模电方法总结

模电正如老师说的，可以分为四个模块。

一：器件——二极管，三极管，MOS,TTL，电感，电容· · · · · · ·

二：放大电路——电压放大电路，电流放大电路，功率放大电路，集成放大电路· · · 三：信号发生电路——正弦波发生电路，锯齿波发生电路，矩形波发生电路· · · · · 四：电源——串联式稳压电源，开关电源· · · · · ·

一：器件

在模电中最常见的器件莫过于二极管和三极管，电感，电容。

【1】二极管——二极管是我电子的入门器件，二极管最重要的特性就是单向导电性，几乎 在各种电路中都要用到他来做隔离器件；他的导通电压是 0.7 伏特，只要正向电压达到 0.7 伏特，二极管就导通。在电路中它还有续流作用，提供了一个电流通路，不至于产生电压冲 击。并且二极管还可以用来消除交越失真。

【2】三极管——在这个学期中最重要的器件是三极管，几乎所有的放大电路都会用到三极

管，三极管有三种工作状态， （1）饱和态， （2）放大状态（3）截止状态。在数电中一般用 饱和态和截止态表示 1和0；而在模电中一般用到三极管的放大状态。而为了不出现饱和失 真和截止失真，必须为三极管设一个合适的静态工作点，使得管子先工作在静态。然后加交 流信号，通过调节 Ib 来调节 Ic，通过 Rc 使得输出的电压随着 Ic 的变化而变化，达到信号 放大和传输的目的。 （这也是我觉得最拍案而起的地方，不恰当的说是借力用力吧）

场效应管——虽然说这学期用的不多，但是我觉得有必要总结，因为在高频电路里面他的作 用不是 TTL能取代的。

【3】增强型场效应管——一般 N 沟道用得较多，P 沟道和 N 沟道也差不多，就像 NPN 与 PNP 一样的关系，为什么叫N沟道呢，主要是因为通电粒子是电子而非空穴。增强型场效应管有四个 端子，源极，栅极，漏极和寸底，一般源极和栅极相连。栅极上加正电压时P 型存底的绝缘栅下 生成电子形成的 N 沟道。这时如果源极与漏极之间加一个电压（Uds>0）会在沟道中形成电流。 开始时电流随着电压的增加而相应的增大，但是当电流达到一定程度时，会出现沟道夹断。此时 的电压 Uds称为夹断电压。此后电流不再增大。所以栅极电压决定沟道的深度，沟道电阻的大小。 因此可以通过控制栅极电压来控制漏极电流。

【4】耗尽型场效应管——和增强型场效应管相反，他不需要在栅极加电压就能形成沟道，因为 在二氧化硅保护层中加入了 K+等正离子。在绝缘层下形成一个电场，吸收电子排斥空穴，形成 沟道。 （有时也可加负离子在绝缘层中形成 P 沟道）之所以叫耗尽型是因为当栅极加负电压时才 可以抵消掉正离子形成的电场。其他和增强型相似。

【5】结型场效应管——我感觉结型场效应管原理和其他场效应管都一样，都是电压控制型，但 是结型场效应管有两个控制电压(Ugs和 Uds),因为存底是N 型，所以当Ugs负的足够大时会出现 夹断，Ugs导致的夹断不会有饱和过程，而 Uds控制的夹断有饱和过程。所以结型场效应管有两 种电压调节方式，通过电压的调节可以达到调节电阻的目的。

【6】电容——正如洋哥所说几乎没有电路能够缺少电容。可见电容是电路里一个非常重要的元 件，如电力电子中的 RC 保护电路，电容耦合，滤波电路，变流电路，电源电路；在这些电路中 电容都扮演很重要的角色，RC 保护电路是利用了电容的充放电原理，电容耦合是利用了电容的 隔直通交原理；滤波电路是利用了电容的阻低频通高频原理；在变流电路和电源中即用到了电容 的充放电，也用到了电容的滤波原理。任何两个导体之间都会形成电容，只不过是大小的问题。 因此在电路中就会产生耦合干扰。所以有时候又要消除这种干扰。

【7】电感——电感在电路中的作用也是很大的，尤其是在信号发生电路，电感起到选频的作用。 这只是用到了电感在共振这一方面的知识，在信号发送，接收的过程中电感的作用也很大。电感

