电子信息工程专业课复习知识点总结：(二）模电

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前言

第一章 绪论

1.信号

把各类非电信号转换为电信号的器件叫传感器。

电路可以等效为：理想电压源与电阻串联的形式（戴维南）或者理想电流源与电阻并联的形式（诺顿）。

2.信号的频谱

1.通过傅里叶变换实现信号从时域到频域的变换。

2.任何周期函数只要满足迪力赫利条件就可以展开为傅里叶级数。
对于一个线性时不变系统，若其传递函数的所有极点（包括实部和虚部）的实部都小于零，则系统是稳定的。这个条件可以用迪力赫利条件来判别。

3.信号频率分量的振幅随角频率变化的叫幅度频谱，相位随角频率变化的叫相位频谱。

3.模拟信号和数字信号

模拟信号是连续变化的信号，其数值在一定时间范围内可以取任意值。模拟信号可以用连续的函数来表示，例如声音、光线强度等。模拟信号的特点是具有无限的细粒度和连续性。

数字信号是离散变化的信号，其数值只能取有限的离散值。数字信号可以用离散的数值序列来表示，例如计算机中的二进制信号。数字信号的特点是具有有限的精度和离散性。

模拟信号可以通过采样和量化的过程转换为数字信号。采样是将连续的模拟信号在一定时间间隔内取样，得到一系列离散的数值。量化是将采样得到的数值映射到有限的离散值，通常使用固定的比特数来表示。

数字信号可以通过还原和滤波的过程转换为模拟信号。还原是将数字信号的离散数值转换为连续的模拟信号。滤波是对还原的信号进行滤波处理，消除数字化过程中引入的噪声和失真。

4.放大电路模型

1.放大的目的是将微弱的电信号放大到我们需要的范围。

2.放大是指线性放大，即放大前后的信号包含的信息是完全一样的，只改变信号的幅度和功率的大小。波形出现变形就认为是失真。

3.放大电路的分类：电压放大电路、电流放大电路、互阻放大电路（输入电压，放大输出电压）、互导放大电路（输入电压，放大输出电流）

4.放大电路的主要增益指标
①输入电阻：决定了电路能从信号源获取多大的信号

②输出电阻：决定了带负载能力。当负载变化时，若输出量变化很小，则带负载能力强。要的就是即使负载变化，输出量也要保持稳定。

③增益:比如电压增益、互阻增益等，实际反映了放大电路将供能转化为输出信号能量的能力。

④频率响应：简单地说，就是输入正弦信号频率变化，也会影响输出的变化。

看这个图，
中间一段是平坦的，增益平稳，是中频区，20hz和20Khz处增益下降3db，输出功率是中频区的一半，叫半功率点。
把幅频响应的高低两个半功率点间的频率差定义为带宽（通频带）

⑤非线性失真
线性失真是指信号传输或信号处理过程中对信号幅度和相位的改变是线性的，即输入信号的每个频率成分在输出中的幅度和相位都以相同的比例发生变化。线性失真可以由传输介质的频率响应、电路元件的非理想特性、系统的时延等原因引起。线性失真可以通过校正或补偿方法进行修正，例如使用均衡器、预加重滤波器等。

非线性失真是指信号传输或信号处理过程中对信号幅度和相位的改变是非线性的，即输入信号的每个频率成分在输出中的幅度和相位的变化不是以相同的比例进行的。非线性失真可以由电子元件的非线性特性、电路的饱和效应、非线性系统的非线性响应等原因引起。非线性失真会导致信号畸变、频谱扩展、互调干扰等问题，并且往往更难以纠正。

第二章 运算放大器

1.集成电路运算放大器（Integrated Circuit-OPA）

集成电路运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种高增益、差分输入、单端输出的放大器电路，常用于各种模拟信号处理和放大应用中。它通常由大量的晶体管和其他被集成到单个芯片上的电子元件组成。

