了,不过我想讲句就是:当考虑输出经过反馈回路对输入造成影响的时候,要把输入当成是零,然后再用叠加原理看反馈回路的作用进而判断反馈类型。然后,对于反馈网络和放大网络,都可以当成二端口网络来看,因此分析时就可以将其抽象化,不必考虑其结构,而对不同的反馈类型又有不同的网络连接结构。在计算深度反馈放大电路的放大时,放大倍数为反馈网络放大倍数的倒数,因此我们只要把反馈网络抽象出来再对其加以运算就够了!至于反馈网络对放大电路的影响,书上有详细的说明,我也不赘述了。其实也就是反馈输出影响了输入,自然就影响了放大电路的一些特性咯^_^

为什么我说反馈重要呢?因为后两章的内容都要用到集成运放,而对于运放,其开环性能很不好,我们通常引入反馈使其工作在闭环状态下。对于信号处理电路,我们通常引入负反馈,而对于信号产生电路,我们引入正反馈。

先说信号处理电路,我觉得也没什么好说的,其实本质都是负反馈的特例,只不过为了实现不同的功能,我们必须引入不同的负反馈罢了。而且引入的都是深度负反馈,因此分析整个电路性能的时候,主要还是抓住反馈电路的性质入手!

再说信号产生电路,与信号处理电路不同,它的电路中除了提供集成运放的工作电压外,并无输入,在这种情况下,为了得到我们想要的信号,就必须引入正反馈。此时,正反馈可以将偶然的噪声源放大然后输出。当然,我们并不想要噪声,我们只是利用噪声得到我们所需的信号,因此这里就要求我们的电路里有个选择信号的网络以滤去我们不想要的信号.总的说来,信号产生电路就分为三部分:放大电路,反馈网络,选频网络。当然,反馈网络和放大网络还得满足一定的参数条件,具体见书上!

(四) 剩下还是补充一下直流电源的内容吧:

直流电源的构成分成三个部分:整流、滤波、稳压。这部分比较简单,书上有的东西我就不多说了,说些对大家有启发的东西(主要是用信号的观点来看待全过程)。首先,我们拥有的是一个频率单一的正弦交流信号,这个时候,我们先将其进行整流,书上说整流的作用是将交流信号转化为方向单一的直流信号,在此,我觉得更好的理解是利用二极管的单向导电性将频率单一的信号变成了频率丰富的信号(原信号的频谱完全集中在它的角频率上,而整流后的信号,在频率为0(即直流)、原角频率的两倍、及原角频率的偶数倍都有频谱分布,而且,在频率为零处的功率最大),而我们想要的,只是直流信号(即频率为零的信号)。此时,我们用一个理想低通滤波器便可将直流信号提取出来、把其他频率的交流信号滤去,但实际上理想低通是不存在的,我们只有用性能并不是很好的RC滤波器先将低频部分提取出来,此时,我们得到的信号已经与直流信号差不多,只是还有些少量的交流信号。接着,我们便利用稳压管的稳压特性进而将小的交流信号也滤去!

1>>电容降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,因为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。因此,电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。

采用电容降压时应注意以下几点:

1 根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。

2 限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容。而且电容的耐压须在400V以上。最理想的电容为铁壳油浸电容。

3 电容降压不能用于大功率条件,因为不安全。

4 电容降压不适合动态负载条件。

5 同样,电容降压不适合容性和感性负载。

6 当需要直流工作时,尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流。而且要满足恒定负载的条件。

2>>

1、当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V), 这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。

2、OC门电路必须加上拉电阻,以提高输出的搞电平值。

3、为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。

4、在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。

5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。

6、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。

7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。

上拉电阻阻值的选择原则包括:

1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。

2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。

3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能边沿变平缓。

综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。对下拉电阻也有类似道理。

模电学习的两个重点

凡是学电的,总是避不开模电。

上学时老师教的知识,毕业时统统还给老师。毕业后又要从事产品设计,《模电》拿起又放下了 n 次,躲不开啊。毕业多年后,回头望,聊聊模电的学习,但愿对学弟学妹有点帮助。

通观整本书,不外是,晶体管放大电路、场管放大电路、负反馈放大电路、集成运算放大器、波形及变换、功放电路、直流电源等。然而其中的重点,应该是场管和运放。何也?

