模电复习大纲课件

模拟电子技术基础复习大纲模拟电子技术基础复习大纲 小小写写字字母母、大大写写下下标标表表示示总总量量（含含交交、直直流流）。如，如，vCE、iB等。等。大大写写字字母母、大大写写下下标标表表示示直直流流量量。如如，VCE、IC等。等。小小写写字字母母、小小写写下下标标表表示示纯纯交交流流量量。如如，vce、ib等。等。上上方方有有圆圆点点的的大大写写字字母母、小小写写下下标标表表示示相相量量。如，如，、等。等。书中有关符号的约定书中有关符号的约定第一章第一章 绪论绪论 电压放大模型电压放大模型1.输入电阻输入电阻反应了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。反应了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。输入电压信号，输入电压信号，越大，越大，越大。越大。输入电流信号，输入电流信号，越小，越小，越大。越大。2.输出电阻输出电阻Ro决定放大电路带负载能力。决定放大电路带负载能力。输出电压信号时，输出电压信号时，Ro越小（相对越小（相对RL），），RL对对 影响越小，影响越小，输出电流信号时，输出电流信号时，Ro越大（相对越大（相对RL），），RL对对 影响越小。影响越小。输出电阻的计算：输出电阻的计算：3、频率响应、频率响应上、下限频率；带宽上、下限频率；带宽频率失真（线性失真）频率失真（线性失真）P196题题4.7.4幅度失真幅度失真相位失真相位失真非正弦信号非正弦信号非线性失真非线性失真饱和失真饱和失真截止失真截止失真正弦信号正弦信号第三章第三章 二极管及其基本电路二极管及其基本电路1、半导体的特点（热敏性半导体的特点（热敏性 光敏性光敏性 掺杂性）掺杂性）电子电子空穴空穴当电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，当电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，共价键就留下一个空位，这个空位就称为空穴共价键就留下一个空位，这个空位就称为空穴 2、半导体分类、半导体分类-（1）本征半导体和本征激发）本征半导体和本征激发本征半导体本征半导体化学成分纯净的半导体化学成分纯净的半导体本征激发的特点本征激发的特点两种载流子参与导电，自由电子两种载流子参与导电，自由电子数（数（n）=空穴数（空穴数（p）外电场作用下产生电流，电流大外电场作用下产生电流，电流大小与载流子数目有关小与载流子数目有关导电能力随温度增加显著增加导电能力随温度增加显著增加N型半导体：电子是多数载流子，空穴是少数载流子，型半导体：电子是多数载流子，空穴是少数载流子，但半导体呈中性但半导体呈中性P型半导体：空穴是多数载流子，电子是少数载流子，型半导体：空穴是多数载流子，电子是少数载流子，但半导体呈中性但半导体呈中性（2）杂质半导体（通过掺杂，提高导电能力）杂质半导体（通过掺杂，提高导电能力）少数载流子是由电子少数载流子是由电子空穴对（本征激发）产生而来，空穴对（本征激发）产生而来，多子浓度主要取决于杂质浓度，少子浓度与温度有关。多子浓度主要取决于杂质浓度，少子浓度与温度有关。3、熟练掌握、熟练掌握PN结结 形成形成由于浓度差，而出现扩散运动，在中间形成空由于浓度差，而出现扩散运动，在中间形成空间间电电荷荷区区（耗耗尽尽层层），又又由由于于空空间间电电荷荷区区的的内内电电场场作作用用，存存在漂移运动，达到动态平衡。在漂移运动，达到动态平衡。单向导电性单向导电性 不外加电压，扩散运动不外加电压，扩散运动=漂移运动，漂移运动，iD=0 加正向电压（耗尽层变窄），扩散运动漂移运动形成加正向电压（耗尽层变窄），扩散运动漂移运动形成iD 加反向电压（耗尽层变宽），扩散运动为加反向电压（耗尽层变宽），扩散运动为0，只有很小的，只有很小的 漂漂 移运动移运动 形成反向电流形成反向电流 特性方程：特性方程：特性曲线特性曲线：正向导通：死区、导通区正向导通：死区、导通区反向截止：截止区、击穿区反向截止：截止区、击穿区3、熟练掌握、熟练掌握PN结结 形成形成由于浓度差，而出现扩散运动，在中间形成空由于浓度差，而出现扩散运动，在中间形成空间间电电荷荷区区（耗耗尽尽层层），又又由由于于空空间间电电荷荷区区的的内内电电场场作作用用，存存在漂移运动，达到动态平衡。在漂移运动，达到动态平衡。