- 模电
共模信号：两信号和的一半，即均值
差模信号：两信号差的一半
运放具有放大差模、抑制共模的特点
开环差模增益：
差模输入电阻：
输出电阻：
共模抑制比：
一般在原理性分析时，运算放大器都可视作理想的。
- 虚短：==
==，线性工作区域下可以把输入端看作等电位
- 虚断：输入电阻趋近无穷，
，线性状态下可把两输入端看作开路。
-
-
- 虚短不存在，虚断仍存在。
深度负反馈
平衡电阻R'在运放足够理想时无效，在实际中有效，
当时，
，是为倒相器
虚地：同相、反相端电位都为0
- 优点：由于共模信号为0，计算精度高；
- 缺点：反相端电阻即为
，输入电阻过小
当时，
，是为电压跟随器
- 优点：输入电阻无穷大（由此可完全获得信号）
- 缺点：不虚地
进行阻抗变换，起电压隔离的作用
优点：
- 要改变权值，只要改动对应支路
- 虚地，共模小
，其中
缺点：
- 结果复杂
- 调试不便
- 不虚地
当时，
缺点：
- 不虚地
- 共模大
- 要选共模抑制比大的运放
，其中
通常用三极管解成二极管，以增大工作区域
特点：
- 高共模抑制比
- 高输入阻抗
- 高放大倍数
作用：调节增益
负载电阻不变时可视为电流放大电路
- 负载不接地
- 负载接地
，其中须避免分母为0。
有源滤波器可以放大信号，负载要求低
滤波器的技术指标：
- 通带增益
- 通带截止频率
传递函数：，其中
一阶低通
传递函数：
频率响应：
并联一阶低通和一阶高通
参考电压：使输出电压跳变时的输入电压，又称阈值/门限电压，输入电压小于参考电压时输出正的最大电压，反之则输出负的最大电压
特性：非线性开关特性
普通的开环运放就能构成比较器：e.g.将一个输入端接地，即形成简单的过零电压比较器
对于开环或正反馈运放：
- +端电位高，正饱和
- -端电位高，负饱和
：稳压管，用于限幅
- 输出电压在
之外时，稳压管被击穿，运放在线性区域工作
- 输出电压在
集成电压比较器往往能和运放互换：
- 运放作比较器时响应较慢
- 比较器作运放时由于不强调线性，信号较大时易失真
输入电压在内时输出低电平，其它情况输出高电平
两半导体用于隔离，以免输出电流过大或输出状态不确定
由窗口比较器、RS触发器和三极管组成
| > | 输入 | > | 输出 | |
|---|---|---|---|---|
| TH | VT | Q | ||
| 0 | X | X | 导通 | 0 |
| 1 | 截止 | 1 | ||
| 1 | 导通 | 0 | ||
| 1 | 不变 | 不变 |
特点：阈值电压有两个，即有回差
时：
- 上限阈值：
- 下限阈值：
反相输入
同相输入
应用：控制、延时、整形
- 构成要点：
- 比较器能实现翻转
- 周期控制（RC控制电路）
- 工作原理：
- 非稳态电路
- 参数：
- 周期：
- 占空比：50%
- 周期：
占空比不是50%
由比较器和积分器组成
参数分析：
- 幅度：
- 周期：
热平衡载流子浓度值
在本征半导体中掺入5价杂质原子形成
- 多数载流子（多子）：自由电子，由杂质原子提供，因此此处杂质原子又称施主杂质
- 少数载流子（少子）：空穴，由热激发形成
在本征半导体中掺入3价杂质原子形成
- 多子：空穴，易俘获电子，使杂质原子成为负离子，因此此处杂质原子又称受主杂质
- 少子：电子
本征半导体两侧分别形成P、N型半导体
graph TB
A[浓度差] --> B[多子扩散];
B --> C[由杂质离子形成空间电荷区];
C --> D[空间电荷区形成内电场];
D --> E[内电场促使少子漂移];
D --> F[内电场阻止多子扩散]
多子扩散（浓度差）和少子漂移（电场力）形成动态平衡，离子薄层形成空间电荷区，由于缺少多子，又称耗尽层
-
正偏：加正向电压，P区电位高于N区
-
反偏：加反向电压，P区电位低于N区
-
正偏时，内电场被削弱，扩散运动加剧，漂移电流可忽略，PN结呈低阻性，导通
-
反偏时，内电场被增强，扩散运动减弱，扩散电流可忽略，PN结呈高阻性，截止
逐步增大反向电压至足够大时，会使反向电流急剧增加
可恢复击穿：
- 齐纳击穿：掺杂浓度较高，耗尽层较窄时形成，此时较低的反向电压即可形成强电场破坏空穴对
- 雪崩击穿：耗尽层较宽时形成，此时高电压形成电子-空穴对，使载流子雪崩式倍增
