模拟电子技术读书笔记

模拟电子技术读书笔记

【篇一：模拟电子技术(读书笔记)】

关于模拟电子技术的读书报告

——模拟电子技术的发展与应用

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摘要

模拟电子技术作为电气工程及自动化专业的专业主干课程之一，经

历了长足的发展，目前已经被广泛应用在我们的生活当中。它是一

门研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。模拟电子技术以半

导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括功率

放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、

信号产生电路、电源稳压电路等研究方向，不断的改革创新，并应

用到生产生活当中，极大的推动了科技的进步。本次读书报告，从

模拟电子技术的基础说起，概述了模拟电子技术的发展过程以及目

前较为常用的一些模拟电子器件，包括二极管、三极管以及集成运

算放大电路及其应用状况。

关键词：模拟电子技术，二极管，三极管，功率放大电路，运算放

大电路。

模拟电子技术作为电气工程专业的主干课程之一，在电气工程领域

有着举足轻重的地位，其也随着科技的进步在不断的发展，并且已

经渗透到几乎所有的电气领域和人们的生活当中。

利用这个暑假，我认真的阅读学习了基本关于模拟电子技术方面的

书籍。这基本书较为详细的介绍了模拟电子技术的基础知识和发展

现状及应用。在读这几本书的时候与之前学过的模拟电路结合起来，使得我对模拟电子技术这门课程有了更深层次的认识。

模拟电子技术基础大概被分为以下几个部分介绍，分别为：常用半

导体器件、基本放大电路、多级放大电路、集成运算放大电路、放

大电路的频率响应、放大电路中的反馈、信号的运算和处理、波形

的发生和信号的转换、功率放大电路、直流电源。通过这几部分详

细的讲述了模拟电子技术的基础知识，对于电气专业的其他以模拟

电路为基础的课程的学习也有很大的帮助。

模拟的电子技术的发展可大概分三个阶段：从1900年到1947年是

电子管时代，从1947年开始晶体管时代，从1960年开始进入集成

电路时代。在进入集成电路时代以来，模拟电子器件的基本单元就

是半导体器件，其是构成半导体器件的基本元件，他们所用的材料

是经过特殊加工且性能可控的半导体材料。

半导体材料又被分成本征半导体材料和杂质半导体材料。本征半导

体是人们最早发现的半导体材料，是指纯净的具有晶体结构的半导体；后来通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，即得到杂志半导体。本征半导体的导电性能很差，且与环境和温度

