资源描述
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,*,1.半导体及二极管,1.1掌握,二极管,和,稳压管,特性和参数,1.2了解载流子的扩散,、漂移；,PN结形成,2放大电路基础,2.1掌握,基本放大电路,、,静态工作点,、直流负载和,交流负载,(线),2.2掌握放大电路的,基本分析方法,2.3了解放大电路,频率特性,和,主要指标,2.4了解,反馈概念,、,类型,和极性；,电压串联,负反馈分析计算,2.5了解正负反馈特点；,其他类型分析,；对,性能影响,；自激原因和条件,2.6了解消除自激方法，去耦电路,3集成运算放大器及其应用,3.1掌握放大电路计算；了解典型,差放工作原理,；差模,、,共模,、,零漂,概念,，,静动态计算,，输入输出相位关系，,集成参数,含义,3.2掌握集成运放,特点和组成,；了解多级放大的耦合方式；零漂抑制原理；了解,复合管,的正确接法及等效参数计算；,恒流源,作有源负载和偏置电路,3集成运算放大器及其应用,3.3了解多级放大器的频率响应,3.4掌握,理想运放,的虚短,、,虚地,、,虚断概念及其分析方法,；,反相,、,同相,、,差动,输入比例器及,电压跟随器,工作原理,，传输特性；,积分,、,微分电路,工作原理,3.5掌握实际运放电路的分析；了解,对数,和指数运算电路工作原理，输入输出关系；应用,乘法器,（平方、均方根、除法）,3集成运算放大器及其应用,3.6了解模拟乘法器的工作原理,4信号处理电路,4.1了解,滤波器的概念,、种类和幅频特性；,比较器,的工作原理，,传输特性,和阀值，输入输出,波形关系,4.2了解,一阶,和,二阶,低通滤波器电路分析,；,主要性能，传递函数，带通截止频率，电压比较器的分析法；检波器,、采样保持电路工作原理,4.3,了解高通,、低通、带通电路和低通电路的对偶关系、特性,5信号发生电路,5.1掌握自激,振荡条件,，RC文氏,电桥振荡器,起振条件，频率计算；,LC振荡器,工作原理,、相位关系；了解矩形、三角、锯齿,波发生电路,工作原理，振荡周期计算,5.2,了解,文氏电桥振荡器的稳幅措施；,石英晶体振荡器,工作原理；各种振荡器适用场合；,压控振荡器组成,，原理，频率估算，输入输出关系,6功率放大电路,6.1掌握功率放大,电路的特点,；了解互补推挽功放电路,工作原理,，输出功率和转换功率,计算,6.2掌握集成功率放大器内部组成；了解功率管的选择,、晶体管的几种,工作状态,6.3了解,自举电路,；功放管的发热,7直流稳压电源,7.1掌握桥式整流及滤波电路,工作原理,、,电路计算；串联型稳压电路,工作原理,，,参数选择,，电压调节范围，,三端稳压,块的应用,7.2了解滤波电路外特性；硅稳压管稳压电路限流电阻选择,7.3了解倍压整流电路原理；集成稳压电路工作原理及提高输出电压和扩流电路工作原理,二极管伏安特性,OA段正向特性,OB段反向特性,BC段击穿特性,V,D,死区电压(硅0.6-0.7V,锗0.1-0.2V),V,B,击穿电压(额定电压= V,B,/ 2),V,B,i,D,(mA),v,D,(V),(A),o,A,V,D,B,C,返回,硅稳压管伏安特性,稳压管工作在反向电击穿区,V,Z,稳定电压(I,W,= I,Wmin,- I,Wmax,) I,W,稳定电流,电击穿-可恢复,热击穿-不可恢复,-V,Z,i,D,(mA),v,D,(V),o,-I,Wmax,-I,Wmin,电击穿区,热击穿区,返回,载流子运动与PN结形成,P型材料-多子空穴,少子电子,N型材料-多子电子,少子空穴,扩散-多子浓度差产生的载流子定向运动,漂移-少子受电场作用产生的定向运动,PN结-扩散与漂移动态平衡(势垒,耗尽层),P,N,空间电荷区,漂移,扩散,返回,基本放大电路,三种组态-共射，共集，共基,三极管放大条件-内部,外部,V,CC,R,B,R,C,R,E,C,I,C,O,+,+,T,v,b,v,c,V,CC,R,B1,R,E,C,I,C,O,+,+,T,R,B2,C,B,V,CC,R,B1,R,E,C,I,C,O,+,+,T,R,B2,R,C,返回,共发射极放大器,共集电极放大器,共基极放大器,静态工作点及其估算,1.