如何才能學(xué)好模電

模電想必是近來小伙伴們很頭疼的一門課程了。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。"

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(jiǎn)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(jiǎn)單，剛開始用起來覺得有點(diǎn)難，用的時(shí)間長(zhǎng)了，感覺越來越難。
……

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)。

模擬電路可以對(duì)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。

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。

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(chǎng)效應(yīng)管和運(yùn)算放大器。

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？

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。

對(duì)抽象能力要求高

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。

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。

缺乏工程思想

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(duì)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(duì)于經(jīng)驗(yàn)值則更是不知道怎么取值了。

比如要用12伏的穩(wěn)壓二極管對(duì)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？

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。

對(duì)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(cè)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。

缺乏系統(tǒng)的學(xué)習(xí)

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(duì)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。

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)。

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(duì)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(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握透徹時(shí)，自然對(duì)這門學(xué)科的理解也提高到一個(gè)新的層次。

知識(shí)系統(tǒng)龐大

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。

1、什么是共射、共集、共基？它們的區(qū)別是什么?

2、三極管的電流放大作用

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：

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：

b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：

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：

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、運(yùn)放

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(chǎng)合也可能是衰減(如：比例系數(shù)或傳遞函數(shù) K=Vo/Vi=-1/10)。

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(jiǎn)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。

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。

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(jìng)爭(zhēng)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。

一、克服心理因素

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)?，?qǐng)記住，除了在腦海中，恐懼無處藏。

二、保持鉆研精神

如果對(duì)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(qǐng)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。

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(zhǎng)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)。

三、學(xué)會(huì)利用身邊各種資源。

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(cè)，這些都要充分利用。特別是應(yīng)用手冊(cè)，是避免同學(xué)們少走彎路的神器！

四、先對(duì)一個(gè)領(lǐng)域入手，慢慢深入

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)！

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?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/773/" target="_blank">工作原理大致介紹，簡(jiǎn)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。

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。

審核編輯：何安