电路基础_模拟电路_问答_2023_01

模拟电路

（数学、电路、编程、信号处理）

模拟电路的历史可以追溯到19世纪初，当时电学理论才刚刚开始发展。经过多年的研究和实践，一些重要的电学定律和基本电路结构被发现和建立，如欧姆定律、基尔霍夫定律、戴维南-诺尔顿等效原理、电容和电感的基本特性等。这些基本理论奠定了模拟电路研究的基础。

到了20世纪初，电子管的发明使得模拟电路的设计和实现得到了重大突破。电子管具有放大作用，可以用来构建各种类型的放大器、滤波器和振荡器等电路。在二战期间，电子管技术得到了迅速发展，出现了一批重要的电子管器件，如三极管、四极管、光电管等，这些器件不仅提高了模拟电路的性能，还推动了通信、雷达、计算机等技术的发展。

20世纪50年代，晶体管的发明和应用进一步推动了模拟电路的发展。晶体管具有更好的性能和可靠性，可以实现更高效、更稳定的电路设计。同时，集成电路技术的出现也大大简化了电路的设计和制造过程，使得模拟电路得以进一步普及和应用。

随着计算机技术和数字信号处理技术的快速发展，数字电路逐渐替代了一些传统的模拟电路应用。然而，模拟电路在很多领域仍然具有重要的应用价值，如模拟信号处理、传感器测量、功率电子等领域。同时，模拟电路的理论和设计方法也不断发展和完善，为实现更高性能、更可靠的模拟电路提供了重要的理论基础。

1、模拟电路课程的主要内容

电路元件的特性与参数：学习各种电子元器件的特性参数，如电阻、电容、电感、二极管、晶体管、放大器等。

放大器的设计和分析：学习放大器的基本概念、种类、特性、设计和分析，包括单级放大器、多级放大器、差分放大器等。

滤波器的设计和分析：学习各种滤波器的基本原理、种类、特性、设计和分析，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。

模拟信号处理：学习模拟信号的获取、处理和传输，包括模拟信号调制、解调、信号转换、模拟信号处理电路等。

反馈电路：学习反馈电路的基本原理、分类、设计和分析，包括正反馈和负反馈电路等。

模拟电路仿真：学习使用电路仿真软件进行模拟电路的设计、分析和验证，如SPICE、Multisim等。

2、MOS管的形成与工作原理？

MOS管（MOSFET）是一种常用的场效应晶体管，其形成过程是在半导体基片上生长一层绝缘层（通常是二氧化硅），再在绝缘层上制造出源极和漏极接触的沟道区，最后在沟道区埋入控制栅极。

MOS管的工作原理是基于栅极电场的调控作用。当栅极施加正电压时，形成沟道的电子受到栅极的吸引，导致沟道区形成导通通道，漏极与源极之间形成电流通路，MOS管处于导通状态；当栅极施加负电压时，形成沟道的电子被栅极排斥，沟道区断开，MOS管处于截止状态。与普通的BJT相比，MOS管具有输入电阻高、噪声低、功耗小、速度快等优点。

根据沟道型和绝缘型的不同，MOS管可分为N沟道型（NMOS）、P沟道型（PMOS）、N绝缘型（NMOS）和P绝缘型（PMOS）四种类型。其中NMOS和PMOS的栅极电压正负相反，因此通常一起使用，构成CMOS电路，用于数字电路的实现。

3、场效应管和晶体管比较？（场效应管特点）

场效应管（FET）和晶体管（BJT）是两种常用的半导体器件。它们的主要区别在于控制电流的方式不同。

晶体管的电流控制是通过控制基极电流实现的，而场效应管的电流控制是通过控制栅极电压实现的。

在晶体管中，当正向电流进入基极时，会引起电流放大作用，从而控制电流从集电极流出。晶体管的主要优点是其放大系数高，且性能稳定，但缺点是需要在电路中注入大量的基极电流，这会导致电路能耗较大。

相比之下，场效应管的主要优点是在输入端不需要注入电流，仅需要控制栅极电压即可控制电路中的电流。由于不需要注入电流，因此场效应管的能耗较低。另外，场效应管的输入阻抗较高，输出阻抗较低，因此适用于高阻抗输入和低阻抗输出的电路应用。但其缺点是放大系数低，噪声较大，且容易出现漏电流。

4、运放常用的参数？

运放（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种重要的模拟电路元件，常用于信号放大、滤波、积分、微分等应用。以下是运放常用的参数：

增益（Gain）：指输入信号经过运放放大后输出信号的幅度与输入信号的幅度之比，通常用分贝（dB）表示。增益是运放最重要的参数之一。

带宽（Bandwidth）：指运放能够放大信号的频率范围。在此范围内，运放的增益可以保持比较稳定。

输入阻抗（Input Impedance）：指运放输入端的阻抗大小，通常用欧姆（Ω）表示。输入阻抗越大，输入信号对电路的影响就越小。

输出阻抗（Output Impedance）：指运放输出端的阻抗大小，通常用欧姆（Ω）表示。输出阻抗越小，输出信号对负载的影响就越小。

偏移电压（Offset Voltage）：指运放在输入端两个输入端没有连接信号源时，输出端输出的电压值。

偏移电流（Offset Current）：指运放在输入端两个输入端没有连接信号源时，输出端输出的电流值。

共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio，CMRR）：指运放输入信号中共模信号对输出信号的影响程度。通常用分贝（dB）表示。

温度漂移（Temperature Drift）：指运放参数随温度变化而发生的变化。运放通常会受到温度影响，温度漂移可以评估运放的稳定性。

失调电压、失调电流、偏置电流、增益带宽积、共模抑制比、失调电压温漂、转换速度

5、ptc热敏电阻工作原理？

PTC热敏电阻（Positive Temperature Coefficient thermistor）是一种半导体热敏电阻器件，其电阻值随温度升高而增加。其工作原理是基于半导体材料中电子与电子之间的热振荡效应。

当温度升高时，半导体材料中的电子热振荡加剧，使其能量升高，从而导致电阻值增加。这是因为电子能量增加会导致它们在晶格中的散射频率增加，从而增加了电子与晶格之间的相互作用力，使电阻值增加。

PTC热敏电阻的温度响应特性可以用其热敏系数来描述。热敏系数是指在一定温度范围内，电阻值随温度变化的相对变化率。PTC热敏电阻的热敏系数通常在温度上升到其临界温度后突然变大，这种特性被称为“正温度系数效应”。

由于其正温度系数效应和响应速度快的特点，PTC热敏电阻被广泛应用于过流保护、过温保护、温度补偿、温度测量等领域。

6、什么是趋肤效应？

高频电流流过导体时，电流会趋向与导体表面分布，越接近导体表面电流密度越大

趋肤效应（skin effect）是指当电流通过高频导体时，电流集中于导体表面，而不是均匀分布于导体内部的现象。这是由于高频电流在导体内部引起的电磁感应作用，产生了反向电流，这个反向电流的磁场与原始电流的磁场相抵消，导致电流只能通过导体表面。随着频率的增加，趋肤深度减小，电阻增加，导致信号传输的衰减和失真。在高频电路设计中，需要考虑趋肤效应对电路性能的影响，并采取一些措施来减小趋肤效应的影响，如采用扁平化导线、多股细线等。

什么情况下考虑趋肤效应？

在高频电磁波传输中，特别是在高频电路和天线设计中，需要考虑趋肤效应对电信号传输的影响。趋肤效应会导致电磁波在导体表面附近的区域内逐渐衰减，从而影响电信号的传输质量和距离。

趋肤效应也在许多其他应用中被考虑，例如电磁炉、电动车、电动火车等高频电器设备中，趋肤效应会导致电流集中在导体表面附近的区域内，从而导致导体表面加热或电能的损耗。

7、晶体管基本放大电路有共射、共集、共基三种，简述这三种基本放大电路的特点？

晶体管基本放大电路有三种，分别为共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路，它们的特点如下：

共射放大电路：

共射放大电路的输出信号为反相信号，即当输入信号增加时，输出信号减小。其特点是输入阻抗较高，输出阻抗较低，电压放大系数较大，可实现较大的功率放大，适用于低噪声、高增益、中等频率的放大电路。

共集放大电路：

共集放大电路的输出信号为同相信号，即当输入信号增加时，输出信号也增加。其特点是输入阻抗较低，输出阻抗较高，电压放大系数小于1，但具有较大的电流放大系数，适用于需要放大小信号的电路。

共基放大电路：

共基放大电路的输入信号与输出信号同相，输入电阻较低，输出电阻较高，电压放大系数小于1，但具有较大的电流放大系数，适用于需要放大小信号的电路，尤其适合作为高频放大电路的前置放大器。

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共射放大器：既有电压放大，又有电流放大作用，反相，输出电阻较大适合低频情况，常作多级放大电路的中间级。
共集放大器：电压跟随，电流放大。输入电阻最大，输出电阻最小，常用作缓冲级（能量尽可能正向传输而不反向传输）
共基放大器：电流跟随，电压放大。输入电阻小，输出电阻大，常用于高频或者宽频带电路。

8、解释UART、USRT、USART

UART是英文Universal Asynchronous Receiver/Transmitter的缩写，是一种通用的异步串行通信接口，常用于微控制器、计算机和外围设备之间的数据传输。UART不需要外部时钟信号，而是依靠波特率发生器来控制数据传输速率。

USRT是英文Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter的缩写，是一种可同步或异步工作的通用串行接口，与UART相比，USRT需要外部时钟信号来控制数据传输速率。

USART是英文Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter的缩写，是一种既支持同步通信又支持异步通信的通用串行接口。USART具有与USRT相同的功能，但与UART不同，它可以在同步模式下使用外部时钟信号，从而使数据传输更加可靠。

9、BJT

BJT（Bipolar Junction Transistor，双极晶体管）是一种半导体器件，又称半导体三极管，简称三极管，通常用作电子放大器和开关。它由三个掺杂不同类型的半导体区域组成：n型区（负载子），p型区（空穴子）和n型区（基区），形成了两个pn结。这些区域分别称为发射区，基区和集电区。两个PN结相互影响，使晶体管表现出不同于单个PN结地特性而具有信号放大功能，成为各种电子电路的核心元件。

BJT有两种类型：NPN型和PNP型。NPN型的结构是一个p区被夹在两个n区之间，而PNP型的结构是一个n区被夹在两个p区之间。当BJT的发射结被极化并且基结被注入电流时，它会产生一个电流放大效应，从而产生一个大的输出电流。在放大器电路中，BJT常常用作电流放大器和电压放大器，可以将微弱的信号放大到足以驱动负载的电平。

在开关电路中，BJT的基结被用作控制输入，可以将小电流信号转换为大电流输出。当输入信号被施加到BJT的基结时，它会导致基结电流的变化，从而导致集电结的电流变化。这种电流变化可以用来控制负载电路的开关。在数字电路中，BJT常用作开关，可以实现逻辑门电路和存储器电路等。

