一、模電基礎概念
模擬電子技術（模電）主要研究連續(xù)變化的模擬信號，與數(shù)字電子技術的離散信號形成鮮明對比。在模電中，信號的幅值、頻率、相位等參數(shù)會連續(xù)變化，例如常見的音頻信號、視頻信號等。電路分析方法上，模電常用的分析方法有等效電路法、圖解法、微變等效電路法等。其中，等效電路法是將復雜的電路簡化為易于分析的等效電路，如戴維南定理和諾頓定理，在分析含源二端網絡時經常使用；圖解法直觀地通過三極管的輸入輸出特性曲線分析電路的靜態(tài)工作點和動態(tài)范圍；微變等效電路法則是在小信號條件下，將非線性的三極管等效為線性電路，便于計算放大倍數(shù)、輸入輸出電阻等參數(shù)。
二、半導體器件
（一）半導體基礎知識
半導體材料具有獨特的物理特性，其導電能力介于導體和絕緣體之間，常見的半導體材料有硅（Si）和鍺（Ge）。半導體的導電特性會受到溫度、光照、雜質等因素的顯著影響。本征半導體是完全純凈的、具有晶體結構的半導體，其內部的載流子（電子和空穴）濃度相等。而摻雜半導體是在本征半導體中摻入微量雜質元素形成的，根據(jù)摻入雜質的不同，可分為 N 型半導體和 P 型半導體。N 型半導體中，多子為電子，少子為空穴；P 型半導體中，多子為空穴，少子為電子。
（二）二極管
結構與工作原理：二極管由一個 PN 結加上相應的電極引線和管殼構成，具有單向導電性。當二極管陽極電位高于陰極電位（正向偏置）時，PN 結變窄，二極管導通，電流能夠順利通過；當陽極電位低于陰極電位（反向偏置）時，PN 結變寬，二極管截止，僅有極小的反向飽和電流。
伏安特性：二極管的伏安特性曲線反映了其兩端電壓和通過電流之間的關系。正向導通時，存在死區(qū)電壓，硅管約為 0.5V，鍺管約為 0.1V，當電壓超過死區(qū)電壓后，電流迅速增大；反向截止時，在一定電壓范圍內，反向電流幾乎不變，但當反向電壓達到擊穿電壓時，反向電流會急劇增大，二極管發(fā)生擊穿。
主要參數(shù)：包括最大整流電流、最高反向工作電壓、反向飽和電流等。最大整流電流是指二極管長期連續(xù)工作時，允許通過的最大正向平均電流；最高反向工作電壓一般取反向擊穿電壓的一半，使用時應確保二極管兩端的反向電壓不超過該值，以防止二極管損壞。
（三）三極管
結構與類型：三極管有三個電極，分別是基極（B）、集電極（C）和發(fā)射極（E），根據(jù)內部結構的不同，可分為 NPN 型和 PNP 型。三極管由兩個 PN 結組成，分別是發(fā)射結和集電結。
電流放大作用：三極管實現(xiàn)電流放大的條件是發(fā)射結正偏、集電結反偏。在放大狀態(tài)下，基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大的變化，電流放大倍數(shù) β（或 hFE）表示這種放大能力，β = ΔIC / ΔIB 。
特性曲線與工作狀態(tài)：三極管的特性曲線包括輸入特性曲線和輸出特性曲線。輸入特性曲線類似于二極管的正向特性曲線，輸出特性曲線可分為放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)。在放大區(qū)，三極管滿足電流放大關系；在飽和區(qū)，集電極和發(fā)射極之間的電壓很小，三極管相當于開關閉合；在截止區(qū)，三極管幾乎沒有電流通過，相當于開關斷開。
三、放大電路
（一）基本共射放大電路
組成與各元件作用：基本共射放大電路由三極管、基極電阻 RB、集電極電阻 RC、電源 VCC 和耦合電容 C1、C2 組成。RB 用于提供合適的基極偏置電流，使三極管工作在放大區(qū)；RC 將集電極電流的變化轉換為電壓變化，實現(xiàn)電壓放大；VCC 為電路提供能量；C1、C2 用于隔離直流，傳遞交流信號。
靜態(tài)分析與動態(tài)分析：靜態(tài)分析是確定放大電路的靜態(tài)工作點（IBQ、ICQ、UCEQ），可采用估算法或圖解法。動態(tài)分析是在靜態(tài)工作點的基礎上，分析電路對交流信號的放大能力，常用微變等效電路法計算電壓放大倍數(shù) Au、輸入電阻 Ri 和輸出電阻 Ro。電壓放大倍數(shù) Au = -βRL'/rbe，其中 RL' 是等效負載電阻，rbe 是三極管的輸入電阻；輸入電阻 Ri ≈ rbe，輸出電阻 Ro ≈ RC 。
（二）其他放大電路
共集放大電路：又稱射極輸出器，其特點是電壓放大倍數(shù)小于 1 且近似等于 1，輸入電阻高，輸出電阻低，常用于多級放大電路的輸入級、輸出級或緩沖級，能夠提高電路的帶負載能力和信號的輸入能力。