单向导电性单向导电性 不外加电压，扩散运动不外加电压，扩散运动=漂移运动，漂移运动，iD=0 加正向电压（耗尽层变窄），扩散运动漂移运动形成加正向电压（耗尽层变窄），扩散运动漂移运动形成iD 加反向电压（耗尽层变宽），扩散运动为加反向电压（耗尽层变宽），扩散运动为0，只有很小的，只有很小的 漂漂 移运动移运动 形成反向电流形成反向电流 特性方程：特性方程：特性曲线特性曲线：硅管：死区硅管：死区0.5V，导通电压，导通电压0.6-0.7V 锗管：死区锗管：死区0.1V，导通电压，导通电压0.2V 4、理解二极管、理解二极管 单向导电性、特性方程及特性曲线与单向导电性、特性方程及特性曲线与PN结相同结相同主主要要参参数数：最最大大整整流流电电流流IF、反反向向击击穿穿电电压压VBR、反反向向电电流流IR、极间电容、最高工作频率极间电容、最高工作频率 分析模型：理想模型、恒压降模型、分析模型：理想模型、恒压降模型、折线模型、小信号模型折线模型、小信号模型 导通管的压降看做常值（硅导通管的压降看做常值（硅0.7V，锗，锗0.2V）或）或0V（理（理想二极管）；截止管所在支路看做断开，想二极管）；截止管所在支路看做断开，电路中所有二极电路中所有二极管状态判明后管状态判明后，进一步计算所要求的各物理量。，进一步计算所要求的各物理量。二极管电路的分析计算：二极管电路的分析计算：5、特殊二极管、特殊二极管稳压管（工作在反向击穿区）稳压管（工作在反向击穿区）反向偏置，且反向偏置，且VIVZ稳稳压压原原理理：无无论论输输入入变变化化或或负负载载变变化化，引引起起的的电电流流变变化化都都加于稳压管上，从而使输出稳定加于稳压管上，从而使输出稳定 参数：参数：VZ、IZ、PZM、rZ#稳压条件是什么？稳压条件是什么？稳压条件是什么？稳压条件是什么？#上述电路上述电路上述电路上述电路V VI I为正弦波，且幅值为正弦波，且幅值为正弦波，且幅值为正弦波，且幅值大于大于大于大于V VZ Z ，V VOO的波形是怎样的？的波形是怎样的？的波形是怎样的？的波形是怎样的？例例1：理想二极管，求理想二极管，求VAO。解：解：(c)VPN1=12V,VPN2=-3V,则则D1导导通，通，D2截止。截止。VAO=0V。(d)VPN1=12V,VPN2=18V,则则D2先导通，先导通，D2导通以后，导通以后，VAO=-6V，此时此时D1处于截止处于截止状态。状态。例例2：判断：判断D导通还是截止？导通还是截止？解解：例例3 双向双向 限幅电路限幅电路例例4：理想模型理想模型输入电压为输入电压为0V或或5V，求输入值的不同组合下，求输入值的不同组合下，输出电压值。输出电压值。例例5 5：设设硅硅稳稳压压管管D DZ1Z1和和D DZ2Z2的的稳稳定定电电压压分分别别为为5V5V和和10V10V，试试求求下下列列各图中的输出电压各图中的输出电压V VO O。已知硅稳压管的正向压降为已知硅稳压管的正向压降为0.7V0.7V。解：（解：（a a）在图中，在图中，D DZ1Z1和和D DZ2Z2工作在反向击穿区，因此工作在反向击穿区，因此V VO O的电压值的电压值 为：为：V VO O=V=V Z1 Z1+V+V Z2 Z2=5+10=15V=5+10=15V；（b b）在图中，在图中，D DZ1Z1和和D DZ2Z2工作在正向导通区，因此工作在正向导通区，因此V VO O的电压值为：的电压值为：V VO O=0.7+0.7=1.4V=0.7+0.7=1.4V；（c c）在图中，考虑到在图中，考虑到V V Z1 Z1V V Z2 Z2，D DZ1Z1反向击穿后反向击穿后V V Z1 Z1=5V=5V，此时此时D DZ2Z2处于截止状态，因此处于截止状态，因此V VO O的电压值为：的电压值为：V VO O=V=V Z1 Z1=5V=5V；（d d）在图中，在图中，D DZ2Z2工作在正向导通区，工作在正向导通区，D DZ1Z1处于截止状态，考虑因处于截止状态，考虑因此此V VO O的电压值为：的电压值为：V VO O=0.7V=0.7V。半导体三极管极放大电路基础半导体三极管极放大电路基础 半导体三极管的结构示意图如图半导体三极管的结构示意图如图03.1.01所示。它有所示。它有两种类型两种类型:NPN型和型和PNP型。型。两种类型的三极管两种类型的三极管发射结发射结(Je)集电结集电结(Jc)基极基极，用B或b表示（Base）发射极发射极，用E或e表示（Emitter）；集电极集电极，用C或c表示（Collector）。发射区发射区集电区集电区基区基区三极管符号三极管符号1、基本结构、基本结构 2、特性曲线、特性曲线(3)输入特性曲线的三个部分输入特性曲线的三个部分死区死区非线性区非线性区线性区线性区输入特性曲线输入特性曲线导通电压典型值：导通电压典型值：0.7V死区电压典型值：死区电压典型值：0.5V饱和区：饱和区：iC明显受明显受vCE控控制的区域，该区域内，制的区域，该区域内，一般一般vCE0.7V(硅管硅管)。此时，此时，发射结正偏，集发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很电结正偏或反偏电压很小小。iC=f(vCE)iB=const输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域:截止区：截止区：iC接近零的接近零的区域，相当区域，相当iB=0的曲的曲线的下方。此时，线的下方。此时，vBE小于死区电压，小于死区电压，集电结反偏集电结反偏。