按理说,场管不是教材的重点,但目前实际中应用最广,远远超过双极型晶体管(BJT)。场效应管,包括最常见的MOSFET,在电源、照明、开关、充电等等领域随处可见。

运放在今天的应用,也是如火如荼。比较器、ADC、DAC、电源、仪表、等等离不开运放。

1、场效应管是只有一种载流子参与导电的半导体器件,是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。有 N 沟道和 P 沟道两种器件。有结型场管和绝缘栅型场管 IGFET 之分。IGFET 又称金属-氧化物-半导体管 MOSFET。MOS 场效应管有增强型 EMOS 和耗尽型 DMOS 两大类,每一类有 N 沟道和 P 沟道两种导电类型。

学习时,可将 MOSFET 和 BJT 比较,就很容易掌握,功率 MOSFET 是一种高输入阻抗、电压控制型器件,BJT 则是一种低阻抗、电流控制型器件。再比较二者的驱动电路,功率 MOSFET 的驱动电路相对简单。BJT 可能需要多达 20% 的额定集电极电流以保证饱和度,而 MOSFET 需要的驱动电流则小得多,而且通常可以直接由 CMOS 或者集电极开路 TTL 驱动电路驱动。其次,MOSFET 的开关速度比较迅速,MOSFET 是一种多数载流子器件,能够以较高的速度工作,因为没有电荷存储效应。其三,MOSFET 没有二次击穿失效机理,它在温度越高时往往耐力越强,而且发生热击穿的可能性越低。它们还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。此外,MOSFET 具有并行工作能力,具有正的电阻温度系数。温度较高的器件往往把电流导向其它MOSFET,允许并行电路配置。而且,MOSFET 的漏极和源极之间形成的寄生二极管可以充当箝位二极管,在电感性负载开关中特别有用。

场管有两种工作模式,即开关模式或线性模式。所谓开关模式,就是器件充当一个简单的开关,在开与关两个状态之间切换。线性工作模式是指器件工作在某个特性曲线中的线性部分,但也未必如此。此处的“线性”是指 MOSFET 保持连续性的工作状态,此时漏电流是所施加在栅极和源极之间电压的函数。它的线性工作模式与开关工作模式之间的区别是,在开关电路中,MOSFET 的漏电流是由外部元件确定的,而在线性电路设计中却并非如此。

2、运放所传递和处理的信号,包括直流信号、交流信号,以及交、直流叠加在一起的合成信号。而且该信号是按“比例(有符号+或-,如:同相比例或反相比例)”进行的。不一定全是“放大”,某些场合也可能是衰减(如:比例系数或传递函数 K=Vo/Vi=-1/10)。

运放直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入失调电流温漂、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。

交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。

个人认为,选择运放,可以只侧重考虑三个参数:输入偏置电流、供电电源和单位增益带宽

“模电”、“数电”学习心得

电子005班 刘文庆

大二学的数电、模电是我们系的专业基础课,对我们后来学习专业课以及考研、工作用处极大,所以要认真的学习。模电侧重于器件内部物理过程的数学描述及放大器的应用,而数电则强调逻辑电路的设计及作用。数电好比一个有特定功能的黑箱,而模电则像是黑箱中的结构部件。个人感觉模电应在数电之前学习,但当时课程安排恰好相反。还好当时老师讲得挺详细,而且课后常翻翻相关的资料,所以学起来还算轻松,考试成绩也还令人满意,总结一下,学习有以下心得:

首先,上课一定要认真听讲,认真做笔记。大学上课的形式和高中很不一样,一两百人在一个大教师听一个老师讲课,而且老师上课的风格不一定符合自己,这个时候有的同学可能觉得听课很没意思,而且自己看书也能看懂,于是就不去认真听讲,而在课上开小差或是做其他事情。事实证明这种态度是极其错误的。一方面听讲可以知道内容的重点,这样下课自己看书的时候就比较有针对性,效率很高,知识点齐全,考试自然轻松;另一方面老师在课上会讲到课本上没有但又十分重要的知识和思路,而这些事自己看书根本不能得到的。这两门是逻辑性极强的课程,而且有些电路图相当复杂,离开老师的讲解,学习难度不言而喻。

不适应老师上课的风格是上课不认真听讲的又一借口。如果发现自己不太喜欢老师讲课的方法,千万不要有厌烦情绪。其实只要静下心来,同时保证上课时精力充沛,尝试着跟着老师的思路去思考,慢慢就会发现听讲的喜悦了。

