康华光模电期末复习重点内容.ppt

/58 模拟信号放大模拟信号放大 电压放大 电流放大 互阻放大 互导放大 电压增益 电流增益 互阻增益 互导增益 1.2.2放大电路模型 1 /58 放大电路模型放大电路模型 电压放大 电压放大电路模型 输出开路（RL= ） 时的电压增益 R0 应尽量RS时，才能减小信号的衰减。 电压放大 适用于 信号源内阻 RS较小，负 载电阻RL较 大的场合。 2 /58 放大电路模型放大电路模型 电流放大 电流放大电路模型 输出短路（RL= 0） 时的电流增益 R0 应尽量 RL，以减小信号的衰减。 R0 = Ri = 0 当Ri RL，以减小信号的衰减。 R0 = Ri = 当Ri RS时，才能减小信号的衰减 。 互导放大 适用于 信号源内阻 RS较小，负 载电阻RL较 小的场合。 根据信号源 的性质和负 载的要求选 择电路模型 。 5 /58 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 1. 1.输入电阻输入电阻 R R i i 输入电阻的大小 决定了放大电路从 信号源吸取信号幅 度的大小。 输入为电压信号的放大电路，Ri 越大，输入端的 越大 。 输入为电流信号的放大电路，Ri 越小，输入端的 越大。 6 /58 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 2. 2.输出电阻输出电阻R R 0 0 输出电阻的大小决定了放 大电路带负载能力的大小。 输出为电压信号的放大电路，R0 越小，负载电阻RL变化对 的 影响越小。 输出为电流信号的放大电路，R0 越大，负载电阻RL变化对 的 影响越小。 7 /58 2.1.1集成电路运算放大器的内部组成。 .集成运放电路由四部分组成：输入级、中间级、输 出级和偏置电路。如图所示： 2.1 集成电路运算放大器 8 /58 . 电路组成及各部分的作用 1、输入级：又称前置级。一般是双端输入的高 性能差分放大电路。 2、中间级：主放大器。主要作用是提高电压增益, 由一级或多级放大电路组成。 3、输出级：电压增益为1，但能提供一定的功率 4、偏置电路：一般用恒流源为各级提供合适的 静态工作点。 9 第二章 运算放大器 /58 2.差模电压放大倍数Avd=，实际上Avd80dB即可。 2.2理想运算放大器 3.差模输入电阻Rid=，实际上Rid比输入端外电路的 电阻大23个量级即可。 4输出电阻Ro= 0，实际上Ro比输入端外电路的电阻 小12个量级即可。 5.带宽足够宽。 6.共模抑制比足够大。 实际上在做一般原理性分析时，产品运算放大器 都可以视为理想的。只要实际的运用条件不使运算放 大器的某个技术指标明显下降即可。 1.输出电压的饱和极限值等于运放的电源电压。 10 第二章 运算放大器 2. 同相输入和反相输入， 加法，减法，积分，微分 11 第3章 二极管及其基本电路 3.1 3.1 半导体的基本知识半导体的基本知识 v一. 导体、半导体和绝缘体 v二. 半导体的晶体结构和共价键 v三. 本征半导体、空穴及其导电作用 v四. 杂质半导体 12 第3章 二极管及其基本电路 3.23.2 PNPN结结 l一. PN结的形成 l二. PN结的单向导电性 l三. PN结的反向击穿 l四. PN结的电容效应 l五. PN结的温度特性 13 第3章 二极管及其基本电路 3、折线等效电路 当二极管的端电压小于导通 电压Uon时，电流为零，超过导 通电压后用斜线来近似。如图 所示： Rd(on)=U/I 注意：此时的Uon与前一种不 同。 14 第3章 二极管及其基本电路 二、二极管的应用 1. 稳压电路 2. 限幅电路 3. 整流和开关电路 4. 应用举例 15 第3章 二极管及其基本电路 3.5 特殊二极管 1. 稳压二极管* 2. 