势垒电容：离子薄层的变化，导致存储电量变化
扩散电容：多子扩散后，在PN结的另一侧积聚而成
结构：PN结+引线+管壳，正极为P区，负极为N区
伏安特性：
正向特性：
- 开启电压
：小于该电压时电流几乎为0，大于该电压时电流按指数增长
反向特性：
- 反向击穿电压
（为负）：大于该电压时电流几乎为0，小于该电压时二极管被击穿
反向恢复过程（导通->截止）：截止前电流会突然反向，，该段时间称为存储时间，随后电流逐渐归零，称为渡越时间，总称反向恢复时间
减小存储时间的方法：
- 结面积尽可能小
- 正向电流不要过大，防止积累过多载流子
- 反向电压大一些，只要不超过击穿电压
二极管开通时间（截止-导通）：忽略不计
- 最大整流电流
- 反向击穿电压
- 最大反向工作电压
：一般按反向击穿电压的一半计算
- 反向电流
：一般时最大反向工作电压下的反向电流值
- 最高工作频率
- 结电容
- 正向压降
- 动态电阻
：交变信号下的等效电阻，与工作电流大小有关
- 静态电阻
理想模型-直流模型：不考虑开启电压、导通电压等。全黑的二极管表示理想。电源电压远比二极管的压降大时适用
恒压降模型-直流模型：导通后管压降视为恒定。理想二极管串接一个电池。二极管电流不小于1mA时适用
折线模型-直流模型：串接一个等效于门槛电压的电池和一个等效于管压降随电流线性增加的电阻
小信号模型-交流模型：串联一个微变电阻，与静态工作点有关
又称稳压二极管
应用在反向击穿区
主要参数：
- 稳定电压：与反向击穿电压相等
- 动态电阻：该电阻越小，稳压特性越好
- 最大耗散功率
：反向工作时有
- 最大稳定工作电流
：取决于最大耗散功率
- 最小稳定工作电流
- 稳定电压温度系数α:稳压管工作电流不变时，每升高一度所引起的稳定电压变化的百分比，
- 稳定电压值
时，α为正，反向击穿为雪崩击穿
- 稳定电压值
时，α为负，反向击穿为齐纳击穿
- 稳定电压值
时，α接近0，稳压管可作为标准稳压管使用
- 稳定电压值
符号：箭头入射
符号：箭头出射
双极性半导体三极管：简称三极管，有两种载流子参与导电，由两个PN结组合而成，是CCCS器件
场效应半导体三极管：简称场效应管，仅有一种载流子参与导电，又称单极性器件，是VCCS器件
NPN型
PNP型
发射区掺杂浓度大，集电区掺杂浓度小，且基区很薄，集电结面积大，
工作时一定要加上适当的直流偏置电压
若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压
- 发射区发射载流子
- 基区传送载流子（扩散和复合）
- 集电区收集载流子
组态：三极管必有一个输入，一个输出，一个公共，由此有三种组态
- 共发射极接法CE：发射极作为公共电极
- 共基极接法CB：基极作为公共电极
- 共集电极接法CC：集电极作为公共电极
令，称为共基极直流电流放大系数，有
但接近1
同理，，称为共发射极直流电流放大系数，有
穿透电流:每升高一度，穿透电流增大一倍
以下以NPN共射组态为例
时，与二极管特性相近
时，集电结进入反偏状态，三极管处于放大状态，特性曲线将略向右移
，饱和区
稍增大时，
与之正相关，线性放大区
截止状态、饱和状态可模拟开关
集电极饱和电流：
基极临界饱和电流：
开通时间：
关闭时间：
直流电流放大系数：
- 共射接法直流电流放大系数
：在放大区基本不变。
- 共基接法直流电流放大系数
极间反向电流：
- 集电极基极间反向饱和电流
- 集电极发射极间反向饱和电流
交流电流放大系数：
- 共射接法交流电流放大系数
：在放大区基本不变，近似等于直流β，故后续只考虑交流β
- 共基极接法交流电流放大系数
特征频率：β为1时对应的频率
集电极最大允许电流：集电极电流增加时β会下降，当β达到线性放大区β值的2/3时所对应的集电极电流即为集电极最大允许电流
集电极最大允许功耗
反向击穿电压：
：Breakdown、集电极、基极、发射极开路
：基极开路时集电极和发射极间的击穿电压
：基区的体电阻，b'为假想点
：发射结电阻
：
归算到基极回路的电阻
：发射结电容，又作
：集电结电阻
：集电结电容，又作
简化：
- 忽略
- 低频时：忽略
跨导：反映三极管的放大能力
