模電學(xué)習(xí)的兩個重點 場管及運放

　　凡是學(xué)電的，總是避不開模電。

　　上學(xué)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(xué)習(xí)，但愿對學(xué)弟學(xué)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(fù)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(xué)習(xí)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(dá) 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(dāng)箝位二極管，在電感性負(fù)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(dāng)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(jìn)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(biāo)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(biāo)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(rèn)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。