電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)演講人：日期:CONTENTS目錄01核心知識框架02基礎(chǔ)概念專題03關(guān)鍵器件分析04典型電路結(jié)構(gòu)05工程分析方法06實踐應(yīng)用方向01核心知識框架電路系統(tǒng)基本原理6px6px6px電源、負(fù)載、導(dǎo)線、開關(guān)等基本元件以及它們的作用和特性。電路組成直流電路、交流電路、串聯(lián)電路、并聯(lián)電路等。電路類型歐姆定律、基爾霍夫定律、疊加原理、戴維南定理等。電路分析方法010302電流、電壓、電阻、電功率、電能等。電路中的基本物理量04模擬電子技術(shù)范疇連續(xù)變化的信號為模擬信號，離散變化的信號為數(shù)字信號。模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別共射放大電路、差動放大電路、功率放大電路等。正弦波振蕩器、非正弦波發(fā)生器、穩(wěn)壓電路等。放大電路低通濾波、高通濾波、帶通濾波、帶阻濾波等。濾波電路01020403振蕩與穩(wěn)壓電路課程模塊邏輯關(guān)系高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等基礎(chǔ)課程為電路與模擬電子技術(shù)的學(xué)習(xí)提供理論基礎(chǔ)。先修課程后續(xù)課程課程內(nèi)部模塊關(guān)系數(shù)字電子技術(shù)、信號處理、通信原理等課程與電路與模擬電子技術(shù)有密切聯(lián)系。電路系統(tǒng)基本原理是其他模塊的基礎(chǔ)，模擬電子技術(shù)范疇是核心，課程模塊之間相輔相成，構(gòu)成完整的知識體系。02基礎(chǔ)概念專題電路基本物理量定義電流電荷的流動稱為電流，表示單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，單位為安培（A）。電壓電場力將單位正電荷從一點移到另一點所做的功，稱為這兩點間的電壓，單位為伏特（V）。電阻電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體對電流的阻礙作用稱為電阻，單位為歐姆（Ω）。功率單位時間內(nèi)電能的消耗量，表示電流做功的快慢，單位為瓦特（W）。半導(dǎo)體器件工作原理半導(dǎo)體材料二極管PN結(jié)晶體管半導(dǎo)體是指導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，常見的半導(dǎo)體材料有硅（Si）和鍺（Ge）。P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合形成的具有單向?qū)щ娦缘慕Y(jié)構(gòu)，是構(gòu)成半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。具有兩個電極（正極和負(fù)極），只允許電流單一方向通過的半導(dǎo)體器件，具有整流、穩(wěn)壓等特性。具有三個電極（基極、集電極、發(fā)射極），能夠控制電流放大的半導(dǎo)體器件，是電子電路中的核心元件。信號與系統(tǒng)表達(dá)方法信號分類按照時間變化特性，信號可分為確定性信號和隨機(jī)信號；按照數(shù)學(xué)表達(dá)式，信號可分為模擬信號和數(shù)字信號。系統(tǒng)分析方法對于復(fù)雜的電路或系統(tǒng)，常采用系統(tǒng)分析方法，如時域分析法、頻域分析法、復(fù)頻域分析法等，以簡化問題并求解。模擬信號連續(xù)變化的信號，如聲音、溫度等，可以用數(shù)學(xué)中的連續(xù)函數(shù)來表示。數(shù)字信號離散變化的信號，只取有限個數(shù)值，如二進(jìn)制代碼，可以用數(shù)字序列來表示。03關(guān)鍵器件分析二極管特性曲線正向特性曲線反向特性曲線擊穿特性溫度影響表示二極管在正向電壓作用下的電壓與電流關(guān)系，通常具有一個較小的開啟電壓和指數(shù)增長的電流。表示二極管在反向電壓作用下的電壓與電流關(guān)系，通常具有極小的反向電流和擊穿電壓。