当三极管工作时，它的发射结和集电结之间形成了一个电流放大器。当输入信号被施加到BJT的基结时，它会导致基结电流的变化，从而导致集电结的电流变化。这种电流变化可以用来控制负载电路的输出功率。因为三极管的输出电流可以比输入电流更大，所以它可以放大电路的功率。

另外，三极管也具有一些其他的特性，比如具有内在的反馈机制和非线性的特性，这些特性可以帮助三极管实现功率放大的功能。例如，当BJT工作在饱和区时，其集电结和发射结之间的电压非常小，而且几乎不会随着输出电流的增加而变化，这种非线性的特性可以用来实现高效率的功率放大。

BJT处于放大工作状态时，发射结处于正向偏置状态，集电结处于反向偏置状态。

内部结构+外部条件

共基电流放大系数$\alpha$，表示 $I_{CN}$ 在 $I_E$ 中所占比例，典型的$\alpha$值在0.98~0.997之间。

共射电流放大系数$\beta$

BJT和MOS管的区别？

BJT（双极型晶体管）和MOS管（金属氧化物半导体场效应管）是两种不同类型的晶体管。它们之间的区别如下：

构造：BJT有三个区域，分别是发射极、基极和集电极。MOS管有一个氧化层和一个门极，这两个部分组成了一个带电的栅极。

导电方式：BJT的导电是由移动的电子和空穴提供的，它的主要特点是输入电流控制输出电流。MOS管是一种容积型的场效应晶体管，主要是由栅极电压控制输出电流。

控制：BJT的基极电压控制输出电流。MOS管的栅极电压控制输出电流。

功耗：相同功率下，MOS管的功率损耗比BJT低，因为MOS管的输入电阻较高。

噪声：相同的尺寸下，BJT的噪声比MOS管低。

速度：MOS管的开关速度比BJT快，而BJT的高频响应比MOS管好。

适用范围：MOS管适用于数字电路和低频模拟电路，而BJT则更适合于高频模拟电路。

三极管的放大作用

共射放大电路：共射放大电路的输入信号加在基极，输出信号从集电极取出，而发射极接地。共射放大电路的放大倍数高，输入输出之间相位差180度，因此是一种电压放大电路。共射放大电路具有很高的输入阻抗和中等的输出阻抗，可以用作信号放大器。

共基放大电路：共基放大电路的输入信号加在发射极，输出信号从集电极取出，而基极接地。共基放大电路的输入输出之间相位差为0度，因此是一种电流放大电路。共基放大电路具有很低的输入阻抗和很高的输出阻抗，可以用作高频放大器。

共集放大电路：共集放大电路的输入信号加在基极，输出信号从发射极取出，而集电极接到电源电压。共集放大电路的输入输出之间相位差为0度，因此是一种电压跟随器。共集放大电路具有很低的输出阻抗和中等的输入阻抗，可以用作缓冲放大器。

基区调制效应

BJT中的基区调制效应指的是通过改变基极电压，控制集电区和发射区之间的电阻，从而影响BJT的放大倍数。当基极电压增加时，电子注入基区的数量增加，因此有效载流子浓度增加，从而导致基区的电阻降低。由于基区电阻的变化，BJT的放大倍数也随之变化。

基区调制效应通常被视为一种负面影响，因为它会导致BJT的放大倍数随着基极电压的变化而变化，从而导致信号失真。为了减轻基区调制效应，可以采用一些技术，如增加BJT的掺杂浓度或者采用双极性晶体管的结构。

BJT共射电路

$V_{CC}$是集电极回路直流电源，通常值为几伏到几十伏。它为输出信号提供能量，其接法要保证三极管集电结为反向偏置。

$R_C$为集电极负载电阻，通常的值为几千到几十千欧，其作用是将集电极电流的变化转换为电压变化反映在输出端。

$V_{BB}$是基极回路的直流电源。它为三极管提供正向偏置电压。其接法保证发射结为正向偏置，并通过基极偏置电阻$R_b$共给基极一个偏置电流$I_B$。

$C_1$、$C_2$为隔直电容或耦合电容，它们隔离直流电源对信号源和负载的影响，起到”传送交流，隔离直流“的作用。其值一般为几到几十微法。

静态

在分析放大电路时，需要先确定其静态工作点Q（即电路的直流偏置点），以保证电路在正常工作时处于稳定的工作状态。确定电路的静态工作点通常需要进行以下几个步骤：

确定电路中的电源电压：根据电路中的电源电压和电源电阻，可以计算出电路中的电流。

选择适当的偏置电阻：为了使三极管处于放大状态，需要在电路中加入一个适当的偏置电阻。选择偏置电阻时，需要考虑到三极管的基极电压、基极电流、发射极电压等参数。

计算电路的静态工作点：通过分析电路中的电阻、三极管等元件的特性曲线，可以计算出电路的静态工作点，即三极管的基极电压、发射极电压和基极电流等参数。在计算时需要注意，静态工作点应该使三极管工作在其放大区，同时保证电路的偏置稳定性和线性放大范围。

检查电路的工作状态：确定电路的静态工作点后，需要检查电路的工作状态是否符合要求。可以通过测量电路的静态工作参数（如三极管的基极电压、发射极电压和基极电流等）和动态工作参数（如电路的增益、截止频率等）来检验电路的工作状态。如果发现电路工作不稳定或者放大效果不好，可以对电路的参数进行调整，重新确定电路的静态工作点。

直流通路和交流通路

在直流通路中，电容看作开路，电感看作短路。在交流通路中，电容足够大而看作短路，电感出现感抗，理想电压源由于其电压恒定不变，即等效交流电阻为0，因而对交流信号相当于短路。理想电流源相当于开路。作静态分析时，根据直流通路；作动态分析时，根据交流通路。

10、虚短虚断？

虚短：指在电路中，将两个接近的节点视为直接相连，因此两个节点之间的电压为0V。这个方法适用于两个节点之间的电阻很小，通常小于1kΩ。

虚断：指在电路中，将一个不影响电路稳态的元器件或电路段视为断路。这个方法适用于被断开的元器件或电路段对电路的稳态不产生重要影响的情况。

虚短和虚断的使用可以简化电路分析和计算，但是也有一定的局限性和风险。在使用虚短和虚断时需要注意，要根据具体情况合理选择近似方法，并在计算结果中进行修正和验证，以确保精度和可靠性。

11、甲类乙类放大电路？

甲类放大器是指在整个信号周期内，输出信号的导通时间大于半个周期，即输出信号处于导通状态的时间大于输出信号周期的一半。甲类放大器的特点是放大效率高，但存在较大的静态功率损耗和非线性失真。

乙类放大器是指在整个信号周期内，输出信号的导通时间小于半个周期，即输出信号处于导通状态的时间小于输出信号周期的一半。乙类放大器的特点是静态功耗低，但是存在交叉失真和死区失真。

在实际应用中，为了兼顾甲类放大器和乙类放大器的优点，常使用甲乙类混合放大器，也称为AB类放大器，其输出信号的导通时间大于等于半个周期，但小于输出信号周期的一半。这种放大器的功率效率比甲类高，而失真比乙类低。

12、稳压管在正常稳压工作时，其两端施加的外部电压的特点是？

稳压管在正常稳压工作时，其两端施加的外部电压保持不变，不随负载电流的变化而产生明显的变化，因此能够稳定输出一定的电压。稳压管内部采用反馈机制，通过对输入电压进行采样并与设定的参考电压进行比较，控制输出电压在一定范围内稳定不变。

13、放大电路引入负反馈后所产生的不利影响是？

放大电路放大的本质是能量的控制和转换；放大的对象是变化量；放大的特征是功率放大。放大只有在不失真的前提下才有意义。对于放大电路的质量要有一些围绕放大能力和保真度两方面的性能指标来评价，如增益、输入阻抗、输出阻抗、频率响应、失真度等。

自激振荡

放大电路引入负反馈后，一些不利影响可能会出现，包括：

增益下降：引入负反馈后，放大电路的增益会降低，这是为了减小电路的非线性失真。

带宽减小：由于负反馈网络的存在，放大电路的带宽会减小。

相位失真：负反馈会引入相位延迟，这可能会导致电路不稳定。

噪声增加：如果负反馈网络本身有噪声，那么它可能会增加放大电路的噪声。

输入电阻下降：由于负反馈网络的存在，输入电阻会降低，这可能会导致电路对输入信号的灵敏度下降。

输出电阻增加：负反馈会引入一个电阻，因此输出电阻会增加，这可能会导致电路对负载变化的响应变慢。

14、画一个最熟悉的电路图，介绍工作原理、元件参数、所加电压值、放大倍数

15、同步与异步？同步电路与异步电路？同步电路与异步电路中的时钟问题？

16、buck电路？（buck、boost、buck-boost）

Buck电路，也称降压转换器，是一种常见的DC-DC转换器，用于将高电压直流电源转换为低电压电源。Buck电路的基本原理是利用一个开关管（如MOSFET）控制电路中的能量存储元件（如电感或变压器）的充放电，从而达到电压降低的目的。

具体而言，当MOSFET导通时，能量存储元件会被充电，此时输出电压较低；当MOSFET截止时，能量存储元件会通过负载放电，此时输出电压较高。通过控制MOSFET的导通和截止时间比例，可以实现对输出电压的调节。

相比于其他DC-DC转换器，如Boost和Buck-Boost电路，Buck电路的转换效率较高，因为在导通状态下MOSFET只需要承担负载电流，而在截止状态下能量存储元件的放电只需要通过输出电容器完成，不需要MOSFET承担负载电流。

BUCK电路损耗有哪些？

BUCK电路主要有以下几种损耗：

开关管导通电阻损耗：开关管导通时，会有一定的电阻，产生功率损耗。

硅二极管导通电阻损耗：当开关管关断时，电感中的电流会通过硅二极管，产生一定的电阻损耗。

开关管开启/关闭损耗：开关管在切换过程中，需要耗费一定的能量来完成开启和关闭操作，这也会产生一定的损耗。

电感和电容损耗：电感和电容中的电流会产生一定的磁场和电场，导致能量损耗。

控制电路损耗：BUCK电路需要一定的控制电路来实现开关管的控制，这些控制电路也会有一定的能量损耗。

17、LDO和buck的区别？优缺点？

LDO和buck都是用来实现电压降压的电路，它们的区别和优缺点如下：

LDO（低压差线性稳压器）：

原理：通过将高输入电压降压到较低的输出电压，通过晶体管的线性调节，使得输出电压保持稳定。
特点：输入电压和输出电压之差较小，输出电压稳定性好，对输入变化的响应较快。
优点：在负载变化和输入电压变化时，输出电压波动较小，输出电压精度高，噪声较小，具有快速响应的特点。
缺点：效率较低，由于线性调节的方式会浪费能量，LDO的效率一般在60%~70%之间。