按参与导电的载流子，可分为：N沟道器件、P沟道器件
按结构分：结型场效应绝缘管JFET，绝缘栅型场效应管IGFET/MOSFET
N、P互换，成为P沟道场效应管，箭头从P到N
- g：gate
- d：drip
- s：source
栅源电压对沟道的控制作用：越小，耗尽层越厚，最终将沟道全部耗尽，三极管截止
漏源电压对沟道的控制作用：时，靠近漏端的沟道耗尽，但靠近源极的沟道并没有，
继续增大，沟道继续耗尽，漏极电流趋于饱和
漏极输出特性曲线
增强型、耗尽型分别有N、P沟道两种
栅源电压的控制作用：时，沟道才形成，MOS管才导通，
称为开启电压
转移特性曲线：其斜率反映了栅源电压对漏极电流的控制作用，称为跨导
漏源电压对漏极电流的控制作用：
且固定时，当
增加到使
时，沟道截止，预夹断区加长，DS间电流趋于饱和
时，继续减小，最终DS间电流为0，此时
称为夹断电压，用
表示
开启电压：是增强型MOS管的参数
夹断电压：是耗尽型FET的参数
饱和漏极电流：是耗尽型场效应管的参数
输入电阻
低频跨导
最大漏极功耗
不考虑频率特性时：
| 双极型三极管 | 场效应三极管 | |
|---|---|---|
| 结构 | NPN型、PNP型 | 结型耗尽型 N/P |
| ^ | C与E一般不可互易 | 绝缘栅增强型 N/P |
| ^ | ^ | 绝缘栅耗尽型 N/P |
| ^ | ^ | 有的型号D与S可以互易 |
| 载流子 | 多子扩散，少子漂移 | 多子漂移 |
| 输入量 | 电流输入 | 电压输入 |
| 控制 | CCCS，β | VCCS， |
| 噪声 | 较大 | 较小 |
| 温度特性 | 受温度影响大 | 较小，可有零温度系数点 |
| 输入电阻 | 几十到几千欧姆 | 几兆欧姆以上 |
| 静电影响 | 不受静电影响 | 易受静电影响 |
| 集成工艺 | 不易大规模集成 | 易大规模/超大规模集成 |
由一个三极管与相应库组成的基本组态放大电路
分类：
- 双极型：共发射极、共集电极、共基极
- 场效应：共源极、共漏极、共栅极
放大对象：微弱、变化的信号，又称交流小信号
放大的实质：由直流能转为交流能
功能分类：电压增益、电流增益、跨阻增益、跨导增益
是一个双端口网络
对输入端，可等效为输入电阻
对输出端，可等效为受控电压源或受控电流源
电压放大模型：
：负载开路时的电压增益
：输入电阻
：输出电阻
-
-
- 主要由负载影响增益
- 输出电阻越小越好
电流放大模型：
：负载短路时的电流增益
-
-
- 主要由负载影响增益
- 输入电阻越小越好
放大倍数：
- 电压放大倍数
- 源电压放大倍数
- 电流放大倍数
- 源电流放大倍数
- 功率放大倍数
- 输入电阻
- 输出电阻
- 通频带BW：放大倍数不小于中频电压放大倍数
的
时对应的频率范围
放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提
放大电路的分析主要指直流特性与交流特性的分析，须区分静态与动态，直流通路与交流通路
-
静态：
，又称直流工作状态
-
动态：
，又称交流工作状态
-
直流通路：直流量传递的途径，耦合电容开路
-
交流通路：交流量传递的途径，直流电源和耦合电容短路
分析对象：静态工作点Q：以及
分析路径：直流通路
分析方法：
- 计算法：画出放大电路的直流通路，以两个固定电位间的通路为着眼点，根据KVL、KCL列方程
- 图解分析法：
- 双极型：在输入特性曲线上画出静态工作点，得到
，在输出特性曲线上画出静态工作点，得到
- 场效应管：在转移特性曲线上画出静态工作点，得到
，在输出特性曲线上画出静态工作点，得到
- 双极型：在输入特性曲线上画出静态工作点，得到
分析对象：
分析路径：交流通路
分析方法：
- 图解分析法：
- 画出交流通路
- 列出输出回路交流方程
- 在输出特性曲线中画出负载线：过Q且斜率为
的直线
- 微变等效电路法：微变使得近似线性
- 画出交流通路
- 将三极管用等效模型代替
- 整理出放大电路的等效电路
- 基于KCL、KVL列方程
结论：
- 交流负载线与直流负载线交于Q
- 直流负载线反映静态时电压电流变化关系，用于确定Q
- 交流负载线反映动态时电压电流变化关系，是交流输入下Q的运动轨迹