其次,课后要认真做作业,常常翻书复习,这两门课的特点可能会让一些同学产生错觉:上课听得懂,课后习题看着会作就行了。其实不然,上课听懂只能说明老师讲的好,并不代表你学的好,更不能保证你会考的好,用的好。而无论是设计还是计算,有些题目还是很复杂的,因此要不停的动手练习,而且是自己练,有些知识点即使上课听了,也不一定就能立即弄懂,因此提倡经常反复系统的复习,看书。古人云“学而时习之,不亦悦乎”,个人觉得有必要借几本相关辅导书或习题集,这样对课后学习会有很大帮助。

以上谈的是学习这两门课的一些学习方法。其实仔细想想,这两门课还是有所区别的,各自的侧重点都有所不同。

数电:要会应用各种逻辑元件设计电路,而对原件内部电流大小等定量计算要求较少;还应当对离散数学,二进制算法有一定的理解,思路清晰,设计规范。设计过程中免不了通过计算机进行辅助设计,因此不提倡在思维混乱的状态下学习。

模电:偏重于pn结内部参量的计算,放大电路结构及相应特点、应用;而且也要求设计满足一定放大功能的电路。学习过程中一定要细心、大胆,有耐心及毅力;还有一点就是在公式推导中有不少地方用到近似的思想,这让一些习惯用等号或是全等号的同学感到不习惯,但是不用担心,多训练就会慢慢适应的。

“有志者事竟成”,和其他科目一样,只要认真用心去学习,就一定会有不少收获和惊喜的,祝大家都能将这两门课学好。

第四篇:模电心得

“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、扩音器等都改成晶体管的了,现在模电实验课还有七管超外差调幅收音机实习。尽管现在很少产品完全使用分立元件设计,但是大学课本仍然以这些分立器件为核心授课,究其原因,晶体管毕竟是集成电路的基础,学好这些分立器件,才能更好地理解集成电路。目前一些分立晶体管主要用在驱动电路中,比如:驱动数码管、继电器等,完全使用分立元件实现的模拟电路越来越少了。

现在我们已经到了超大规模集成电路时代,真正的产品大多是由集成电路实现的。可是一些初学者由于大学课本教的是分立元件,所以不习惯用集成电路。看到有网友设计一个指标较高的放大电路,仍然首先考虑用三极管搭,现在都什么年代了,有运放为什么不用!集成电路体积小、功能强、性能稳定、成本低(单位晶体管价格),现在设计模拟电路首选集成电路。不过,集成电路的设计方法和原来分立器件的又有不同,复杂的设计由模拟IC厂商完成,使用者最重要的能力是选择合适IC。

综上所述,时代不同,模拟电路的学习和应用侧重点就不同。现在分工比较细:模拟IC芯片设计,板级应用设计,EDA工具开发,射频,测量仪器,EMC设计等等,根据你的方向,有选择地重点学习,效果较好。

---------------------- 模电开发需要具备的能力 ---------------------- 模拟电路课程的学习目的是:掌握电子技术的基本概念,基本电路,基本分析方法,基本实验技能。尤其需要强调的是模电学习,实验不可少。

模电开发需要具备的能力:

1、读图能力

定性分析。能够正确分析出一张模拟电路原理图所要实现的功能。

经常看到论坛上一堆人把同一个电路图分析出10多种不同功能,而且居然没一个分析对的。本来想让大家一起分析出个正确答案,但是结论不收敛,谁也说服不了谁,大多数都分析错了,越分析越乱,所以给大家造成了模电难学的错觉。其实,这就是缺乏读图能力训练造成的。如果连图都看不懂,定性分析功能也不会,那么就别指望后面的定量分析,设计调试了。读图能力是学好模电的基础。拥有这个能力后,你才能考虑自学模电。后面我们将用实例说明如何把复杂的总原理图分解成若干基本部分,如何分析估算,如何举一反三。

2、估算能力

定量分析。能够正确估算出一张模拟电路原理图中各元件参数值。

注意:这里特别强调“估算”,因为模拟电路分散性,只能近似估算。模电定量分析属于工程问题,你不能指望得到精确解,只能得到大概数据,然后做实验验证。前面也说过,模电的实验不能少。

