模电设计
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模电课程设计做什么一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握模拟电子技术的基本概念,如放大器、滤波器、振荡器等;2. 使学生了解并掌握常用电子元器件的原理、特性及其在电路中的应用;3. 帮助学生理解并掌握模拟电路的分析与设计方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析实际电路的能力,能对简单模拟电路进行设计与调试;2. 提高学生运用Multisim等软件进行电路仿真实验的操作技能;3. 培养学生查阅相关资料、自主学习的能力,提高团队协作和沟通表达能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对模拟电子技术的兴趣,培养其探索精神;2. 培养学生严谨、务实的学习态度,使其认识到模拟电子技术在现实生活中的重要性;3. 增强学生的环保意识,使其关注电子技术的可持续发展。
本课程针对高年级学生,结合学科特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的专业知识水平、动手能力和综合素质。
课程目标具体、可衡量,便于教学设计和评估,有助于学生和教师明确课程预期成果。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,使学生在掌握知识、技能的同时,培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 模拟电子技术基本概念:放大器、滤波器、振荡器等;- 教材章节:第一章2. 常用电子元器件原理及特性:电阻、电容、二极管、晶体管等;- 教材章节:第二章3. 模拟电路分析与设计方法:基于放大器、滤波器、振荡器的电路分析与设计;- 教材章节:第三章4. 电路仿真实验:运用Multisim软件进行电路仿真实验;- 教材章节:第四章5. 案例分析与讨论:针对实际应用案例,进行电路分析与设计;- 教材章节:第五章6. 团队合作与展示:分组进行电路设计与调试,展示并分享成果;- 教材章节:第六章教学内容安排与进度:1. 基本概念及元器件原理:2课时2. 模拟电路分析与设计:4课时3. 电路仿真实验:2课时4. 案例分析与讨论:2课时5. 团队合作与展示:2课时教学内容科学、系统,与课程目标紧密结合,确保学生在掌握知识的同时,提高实践操作能力。
模电课程设计题目大全模电课程设计是电子信息类专业中重要的一门课程,通过对电子电路的设计和实现,培养和提高学生的电路设计能力和实际应用能力。
根据不同的教学方案和教学目标,模电课程设计的题目可以有很多,下面是一些常见的模电课程设计题目及其相关参考内容的介绍。
1. 非线性电路中的整流电路设计参考内容:思考和了解整流电路的基本原理和特点,学习和掌握半波整流、全波整流以及桥式整流等基本的整流电路结构和工作原理,通过仿真和实验的方法设计和实现不同类型的整流电路。
2. 放大电路设计与分析参考内容:了解放大电路的基本概念和放大器的分类,研究和理解放大电路的工作原理和特性,学习和掌握常见的放大器电路结构和分析方法,通过仿真和实验设计和实现基本的放大器电路,如共射放大器、共集放大器和共基放大器等。
3. 滤波电路设计与实现参考内容:研究和了解滤波电路的基本原理和分类,学习和掌握不同类型的滤波器电路结构和特性,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等,通过计算、仿真和实验的方法设计和实现滤波器电路。
4. 时钟电路设计参考内容:了解时钟电路的基本原理和应用场景,学习和掌握时钟电路的设计方法和技巧,如基于RC元件的时钟电路、多谐振荡网络的时钟电路和计数器的时钟电路等,通过仿真和实验设计和实现不同类型的时钟电路。
