模拟电子技术总复习

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 半导体器件,基本概念：,本征半导体、杂质半导体（P型、N型）；,自由电子与空穴、扩散与漂移，复合、,PN结及其单向导电性,主要特点：,受温度影响大,一、,常用半导体器件,例1,P型半导体中，多数载流子是（ ）,A. 自由电子,B. 负离子,C.空穴,D. 正离子,C,1,例2,在本征半导体中加入（ ） 元素可形成N型半导,体，加入（ ）元素可形成P型半导体导体。,A. 五价,B. 四价,C.三价,A,C,例3 当温度升高时，二极管的反向饱和电流将（ ）。,A. 增大,B. 不变,C.减少,A,例4 PN结加正向电压时，空间电荷区将（ ）。,A. 变窄,B. 不变,C.变宽,A,例5 PN结未加外部电压时，扩散电流（ ）漂移电流。,A. 小于 B. 等于,C.大于,B,2,二、二极管,阳极,阴极,+,-,u,i,O,u,U,(BR),1. 特性,单向,导电,正向电阻小(理想为 0)，反向电阻大(,)。,2. 主要参数,U,on,开启电压,U,on,U,(BR),反向击穿电压,I,S,反向饱和电流,3,第一章 半导体器件,3. 二极管的等效模型,U,U,r,d,理想二极管,例1 二极管的正向电阻（ ），反向电阻（ ）。,A. 小,B. 大,A,B,例2 利用二极管的( )可组成整流电路及限幅电路。,A. 正向特性,B. 反向特性,C.单向导电性,C,例3 温度升高时，二极管的反向伏安特性会( )。,A. 上升,B. 下移,C.不变,B,4,1.3,电路如图所示，设,u,i,=5sint V，二极管导通压降0.7V，试绘出输入和输出电压的波形和幅值,+,u,i,-,3V,R,D,1,+,u,o,-,3V,D,2,解：,u,i,3.7V,D,1,导通、,D,2,截止,u,o,=3.7V,u,i,-3.7,V,D,1,截止 、,D,2,导通,u,o,=-3.7V,u,i,3.7V,-3.7V,D,1,截止,D,2,截止,u,o,=u,i,A,B,C,V,A,=3V,V,B,=-3V,V,C,=,u,i,u,i,/,V,t,o,5,u,o,/,V,t,o,3.7,3.7,-3.7,-3.7,5,1.4,电路如图所示，二极管导通电压,U,D,0.7V,，常温下,U,T,26mV,，电容C对交流信号可视为短路；,u,i,为正弦波，有效值为10mV。,试问二极管中流过的交流电流的有效值,二极管的动态电阻,解,：（1）,静态分析 令,u,i,=0,则流过二极管的直流电流,I,D,（,V,U,D,）/,R,2.6mA,（2）,动态分析 2V电压源相当于短路,故流过的动态电流,I,d,u,i,/,r,d,1mA,r,d,U,T,/,I,D,10,（,V,U,D,）/,R,2.6mA,r,d,U,T,/,I,D,10,6,u,i,I,Z,I,ZM,U,Z,I,Z,U,Z,u,U,Z,时作用同二极管,u,增加到,U,Z,时，稳压管击穿，反向导通，两端电压在一定范围内能保持不变,(a),三、稳压管,一种特殊的二极管,例1 稳压管必须工作在( )状态下，才能够稳定电压。,A. 正向导通,B. 反向截止,C.反向击穿,C,7,例2,稳压管的稳定电压,U,Z,=6V, 最小稳定电流,I,Zmin,=5mA,最大稳定电流,I,Zmax,=25mA, 负载电阻,R,L,=500。,（1）分别计算U,I,为10V、15V、35V三种情况下输出电压U,O,的值；,（2）若U,I,35V时负载开路，则会,出现什么现象?为什么？,8,第一章 半导体器件,四、晶体三极管,1. 形式与结构,NPN,PNP,三区、三极、两结,2. 特点,基极电流控制集电极电流并实现,放大,放,大,条,件,内因：发射区载流子浓度高、,基区薄、集电区面积大,外因：,发射结正偏、集电结反偏,3. 