放大区：放大区：iC平行于平行于vCE轴的轴的区域，曲线基本平行等距。区域，曲线基本平行等距。此时，此时，发射结正偏，集电发射结正偏，集电结反偏结反偏。理解半导体三极管理解半导体三极管 电流控制器件电流控制器件 iC=iB iE=(1+)iB特性曲线特性曲线 输入：输入：饱和区：发射结、集电结均正偏，饱和区：发射结、集电结均正偏，VBE=0.7V,VCE=0.3V 输出：输出：放大区放大区:发一正发一正,集一反集一反,VBE=0.7遵循遵循iC=iB 截止区截止区:发射结、集电结均反偏发射结、集电结均反偏 VBE0.5V 时已进入截止区时已进入截止区 参数：集电极最大允许电流参数：集电极最大允许电流ICM、集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗 PCM 3、基本放大电路、基本放大电路电路组成（共发射极接法）电路组成（共发射极接法）输入回路（基极回路）输入回路（基极回路）输出回路（集电极回路）输出回路（集电极回路）起放大作用。起放大作用。将变化的集电极电流将变化的集电极电流转换为电压输出。转换为电压输出。提供电源，并使三极管提供电源，并使三极管工作在线性区。工作在线性区。输入耦合电容输入耦合电容C1保证信号加到保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。发射结，不影响发射结偏置。输出耦合电容输出耦合电容C2保证信号输送保证信号输送到负载，不影响集电结偏置。到负载，不影响集电结偏置。三极管三极管T负载电阻负载电阻Rc、RL偏置电路偏置电路VBB、Rb耦合电容耦合电容 C1、C2输入回路（基极回路）输入回路（基极回路）简化电路及习惯画法简化电路及习惯画法习惯画法习惯画法 共射极基本放大电路共射极基本放大电路4、基本放大电路静态分析、基本放大电路静态分析静态：静态：输入信号为零（输入信号为零（v vi i=0=0 或或 i ii i=0=0）时，放大时，放大 电路的工作状态，也称电路的工作状态，也称直流工作状态直流工作状态。电路处于静态时，三极管个电极的电压、电流在特电路处于静态时，三极管个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为性曲线上确定为一点，称为静态工作点静态工作点，常称为，常称为Q点。点。一般用一般用IB、IC和和VCE （或（或IBQ、ICQ和和VCEQ）表示。）表示。（1）用直流通路求静态工作点用直流通路求静态工作点采用该方法，必须已知三极管的采用该方法，必须已知三极管的 值值。共射极放大电路共射极放大电路根据直流通路可知：根据直流通路可知：一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管锗管VBE=0.2V。直流通路直流通路+-直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-列输出回路方程（直流负载线）：列输出回路方程（直流负载线）：VCE=VCCICRc 在输出特性曲线上，作出直流负载线在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCICRc。在直流通路上求出偏流在直流通路上求出偏流IBQ，与，与直流负载线的交点即为直流负载线的交点即为Q点，从而得到点，从而得到VCEQ 和和ICQ。（2 2）用图解法确定静态值）用图解法确定静态值5、基本放大电路动态分析、基本放大电路动态分析 一般用测试仪测出；一般用测试仪测出；rbe 与与Q点有关，可用图点有关，可用图示仪测出。示仪测出。一般也用公式估算一般也用公式估算 rbe 其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rb200 则则 而而 (T=300K)RbviRbRbviRc共射极放大电路共射极放大电路icvce+-交流通路交流通路RbviRcRLH参数小信号等效电路参数小信号等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算根据根据RbviRcRL则电压增益为则电压增益为（可作为公式）（可作为公式）求输入电阻求输入电阻RbRcRLRi求输出电阻求输出电阻RbRcRLRo令令Ro=Rc 所以所以 图解法图解法由交流通路得纯交流负载线：由交流通路得纯交流负载线：共射极放大电路共射极放大电路交流通路交流通路icvce+-vce=-ic (Rc/RL)因为交流负载线必过因为交流负载线必过Q点，点，即即 vce=vCE-VCEQ ic=iC-ICQ 同时，令同时，令R L=Rc/RL交流负载线交流负载线则交流负载线为则交流负载线为vCE-VCEQ=-(iC-ICQ)R L 即即 iC=(-1/R L)vCE+(1/R L)VCEQ+ICQ 过过输输出出特特性性曲曲线线上上的的Q点点做做一一条条斜斜率率为为-1/R L 直直线线，该该直直线线即即为交流负载线为交流负载线。