模拟电子技术总复习模板课件

模拟电子技术总复习四川理工学院自动化与电子信息学院 模电教研组1谢谢观赏2019-6-19模拟电子技术总复习四川理工学院自动化与电子信息学院 1第一章 半导体器件一.半导体的基础知识 1.半导体-导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。2.特性-光敏、热敏和掺杂特性。3.本征半导体-纯净的具有单晶体结构的半导体。4.两种载流子-带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。5.杂质半导体-在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。2谢谢观赏2019-6-19第一章 半导体器件一.半导体的基础知识2谢谢观赏2019-*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素 （多子是空穴，少子是电子）。*N型半导体:在本征半导体中掺入微量的五价元素 （多子是电子，少子是空穴）。6.杂质半导体的特性*载流子的浓度-多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。*体电阻-通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。*转型-通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。3谢谢观赏2019-6-19*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素 37.PN结 *PN结的接触电位差-硅材料约为0.60.8V，锗材料约为0.20.3V。*PN结的单向导电性-正偏导通，反偏截止。8.PN结的伏安特性 4谢谢观赏2019-6-197.PN结4谢谢观赏2019-6-19二.半导体二极管1.*单向导电性-正向导通，反向截止。2.*二极管伏安特性-同结。*正向导通压降-硅管0.60.7V，锗管0.20.3V。*死区电压-硅管0.5V，锗管0.1V。3.分析方法-将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若 U阳 U阴(正偏)，二极管导通(短路);若 U阳 U3U1 NPN型 管脚3基极 管脚1发射极11谢谢观赏2019-6-19例：习题1-711谢谢观赏2019-6-19四.场效应管 BJT是一种电流控制元件(iB iC)，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件。场效应管（简称FET）是一种电压控制器件(uGS iD)，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件。12谢谢观赏2019-6-19四.场效应管 BJT是一种电流控制元件第二章 基本放大电路一.放大的概念 放大的对象：变化量 放大的本质：能量的控制与转换 放大的特征：功率放大 放大的基本要求：不失真放大的前提二.性能指标输入电压与输入输入电压与输入电流效值之比。电流效值之比。空载时输出空载时输出电压有效值电压有效值带带RL时的输出电时的输出电压有效值压有效值13谢谢观赏2019-6-19第二章 基本放大电路一.放大的概念输入电压与输入电流效值之比三.基本共射放大电路的工作原理1.基本组成2.直流通路直流通路：Us=0，保留Rs；电容开路；电感相当于短路（线圈电阻近似为0）。交流通路交流通路：大容量电容相当于短路；直流电源相当于短路（内阻为0）。3.静态工作点与非线性失真：根据直流通路计算（1）截止失真：Q点设置过低 *失真现象-NPN管削顶，PNP管削底。*消除方法-减小Rb，提高Q。（2）饱和失真：Q点设置过高 *失真现象-NPN管削底，PNP管削顶。*消除方法-增大Rb、减小Rc、增大VCC。14谢谢观赏2019-6-19三.基本共射放大电路的工作原理14谢谢观赏2019-6-194.动态分析：等效电路法分析（1）三极管的h参数等效模型（2）共射放大电路的动态分析例1：静态分析（1）静态工作点的近似估算（2）动态分析15谢谢观赏2019-6-194.动态分析：等效电路法分析15谢谢观赏2019-6-19例2：1.静态分析2.动态分析16谢谢观赏2019-6-19例2：1.静态分析2.动态分析16谢谢观赏2019-6-19若电容Ce断路17谢谢观赏2019-6-19若电容Ce断路17谢谢观赏2019-6-19例3：1.