可以做成各种传感器，有很大的使用价值。2

二：放大电路

放大电路是模电中相当重要的一中电路，可以说没有放大电路就没有现在的通讯。任何信号都要 经过滤波然后送给放大电路，因为只有放大的信号对我们来说是可直接利用的，否则信号会因为 衰减而消失。放大电路中有电压放大电路，电流放大电路和功率放大电路。

【1】电压放大电路——共发射极放大电路，共基极放大电路，共源极放大电路（与共发射极相 似）对于放大电路来说为了尽可能的利用管子的放大能力，我们需要一个合适的静态工作点，这 个静态工作点一般设在Uce 的中点。共射级放大电路由于具有较强的电压放大能力和电流放大能 力，输入输出电阻都适中因此多作为多级放大的中间级。而共基极放大电路输入电阻小，放大能 力不强，但是频率特性好，所以用作宽带放大器。

【2】电流放大电路——共集电极放大电路，共漏极放大电路。他们又叫射极跟随器。电压放大 倍数近似为 1.电流放大倍数较强，共集电极放大电路输入电阻大，输出电阻小。有隔离和缓冲的 作用。驱动能力强。

【3】功率放大电路——有甲类放大，乙类放大，甲乙类放大，甲类放大电路的效率不高，最大 为百分之五十，乙类放大电路效率比甲类高。可到百分之七十八，两类的静态工作点设置的不同， 乙类放大电路用到了两个三极管，而甲类放大电路只用了一个三极管，为了克服乙类放大电路的 交越失真，我们为一类放大电路加了一个偏置电路。从而使得交越失真消失。

【4】集成放大电路——说到集成放大电路就不得不提差分放大电路，因为差分放大电路是集成 放大电路的组成关键部分，集成放大电路就是依靠差分放大电路来克服干扰和温漂的。差分放大 电路有两个很重要的参数（1）是差分放大倍数（2）是共模放大倍数。前两者的商又称为共模抑 制比。可以说差分放大电路是以牺牲一只管子的代价来克服干扰和温漂。

集成放大电路有五个很重要的参数（1）输入失调参数（2）差模特性参数（3）共模特性参数

(4)动态参数（5）电源特性参数【失分之地啊！ 】

理想的集成运放是是输入阻抗无穷大，输出阻抗为零，差模放大倍数无穷大，共模放大倍零，

带宽无穷大。不加负反馈的放大器一般工作在正想饱和或者负向饱和状态，加了负反馈就是为了 使得放大器工作在线性状态下，同时加快反应速率。

反馈：正反馈和负反馈，正反馈在放大器中不经常使用，一般在选频网络使用。主要使用的是

负反馈。对输出端来说有电流负反馈和电压负反馈；对输入端来说有串联负反馈和并联负反馈。 电流负反馈稳定输出电流，使得输出电阻无穷大；电压负反馈稳定输出电压，使得输出电阻为

零。串联负反馈分压，使得输入内阻增加，并联负反馈分流使得输入内阻减小。

【5】放大器的应用——放大器在电路中有很大的用途，可以构成各种运算器件，如加法器，将 发起，有时还可用于设计滤波电路，信号发生器。

三 信号发生电路

信号发生电路利用了放大器的自激振荡原理，在放大电路中我们希望消除自激振荡，但是在信号 发生电路中我们又要利用自激振荡，注意满足自激振荡的条件，幅频条件和相角条件。而相角条件 又是最重要的条件。

在信号发生电路中既有正反馈又有负反馈，既有RC振荡电路（RC 桥式振荡电路 RC 移向振荡电

路）又有 LC 振荡电路（LC 并联谐振回路，变压器反馈式 LC 振荡回路,三点式 LC 振荡回路） 。还 有晶振，晶振有两种工作状态， （1）显感性，在电路中当电感使用， （2）是短路提醒X=0，只要频 率满足，晶振相当于短路。

在这部分比较重要的电路是，比较器，迟滞比较器，锯齿波发生器。

四 电源

主要有单相半波（用于小功率电路，大功率电路用多相整流） ，而单相半波又分加电容和不加电

容， 不加电容的话输出电压为 0.9U2 加电容的话输出电压为 1.2U2， 另外还有集成稳压电路， 78XX，

和 79XX。还有可调的稳压电源。在设计过程中还要注意很多细节，如要滤波，要给电容提供放电3 回路，要给三极管加保护电路，这些都是我们不能忽视的问题。在稳压电源中又分几个模块， （1） 启动电路（2）基准环节（3）放大环节（4）调整环节（5）保护环节