RL=RLRc，是是交流负载电阻。交流负载电阻。交流负载线是交流负载线是有交流输入信号时有交流输入信号时Q点的运动轨迹。点的运动轨迹。图解分析图解分析 共射极放大电路共射极放大电路#动态工作时，动态工作时，动态工作时，动态工作时，i iB B、i iC C的实际电流方向是否改变，的实际电流方向是否改变，的实际电流方向是否改变，的实际电流方向是否改变，v vCECE的实的实的实的实际电压极性是否改变？际电压极性是否改变？际电压极性是否改变？际电压极性是否改变？16.3.2 图解法图解法通过图解分析，可得如下结论：通过图解分析，可得如下结论：1.1.vi vBE iB iC vCE|-vo|2.2.vo与与vi相位相反；相位相反；3.3.可以测量出放大电路的电压放大倍数；可以测量出放大电路的电压放大倍数；4.4.可以确定最大不失真输出幅度可以确定最大不失真输出幅度。1.温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响2.温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响温度温度T 输出特性曲线上移输出特性曲线上移温度温度T 输入特性曲线左移输入特性曲线左移3.温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 C，要增加要增加0.5%1.0%温度温度T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增大总之：总之：ICBO ICEO T VBE IB IC RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo一、静态分析一、静态分析I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路RE射极直流射极直流负反馈电阻负反馈电阻CE 交流交流旁旁路电容路电容分压式偏置电路分压式偏置电路TUBEIBICUEIC本电路稳压的本电路稳压的过程实际是由过程实际是由于加了于加了RE形成形成了了负反馈负反馈过程过程I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE静态工作点稳定的原理静态工作点稳定的原理I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路+EC方框中部分用戴维方框中部分用戴维南定理等效为：南定理等效为：RdUCC进而，可求出进而，可求出IB、VCE。计算静态工作点：计算静态工作点：1、理解放大和放大电路的性能指标、理解放大和放大电路的性能指标(放大倍数，输入、输出电阻）放大倍数，输入、输出电阻）2、放大电路组成及特性（考点：静态工作点的计算、接法是、放大电路组成及特性（考点：静态工作点的计算、接法是否正确、各器件的作用）否正确、各器件的作用）重点掌握单管共射放大电路重点掌握单管共射放大电路(包括分压式和射极偏置包括分压式和射极偏置)电路的组成和工作原理电路的组成和工作原理,共射极放大电共射极放大电路路放大电路如图放大电路如图1所示，晶体管所示，晶体管T1 的的rbe1=6k，T2的的rbe2=1.2k，两管的两管的 ，要求要求(1)计算该多级放大电路的输入电阻计算该多级放大电路的输入电阻 和输出电阻和输出电阻;(2)计计 算算 和和 时时 的的 各各 是是 多多 少。少。3、熟练掌握用估算法求电路的静态工作点、熟练掌握用估算法求电路的静态工作点Q 了解图解法了解图解法 求求Q点点 直流负载线直流负载线 交流负载线交流负载线分析非线性失真分析非线性失真 饱和失真饱和失真 静态点过高静态点过高 截止失真截止失真 静态点过低静态点过低 信号过大信号过大 增益过大引起的失真增益过大引起的失真确定最大输出电压幅度确定最大输出电压幅度VOm(交流负载线交流负载线)4、共射电路的计算、共射电路的计算P沟道沟道耗尽型耗尽型P沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道增强型增强型N沟道沟道N沟道沟道（耗尽型）（耗尽型）FET场效应管场效应管JFET结型结型MOSFET绝缘栅型绝缘栅型(IGFET)场效应管的分类：场效应管的分类：场效应半导体三极管是仅由一种载流子参与导电场效应半导体三极管是仅由一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的半的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。从参与导电的载流子来划分，它有电子作导体器件。从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的为载流子的N N沟道沟道器件和空穴作为载流子的器件和空穴作为载流子的P P沟道沟道器件。