直流通路和直流负载,直流通路-直流电流流通路径(电容开路),直流负载-三极管集电极直流电阻,2.,固定偏置,和,射极偏置,V,CC,R,B1,R,E,I,B,I,C,T,R,C,I,2,V,CC,R,B1,R,E,I,B,I,C,T,R,B2,R,C,返回,固定偏置电路,V,CC,R,B,R,E,I,B,I,C,T,R,C,返回,射极偏置电路,I,2,V,CC,R,B1,R,E,I,B,I,C,T,R,B2,R,C,返回,交流通路和交流负载,1.交流通路-交流电流的通路(耦合傍路电容短路,直流恒压源短路电流源开路),2.交流负载-三极管集电极交流电阻,R,L,V,CC,R,B,R,C,R,E,C,I,C,O,+,+,T,R,L,R,L,R,B,R,C,R,E,T,R,L,=R,C,/R,L,返回,放大电路基本分析方法,1.,图解分析法,非线性电路的一般分析方法，需要非线性曲线求解精度不高,2.,微变等效电路分析法,在静态工作点处线性展开，适合小信号分析,返回,图解分析法,直流负载线直线,交流负载线过点斜率等于-1/R,L,直线,v,CE,i,C,Q,O,V,CC,V,CEQ,I,CQ,M,N,P,I,B,=0,I,B,=20,I,B,=40,I,B,=60,I,B,=80,2,/mA,/V,直流负载线,交流负载线,返回,微变等效电路分析法,1.画放大器交流通路,2.用三极管微变等效模型替代三极管,3.由所得线性电路求解放大器动态指标,共发,、,共集,、,共基放大电路,R,L,R,B,R,C,R,E,T,R,L,R,B,R,C,R,E,r,be,İ,b,İ,b,返回,共集,电极,放大电路,共集放大电路又称射极跟随器，隔离级,A=1，输入电阻大，输出电阻小,V,CC,R,B1,R,E,C,I,C,O,+,+,T,R,B2,R,L,R,B,R,E,İ,b,İ,b,r,be,R,L,R,B,R,E,T,返回,放大电路频率特性,1频率响应,幅频特性-放大倍数与频率关系,相频特性-输入输出相位移与频率关系,f,f,L,f,H,A,VM,0.707A,VM,f,H,上限频率,f,L,下限频率,通频带BW=,f,H, f,L,A,VM,中频放大倍数,返回,电压放大电路主要指标,电压放大器主要技术指标有：,1。电压放大倍数A,V,=,V,O,/,V,I,|,R,L,=C,2。输入电阻R,i,=,V,I,/,I,I,|,R,L,=C,3。输出电阻R,O,=,V,O,/,I,O,|,R,L,=,放大器,等效电路,+,-,r,0,R,L,-,+,放大器,r,i,R,S,返回,放大器等效电路,放大器对信号源而言是一负载，用,r,i,等效,对负载R,L,而言，放大器等效为信号源E,o,和,r,o,+,-,r,0,R,L,-,+,放大器,r,i,R,S,返回,反馈概念,反馈-放大器输出信号反送到输入端，从而影响放大器性能,正反馈（使净输入增加）和负反馈（使净输入减小）,直流反馈（稳定工作点）和交流反馈（改善交流特性）,局部反馈（影响局部性能）和级间反馈（影响整体性能）,返回,四种反馈类型,电压反馈：,X,O,=,V,O ，,X,f,V,O；,电流反馈：,X,O,=,I,O ，,X,f,I,O,串联反馈：,X,f,=,V,f,，,并联反馈：,X,f,=,I,f,反馈一般表达式：,A,f,=,A,/(1+,AF,),基本放大器,反馈网络,+,1。