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模拟IC设计|为什么模拟电路这么难学?

发布时间:2023-03-21

来源:IC修真院

模电真的难学!

国内的教材中真的要把清华或者华工的那套反复阅读才行。另外很多人推荐了日本人写的晶体管放大电路那两本书,我看完得到很多益处,推荐大家去看。

学模电给我的经验是,不但要抓住要点、提纲,还必须要如切如磋,如琢如磨,沉下心来搞清每一个知识点,每一个元件的作用,要有那种物理图像和感觉。因为任何一个地方没有琢磨透,没有清晰化,可能就错得很离谱了。

下面我大概按学习的顺序和大家分享学习模电过程遇到的困惑和自己的解决。

我学习模电,遇到的第一个跨不过去的坎是无法理解三极管为什么基极和集电极可以反向通电,后来通过分析电场,电子的运动,感觉一下透彻了,这个难点我在另一个问题上做了回答,大家可以去看,很多人看了都觉得一下就恍然大悟了。

(好像很多同学说这个链接看不到,这里修改一下回答,搬我那个回答过来:二极管反向通电时,耗尽层加宽,半导体中只有很少很少的少子流过,所以反向电流很少。关键点来了!它没有说电子不能通过,是说没有那么多的电子!如果我有办法在耗尽层充入电子呢?那不就像导体一样畅通无阻了吗!三极管不就是解决这个问题的么?三极管的发射结正向导通了,正好就补充了反向导通需要的源源不断的电子给集电结!这里的回答建议大家回去画个图,稍想一下就明白我的意思了)

学习模电让我犯晕的第二点是,为什么书上有那么多的放大电路,都有什么区别,我到底要用哪些个电路?经过认真对教材这些放大电路进行比较,我搞清楚了全书的脉络,能够比较客观的评价这些电路哪个更好,或哪里更好。

基本上就是如何由最基本的放大电路变成更好的放大电路的过程。如何克服温度的影响?如何不影响静态工作点又提高放大倍数?如何提高放大电路的稳定性?差分放大电路的巧妙?功率放大电路的巧妙?不同的要求使用哪种放大电路?这时候就可以理解反馈是放大电路中的最牛逼的技术!奇怪的是,可能反馈太难,好像本科中并不特别强调。

学习模电让我忽然觉得认识又有很大提高的是,把放大电路分为直流通路和交流通路来分析,然后通过叠加原理,再整体理解完电路的分析方法。静态工作点的重要作用get到了吗?放大电路其实主要是放大交流信号,所以共基共射共集的分类必须看交流通路来区分,理解了吗?在这部分,还特别提一下电容的作用,建议大家使用Multisim或直接实物测量感受电容的作用!比如二极管整流电路中,电容滤波的作用真正感受过了吗?电容耦合把直流和交流叠加的信号,取出交流分量的作用理解了吗?仿真或示波器上看过了吗?

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上面这个图,理解Rb1为什么不可少吗?理解为什么可以换成电容吗?

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上面这个经典电路,你能理解发射极旁路电容的作用和妙处吗?为什么既稳定了静态工作点,又提高了交流放大倍数!你能够脱口而出有c2没c2输出信号波形的区别吗?

学习模电,让我认识又有一个非常大的提高是理解了反馈电路!而且不完全是运放的反馈电路分析,分立元件的反馈电路原来也一样用虚短虚断。记得当年这里的一个难点是反馈极性和反馈组态类型的判断。教材里面用瞬时极性正负这个词,后来才明白,不是什么鬼正负极,而是电压或变大变小,然后发现就完全没问题了。反馈组态类型的判断比较容易,串并联看输入端,电压电流看输出端,我在其他问题上也回答过,这里也不重复了。

学习模电,让我认识又有很大提高的是,亲自动手用OP07做了一个反馈放大电路,发现频率高到某个程度,反馈也阻止不了放大倍数降低很多,从而理解了在实际应用中必须考虑到器件的特性,电路的性能参数。

然后,思路就基本全打开了,这个时候就感觉开始入门了。

其他内容呢?如果搞透这些,其他真湿湿碎。

文章来源:知乎

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