5. 信号发生器设计与实现参考内容:研究和了解信号发生器的基本原理和分类,学习和掌握不同类型的信号发生器电路结构和特性,如正弦波发生器、方波发生器和锯齿波发生器等,通过仿真和实验的方法设计和实现信号发生器电路。
6. 宽带功率放大器设计参考内容:了解宽带功率放大器的基本原理和应用场景,学习和掌握宽带功率放大器的设计方法和技巧,如基于负反馈的宽带功率放大器和基于分布式效应的宽带功率放大器等,通过仿真和实验设计和实现宽带功率放大器。
7. 脉冲调制与解调电路设计参考内容:研究和了解脉冲调制与解调的基本原理和应用场景,学习和掌握不同类型的脉冲调制和解调方式,如脉冲振幅调制(PAM)、脉冲宽度调制(PWM)和脉冲位置调制(PPM)等,通过仿真和实验设计和实现脉冲调制与解调电路。
模拟电子设计基础知识入门模拟电子设计是电子工程领域中一项重要的技术。
它涉及到模拟电路的设计、分析和优化,是构建电子设备和系统所必需的基础。
一、什么是模拟电子设计?模拟电子设计是指在电路中使用模拟信号进行数据处理和传输的技术。
与之相对的是数字电子设计,数字电子设计是使用数字信号进行处理和传输的技术。
模拟电子设计主要涉及模拟信号的放大、滤波和混频等处理,以及模拟信号与数字信号的转换。
二、模拟电子设计的基本原理模拟电子设计的基本原理包括模拟电路的基本元件和基本电路。
模拟电路的基本元件包括电阻、电容和电感等 pass by reference ,而基本电路包括放大器、滤波器和混频器等。
理解和掌握这些基本原理是进行模拟电子设计的前提。
在模拟电子设计中,放大器是最常见和重要的电路之一。
放大器主要用于放大信号,可以将微小的输入信号放大为较大的输出信号。
基本的放大器包括共射放大器、共基放大器和共集放大器等。
不同类型的放大器适用于不同的应用场景。
滤波器是模拟电子设计中另一个重要的电路。
滤波器可以通过选择特定的频率范围来滤除或增强信号的特定频率分量。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
混频器是用于将不同频率的信号进行混合的电路。
混频器可以将高频信号和低频信号进行混合,产生新的频率信号。
混频器广泛应用于调频广播和无线通信等领域。
三、模拟电子设计的应用模拟电子设计在众多领域中都有广泛的应用。
在通信领域,模拟电子设计用于无线电、调制解调、射频电路等。
在音频领域,模拟电子设计用于音频放大器、音频混合器和音频滤波器等。
在生物医学领域,模拟电子设计用于生物传感器、心电图仪和医疗成像设备等。
与此同时,模拟电子设计也在工业控制、汽车电子和航空航天等领域中发挥着重要的作用。
模拟电子设计的应用范围广泛,不断推动着科技的发展和创新。
四、模拟电子设计的未来发展随着科技的不断进步,模拟电子设计也在不断发展和创新。
新型材料的应用、新型元件的研发以及电路设计软件的提高都为模拟电子设计提供了新的机遇和挑战。
模电课程设计报告一、设计目的和背景随着科技的不断发展,模拟电子技术作为电子技术的基础,对于电子工程专业的学生来说,是一门非常重要的课程。
通过模拟电子技术的学习,可以培养学生的电路分析和设计能力,为他们今后从事电子工程相关领域的工作奠定基础。
本课程设计旨在通过理论学习与实践相结合的方式,提高学生的模拟电子技术实践能力和创新思维能力。
二、设计内容和方法1.设计内容本次课程设计主要内容包括模拟电子技术基础知识的学习与理解,以及模拟电路设计与实验实践。
2.设计方法(1)理论学习:通过教师讲授和学生独立学习,学习模拟电子技术的基本原理、电路分析方法和设计技巧等知识。
(2)实验实践:通过完成一系列模拟电子技术实验,培养学生的动手能力和实践技能。
(3)课程设计:通过一个综合性的课程设计项目,使学生能够将所学知识运用到实际项目中,培养学生的创新思维和问题解决能力。
三、设计步骤和结果1.设计步骤(1)理论学习:根据教学大纲,进行模拟电子技术基础知识的学习,包括电路基本定律、放大电路、滤波电路等内容。