第二篇：模电个人总结

第一章

注： 电源置零：将所有理想电压源短路、所有理想电流源开路

1、在电路中，一般未做说明，均采关联参考方向。

2、对P进行判断：

参考方向关联时：P=UI>0，吸收功率，为负载；

P=UI<0，发出功率，为电源；

参考方向不关联时：P=-UI>0，吸收功率，为负载；

P=-UI<0，发出功率，为电源；

3、电压源和电流源的等效变换条件：

满足E=ISR0和IS=E/ R0

注意：E与IS的方向要一致

一个E与R串联，可化成一个IS和R并联

4、关于恒压源和恒流源：它们之间不存在等效变换

对外电路电量计算而言：可以断开与恒压源并联的支路或元件； 可以短接与恒流源串联的支路或元件；

5、支路电流法：选电路循行方向,应用KVL列出（n-1）个独立电流方程; 应用

KCL对回路列出（b-（n-1））个独立回路电压方程

缺点：支路较多时求解不便

注意:当i条支路中含有恒流源时,所选回路中不包含恒流源支

路,则可少列i个KVL方程。

6、结点电压法：适用于支路数较多的两结点电路

公式：U=（∑ E/R + ∑ IS）/（∑1/R）

口诀：标结点，数电源，看方向，辩电阻

参考方向的规定：电动势方向与结点电压参考方向相反时，取正

号，相同时，取负号;恒流源电流方向与结点电

压方向相反 时，取正号，相同时，取负号

注意：恒流源支路的电阻不应出现在分母中。

7、叠加原理：对于多电源共同作用的线性电路中，任意支路中的电流或电压等于

电路中各个电源分别单独作用时，在该支路中产生的电流或电压的

代数和。

注意：功率P不能叠加原理计算。

进行计算的时候，现将电源置零：E = 0,即将E 短路; Is=0,即将 Is 开

路。

方向：分电流、分电压与总电流、总电压的参考方向相反时，取负号；相

同取正号

8、戴维宁定理：任何一个有源二端线性网络都可以用一个开路电压为E的恒压源

和内阻 R0 串联的电源来等效代替。（E等于有源二端网络的开

路电压，R0等于有源二端网络所有电源置零后所得到的无源二端

网络之间的等效电阻）

应用条件：保证负载的端电压、端电流不变（对端口外等效）

第二章

注：j=∠90 Z为阻抗

1、正弦交流电的基本概念：幅值（最大值）必须大写，并加上下标Im、Um、Em；

有效值必须大写I、U、E；瞬时值必须小写

初相位：计时起点到正弦零点之间的角度

2、正弦量的相量表示（实质：用复数表示正弦量）：

设A为复数： 代数式：A=a+jb 其中 a=rcosψ

b=rsinψ

【r为复数A的模，ψ=arctan（a/b）】

三角式：A=rcosψ+jrsinψ=r(cosψ+jsinψ) 指数式：A=r ejψ

极坐标式：A=r∠ψ

汇总： A= a+jb= rcosψ+jrsinψ= r ejψ=r∠ψ

设正弦量：u=Umsin（ωt+ψ）

=U∠ψ 其中：向量的模=正弦量的有效值 ··jψ 向量幅角=正弦量的初相位 或者 Um= Um ejψ= Um∠ψ 其中：向量的模=正弦量的最大值 向量幅角=正弦量的初相位