共基放大電路：輸入電阻低，輸出電阻高，高頻特性好，常用于寬頻帶放大電路或高頻放大電路。
多級放大電路：為了獲得更高的放大倍數(shù)和更好的性能，常將多個單級放大電路連接成多級放大電路。多級放大電路的耦合方式有阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。阻容耦合的優(yōu)點是各級靜態(tài)工作點相互獨立，缺點是不能放大直流信號和變化緩慢的信號；直接耦合能夠放大直流信號和交流信號，但存在零點漂移問題；變壓器耦合可實現(xiàn)阻抗變換，但體積大、成本高，且不能放大直流信號。
四、集成運算放大器
（一）基本組成與特點
集成運算放大器（簡稱運放）由輸入級、中間級、輸出級和偏置電路組成。輸入級一般采用差分放大電路，以抑制零點漂移，提高共模抑制比；中間級主要進行電壓放大，提供足夠高的電壓放大倍數(shù)；輸出級用于提高電路的帶負載能力；偏置電路為各級提供合適的靜態(tài)工作電流。運放具有高增益、高輸入電阻、低輸出電阻等特點。
（二）理想運放的分析方法
在分析運放電路時，通常將運放視為理想運放。理想運放的兩個重要特性是 “虛短” 和 “虛斷”?！疤摱獭?是指運放的兩個輸入端電位相等，即 u+ = u-；“虛斷” 是指運放兩個輸入端的輸入電流為零，即 i+ = i- = 0 。利用這兩個特性，可以方便地分析各種運放電路，如比例運算電路、求和運算電路、積分運算電路和微分運算電路等。
（三）運放應用電路
比例運算電路：包括反相比例運算電路和同相比例運算電路。反相比例運算電路的輸出電壓與輸入電壓成比例且相位相反，其電壓放大倍數(shù) Auf = -Rf/R1；同相比例運算電路的輸出電壓與輸入電壓成比例且相位相同，電壓放大倍數(shù) Auf = 1 + Rf/R1 。
求和運算電路：可實現(xiàn)多個輸入信號的求和運算，分為反相求和運算電路和同相求和運算電路。在反相求和運算電路中，輸出電壓等于各輸入電壓乘以相應電阻比值之和的負值；同相求和運算電路則需要通過疊加原理進行分析。
積分與微分運算電路：積分運算電路的輸出電壓與輸入電壓的積分成正比，常用于波形變換、移相、積分控制等場合；微分運算電路的輸出電壓與輸入電壓的微分成正比，可用于檢測信號的變化率。
五、功率放大電路
功率放大電路的主要任務是向負載提供足夠大的功率，同時要保證信號的失真盡可能小。常見的功率放大電路有甲類、乙類和甲乙類。甲類功率放大電路在整個信號周期內，三極管都處于導通狀態(tài)，其優(yōu)點是失真小，缺點是效率低，最高效率僅為 50%；乙類功率放大電路的三極管只在半個信號周期內導通，效率較高，理論上可達 78.5%，但存在嚴重的交越失真；甲乙類功率放大電路是在乙類功率放大電路的基礎上，給三極管設置一個較小的靜態(tài)偏置電流，使三極管在信號的大部分周期內導通，既提高了效率，又減小了交越失真。
六、反饋放大電路
（一）反饋的基本概念
反饋是指將放大電路輸出信號（電壓或電流）的一部分或全部，通過一定的電路（反饋網絡）送回到輸入回路，與輸入信號進行比較，從而影響放大電路性能的過程。根據(jù)反饋的極性，可分為正反饋和負反饋；根據(jù)反饋信號在輸出端的取樣方式，可分為電壓反饋和電流反饋；根據(jù)反饋信號與輸入信號的連接方式，可分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。
（二）負反饋對放大電路性能的影響
負反饋能夠穩(wěn)定放大倍數(shù)，減小非線性失真，展寬通頻帶，改變輸入輸出電阻。例如，電壓串聯(lián)負反饋可以提高輸入電阻，降低輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓；電流并聯(lián)負反饋可以降低輸入電阻，提高輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流。正反饋在放大電路中主要用于產生振蕩，如正弦波振蕩電路。
（三）正弦波振蕩電路
正弦波振蕩電路的組成包括放大電路、反饋網絡、選頻網絡和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。振蕩的條件是幅值平衡條件 AF = 1 和相位平衡條件 φA + φF = 2nπ（n = 0, 1, 2, …）。常見的正弦波振蕩電路有 RC 橋式振蕩電路、LC 振蕩電路和石英晶體振蕩電路。RC 橋式振蕩電路適用于產生低頻信號，LC 振蕩電路適用于產生高頻信號，石英晶體振蕩電路具有很高的頻率穩(wěn)定性，常用于對頻率穩(wěn)定性要求較高的場合。