密切相关，这就造成半导体器件温度稳定性差的弊端。为此，人们

通过对半导体器件的导电原理进行深入的研究过后，通过在本征半

导体材料中掺入杂质来改变半导体器件的导电特性，根据参入杂质

的不同，可以形成n型半导体和p型半导体，控制掺入杂质元素的

浓度，可以控制半导体的导电性能。

在纯净的硅晶体中掺入+5价元素（例如磷）使其取代晶体中硅原子

的位子，就形成了n型半导体。由于掺入了+5价元素，从而使得晶

体中的自由电子的数量增加，自由电子就成为了n型半导体器件的

主要载流子。在纯净的硅晶体中掺入三价元素（例如硼）使之取代

晶体中硅原子的位子，就形成了p型半导体。由于掺入的是三价元素，从而使得晶体中空穴数量增加，空穴就成为了p型半导体的主

要载流子。两种半导体都是掺入的杂质的越多，导电能力越强。由

于掺入的杂质使多子的浓度大大增加，从而使子与少子复合的机会

大大增多。因此，对于杂质半导体，多子的浓度越高，少子的浓度

就越低可以认为多子的浓度等于所掺

杂质原子的浓度，因而他受温度的影响很小。而少子是本征激发形

成的，所以尽管其浓度很低，却对温度非常敏感，这将影响半导体

器件的性能。

随着研究的深入，人们发现，采用不同的参杂工艺，将p型半导体

和n型半导体制作在同一块硅片上，在他们的交界面就形成了pn 结。图 pn结

pn结具有单向导电性。当将p型和Ｎ型半导体制作在一起时，在他

们的交界面，两种载流子的浓度诧异很大，因而Ｐ区的空穴就会向

Ｎ区扩散；于此同时Ｎ区的自由电子也会向Ｐ区扩散，这样就会逐

渐形成一个空间电荷区。随着扩散运动的进行，空间电荷区加宽，

内电场增强，其方向由Ｐ区指向Ｎ区，正好阻止扩散运动的进行。

ＰＮ结的伏安特性分为正向特性，电容效应分为势垒电容和扩散电容。

在pn结被发明之后，半导体二极管应运而生。将pn结用外壳封装

起来，然后再加上电极引线就形成了半导体二极管，简称二极管。

由p区引出的电极为阳极，由n区引出的电极为阴极。二极管的结

构主要分为：点接触型、面接触型、平面型。

为了描述二极管的性能，常引入一下几个参数：最大整流电流、最

高反向整流电压、

反向电流、最高工作频率。由于制造工艺的限制，即使是同一型号

的二极管的特性也会有较大的差距，所以使用手册上给出的数据往

往是上限，下限的范围，因此在实际使用时应当根据使用的现实环

境来进行选择。

下面介绍了一些主要的二极管：

1.稳压二极管：一种硅材料做成的面接触型的二极管。稳压管在反

向击穿是，在一定的电流范围内（或者说在一定的功率损耗范围内），端电压几乎不变，表现出稳压特性，因而常被使用在稳压电

源和限幅电路中。

2.发光二极管：可以发出可见光、不可见光、激光等的二极管。发

光二极管因其驱动电压低、功耗小、寿命长、可靠性高等有点广泛

用于显示电路中。

3.光电二极管：是一种远红外接收管，是一种光能与电能转换的器件。

随着科技的进步，人们有发明了双极型晶体管（bjt），简称晶体管。根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，并形成

两个pn结，就构成了晶体管。三个pn结形成三个区，每个去由一

根引线相连，分别为基极b、发射极e、和集电极c。

晶体管在工作时，由其输出特性曲线可看出其可工作在三个状态：

截止区、放大区和饱和区。在模拟电路中，绝大多数情况下应保证

晶体管工作在放大区。

将一定数量的二极管和晶体管通过一定电路集成起来就形成了集成

运算放大电路，由于其最初多用于各种模拟信号的运算（如比例，

求差，求和，微分，积分……）上，故称为集成运算放大电路，简

称集成运放。集成运放广泛用于模拟信号的处理和发生电路之中，

因其高性能能、低价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放

大电路。

集成运放的特点：

【篇二：模拟电子技术学习笔记】

本证半导体：纯净晶体结构的导体。常用的有硅和锗。

在外电场的作用下，自由电子定向移动形成电子电流；从而破坏晶

格间原有的共价键，出现电子的空位，称为空穴。空穴也进行位置

的相对移动，形成空穴电流。 n型半导体：在本征半导体中加入+5

价的元素，（磷，锑，砷）。使导体内的每一个原子周围除形成共

价键之外，有一个游离的电子，n型半导体的多数载流子电子，少数载流子空穴。电子受力移动，留下施主杂质带正电（不参与导电）。所以，杂质半导体，多数载流子主要取决于杂质的浓度。少数载流

子有共价键提供，其浓度取决于温度。整个半导体内先电中性。

二极管的应用：限幅电路

门电路

三极管的结构及类型

无论是pnp还是npn型的三极管，都包含三个区：发射区(c)、基

区(b)和集电极区(e)。

三极管的接法：

(a) 共基极(b) 共发射极(c) 共集电极

1：发射结(c)重掺杂。 2：基区(e)很薄。 3：集电极面积大。

1：当uce不变时，输入回路中的电流ib与电压ube之间的关系曲线称为输入特性

三极管的特性曲线： 2：当ib不变时，输出回路中的电流ic与电

压uce之间的关系曲线称为输出特性

电容开路

(先画出直流通路电感短路

信号源短路

共设极的电路：

1、输入电压与输出电压反相。

2、顶部失真，输入回路就出现开始失真。（饱和） uce减小到极

限 3、底部失真，输入端ib没失真，在输出出现失真。（截止）

uce增静态工作点不合适大到极限近似等于vcc

不失真，

整个周期，三极管处在放大区。

【篇三：模拟电路学习笔记】

模电（放大、电源电路）学习

operational amplifier-----运算放大器；simplified----简化的；common---对应共模信号（c）；difference---对应差模信号（d）； ttl-------三极管-三极管逻辑电路；mos-----金属-氧化物-半导体电路。ttl电平：

输出高电平2.4v,输出低电平0.4v。在室温下，一般输出高电平是

3.5v，输出低电平是0.2v。最小输入高电平和低电平：输入高电平

=2.0v，输入低电平=0.8v，噪声容限是0.4v。

cmos电平：

1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0v。而且具有

很宽的噪声容限。

emc（electro magnetic compatibility）电磁兼容性，包括

emi(interference)和ems(susceptibility),也就是电磁干扰和电磁抗

干扰。

主要学习内容：集成放大电路、差分放大电路、多级放大电路、功

率放大电路。 ----------总之就是多级的差分输入集成放大电路---多个

集成运放组成的多级放大电路。放大概念：放大倍数为

“线与”----即线与逻辑，即两个输出端（包括两个以上）直接互连就

可以实现“and”的逻辑功能。在总线传输等实际应用中需要多个门的

输出端并联连接使用，而一般ttl门输出端并不能直接并接使用，否

则这些门的输出管之间由于低阻抗形成很大的短路电流（灌电流），而烧坏器件。在硬件上，可用集电极开路门（oc门）或三态门（ts 门）来实现。用oc门实现线与，应同时在输出端口应加一个上拉电阻。电阻、电容测量方法：