在反向電壓增加到某一值時，二極管突然導(dǎo)通，稱為擊穿，此時的電壓稱為擊穿電壓。二極管特性曲線隨溫度的變化而變化，溫度升高，正向開啟電壓減小，反向電流增大。三極管具有電流放大作用，可以將小信號電流放大為較大的輸出電流，實現(xiàn)信號的放大。三極管的放大原理基于其內(nèi)部載流子的運(yùn)動和電子的注入，使得輸入電流的變化引起輸出電流較大的變化。為了使三極管工作在放大區(qū)，需要設(shè)置合適的偏置電路，使三極管處于正向偏置和反向偏置狀態(tài)。三極管的放大能力隨頻率的升高而下降，需要考慮其高頻特性。三極管放大機(jī)理電流放大放大原理偏置電路頻率響應(yīng)場效應(yīng)管參數(shù)體系轉(zhuǎn)移特性曲線飽和漏電流閾值電壓跨導(dǎo)描述場效應(yīng)管柵極電壓與漏極電流之間的關(guān)系，是場效應(yīng)管的重要特性曲線。開啟場效應(yīng)管所需的最小柵極電壓，也稱為開啟電壓或閾值電壓。當(dāng)場效應(yīng)管柵極電壓增加到一定程度時，漏極電流達(dá)到最大值，稱為飽和漏電流。表示柵極電壓變化對漏極電流的控制能力，是場效應(yīng)管的重要參數(shù)之一。04典型電路結(jié)構(gòu)基本放大電路拓?fù)渚哂须妷悍糯筇匦?，輸入阻抗較低，適用于低頻信號放大。共射放大器具有高頻特性，輸入阻抗高，常用于高頻信號放大。共基放大器輸出阻抗低，具有電流放大特性，常用于驅(qū)動負(fù)載。共集放大器反饋電路設(shè)計原則反饋類型負(fù)反饋可以穩(wěn)定電路增益，減小非線性失真；正反饋可以增強(qiáng)電路的動態(tài)性能，但可能導(dǎo)致振蕩。01反饋路徑盡量使反饋路徑短，以減少相位延遲和寄生耦合。02穩(wěn)定性考慮在設(shè)計反饋電路時，需確保電路的穩(wěn)定性，避免產(chǎn)生自激振蕩。03功率放大電路分類A類功率放大器B類推挽放大器C類功率放大器D類功率放大器工作在非線性區(qū)域，效率低，但失真小，適用于小信號放大。由推挽工作的晶體管組成，效率較高，但存在交越失真。工作在開關(guān)狀態(tài)，效率最高，但失真較大，適用于射頻放大。采用數(shù)字調(diào)制技術(shù)，具有高效率和低失真特點，常用于音頻放大。05工程分析方法將電路中的交流電源短路，保留直流電源和元件，用于分析電路的直流工作狀態(tài)。直流等效模型將電路中的直流電源短路，保留交流電源和元件，用于分析電路的頻率響應(yīng)和動態(tài)特性。交流等效模型0102直流/交流等效模型時域頻域分析工具通過求解電路在時域內(nèi)的電壓和電流，來評估電路的動態(tài)性能和穩(wěn)定性。時域分析將電路信號轉(zhuǎn)換為頻域表示，通過分析頻率響應(yīng)來評估電路的性能和穩(wěn)定性。頻域分析電路穩(wěn)定性判據(jù)01穩(wěn)定性定義電路在受到擾動后能夠恢復(fù)到原來狀態(tài)的能力。02穩(wěn)定性判據(jù)通過分析電路的極點和零點位置，來判斷電路是否穩(wěn)定，以及穩(wěn)定裕度的大小。06實踐應(yīng)用方向典型電路調(diào)試方法信號完整性分析電源完整性驗證調(diào)試工具選擇元件參數(shù)調(diào)整采用時域和頻域分析方法，檢查電路中的信號是否受到反射、串?dāng)_等影響。確保電路中的電源分配網(wǎng)絡(luò)（PDN）能夠為所有元件提供穩(wěn)定、低噪聲的供電。如示波器、邏輯分析儀、頻譜分析儀等，幫助工程師定位并解決問題。根據(jù)電路性能要求，調(diào)整電阻、電容、電感等元件的數(shù)值，以達(dá)到最佳效果。集成電路選型策略性能參數(shù)匹配可靠性評估封裝與散熱考慮成本與供貨根據(jù)應(yīng)用需求，選擇速度、功耗、精度等關(guān)鍵參數(shù)符合要求的集成電路。選擇易于安裝、散熱性能好的封裝形式，確保集成電路在長期工作中保持穩(wěn)定。查閱集成電路的可靠性報告，了解其壽命、失效率等信息，以便進(jìn)行風(fēng)險評估。在滿足性能要求的前提下，盡量選擇成本低、供貨穩(wěn)定的集成電路。電子系統(tǒng)設(shè)計流程需求分析明確系