Buck：

原理：通过将输入电压转换成脉冲信号，然后经过一个滤波器输出稳定的低电压。
特点：通过脉冲宽度调制技术（PWM）调节输出电压，输入电压与输出电压之间存在较大的电压差，输出电压波动较小。
优点：效率高，能够实现高达95%以上的转换效率，适合高电压降低为低电压的场合。
缺点：输入电压和输出电压之间的差异较大，输出电压精度不如LDO高，负载变化时输出电压波动较大。

总的来说，LDO适用于要求高稳定性、低噪声、精度高的场合，而Buck适用于要求效率高、电压降低较大的场合。

18、MOS管的频率选择问题？

MOS管在工作时会受到一些限制，其中一个限制是开关速度限制。 MOS管需要在从导通到关断之间快速切换。如果切换速度过慢，MOS管会进入线性区域，从而增加功耗、温度上升，甚至可能导致元器件损坏。

在实际应用中，MOS管的频率选择是根据具体的应用需求来确定的。对于功率较大的应用，一般需要使用高速MOS管。同时，为了保证MOS管能够正常工作，还需要对MOS管的控制电路进行优化设计，以确保快速、准确地控制MOS管的开关。

19、二极管种类？原理？制作材料？导通电压？反向击穿电压？反向恢复时间？画出稳压二极管电路？

二极管是一种半导体器件，用于将电流限制在一个方向上，并用于整流、开关、保护等电路中。常见的二极管种类有普通二极管、肖特基二极管和Zener二极管。

普通二极管：普通二极管的工作原理基于PN结，由N型半导体和P型半导体组成。当P区加正电压，N区加负电压时，PN结中的电子将向P区移动，空穴将向N区移动，形成空间电荷区，使得PN结具有截止或者反向的电阻。当P区加负电压，N区加正电压时，电子向N区移动，空穴向P区移动，空间电荷区缩小，导通电阻变小。

肖特基二极管：肖特基二极管是一种金属-半导体二极管，其结构是由N型半导体和金属组成的。金属与N型半导体之间形成一个肖特基势垒，在正向电压下，电子可以通过势垒隧穿进入金属层，形成导电通路，而在反向电压下，肖特基二极管的反向电流很小，具有高速开关的特性。

Zener二极管：Zener二极管也是一种PN结二极管，但其工作原理是利用反向击穿效应。当反向电压达到一定值时，PN结会发生反向击穿，使得电流大幅增加，从而维持反向电压稳定。因此，Zener二极管常被用于电源电路中，以稳定输出电压。

二极管的制作材料一般为半导体材料，如硅、锗等。导通电压取决于二极管的材料和结构，一般在0.1V到1V之间。反向击穿电压取决于二极管的结构和材料，可在数V至几百V之间。反向恢复时间是指二极管在反向电压消失时，从导通到截止的时间。反向恢复时间取决于二极管的结构和材料，可在纳秒至微秒之间。

二极管的反向电流由什么载流子形成？其大小与什么有关？

20、三极管基本类型？几种工作状态？几种基本电路结构？特点？作用？如何实现的放大？三极管内部空穴或电子走向？本质放大原理？考虑什么参数？最基本的三极管曲线特性？

三极管基本类型：

三极管是一种半导体器件，由三个掺杂不同的半导体区构成。常见的三极管有NPN型和PNP型两种基本类型。

NPN型三极管：NPN型三极管的结构由P型半导体构成的基区夹在两个N型半导体形成的发射区和集电区之间。当发射极（N区）接通正电压时，发射区注入电子，电子经过基区，进入集电区（N区），形成电流流动。当基极接通一定电压时，可以控制发射极和集电极之间的电流，实现放大、开关等功能。

PNP型三极管：PNP型三极管的结构和NPN型类似，但是三个区的掺杂类型相反。当发射极（P区）接通负电压时，发射区注入空穴，空穴经过基区，进入集电区（P区），形成电流流动。当基极接通一定电压时，可以控制发射极和集电极之间的电流，实现放大、开关等功能。

此外，还有双极型、场效应型三极管等不同类型的三极管，但NPN型和PNP型是最基本的两种类型，也是最常见的。

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工作状态：

放大状态：当三极管的输入信号为小信号时，三极管的输出信号会被放大，这种状态称为放大状态。

截止状态：当三极管的基极电压小于截止电压时，三极管的输出电流为零，此时三极管处于截止状态。

饱和状态：当三极管的输入信号超过一定的阈值电压时，三极管的输出信号会处于饱和状态，此时三极管的输出电流已达到最大值，不能再继续增大。

开关状态：当三极管的输入信号为高电平时，三极管处于导通状态，此时三极管的输出电流为正，当输入信号为低电平时，三极管处于截止状态，此时输出电流为零，这种状态被称为开关状态。

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电路基本结构：

放大电路：通过对输入信号进行放大，以获得较大的输出信号的电路。常见的放大电路包括共射极放大电路、共基极放大电路、共集极放大电路等。

滤波电路：用于对电路中的信号进行滤波，去除噪声和杂波，以保证信号质量的电路。常见的滤波电路包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

整流电路：用于将交流信号转换为直流信号的电路。常见的整流电路包括半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路等。

信号发生器：用于产生不同类型的信号，如正弦波、方波、三角波等。常见的信号发生器包括晶体振荡器、多谐振荡器等。

时序电路：用于控制电路中的信号的时序，如时钟信号、计数信号等。常见的时序电路包括触发器、计数器等。

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如何实现的放大：

比发射区和集电区掺杂浓度低，基区的电阻比较大，因此只有很小的电流能够通过基区流入发射区。这个小的基极电流在发射区和集电区之间形成了一个大的电流放大效应，从而导致集电极输出一个放大的电流信号。

具体地说，当NPN型三极管处于放大状态时，正极接在基极，负极接在发射极，而集电极作为输出端。输入信号通过串联电容和输入电阻加在基极上，使得基极电流发生微小的变化。由于基极和发射极之间是一条PN结，当基极电流增大时，基区内的载流子浓度增加，导致电流密度增大，进而使得发射区的电流增大，进而引起集电极输出电流的增大。因此，通过控制基极电流，可以实现对集电极电流的放大。

三极管的放大是有限的，只有在一定的输入电压和电流范围内才能保持放大状态。此外，三极管的放大系数和工作状态等因素也会影响放大的效果，需要根据具体的应用需求和性能要求来选择合适的三极管型号和工作方式。

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三极管放大的物理机制是什么？为什么信号经过三极管放大电路会失真？

21、建立时间（setup）和保持时间（holdtime）的概念？区别？

建立时间（setup time）和保持时间（hold time）是数字电路中的重要时序参数，用于确保数据在时钟的上升沿或下降沿之前或之后稳定。

建立时间是指在时钟沿到达之前，输入数据必须已经稳定保持的时间。保持时间是指在时钟沿到达之后，输入数据必须继续保持稳定的时间。它们保证了时序电路在时钟沿到来时能够正确地读取输入数据。

例如，在一个时序电路中，如果建立时间为5ns，意味着输入数据必须在时钟的上升沿到来之前保持稳定至少5ns。如果保持时间为3ns，意味着输入数据必须在时钟的上升沿到来之后保持稳定至少3ns。

建立时间和保持时间的违规现象分别为setup violation和hold violation，它们会导致时序电路读取不正确的输入数据，可能会导致电路故障。

为了避免建立时间和保持时间的违规现象，设计时应该合理选择时钟和数据的时间关系，并且在芯片设计时进行时序分析和时序约束。

22、IC设计中同步复位和异步复位的区别？

23、常用的逻辑电平标准？低速高速？TTL电平与CMOS电平特点？特性区别？

TTL：transistor-transistor logic gate 晶体管-晶体管逻辑门

CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor互补金属氧化物半导体

LVTTL：Low Voltage TTL

LVCMOS：Low Voltage CMOS

TTL电路是采用双极型三极管作开关元件的电路。TTL是三极管-三极管逻辑的缩写。

区别： TTL为电流控制器件，速度快，功耗大

CMOS为电压控制器件，静态功耗小，但对干扰比较敏感，不用的引脚不能悬空，而是应该接地或者接高电平。

24、DC-DC电源和LDO电源？基本框图？区别？优缺点？LDO电源效率的计算？

DC-DC电源和LDO电源都是常见的电源转换器，用于将电源电压从一种电平转换为另一种电平。

DC-DC电源

DC-DC电源是一种高效率的电源转换器，能够将电源电压从一种电平转换为另一种电平，一般分为降压型、升压型和升降压型三种。相对于LDO电源，DC-DC电源有以下优点：

高效率：DC-DC电源的转换效率一般可以达到90%以上，相对于LDO电源更加高效，能够更好地满足高功率、低压降和长时间工作等要求。

高电压转换能力：DC-DC电源能够实现高电压转换，可以将高电压转换为低电压，也可以将低电压转换为高电压。

更好的电源噪声抑制能力：DC-DC电源能够有效地抑制电源噪声，能够在一定程度上提高系统的稳定性和抗干扰能力。

相对于LDO电源，DC-DC电源的缺点包括以下几个方面：

复杂度高：DC-DC电源的电路比较复杂，需要较多的元件和控制电路，设计和调试难度较大。

EMI问题：DC-DC电源在工作过程中会产生较多的EMI干扰，需要进行EMI设计和控制。

价格较高：相对于LDO电源，DC-DC电源的价格一般更高。

LDO电源

LDO电源是一种低压差线性稳压器，能够将高电压转换为低电压，是常见的电源转换器之一。相对于DC-DC电源，LDO电源有以下优点：

简单易用：LDO电源的电路比较简单，不需要特殊的控制电路和元件，设计和调试相对容易。

价格低廉：相对于DC-DC电源，LDO电源的价格一般更便宜。

抗EMI能力强：LDO电源对EMI干扰的抗干扰能力较强，能够在一定程度上降低电路噪声。

相对于DC-DC电源，LDO电源的缺点包括以下几个方面：

低效率：LDO电源的转换效率较低，一般只能达到60%~70%，在大功率和低电压降的情况下效率会更低，会导致发热问题。

电压转换范围小：LDO电源的电压转换范围比较小，一般只能进行低压降的转换，不能进行高压升或高压降的转换。

稳定性受限：LDO电源的稳定性受限于输入电压和负载变化，对于输入电压变化和负载变化较大的情况下，其稳定性会受到一定的影响。

总结：DC-DC电源和LDO电源各有优缺点，具体应用需要根据实际情况进行选择。如果要求高效率、大电压转换范围和电源噪声抑制能力，可以选择DC-DC电源；如果要求价格低廉、EMI抗干扰能力强和简单易用，可以选择LDO电源。

25、基尔霍夫定律？

电压定律KVL：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零

电流定律KCL：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有流出结点的电流的代数和恒等于零

KCL描述了电路中任一节点处各支路电流的约束关系，实质上是电荷守恒原理的体现。

KVL描述了电路中任一回路中各之路电压的约束关系，实质上是能量守恒原理的体现。

26、所知道的可编程逻辑器件？

ROM、PLA、FPLA、PAL、GAL、FPGA、CPLD

可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）是指可以由用户编程实现所需逻辑功能的器件，可以用来替代传统的硬连线逻辑电路，能够提高电路设计的灵活性和可靠性。常见的可编程逻辑器件有以下几种：