器件。1.1.场效应管种类及特性场效应管种类及特性2.2.双极型和场效应型三极管的比较双极型和场效应型三极管的比较 双极型三极管双极型三极管 场效应三极管场效应三极管结构结构 NPN型型 结型耗尽型结型耗尽型 N沟道沟道 P沟道沟道 PNP型型 绝缘栅增强型绝缘栅增强型 N沟道沟道 P沟道沟道 绝缘栅耗尽型绝缘栅耗尽型 N沟道沟道 P沟道沟道 C与与E一般不可倒置使用一般不可倒置使用 D与与S有的型号可倒置使用有的型号可倒置使用载流子载流子 多子扩散少子漂移多子扩散少子漂移 多子漂移多子漂移输入量输入量 电流输入电流输入 电压输入电压输入控制控制 电流控制电流源电流控制电流源CCCS()电压控制电流源电压控制电流源VCCS(gm)双极型三极管双极型三极管 场效应三极管场效应三极管噪声噪声 较大较大 较小较小温度特性温度特性 受温度影响较大受温度影响较大 较小，可有零温度系数点较小，可有零温度系数点输入电阻输入电阻 几十到几千欧姆几十到几千欧姆 几兆欧姆以上几兆欧姆以上静电影响静电影响 不受静电影响不受静电影响 易受静电影响易受静电影响集成工艺集成工艺 不易大规模集成不易大规模集成 适宜大规模和超大规模集成适宜大规模和超大规模集成3.3.各种放大器件电路性能比较各种放大器件电路性能比较组态对应关系：组态对应关系：CEBJTFETCSCCCDCBCG电压增益：电压增益：BJTFETCE：CC：CB：CS：CD：CG：输出电阻：输出电阻：BJTFET输入电阻：输入电阻：CE：CC：CB：CS：CD：CG：CE：CC：CB：CS：CD：CG：1.反馈反馈hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反馈内部反馈外部反馈外部反馈凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加或相减，就称为迭加或相减，就称为反馈反馈。反馈放大器反馈放大器基本概念基本概念放大器放大器输出输出输入输入取取+加强输入信号加强输入信号 正反馈正反馈 用于振荡器用于振荡器取取-削弱输入信号削弱输入信号 负反馈负反馈 用于放大器用于放大器开环开环闭环闭环负反馈的作用：负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。反馈网络反馈网络叠加叠加反馈反馈信号信号实际被放大信号实际被放大信号反馈框图：反馈框图：1.反馈反馈基本概念基本概念1.反馈反馈反馈通路反馈通路信号反向传输的渠道信号反向传输的渠道开环开环 无反馈通路无反馈通路闭环闭环 有反馈通路有反馈通路反馈通路反馈通路（反馈网络）（反馈网络）信号的正向传输信号的正向传输基本概念基本概念2.电路中的反馈形式电路中的反馈形式（1）正反馈与负反馈）正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。另一角度另一角度正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。判别方法：判别方法：瞬时极性法瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着。即在电路中，从输入端开始，沿着 信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率 （正斜率或负斜率，用（正斜率或负斜率，用“+”、“-”号表示）。号表示）。例例(+)(+)(-)(-)(-)净输入量净输入量(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量负反馈负反馈正反馈正反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路级间反馈通路级间反馈通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量级间负反馈级间负反馈反馈通路反馈通路本级反馈通路本级反馈通路基本概念基本概念2.电路中的反馈形式电路中的反馈形式（2）交流反馈与直流反馈）交流反馈与直流反馈 根根据据反反馈馈到到输输入入端端的的信信号号是是交交流流，还还是是直直流流，或或同同时时存在，来进行判别。存在，来进行判别。取决于反馈通路。取决于反馈通路。例例(+)(+)(+)(+)交、直流负反馈交、直流负反馈(+)交流正反馈交流正反馈四种类型四种类型的的反馈阻态反馈阻态1.类型类型由此可组成四种阻态：由此可组成四种阻态：输入端：反馈信号在输入端的联接分为输入端：反馈信号在输入端的联接分为串联串联和和并联并联两种方式。两种方式。输出端：反馈信号在输出端分为取输出端：反馈信号在输出端分为取电压电压和取和取电流电流两种方式。两种方式。电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联2.