- 交流负载电阻
，故交流负载线更陡
三极管VT：放大作用
负载电阻：将变化的电流转化为电压输出
偏置电路：提供直流偏置
耦合电容：隔直流，通交流
放大电路的构成原则：
- 与放大管种类匹配的电源极性
- 合理设置静态工作点Q
- 外加输入信号加在发射结上
- 将交流量转换成电压，输出端须接负载电阻
直流负载线的确定方法：
-
- 在输出特性曲线上确定两点
-
- 在输入特性曲线上作出输入负载线，两线交点即为Q
交流负载线的确定方法：
- 通过输出特性曲线上的Q点作一条斜率为
直线
- 两个特殊点
饱和失真：放大电路工作到三极管的饱和区引起的非线性失真
- NPN管：输出电压表现为底部失真
截止失真：放大电路工作到三极管的截止区引起的非线性失真
- NPN管：输出电压表现为顶部失真
放大电路的最大不失真输出幅度：工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位
电压放大倍数：
输入电阻：
输出电阻：
源电压放大倍数：
Q点对电路性能的影响：均为温度的函数
须有
直流分析：
交流分析：
- 电压放大倍数：
- 输入电阻：
- 输出电阻：忽略
的影响：
直流分析：与共射放大电路一致
交流分析
- 电压放大倍数：
- 输入电阻：
- 输出电阻：
特点：
- 同相放大器
- 输入电阻比共射电路小
- 输出电阻与共射电路相同
电压放大倍数：
输入电阻：
输出电阻：
特点：
- 射极输出器=电压跟随器
- 输入电阻高
- 输出电阻低
同一种导电类型的BJT构成复合管时，前一只BJT的发射极接至后一只BJT的基极，以实现两次电流放大作用；等效为同一类型的BJT
不同导电类型的BJT构成复合管时，前一只的集电极接至后一只的基极，以实现两次电流放大作用；等效为与第一只BJT相同类型的BJT
要求：
- 两个BJT的电流方向必须统一，内部电机的电流流向不能冲突
- 第二只BJT的发射极必须单独引出，作为相同导电类型等效BJT的发射极，或不同导电类型等效BJT的集电极
电流放大系数：
输入电阻：
- 相同类型：
- 不同类型：
为提高复合管的热稳定性，一般在第二只管的基极与发射极间连接一个穿透电流泄发电阻
组态：
- 共源：相当于共射极
- 共栅：相当于共基极
- 共漏：相当于共集电极
静态分析：
- 计算法：
-
- 图解法
交流分析：
- 电压放大倍数
- 输入电阻
- 输出电阻
静态分析：
交流分析：
- 电压放大倍数
- 输入电阻
- 输出电阻
动态性能比较表
常用复频率s进行分析，求出放大电路的电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗等关于s的方程
考虑上下限截止频率时零点往往不及极点，可以忽略
主极点：
- 低频主极点：比其它极点值都大4倍以上
- 高频主极点：比其它极点值都小4倍以上，又称主极点
波特图：
- 幅频特性：以中频段为基准，低频段+20dB/dec，高频段-20dB/dec
- 相频特性：第一个极点相移±45°，第二个极点相移±135°，以此类推
时间常数τ：电路中每一个结点所对应的电容及与之并联的电阻的乘积
开路时间常数法：适用于-3dB高频带宽，计算每一个开路时间常数
- 画出等效电路
- 逐个求解从各电容两端看的等效电阻
- 求解时将电路中其它起高频带宽限制作用的电容进行开路处理，并将独立信号源设为无效
- 求解每个电容的开路时间常数及对应的上限截止频率
- 写出高频段电压放大倍数的传递函数
短路时间常数分析法适用于-3dB低频带宽，计算每一个开路时间常数
- 画出等效电路
- 逐个求解从各电容两端看的等效电阻
- 求解时将电路中其它起高频带宽限制作用的电容进行短路处理，并将独立信号源设为无效
- 求解每个电容的开路时间常数及对应的下限截止频率
- 写出低频段电压放大倍数的传递函数
放大电路总的传递函数：
典型频率特性曲线
中频放大倍数
：下限截止频率
：上限截止频率
- Δf：通频带（BW）
常用波特图分析。特点：
- 折线化
- 对数分度
- 乘法变加法
分类：
- 幅频失真
- 相频失真
- 组合失真
产生原因：
- 电抗性元件
- β
混合π型高频小信号模型
等效模型
参数计算
单向化
- 共射截止频率
- 特征频率