(2)实验实践:根据教学要求,完成一系列模拟电子技术实验,包括放大电路的设计与实验、滤波电路的设计与实验等。
(3)课程设计:选择一个相关领域的实际项目,要求学生运用所学知识进行设计和实施。
2.设计结果通过本次课程设计,学生能够全面掌握模拟电子技术的基本原理和设计方法,具备分析和解决模拟电路问题的能力。
同时,通过实际项目的设计与实施,培养学生的创新思维和问题解决能力。
四、设计评价本次课程设计通过理论学习与实践相结合的方式,使学生能够将所学知识应用于实际项目中,并通过实际项目的设计与实施,培养学生的创新思维和问题解决能力。
通过该设计,学生在模拟电子技术方面的综合能力得到了较大的提高。
五、总结本次模拟电子技术课程设计通过学习理论知识、实验实践和课程设计项目的方式,培养学生的模拟电子技术实践能力和创新思维能力。
通过该设计,学生能够全面掌握模拟电子技术的基本原理和设计方法,具备分析和解决电路问题的能力,为他们今后从事电子工程相关领域的工作奠定基础。
一、课程设计任务及要求1.设计目的①学习音频功率放大器的设计方法②了解集成功率放大器内部电路工作原理根据设计要求,完成对音频功率放大器的设计,进一步加强对模拟电子技术的了解④采用集成运放与晶体管原件设计OCL功率放大器⑤培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力2.设计指标①频率响应:20Hz≤f≤20KHz②输出功率:P o > 4w③负载电阻:R L=8Ω④非线性失真尽量小⑤输入信号:U i <0.1v3.设计要求①画出电路原理图②元器件及参数选择③电路的仿真与调试分析设计要求, 明确性能指标;查阅资料、设计方案分析对比。
4.制作要求论证并确定合理的总体设计方案, 绘制结构框图。
5、OCL功率放大器各单元具体电路设计。
总体方案分解成若干子系统或单元电路, 逐个设计, 计算电路元件参数;分析工作性能。
6.完成整体电路设计及论证。
7、编写设计报告写出设计与制作的全过程, 附上有关资料和图纸, 有心得体会。
二、总体方案设计1.设计思路功率放大器的作用是给负载Rl提供一定的输出功率, 当RI一定时, 希望输出功率尽可能大, 输出信号的非线性失真尽可能小, 且效率尽可能高。
由于OCL电路采用直接耦合方式, 为了保证工作稳定, 必须采用有效措施抑制零点漂移, 为了获得足够大的输出功率驱动负载工作, 故需要有足够高的电压放大倍数。
因此, 性能良好的OCL功率放大器应由输入级, 推动级和输出机等部分组成。
2.OCL功放各级的作用和电路结构特征①输入级: 主要作用是抑制零点漂移, 保证电路工作稳定, 同时对前级(音调控制级)送来的信号作用低失真, 低噪声放大。
为此, 采用带恒流源的, 由复合管组成的差动放大电路, 且设置的静态偏置电流较小。
②推动级作用是获得足够高的电压放大倍数, 以及为输出级提供足够大的驱动电流, 为此, 可采带集电极有源负载的共射放大电路, 其静态偏置电流比输入级要大。
③输出级的作用是给负载提供足够大的输出信号功率, 可采用有复合管构成的甲乙类互补对称功放或准互补功放电路。
模电产品设计方案模板一、综述在本文中,我们将针对模拟电子产品进行设计方案的提出和分析。
该设计方案旨在满足特定的功能需求,并确保产品的稳定性和可靠性。
我们将按照以下步骤进行设计:二、需求分析在这一节中,我们将详细分析模拟电子产品的需求,并明确产品应具备的功能特点。
我们将考虑输入输出电压范围、电流要求、频率响应等方面的需求,并根据这些需求制定设计方案的指导原则。
三、方案设计基于需求分析的结果,我们将展开具体的方案设计。
包括选择合适的电路拓扑结构、元器件的选型以及电路参数的计算等。
我们将确保设计方案能够满足产品需求并提高性能。
四、电路图设计在这一节中,我们将根据方案设计的结果绘制电路图。
电路图将展示电路拓扑结构、各个元器件的连接方式以及必要的参数注释。