光敏二极管 3. 发光二极管 4. 变容二极管 16 第四章 双极结型三极管及放大电路基础 61 4.1 4.1 半导体三极管半导体三极管BJTBJT n n 一、三极管结构简介一、三极管结构简介 n n 二、三极管的放大作用二、三极管的放大作用* * n n 三、三极管的共射三、三极管的共射* */ /共基特性曲线共基特性曲线 n n 四、三极管的主要参数四、三极管的主要参数 n n 五、温度对晶体管特性及参数的影响五、温度对晶体管特性及参数的影响 n n 六、三极管的应用六、三极管的应用* * n n 七、三极管的选用原则七、三极管的选用原则 n n 八、三极管的型号八、三极管的型号 1717 第四章 双极结型三极管及放大电路基础 61 四、三极管的主要参数四、三极管的主要参数 半导体三极管的参数分为三大类。半导体三极管的参数分为三大类。 * * 1818 第四章 双极结型三极管及放大电路基础 61 4.2 4.2 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理 一、放大电路的组成一、放大电路的组成 二、工作原理二、工作原理* * 三、放大电路正常工作的条件三、放大电路正常工作的条件* * 四、常见的两种电路四、常见的两种电路 1919 第四章 双极结型三极管及放大电路基础 一、直流通路和交流通路 直流通路：即能通过直流的通路。对于直 流通路， 电容相当于开路。 交流电源短路（保留内阻） 交流通路：即能通过交流的通路。对于交 流通路，电容相当于短路。 直流电源短路。 20 第四章 双极结型三极管及放大电路基础 二、图解分析法 1、静态工作点的图解分析 2、交流工作状态的图解分析 3、图解分析法的适用范围 4、应用举例 21 第四章 双极结型三极管及放大电路基础 三、等效电路分析法 1、晶体管的直流模型及静态工作点的计算 2、晶体管共射h参数等效模型 3、用h参数模型计算交流性能 4、应用举例 22 第四章 双极结型三极管及放大电路基础 、晶体管 h参数模型 若输入为正弦量，则可用相量表示，并得出h参数模 型。 23 第四章 双极结型三极管及放大电路基础 、 晶体管h参数模型的简化 由以上讨论可知， hre和hoe都很小（ hre 100K ），可忽略不计， h参数的简化模 型为： 24 第四章 双极结型三极管及放大电路基础 、 晶体管h参数模型的简化 注意： 电流源是受控源，不但大小决定于iB， 而且方向也必须与之对应，不能随意假定。 h参数模型的对象是变化量，不能用它 来求静态工作点。 微变等效电路虽然没反映直流量，但小信号 参数是在Q点求出的，所以计算结果反映了 工作点附近的情况。 25 49 、晶体管rbe的近似表达式 其中：UT=26mV （ T300k ） 对小功率晶体管 通常可以取 200 ，相当于基区的体电阻。 0.1mAIE5mA，超过此值范围则会带来较大 误差。 26 49 3、用h参数模型计算交流性能 、基本共射放大电路 、直接耦合共射放大电路 、阻容耦合共射放大电路 27 49 一、分压式工作点稳定电路 分压式工作点稳定电路是最常用的电路。 1、电路组成和Q点稳定原理 2、静态工作点的计算* 3、动态参数的计算* 28 70 4.5.1 共集电极放大电路 一、基本共集电极放大电路 二、阻容耦合式共集电极放大电路 三、分压稳定式共集电极放大电路 29 4.6 组合放大单元电路 一、复合管放大电路 二、共射共基放大电路 三、共集-共基放大电路 30 1、复合管的组成及其电流放大系数 不同类型晶体管组成的复合管，等效成与第一个管子相同类 型的管子。 复合管的电流放大倍数均为12。 31 2、复合管共射放大电路 电压放大倍数与单管是相当；但输入电阻明显变大；电 流放大倍数明显变大。 