静态分析Rb1+VCCRCC1C2TRb2CERe1RLuiuoRe2I1I2IBRb1+VCCRCTRb2Re1Re2rbeRCRLRe1Rb18谢谢观赏2019-6-19例3：1.静态分析Rb1+VCCRCC1C2TRb2CERe若电容Ce断路rbeRCRLRe1RbRb1+VCCRCC1C2TRb2CERe1RLuiuoRe219谢谢观赏2019-6-19若电容Ce断路rbeRCRLRe1RbRb1+VCCRCC四、基本共集放大电路1.静态分析2.动态分析20谢谢观赏2019-6-19四、基本共集放大电路2.动态分析20谢谢观赏2019-6-1五、基本共基放大电路1.静态分析2.动态分析21谢谢观赏2019-6-19五、基本共基放大电路2.动态分析21谢谢观赏2019-6-1第三章 集成运算放大电路一.多级放大电路的级间耦合方式1.阻容耦合-各级静态工作点彼此独立；能有效地传输交流信号；式体积小，成本低。但不便于集成，低频特性差。2.变压器耦合-各级静态工作点彼此独立，可以实现阻抗变换。体积大，成本高，无法采用集成工艺；不利于传输低频和高频信号。3.直接耦合-低频特性好，便于集成。各级静态工作点不独立，互相有影响。存在“零点漂移”现象。*零点漂移-当温度变化或电源电压改变时，静态工作点也随之变化，致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。22谢谢观赏2019-6-19第三章 集成运算放大电路一.多级放大电路的级间耦合方式22二.多级放大电路的动态分析23谢谢观赏2019-6-19二.多级放大电路的动态分析23谢谢观赏2019-6-19三.集成运算放大电路1.集成运放电路的基本组成 输入级-采用差放电路，以减小零漂。中间级-多采用共射(或共源)放大电路，以提高放大倍数。输出级-多采用互补对称电路以提高带负载能力。偏置电路-多采用电流源电路，为各级提供合适的静态 电流。2.特点24谢谢观赏2019-6-19三.集成运算放大电路24谢谢观赏2019-6-19四.差分运算放大电路1.信号分类共模信号共模信号 ：是指在两个输入端加幅度相等，极性相同的信号差模信号差模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相反的信号任意输入信号任意输入信号：任意输入信号幅度、极性都是任意的信号25谢谢观赏2019-6-19四.差分运算放大电路共模信号：是指在两个输入端加幅度相等2.双输入双输出（1）静态分析晶体管输入回路方程：（2）差模信号作用时（3）共模信号作用时26谢谢观赏2019-6-192.双输入双输出（1）静态分析（2）差模信号作用时（3）共模3.双输入单输出IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但是UCEQ1 UCEQ2。（1）静态分析（2）差模信号作用时27谢谢观赏2019-6-193.双输入单输出IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但是（3）共模信号作用时4.单输入双输出28谢谢观赏2019-6-19（3）共模信号作用时4.单输入双输出28谢谢观赏2019-65.单输入单输出29谢谢观赏2019-6-195.单输入单输出29谢谢观赏2019-6-19例如图所示电路，参数理想对称，两只晶体管的晶 体管的 ，滑动在 中点时，求：（1）T1管和T2管的发射极和基极静态电流；（2）Ad和Ri。30谢谢观赏2019-6-19例如图所示电路，参数理想对称，两只晶体管的晶30谢谢观赏20解：（1）静态时，输入uI=0，所以 31谢谢观赏2019-6-19解：（1）静态时，输入uI=0，所以 31谢谢观赏2019-(2)双端输入，双端输出的差分放大电路的差模电压放大倍数与单管时的放大倍数相同，输入电阻是单管时的2倍，因此只要求出单管时的放大倍数和输入电阻即可，单管时的交流通路如图所示。单管时的电压放大倍数为单管时输入电阻为因此32谢谢观赏2019-6-19(2)双端输入，双端输出的差分放大电路的差模电压放大倍数33谢谢观赏2019-6-1933谢谢观赏2019-6-19五.镜像电流源34谢谢观赏2019-6-19五.镜像电流源34谢谢观赏2019-6-19第四章 放大电路的反馈 放大电路输出量的一部分或放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入，称为反馈。入回路，影响输入，称为反馈。1.正反馈和负反馈2.直流反馈和交流反馈3.