可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，PLA）：由多个可编程与门阵列和可编程或门组成，支持布尔逻辑运算和简单的组合逻辑。

可编程数组逻辑器件（Programmable Array Logic，PAL）：由一个可编程与门阵列和一个固定的或门阵列组成，实现了更高级的组合逻辑和状态机设计。

可编程可寻址逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）：由多个可编程逻辑单元和可编程互连资源组成，可以实现更加复杂的逻辑功能和状态机设计。常见的PLD包括可编程逻辑阵列（PLA）、可编程阵列逻辑器件（PAL）、可编程门阵列（Programmable Gate Array，PGA）、复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）和现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）等。

可编程模拟器件（Programmable Analog Device，PAD）：是一种集成模拟电路和数字电路于一体的器件，可以实现模拟和数字混合信号处理，具有很强的可编程性和灵活性。

可编程逻辑器件的优点是设计灵活性高，电路调试方便，设计周期短，还可以实现部分硬件功能的重用，缺点是成本较高，功耗较大，对于复杂的设计需要大量的资源和设计技巧。

27、什么是频率响应？怎样才算是稳定的频率响应？简述改变频率响应的几个方法

频率响应是指电路的输出响应随着输入信号频率的变化而发生的变化。对于某些电路，如滤波器、放大器等，其频率响应的稳定性对电路的工作性能至关重要。

一个电路的频率响应被认为是稳定的，需要满足两个条件：

幅频特性稳定：即电路的增益不会随着输入信号频率的变化而产生大幅度的波动。

相频特性稳定：即电路的输出相位不会随着输入信号频率的变化而发生大幅度的变化。

改变频率响应的几个方法包括：

变更电路的元件参数，如改变电容或电感的值，从而改变电路的共振频率或带宽。

使用反馈电路，如负反馈或正反馈电路，来稳定电路的增益或相位。

设计合适的滤波器，如低通滤波器、高通滤波器或带通滤波器，来控制电路的频率响应。

使用数字信号处理技术，如数字滤波器或数字信号处理器（DSP），来实现精确的频率响应控制。

28、给出一个差分运放，如何进行相位补偿？画出补偿后的波特图

相位补偿是为了解决差分运放在高频工作时可能出现的相移问题，从而保证电路的稳定性和准确性。常见的相位补偿方法包括以下步骤：

确定截止频率：通过计算和仿真等手段确定差分运放的截止频率，一般应该将截止频率设置在所需工作频率的数倍以外。

添加相位补偿网络：根据差分运放的传输函数和截止频率，设计相位补偿网络，一般采用RC并联网络或者陶瓷电容并联电阻网络等。其中，电容和电阻的值应该根据实际情况进行选择，可以通过仿真和实验进行优化。

调节相位补偿网络：将设计好的相位补偿网络加入到差分运放的输入端，通过调节电容和电阻的值，使得差分运放的相位响应在整个工作频率范围内保持稳定。可以通过示波器和网络分析仪等测试设备进行相位响应的测量和调节。

测试和优化：完成相位补偿后，需要进行电路测试和优化，验证电路的性能和稳定性是否达到设计要求，如果有必要，可以对电路进行调整和优化。

29、基本放大电路的种类及优缺点？广泛采用差分结构的原因？

基本放大电路主要有三种：共射、共集、共基。它们的优缺点如下：

共射放大电路：输出电压与输入电压同相，电流增益高，频率响应宽，输入输出阻抗高，输入信号不失真。缺点是存在较大的漂移和噪声，输入电容较大。

共集放大电路：输出电压与输入电压反相，具有良好的直流特性，输入电容较小，输入输出阻抗低。缺点是电压增益较小，电流增益低，频率响应窄，输出电阻大。

共基放大电路：输出电压与输入电压反相，具有良好的高频特性和较高的电流增益。缺点是电压增益低，直流特性差，输入输出阻抗低。

差分结构可以有效地提高放大电路的抗干扰性能和共模抑制比，主要原因如下：

通过将输入信号分别加到两个晶体管的基极上，可以消除共模噪声的影响。

差分信号的幅度大于单端信号，因此可以提高电路的抗干扰性能。

差分输出信号可以在后级放大器中直接差分放大，避免了使用单端信号放大器所引入的共模噪声。

30、LC正弦波振荡电路有哪几种三点式振荡电路？分别画出原理图

31、NMOS和PMOS的区别？

NMOS（N型金属氧化物半导体场效应晶体管）和PMOS（P型金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种常见的场效应晶体管，其区别主要体现在以下方面：

材料掺杂

NMOS和PMOS中的半导体材料掺杂方式不同。NMOS的半导体材料主要掺杂N型材料，而PMOS的半导体材料则主要掺杂P型材料。

构造

NMOS和PMOS的构造也有所不同。NMOS的沟道是N型材料构成的，而PMOS的沟道则是P型材料构成的。同时，两种晶体管的源极和漏极也是不同的。

工作原理

NMOS和PMOS在工作原理上也有所不同。在NMOS中，沟道中有N型材料，当栅极上的电压大于一定值时，沟道中的N型材料就会导电，使得电流可以从源极流向漏极。而在PMOS中，沟道中有P型材料，当栅极上的电压小于一定值时，沟道中的P型材料就会导电，使得电流可以从漏极流向源极。

逻辑门

NMOS和PMOS被广泛应用于数字电路中的逻辑门。在逻辑门中，NMOS和PMOS通常是配对使用的，构成CMOS（互补金属氧化物半导体）逻辑门。CMOS逻辑门由NMOS和PMOS构成，通过对两者的控制可以实现数字信号的逻辑运算。

32、555芯片？

555芯片是一种经典的集成电路，也被称为定时器或多谐振荡器。它由美国赛门铁克公司（Signetics）于1971年推出，是一款广泛应用于模拟和数字电路中的通用集成电路。

555芯片包含23个引脚，其中8个是电源和地引脚，其余15个用于控制和输入输出。555芯片可以实现多种功能，如单稳态触发器、多谐振荡器、PWM调制、频率分频等。

作为一个多谐振荡器，555芯片可以通过改变电容或电阻的值来调节输出频率。555芯片还可以通过外接元件实现电压控制振荡（VCO）或产生单脉冲信号。除此之外，555芯片还可以用作模拟电路中的比较器或开关。

总的来说，555芯片具有使用方便、应用广泛、性能稳定等特点，被广泛应用于各种电子设备中，如计时器、闹钟、调速器、LED闪烁器等。

33、集成运放参数理解？包括哪几部分？

集成运放是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的电子放大器，通常由多个晶体管、电阻和电容等离散元件集成在一起，用于各种电子电路中的信号放大、滤波、比较和电压跟随等应用。

常见的集成运放参数包括以下几个部分：

基本放大参数：包括增益、输入阻抗、输出阻抗和带宽等，是描述运放放大功能的基本参数。

偏置电压和漂移：集成运放的输出电平在输入信号为零时并不为零，这是由于运放本身的偏置电压所致，需要考虑偏置电压大小和漂移对电路性能的影响。

输入偏置电流和偏置电流漂移：集成运放的输入端存在偏置电流，这种电流可能导致电路失真，因此需要考虑偏置电流的大小和漂移对电路性能的影响。

噪声和噪声系数：运放的噪声主要包括输入电压噪声和输入电流噪声，噪声系数是指运放输出噪声和输入噪声之比。

失调电压和失调电流：运放的失调电压和失调电流也会对电路性能产生影响，需要进行考虑和补偿。

压摆率？

压摆率是集成运放的另一个重要参数，它是指运放输出电压在快速变化时的速度，通常用V/μs来表示。较高的压摆率意味着运放的输出可以更快地响应输入信号的变化，对于需要快速响应信号变化的应用非常重要，例如高速数据采集和通信等应用。

34、电路时间常数的物理意义？

电路时间常数是指电路中某个元件（如电容、电感、电阻）在变化过程中所需要的时间。在电路中，电容、电感和电阻都会影响电路的响应速度，而电路时间常数是描述这种影响的重要物理量。

具体来说，当电路中的某个元件的值发生变化时，电路中的电荷、电流或电磁场都需要一定的时间才能响应并达到稳定状态。这个响应过程的时间就是电路时间常数。电路时间常数可以用公式 τ = RC 或 τ = L/R 来计算，其中 R、C、L 分别是电路中的电阻、电容和电感。

在实际电路中，时间常数常常用于分析和设计各种电路。例如，在RC电路中，时间常数决定了电容器充电和放电的速度，从而决定了电路的频率响应和滤波特性。在电感电路中，时间常数决定了电路中磁场的建立和消失速度，从而决定了电路的响应速度和振荡频率。

35、AD转换的精度由什么影响？什么样的AD转换速度最快？

AD转换的精度受到以下因素的影响：

分辨率：分辨率是指AD转换器输出数字信号的位数。分辨率越高，AD转换器的精度就越高。

采样速率：采样速率是指AD转换器每秒钟对模拟信号采样的次数。采样速率越高，AD转换器的精度就越高。

噪声：噪声是指AD转换器本身或者周围环境中的干扰信号，会对AD转换器的精度造成影响。

非线性误差：由于AD转换器本身的非线性特性或者系统偏差等因素，会对AD转换器的精度造成影响。

关于AD转换的速度，一般来说，越快的AD转换器精度相对越低，而精度较高的AD转换器转换速度相对较慢。这是因为，AD转换器需要更长的时间来对信号进行采样和处理，以保证精度的同时，转换速度就会变慢。而在需要高速采样的应用中，需要选择转换速度较快的AD转换器，但需要注意精度会相应降低。通常来说，单片机内置的ADC转换速度比外部ADC转换速度快，且转换精度也有保障，因此在嵌入式应用中常使用单片机内置的ADC。

36、画出简单的低通、高通滤波器？低通、高通、带通、带阻滤波电路的识别

37、锁相环的结构组成？

锁相环（PLL）是一种常用的时钟同步电路，可以将输入信号的相位和频率与参考信号的相位和频率同步。其基本结构包括三个主要组成部分：

相位比较器（Phase Detector, PD）：相位比较器用于比较参考信号和输出信号的相位差，生成一个误差信号。

低通滤波器（Low Pass Filter, LPF）：低通滤波器用于平滑误差信号，去除高频成分，得到一个平滑的控制信号。

电压控制振荡器（Voltage Controlled Oscillator, VCO）：电压控制振荡器是一个带有可调节频率的振荡器，它的频率受到控制信号的影响，通过调节它的频率来实现输入信号和参考信号的同步。

此外，PLL还可能包括其他辅助电路，如分频器、倍频器等。整个锁相环电路的作用是通过不断调节VCO的频率来消除输入信号和参考信号之间的相位差，使得它们始终保持同步。

锁相环的结构可以根据具体的应用需求进行不同的调整和改进，例如添加锁定指示电路、频率检测电路、自动增益控制电路等。由于其可靠性高、抗干扰能力强等优点，锁相环在数字信号处理、通信、控制等领域得到了广泛应用。