运算放大器的主要特点包括：
高增益：运算放大器的开环增益非常高，通常在10^5至106之间，可以放大微弱的输入信号到较大的输出信号。
差分输入：运算放大器具有两个输入端，分别为非反相输入端（+IN）和反相输入端（-IN），用于接收差分输入信号。
单端输出：运算放大器的输出端（OUT）为单端输出，输出信号的幅度可以与输入信号的幅度成比例放大。
大电压范围：运算放大器通常可以工作在较宽的电源电压范围内，以适应不同的应用需求。
高输入阻抗：运算放大器具有高输入阻抗，使其能够接收来自外部电路的输入信号而不对其产生影响。

2.基本线性运放电路

①同相放大电路

同相放大电路是一种使用运算放大器（Op-Amp）的放大电路，其中输入信号与输出信号具有相同的相位。
同相放大电路的基本结构是将运算放大器的非反相输入端（+IN）与反相输入端（-IN）通过一个反馈电阻连接起来，同时将输入信号连接到非反相输入端。这样，输出信号将与输入信号具有相同的相位，且经过放大。

②虚短和虚断
虚短（Virtual Short）是指将两个电路节点视为短路连接，即将它们之间的电压差视为零。在实际电路中，当两个节点之间的电阻非常小，或者电阻的值可以忽略时，可以使用虚短近似来简化电路分析。通过将两个节点直接连接，可以简化电路的计算过程，减少复杂度。虚短的出现其实是运放电路负反馈的结果，深度负反馈使得输入差分信号Vp-Vn接近于0，两输入端电压相等。

虚断（Virtual Open）是指将两个电路节点视为断路，即将它们之间的电流视为零。在实际电路中，当两个节点之间的电阻非常大，或者电阻的值可以忽略时，可以使用虚断近似来简化电路分析。通过将两个节点断开，可以简化电路的计算过程，减少复杂度。如果运放的输入电阻极大，就会导致I=U/R，U小R极大，I趋近于0，造成了虚断。

③积分电路和微分电路
积分电路是一种将输入信号进行积分运算的电路。它通常由一个运算放大器（Op-Amp）和一个电容器组成。输入信号通过电容器连接到运算放大器的反相输入端（-IN），而输出信号从运算放大器的输出端（OUT）获取。通过选择合适的电容值，输入信号可以被积分，并在输出端产生相应的积分结果。积分电路常用于信号处理、滤波和控制系统中。

微分电路是一种将输入信号进行微分运算的电路。它通常由一个运算放大器和一个电阻组成。输入信号通过电阻连接到运算放大器的非反相输入端（+IN），而输出信号从运算放大器的输出端获取。通过选择合适的电阻值，输入信号可以被微分，并在输出端产生相应的微分结果。微分电路常用于信号处理、滤波和控制系统中。

第三章 二极管及其电路

1.半导体概念-共价键结构

（1）本征半导体——化学成分纯净的半导体。它在物理结构上呈单晶体形态。
（2）空穴——电子脱离共价键束缚，则共价键中形成一个空位。
（3）电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对。
（4）空穴的移动——空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次填充空穴来实现的。
（5）N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的半导体。
N型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂质原子提供；空穴是少数载流子，由热激发形成。
（6）P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。
在P型半导体中空穴是多数载流子，它主要由掺杂形成；自由电子是少数载流子， 由热激发形成。
（7）漂移运动——由电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。
（8）扩散运动——由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散运动。

2.PN结的形成

这一段解释起来比较麻烦，我尽量用最通俗易懂的话描述该过程。
首先，我们需要知道N型半导体中自由电子是多数载流子，而在P型半导体中空穴是多数载流子。当我们将N型半导体和P型半导体结合在一起时，电子和空穴均需从浓度高的区域向浓度低的区域扩散，即N型半导体中的自由电子往P型半导体中跑，P型半导体中的空穴往N型半导体中跑，从而使得原交界面处形成了一个空间电荷区（PN结），其中靠近N型半导体的N区带 + 电，靠近P型半导体的P区带 - 电，可见形成了内电场，用于阻止载流子扩散。而内电场促使少子漂移，阻止多子扩散，最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡，形成平衡PN结。在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。