电压反馈和电流反馈4.串联反馈和并联反馈5.局部反馈和级间反馈一.反馈的概念与分类35谢谢观赏2019-6-19第四章 放大电路的反馈 放大电路输出量的一部分或全部2.正反馈和负反馈 在放大电路中，如果引入反馈信号后，使放大器的净输入信号加强，从而增加了放大器增益，这种反馈称为正反馈；反之，如果引入反馈信号后，使放大器的净输入信号减弱，从而降低了放大器增益，这种反馈称为负反馈。1.有无反馈 在放大电路中，寻找反馈通路（将输出回路与输入通路相连接的通路），如果输出信号通过反馈通路对输入信号产生影响，则引入了反馈。二.反馈类型的判断36谢谢观赏2019-6-192.正反馈和负反馈 在放大电路中，如果引入“瞬时极性法”判断：假设某一瞬时，在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信号，按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。净输入量减小，所以是负反馈。净输入量减小，所以是负反馈。37谢谢观赏2019-6-19“瞬时极性法”判断：假设某一瞬时，在放大电路的输入端加入一个净输入量减小，所以是负反馈。净输入量减小，所以是负反馈。38谢谢观赏2019-6-19净输入量减小，所以是负反馈。38谢谢观赏2019-6-193.交流反馈和直流反馈 在放大电路中各电压和电流都是交流分量和直流分量叠加而成，如果反馈信号中只存在直流分量，则称为直流反馈；如果反馈信号中只存在交流分量，则称为交流反馈。交、直流反馈交、直流反馈交流反馈交流反馈39谢谢观赏2019-6-193.交流反馈和直流反馈 在放大电路中各4.电压反馈和电流反馈 在反馈电路中，如果反馈信号取样于输出电压，则称为电压反馈电压反馈；如果反馈信号取样于输出电流，则称为电流电流反馈反馈。在反馈电路中，如果输出端反馈信号与输出信号接于一点，则为电压反馈电压反馈；如果输出端反馈信号与输出信号没有接于一点，则为电流反馈电流反馈。电压反馈电压反馈40谢谢观赏2019-6-194.电压反馈和电流反馈 在反馈电路中，如果5.串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 在反馈电路中，如果输入回路中的三种信号符合KVL的约束关系，则称为串联反馈串联反馈；如果和三种信号符合KCL的约束关系，则称为并联反馈并联反馈。和 在反馈电路中，如果输入端反馈信号与输入信号接于一点，则为并联反馈并联反馈；如果输入端反馈信号与输入信号没有接于一点，则为串联反馈串联反馈。并联反馈并联反馈41谢谢观赏2019-6-195.串联反馈和并联反馈 在反馈电路中，如果输入回路中的三例题例题:试判断下列电路中的反馈组态。试判断下列电路中的反馈组态。电压并联负反馈。电压并联负反馈。42谢谢观赏2019-6-19例题:试判断下列电路中的反馈组态。电压并联负反馈。42谢谢观电压串联负反馈电压串联负反馈 43谢谢观赏2019-6-19电压串联负反馈 43谢谢观赏2019-6-19电流并联负反馈电流并联负反馈 44谢谢观赏2019-6-19电流并联负反馈 44谢谢观赏2019-6-19反馈网络反馈网络电流串联负反馈电流串联负反馈 45谢谢观赏2019-6-19反馈网络电流串联负反馈 45谢谢观赏2019-6-19四.深度负反馈1.深度负反馈的特点三.负反馈类型的四种组态负反馈的一般表达式2.深度负反馈的计算46谢谢观赏2019-6-19四.深度负反馈1.深度负反馈的特点三.负反馈类型的四种组态五.负反馈对放大电路的影响1、稳定放大倍数2、对输入电阻的影响：4、展宽频带5、减小非线性失真3、对输出电阻的影响：串联负反馈增大输入电阻串联负反馈增大输入电阻并联负反馈减小输入电阻并联负反馈减小输入电阻电压负反馈减小输出电阻电压负反馈减小输出电阻电流负反馈增大输出电阻电流负反馈增大输出电阻六.负反馈的引入原则七.自激振荡产生的原因及条件47谢谢观赏2019-6-19五.负反馈对放大电路的影响1、稳定放大倍数2、对输入电阻的影 Aod、rid、fH 均为无穷大，ro、失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为0。因为因为uO为有限值，为有限值，Aod，所以所以 uNuP0，即，即 uNuP虚短路虚短路因为因为rid，所以，所以 iNiP0虚断路虚断路电路特征：引入电压负反馈。电路特征：引入电压负反馈。无源网络无源网络1.集成运放的线性工作区:uOAod(uP uN)一.