38、CMOS集成电路输入脚悬空问题？

在CMOS集成电路中，输入端悬空指的是输入端没有被连接到电源或地，也没有接入其他信号源的情况。如果CMOS输入端悬空，则会导致输入端电位不确定，容易引起漏电流的流动，从而造成功耗的增加、电路的不稳定以及工作速度的下降等问题。具体来说，如果输入端电位未确定，则会形成一个类似于二极管的结，使得CMOS管子处于部分导通状态，产生的电流会导致功耗的增加。此外，输入端电位未确定还可能导致CMOS电路处于不稳定状态，从而引起输出端产生错误的逻辑状态。

为了避免这种情况发生，通常采取以下措施：

1.将输入端连接到电源或地，保证输入端电位的确定性。

2.在输入端接入稳压器、电阻、电容等元件，将输入端电位稳定在一个确定值。

3.使用三态门或开关等元件，将输入端与电源或地隔离，避免输入端悬空的问题。

CMOS逻辑门电路是目前应用广泛的逻辑门电路，优点是集成度高，功耗低，扇出数大，噪声容限大，开关速度较高。
TTL电路速度快，传输延迟时间短，功耗大。

39、提高电路工作频率的方法？

在电路设计中，提高工作频率的方法主要包括以下几种：

采用高速器件：通过选用高速器件，如高速逻辑门、高速放大器、高速MOS晶体管等，可以提高电路的工作速度和工作频率。

优化布局：电路布局的优化可以减少电路的电感和电容，减小信号的传输延迟和干扰，从而提高电路的工作频率。

降低负载：减少电路负载可以降低电路的传输延迟和功率损耗，提高电路的工作频率。

采用并行结构：通过将电路分解为多个并行的子电路，可以将电路的工作频率提高到更高的水平。

优化工艺参数：优化工艺参数可以提高电路器件的工作速度和稳定性，从而提高电路的工作频率。

40、负反馈的种类及其优缺点？

电压并联反馈、电流串联反馈、电压串联反馈、电流并联反馈

优点：

自激振荡

一个带有正反馈的放大电路在环路放大倍数大于1的情况下，将产生自激振荡。而带有负反馈的放大器，在反馈回路中没有延迟环节的情况下，工作状态是稳定的，因为这时反馈信号的作用是削弱输入信号的，不会发生自激振荡。（在有负反馈延迟的情况下就不同了）

41、放大电路频率补偿的目的是什么？有哪些方法实现？

目的：减小时钟和相位差，使输入输出频率同步

锁相环

放大电路频率补偿的目的是为了使放大电路在整个工作频率范围内的增益和相位响应保持稳定。因为在放大电路中，增益和相位响应可能会随着频率的变化而发生变化，这会导致信号失真和不稳定性，从而影响电路的性能和可靠性。

常见的放大电路频率补偿方法包括：

RC并联网络法：在放大电路的输入端或输出端串联一个RC并联网络，通过调节电容和电阻的值来改变电路的频率响应。

反馈法：通过增加负反馈来抑制放大电路的非线性失真和频率响应问题，从而提高电路的稳定性和线性度。

单纯的增益控制：通过控制放大电路的增益来实现频率补偿。

线性化技术：如对数放大电路、双极性差分放大电路、共模反馈放大电路等。

采用反相器和非反相器的混合电路：使用反相器和非反相器混合的电路结构，通过电路的互补性来实现频率补偿。

这些方法可以单独或组合使用，根据具体的电路设计要求选择合适的方法。通过适当的频率补偿，可以提高放大电路的性能和可靠性，从而满足实际应用的要求。

42、有源滤波器和无源滤波器的原理？区别？

滤波器是一种电路，可以根据需要去除或者保留不同频率的信号。根据滤波器中是否有放大器，可以将滤波器分为有源滤波器和无源滤波器。

无源滤波器是指电路中没有放大器，只包含被动元件，例如电容、电感和电阻等。无源滤波器利用被动元件的阻抗特性，实现对不同频率的信号进行滤波。常见的无源滤波器包括RC滤波器、LC滤波器和振荡器等。

有源滤波器是指电路中包含放大器，放大器提供了电压或电流的增益，可以对信号进行放大和滤波。有源滤波器可以提供更高的增益和更好的频率响应，适用于需要较高增益和精确滤波的应用场合。常见的有源滤波器包括差分放大器、运放滤波器、积分器等。

无源滤波器和有源滤波器的主要区别在于是否包含放大器。有源滤波器具有更高的增益和更好的频率响应，但需要额外的电源供应。无源滤波器则不需要外部电源，结构简单，成本低廉，但增益较低，对信号源的驱动能力要求较高。在具体应用时，需要根据实际需求选择合适的滤波器。

43、VCO是什么？参数？

VCO（Voltage Controlled Oscillator），是一种电路组件，可以根据输入的电压信号的大小，产生一个与之相关的可调频率的电信号输出。VCO通常用于频率合成、调制、解调、同步检测等电路中。

VCO的主要参数包括：

频率范围（Frequency Range）：VCO可以输出的频率范围，通常用最小频率和最大频率表示。

灵敏度（Sensitivity）：VCO输出频率对控制电压的响应灵敏度。通常用“Hz/V”表示。

输出波形（Output Waveform）：VCO的输出可以是正弦波、方波、三角波等不同形式的波形。

调谐范围（Tuning Range）：指在给定电源电压下，控制电压变化所能调整的频率范围。

调谐灵敏度（Tuning Sensitivity）：指控制电压变化所能调整的频率变化量，通常用“MHz/V”表示。

抗噪声能力（Noise Figure）：VCO的抗噪声能力越好，输出的信号就越稳定、干净。

工作电压（Operating Voltage）：VCO的最小和最大工作电压范围。

温度系数（Temperature Coefficient）：VCO输出频率随温度变化的稳定性，通常用“ppm/℃”表示。

44、画出CMOS电路的晶体管级电路图，实现某功能

45、压敏电阻的工作原理？

压敏电阻（Varistor）是一种非线性电阻器件，它的电阻值会随着电压的变化而发生变化。压敏电阻的主要工作原理是Zener效应和欧姆效应。

当压敏电阻的两端施加电压时，电阻器的电阻值随电压的变化而变化。当电压小于材料的Zener电压时，压敏电阻的电阻值很高，电流很小；而当电压达到Zener电压时，压敏电阻的电阻值急剧减小，电流迅速增加，这时压敏电阻将起到保护电路的作用。

除了Zener效应，压敏电阻也有欧姆效应。在欧姆效应下，当压敏电阻两端的电压小于Zener电压时，它的电阻值与施加的电压呈线性关系，这种状态下压敏电阻常被用作普通的电阻器来使用。

46、PTC热敏电阻作为电源电路保险丝的工作原理？

当电路中的电流超过了PTC热敏电阻的额定电流时，PTC热敏电阻的电阻值会迅速升高。这是因为PTC热敏电阻的温度随着电流的增加而升高，导致PTC热敏电阻中的热量积累，从而引起其电阻值的增加。

当电路中的电流超过了PTC热敏电阻的额定电流时，PTC热敏电阻的电阻值会升高到一个阻值高于正常工作状态下的阻值。这将导致电路中的电流减少，以达到保护电路的目的。

与传统的保险丝相比，PTC热敏电阻具有自恢复的特点，即在过电流消失后，PTC热敏电阻的温度会降低，电阻值也会随之恢复到正常值，从而可以多次使用。

因此，PTC热敏电阻作为电源电路保险丝可以起到保护电路的作用，避免电路过载和短路的危险。

47、多级放大电路的级间耦合方式有哪几种？哪种方式的电路零点漂移最严重？哪种方式可以实现阻抗变换？

多级放大电路的级间耦合方式有以下几种：

直接耦合：直接将前级的输出信号直接输入到后级的输入端，通常使用耦合电容进行连接。

电容耦合：通过电容将前级的输出信号输入到后级的输入端。

变压器耦合：使用变压器将前级的输出信号耦合到后级的输入端。

电感耦合：使用电感将前级的输出信号耦合到后级的输入端。

直接耦合方式的电路零点漂移最严重，因为直接耦合方式没有使用任何元件来控制电路的直流偏置电压。而变压器耦合和电感耦合可以实现阻抗变换，因为变压器和电感都是能够变换阻抗的元件，可以使电路的输入输出阻抗匹配，从而提高电路的性能。但是，使用变压器和电感进行耦合的方式相对复杂，成本也相对较高，因此在实际应用中可能不太常见。

48、差模干扰的消除？

差模干扰是指同时作用于信号的两个导线上的干扰信号，如电源线上的噪声、其他信号线上的干扰等等。为了消除差模干扰，可以采取以下措施：

增加共模抑制比（CMRR）：CMRR是指差模放大器输出的差模信号与共模信号比值的对数，也就是差模增益与共模增益之比。CMRR越大，说明放大器对共模信号的抑制能力越强，差模干扰就越小。

增加电源滤波：电源线上的噪声是差模干扰的主要来源之一，通过增加电源滤波器可以有效地减少这种干扰。

增加屏蔽：对于高频干扰，可以采用屏蔽的方法，例如将信号线包裹在金属屏蔽层中。

降低信号线长度：信号线长度越长，就越容易受到干扰，因此可以通过缩短信号线的长度来减少差模干扰。

差分信号传输：差分信号传输是指通过两根线传输两个反向的信号来抵消差模干扰。差分信号传输常用于高速传输和抗干扰能力要求较高的场合，如USB、以太网等。

49、开关电源

开关电源是一种电子电源，它使用高频开关管（例如MOSFET）来切换电流以实现高效的电源转换。它具有以下几个主要的工作原理：

输入滤波：开关电源通常通过电感、电容等器件来滤除输入电源的高频噪声和电磁干扰。
整流：开关电源中的整流电路将交流输入电源转换为直流电源，通常使用整流二极管、桥式整流电路等器件来完成。
电容滤波：在整流后，通过电容滤波来减小直流输出的纹波和噪声。
开关管控制：开关电源中的控制器将高频开关管（例如MOSFET）控制在一定的频率下进行开关，从而在输出端形成直流脉冲电压。
变压器转换：由于开关管的开闭，变压器在不同的时间段会有不同的工作方式，从而实现输出电压的变换。
输出滤波：通过输出滤波电路来平滑输出电压，减小输出电压的波动。

