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為什么我努力學(xué)模電,還是學(xué)不好?(內(nèi)附模電資料)

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發(fā)表于 2024-8-28 07:39:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
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點(diǎn)擊上方名片關(guān)注了解更多  e# b$ }9 M+ e8 A. d

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- R+ c/ I: v' `5 z$ B& O# N6 u# e. t) g贈(zèng)送《模擬電路講義上下冊》,文末附資料獲取方式。- v( \& i) T$ c1 u
以下進(jìn)入正文:模電想必是近來小伙伴們很頭疼的一門課程了。
# g+ W! E% N) _2 k% h3 A8 v小編結(jié)合自己的感受用一句話形容一下:"老師說第一遍不懂,第二遍還是不懂,第三遍還是不懂。"
1 X. a' _- w9 f# Z9 J網(wǎng)友們是這么看模電的:天書般難懂。模電=魔電本科模電就夠痛苦了,研究生的高階模電簡直是欲仙欲死。二極管、三極管、MOS帶入門;運(yùn)放、震蕩電路、斬波電路顯神通。課堂上老師講的都會(huì)了 課后又都不會(huì)了。模電學(xué)起來不算難,應(yīng)付考試也簡單,剛開始用起來覺得有點(diǎn)難,用的時(shí)間長了,感覺越來越難!
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  d4 Z1 t! l  C7 y模電本身是一個(gè)非常復(fù)雜的學(xué)科,模擬電路(Analog Circuit)的含義是處理模擬信號(hào)的電子電路。自然界中絕大多數(shù)信號(hào)都是模擬信號(hào),它們有連續(xù)的幅度值,比如說話時(shí)的聲音信號(hào)。% L, C9 V- o+ ~' P8 l) H
模擬電路可以對這樣的信號(hào)直接處理(當(dāng)然需要先轉(zhuǎn)換成電信號(hào)),比如功放能放大聲音信號(hào),廣播電臺(tái)能將模擬的聲音信號(hào)、圖像信號(hào)進(jìn)行發(fā)送。
8 i. E( i9 z* f/ V7 G甚至可以認(rèn)為,所有電路的基礎(chǔ)都是模擬電路(即使是數(shù)字電路,其底層原理也是基于模擬電路的)。其重要性不言而喻。
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由于數(shù)字電路、可編程器件的迅速發(fā)展,體現(xiàn)了很多優(yōu)越特性。很多電子設(shè)備都慢慢數(shù)字化,但始終還是離不開模擬電路。目前模擬電路中最重要的器件,則非半導(dǎo)體器件莫屬。最基本和常用的半導(dǎo)體器件有二極管、三極管、場效應(yīng)管和運(yùn)算放大器。2 Z% s1 j5 @' G

: e7 x- `- j! j大家普遍會(huì)感覺模擬電子技術(shù)不是太好學(xué),不如數(shù)字電子技術(shù)容易理解。為什么好多人會(huì)有這種感覺呢?
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" T& o1 ^8 L, W* e1 s) T! E" w一些教材和資料講解上也存在諸多問題,大家有沒有這種感覺,看教材就等于看天書!下面總結(jié)了幾點(diǎn)學(xué)習(xí)模電難的原因,大家看看自己有沒有中招。6 l) ^: ^! T/ e4 b2 o4 t

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# W5 f: O9 F3 ~" M對抽象能力要求高
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  E. v6 |* q- U* T# [- F- G8 f半導(dǎo)體技術(shù)與高中時(shí)學(xué)的基本電學(xué)知識(shí)有明顯區(qū)別,基本電學(xué)知識(shí)有些電學(xué)的量是很明確的,有就是有,沒有就是沒有,但是半導(dǎo)體電子學(xué)有些電學(xué)量在不同電路中有時(shí)要考慮,有時(shí)又不需要考慮,比如三極管的結(jié)電容,高頻電路中不能輕易忽略,但是低頻電路中就可以忽略。
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比如分析三極管放大電路中常用到的直流等效電路和交流等效電路,分析運(yùn)放電路中用到的虛短和虛斷的概念等等,都需要有比較強(qiáng)的抽象思維能力才能理解。
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缺乏工程思想, Z4 E: Y/ U7 D: M" D
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模擬電子技術(shù)中經(jīng)常會(huì)遇到哪個(gè)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于另一個(gè)量,或者電流電壓值近似相等這種描述,還有一些典型電路中電阻的取值也經(jīng)常出現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)值的情況,對于剛開始學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的小伙伴們可能感覺有點(diǎn)暈菜,不知道哪種情況可以近似,哪種情況不能近似,對于經(jīng)驗(yàn)值則更是不知道怎么取值了。
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7 S5 Z. E. x( M比如要用12伏的穩(wěn)壓二極管對輸出12伏的直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓,輸入電壓是15,18或24伏都可以,但哪個(gè)更合理呢?- V: t" I' O# ^8 A* @0 o