,电压串联负反馈,2。,电流串联负反馈,3。,电压并联负反馈,4。,电流并联负反馈,返回,反馈框图,电压串联负反馈,共集放大器，同相比例运算电路都是电压串联反馈,基本放大器,反馈网络,返回,放大电路基础,例一,返回,四种反馈类型,电压串联负反馈分析计算,电路分析：1。两级电容耦合NPN放大电路（负电源）2。级间反馈元件引入电压串联反馈3。瞬时极性判定为负反馈4。反馈信号是R,E1,上电压,V,f,正比于输出电压,V,f,100k,30k,10k,3.3k,100,1.5k,10k,1.5k,6.2k,1k,9.1,2.7k,2.7k,R,L,R,f,=,4.7k,v,O,v,I,10,F,10,F,10,F,100,F,33,F,-,V,CC,R,E1,T,1,T,2,S,深度负反馈分析：,V,f,=,V,o,R,E1,/(R,E1,+R,f,),A,V,f,=,V,o,/,V,f,= (R,E1,+R,f,)/R,E1,返回1,电压串联负反馈,返回2,放大电路基础,电压并联负反馈,集基偏置电路，反相比例运算电路都是电压并联反馈,基本放大器,反馈网络,返回,电流串联负反馈,射极偏置共发电路（微变等效电路中R,E,0）是电流串联负反馈,基本放大器,反馈网络,返回,电流并联负反馈,电流并联负反馈电路,基本放大器,反馈网络,返回,电压并联负反馈电路,电流串联负反馈电路,电流并联负反馈电路,负反馈,对放大电路性能影响,1.闭环放大倍数稳定性提高,2.减小环路内非线性失真,3.闭环带宽增大,4.对输入输出电阻影响：,电压反馈输出电阻减小,电流反馈输出电阻增大,串联反馈输入电阻增大,并联反馈输入电阻减小,返回,差动放大器基本概念,直流放大器,零漂,问题,差模(输入)信号,v,i1,= -,v,i2,=,v,id,/2,共模(输入)信号,v,i1,=,v,i2,=,v,ic,差模放大倍数,A,vd,=,v,od,/,v,id,共模放大倍数,A,vc,=,v,oc,/,v,ic,共模抑制比,K,CMR,(,CMRR )=,A,vd,/,A,vc,放大器,v,i1,v,i2,v,i,v,o,v,o2,v,o1,R,R,v,id,=,v,i1,-,v,i2,v,ic,=,(,v,i1,+,v,i2,)/ 2,零漂问题和抑制零漂的差动原理,采用直接耦合以放大极低频率及直流信号。但因温度变化前级工作点状态变化被后级作为信号而加以放大,造成零输入而非零输出现象零点漂移,利用差动原理可抑制零漂,v,i2,v,o2,A,v2,v,i1,v,o1,A,v1,v,i,v,o,v,i1,v,o1,A,v1,v,o,=,v,o1,-,v,o2,=,A,v1,v,i1,-,A,v2,v,i2,=,A,v1,v,id,=,A,v2,v,id,=,A,vd,v,id,返回,差放基本概念,返回,集成运放,典型差放动态和静态分析,长尾电路和带恒流源差放静态计算,典型差放,动态计算,v,i1,v,O,+,V,CC,T,1,R,E,R,W,T,2,-,V,CC,v,i2,R,R,R,b,A,R,b,R,c,R,c,v,i1,v,O,+,V,CC,T,1,R,E,R,W,T,2,-,V,CC,v,i2,R,b,A,R,b,R,c,R,c,R,b2,R,b1,T,3,返回,典型差放动态分析,双端输出：,A,vd,=,A,v1,(R,L,=,R,c,/,(R,L,/2), R,o,= 