由于开关电源可以在高频率下进行开关，它可以更高效地转换电源，并且可以提供更稳定的输出电压。同时，它也具有较高的可靠性和适用于广泛的应用领域。

50、瓷片电容和电解电容的区别？

瓷片电容和电解电容是常见的两种电容器，它们的主要区别如下：

材料：瓷片电容的电介质是陶瓷材料，电解电容的电介质是电解质涂层。

极性：电解电容是有极性的，需要根据电解质涂层的正负极性正确连接。而瓷片电容没有极性。

容量：电解电容通常比瓷片电容的容量大，因此电解电容更适合用于需要大容量的电路中。

工作电压：电解电容通常具有较低的工作电压，而瓷片电容通常具有较高的工作电压。

寿命：电解电容的寿命通常比瓷片电容短。

价格：相同容量和工作电压的情况下，电解电容的价格通常比瓷片电容高。

瓷片电容为什么有极性？

瓷片电容一般是一种无极性电容器，但有些瓷片电容有极性，主要是由于它们采用了陶瓷电介质和双层或三层结构。在这种结构中，瓷片电容的两个电极分别与电介质的两个不同极性相连，因此会产生极性。此外，有些瓷片电容器也采用了有机材料作为电介质，这些电容器也可能有极性。在使用瓷片电容时，一定要注意它们的极性，否则可能会对电路造成损坏。

51、高频下1000pF瓷片电容和10uF的区别？

在高频下，1000pF的瓷片电容和10uF的电解电容有以下几点区别：

阻抗：1000pF的瓷片电容的阻抗随着频率的增加而下降，可以提供低阻抗的高频响应；而10uF的电解电容的阻抗随着频率的增加而上升，限制了它在高频下的应用。

体积：1000pF的瓷片电容的体积相对较小，适合用于空间受限的电路板上；而10uF的电解电容体积较大，不适合用于空间受限的场合。

极性：1000pF的瓷片电容没有极性，可以在电路中任意连接；而电解电容有极性，需要根据正负极正确连接，否则会损坏电容或电路。

在高频下，瓷片电容的响应更好，体积更小，没有极性的限制，适合用于高频应用；而电解电容的体积较大，有极性的限制，适合用于低频应用。

52、非线性失真

由于半导体器件的非线性特性，若输入信号为正弦信号，当输入信号幅度较大时，输出已不是正弦波。它除了基波以外，还含有许多谐波分量。即在输出信号中产生了输入信号中没有的新的频率分量，这是非线性失真的基本特征。

本征半导体（intrinsic semiconductor）是指完全不含杂质且无 晶格 缺陷的纯净半导体，一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。 典型的本征半导体有硅 (Si)、锗 (Ge)及砷化镓 (GaAs)等。

53、邻近效应

邻近效应（proximity effect）是指电流在导体中流动时，由于电流在导体内部的不均匀分布，导致导体表面附近的电流密度分布不均匀的现象。

在直流电路中，电流在导体中均匀流动，不会出现邻近效应。但在交流电路中，由于电流的方向和大小在不断变化，导致导体内部产生了自感和互感，从而导致电流分布不均匀。

当电流通过一个导体时，电流会集中在导体表面附近，而表面以下的区域电流密度则逐渐减小。这是因为当电流流经导体时，电流会在导体内部产生一个磁场，而磁场的强度与导体表面的距离成反比。因此，导体表面附近的磁场较强，电流就会更多地聚集在表面附近，从而导致表面附近的电流密度较高。

邻近效应在高频电路和通信线路中非常重要，因为高频电路中的电流往往是交流的，并且电路中存在复杂的电磁场相互作用。邻近效应会导致电路中的电流密度分布不均匀，从而产生电感和电阻。这些效应会影响电路的性能和可靠性，因此需要在电路设计中考虑邻近效应的影响，并采取相应的措施来减轻其影响，例如增加导体间的间距或使用特殊的电路结构。

在高频电路中，当两根线靠近时，阻抗可能会变大。为了减少邻近效应的影响，通常需要采取一些措施，例如增加线之间的距离、使用双绞线或屏蔽线、采用特殊的线路结构等。这些措施可以降低线路中的电感和电阻，从而减少阻抗的变化，提高电路的性能和可靠性。

54、PN结的单向导电性

PN结上外加电压称为偏置，所加电压称为偏置电压。

PN结是指由P型半导体和N型半导体通过熔接或扩散方式制成的二极管结构。P型半导体具有空穴浓度较高、电子浓度较低的特点，N型半导体具有电子浓度较高、空穴浓度较低的特点，因此PN结中P区域与N区域的电子浓度和空穴浓度有很大的差别。

在PN结的两侧，由于P型半导体和N型半导体内部的电荷分布情况不同，形成了电势差，这个电势差被称为PN结电位垒。PN结在没有外加电压的情况下，内部呈现出一种阻挡电压的状态，电子和空穴无法在PN结内部自由扩散。

当PN结被外加一个正向偏置电压时，外加电压会使得P区域的电位比N区域高，使得电子从N区向P区扩散，空穴从P区向N区扩散，从而使得PN结变得导通。当PN结被外加一个反向偏置电压时，外加电压会使得P区域的电位比N区域低，电子和空穴扩散变得更加困难，从而使得PN结变得截止，呈现出一种高阻状态。

PN结是由P型半导体和N型半导体直接接触形成的结构，在PN结的两侧形成了一个电场。当PN结处于正向偏置时，P型半导体的空穴向PN结的N型半导体扩散，N型半导体的电子向PN结的P型半导体扩散，使得PN结两侧的载流子浓度差异减小，电场减小，PN结的电阻降低，电流容易通过。

而当PN结处于反向偏置时，P型半导体的空穴被PN结的电场阻挡，N型半导体的电子也被PN结的电场阻挡，电场增大，PN结两侧的载流子浓度差异加大，电流被阻挡，PN结表现出很高的电阻，几乎不导电。

因此，PN结表现出的单向导电性是由于PN结处于正向偏置时电流容易通过，处于反向偏置时电流被阻挡。这种单向导电性使得PN结被广泛应用于半导体器件中，例如二极管、晶体管、场效应管等。二极管就是利用PN结的单向导电性制成的，当二极管处于正向偏置时，可以将电流从正极导入负极，而处于反向偏置时，则几乎不会有电流通过。因此，二极管被广泛应用于电子电路中的整流、稳压、开关等方面。

阻挡层（势垒区）的存在，以及它随外加电压的变化而变化，极为PN结单向导电性的实质。

PN结中存在着两种载流子的运动：多子的受阻力扩散运动和少子的漂移运动。由扩散产生的电流称为扩散电流；由漂移产生的电流称为漂移电流。

PN结又称为”耗尽区“，以强调扩散到区内的多数载流子由于复合浓度很快减小以致耗尽的特点。

外加正向电压：
阻挡层内的总电场减弱，空间电荷总量减少；空间电荷区变窄；势垒区的电位差减小。

55、稳压二极管

稳压二极管（Zener Diode）是一种具有稳定反向击穿电压的二极管，可以在反向偏置下将电压稳定在一定的值上，常用于电源稳压、电压参考和过压保护等电路中。

稳压二极管与普通二极管的主要区别在于，稳压二极管的结构和工艺技术使其具有特殊的反向击穿特性，即当反向电压达到一定值时，二极管会突然呈现导通状态，从而将电压稳定在一个较小的范围内。

稳压二极管的特性主要由其反向击穿电压、稳定电流和反向阻抗等参数决定。其中，反向击穿电压是稳压二极管的关键参数，通常根据其反向击穿电压的大小将其分为不同的规格和型号。

在实际电路中，稳压二极管常用于电源稳压、电压参考和过压保护等电路中。例如，将稳压二极管与普通二极管组成稳压电路，可以实现对直流电源输出电压的稳定，防止电压变化对电路的影响。同时，稳压二极管还可以作为保护元件，防止电路受到过电压损坏。

稳压电路稳压的实质是：稳压二极管利用调节自身的电流大小（端电压基本不变）来满足输出电流的改变，并和限流电阻R配合将电流的变化转换成典雅的变化以适应电网电压的波动。

56、常用二极管电路

整流电路：将交流电信号转化成单一极性的脉动电信号称为整流。二极管作为半波或全波整流电路中的主要元件，将交流电转换为直流电，常用于电源电路和信号检测电路中。

稳压电路：将稳压二极管作为基础元件，通过将其连接在电路中使其在特定的反向电压下工作，实现对电源电压的稳定。稳压电路可以保证输出电压的稳定性，常用于数字电路、模拟电路和功率电路等。

限幅电路：将二极管与其他元件如电容、电阻等组合构成的电路，可以对信号输出幅值进行限制，防止信号幅值过大而导致电路故障。限幅电路中，二极管一般工作在大电流范围，可采用恒压源模型来分析电路的工作原理。

瞬态抑制电路：利用二极管的非线性特性和电容的电压储存特性，抑制瞬态过电压和电磁干扰对电路的影响，常用于保护电路元件和系统。

温度补偿电路：利用二极管的温度电压系数，将二极管连接在电路中实现温度补偿，常用于温度敏感电路的精密控制和测量中。

信号检测电路：利用二极管的非线性特性，将二极管作为信号检测器，实现对信号的检测和处理，常用于无线电接收机、音频放大器等电路中。

滤波电路：整流电路的输出电压含有较大的脉动成分，通常需要采取一定措施来尽量降低输出电压中的脉动成分

二极管的伏安特性

二极管是一种电子器件，具有一个PN结，其中P区富含正电荷载流子，N区富含负电荷载流子。二极管的伏安特性描述了其电压与电流之间的关系。

当二极管处于正向偏置状态时，即正电压施加在P区，负电压施加在N区，载流子将沿着施加电场的方向移动，导致电流从P区流入N区。此时，二极管的电阻相对较小，电流将迅速增加。当电压超过二极管的正向阈值电压时，二极管将达到饱和状态，电流将保持相对恒定的值，随着电压的增加而略微增加。

当二极管处于反向偏置状态时，即负电压施加在P区，正电压施加在N区，电场将吸引载流子远离PN结，导致极小的反向漏电流流过二极管。此时，二极管的电阻相对较大，电流将保持在一个非常小的水平上，即反向饱和电流。

导致PN结击穿的有两种情况：齐纳击穿、雪崩击穿（较高电压的是雪崩击穿）

发生击穿不一定意味着二极管被损坏，可以控制反向电流的数值，不使其过大，避免因加热而烧坏二极管。

二极管模型

1、理想二极管开关模型

2、恒压源模型（与实际较为接近，使用最多）
恒压性：当二极管的工作电流较大时，工作范围处于特性曲线的上部，此时当电流在一定范围内变化时，二极管的端电压基本不变。

3、交流小信号模型
电路处在小信号的作用下，电压、电流变化范围小，因而非线性元件可以线性化近似处理。

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由于二极管伏安特性的非线性，所以包含二极管的电路是非线性电路。

LED

发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED）是一种能将电能直接转化为光能的半导体元件，它具有节能、寿命长、色彩鲜艳等优点，因此被广泛应用于照明、显示、通讯等领域。

LED的工作原理是基于半导体材料在特定条件下的发光特性。LED器件由n型和p型半导体材料制成，这两种材料通过PN结相接而形成一个整体结构。在正向偏压作用下，电子和空穴会在PN结附近的复合层发生复合，释放出能量，产生光子并发射出来，形成光。

LED的颜色取决于半导体材料的种类和掺杂浓度，通常采用的半导体材料包括GaN、GaP、GaAs等。此外，LED还可以根据结构形式分为普通LED、SMD LED、COB LED等。