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由于半導(dǎo)體器件參數(shù)的分散,存在大的偏差,并且諸如電阻器和電容器的部件通常具有大于±5%的誤差,并且一些甚至更大。因此,盲目追求嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算意義不大。因此,應(yīng)特別注意近似計(jì)算的訓(xùn)練和處理工程問題的方法。要理論聯(lián)系實(shí)際,加強(qiáng)電子技術(shù)實(shí)踐能力和實(shí)驗(yàn)研究能力并培養(yǎng)工程思想。* ?: N6 G- \, H& q- ]
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對于這種情況,其實(shí)大家可以通過仿真軟件分析和實(shí)際焊接電路進(jìn)行測試分析,來不斷積累經(jīng)驗(yàn)。要把模擬電子電路學(xué)好,多想多動(dòng)手是非常重要的。
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' U1 c% D, P9 n1 K/ G缺乏系統(tǒng)的學(xué)習(xí)* c* v1 m! @/ u+ n! N& c5 Z
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現(xiàn)在大家通過網(wǎng)絡(luò)獲取信息非常方便,網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于模擬電子技術(shù)的知識(shí)也很多,但是好多內(nèi)容都是抄來抄去的,對于新人真正要問的一些問題卻避而不談,導(dǎo)致一些不易理解的內(nèi)容講解的卻很少,甚至根本沒有講解。
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這樣接受零散的知識(shí),不便系統(tǒng)學(xué)習(xí),自然學(xué)著學(xué)著也不知道那些會(huì)了那些沒學(xué)會(huì)。9 }, d8 N8 L; l3 N6 A

# ]" ?6 a& R5 W其次,許多問題沒有深入思考,有些問題估計(jì)有些工作多年的工程師都沒細(xì)想過,只是大家都這么用,就照著做罷了,而其實(shí)對這些基本問題的深入理解恰恰能反映出一名電子設(shè)計(jì)工程師的水平,當(dāng)自己對一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握透徹時(shí),自然對這門學(xué)科的理解也提高到一個(gè)新的層次。+ Y1 S# t4 C7 o8 r/ A% n
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知識(shí)系統(tǒng)龐大/ \# }" R' g/ ]! e7 R8 ]; ?; D
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下面用幾個(gè)模電的重點(diǎn)知識(shí)給大家分析。大家可以看看自己掌握的怎么樣,如果都十分清楚那么最少模電入門了,反之,就要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的積累。
( J" l/ E# m% P+ T: {7 C6 c, p) l1、什么是共射、共集、共基?它們的區(qū)別是什么?
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2、三極管的電流放大作用4 D4 {$ v3 y% ]! i9 A* j
有集電極c、基極b、發(fā)射極e、以及兩個(gè)PN結(jié):集電結(jié)和發(fā)射結(jié)。集電極面積比較大,基極厚度薄而且載流子濃度比較低。下圖是個(gè)NPN型的三極管:
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當(dāng)發(fā)射結(jié)正偏時(shí),電荷分布會(huì)發(fā)生變化,發(fā)射結(jié)寬度會(huì)變窄;相當(dāng)于給電子打開了一扇e到b的大門集電結(jié)反偏時(shí),電荷分布會(huì)也發(fā)生變化,集電結(jié)寬度會(huì)變寬。相當(dāng)于打開了阻礙電子從c級(jí)跑出去的大門,如下方動(dòng)畫所示:" t0 i2 m2 d% a. X( h! A& i

1 f% v( A) Q2 E" G' O1 yb級(jí)會(huì)接一個(gè)大電阻RB限制電流Ib的大小,跑到b極的那些多余的電子就只好穿越集電結(jié),形成電流Ic,如下方動(dòng)畫所示:
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如果基極電壓翻倍,電荷分布會(huì)繼續(xù)發(fā)生變化,發(fā)射結(jié)寬度會(huì)變得更窄,這扇大門變得更寬了,將會(huì)有更多的電子跑到b級(jí)。如下方動(dòng)畫所示:
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由于RB是大電阻,Ib就算翻倍了也還是很小,所以更多的電子會(huì)穿越集電結(jié),讓Ic也翻倍。如下方動(dòng)畫所示:3 u& v' h, ?2 {- ~6 P  t9 }0 A" g