更简单的解释：P型半导体掺入3价元素，导致内部空穴多；N型半导体掺入5价元素，导致内部电子多，二者结合在一起时，空穴和电子互相吸引扩散运动，在中间形成内电场，然后又会逐渐阻止扩散运动，最终达到一个平衡状态，即PN结。

三.PN结的特性

1.PN结的单向导电性
当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。
（1）PN结加正向电压时：低电阻、大的正向扩散电流。PN结表现为一个阻值很小的电阻，导通。
（2）PN结加反向电压时：高电阻、很小的反向漂移电流。这时PN结阻值很大，截止。
由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。

2.PN结的反向击穿

3.PN结的电容效应
扩散电容：
当PN结处于正向偏置时，扩散运动使多数载流子穿过PN结，在对方区域PN结附近有高于正常情况时的电荷累积。存储电荷量的大小，取决于PN结上所加正向电压值的大小。离结越远，由于空穴与电子的复合，浓度将随之减小。
若外加正向电压有一增量△V，则相应的空穴（电子）扩散运动在结的附近产生一电荷增量△Q，二者之比△Q/△V为扩散电容Cd。

4.二极管

1.二极管的结构
点接触型二极管：PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。
面接触型二极管：PN结面积大，用于工频大电流整流电路。

2.二极管的特性：
二极管是一种具有两个电极的电子器件，它具有正向特性和反向特性。

正向特性：
当二极管的正极连接到正电压（相对于负极），而负极连接到负电压时，二极管处于正向偏置状态。
在正向偏置状态下，二极管呈现较低的电阻，称为正向电阻（正向导通）。
当正向电压超过二极管的正向压降（一般为0.6-0.7V），二极管开始导通，电流可以流过二极管。
正向特性使得二极管可以用作整流器，将交流信号转换为直流信号。

反向特性：
当二极管的正极连接到负电压（相对于负极），而负极连接到正电压时，二极管处于反向偏置状态。
在反向偏置状态下，二极管呈现非常高的电阻，称为反向电阻（反向截止）。
当反向电压超过二极管的反向击穿电压时，二极管会发生击穿，电流会突然增大。
反向特性使得二极管可以用作保护电路，防止电压超过一定范围。

2.二极管的主要参数

正向导通电压、最大整流电流IF、反向击穿电压Vbr、反向电流Ir、极间电容Cd、反向恢复时间。

5 .二极管的基本电路分析方法及其应用

二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采用非线性电路的分析方法。
（1）图解分析方法
图解分析法较简单，但前提条件是已知二极管的 V -I 特性曲线。找出其工作交点即可。

（2）简化模型分析方法
将指数模型分段线性化，得到二极管特性的等效模型，如采用小信号分析法等。vs =0 时, Q点称为静态工作点 ，反映直流时的工作状态。vs =Vmsinωt 时（Vm<

包括理想模型、恒压降模型、折线模型

简单二极管模型（Ideal Model）：
简单二极管模型假设二极管在正向导通时完全导通，而在反向时完全截止。
正向导通时，简单二极管模型将二极管视为一个理想的导线，没有任何电压降。
反向截止时，简单二极管模型将二极管视为一个完全断开的开路。

恒压降模型（Constant Voltage Drop Model）：
恒压降模型假设在二极管正向导通时，二极管具有一个固定的电压降（一般为0.6-0.7V）。
这个模型更接近实际二极管的特性，并在许多电路分析中被广泛使用。
在正向导通时，恒压降模型将二极管视为一个理想的电压源，其电压为固定的电压降。

折线模型（Piecewise-linear Model）：
折线模型是一种更精确的模型，它通过将二极管的正向特性近似为一条折线来描述。
折线模型通常使用两个线性段来近似描述二极管的特性。
在正向导通时，折线模型将二极管视为一个具有固定电压降的电压源，但与恒压降模型不同，折线模型考虑了二极管的动态电阻。