四种阻态的判断方法四种阻态的判断方法并联：反馈量并联：反馈量输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。串联：反馈量串联：反馈量输入量输入量电流：将电流：将负载负载短路，反馈量仍然存在。短路，反馈量仍然存在。电压：将电压：将负载负载短路，反馈量为零。短路，反馈量为零。开开环环增增益益（考考虑虑反反馈馈网网络络的的负载效应）负载效应）反馈系数反馈系数闭环增益闭环增益反馈的一般表示法反馈的一般表示法 称为反馈深度称为反馈深度环路电压增益环路电压增益=提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减小非线性失真，减小非线性失真，抑制干扰噪声，扩抑制干扰噪声，扩展通频带展通频带增大或减小输入、输出电阻增大或减小输入、输出电阻串联负反馈：使输入电阻增加串联负反馈：使输入电阻增加并联负反馈：使输入电阻减小并联负反馈：使输入电阻减小 对输入电阻对输入电阻对输出电阻对输出电阻 电压负反馈：使输出电阻减小，输出电压稳定。电压负反馈：使输出电阻减小，输出电压稳定。电流负反馈：使输出电阻增加电流负反馈：使输出电阻增加，输出电流稳定，输出电流稳定 例例:试判断下图所示电路的反馈组态。试判断下图所示电路的反馈组态。解解:根据瞬时极性根据瞬时极性法，见图中的红色法，见图中的红色“+”、“-”号，号，可知经电阻可知经电阻R1加在加在基极基极B1上的是直流上的是直流并联负反馈并联负反馈。因反因反馈信号与输出电流馈信号与输出电流成比例，故又为电成比例，故又为电流反馈流反馈。结论：是结论：是直流电流并联负反直流电流并联负反馈馈。经经Rf 加在加在E1上是交流负反馈。反馈信号和输上是交流负反馈。反馈信号和输入信号加在入信号加在T1两个输入电极，故为串联反馈。两个输入电极，故为串联反馈。结论：交流电压串联负反馈。结论：交流电压串联负反馈。由理想集成运放由理想集成运放A组成交流反馈放大电路如图所示，设电容组成交流反馈放大电路如图所示，设电容C1、C2对交流信号均可视为短路。该电路的输入电阻对交流信号均可视为短路。该电路的输入电阻功率放大器功率放大器1、了解放大器的三种工作状态、了解放大器的三种工作状态 甲类：在整个周期甲类：在整个周期ICO导通角导通角3600高高=50%乙类：在半个周期乙类：在半个周期ICO导通角导通角1800高高=78.5%甲乙类甲乙类:在大半个周期在大半个周期ICO导通角导通角18003600 分析功率放大电路常采用图解法分析功率放大电路常采用图解法信号幅度大信号幅度大 特性曲线特性曲线 图解法分析图解法分析三种工作状态三种工作状态 三三极极管管根根据据正正弦弦信信号号整整个个周周期期内内的的导导通通情情况况，可可分为几个工作状态：分为几个工作状态：乙类：乙类：导通角等于导通角等于180甲类：甲类：一个周期内均导通一个周期内均导通甲乙类：甲乙类：导通角大于导通角大于180丙类：丙类：导通角小于导通角小于180乙类较甲类的优点乙类较甲类的优点丙类较乙类的优点丙类较乙类的优点 组成组成:乙类推挽形式乙类推挽形式计算计算:功效管的选择功效管的选择 输出功率输出功率 管耗管耗 直流供电功率直流供电功率 效率效率 PT1=0.2Pom管耗最大时管耗最大时 Vom=0.6Vcc V(BR)CEO2Vcc IcMVcc/RL 2、掌握乙类双电源对称放大电路、掌握乙类双电源对称放大电路 3、掌握甲乙类对称功率放大电路、掌握甲乙类对称功率放大电路（为克服交越失真）（为克服交越失真）克服交越失真的措施克服交越失真的措施 单电源互补电路单电源互补电路（OTL）双电源互补电路双电源互补电路（OCL）熟练掌握自举电路的工作原理及自举电路的组成熟练掌握自举电路的工作原理及自举电路的组成利用二极管利用二极管利用利用VBE扩大电路偏置扩大电路偏置 组成：必须有电容组成：必须有电容C计计算算：将将上上述述公公式式中中的的VCC用用VCC/2代替代替静态点为静态点为 组成：无电容组成：无电容C静态点为静态点为O 交越失真交越失真共模抑制比共模抑制比反映抑制零漂能力的指标反映抑制零漂能力的指标线性集成运算放大器和运算电路线性集成运算放大器和运算电路根据根据1、2两式又有两式又有差分式放大电路输入输出结构示意图差分式放大电路输入输出结构示意图+-vi1+-vi2+-vo1差放差放vo2+-+-vid+-vo差模信号差模信号共模信号共模信号差模电压增益差模电压增益共模电压增益共模电压增益总输出电压总输出电压差模等效输入方式差模等效输入方式差放差放+-vid差放差放+-vid(a)(b)共模等效输入方式共模等效输入方式差放差放+-vic差模信号输出差模信号输出共模信号输出共模信号输出1、基本差分式基本差分式放大电路放大电路电路组成及工作原理电路组成及工作原理静态静态动态动态仅输入差模信号，仅输入差模信号，大小相等，相位相反。大小相等，相位相反。大小相等，大小相等，信号被放大。信号被放大。相位相反。相位相反。