簡(jiǎn)單聊聊模電中的場(chǎng)管和運放

　　凡是學(xué)電的，總是避不開(kāi)模電。

　　上學(xué)時(shí)老師教的知識，畢業(yè)時(shí)統統還給老師。畢業(yè)后又要從事產(chǎn)品設計，《模電》拿起又放下了 n 次，躲不開(kāi)啊。畢業(yè)多年后，回頭望，聊聊模電的學(xué)習，但愿對學(xué)弟學(xué)妹有點(diǎn)幫助。

　　按理說(shuō)，場(chǎng)管不是教材的重點(diǎn)，但目前實(shí)際中應用最廣，遠遠超過(guò)雙極型晶體管(BJT)。場(chǎng)效應管，包括最常見(jiàn)的MOSFET，在電源、照明、開(kāi)關(guān)、充電等等領(lǐng)域隨處可見(jiàn)。

　　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(kāi)運放。

　　1、場(chǎng)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(chǎng)管和絕緣柵型場(chǎng)管 IGFET 之分。IGFET 又稱(chēng)金屬-氧化物-半導體管 MOSFET。MOS 場(chǎng)效應管有增強型 EMOS 和耗盡型 DMOS 兩大類(lèi)，每一類(lèi)有 N 溝道和 P 溝道兩種導電類(lèi)型。

　　學(xué)習時(shí)，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(dòng)電路，功率 MOSFET 的驅動(dòng)電路相對簡(jiǎn)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(dòng)電流則小得多，而且通?？梢灾苯佑?CMOS 或者集電極開(kāi)路 TTL 驅動(dòng)電路驅動(dòng)。其次，MOSFET 的開(kāi)關(guān)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(méi)有電荷存儲效應。其三，MOSFET 沒(méi)有二次擊穿失效機理，它在溫度越高時(shí)往往耐力越強，而且發(fā)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(kāi)關(guān)中特別有用。

　　場(chǎng)管有兩種工作模式，即開(kāi)關(guān)模式或線(xiàn)性模式。所謂開(kāi)關(guān)模式，就是器件充當一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)，在開(kāi)與關(guān)兩個(gè)狀態(tài)之間切換。線(xiàn)性工作模式是指器件工作在某個(gè)特性曲線(xiàn)中的線(xiàn)性部分，但也未必如此。此處的“線(xiàn)性”是指 MOSFET 保持連續性的工作狀態(tài)，此時(shí)漏電流是所施加在柵極和源極之間電壓的函數。它的線(xiàn)性工作模式與開(kāi)關(guān)工作模式之間的區別是，在開(kāi)關(guān)電路中，MOSFET 的漏電流是由外部元件確定的，而在線(xiàn)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(jìn)行的。不一定全是“放大”，某些場(chǎng)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(jiǎn)稱(chēng)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(kāi)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。

　　交流指標有開(kāi)環(huán)帶寬、單位增益帶寬、轉換速率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。

　　個(gè)人認為，選擇運放，可以只側重考慮三個(gè)參數：輸入偏置電流、供電電源和單位增益帶寬。