电流关系,I,E,= I,C,+,I,B,I,C,=,I,B,I,E,= (1 +,),I,B,9,4. 特性,i,C,/,mA,u,CE,/V,100 A,80 A,60 A,40 A,20 A,I,B,= 0,O,3 6 9 12,4,3,2,1,O,0.4,0.8,i,B,/,A,u,BE,/ V,60,40,20,80,饱,和,区,截止区,放大区,状态,电流关系,条 件,放大,I,C,=,I,B,发射结正偏,集电结反偏,饱和,I,C,I,B,两个结正偏,I,CS,=,I,BS,集电结零偏,临界,截止,I,B,U,on,则,导通,以 NPN为 例：,U,BE,U,B,U,E,放大,饱和,2. 电流判别法,I,B,I,BS,则,饱和,I,B,U,E,例1 测得某NPN型的硅晶体管各电极对地的电压值为 V,C,=6V， V,B,=4V， V,E,=3V，则管子工作在（ ）。,A. 放大区,B. 饱和区,C.截止区,A,11,第一章 半导体器件,五、场效应管,1. 分类,按导电沟道分,N 沟道,P 沟道,按结构分,绝缘栅型,结型,按特性分,增强型,耗尽型,g,d,s,s,g,d,B,g,d,s,g,d,s,s,g,d,B,s,g,d,B,N 沟道结型,P 沟道结型,N 沟道结型,N 沟道,增强型MOS,N 沟道,耗尽型MOS,N 沟道,增强型MOS,12,2. 特点,栅源电压改变沟道宽度从而控制漏极电流,输入电阻高，工艺简单，易集成,FET 无栅极电流，故采用,转移特性,和,输出特性,描述,3. 特性,g,d,s,不同类型 FET,转移特性比较,结型,N 沟道,u,GS,/V,i,D,/mA,O,增强型,耗尽型,MOS 管,开启电压,U,GS(th),夹断电压,U,GS(off),P71 1.16,O,0.4,0.8,i,B,/,A,u,BE,/ V,60,40,20,80,13,i,D,/,mA,u,DS,/,V,O,U,GS,= 0V,-,1,-,2,-,3,-,4,-,5,-,6,-,7,预夹断轨迹,恒流区,可变电阻区,夹断区,击穿区,N沟道 FET,输出特性,D,例1 右图所示元件是（ ）。,A. P沟道结型场效应管,B. N沟道结型场效应管,C. P沟道增强型绝缘栅场效应管,D. N沟道增强型绝缘栅场效应管,s,g,d,B,i,C,/,mA,u,CE,/V,100 A,80 A,60 A,40 A,20 A,I,B,= 0,O,3 6 9 12,4,3,2,1,14,1、基本概念,放大、静态工作点、,饱和失真、截止失真、,直流通路、交流通路、,直流负载线、交流负载线、,性能指标、,h参数等效模型,第二章 基本放大电路,b,c,e,+,-,+,-,i,b,i,c,+,u,ce,-,+,u,be,-,b,c,e,15,2、放大电路的组成原则,组成原则、,电路中各元件作用、,为何以及如何设置合适的,静态工作点、,静态工作点对电路性能的影响、,稳定静态工作点的措施,3、放大电路的分析方法,静态分析,动态分析,近似估算法,图解法,微变等效电路法,图解法,分析失真,计算动态参数,16,4、主要典型电路,T,R,b,R,c,V,CC,+,u,i,-,+,u,o,-,i,B,i,C,i,E,+,u,CE,-,+,u,BE,-,C,1,+,C,2,+,共射极基本放大电路,或基极偏置电路,T,R,b,R,c,V,CC,I,B,=,V,CC,U,BE,R,b,I,C,I,B,U,CE,=V,CC,-R,c,I,C,T,R,b,+,u,i,-,R,c,R,L,+,u,o,-,R,b,+,u,i,-,R,c,R,L,+,u,o,-,固定偏置电路,17,分压式偏置放大电路,+,u,i,-,T,+,u,o,-,射极偏置电路,T,V,B,=,R,b1,+R,b2,R,b1,V,CC,I,E,V,B,R,e,I,C,U,CE,=,V,CC,R,c,I,C,R,e,I,E,R,e,R,b1,+,-,R,c,R,L,+,-,18,共集电极电路,+,u,i,-,T,+,u,o,-,+