我们将确保电路图的清晰简洁,并使其易于理解和实施。
五、电路仿真和分析在这一节中,我们将使用专业的电路仿真软件对设计的电路进行仿真和分析。
我们将验证设计方案的正确性,并优化电路的性能。
同时,我们将分析电路在不同工作条件下的稳定性和可靠性。
六、元器件选型和采购在这一节中,我们将根据电路设计和仿真分析的结果进行元器件的选型,并与供应商进行联系,确保元器件的质量和可靠性。
我们将考虑性能、成本和供货周期等因素,并选择合适的供应商进行采购。
七、PCB设计在这一节中,我们将根据电路图设计的结果进行PCB布局和走线。
我们将根据电路特性和尺寸要求进行布局,并考虑阻抗匹配、地线设计和电磁兼容等问题。
我们将确保PCB设计的可制造性和可返工性。
八、样机制造和调试在这一节中,我们将根据PCB设计的结果进行样机的制造和调试。
我们将按照标准的制造流程制作样机,并对其进行功能验证和性能测试。
我们将确保样机的稳定性和可靠性,对其进行必要的调整和优化。
九、产品产线化在这一节中,我们将根据样机的结果进行产品的产线化设计。
我们将考虑产品的生产要求,并制定相应的生产工艺流程和测试流程。
我们将确保产品的一致性和可重复性,从而满足批量生产的需求。
模电课程设计模拟电子技术(简称模电)是电子工程专业的一门重要课程。
通过学习模电,学生可以了解和掌握模拟电路的基本原理、分析方法和设计技巧,培养电路设计、实验和问题解决的能力。
本文将从课程设计的目标、实施过程和设计案例三个方面,介绍模电课程设计的相关内容。
一、课程设计的目标模电课程设计的主要目标是培养学生的电路设计和实验操作能力,帮助学生理解和应用模拟电路的基本理论知识。
具体目标包括以下几个方面:1. 掌握模拟电路的基本原理:学生需要了解电路元件的特性、电路拓扑结构和模拟信号的基本处理方法,建立起模拟电路分析和设计的基础。
2. 学会使用常用的电路分析方法:学生需要掌握基本的电路分析方法,如基尔霍夫定律、戴维南定理等,能够使用这些方法解决简单的模拟电路问题。
3. 培养电路设计和实验操作能力:通过设计和实现一些简单的模拟电路,学生可以了解电路设计的基本流程和方法,并学会使用实验仪器进行电路调试和测试。
4. 培养问题解决能力:学生在课程设计中需要面对各种电路问题和实验困难,需要通过分析和思考来解决这些问题,培养自主学习和问题解决的能力。
二、课程设计的实施过程模电课程设计通常包括课程设计题目选择、电路设计与仿真、实验实施与测试、报告撰写与评分几个环节。
具体过程如下:1. 题目选择:教师或学生根据课程的学习目标和要求,确定适合学生水平和能力的设计题目。
题目既要有一定的难度,又要有一定的实用性,能够充分发挥学生的创造力和动手能力。
2. 电路设计与仿真:学生根据题目要求,进行电路的设计和仿真。
设计过程中,学生需要分析电路的功能和特性,选择合适的电路拓扑结构和元器件,进行电路参数计算和仿真验证。
3. 实验实施与测试:学生按照设计的电路图和参数,使用实验仪器进行电路的搭建和调试。
实验过程中,学生需要注意安全操作,合理选择实验参数,记录实验数据和现象。
4. 报告撰写与评分:学生根据实验结果和数据,撰写实验报告。
报告需要包括电路设计思路、仿真结果、实验步骤、数据处理和分析等内容,并进行结果讨论和总结。
电子工程中的模拟电路设计电子工程中的模拟电路设计一直是该领域中重要的一环,它涉及到电子设备的信号处理与传输。
本文将介绍模拟电路设计的基本原理、设计流程以及与数字电路设计的区别。
一、模拟电路设计的基本原理模拟电路设计是基于模拟信号的处理,主要涉及电流、电压和电阻等原始物理量。
模拟电路设计的基本原理包括以下几个方面:1. Ohm's Law(欧姆定律):根据欧姆定律,电流与电压成正比,电流与电阻成反比。
这个原理是模拟电路设计的基础。
2. 放大器设计:放大器是模拟电路设计中常见的组件,用于将输入信号放大到可以被接收或传输的合适幅度。