(3)应用：整流电路、限幅电路、开关电路。

整流电路：
整流电路用于将交流信号转换为直流信号。
最常见的整流电路是使用二极管的单相整流电路。它将正半周的交流信号导通，而将负半周的交流信号截止，从而使得输出信号保持单向的直流信号。
整流电路常用于电源转换器、电动机驱动和通信设备等领域。

限幅电路：
限幅电路用于限制输入信号的幅度，确保输出信号在一定范围内。
最常见的限幅电路是使用二极管的正向截止和反向截止特性来限制信号幅度。
限幅电路常用于音频放大器、通信设备和传感器信号处理等领域。

开关电路：
开关电路用于控制电流或信号的开关状态，实现开和关之间的切换。
开关电路可以使用晶体管、继电器或集成电路等元件来实现。
开关电路常用于数字电路、电机控制、自动化系统和通信设备等领域。

6.特殊二极管

特殊二极管是指具有特殊功能或特性的二极管，与普通二极管相比，它们在特定应用中具有更广泛的用途。以下是几种常见的特殊二极管：

齐纳二极管 (Zener Diode)：
齐纳二极管是一种特殊的二极管，用于稳压和电压参考应用。
它在反向击穿电压下工作，当反向电压达到特定值时，齐纳二极管开始导通，保持反向电压稳定在该值。
齐纳二极管常用于稳压器、电源调整和电压参考电路中。

光敏二极管 (Photodiode)：
光敏二极管是一种光电传感器，用于将光信号转换为电信号。
它对光的照射产生电流响应，光强越大，电流越大。
光敏二极管常用于光电测量、光通信和光电控制等应用中。

整流二极管 (Schottky Diode)：
整流二极管是一种具有快速开关特性和低正向电压降的二极管。
它的正向电压降较普通二极管更低，开关速度更快。
整流二极管常用于高频电路、电源开关、功率转换和混频器等应用中。

可变电容二极管 (Varactor Diode)：
可变电容二极管是一种具有可调电容特性的二极管。
它的电容值可以通过反向电压进行调节，用于频率调谐和振荡电路。
可变电容二极管常用于射频调谐器、振荡器和滤波器等应用中。

发光二极管

二极管单向导通性的原理

PN结是由P型半导体和N型半导体材料的结合构成。P型半导体中的杂质原子通常是三价的，如硼（B）或铝（Al），它们在晶格中创建了空穴（正电荷）。 N型半导体中的杂质原子通常是五价的，如磷（P）或砷（As），它们在晶格中创建了额外的自由电子（负电荷）。

当P型和N型半导体材料相接触时，P区的空穴和N区的自由电子之间发生了扩散。这种扩散过程导致P区的空穴向N区移动，而N区的自由电子向P区移动。

在扩散过程中，当空穴和自由电子相遇时，它们会进行复合，形成正、负电荷之间的电荷中性区域，称为耗尽层（Depletion Region）。耗尽层内部的电荷分布形成了势垒，阻止进一步的扩散。

当在二极管的正向偏置电压下，即正极连接到P区，负极连接到N区时，势垒减小，电荷中性区域变窄，电子和空穴可以通过PN结相互移动，形成电流通过的通路。这种情况下，二极管被认为是导通的。

而当在二极管的反向偏置电压下，即正极连接到N区，负极连接到P区时，势垒增加，耗尽层变厚，电子和空穴受到势垒的阻挡，无法通过PN结移动，形成了一个高电阻状态。这种情况下，二极管被认为是截止的。

第四章 BJT三级管

1.内部原理：①电流导通 ②电流放大

BJT三极管的作用就是：①电流导通 ②电流放大。
三极管的基极、集电极、发射级本质上都是半导体，掺杂了不同杂质。N型对外显负极性，说明内部自由电子更多，掺杂了+5价元素；P型对外显正极性，说明内部空穴更多，掺杂了+3价元素。NPN型三极管中，形成了两个PN结，分别叫发射结和集电结。