抑制零点漂移抑制零点漂移 温温 度度 变变化化和和电电源源电电压压波波动动，都都将将使使集集电电极极电电流流产产生生变变化化。且且变变化化趋趋势势是是相相同同的，的，差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用。差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用。其效果相当于在两个输入端加入了共模信号其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。几种方式指标比较几种方式指标比较输出方式输出方式双出双出单出单出双出双出单出单出共模抑制比共模抑制比双端输出，理想情况双端输出，理想情况单端输出单端输出抑制零漂能力抑制零漂能力 越强越强单端输出时的总输出电压单端输出时的总输出电压频率响应频率响应高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。例题例题:回答下列问题。回答下列问题。图图7.15 例题例题7.04电路图电路图求图求图 7.15 在在静态时运放的共静态时运放的共模输入电压模输入电压;若要实现串联若要实现串联电压反馈电压反馈,Rf 应应接向何处接向何处?要实现串联电要实现串联电压负反馈压负反馈,运放运放的输入端极性如的输入端极性如何确定？何确定？判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈串联反馈串联反馈级间反馈通路级间反馈通路xf(vf)信号运算与处理电路信号运算与处理电路 ri 大大:几十几十k 几百几百 k 运放的特点：运放的特点：KCMR 很大很大 ro 小：几十小：几十 几百几百 A o 很很大大:104 107理想运放：理想运放：ri KCMR ro 0 0Ao 运放符号：运放符号：uu+uo u u+uoAo国际符号国际符号国内符号国内符号为提高精度，一般取为提高精度，一般取电压并联负反馈电压并联负反馈（1）反相比例运算电路反相比例运算电路利用虚短和虚断得利用虚短和虚断得输出与输入反相输出与输入反相虚短路虚短路虚开路虚开路放大倍数与负载无关，放大倍数与负载无关，可以分开分析可以分开分析。电压串联负反馈电压串联负反馈（2）同相比例运算电路同相比例运算电路利用虚短和虚断得利用虚短和虚断得 运算放大器输入端有共模信号运算放大器输入端有共模信号 运算电路输入电阻很大运算电路输入电阻很大输出与输入同相输出与输入同相电压跟随器电压跟随器(2)加法电路加法电路 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和N点点的的KCL得：得：若若则有则有（加法运算）（加法运算）输出再接一级反相电路输出再接一级反相电路可得可得(4).减法电路减法电路第一级反相比例第一级反相比例第二级反相加法第二级反相加法a.利用反相信号求和以实现减法运算利用反相信号求和以实现减法运算即即当当 时时得得（减法运算）（减法运算）从从结结构构上上看看，它它是是反反相相输输入入和和同同相相输输入入相相结结合合的的放放大大电路。电路。b.利用差分式电路以实现减法运算利用差分式电路以实现减法运算当当则则若继续有若继续有则则 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和N、P点点的的KCL得：得：(5)积分电路积分电路式中，负号表示式中，负号表示vO与与vS在相位上是相反的。在相位上是相反的。根根据据“虚虚短短”，得得根根据据“虚虚断断”，得得即即因此因此电容器被充电，其充电电流为电容器被充电，其充电电流为设电容器设电容器C的初始电压为零，则的初始电压为零，则（积分运算）（积分运算）图示运算电路中，图示运算电路中，A1、A2为理想集成运算放大器。已知输入电压为理想集成运算放大器。已知输入电压uI13V、uI2 2V，输出电压的起始，输出电压的起始 值值 。自。自t0时接入时接入输入电压，输入电压，4s后输出电压后输出电压8V。问电路的时间常数。问电路的时间常数有源滤波器有源滤波器1.基本概念基本概念滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无 用频率信号得电子装置。用频率信号得电子装置。有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。滤波电路滤波电路滤波电路传递函数定义滤波电路传递函数定义时，有时，有其中其中 模，幅频响应模，幅频响应 相位角，相频响应相位角，相频响应时延响应为时延响应为2.分类分类低通（低通（LPF）希希希希望望望望抑抑抑抑制制制制50Hz50Hz的的的的干干干干扰扰扰扰信信信信号号号号，应应应应选选选选用用用用哪哪哪哪种种种种类类类类型型型型的的的的滤波电路？滤波电路？滤波电路？滤波电路？