放大器设计需要考虑增益、带宽和稳定性等因素。
3. 滤波器设计:滤波器用于抑制或通过特定频率范围的信号。
模拟电路设计中,常需要设计低通、高通、带通或带阻滤波器,以满足特定的信号处理需求。
4. 模拟信号转换:在电子设备中,数字信号的生成和处理离不开模拟信号的转换。
模拟信号转换涉及模拟到数字的转换(A/D)和数字到模拟的转换(D/A),设计要考虑精度、采样率和信噪比等因素。
二、模拟电路设计的流程模拟电路设计的流程通常包括以下几个步骤:1. 需求分析:明确设计的目标和需求,定义输入输出信号的电气特性和性能指标。
2. 电路设计:根据需求分析,选择适当的器件、电路拓扑结构和参数,进行电路设计和仿真。
常用的仿真工具有PSPICE和Multisim等。
3. PCB布局与布线:根据电路设计结果,进行PCB的布局布线。
在布局和布线过程中,需要考虑信号的分布和隔离、电源的稳定性以及仿真结果的验证等因素。
4. 元器件选型:根据电路设计的要求,选择合适的元器件,并进行性能测试和评估。
关键元器件的选型对电路性能具有重要影响。
5. 电路调试与优化:在完成PCB组装后,进行电路的调试和优化。
通过实际测试和测量,检查电路的性能是否符合设计要求,并对电路参数进行调整。
三、模拟电路设计与数字电路设计的区别模拟电路设计与数字电路设计在原理和方法上存在一些差异。
模拟电路模拟电路设计设计设计简介简介 第一部分第一部分::三极管和基本电路作者:Reno RossettiDirector of IC Group StrategyFairchild Semiconductor Inc., San Jose, Calif.历经改进的工艺技术可以在同一个印模上实现双极三极管和CMOS (互补式金属-氧化层-半导体)、电源和信号、无源和有源器件,这就使设计现代电路设计成为一个“混合信号”的工作。
从而能够按照电路设计师的创造和意愿,把这些器件组合成必要的模拟和/或逻辑模块在同一个芯片上开发出需要的系统。
在传统的模拟模块持续地数字化的过程中,一直都有新的模拟模块设计出来,例如:电荷泵稳压器、MOSFETs 和LED 驱动电路。
一个时下的例子就是数字技术分割模拟核心功能,也就是交换调节器控制环中的频率补偿数字化技术。
这个技术实现了预想的功能(并且事实上,只需要点一下鼠标就可以轻松移动“极”点和“零”点(参见词汇表))。
但是,其数字频率补偿和相关的硅消耗是否合理不是很明显。
所以,当数字技术“电路和工艺不断地攻城夺寨的时候,模拟技术持续地发展自己并且重建了一个很难攻克的模拟核心功能:我们不指望看到模拟电路数字化得像能带隙参考电压那样”,也就是说数字电路取代电流模拟电路(随时可能实现)。
在这个教程中,我们会讨论一些模拟和数字、双极型和CMOS 电路。
我们不大可能系统地列举出所有的混合信号电路设计需要的模块或者甚至只是其中的主要模块。
相反地,我们要采取“顺其自然”的方法。
抱着这种思路,我们从单个三级管开始来建立起一些复杂的诸如电源储存和管理核心中使用的线性和交换调节器功能。
第一部分第一部分::模拟电路模拟电路在本节中,我们要讨论一些基本的电源管理模拟模块。
我们将快速地回顾一下基本器件以及三极管的主要特性,以便利用它们来组建像镜像电流和缓冲级这样的基本电路。
然后,我们要用这些基本器件和电路来生成模拟模块,比如运放和参考电压。
最后,我们要将这些模拟模块组合成功能电路。
从本书的标题可以看出,毫无疑问,我们感兴趣的功能是电压调节器,它是电源分配和管理的核心。
把基本的电子器件组合成一个完整功能的电子产品的过程,换句话说,就是一个电子产品的系统设计过程,可以被完整地一次成型,制造出一个单独的庞大的集成电路(IC),或者可以分散到许多芯片中,比如把一个分立式功率三极管芯片和一个控制IC 组装到一个模块单元中。
现代电路设计,无论是在分立还是IC 级,都要涉及到双极和CMOS 元件的混用。
如果性能和复杂度符合要求的话,电源管理集成电路现在就可以利用混合双极CMOS和DMOS工艺制造。