前提条件：发射极正偏，集电极反偏。

电流（导通）传输原理：当基极没有电流时，三极管是截止的，而基极输入电流时，它是导通的。

理解原理：NPN中每个部分都掺杂杂质，但浓度不同。发射极和集电极多，基极最少。当我们电源正接，使得发射极正偏时，电子在电场作用下进行偏移运动到发射结，基极少部分空穴到达发射结，形成发射极电流，发射结导通。
而集电极反偏，集电极多数电子随电场作用与电场方向一致，形成集电极电流，使得集电极也导通。

电流放大原理（小电流控制大电流）：

当基极电流加大时，相应发射极会有更多电子有偏移作用前往基极，更多自由电子流向集电极，使得电流放大

基极做的很薄（掺杂浓度低）的原因

基极做的很薄，这样发射极的电子能更容易向基极流动，由于基极薄，无法承载下大量电子，使得自由电子更多地向集电极运动。

两个二极管拼在一起能代替三极管吗？

答：不行。首先，两个二极管的P区、N区厚度固定、掺杂元素浓度固定，拼在一起的三极管对于基极、发射极、集电极的厚度、浓度是不符合要求的。第二个，假设是NPN型，那要把两个二极管的P区连在一起，P区大概率不会是很薄的，那么通电场时电子难以从基极去往集电极导致无法导通。

电流流动方向和电子流动方向

BJT的NPN型三极管，本质上基极就是阀门，发射极就是水箱，集电极就是水龙头，发射极在外加正向偏置电压后电子扩散到基极，由于基极薄，电子浓度差高导致电子继续向集电极扩散。
基极和发射极都接有电源，提供源源不断的电子，电流方向是与电子流动方向相反的。

2.BJT三极管的几种工作状态

①截止状态：给基极供电的Vbb=0，使得发射结无法正偏

②饱和状态：这时发射结和集电结均正偏，是因为Vce太小了，Vbb≠0，有基极供电，但是发射极供电弱，相当于水箱里面没水（电子）。

③ 放大状态：发射结正偏，集电结反偏。不断增大Vcc电压，使得Vce>0.7V后，进入放大状态，ib（基极电流）是一个很小的值，但是可以影响ic（集电极电流），使其放大到一个很大的倍数，而且能保持稳定。

截止、饱和、放大状态适用于哪些应用电路？

简单地说，截止与饱和适用于开关电路；放大状态适用于放大电路。

当BJT处于截止状态时，可以实现开关的断开，使电流无法通过。
饱和状态适用于开关电路，当BJT处于饱和状态时，可以实现开关的闭合，使电流能够通过。
当BJT处于放大状态时，通过控制基极电流，可以在集电极和发射极之间实现较大的电流放大。

3.BJT放大电路的分析

①图解分析法：BJT放大电路的静态工作点和动态工作点

BJT放大电路的静态工作点（Quiescent Point，Q点）和动态工作点是指BJT在放大电路中的工作状态。

对于基极的输入电源，会有两个，一个是直流电压源，一个是交变电压源，当交流电压源为0时，只让直流电压源供能使得满足放大状态条件。这时的电路工作状态叫做静态。而加入交变电压源后便是动态。

静态工作点： 静态工作点是指BJT在没有输入信号时的稳定工作状态。在静态工作点下，BJT的各个电压和电流参数都处于固定的数值，不随输入信号的变化而变化。静态工作点的选择对于放大电路的稳定性和线性度具有重要影响。

静态工作点由两个关键参数确定：
集电极电流（Ic）：静态工作点时，集电极电流的数值。
集电极-发射极电压（Vce）：静态工作点时，集电极和发射极之间的电压。

静态工作点的选择通常需要考虑以下因素：
确保BJT处于放大区（Active Region），以实现信号的线性放大。
确保BJT工作在安全区域，避免过度饱和或过度截止，以防止损坏。

动态工作点： 动态工作点是指BJT在有输入信号时的工作状态，也称为工作直线（Operating Line）。当输入信号施加到放大电路时，BJT的电流和电压参数会随信号的变化而变化，动态工作点就是描述这种变化的工作状态。

动态工作点可以用交流负载线（AC load line）来表示，它是由静态工作点和负载电阻（或负载电流）决定的一条直线。在动态工作点上，BJT的输出电压和输出电流会随输入信号的变化而变化，实现信号的放大。