2R,c, R,id,=2R,i1,单端输出：,A,vd,=,A,v1,(R,L,=,R,c,/,R,L,) /2, R,o,= R,c, R,id,=2R,i1,A,vc,=,A,v1,(R,L,=,R,c,/,R,L,),v,i1,v,O1,T,1,R,W,/2,R,b,R,c,v,i1,v,O1,T,1,R,W,/2,R,b,R,c,2R,E,恒流源电路用 替代,R,E,返回,差放动静态分析,返回,集成运放,集成运放主要参数,开环(差模)电压放大倍数A,vd,(A,vo,),(差模)输入电阻R,i(d),和输出电阻R,o,共模抑制比K,CMR,输入失调电压V,IO,和输入失调电流I,IO,基极电流I,B,开环带宽BW和单位增益带宽BW,G,最大差模输入电压V,idmax,最大共模输入电压V,Icmax,等,返回,集成运放特点和组成,特点：三极管参数一致性好；电阻为沟道电阻，大电阻需外接；PN结电容，大电容需外接；恒流源作偏置电路和有源负载,四部分组成：差动输入级，中间电压放大级，（功率）输出级和偏置电路,新旧符号,+,-,+,v,P,v,N,v,O,+,-,v,P,v,N,v,O,返回,恒流源电路,恒流源具有静态电阻小动态电阻大的特点,有三极管恒流源，镜像恒流源和微电流源,+,V,CC,T,1,I,o,T,2,R,I,REF,2I,B,R,E,I,O,+,V,CC,T,R,b1,R,b2,D,返回,复合管,NPN+NPN复合,NPN+PNP复合,PNP+NPN复合,PNP+PNP复合,T,1,T,2,I,C1,I,C2,I,C,I,B1,I,B,I,E2,I,E,T,1,T,2,I,B,I,E,I,C,I,E,I,B,T,1,T,2,I,C,I,B,T,1,T,2,I,C,I,E,返回,理想运算放大器及其分析法,理想运放条件：,A,VO,，R,i, ， R,o,0，K,CMR,，BW ,运放线性应用特点：,V,P,=V,N,，I,i,=0 ， “虚短”,+,-,+,v,P,v,N,v,O,返回,反相比例运算,因为I,i,=0，所以V,P,=0,因为V,N,=V,P,=0，所以N点地电位“虚地”,R平衡电阻,+,-,+,v,i,v,O,R,R,1,R,F,I,1,I,i,I,F,返回,同相比例运算,因为I,i,=0，所以V,P,=,v,i,因为运放输入端电流为0，所以反相端“虚断”,R平衡电阻,返回,+,-,+,v,i,v,O,R,R,1,R,F,I,i,差动运算,利用迭加原理和虚短虚断概念,+,-,+,v,i1,v,O,R,1,R,F,I,i,R,2,R,3,v,i2,返回,电压跟随器,+,-,+,v,O,I,i,v,i,返回,积分,、,微分电路,积分电路，时间常数,=RC要大于T,v,i,=E，V,o,=0时,+,-,+,v,i,v,O,R,C,i,i,t,v,i,v,o,RC越大三角波幅度越小,返回,微分电路,微分电路时间常数,=RC要小于T/2,+,-,+,v,i,v,O,R,C,i,i,t,v,i,v,o,返回,对数,、,反对数运算,对数运算,+,-,+,v,i,v,O,R,i,E,i,F,反对数运算,+,-,+,v,i,v,O,R,i,C,i,都与温度有关,返回,模拟乘法器及应用,乘法器符号,乘法器应用注意负反馈,运放线性应用,v,X,v,Y,v,O,=K,v,X,v,Y,+,-,+,v,i1,v,O,R,v,2,R,v,i2,+,-,+,v,i,v,O,R,v,2,R,返回,二象限除法,v,i2,大于0,负电压开方,有源滤波器概念,传递函数,频率特性(幅频和相频),理想特性,H,L,L,H,0,L,H,返回,一阶低通滤波器,其中 