1.2.2 模拟电子技术的知识点结构

模拟电子技术的基础是模拟电子电路，对于一个完整的模拟电子电路来说，应该包含电源、小信号放大器、滤波器、功率放大器和振荡器等基本的模拟处理单元，如图1.3所示。

图1.3 模拟电子技术的知识点结构

从图1.3中可以看出，构成模拟电子技术最基本的是半导体材料PN节，由PN节可以构成二极管。在此基础上，构成以双极结型晶体管 （Bipolar Junction Transistor，BJT） 和金属氧化物半导体场效应管 （Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET） 为代表的三极管。二极管和三极管是构成模拟电子电路基本单元的基础。基于二极管和三极管可以直接构成模拟电子电路的功能单元，包括晶体管小信号放大电路、晶体管功率放大电路、晶体管电源电路、晶体管振荡电路。

随着模拟集成电路设计技术的不断发展，可以将多个二极管和晶体管集成在单个芯片中，制造出模拟集成运算放大器芯片、模拟集成功率放大器芯片、模拟电源管理芯片。基于这些芯片，可构成振荡器、放大器、滤波器、功率放大器和电源管理器模块。

模拟集成芯片的出现，大大简化了模拟电子电路的设计。但是，到目前为止，模拟集成芯片仍然不能完全取代分立晶体管构建的模拟电子电路。尤其是对于一些高电压、强电流的应用场合。因此，在一个模拟电子电路系统中，读者经常能看到由分立晶体管所构造的模拟电子电路单元。

因此，在模拟电子技术中，介绍PN结、二极管和三极管的原理，不但帮助读者从最底层的原理掌握模拟电子电路的工作基础，而且可以帮助读者理解模拟集成芯片的设计原理，从而能够系统掌握模拟电子技术的精髓。

在这里要特别强调小信号放大电路和功率放大电路的区别。

（1） 小信号放大电路往往作为输入和/或中间级，以获得较大的电压增益或电流增益。放大器中的晶体管工作在有源区，这样其小信号模型是有效的。对于小信号放大器来说，不要求输入及中间级提供可观的功率，并且经过放大后的信号不能产生失真。

电压增益表示为：

式中，v_o为输出电压；v_i为输入电压。

电流增益表示为：

式中，i_o为输出电流；i_i为输入电流。

（2） 功率放大器一般作为输出级，必须提供相当可观的功率，以便能够驱动低阻抗负载，比如扬声器。同样，输出信号的失真也必须足够低。对于功率放大器来说，读者关心的问题是功率放大器的输出功率和效率。功率放大器的效率η表示为：

式中，P_L为负载功率；P_S为电源功率。