高通（高通（HPF）带通（带通（BPF）带阻（带阻（BEF）全通（全通（APF）放放放放大大大大音音音音频频频频信信信信号号号号，应应应应选选选选用用用用哪种类型的滤波电路？哪种类型的滤波电路？哪种类型的滤波电路？哪种类型的滤波电路？3.滤波器的阶数滤波器的阶数 为了产生正弦波，必须在放大电路里加入为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。反馈的量。如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。生非线性失真。反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。信号发生电路信号发生电路 为了获得单一频率的正弦波输出，应该有为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。选频网络由电路合而为一。选频网络由R、C和和L、C等电等电抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。正弦波发生电路的组成频网络来命名。正弦波发生电路的组成 放大电路放大电路 正反馈网络正反馈网络 选频网络选频网络 稳幅电路稳幅电路 振荡条件 幅度平衡条件 相位平衡条件 (a)负反馈放大电路 (b)正反馈振荡电路 振荡器的方框图AF=A+F=2n4反馈网络（构成正反馈的）反馈网络（构成正反馈的）电路组成电路组成反馈网络兼做选频网络反馈网络兼做选频网络1、RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路4放大电路（包括负反馈放大电路）放大电路（包括负反馈放大电路）4选频网络选频网络4稳幅环节稳幅环节 当当 f=ff=f0 0 时的反馈系数时的反馈系数 ,且与频率且与频率f f0 0的大的大小无关。此时的相角小无关。此时的相角 F=0。即改变频率不会影响反即改变频率不会影响反馈系数和相角，在调节谐振频率的过程中，不会停振，馈系数和相角，在调节谐振频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。有关曲线见图也不会使输出幅度改变。有关曲线见图。为满足振荡的幅度条件 =1，所以Af3。加入R3、R4支路，构成串联电压负反馈。F=0 2、LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路 （a）LC并联谐振电路LC并联谐振电路与并联谐振曲线 （b）并联谐振曲线谐振时谐振频率谐振时谐振时LC并联谐振电路并联谐振电路相当一个电阻。相当一个电阻。其值为其值为:其中其中 为电感支路电流或电容支路电流与总为电感支路电流或电容支路电流与总电流之比，称为并联谐振电路的品质因数电流之比，称为并联谐振电路的品质因数（a）（b）电容三点式LC振荡电路利用相位平衡条件分析下图3中各电路能否产生振荡，简述理由。并写出振荡频率的表达式。1、图示是一个尚未连接好的文氏电桥正弦波振荡电路，设、图示是一个尚未连接好的文氏电桥正弦波振荡电路，设A为理想为理想集成运放，试回答下列题集成运放，试回答下列题:1）为使电路满足振荡的相位平衡条件，各点之间应如何连接（用）为使电路满足振荡的相位平衡条件，各点之间应如何连接（用文字说明）？文字说明）？2）为使电路满足起振的幅值条件，）为使电路满足起振的幅值条件，Rf应如何选择？应如何选择？3）为使电路产生）为使电路产生100Hz的正弦波振荡，电容的正弦波振荡，电容C应选多大？应选多大？4）现有一个具有负温度系数的热敏电阻）现有一个具有负温度系数的热敏电阻Rt，为了稳幅，可将它替，为了稳幅，可将它替换哪个电阻（假设它和被替换电阻的阻值相同）？换哪个电阻（假设它和被替换电阻的阻值相同）？直流稳压电源直流稳压电源1、稳压电源组成、稳压电源组成2、单相桥式整流电路、单相桥式整流电路输出平均电压 负载的平均电流为 二极管所承受的最大反向电压二极管所承受的最大反向电压 2、滤波电路、滤波电路在RLC=(35)T/2的条件下，近似认为VL=VO=(1.11.2)V2 硅稳压二极管稳压电路的电路图如下图所示。它是硅稳压二极管稳压电路的电路图如下图所示。它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的，由于反向特性利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的，由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化 3、稳压电路、稳压电路 V VI IV VO OV VZ ZI IZ ZI IR RV VR RV VO O I IO OI IR RV VR RV VZ Z（V VO O）I IZ ZI IR RV VR RV VO O三端固定输出集成稳压器三端固定输出集成稳压器的的典型应用电路如图所示。典型应用电路如图所示。