57、根生余弦滤波器的作用？从频域解释？

根生余弦滤波器(Raised Cosine Filter, RCF)是一种常见的数字通信中用于滤波和调制的滤波器。它的主要作用是限制信号的带宽，使其适合传输，同时还可以抑制干扰和噪声。

在频域中，根生余弦滤波器的作用是在信号的频谱上施加一定的衰减，以限制信号的带宽，使其适合传输。具体来说，根生余弦滤波器的频率响应在其截止频率(通常为信号的带宽)之外呈现出明显的衰减，可以有效地防止带外频率的信号进入通道。同时，根生余弦滤波器的频率响应也具有零间隔特性，即在其截止频率之内，频率响应为1，没有失真，这使得其在调制过程中能够保持信号的原始形状，降低了传输误码率。

此外，根生余弦滤波器还具有一些特性，如零间隔正交性和滚降因子，这些特性可以降低相邻符号之间的干扰，进一步提高传输性能。

根生余弦滤波器在数字通信中扮演着重要的角色，它可以限制信号的带宽，抑制干扰和噪声，同时保持信号的原始形状，从而提高传输的可靠性和性能。

58、上采样和滤波器的位置关系？

上采样是一种信号处理方法，可以增加信号的采样率，即在时间轴上插入更多的零值来扩大信号的频带。而滤波器则可以对信号进行去除或保留某些频率成分的处理，以达到预期的信号处理目的。两者的位置关系如下：

首先，上采样后的信号需要通过滤波器进行处理，以去除插入的零值带来的混淆和失真。这个滤波器通常称为插值滤波器或上采样滤波器，其作用是在不改变信号频率成分的前提下，恢复采样前的原始信号。上采样滤波器通常是一个低通滤波器，其截止频率应该在信号的Nyquist频率(采样频率的一半)以下，以避免混淆和失真。

其次，滤波器也可以用于下采样，即在时间轴上删除某些采样点以减少采样率，从而减少计算量和存储空间。在下采样中，通常需要先对信号进行滤波以避免混叠现象的出现。这个滤波器通常称为抽取滤波器或下采样滤波器，其作用是在删除部分采样点后，去除由于信号频率超过了抽样频率一半而引起的混叠现象。

59、差分放大电路是为了什么而设置的？

差分放大电路是为了增强信号的抗干扰能力和减少共模干扰而设置的。

在电路中，常常存在共模干扰信号，即对于两个信号线，它们同时受到同样的干扰信号，从而产生相同的噪声和干扰，这种共同的干扰信号就称为共模干扰信号。共模干扰信号会引起电路的工作不稳定和信号的误判，特别是在信号线较长、环境电磁干扰较强的情况下，共模干扰问题更为明显。

差分放大电路是一种特殊的放大电路，其输出是由两个输入信号的差值所决定的，可以有效地消除共模干扰。当干扰信号同时作用于两个输入信号时，由于两个信号在差分放大器中做差，干扰信号的影响将被消除。而对于差分放大器来说，对共模干扰信号的响应非常小，从而提高了信号的抗干扰能力。

差分放大器也可以用于增强信号的电平，从而提高信号的精度和稳定性。差分放大器常用于电压比较器、放大器、滤波器、模数转换器等电路中。

60、什么是戴维南定理/诺顿定理？

对于一个含线性电阻，独立电源和/或受控电源的一端口网络，用一理想电压源和电阻的串联等效（戴维南）、用一理想的电流源与电阻的并联等效（诺顿）。

61、什么是集总元件、集总电路？集总电路包括非线性电路吗？

集总元件：实际电路都与电能的消耗，电磁能的存储有关。这些电磁过程分别集中在各元件的内部进行，这些元件称作集总元件。
集总电路：在一般的电路分析中，电路的所有参数，如阻抗、容抗、感抗都集中于空间的各个点上、各个元件上，各点之间的信号是瞬间传递的，这种理想化的电路模型称为集总电路
集总电路包括非线性电路，比如电感，电流

62、叠加定理？替代定理？

叠加定理：在线性电阻电路中，某处电压祸电流都是电路中各个独立电源单独作用时，在该处分别产生的电压或电流的叠加。
替代定理（线性/非线性均可用）：在电路中求得两个一端口网络的连接端口电压或者电流，可用一个电压相同的电压源或电流相同的电流源替代其中一个网络。

63、什么是自感现象？什么是互感现象？

自感：导体电流发生改变时，造成自身的磁场发生变化，进而产生电磁感应的现象。（电磁感应：置于变化磁通量中的导体产生感应电动势的现象）
互感：当一线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势。

64、变压器？

利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置。
耦合：能量从一个介质传递到另一个介质的过程。可以升压也可以降压，功率保持不变

65、什么是共模信号？什么是差模信号？

差模信号：差分式放大电路两输入端信号的差值部分
共模信号：差分式放大电路两输入端信号的共模部分（即算数平均值）

66、功率放大器

与电压放大器没有本质的区别，但是电压放大器要求在输出端得到不失真的电压信号；功率放大器是在给定失真率的条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器。
甲类放大：输入信号在整个周期内都有电流流过放大器件。（效率低，最高50%）
乙类双电源互补对称放大：相对于甲，功耗低，但存在严重的失真（交越失真，乙类特有，当输入信号绝对值低于某一值时，两个晶体管均截止）。
甲乙类互补对称功率放大：对乙类增加前置放大电路，克服交越失真。

67、谐振的品质因数Q：

表征一个储能器件(如电感线圈、电容等)、谐振电路所储能量同每周损耗能量之比品质因数Q越高，选择性越好但通频带越窄。
选择性：抑制带外干扰信号的能力；通频带：允许通过的频率范围。

68、负载是什么？什么是负载能力？

负载是指电路中被连接到输出端的电子元件或电路，其作用是消耗或利用电路输出的电能或信号。

负载能力是指电路输出的最大功率或信号幅度，能够稳定地驱动或传递给负载的能力。负载能力通常取决于电路中的电源、放大器或驱动器等元件的性能，以及负载的阻抗或特性。在设计电路时，需要考虑电路的负载能力，以确保电路能够正常运行，并且负载的工作点在可接受的范围内。如果负载能力不足，则可能导致电路输出失真、波形失真、电源电压降低或电路元件损坏等问题。

69、阐述输入电阻、输出电阻的概念

输入电阻和输出电阻是电路中两个重要的参数，它们通常被用来描述电路对外部电路或信号源的影响和响应。

输入电阻是指电路的输入端口对外部电路或信号源表现出的等效电阻。输入电阻越大，电路对外部电路的负载就越小，从而对外部信号的影响也就越小。输入电阻通常用欧姆（Ω）表示，其值可以通过在电路的输入端口施加一个测试电压，并测量相应的输入电流来计算得到。

输出电阻是指电路的输出端口对外部电路或负载表现出的等效电阻。输出电阻越小，电路输出的信号就越容易传递给负载，从而输出信号的衰减和失真也就越小。输出电阻通常用欧姆（Ω）表示，其值可以通过在电路的输出端口施加一个测试电流，并测量相应的输出电压来计算得到。

70、集中参数电路

关心各器件的电流和端子之间的电压，而不涉及期间内部的物理过程。

习惯上把正电荷运动的方向规定为电流的实际方向。

有两个引出端子的元件称为二端元件。

在任何时刻，正电阻都不可能发出功率、能量，他吸收的电磁能量全部转化为其他形式的能量。因此正电阻不仅是无源元件，还是耗能元件。

负电阻是某些对外提供电磁能量的电子装置的理想化模型。

71、电路参考点

电路中某点的点位随参考点选取位置的不同而改变，不指明参考点而谈论某点的点位是没有意义的；而电压是两点之间的电位差，与参考点的选取无关。

72、受控源

非独立电源是指电压源的电压或电流源的电流不是给定的时间函数，而是受电路中某支路电压或电流控制的。

受控源是有源的二端口元件。

压控电压源VCVS、流控电压源CCVS、压控电流源VCCS、流控电流源CCCS

（Voltage Controlled Voltage Source）

73、电路等效

对于结构、元件参数完全不同的两部分电路B和C，若B和C有完全相同的端口电压电流关系（VCR），则称B和C是端口等效的，或称其为等效电路。

只有电压值相等且极性一致的电压源才允许并联，否则违背KVL。

电流源与电阻并联等效为电压源与电阻串联。

74、理想运算放大器

满足下列特征：

1、输入电阻∞

2、输出电阻0

3、开环电压增益∞

为了保证运放工作在线性区，运放电路一般采用负反馈连接方式。如果将一部分输出引入到运放的同相输入端，则称为正反馈。正反馈电路由于噪声的影响，容易使运放进入饱和区，起不到信号放大的作用。

75、虚短 Virtual Short Circuit

虚短是指将电路中两个节点视为瞬间连接在一起，即假设这两个节点之间的电阻为零。在实际电路中，虚短通常用来简化电路中的电阻网络，使得电路分析更加简单明了。例如，在理想的放大器电路中，输入端口和输出端口可以看做是虚短的，因为放大器的输入电阻和输出电阻可以忽略不计。

76、虚断 Virtual Open Circuit

虚断是指将电路中两个节点视为瞬间断开，即假设这两个节点之间的电阻为无穷大。在实际电路中，虚断通常用来简化电路中的电源和负载，使得电路分析更加便捷。例如，在理想的电压源电路中，负载可以看做是虚断的，因为电压源的输出电阻可以忽略不计。

（计算电压时，输入端视为短路；计算电流时，输入端视为开路。）

77、图

一个二端元件可以用一条线段来表示，称为支路；各支路的连接点画为黑点，称为节点。

全部节点都被支路所联通的图称为连通图，否则称为非连通图。

全部支路都标有方向的图称为有向图，否则称为无向图。

能够画在一个平面上，并且除端点外所有支路都没有交叉的图称为平面图，否则称为非平面图。

某一节点相连的支路数称为该节点的次数或度数。

78、KCL和KVL的独立方程

对于包含有n个节点、b条支路的连通电路，根据KCL可列出 n-1个独立的节点电流方程；根据KVL，可列出 b-n+1 个独立的基本回路电压方程。

如果电路中含有受控源，可暂时将受控源按独立源对待，列出回路方程，然后将受控源的控制变量用回路电流表示，并把它们代入所列方程，将含未知量的各项移到等号左端。

79、齐次定理

齐次定理描述了线性电路的齐次性或比例性。

内容：对于具有唯一解的线性电路，当只有一个激励源作用时，其响应与激励成正比。

80、叠加定理

叠加定理描述了线性电路的可加性或叠加性。

内容：对于具有唯一解的线性电路，多个激励源共同作用时引起的响应等于各个激励源单独作用时所引起的响应之和。

使用需注意：
1、其他独立源均置为零。

2、仅适用于线性电路，而不适用于非线性电路。

3、只适用于计算电流和电压，而不适合计算功率，因为功率不是电流或电压的一次函数。

81、替代定理（置换定理）

在具有唯一解的线性或非线性电路中，若某一支路的电压或/和电流已知，那么该支路可以用$u_s$=u的电压源替代，或者用$i_s$=i的电流源替代。替代后电路其他各处的电压、电流均保持原来的值。也就是可以用一个简单的电路模型来替代复杂的电路。