动态工作点的选择需要考虑以下因素：
确保BJT处于放大区，以实现信号的线性放大。
确保动态工作点在交流负载线上，避免过度饱和或过度截止，以保持信号的线性度和可靠性。

②H参数小信号模型分析法

求解步骤：
用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路：
（1）利用直流通路求Q点；
（2）画小信号等效电路；
（3）求放大电路动态指标，如电压增益、输入电阻、输出电阻。
小信号模型分析法的优缺点：
**优点：**分析放大电路的动态性能指标(Av 、Ri和Ro等)非常方便，且适用于频率较高时的分析。
**缺点：**在BJT与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等电量及BJT的H参数均是针对变化量(交流量)而言的，不能用来分析计算静态工作点。

4.BJT放大电路三种组态：共射、共基、共集

5.MOS管和BJT晶体管的区别

MOS管（N沟道）工作原理

先从原理来看：

对于MOS管，比如一个N沟道mos管，他有栅极、源极、漏极。
结构：N沟道MOS管由P型衬底（substrate）和N型沟道（channel）组成。在衬底上，有一个绝缘层（通常为二氧化硅）和一个金属栅极（Gate）。

为什么叫场效应管呢？因为给栅极施加正向电场，P型半导体里面的电子向栅极靠近，空穴远离，使得上下两个N型半导体和栅极之间形成N沟道电子导通。不施加栅极电场时，P型半导体恢复，使得MOS截止。

偏置：当没有外部电压施加在栅极上时，N沟道MOS管处于截止状态，沟道中没有形成导电路径。
截止状态：在截止状态下，沟道中没有载流子流动，NMOS管的漏极和源极之间的电流为零。因此，NMOS管具有很高的输入阻抗。

通道形成：当正向偏置电压施加在栅极上时，栅极和衬底之间的电场会吸引N型沟道区域中的自由电子。当电场足够强时，沟道中的自由电子会形成导电路径。
导通状态：在导通状态下，沟道中的自由电子形成了从源极到漏极的导电通道，电流可以从漏极流入源极。此时，NMOS管的漏极和源极之间的电流受到栅极电压的控制。

输出特性：当栅极电压增加时，沟道中的导电路径会变宽，导致漏极-源极之间的电阻减小，从而增加了电流。因此，NMOS管在导通状态下具有电流放大的特性。

所以MOS和BJT有什么区别呢？

①很明显，从结构上，MOS管并没有PN结，它就是一个用金属、绝缘层、半导体做成的一个结构，有N型和P型半导体，但是没有连接形成PN结。BJT则是有两个PN结构成的。
②从工作原理上，MOS管是场效应管，所以是外部对栅极施加电场使得形成了N沟道得以导通的，而BJT是利用两个PN结的特性，施加正偏、反偏条件得以导通的。
③输入阻抗：MOS管具有很高的输入阻抗，对输入信号的影响较小。BJT的输入阻抗相对较低，输入信号会对其产生较大的影响。

第七章 模拟集成电路

用集成技术制造的FET、BJT电流源以及差分放大电路

1.BJT 电流源电路和 FET 电流源

不写了。

2.差分放大电路

①电路结构

差分放大电路是一种常见的电路配置，用于放大差模信号（即两个输入信号之间的差异）并抑制共模信号（即两个输入信号的平均值）。差分放大电路常用于信号传输、抗干扰以及测量和控制系统中。

差分放大电路通常由一个差分放大器组成，其中包括两个输入端口和一个输出端口。每个输入端口都与一个放大器输入引脚相连，输出端口则与放大器输出引脚相连。

差分放大器通过放大两个输入信号之间的差异来产生输出信号。当两个输入信号相等时，差分放大器的输出信号为零。当两个输入信号之间有差异时，差分放大器将放大这个差异，并输出相应的差分电压。

差分放大器通常采用差分对输入信号进行放大，这意味着两个输入信号相互相消，只放大它们之间的差异。这使得差分放大电路对于共模干扰信号具有抑制作用，因为共模信号在两个输入端口上具有相同的幅度和相位，因此在差分放大器的输出端口上被抵消。