系统设计要考虑混合IC,并且要使IC匹配外部分立器件,这些外部分立器件可以是从双极型到CMOS和DMOS,而其选择通常首先要受制于成本,其次要考虑到性能。
在本节剩下的部分,我们要画一些双极型电路,但是这里讨论的每个双极型电路都有同样的CMOS版本。
分别用CMOS中的N沟道和P沟道MOS代替NPN和PNP型三极管,这样我们讨论的双极型电路都可以被复制成CMOS电路。
三极管NPN三极管NPN型三极管(图1)是传统双极型模拟集成电路世界的国王。
事实上,在大多数基本的和高成本效率的模拟IC工艺中,芯片设计师只会选择一个高性能的NPN三极管。
至于其它的,例如PNP三极管、电阻和电容也只是些比干扰要好一点的副元件。
对于直观的、易于理解的分析,它完全满足大多数三极管的直流等效电路,要注意到,这种元件的带宽是有限的。
当在等效电路中加入一些复杂工作状态例如小信号交流分析时,数学分析显得乏力,所以就要用到计算机模拟。
在图1中,(a)和(b)分别是NPN三极管的电路符号和等效电路图。
在这个元件中,电流由集极和基极流入,从射极流出。
三级管的简单的工作状态就是传输集极电流,这个集极电流实际上就是基极电流乘以一个β因数。
射极电流就是1加β乘以基极电流。
一个典型的放大因数是100。
NPN三极管有优秀的动态性IE)来测量:如果使电流由射极进入、由集极和基极能或者带宽,这要由其截止频率(fT流出的话,很容易就可超过1GHz。
图1 NPN三极管符号(a)和等效电路(b)PNP三极管三极管PNP三极管(图2)是NPN型的补型,电流由射极进入、由集极和基极流出,与NPN正好相反。
简单地说PNP是NPN构造的副产品,因此其放大率和频率经常要比NPN低。
一个典型的PNP放大率是50,而其截止频率(fT)通常只高于1MHz。
图2 PNP三极管符号(a)和等效电路(b)跨导跨导除电流增益β和带宽fT 以外,另一个重要的三极管参数是跨导增益gm,也就是基-射结输入电压引起的射极电流变化量。
图2(a)和图2(b)中的小信号三极管模型展示出一个三级管的基-射电压(著名的大概0.7V常电压)通过电阻rE调制:RE = VT/IE[1]VT = kT/q = 26mV 在25°C常温环境 [2]这里kT是玻尔兹曼常数,T是温度(单位是开尔文),q等于库仑电荷常量。
一个加在三极管基-射结上的小信号电压ΔV作用在电阻rE上并产生相应的电流dI。
dI = ΔV/ rE dI/ ΔV= gm= 1/ rE[3]因此,跨导增益gm 就是rE的倒数。
因为电阻要比跨导更好用,所以我们继续用电阻rE来代替等效电路或者三极管符号中的跨导增益。
三极管转移电阻三极管转移电阻由[2]可知,一个1mA 射极电流的三极管会表现出一个26mV/1mA 或者说26Ω的射极电阻。
这样,任一射极电阻都会产生从基极看进去的放大电阻。
事实上,用这个数字实例,1mA 的射极电流加上26mV 的射-基极压降会产生大概10μA 的基电流变换量(1mA 除以β+1即101)。
从基极前端点来看,26mV 的变化对应于10μA 一个基极电流变化可以被看作一个26mV/10μA=2.6 KΩ的电阻。
我们给它命名为transistor (trans trans transfer resistor istor istor)的原因很自然地就是因为它把电阻从下面的射极转移到上面的基极。
三极管方程三极管方程双极型三极管的电压电流关系通过下面的对数式给出:V be = V T *ln(I/Io) [4]这里V T 是热力学电压,I o 是特征电流,由工艺特性决定。
它有一些非常有趣的含义:例如,根据[4],如果三级管有一个x 倍的电流,那么我们可以写出:V be ' = V T *ln(x*I/Io) [5]由电流的x 倍增量引起的电压增量就可以写作:ΔV be = V be '-V be = V T *ln (x) = (kT/q)ln(x) [6]在给定常温下,V T = 26mV,我们很容易看出,三极管电流乘以2就会引起V be 升高18mV (也就是从700mV 升到718mV),电流乘以10会使V be 升高60mV。