' B6 ?0 }1 M! [( m: _$ ~/ F3、運(yùn)放
4 g; Y3 v6 h- ~  |) ~7 |$ O運(yùn)放所傳遞和處理的信號(hào),包括直流信號(hào)、交流信號(hào),以及交、直流疊加在一起的合成信號(hào)。而且該信號(hào)是按“比例(有符號(hào)+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)。
4 U& O! b" y: X' A運(yùn)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。6 U: \. o) B1 h8 r4 S: j+ J' z* [
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(shí)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。
) r( H. D/ V5 a# t模電難,但是非常實(shí)用!可以這么說,除了硬件工程師外,不管你身處電子行業(yè)的什么崗位,學(xué)懂模電極可能成為你的核心競爭力,并為你的職業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更多可能性。而現(xiàn)在覺得難只是沒有掌握好的學(xué)習(xí)方法,其實(shí)自己腳踏實(shí)地的去學(xué),一個(gè)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)去攻克,會(huì)發(fā)現(xiàn)這門課程也并沒有那么難,下面給大家?guī)讉(gè)建議。
1 }* p- ]- I! ^% s# [一、克服心理因素
1 K. d! ^. }$ n# ^/ ?& p- R3 {心理上取得成功是第一步,如果不能克服心理因素,在學(xué)習(xí)的道路上你會(huì)很難堅(jiān)持下去,遇到困難就容易退縮,這種問題不是我能解決的,還是放棄吧,但是如果你認(rèn)為模電其實(shí)并沒有那么難,畢竟身邊工程師都能學(xué)會(huì),那我覺得我也可以做到,這樣在學(xué)習(xí)的過程中會(huì)更加行云流水,從心理學(xué)角度分析,其實(shí)就是首因效應(yīng)的影響。所以要相信自己一定可以學(xué)懂,就像卡耐基所說:只要下定決心克服恐懼,便幾乎能克服任何恐懼。因?yàn),請記住,除了在腦海中,恐懼無處藏。
! P$ p$ I6 P# f0 Y; g# R" t二、保持鉆研精神$ f% y. ~' A& S7 V
如果對模電知識(shí)確實(shí)看上去就是天書,那么可以重復(fù)學(xué)習(xí),不懂多請教身邊的朋友,老師。比如第一遍是看著教科書學(xué),學(xué)的是最基礎(chǔ)的知識(shí),主要目的是掌握一些分析問題的方法以及幾個(gè)重要的結(jié)論,知道是怎么得出來的,還有就是學(xué)會(huì)掌握幾種經(jīng)典的電路圖。
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第二遍學(xué)就是從實(shí)踐中學(xué)習(xí),這才算真正學(xué)習(xí)模電。通過實(shí)踐,就會(huì)發(fā)現(xiàn)原來書本上的電路圖純粹是為了理論分析的,而實(shí)際要實(shí)現(xiàn) 他,還必須其他的電路輔助,由此才會(huì)學(xué)習(xí)到退偶,隔離,布線,信號(hào)走向等等一系列只可意會(huì)不可言傳的知識(shí)。這是個(gè)漫長的過程,可能幾年,甚至十幾年,這就 是為什么我老師常說的:模電就像中醫(yī),數(shù)電就像西醫(yī)。. a# H0 V+ b- y( X) V
三、學(xué)會(huì)利用身邊各種資源。" @! p% r) D0 A( |) I" `" k
在實(shí)際操作中,會(huì)遇到這樣那樣的問題,當(dāng)遇到問題時(shí)候,首先要試圖自己去解決,當(dāng)自己的確經(jīng)過思考之后還是不能解決的,就要利用身邊資源去解決問題,老師,同學(xué),論壇,這些都是要善于利用的資源。現(xiàn)在的各種制造商的網(wǎng)站都會(huì)提供樣片和評(píng)估板,還有學(xué)習(xí)視頻和應(yīng)用手冊,這些都要充分利用。特別是應(yīng)用手冊,是避免同學(xué)們少走彎路的神器!' H- q7 ~; ~  T
四、先對一個(gè)領(lǐng)域入手,慢慢深入; b$ Z; J: |& U9 A, T, G, W
久而久之就會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多東西是相似的,可以觸類旁通,這樣再學(xué)另一個(gè)領(lǐng)域時(shí)就不會(huì)有種重頭來過的感覺,會(huì)讓同學(xué)感到輕松許多,以上都是我自己總結(jié)自身得到的一些感想,希望大家取其精華去其糟粕,一起開心學(xué)模電,成功做設(shè)計(jì)!" g2 O, g8 Q( X& n8 w2 o9 y4 C, I- s& r
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最后,模擬電路是一門非常復(fù)雜的學(xué)科,涉及的知識(shí)遠(yuǎn)不止上面所提的那些。通過課本的學(xué)習(xí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,因?yàn)闀隙际前凑展ぷ髟泶笾陆榻B,簡化了很多難以理解但實(shí)際中必須考慮的問題,因此實(shí)際電路和書上的差距非常之大。比如模電書中用運(yùn)放搭建的三角波發(fā)生器,用于實(shí)際電路十有八九不能工作。7 Z9 _2 {9 u" e+ l7 f" M
不過實(shí)際電路的主要原理和書中描述是一致的。因此設(shè)計(jì)模擬電路往往需要大量的經(jīng)驗(yàn),有很多東西甚至難以解釋無法計(jì)算得出。只有學(xué)習(xí)好理論基礎(chǔ)的前提下,多動(dòng)手實(shí)踐,培養(yǎng)自己的工程思維才能把模電攻克。8 p9 ^6 i9 @0 Q0 {% n
模擬電路講義上下冊部分頁面截圖如下,上冊117頁,下冊82頁:
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