注意：向量只是表示正弦量，而不等于正弦量

i=Imsin（ωt+ψ）≠Im ejψ≠Im∠ψ

3、 “j”的意义： 向量A乘以e 向量A乘以e··j90°，A将逆时针旋转90°； ，A将顺时针旋转90°； ··-j90°

4、等效关系：

5、单一参数的正弦交流电路：

电阻R的交流电路

平均功率（有功功率）：瞬时功率在一个周期内的平均值。

注意：通常铭牌数据或测量的功率均指平均功率。

电感L的交流电路

感抗XL=ωL=2πfL 单位Ω

特性：通直流，阻交流；通低频，阻高频

电感电路向量欧姆定律：U=IZ=jIωL=I（jXL）

有效值关系：U=IωL=IXL

电感瞬时功率p=UIsin2ωt

平均功率P=0

····

无功功率Q：瞬时功率达到最大值。

22Q=UI=IXL=U/XL 单位：乏Var

电容C的交流电路

容抗XC=1/ωC=1/2πfC 单位Ω

特性：隔直流，通交流；通高频，阻低频

电感电路向量欧姆定律：U=IZ=-jI·（1/ωC）=-jIXc 有效值关系：U=I(1/ωC)=IXc

电容瞬时功率p=UIsin2ωt

平均功率P=0

22无功功率Q=UI=IXc=U/Xc 单位：乏Var

6、阻抗Z=|Z|∠φ=R+jX（R为电阻，X为电抗） 单位Ω 阻抗模|Z|=U/I= R

阻抗角φ=ψu-ψi=arctanR

注：Z是一个复数，不是向量，上面不能加点 X····

用阻抗Z确定电路性质：

φ=0， u、i同相----呈阻性；

φ>0， u超前i ----呈感性；

φ<0， u滞后I ----呈容性；

7、单一参数正弦交流电路的分析计算小结

8、单一参数电路中的基本关系

9、RLC串联电路的向量分析

设参考向量I=I∠0°

U=IR+I (jXL)+ I（-jXC）=I [R+j（XL-XC）]

令阻抗Z= R+j（XL-XC） 则U=IZ

10、RLC串联电路的功率

瞬时功率 设i=Imsinωt u=Umsin（ωt+φ）

p=UIcosφ-UIcos（2ωt+φ）

在每一瞬间，电源提供的功率一部分被耗能原件消耗掉，一部分与储能

原件进行能量交换。

有功功率 P=UIcosφ=I2R （U为总电压，I为总电流，φ为u与i的夹角，

其中cosφ成为功率因数） 单位：瓦(W)

无功功率 Q=（UL-UC）I=UIsinφ 单位:乏(var)

视在功率 电路中总电压与总电流有效值的乘积

2 S=UI=|Z|I 单位：伏·安（V·A）

注：S可以用来衡量发电机可能提佛纳甘的最大有功功率

S= P

P、Q、S都不是正弦量，不能用向量表示。

·······

11、阻抗三角形、电压三角形、功率三角形

12、向量分析的基本定律

正弦量用向量U、I表示,电路参数用阻抗Z=R+jX(R→R、L→jωL、C→-j表示 相应的欧姆定律：U=I(R+jX)

相应的基尔霍夫定律： KVL ∑U升=∑U降

·········1ωCKCL ∑I入=∑I出 ··

RLC串联电路：U=UR+UL+UC ·

13、向量图解法

适用于向量图中出现特殊的角度，如：0°,30°,45°,60°,90°,120° 三步法：

⑴ 选出参考向量：串联电路取电流作参考向量；

并联电路取电压作参考向量；

⑵ 定性地画出向量图

⑶ 根据几何关系，进行相应的分析和计算

第四章

暂态：电路从一种稳态到另一种稳态的过度过程

1、换路定则与初始值

换路：电路接通、切断、短路、电路参数改变

换路定则：电容电压和电感电流在换路后的初始值应等于换路前地终了值。

（仅适用于换路瞬间）

t=0 表示换路瞬间

t=0- 表示换路前的终了瞬间

t=0+ 表示换路后的初始瞬间

所以，有 电感L iL（0+）= iL （0-）

电容C uC（0+）= uC（0-）

求初始值与稳态值：换路前电路→换路后iL和uC的初始值（用iL（0+）和

uC（0+）表示）→换路后其他电流和电压的初始值

换路后电路→电路达到新稳态时电流和电压的稳态值

（用u(∞)和i(∞)表示）

初始值的确定： 初始值：电路中各u、i在t=0+时的数值

其他电量的初始值由t=0+的等效电路求出

注意：换路瞬间，uC、iL不能跃变，其他电量可以跃变；

在t=0+等效电路中, 电容C可用恒压源替代, 即uC(0+)=uC(0-), 若

uC(0-)=0, C短路；

在t=0+等效电路中, 电感L可用恒流源替代, 即iL(0+)=iL(0-), 若

iL(0-)=0, L开路；

若电路处于稳态, C开路, L短路。