我们可以粗略地认为三极管的V be 是一个大约0.7V 的常数,但是更精确地讲,V be 要随着电流成对数移动。
三极管V be 对于电流变化的相对迟钝常常被用来建立电流源和参考电压。
之前的关系反过来也很自然地成立,电流的变换也可以是电压的函数。
实际上,如果我们将前面的方程反过来就得到:I = Io*exp(V be / V T ) [7]这个关系显示电流随V be 成指数变化。
我们已经知道,V be 18mV 的变化量会使三极管电流增加一倍。
对因电压的微小变化引起的电流变化做一个简单估计,我们可以把这个指数关系线性化,并且可以看到,电流会大概变化2%/mV。
电流对于V be 的强烈的依赖可以解释为什么三极管一般是通过电流驱动的,而不是通过电压驱动。
这也可以解释为什么处理两个相同的三极管之间的偏移或小电压变化有这么难。
对于两个相同偏压的相同的三级管,如果它们的V be 只有1mV 的差别的话,那它们的电流就要有2%的偏差。
MOS vs MOS vs 双极型三极管双极型三极管双极型三极管双极型NPN 和PNP 三极管对应于CMOS 中的P 沟道和N 沟道MOS 三极管(如图3a 和3b)。
三极管的一般功能同样是独立于它们的应用的,但是存在两种相反的两种技术的使用意见。
一般来说,双极型三极管的基极、射极和集极分别对应于MOS 三极管的栅极、源极和漏极。
在双极型三极管中存在而在CMOS 中不存在的主要问题是双极型三极管需要一个基极电流。
这样一个电流是从射极到集极的纯电流损失。
在功率应用中,当小信号操作中的基极电流很小的时候,三级管被用作开关,维持三极管运作的必要的基极电流可能非常高。
这个很高的基电流促使电路效率很低。
随着便携设备和延长电池寿命的需求的普及,CMOS 技术无疑优于双极型技术。
相对于CMOS,双极型技术的优势是它有更高的跨导增益和匹配性,这造就了更好的差分输入级电路和更好的参考电压。
性能最好的技术要数混合模式BiCMOS (双极型和CMOS)或者BCD (双极CMOS 和DMOS)工艺,通过这种技术,设计师可以用最好的器件来完成手头工作。
图3 N 沟道(a)和P 沟道(b)MOS 三级管在这节中,我们要增加复杂度以增加功能块,从而研究一些有用的电源管理电路。
镜像电流镜像电流镜像电流是一个很常见的引入电流源或者有源负载的方法。
图4 PNP镜像电流驱动两个相同的三极管产生相同的电流。
图4镜像电流的原理事实上就是用相同的Vbe中的两个拥有相同增益β的三极管以镜像结构连接:也就是相同的基极和射极电势。
这样的配置产生了一个几近完美的需要的Iout/Iin增益基电流,这样就引入一个β /2+ β的系统误差。
例如对β = 100来说,误差大概就是百分之二。
电流源电流源电流源(图5)是个很常见的设置相对常偏压电流。
图5 NPN电流源被加在了电阻R上,这样就在T1的集极保证了电流。
假设图5中,T2的相对常电压Vbe将只增加18mV,也供电V+从5V增加到10V,T2的电流就要大概翻一倍,但是它的Vbe将增加18mV/R。
综上所述,一个100%的就是从0.7V提升至0.718V。
相应地,电流Io电压变化导致了只有18mV/700mV即2.6%的电流误差。
差分输入级差分输入级图6展示了一个NPN差分级图6 NPN 差分级这个级电路的跨导增益dI/dV 通过下面的式子计算:dI 1=dV/2r E [8] r E =V T /I E [9]把[9]带入[8]中,我们得到dI 1/dV=I E /2V T [10]例如,如果I E = 10 μA,我们就得到一个跨导dI/dV = 10 μA/52mV = 1/5.2k Ω。
注意,这级的跨导增益是偏压电流I E 的简单线性方程。