《電子技術(shù)應(yīng)用》
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模電學習的兩個重點 場管及運放

2017-06-30
關(guān)鍵詞: MOSFET 模電 運算放大器 晶體管

       凡是學電的,,總是避不開模電,。

  上學時老師教的知識,,畢業(yè)時統(tǒng)統(tǒng)還給老師,。畢業(yè)后又要從事產(chǎn)品設(shè)計,,《模電》拿起又放下了 n 次,,躲不開啊,。畢業(yè)多年后,,回頭望,,聊聊模電的學習,,但愿對學弟學妹有點幫助。

  通觀整本書,不外是,,晶體管放大電路,、場管放大電路、負反饋放大電路,、集成運算放大器,、波形及變換、功放電路,、直流電源等,。然而其中的重點,應(yīng)該是場管和運放,。何也?

  按理說,,場管不是教材的重點,但目前實際中應(yīng)用最廣,,遠遠超過雙極型晶體管(BJT),。場效應(yīng)管,包括最常見的MOSFET,,在電源,、照明、開關(guān),、充電等等領(lǐng)域隨處可見,。

  運放在今天的應(yīng)用,也是如火如荼,。比較器,、ADC、DAC,、電源,、儀表、等等離不開運放,。

  1,、場效應(yīng)管是只有一種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件,是一種用輸入電壓控制輸出電流的半導(dǎo)體器件,。有 N 溝道和 P 溝道兩種器件,。有結(jié)型場管和絕緣柵型場管 IGFET 之分。IGFET 又稱金屬-氧化物-半導(dǎo)體管 MOSFET,。MOS 場效應(yīng)管有增強型 EMOS 和耗盡型 DMOS 兩大類,,每一類有 N 溝道和 P 溝道兩種導(dǎo)電類型。

  學習時,,可將 MOSFET 和 BJT 比較,就很容易掌握,功率 MOSFET 是一種高輸入阻抗,、電壓控制型器件,,BJT 則是一種低阻抗、電流控制型器件,。再比較二者的驅(qū)動電路,,功率 MOSFET 的驅(qū)動電路相對簡單。BJT 可能需要多達 20% 的額定集電極電流以保證飽和度,,而 MOSFET 需要的驅(qū)動電流則小得多,,而且通常可以直接由 CMOS 或者集電極開路 TTL 驅(qū)動電路驅(qū)動,。其次,,MOSFET 的開關(guān)速度比較迅速,MOSFET 是一種多數(shù)載流子器件,,能夠以較高的速度工作,,因為沒有電荷存儲效應(yīng)。其三,,MOSFET 沒有二次擊穿失效機理,,它在溫度越高時往往耐力越強,而且發(fā)生熱擊穿的可能性越低,。它們還可以在較寬的溫度范圍內(nèi)提供較好的性能,。此外,MOSFET 具有并行工作能力,,具有正的電阻溫度系數(shù),。溫度較高的器件往往把電流導(dǎo)向其它MOSFET,允許并行電路配置,。而且,,MOSFET 的漏極和源極之間形成的寄生二極管可以充當箝位二極管,在電感性負載開關(guān)中特別有用,。

  場管有兩種工作模式,,即開關(guān)模式或線性模式。所謂開關(guān)模式,,就是器件充當一個簡單的開關(guān),,在開與關(guān)兩個狀態(tài)之間切換。線性工作模式是指器件工作在某個特性曲線中的線性部分,,但也未必如此,。此處的“線性”是指 MOSFET 保持連續(xù)性的工作狀態(tài),此時漏電流是所施加在柵極和源極之間電壓的函數(shù),。它的線性工作模式與開關(guān)工作模式之間的區(qū)別是,,在開關(guān)電路中,,MOSFET 的漏電流是由外部元件確定的,而在線性電路設(shè)計中卻并非如此,。

  2,、運放所傳遞和處理的信號,包括直流信號,、交流信號,,以及交、直流疊加在一起的合成信號,。而且該信號是按“比例(有符號+或-,,如:同相比例或反相比例)”進行的。不一定全是“放大”,,某些場合也可能是衰減(如:比例系數(shù)或傳遞函數(shù) K=Vo/Vi=-1/10),。

  運放直流指標有輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電壓的溫度漂移(簡稱輸入失調(diào)電壓溫漂),、輸入偏置電流,、輸入失調(diào)電流、輸入失調(diào)電流溫漂,、差模開環(huán)直流電壓增益,、共模抑制比、電源電壓抑制比,、輸出峰-峰值電壓,、最大共模輸入電壓、最大差模輸入電壓,。

  交流指標有開環(huán)帶寬,、單位增益帶寬、轉(zhuǎn)換速率SR,、全功率帶寬,、建立時間、等效輸入噪聲電壓,、差模輸入阻抗,、共模輸入阻抗、輸出阻抗,。

  個人認為,,選擇運放,可以只側(cè)重考慮三個參數(shù):輸入偏置電流,、供電電源和單位增益帶寬,。

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