经常看到论坛上有人问元器件(电阻、电容、电感等)的取值,然后众人给出一堆答案,都不带重样的。这又给大家造成了模电难学的错觉。其实,主要是缺乏定量估算能力造成的。估算能力需要不断训练,不断积累,了解各种电路形式,各种数学模型,计算流程,计算公式,经验公式。估算能力的提高没有捷径可走,只能一点一滴,循序渐进地积累,不过,如果多看一些前人总结好的范例,并能举一反三,那么,提高快一点还是有可能的。

3、选择能力

独立设计能力。能够根据功能指标要求,选择电路形式,选择合适器件,选择合适元器件参数。

到这一步,已经具备独立设计能力了。这三步有先后顺序,先会读图,给出一张图能够分析出功能,然后,能够估算给定图纸各元器件参数值,最后,能选择合适电路实现指定功能。

经常看到论坛上有人问实现某功能该选择那种型号的三极管、运放,该选哪个厂商生产的,用什么电路形式比较好,具体参数怎么确定云云。很明显,缺乏选择能力,不能独立设计电路。

你想选择合适元器件,就必须事先积累大量元器件信息,否则,连个选择范围都没有,还谈什么选择啊,对吧。比如:你想选个合适的运放,那么你就必须事先搜集十几种运放的数据手册,然后才能开始选择。选择电路形式同样需要事先积累,建议把各种电路形式列出对比表备查。至于选择合适的元器件参数,那就得经常用啦,熟能生巧,用多了自然能轻松选择。总之,选择能力需要长期积累,长期实践。当然,从工程角度来说,找第三方咨询,利用第三方平台弥补自己积累的不足,也是行之有效的办法。毕竟,具备独立设计能力是个漫长的修炼过程,可工作也要按时完成,正确的观念和方法才能解决这个二难困境,后面会谈谈这方面的心得体会。

4、调试能力

动手能力,具体实现。根据设计出来的图纸,实际制作出符合要求的硬件电路。

仅有图纸,只能说刚完成一半工作量,模电设计从出图到硬件实现还有很长很长的路要走。

经常看到论坛上有人问,参照某图纸设计的硬件出现这样那样的问题。比如自激、啸叫、干扰辐射、不稳定、噪声淹没有效信号、各项指标达不到等等。很多人感到模电难学的一个重要原因是,即使你有一个好的图纸,也并不能组装出达到预期效果的设备,常常要在调试上花费大量的时间和精力。模拟电路技术不仅是种实验技术,还是种工艺技术,容易防盗版,即使盗版者拥有电路图,拆解了设备,如果没有一定的模电功底,高超的工艺技术,照样仿造不出来。利用这一特性,在数字电路中加入适当的模拟电路,控制关键部件,进而掌控供应链,获得最大利润。

还是前面说过的,模电的实验不能少,第三次强调了。就象写程序需要调试一样,模电调试更是家常便饭,而且困难得多,大部分是体力活。首先要了解各种测试方法,其次要熟练掌握常用仪器的使用,这些需要长期积累实践,多做实验。另外,模拟电路的电磁兼容EMC设计非常重要,模拟电路的EMC设计可比数字电路的难度大多了,不过本文档将不涉及这方面的重要内容,而是将其放在《快快乐乐跟我学EMC设计》中统一讨论。 ------------ 模电难在哪里 ------------

很多人都说模电很难学,到底难在哪里呢?我们尝试归纳了一些原因,不一定全面,但足够说明问题。

1、模电实验多。

获得元器件原始数据,测试,验证,调试,总结经验公式等都需要做大量实验,因此实验设备必不可少,比如:示波器、信号发生器、电子负载、实验电源等,而大多数人没有财力购置全套实验设备,或者只能购买低档型号,这就给学习和应用带来了限制,不是每个人都有机会拥有开发实验环境。如果计算机程序出错,只要单步调试就可以了,而调试模拟电路,必须设计实验方案,做大量实验,费时费力费钱。

经常看到论坛上有人问某某电路工作不正常到底是什么原因的问题,其实不用问任何人,用仪器调试一下就知道了。如果程序工作不正常,那就单步跟踪。如果DIP封装芯片没有器件手册,那就直接用尺子量。同样,如果模拟电路工作不正常就用示波器等仪器定位错误。可能很多人手头没有测试设备,所以不得不一遇到问题就到处问人吧。

