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电路设计基础

news 2026/7/21 22:05:16

一、三极管

NPN型（N型） PNP型（P型）

注：负载不要放在be回路里，否则负载电压的波动容易导致Vbe不稳，从而三极管容易进入放大状态，ce电阻增大，既影响负载供电，又导致三极管温度过高

三极管的核心功能是“用小电流（Ib）控制大电流（Ic）”，正确的接法是把负载放在集电极（c）回路或发射极（e）回路上，由Ic或Ie驱动；be回路只提供控制信号，不应承担功率输出。

原因：

N型三极管加下拉电阻，P型三极管加上拉电阻

二、MOS管

１、MOS管的基本结构

MOS管由四个部分组成：源极(S)、栅极(G)、漏极(D)和衬底(P)。这些部分之间原本处于绝缘状态，但会形成寄生电容。在NMOS管中，衬底通常采用P型半导体材料，而源极和漏极则为N型半导体。由于源极与衬底通过导线短接，因此仅在衬底与漏极之间存在寄生二极管，相当于源极与漏极间存在寄生二极管。PMOS管的情况恰好相反：衬底采用N型半导体，源极和漏极则为P型半导体，其寄生二极管的方向也相应相反。

２、MOS管的导通条件

３、注意事项

当开关闭合时，栅极电压为5V，源极接地为0V，此时MOS管导通。随着DS导通，源极电压逐渐上升，导致Vg-Vs差值减小。当该差值低于导通电压时， MOS管进入放大区并停止导通。为了维持持续导通，需要提高栅极电压，但这会增加成本。因此采用电容的自举特性：电池5V相当于电容，正极比负极高5V，使得Vg始终比Vs高5V。当MOS管导通时，若Vs升至12V，栅极电压(Vg)将被抬升至17V。

4、MOS管的电流可以在DS之间双向流动

三、比较器

1、什么是比较器

2、使用比较器的注意事项

3、比较器的输入信号范围

4、如何解决比较器的颤振问题

当输入比较端/基准端出现噪音的时候比较器会出现输出颤振，表现为输出电平在高低状态间频繁、快速翻转，无法稳定输出单一逻辑电平。 2、解决 —— 添加回滞电路
回滞电路（迟滞电路）通过正反馈机制工作：当比较器首次触发输出后，电流经回滞电路，补充比较器输入电流，增大输入信号与基准电压的差值，避免噪声导致的小幅波动触发输出翻转，以此抑制颤振。

正反馈电阻（取值一般为里面R的100倍）

四、运放

1、运放的常见作用

2、运放虚短的根本原因

GAIN运放放大倍数，一般十万倍百万倍

3、运放虚断的根本原因

4、同相放大电路的推导

根据虚短虚断推导可得：Vout=Vin(1+R1/R2) R1为靠近GND的电阻

５、反向放大电路的推导

根据虚短虚断推导可得：Vout=－R2／R1*Vin R1为靠近Vin的电阻

6、单电源反向放大电路

根据虚短虚断推导可得：Vout=5*Vin*(R2/R1)

7、差分放大电路

根据虚短虚断推导可得：Vout=-（Vin+ -Vin-）*(R2/R1) 有负号是因为图中输入写反

8、低端电流采样原理

9、高端电流采样原理

五、恒流源电路

1、工作原理

电流恒定，如图电流计算出恒定为0.5A

六、直流稳压电源

工作原理

1、带反馈的直流稳压电源

2、不带反馈的直流稳压电源

七、buck工作原理

当开关管导通时，输入电源向电感充电，电感储能，同时给电容和负载供电；当开关管关断时，电感通过续流二极管释放能量继续给电容和负载供电。通过控制开关管的导通与关断时间比例（占空比），可以调节输出电压的大小，输出电压与输入电压的关系满足Vout=D×Vin，其中D为占空比，VinVin为输入电压，VoutVout为输出电压

添加的续流二极管可以解决开关断开时电感因没有回路而产生的巨大感生电压