理想运放的参数特点第五章 集成运放的基本应用48谢谢观赏2019-6-19 Aod、rid、fH 均为无穷大，ro、失调电2.集成运放的非线性工作区:电路特征：开环或引入正反馈。电路特征：开环或引入正反馈。uNuP，uO=-UOH满足满足“虚断虚断”二.基本运算电路49谢谢观赏2019-6-192.集成运放的非线性工作区:电路特征：开环或引入正反馈。u二.电压比较器1、单限比较器：只有一个阈值电压3、窗口比较器：有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。2、滞回比较器：具有滞回特性 输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压单调变化使输出电压只跃变一次。50谢谢观赏2019-6-19二.电压比较器1、单限比较器：只有一个阈值电压3、窗口比较第六章 波形发生与变换电路一、正弦波振荡电路1.产生正弦波振荡的条件起振条件：起振条件：2.基本组成部分1)放大电路：放大作用2)正反馈网络：满足相位条件3)选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振荡4)非线性环节（稳幅环节）：稳幅51谢谢观赏2019-6-19第六章 波形发生与变换电路一、正弦波振荡电路1.产生正弦3.分类常用选频网络所用元件分类。1)RC正弦波振荡电路：低频，1兆赫以下2)LC正弦波振荡电路：高频，几百千赫几百兆赫3)石英晶体正弦波振荡电路：振荡频率稳定二、电路能否振以及振荡类型的判断1)是否存在主要组成部分；2)放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是否可能正常传递，没有被短路或断路；3)是否满足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振荡；4)是否满足幅值条件，即是否一定振荡。判断方法判断方法52谢谢观赏2019-6-193.分类常用选频网络所用元件分类。二、电路能否振以及振荡类变压器耦合式LC振荡电路RC正弦波振荡电路 53谢谢观赏2019-6-19变压器耦合式LC振荡电路RC正弦波振荡电路 53谢谢观赏20三点式LC振荡器石英晶体振荡电路 54谢谢观赏2019-6-19三点式LC振荡器石英晶体振荡电路 54谢谢观赏2019-6-三、非正弦波发生电路波形之间的变换正弦波电压移相90O，积分运算电路 。方波电压转换成尖顶波电压，微分运算电路 正弦波电压转换成二倍频电压，乘方运算电路正弦波电压叠加上一个直流量，加法运算电路。55谢谢观赏2019-6-19三、非正弦波发生电路波形之间的变换正弦波电压移相90O，第七章 功率放大电路甲类功放甲类功放甲类功放甲类功放：在在一个信号周期一个信号周期内都有电流流过晶体管内都有电流流过晶体管管子的导通角为管子的导通角为360o 静态电流大于静态电流大于0，管耗大，效率低，管耗大，效率低乙类乙类乙类乙类功放：功放：管子只有管子只有半个周期半个周期内导通内导通管子的导通角为管子的导通角为180o静态电流等于静态电流等于0，效率高，效率高甲乙类甲乙类甲乙类甲乙类功放：功放：管子的导通时间管子的导通时间大于半个大于半个周期但是周期但是小小于一个周期于一个周期，比半个周期稍多些，比半个周期稍多些丙类丙类丙类丙类功放：管子导通时间功放：管子导通时间小于半个周期小于半个周期56谢谢观赏2019-6-19第七章 功率放大电路甲类功放：在一个信号周期内都有电流流过第八章 直流稳压电源一、直流电源的组成电源变压器：将电网交流电压变换为符合整流电路所需要的交 流电压。整流电路：将正负交替的交流电压整流成为脉动的直流电压。滤波电路：将交流成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流 电压。稳压电路：自动保持负载电压的稳定。57谢谢观赏2019-6-19第八章 直流稳压电源、直流电源的组成电源变压器：将电网交流电二、整流电路1、单相半波整流电路58谢谢观赏2019-6-19二、整流电路1、单相半波整流电路58谢谢观赏2019-6-12、单相全波整流电路IL（AV）=UL/RL=0.9 U2/RL ID（AV）=IL/23、桥式整流电路59谢谢观赏2019-6-192、单相全波整流电路IL（AV）=UL/RL=0.9 三、滤波电路2、电感滤波电路输出电压平均值:UO（AV）=0.9U21、电容滤波电路四、稳压电路60谢谢观赏2019-6-19三、滤波电路2、电感滤波电路输出电压平均值:UO（AV61谢谢观赏2019-6-1961谢谢观赏2019-6-19