模电重点总结复习必备.ppt

总 复 习,器件部分 分析方法 电路部分,一、器件部分,半导体器件（二极管、三极管、场效应管） 集成运放,二极管的应用,1、二极管,稳压管：,工作原理： 利用稳压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。,稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻,三极管放大的内部条件和外部条件,内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓 度，且基区很薄。 外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。,对NPN管：,UCUBUE,对PNP管：,UCUBUE,2、三极管,电流法判别是否工作在饱和区,IB IBS 则饱和,IB IBS 则放大,临界饱和电流 ICS和IBS ：,iB=f(uBE) uCE=常数,1. 输入特性曲线,三极管特性曲线（共发射极）,iC=f(uCE) iB=常数,2. 共射电路输出 特性曲线,由PCM、 ICM和U(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。 输出特性曲线上的过损耗区和击穿区,(1)输出特性曲线： iD=f（ uDS ）uGS=常数,特性曲线,(2)转移特性曲线： iD=f（ uGS ）uDS=常数,可根据输出特性曲线作出转移特性曲线（在饱和区内）,各种场效应管的转移特性,各种场效应管的输出特性对比,4、运算放大器,运放的组成：,二、分析方法,图解法 等效电路法 运放 波特图,等效电路法,晶体管h参数等效电路和混合型等效电路 场效应管等效电路,三极管简化的H参数小信号模型。, H参数是小信号参数，即微变参数或交流参数。 H参数与工作点有关，在放大区基本不变。 H参数只适合对交流信号的分析。, ib 是受控源 ，且为电流控制电流源(CCCS)。 电流方向与ib的方向是关联的。,H参数的确定,混合型等效电路,简化的混合型等效电路,场效应管等效电路,其中：gmugs是压控电流源，它体现了输入电压对输出电流的控制作用。,+,+,+,-,gs,m,u,gs,u,u,-,S,ds,g,g,d,S,d,i,运算放大器,工作在线性区时的特点,虚短 虚断,工作在非线性区时的特点,虚断,波特图,画复杂电路或系统的波特图，关键在于一些基本因子,三、电路部分,基本放大电路 多级放大电路 差分放大电路 反馈放大电路 运算放大器 功率放大器 频率响应 直流稳压电源,基本放大电路,共发射极、共集电极、共基极、 共源、共漏,直流通路,求解静态工作点,关键:小信号等效电路法,求解,交流通路,共射放大电路,指标参数：,特点和典型功能：,大，适于小信号电压放大,共集放大电路,指标参数：,特点和典型功能：,Ri大、Ro小；适于作输入级、输出级，缓冲级,指标参数：,特点和典型功能：,大，适于作宽频带放大电路,共基放大电路,共源放大电路,指标参数：,特点和典型功能：,较大，Ri很大；适于小信号电压放大,共漏放大电路,指标参数：,特点和典型功能：,Ri大、Ro小；适于作输入级、输出级,多级放大电路,直流通路,求解静态工作点,关键:小信号等效电路,求解,交流通路,关键:小信号等效电路,求解,多级放大电路的电压增益,多级放大电路的输入电阻,多级放大电路的输出电阻,差分放大电路,长尾式、恒流源式,特点和典型功能：有两个输入端、四种接法、温漂小；作集成运放输入级,指标参数：Ad，Ri，Ro,差分放大电路,静态分析：注意双端输出与单端输出各自的特点,动态分析：,输入输出方式,两种信号,双端输入,与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：,差动放大器动态参数计算,双端输出时：,单端输出时：,(2)共模电压增益,双端输出时：,单端输出时：,(1)差模电压增益,(3)差模输入电阻,不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻Rid是基本放大电路的两倍。,单端输出时， 双端输出时，,(4)输出电阻,反馈放大电路,反馈类型的判断,负反馈对放大电路性能的影响,深度负反馈下的近似估算,反馈稳定性判断,深度负反馈条件下的近似计算,一、 估算的依据,深度负反馈：,深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数有关。,由,得,方法一：,估算电压增益,方法二：,根据,将,代入上式,得,即：输入量近似等于反馈量,净输入量近似等于零,由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“虚短”、“虚断”的概念,或,深度负反馈条件下：Xid=Xi-Xf0,u+=u-（运放电路）,ue=ub（三极管电路）,(1)“虚短”uid0,(2)“虚断”iid0,ii+=ii-=0 （运放电路）,ib=0（三极管电路）,“虚短”与“虚断”,串联负反馈，输入端电压求和,虚短,虚断,虚短,虚断,并联负反馈，输入端电流求和,判断能否自激的方法,（1）画出 的波特图,（2）找出两个特定的频率,（3）判断,（4）若不自激，则判断幅度裕度和相位裕度,方法一：,将 写为：,即：,方法二:,集成运放,线性应用,非线性应用,集成运放,引入负反馈,运算电路,比例运算,加减运算,积分运算,反相,同相,集成运放,开环或仅引入正反馈,电压比较器,单限,滞回,窗口,在求解运算放大电路中经常用到叠加原理,反相比例运算,运算电路,同相比例运算电路,电压跟随器,反相加法器（反相输入求和电路）,同相求和运算（同相输入求和电路）,减法器,积分运算电路,运算电路运算关系的求解方法,在运算电路中都引入了深度负反馈，可认为运放的净输入电压为0（即虚短），净输入电流也为0（虚断）。以“虚短”和“虚断”为基础，利用节点电流法和叠加原理（适于多个输入信号的情况）即可求得输出与输入的运算关系。,比较器,常用的电压比较器,（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。,单限比较器,当ui 0时 , uo = +Uom 当ui 0时 , uo = -Uom,比较器,一般单限比较器,（1）若要UT 0，则应如何修改电路？ （2）若要改变曲线跃变方向，则应如何修改电路？ （3）若要改变UOL、UOH呢？,作用于反相输入端,滞回比较器,滞回比较器,1. 若要电压传输特性曲线左右移动，则应如何修改电路？,2. 若要电压传输特性曲线上下移动，则应如何修改电路？,3. 若要改变输入电压过 阈值电压时输出电压的 跃变方向，则应如何修 改电路？,改变输出限幅电路,功率放大电路,分析方法：图解法,分析指标：,输出功率 电源供给功率 管耗 效率,如何选管子,1、输出功率,2、电源功率PV,3三极管的管耗PT,4 、效率,最高效率max,选功率管的原则：,1、每只管子的最大允许管耗必须大于0.2倍的最大输出功率：,2、,三极管的极限工作区,3、,即：,频率响应,共发射极放大器的频率分析,波特图,分析方法：分频段研究法和时间常数法,分别画出高、中、低频段的放大电路的微变等效电