是通带内放大倍数,是上限截止角频率,+,-,+,2,3,6,R,v,O,R,1,v,I,C,R,F,A,0,0.707,A,0,H,20dB/10倍频,返回,二阶低通滤波器,二阶压控电压源有源低通滤波器,二阶有源低通滤波器,相似的频率特性(幅频特性),+,-,+,v,O,v,I,R,R,C,C,R,1,R,F,+,-,+,R,v,O,R,v,I,C,2,C,1,返回,二阶低通滤波器幅频特性,等效品质因素Q对幅频特性影响,Q=0.707时有最大平坦通频带,衰减特性40dB/10倍频程,Q越大峰值越大,A,0,0.707,A,0,H,Q=5,Q=2,Q=0.707,Q=0.5,返回,信号处理电路,返回,二阶低通滤波器,比较器及其传输特性,运放开环(非线性)应用电压传输特性,迟滞比较器,电压传输特性,V,0,+,v,I,V,0,-,线性范围,+,-,+,v,I,v,O,+,-,+,v,I,v,O,V,REF,v,I,V,0,+,V,0,-,V,REF,返回,迟滞比较器及其传输特性,正向阈值V,+,和反向阈值V,电压,回差电压V,H,= V,+,-V,应用：,波形变换,R,2,+,-,+,v,I,v,O,R,1,R,D,Z,v,R,v,I,V,0,+,=V,Z,V,0,-,=-V,Z,V,+,V,-,返回,比较器,返回,信号处理电路,迟滞比较器波形变换,电压增大时与V,+,比较,电压减小时与V,比较,电压介于V,+,和V,之间输出保持原先值,t,v,i,v,o,V,+,V,V,O,+,V,O,返回,迟滞比较器,返回,比较器,返回,信号处理电路,自激振荡条件,自激振荡-无输入信号电路自动输出一定频率和幅度的信号,正弦波振荡器-输出为正弦信号的振荡器,振荡条件,相位平衡条件,幅度平衡条件,起振条件,放大器,选频网络,相位平衡条件决定能否振荡及振荡频率,返回,RC选频特性和(电桥),振荡器,单级RC电路移相0,90度(超前或滞后),RC串并联网络选频特性,R,R,C,C,0,F,+90,90,0,F,1/3,返回,文氏电桥振荡器,运放和R,1,R,F,组成同相放大器A=(R,1,+ R,F,)/R,1,A,=0,由相位平衡条件必须,F,=0,得振荡频率,由幅度和起振平衡条件,A必须略大于3,D起稳幅作用,18k,R,2,8.2k,12k,R,W,2.7k,+,-,+,2,3,6,v,O,R,3,D,1,D,2,R,R,C,C,6.8k,A,B,R,1,R,F,返回,RC振荡器,返回,信号产生电路,LC选频特性和LC振荡器,LC选频特性(谐振),相位条件转化为瞬时极性(正反馈),变压器反馈LC振荡器,三点式,振荡器(结构判别),T,1,V,CC,R,B1,R,E,+,+,C,1,C,2,L,*,*,+,+,+,+,+,R,B2,A,=0(共基),F,=0,返回,三点式振荡器,Z,1,和Z,2,同电抗性质,Z,3,和Z,2,(Z,1,)不同电抗,Z,1,+,-,+,Z,2,Z,3,T,1,V,CC,R,B1,R,E,+,C,1,C,2,L,+,+,+,R,B2,T,1,V,CC,R,B1,R,E,+,+,C,L,+,+,+,R,B2,L,1,L,2,电容三点式,电感三点式,返回,LC振荡器,返回,信号发生电路,非正弦波振荡器,滞廻比较器加延时环节,改变时间常数RC改变频率,改变V,R,改变频率(压控振荡),R并联D充放电时间不同占空比不同,R,2,+,-,+,v,O1,R,1,R,D,Z,v,R,C,v,O2,返回,V,+,V,V,o,+,V,o,v,O1,v,O2,v,O1,积分,石英晶体振荡器,石英晶体振荡器特性,石英晶体振荡电路,工作于串联谐振频率,f,S,和并联谐振频率,f,P,之间,调节C可微调输出频率,f,O,电容性,电感性,X,f,f,S,f,P,O,+,-,+,v,O,R,1,X,C,返回,功放电路的特点,大信号电压电流大,可输出交流功率大小,电源效率问题(甲类功放乙类功放等),失真问题(,甲乙类,功放),器件极限参数 (安全)问题,返回,互补对称功放电路,双电源互补对称功放电路,静态V,A,=0,单电源互补对称功放电路,静态V,A,=V,CC,/2,T,1,T,2,轮流工作,各导电(T/2)180度(乙类),指标,计算,v,I,v,O,+,V,CC,R,L,T,1,T,2,A,-,V,CC,v,I,v,O,+,V,CC,R,L,C,L,T,1,T,2,A,+,返回,乙类功放指标计算,最大不失真输出功率P,o,max,最大电源效率,max,最大管耗P,T,max,单电源用V,CC,/2替代公式中V,CC,v,I,v,O,+,V,CC,R,L,T,1,T,2,A,-,V,CC,返回,互补对称功放,返回,功率放大电路,甲乙类功放,T,1,组成推动(激励)级，T,2,、T,4,和T,3,、T,5,分别构成复合功放管，组成互补对称输出级。仅从输出级考虑，OTL功率放大器的下限频率,f,L,主要由偶合电容,C,L,和负载电阻,R,L,决定,v,I,v,O,+,V,CC,2200,F,I,C4,T,1,D,C,2,R,W1,100k,3.9k,R,L,C,L,R,W2,1k,820,2k,10k,1.5k,18,160,18,160,0.33,0.33,10,220,F,47,F,100,F,T,2,T,4,T,3,T,5,A,R,2,+,+,+,+,返回,1,功放特点,返回,2,功率放大电路,返回,3,功放类型,功放类型,甲类晶体管导通360度,静态时也消耗电功率,乙类晶体管导通180度,静态时不消耗电功率,甲乙类,晶体管导通角略小于180度,静态时基本不消耗电功率,以乙类工作分析参数,返回,桥式整流和滤波电路,桥式整流,滤波电路,桥式整流电容滤波电路,计算,+,D,2,D,1,D,3,D,4,R,L,C,v,o,v,o,t,2,u,2,v,o,t,2,u,2,C放电,返回,串联型稳压电路,实质是电压跟随器,基极电压受反馈控制,四大组成部分(调整管,比较放大,基准电压,采样电路),输出稳定电压范围,参数选择,V,REF,V,O,+,V,I,R,L,T,1,D,Z,V,O,V,I,R,1,T,2,T,1,+,+,R,2,R,W,R,返回,串联型稳压电路参数选择,参数选择,V,CE1,(T,1,不能饱和)最小2V,根据V,omax,确定V,imin,根据最大输出电流确定T,1,I,CM,根据V,omin,和V,Imax,确定T,1,BV,CEO,根据输出电压确定V,Z,T,1,T,2,T,3,T,4,4.7k,220,47,7.5,5.1k,1.6k,200,820,470,+,-,470,F,47,F,1000,F,R,W,D,5,12V,D,1,D,2,D,3,D,4,C,1,C,2,C,3,返回,直流电源,返回,串联稳压电路,三端集成稳压电路,78,和,79,系列都是三端式集成稳压电源,7805,7809等正电源1输入,2地,3输出,7905,7912等负电源,2输入,3输出,1地,电流小于,1A,可直接用,大于,1.5A,时接T,L7805,1,3,2,1,2,3,7805,+,-,+,+,+,-,V,I,V,O,T,D,7805,+,+,+,+,-,-,V,O,V,I,返回,硅稳压管稳压电路,并联型稳压电路,DW反向连接,必须有限流电阻,从DW安全选择R,R,DW,V,I,-,+,-,+,I,W,V,O,I,O,返回,
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