关键点：两个输入、一个输出，利用三极管，镜像对称
放大差模信号，抑制共模信号
当两个输入信号相等时，差分放大器的输出信号为零。当两个输入信号之间有差异时，差分放大器将放大这个差异，并输出相应的差分电压。

②零点漂移：

（1）概念：在理想情况下，当输入信号为零时，输出信号应该保持为零。然而，实际情况下，由于各种因素的影响，输出信号可能会发生偏移，即零点漂移。
（2）影响因素：温度会影响晶体管参数是主要原因
（3）消除方法：差分放大电路、引入直流负反馈、温度补偿

差分放大电路通过将输入信号分为两个相位相反的信号，然后通过放大和比较这两个信号来得到输出信号。由于两个输入信号具有相同的零点漂移，它们在放大和比较过程中会被抵消，从而减小零点漂移的影响。
直流负反馈是通过将部分输出信号作为负反馈输入来调整输入信号，从而减小零点漂移的影响。
温度补偿可以通过使用温度传感器和补偿电路来实现。温度传感器可以检测环境温度的变化，并将相关信息传递给补偿电路。补偿电路可以根据温度变化对输出信号进行调整，以消除零点漂移

③温度漂移：

温度漂移是指随着环境温度的变化，测量仪器或传感器输出的信号发生的变化。温度漂移是由于温度变化导致的电子元件特性的变化所引起的。

在许多电子设备和传感器中，温度变化会影响器件的工作条件，从而导致输出信号的变化。这是因为温度变化会影响电子元件的电导率、电阻、电容等特性，进而影响输出信号的幅度和偏移。

第八章 反馈放大电路

1.反馈的概念

什么是反馈？

它的基本原理是通过将一部分输出信号反馈到输入端，来实现对系统的控制和调节。反馈系统的目的是使系统的输出与期望的参考信号尽可能接近，从而实现稳定性、精度和鲁棒性等性能要求。

反馈的目的？

为了改善放大电路的静态和动态性能，用输出端对输入的反作用。
直流反馈影响直流性能，比如静态工作点。交流反馈影响交流性能，如增益、输入、输出电阻、带宽等。

负反馈与正反馈

为什么要在放大电路中引入负反馈？

在放大电路中引入负反馈的主要目的是改善电路的性能和稳定性。以下是引入负反馈的几个主要原因：

提高增益稳定性：负反馈可以减小放大电路的增益对元件参数变化的敏感性。当放大器的增益受到元件参数的波动或温度的影响时，负反馈可以通过调整输入和输出差异来自动调整放大器的增益，使整个电路更加稳定。

降低非线性失真：放大器在高增益情况下容易产生非线性失真，即输出信号与输入信号之间存在畸变。负反馈可以通过减小放大器的增益来降低非线性失真，使输出信号更加接近输入信号的线性变化。

抑制噪声

扩展频率响应：一些放大器在高频时会出现频率衰减的情况，导致输出信号的失真或衰减。通过引入负反馈，可以扩展放大器的频率响应范围，使其在更宽的频率范围内保持稳定的增益。

提高输入和输出阻抗：负反馈可以降低放大器的输入和输出阻抗，使放大器与其他电路或装置之间更好地匹配，从而实现更好的信号传输和功率传递。

判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着 信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率（正斜率或负斜率，用“+”、“-”号表示）。

反馈的种类

电压反馈与电流反馈

电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定。
电压反馈：反馈信号xf和输出电压成比例，即 xf = Fvo，电压负反馈稳定输出电压。
电流反馈：反馈信号xf与输出电流成比例，即 xf = Fio ，电流负反馈稳定输出电流。
判断方法：负载短路法——将负载短路（未接负载时输出对地短路），反馈量为零——电压反馈；若反馈量仍然存在——电流反馈。

四种组态特点小结
（1）串联反馈：输入端电压求和（KVL）
（2）并联反馈：输入端电流求和（KCL）
（3）电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性
（4）电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性