,-,T,I,C,I,B,I,E,b,e,c,+,+,+,19,共基极放大电路,+,u,i,-,T,+,u,o,-,+,T,T,+,+,u,i,-,每种接法的特点,e,c,b,+,+,+,20,场效应管放大电路,i,c,b,c,e,i,b,+,-,u,be,+,-,u,ce,e,b,c,r,be,i,d,d,s,+,-,u,gs,+,-,u,ds,g,g,s,d,r,gs,+,-,低频跨导，,西门子S,21,d,g,s,+V,DD,C,1,R,g,R,s,C,S,+,C,2,R,d,+,+,+,u,i,-,+,u,o,-,R,L,自给偏压电路,基本共源放大电路,u,GS,i,D,/mA,0,源极电位,栅极电流,负偏压,根据场效应管的电流方程,联解,求得I,D,和U,GS,则,22,d,g,s,+V,DD,C,1,R,g,R,s,C,S,+,C,2,R,d,+,+,+,u,i,-,+,u,o,-,R,L,g,d,s,r,gs,+,+,23,基本共漏放大电路,d,g,s,+V,DD,u,i,C,1,R,g,3,R,s,+,C,2,+,+,+,u,o,R,g,2,R,g,1,24,5、派生电路,两种接法组合的放大电路,复合管放大电路,构成原则、电流放大系数和输入电阻,B,例1 BJT放大电路中为稳定静态工作点，应采用（ ）。,A. 共集电极放大电路,B. 分压式偏置电路,C. 功率放大电路,D. 固定偏置电路,b,e,c,电流放大系数增大,25,例题,T,R,b,R,c,+V,CC,+,u,o,-,+ u,o,-,C,1,+,C,1,+,u,i,t,o,u,o,t,o,图所示放大电路中,若u,o,中交流成,分出现图所示的失真,中的哪个元件？如何调整？,现象, 问是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应调整电路,解：,i,C,u,CE,i,B,o,Q,饱和失真，,调整基极电阻R,b,，,增大R,b,。,或调,整集电极电阻R,c,，,减小R,c,。,26,第三章 多级放大电路,1、四种常见的耦合方式,：,直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合,四种方式的特点,R,s,u,s,+,+,u,i1,A,1,+,u,o1,+,u,i2,A,2,+,u,o2,+,u,in,A,n,+,u,on,R,L,2、多级放大电路,放大倍数：各级放大倍数的乘积,输入电阻、输出电阻,零点漂移（温漂）、差模信号、共模信号、,差模放大倍数、共模放大倍数,共模抑制比,3、基本概念,27,例：已知R,b,=1k, R,c,=10k，R,L,=5.1k, V,CC,=12V, V,EE,=6V;,=100, r,be,=2k。,+ u,od,T,1,R,c,R,b,+V,CC,T,2,R,c,R,b,R,e,-V,EE,u,I1,+,u,id,u,I2,u,Id,/2,u,Id,/2,+,+,R,L,3、差分放大电路的四种接法及动态参数的计算,例1 双输入双输出差分放大电路的差模电压放大倍数Ad是基本共射放大电路Au的（ ）倍。,A. 2,B. 1,C.1/2,B,(,1)为使I,E1,=I,E2,=0.5mA,求R,e,和U,CEQ,28,(2)计算A,u,、R,i,、R,o,；,+ u,od,T,1,R,c,R,b,+V,CC,T,2,R,c,R,b,R,e,-V,EE,u,I1,+,u,id,u,I2,u,Id,/2,u,Id,/2,+,+,R,L,r,be,i,b,i,b,R,b,R,c,r,be,i,b,i,b,R,b,R,c,u,id,u,od,29,第四章 集成运算放大器,组成：输入级、中间级、输出级、偏置级,各级作用：,各级电路组成：,运放中恒流源的作用：,30,第六章 