2、理论和实践脱节

教科书上全是针对理想器件进行理论分析的,可是实际使用的器件不是理想的。这不能怨教材误导,用理想器件分析可以抓住主要矛盾,便于说明本质问题,但这样做会隐藏很多细节问题,看书时什么都明白,一到实践就什么都不明白了。

比如:电感存在寄生电容,电容存在引线电感,由LC构成的低通滤波器并不能滤除很高频率的噪声,因为当频率很高时,噪声会直接通过电感的寄生电容旁路到输出端,此时电感失效,同样,大电容在高频时引线电感不能忽略,也不会滤除高频,所以,LC低通滤波并不是你想象的那么完美。如果噪声频率更高,一小段导线都会成为天线,将能量发射出去,更不会经过LC低通了。很多人看书明白了LC低通滤波原理,但就是弄不明白为什么加了LC低通后仍不能有效滤除高频噪声的原因。

再比如:用书上的公式计算出了电感值,但教科书上并没有讲怎么实际绕制电感,用多粗的漆包线?绕几匝?用什么材料的磁芯?多大的体积?什么形状?开不开气隙?怎么绕?工艺要求?......看书时很明白,一到实践才知道这么多不懂的。

放大器的数学表达很简单,就是输入信号乘以一个常数A(放大倍数),但是实际电路很复杂,因为放大器、电阻有噪声,地不理想,运放还有频率响应、零点飘移、线性区、温度/湿度影响、增益补偿、输入输出阻抗、电源等诸多问题需要考虑。总之,模拟电路设计就是与干扰做斗争,大部分电路是用来抗干扰的,主功能电路往往非常简单。所以,模拟电路的难点在于抗干扰,需要考虑的细节很多很多。

3、灵活多变,器件难买

模拟电路不象数字电路那么标准化,解决方案灵活多变,实现同一个功能可能有成千上万种选择,从好处讲,方案多可以让我们有更多选择余地,优中选优,从坏处讲,需要长期修炼,积累大量元器件、典型电路、仪器使用、分析问题的知识。

模拟器件品种繁多,不太容易收集齐全,比如:某些型号的电子管、中周、变压器、磁性元件、运放停产了,某些不单卖,某些是假货/翻新货等等。现在是超大规模集成电路时代了,如果买不到相应型号的IC,没办法自制。

另外,模电对数学功底有一定要求。模型抽象、近似估算、经验公式都要求有数学能力。 ------------ 模电学习内容 ------------

一.半导体器件

包括半导体特性,半导体二极管,双极结性三极管,场效应三级管等

二.放大电路的基本原理和分析方法:

1.原理 单管共发射极放大电路;双极性三极管的三组态---共射 共基 共集;场效应管放大电路--共源极放大,分压自偏压式共 源极放大,共漏极放大;多级放大。2方法 直流通路与交流通路;静态工作点的分析;微变等效电路法;图解法等等。

低频小信号放大电路

高频放大电路

三.放大电路的频率响应

单管共射放大电路的频响--下限频率,上限频率和通频带频率失真波特图多级放大电路的频响

四.功率放大

互补对称功率放大电路—— OTL(省去输出变压器),OCL(实用电路)

五.集成放大电路

偏置电路,差分放大电路,中间级,输出级。

六.放大电路的反馈

正反馈和负反馈

负反馈:四组态——电压串联,电压并联,电流串联,电流并联负反馈。(注意输出电阻和输入电阻的改变)

负反馈的分析:Af=1/F

七.模拟信号运算电路(运放电路)

理想运放的特点(虚短 虚地);

比例运放(反向比例运放,同向比例运放,差分比例运放);

求和电路(反向输入求和,同向输入求和)

积分电路,微分电路;

对数电路,指数电路;

乘法电路,除法电路。

八.信号处理电路

有源滤波器(低通LPF,高通HPF。带通BPF,带阻BEF)

电压比较器(过零比较器,单限比较器,滞回比较器,双限比较器)

九.波形发生电路(振荡电路)

正弦波振荡电路(条件,组成,分析步骤)

RC正弦波振荡电路(RC串并联网络选频特性)

LC 正弦波振荡电路 (LC并联网络选频特性 电感三点式 电容三点式)

石英晶体振荡器

非正弦波振荡器(矩形波,三角波,锯齿形发生器)

十.直流电路

单相整流电路

滤波电路(电容滤波,电感滤波 ,复式滤波)

倍压整流电路(二倍压整流电路,多倍压整压电路)

串联型直流稳压电路 十一.调制/解调电路 调幅、调频、调相 -------- 常用元件 --------

电阻 ... 电感 ... 电容 ...