深度负反馈、虚短与虚断

深度负反馈（Deep Negative Feedback）：深度负反馈是指反馈信号在电路中具有很高的放大程度，即反馈信号在电路中起到主要控制作用的情况。在深度负反馈下，输出信号的变化主要由反馈信号决定，而不是输入信号的变化。深度负反馈可以使电路的性能更加稳定和可控。

虚短（Virtual Short）：虚短是指在负反馈电路中，反馈节点（输出节点）和输入节点之间的等效电压很小或趋近于零的情况。这意味着反馈节点和输入节点之间几乎没有电压差，使得输入信号几乎不会影响反馈节点的电压。虚短的作用是将反馈信号与输入信号隔离开来，使反馈信号主导电路的控制。

虚断（Virtual Open）：虚断是指在负反馈电路中，反馈节点（输出节点）和输入节点之间的等效电流很小或趋近于零的情况。这意味着反馈节点和输入节点之间几乎没有电流流过，使得输入信号几乎不会影响反馈节点的电流。虚断的作用是将反馈信号与输入信号隔离开来，使反馈信号主导电路的控制。

负反馈放大电路的稳定性（自激振荡及稳定工作的条件）

自激振荡现象：在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。

1.产生原因及条件
产生原因：A 和 F 在高频区或低频区产生的附加相移达到180，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。

反馈深度越深，越容易自激。

第九章 功率放大电路

1.功率放大

功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电流。管子工作在接近极限状态，一般用于直接驱动负载，带载能力要强。
根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分：
（1）甲类：一个周期内均导通
（2）乙类（双电源互补对称）：导通角等于180°
（3）甲乙类：导通角大于180°
（4）丙类：导通角小于180°

工作效率：
甲类：50%
乙类：78.5%

2.乙类（互补对称功放电路）的主要问题

①BJT存在死区电压，因此会出现交越失真。

②交越失真是指由于BJT的死去电压导致输入电压较低时，三极管会截止而产生的失真。

③采用甲乙类互补对称电路可以解决交越失真问题。

第十章 信号处理电路

1.电压比较器

电压比较器的基本工作原理是将两个输入电压进行比较，并根据比较结果产生高/低电平的输出。比较器的输出通常是一个数字信号，即高电平或低电平。
通过上述几种电压比较器的分析，可得出如下结论：
（1）用于电压比较器的运放，通常工作在开环或正反馈状态和非线性区，其输出电压只有高电平VOH和低电平VOL两种情况。
（2）一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的函数关系。
（3）电压传输特性的关键要素：输出电压的高电平VOH和低电平VOL、门限电压、输出电压的跳变方向。
令vP＝vN所求出的vI就是门限电压。vI等于门限电压时输出电压发生跳变。跳变方向取决于是同相输入方式还是反相输入方式。

2.正弦波产生电路

震荡电路是一种利用反馈电路产生振荡信号的电路。其中，最常见的是 LC 振荡器和晶体振荡器。LC 振荡器由电感和电容组成，通过调整电感和电容的数值来控制振荡频率。晶体振荡器则使用压电晶体作为振荡元件，利用晶体的机械振动产生稳定的频率。

3.方波产生电路

利用了电容充放电的原理，当反向输入端的 vc 小于同相输入端的电压时，输出 vo 为高电平VOH，同时其沿着Rf给电容充电，使反向输入端的 vc 电位升高，而当反向输入端的 vc 大于同相输入端的电压时，输出 vo 为低电平VOL，同时电容沿着Rf进行放电，使反向输入端的 vc 电位下降，当反向输入端的 vc 小于同相输入端的电压时，重新开始循环，如此反复，便可在电压输出端得到方波。稳压管的作用是双向限幅，对电压进行限位。
占空比可变的方波产生电路：原理是增设了二极管、 Rf1 和 Rf2 来改变充放电时间从而改变占空比。

4.滤波电路

（1）滤波器——是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。
（2）有源滤波器——由有源器件构成的滤波器。
（3）低通、高通、带通、带阻滤波