替代定理指出：对于任何线性双端口网络，它的任意一个端口上的电压与电流之比（阻抗）都可以表示为该端口上的电动势（电压）与内阻之比的形式，即

其中 $Z$ 为该端口的输入阻抗，$V$ 为该端口的开路电压，$I$ 为该端口的短路电流，$R_{th}$ 为该端口的等效内阻。

82、戴维南定理

（等效电源定理是电路理论中非常重要的定理，包括戴维南定理和诺顿定理）

表述为：任意一个线性一端口电路N，它对外电路的作用可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效。

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它描述了一个线性电路中，任意一个电压或电流源在电路中的作用可以看作是等效电压源或等效电流源的代替，代替的等效值就是该源在断开或短接情况下的开路电压或短路电流。

换句话说，戴维南定理指出，一个线性电路中的任何分支电流或分支电压，都可以看作是一些独立电压源和电流源的线性组合，其中每个电源产生的电流或电压等于它在电路中单独存在时产生的电流或电压。

利用戴维南定理，可以将一个复杂的电路拆分成若干个独立的小电路，然后对这些小电路逐个求解，最终得到整个电路的解。这个方法通常被称为“叠加法”，是电路分析中最基本的方法之一。

83、最大功率传输条件

为能从给定的电源获得最大功率，应使负载电阻等于电源内阻（即负载与电源间相匹配），称为最大功率匹配条件，也称为最大功率传输定理。

84、特勒根定理

特勒根定理（Thévenin’s theorem）是电路理论中的一个基本定理，它告诉我们一个电路可以用一个等效电源和一个等效电阻来代替。表述如下：

一个包含多个电子元件的线性电路，可以看作是一个等效电源与一个等效电阻的串联，等效电阻等于原电路在两个终端上开路时的电阻，等效电源等于原电路在两个终端上开路时的电压除以等效电阻。

这个定理为电路的分析和设计提供了一种简单有效的方法。通过计算等效电源和等效电阻，可以将一个复杂的电路简化为一个简单的电路，从而更容易进行分析和设计。特别地，当我们需要把一个大的电路分成几个子电路分别分析时，特勒根定理可以帮助我们将这些子电路的等效电源和等效电阻合并为一个等效电源和等效电阻，从而简化计算。

85、互易定理

对于一个仅含线性电阻的二端口电路，在只有一个激励源的情况下，当激励与响应互换位置时，同一激励所产生的响应相同。

86、动态电路方程

如果电路中含有n个独立的动态元件，那么描述该电路的将是n阶微分方程，相应的电路称为n阶电路。

对于初始状态不为零且有外加激励的动态电路，在求零输入响应时，应将激励置零（即电压源短路，电流源开路），在求零状态响应时，应将初始状态置零。

87、一阶电路的三要素

1、初始值

2、稳态值

3、时间常数

88、正弦量的有效值

如果直流电流I和周期电流 i 通过相同的电阻R，在相同的时间区间T内，电阻所消耗的能量相等，那么就平均效应而言，二者是相同的。称周期电流的有效值就等于该直流电流的值 I

有效值又称为均方根值（r.m.s）

其中，$A$ 是正弦量的峰值，$\omega =2\pi /T$ 是角频率，$\varphi$ 是相位。可以看出，正弦量的有效值等于其峰值除以 $\sqrt{2}$。

89、阻抗

阻抗的模等于电压与电流的有效值（或振幅）之比，阻抗角等于电压超前于电流的相位差或电流落后于电压的相位差。

阻抗是指电路中电流和电压的相互作用。它描述了电路对交流电的阻碍程度，通常用复数表示。阻抗的大小和相位角度可以反映出电路对电流的阻碍程度和电流和电压之间的相位关系。阻抗分为电阻、电感和电容三种基本类型。在交流电路中，阻抗是电路元件的特性之一，其大小和相位角决定了电路的响应特性。

90、导纳

导纳的模等于电流与电压的有效值（或振幅）之比，导纳角等于电流超前于电压的相位差。

导纳指的是电路元件对电流的响应程度，即电路元件的电导与电路元件所带电荷的响应程度的比值。因此，导纳的倒数即为电阻，即电路元件的电导与电路元件电压的响应程度的比值。

导纳可以看作是描述电路对电流的阻碍程度的量度，其单位为西门子（Siemens），通常用字母Y表示，其计算公式为：

其中，Z表示阻抗，G表示电导，B表示电纳，|Z|表示阻抗的模长。

91、多频电路的平均功率

多个不同频率（各频率之比为有理数）的正弦电流（或电压）形成的总平均功率等于每个正弦电流（或电压）单独作用时所形成的平均功率之和。

92、理想变压器

理想变压器只是起到传输功率（或能量）的作用，它既不消耗能量，也不储存能量。

理想变压器除变换电压、电流作用外，还有着变换阻抗的作用。可利用改变匝数比的办法来改变输入阻抗，使之与电源匹配，从而使负载获得最大功率。

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理想变压器是指在没有能量损耗、漏磁、铜损以及磁芯饱和等情况下运作的变压器。它是一种经典的电子元件，由两个相互绕在同一铁芯上的线圈组成。理想变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律，它可以将电压大小和电流大小从一个电路转移到另一个电路，同时改变电压和电流的比率。

理想变压器的主要特点包括：

铁芯没有漏磁，即所有磁通量都通过两个线圈。

变压器的绕组没有电阻，没有电感，因此没有铜损和铁损。

变压器没有能量损耗，即输入功率等于输出功率。

变压器可以实现电压和电流的隔离，即使输入端和输出端没有直接的电气联系。

在实际应用中，由于铁芯的饱和和线圈的电阻、电感等因素的影响，理想变压器并不存在。但是，理想变压器是分析和设计实际变压器的一个很有用的工具

93、三相电源

三相电源是由三个同频率、等振幅而相位依次相差120°的正弦电压源按一定连接方式组成的。

三相电源的优点是能够提供更大的电功率，同时还能降低电缆和输电设备的成本。此外，三相电源还具有功率平衡性好、起动扭矩大、运行稳定等优点。在工业和商业领域中，三相电源广泛应用于各种设备和机器中，如电机、发电机、变压器、照明系统等。

94、品质因数

品质因数Q可定义为：在正弦稳态条件下，元件或谐振电路储能的最大值与其在一个周期内所消耗能量之比的 2pi 倍。

95、半导体

半导体是一种介于导体（如铜、银等）和绝缘体（如橡胶、玻璃等）之间的材料，其导电性介于导体和绝缘体之间。半导体的电阻率比金属低，但比绝缘体高。常见的半导体材料有硅、锗等。在半导体物理中，掺杂是通过在半导体材料中引入少量杂质原子来改变其导电性能的方法。掺杂后的半导体分为n型半导体和p型半导体两种，将它们连接在一起形成的结构就是半导体二极管。半导体技术在电子行业中有广泛的应用，如集成电路、太阳能电池、发光二极管等。

半导体当受到外界光和热的刺激，或者在其内加入微量杂质时，导电能力会发生变化。（不同于其它物质的特点）

96、导电能力

导电能力是指物质中电荷载流子（如电子、离子）在电场作用下的流动性能，即物质对电流的导通能力。导电能力强的物质能够自由地传导电流，而导电能力弱的物质则会阻碍电流的传输。在半导体材料中，导电能力介于导体和绝缘体之间，可以通过控制半导体材料的掺杂和结构来调节其导电性能，从而实现电子器件的控制和调节。

半导体的导电能力随温度的上升而显著增加。

97、电阻

电阻是指电流通过导体时受到的阻碍程度，是电流与电势差之比，通常用符号R表示，其单位为欧姆（Ω）。电阻是一个物理量，用来描述材料的导电特性。在一个电路中，电阻器是一种用来控制电流大小的元件。电阻器可以用来调节电路中的电压、电流或功率，或者用来保护电路中的其他元件不受过大的电流或电压的损伤。电阻器的电阻值取决于其材料、形状、长度、截面积等因素，常用材料有炭、金属、半导体等。

98、杂质半导体

N型半导体

掺入少量的五价元素，除杂质给出的自由电子外，原晶体本身也会产生少量的电子-空穴对，但是由于增加了许多额外的自由电子，自由电子的浓度远大于空穴浓度。

这些杂质原子具有多余的电子，被称为施主原子，它们释放出来的自由电子可以在半导体中移动，因此提高了半导体的导电性能。在N型半导体中，电子是主要的载流子。当N型半导体与P型半导体连接时，形成PN结，用于制造各种电子器件，如二极管、晶体管和太阳能电池等。

由于掺入是微量的，所以不会改变硅的晶体结构，只是在某些位置上P原子取代了Si原子。多出的一个电子受到P原子核的束缚较弱，在常温下就可以脱离P原子，称为自由电子。

P型半导体

空穴数远大于自由电子数。

微量掺杂使半导体的导电能力大大加强。

99、放大电路的性能指标

增益

输入阻抗

输入阻抗越大，则表明电路从信号所取得电流越小，输入信号越接近信号源信号。

输出阻抗

输出阻抗越小，其带负载能力越强。

非线性失真

即在输出信号中产生了输入信号中没有的新的频率分量，这是非线性失真的基本特征。

100、频率响应

电路的频率响应是指电路对不同频率信号的响应情况，通常以电路的幅频特性和相频特性来描述。幅频特性是指在不同频率下，电路对信号幅度的衰减或增强情况；相频特性是指在不同频率下，电路对信号的相位偏移情况。

对于一个线性时不变（LTI）电路，其频率响应可以由其传递函数或者冲激响应求得。频率响应的理论分析与计算是电路设计中重要的一部分，因为不同的电路对不同频率的信号的响应可能会导致不同的性能表现。例如，在信号处理领域，低通滤波器通常用于去除高频噪声，而高通滤波器则用于去除低频噪声。因此，设计不同的电路以适应不同频率的信号是很常见的。

在高频区，影响频率响应的主要因素是电路中与其他支路并联的电容。

在低频区，影响频率响应的主要因素是那些串联在电路中的电容。

通频带

通频带是指一个系统或设备能够有效传输的频率范围，通常用于描述电路、通信系统或信号处理系统的频率特性。一个系统或设备的通频带通常由两个频率值来定义，即下限频率和上限频率。在这个频率范围内，信号的衰减或失真较小，可以有效地传输。超出通频带范围的信号会被削弱或被滤波器等组件所抑制，从而影响信号的传输和质量。通频带是电路和通信系统设计中非常重要的概念，决定了系统的性能和可靠性。

通频带是否越宽越好？
不是越宽越好。关键看放大器所处理的信号频率有无特别的要求，例如选频放大器要求通频带就应该很窄，而一般的音频放大器地通频带则比较宽。