放大电路中的负反馈,反馈的判断,有无反馈的判断,+,A,u,i,u,o,R,1,R,2,负反馈和正反馈的判断,瞬时极性法,直流反馈和交流反馈的判断,电压反馈和电流反馈的判断,串联反馈和并联反馈的判断,负反馈,电压,并联,交直流,31,+,u,i,-,T,+,u,o,-,R,b1,R,b2,R,c,R,e,C,2,C,1,C,e,+V,CC,电压串联直流负反馈,+,A,u,i,u,o,R,无,+,u,i,-,T,1,R,1,R,2,R,3,C,1,+,u,o,-,R,4,R,5,C,2,+V,CC,R,6,T,2,C,3,+,u,f,u,d,负反馈,电压,串联,交直流,32,仅有直流反馈,负反馈,电流,并联,33,u,o,+V,CC,T,3,R,2,T,1,R,3,T,2,R,1,-V,EE,R,6,R,5,R,4,I,o,R,s,u,s,u,1,差分式,放大电路,共射极,放大电路,u,F,本级：,负反馈,交直流,串联,电流,级间：,负反馈,交直流,串联,电压,34,负反馈,交直流,并联,电压,35,四种反馈组态及作用,电压串联负反馈：稳定输出Uo、Ri、Ro,电压并联负反馈：稳定输出Uo、Ri、Ro,电流串联负反馈：稳定输出 Io、Ri、Ro,电流并联负反馈：稳定输出 Io、Ri、Ro,深度负反馈时，反馈系数的计算,+,放大电路,反馈网络,深度负反馈,36,电压串联负反馈电路,电流串联负反馈电路,37,负反馈,交直流,串联,电压,38,+V,CC,T,2,T,1,R,c1,u,i,C,1,R,e,R,c2,-V,EE,u,o,A,负反馈,交直流,串联,电压,设满足深度负反馈条件，试估算电压放大倍数,R,f,39,第七章 信号的运算和处理,信号的运算：加、减、积分、微分,基本运算电路,比例运算电路,加减运算电路,反相比例,同相比例,电压跟随器,反相输入求和,同相输入求和,双端输入求和,积分、微分,对数、指数,其他,负反馈,虚短,虚断,计算、设计,40,滤波器：高通、低通、带通、带阻、全通,41,（2）通带截止频率,f,p,（1）通带增益,滤波器的主要技术指标,过渡带,f,0,f,p,通带,阻带,3dB,会计算传递函数、通带增益和截止频率,42,+,A,F,正弦波振荡电路,比较器,：,单限、滞回、窗口,第八章 波形的发生和信号的转换,1、,产生正弦波振荡的条件,幅值平衡条件,相位平衡条件,n为整数,43,2、判断是否能产生正弦波振荡的步骤,(1),观察包含,放大、选频、正反馈,和稳幅,四个部分？,(2),放大电路,是否能够正常工作?,(3),电路是否满足正弦波振荡的,相位平衡条件,?,(4),电路是否满足正弦波,振荡的,幅值条件,(起振条件)?,瞬时极性法,R,c,R,b2,R,b1,C,1,T,C,1,R,e,+V,CC,C,e,L,C,2,C,2,u,o,+,+,+,+,44,电路如图所示,试用相位平衡条件判断能否振荡。,C,C,e,+V,CC,R,e,R,b2,R,b1,C,1,T,T,R,e,C,共基电路,+,+,不能振荡,C,u,o,L,2,L,1,C,b,+,A,+,+,+,+,可以振荡,45,C,R,f,-,+,R,R,C,R,1,1/3,1,0.1,10,0,建立振荡条件：,一开始要求,达到稳态平衡状态时,3、RC桥式正弦波振荡电路,1,0.1,10,0,90,-,90,46,4、电压比较器的电压传输特性曲线,输出电压、,阈值电压,、,跃变方向。,o,u,P,-u,N,u,O,U,T,+U,OM,-U,OM,5、单限比较器,u,i,u,o,+,A,u,i,u,o,+,A,u,i,u,o,+,A,D,Z,R,R,1,R,2,U,REF,N,P,当u,N,=u,P,=0时，,输出电压会发生跃变,47,5、滞回比较器,u,i,u,o,+,A,D,Z,R,R,2,R,1,U,Z,N,P,u,i,u,o,+,A,D,Z,R,R,2,R,1,U,REF,U,Z,u,N,=u,P,48,第九章 功率放大电路,1、功率放大电路的特点及要求,2、,功率放大电路的种类,3、,功率放大电路中晶体管的三种工作状态,甲类、,乙类、,甲乙类,变压器耦合功率放大电路、,变压器耦合乙类推挽功放,无输出变压器的功率放大电路-OTL,电路,无输出电容的功率放大电路 -OCL,电路,4、,OCL,电路的组成及工作原理,R,L,+,V,CC,T,1,-V,CC,+,u,i,-,T,2,+,u,o,-,i,C1,i,C2,u,o,(V),o,t,49,5、消除交越失真的甲乙类互补对称功率放大电路,(1) 最大输出功率P,om,理想情况下：,(2) 电源提供的直流功率P,V,两个电源：,理想情况：,有效值,50,(3) 效率 ,(4) 最大管耗与输出功率的关系,6、 功率BJT的选择, 最大允许管耗P,CM,I,CM,51,例1,OTL互补对称式输出电路如图所示，试分析电,路的工作原理。,1. 按功放分类(甲、乙、甲乙类)，该电,2. 电阻R,2,与二极管D,1,、D,2,的,3. 静态时T,1,管的射极电位,路的T,1,、T,2,管的工作方式,为哪种类型？,作用是什么？,U,E,=？负载电流I,L,=？,甲乙类,为T,1,、T,2,管提供静态偏置电压,使T,1,、T,2,管处于微导通状态,消除交越失真,U,E,=0,I,L,=0,52,4. V,CC,=+15V，饱和压降U,CES,1V，,R,L,=8，则负载R,L,上得到的最大,不失真输出电压的有效值，,最大不失真输出功率P,om,? 此时效率,？,53,例2,OCL互补对称式输出电路如图所示，输入正弦电压,设管子的,U,CES,=,0V,，试求,P,om,以及电路中三极管选择的条件。,100,+6V,T,1,-6V,+,u,i,-,T,2,u,o,6,6,解：,最大值, 最大允许管耗P,CM,I,CM,三极管应满足以下条件,I,CM,54,直流电源,：,整流、滤波、稳压、,三端稳压器,第十章 直流稳压电源,u,i,U,o,电源变压器,整流电路,滤波电路,稳压电路,u,t,o,u,t,o,u,t,o,1、直流稳压电源组成及作用,u,t,o,u,t,o,55,2、整流电路,D,R,L,a,b,u,2,220V,50H,Z,+,u,D,+,u,o,i,o,单相半波整流,u,2,t,0,2,3,4,u,o,t,0,u,D,t,0,i,o,t,0,二极管的选择,56,单相桥式整流电路,D,4,D,1,D,2,D,3,u,2,R,L,+,-,u,o,b,a,220V,50H,Z,D,1,D,3,导通,i,D1,i,D3,o,u,2,t,2,3,i,D1,i,D3,D,2,D,4,导通,i,D2,i,D4,D,1,D,3,导通,u,D,t,o,u,o,o,t,i,o,o,t,u,D2,u,D4,u,D1,u,D3,二极管的选择,57,3 、 滤波电路,D,4,D,1,D,2,D,3,u,2,R,L,+,-,U,O,C,+,u,o,t,o,b,D,1,D,3,导通,c,D,1,D,3,D,2,D,4,截止,不带,负载,R,L,58,D,4,D,1,D,2,D,3,u,2,R,L,+,-,U,O,C,+,u,o,t,o,b,D,1,D,3,导,通,c,d,e,D,2,D,4,导,通,D,1,D,3,导,通,D,2,D,4,导,通,带,负载,R,L,二极管的选择,59,4 、 稳压电路,由稳压管构成的稳压电路,D,4,D,1,D,2,D,3,u,2,R,L,+,-,U,O,C,+,R,输入电压,U,I,稳压管,U,Z,=U,O,I,Zmax,I,Zmin,I,Lmax,I,Lmin,限流电阻,R,60,串联型稳压电源,调整管,取样电阻,比较放大,基准电压,各部分作用,输出电压的调节范围,61,T,C,1,C,2,+,U,I,-,W7800,+,U,O,-,0.33,F,0.1,F,+,R,L,R,D,C,i,C,o,+,U,I,-,W7800,+,U,O,-,R,2,R,1,R,3,R,L,+,A,+,+,62,C,i,C,o,+,U,I,-,W117,+,U,O,-,R,1,R,2,C,D,1,D,2,63,