二极管:

参数:

平均正向整流电流(最大值)IF、反向耐压(最大值)VRM、重复正向电流峰值(最大值)IFRM、正向浪涌电流峰值(最大值)IFSM、正向压差环境温度25°C(最大值)Vr、反向电流环境温度25°C(最大值)IR、重复反向峰值耐压、正向平均整流电流、连续反向耐压、封装、主要用途、生产厂家、产品编号、规格书、价格

型号:

1N400

7、1N41

48、BAV70、BAV9

9、BAW56

三极管:

参数:

集电极电流Ic、集电极-基极电压Vcbo、集电极-发射极极电压Vceo、发射极-基极电压ebo、功耗Pc、增益hfe、封装、工作温度、频率响应、主要用途、生产厂家、产品编号、规格书、价格

型号:

8050、90

13、90

14、BC8

17、8550、90

12、90

15、BC80

7、440

1、4403 BC557B、2N390

4、2N390

6、BC8

17、2sc33

56、2sc9018 3AX

31、3DG

6、3AX8

1、3DG

12、BT

33、3DJ

6、3DD

15、3AX31B、3DA87C、3DD15D、D880、1815 2N22

22、2N290

7、B77

2、D88

2、TIP1

22、TIP127 8850、90

18、290

7、222a、16

23、1123 2N55

51、2N5401

场效应管 ... ......

------------ 读图训练实例 ------------ 七管超外差收音机 低频信号发生器 晶体管扩音机

-------------------- 电路参数估算训练实例 -------------------- 略

------------ 一些心得体会 ------------

经常看到论坛上有人抱怨自己大学四年荒废了,当时没有认真学习模电,现在书到用时方恨少,追悔莫及。对于很多人来说,大学毕业就意味着教育的终结。其实,大学毕业恰恰是终身自我教育的开始。大学只有四年,而从23岁毕业到60岁退休,还有37年的时间,大学只不过占了十分之一的时间。另外,大学毕业前,基本上是为老师,为父母学,现在毕业了,有了独立的意识,知道自己喜欢什么,想干什么,经济也独立了,此时才是真正为自己学,也就是说教育才刚刚开始。大学期间主要收获的是学习方法,经历一个过程,具体知识其实不那么重要。即使你大学期间没有学好模电,现在补也来得急。按照本文档说明,根据自己工作需要,有选择地研究,模电就不难学。

大家学习模电似乎都陷入了一个误区,就是以为要先学会模电才能开始设计,错!

就好象买房子,如果等攒够钱再买,那么需要等很多年以后才买得起,可是等到那时候自己已经七老八十,住不了几天了。如果非要现在买又拿不出全款。这是一个两难困境,靠自己解决不了。如果引入第三方---银行,分期付款,那么可以立即买下房子居住,等到住得差不多了,钱也还完了,人生就完美了。

第五篇:模电学习总结

本周模电的学习进行到了第三章,在此说说自己的心得,互相交流学习。本章主要讨论的是多极放大电路,所谓多极放大电路,即是多个基本放大电路合理连接,构成符合性能要求的电路。

对多极放大电路的研究,是基于单管放大电路的,所以,对于基础不好的同学,一方面应该克服自己的心理障碍,用老师的话说就是“这是个逐渐加深完善的过程,通过后边章节的学习我们对电路的理解将会更加清晰和深入,形成一个完整的知识体,在这过程中不要因为一个问题想不明白就陷入思维死循环,而是愿意去学去听”;另一方面,应该抓紧时间回去学习没学好的知识点,光口头上说或者心里上想是不可能就会的,应该扎扎实实的去学。如果把前边的知识学好了,半导体二极管、晶体三极管、场效应管的特性曲线、主要参数、等效电路等,后边的学习就会轻松的多。

养成良好的学习习惯也是很重要的。每一次课,老师都会把下次要讲的内容告诉我们,这样就能做好课前预习,通看课本,了解大脉,不懂的地方做个标记上课的时候重点听。这样,更有针对性。课下,可以看课件复习,课件简明扼要,层次清楚,不清楚的地方再去看课本。理工科学习,做题是必须的,通过做题查补缺漏,加深理解。不妨根据自己的情况,批判的接收。

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