测电阻、电容最终都是转换成电压并通过ad测量并找出电阻、电容与电压的函数关系，从而根据测得的电压值来计算电阻值或电容值。

1 模拟电路类型：

（整流、滤波、稳压）、微分和积分、选频、电压比较、振荡、反馈、放大电路。

（1）电源类：整流、滤波、稳压--由220v交流电得到稳压的直流电。

（2）微分和积分电路：积分电路把方波转换为三角波或斜波（锯

齿波）；微分电路把方波转换成尖脉冲波（波形变换）还具有滤波、延时、定时等作用。

（3）选频电路：利用电路的谐振特性选取信号--类似滤波电路。

（4）电压比较电路：比较两个输入电压的大小关系--放大倍数无穷

大的运放。

（5）振荡电路：包括rc、lc、石英晶体振荡（晶振）电路--为

mcu提供时钟信号。

（6）反馈电路：包括正反馈和负反馈电路。

（7）信号运算与处理电路：包括比例运算、加减运算、微分积分

运算、对数指数运算、模拟乘法器和滤波器电路。

（8）波形发生与信号转换：包括振荡电路、电压比较器、非正弦

波发生电路和u-i转换、精密整流、u-f转换电路（压控振荡器）。（9）放大电路：包括bjt放大、fet放大、运算放大（集成放大）、功率放大。 2 重点学习电路：

各类放大电路及其相关电路（滤波、稳压、u-i转换等电路）。

学习方法：先打好基础、不急于求成;首先熟悉基本集成放大电路-----定性分析----定量计算（任何学习都是相通的、由浅入深、循序渐进、脚踏实地、功到自然成）。 ----------------

3 熟悉集成放大电路：

偏置电路：晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大，

就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的静

态工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、

发射极和集电极处于所要求的电位（可根据计算获得）。这些外部

电路就称为偏置电路（可理解为，设置pn结正、反偏的电路），偏

置电路向晶体管提供的电流就称为偏置电流，也可表述为为各级放

大电路设置合适的静态工作点的电路。

输入电阻：（从输入端看进去的等效电阻）和输出电阻（将输出等

效成有内阻的电压源，内阻就是输出电阻）-----输出电阻越小、负载

能力越强。

通频带：只对有限频率范围内的信号进行放大。

衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。

由于电容、电感及放大管pn结的电容效应，使放大电路在信号频

率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。

共模抑制比kcmr=ad/ac：综合考察差分放大电路放大差模信号的能

力和抑制共模信号的能力-------理想时为无穷大(ac为共模放大倍数--

--理想时为0，ad为差模放大倍数)。

总之：共模信号为噪声或干扰信号、差模信号为有用信号。

3 理想运放：“虚断”i－= i+ =0------适用于理想运放工作在线性和饱

和时！“虚短” u+ = u-------只适用于理想运放闭环线性应用时！

开环电压增益a ud =∞；输入阻抗r i =∞；输出阻抗r o =0；带宽

fbw =∞。运放要工作在线性区，必须引入深度负反馈。

4 线性应用：比例、加法、减法、乘法、除法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。

5 同相与反相输入端：u -对应的端子为“-”，当输入u -单独加于该

端子时，输出电压与输入电压 u -反相，故称它为反相输入端。 u +

对应的端子为“＋” 当输入u +单独由该端加入时，输出电压与u同相，故称它为同相输入端。

同相放大器、反相放大器：输入端的极性和输出端是同一极性的就

是同相放大器（输入信号从同相输入端输入），输入端的极性和输

出端是相反极性的就是反相放大器（输入信号从反相输入端输入）。同相放大器、反相放大器对比：

同相放大电路:

优点在于有足够大的输入阻抗，对于输出阻抗很大的电路比较适用。缺点在于放大电路没有虚地，抗干扰能力相对较差，另外一个小缺

点是放大倍数只能大于1。

反向放大电路:

优点是同相端接地，反相端虚地，抗干扰能力强

缺点是输入阻抗很小，不适用于前级电路输出阻抗很大的场合

6 集成运放的组成：

一般由 4 个部分组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。

输入级：又称前置级，输入电阻大、差模放大倍数大、共模放大倍

数小、输入端耐压高，并完成电平转换（即对“地”输出），多采用

差分放大电路。中间级：主放大器，它所采取的一切措施都是为了

增大放大倍数，多采用共射放大电路。

输出级：功率级，多采用准互补输出级，输出电阻小、最大不失真

输出

电压高。

偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。

集成运放组成的放大电路

研究问题：

（1）运算电路：运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果，

如加、减、乘、除、乘方、开方、积分、微分、对数、指数等。

（2）描述方法：运算关系式 uo＝f (ui )。

（3）分析方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点。

1 比例运算电路：

component wizard.；平、0；0000

同相输入----------输入输出的电压符号相同。

反相输入----------输入输出的电压符号相反。

电压跟随器-------输出端与反相输入端直接连接（或通过电阻连接），使得输出电压与同相输入电压相等。

电压跟随器作用是做缓冲级或隔离级（承上启下），提高输入阻抗、降低输出阻抗，可以降低损耗、提高带负载能力。

单端输入放大电路：根据公式调整rf与r的关系即可实现不同的放

大倍数。

2 加减运算电路：

反相求和：多个信号从反相输入端输入。

同相求和：多个信号从同相输入端输入--输入电路相同时运算结果正好相反。