簡單聊聊模電中的場管和運放
發布時間：2016-8-25 10:42
發布者：designapp
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凡是學電的，總是避不開模電。 上學時老師教的知識，畢業時統統還給老師。畢業后又要從事產品設計，《模電》拿起又放下了 n 次，躲不開啊。畢業多年后，回頭望，聊聊模電的學習，但愿對學弟學妹有點幫助。 按理說，場管不是教材的重點，但目前實際中應用最廣，遠遠超過雙極型晶體管(BJT)。場效應管，包括最常見的MOSFET，在電源、照明、開關、充電等等領域隨處可見。 運放在今天的應用，也是如火如荼。比較器、ADC、DAC、電源、儀表、等等離不開運放。 1、場效應管是只有一種載流子參與導電的半導體器件，是一種用輸入電壓控制輸出電流的半導體器件。有 N 溝道和 P 溝道兩種器件。有結型場管和絕緣柵型場管 IGFET 之分。IGFET 又稱金屬-氧化物-半導體管 MOSFET。MOS 場效應管有增強型 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。再比較二者的驅動電路，功率 MOSFET 的驅動電路相對簡單。BJT 可能需要多達 20% 的額定集電極電流以保證飽和度，而 MOSFET 需要的驅動電流則小得多，而且通�？梢灾苯佑� CMOS 或者集電極開路 TTL 驅動電路驅動。其次，MOSFET 的開關速度比較迅速，MOSFET 是一種多數載流子器件，能夠以較高的速度工作，因為沒有電荷存儲效應。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，而且發生熱擊穿的可能性越低。它們還可以在較寬的溫度范圍內提供較好的性能。此外，MOSFET 具有并行工作能力，具有正的電阻溫度系數。溫度較高的器件往往把電流導向其它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，在電感性負載開關中特別有用。 場管有兩種工作模式，即開關模式或線性模式。所謂開關模式，就是器件充當一個簡單的開關，在開與關兩個狀態之間切換。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 保持連續性的工作狀態，此時漏電流是所施加在柵極和源極之間電壓的函數。它的線性工作模式與開關工作模式之間的區別是，在開關電路中，MOSFET 的漏電流是由外部元件確定的，而在線性電路設計中卻并非如此。 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：比例系數或傳遞函數 K=Vo/Vi=-1/10)。 運放直流指標有輸入失調電壓、輸入失調電壓的溫度漂移(簡稱輸入失調電壓溫漂)、輸入偏置電流、輸入失調電流、輸入失調電流溫漂、差模開環直流電壓增益、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。 交流指標有開環帶寬、單位增益帶寬、轉換速率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，可以只側重考慮三個參數：輸入偏置電流、供電電源和單位增益帶寬。 |
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