32 一、多级放大电路的频率特性的定性分析 对数幅频特性和对数相频特性的表达式为： 表明： 多级放大器的对数幅频特性等于各级对数幅频特性的 代数和 多级放大器的相频特性等于各级相频特性的代数和 33 金属氧化物半导体（MOS）场效 应管 （又称绝缘栅场效应三极管） 绝缘栅场效应三极管(MOSFET)分为： * * 34 1、射极耦合式差分放大电路 电路组成 晶体管T1和T2组成对称电路，所谓 对称：两个晶体管的参数完全相同，即1=2， rbe1=rbe2，UBE1=UBE2 电路参数也对称，即RC1=RC2， Rb1=Rb2 35 1、射极耦合式差分放大电路 对差模信号的放大作用 差模时，E点电位不变，相当于接地；负载的中点电 位也不变，相当于接地。由此画出交流等效电路： 36 2、差分放大电路的四种接法 差分放大电路有二个输入端，二个 输出端，根据输入输出接地情况不同， 共有四种连接方式： 双端输入、双端输出； 双端输入、单端输出； 单端输入、双端输出； 单端输入、单端输出。 37 2、差分放大电路的四种接法 四种接法的比较 双入双出 双入单出 单入双出 单入单出 38 2、差分放大电路的四种接法比较结论 差模放大倍数：双端输出时与单管时一样，单端输 出时是单管的一半。 输入电阻：四种组态一样。 输出电阻：双端输出时为2RC，单端输出时为RC。 共模放大倍数：双端输出时为0，单端输出时为 39 模拟乘法器及其在运算电路中 的应用 一、模拟乘法器简介 二、变跨导型模拟乘法器的工作原理 三、模拟乘法器在运算电路中的应用 40 放大器中的噪声和干扰 一、放大器中的噪声* 二、放大器中的干扰 41 反馈的基本概念及判断方法 一、反馈的基本概念 二、反馈的判断 42 共射放大电路基极电位和集电极电位的瞬时 极性相反，当有射极电阻并且没有旁路电容时 ，基极电位和发射极电位闲瞬时极性相同。 在共基极电路中，输出电压与输入电压相 位相同。则射极电位的瞬时极性与集电极相同 ，当有基极电阻无旁路电容时，射极电位与基 极相反。 在共集电极电路中，因为输出电压与输入 电压同相，基极电位与射极电位相同，与集电 极电位相反。 共射放大电路的Re都有负反馈作用，有旁 路电容时为直流负反馈；无旁路电容时为交直 流负反馈。 43 负反馈放大电路的四种基本组态 一、四种负反馈组态 二、反馈组态的判断 三、分析举例 44 分析举例 例1、电路如图所示。分析电路中有无引入反馈；若有反馈， 则说明是直流反馈还是交 流反馈，是正反馈还是负反馈，若为交 流反馈，则说明反馈的组态。 45 三、分析举例 解：因为有反向传输通道，因此有反馈。 若画出交直流通路，则可判断为交直流反馈。 根据瞬时极性法可判断为负反馈。 因为反馈不是直接从输出端引出，故为电流负反馈；因为 输入信号与反馈信号加在了不同的输入端，因此是串联负反馈。 结论：该电路引入了电流串联负反馈。 46 三、分析举例 例2、试分析图示电路中引入了哪 种组态的交流负反馈。 解：根据瞬时极性法判断 电路中引入了交流负反馈。 由于反馈直接由输出端 引出，因此为电压负反馈。 由于输入信号和反馈 信号加在了不同的输入端， 因此为串联负反馈。 结论：电路中引入了电压串 联负反馈。 47 7.4 负反馈对放大电路性能的影响 负反馈虽然使放大倍数降低，但能从多方面改善放 大器的性能。 一、稳定放大倍数 二、改变输入输出电阻 三、展宽频带 四、减小非线性失真 五、抑制放大器内部的干扰、噪声和温漂 48 7.5 深度负反馈条件下的 近似计算* 一、深度负反馈的实质 二、放大倍数的分析 三、分析举例 49 7.8 负反馈放大电路的稳定性 一、负反馈放大电路自激振荡产生的原 因和条件 二、负反馈放大电路稳定性的定性分析 三、负反馈放大电路稳定性的判断 四、负反馈放大电路自激振荡的消除方 法 50 8.3.1 乙类互补对称功率放大器的工作原理 8.3.2 乙类互补对称功率放大器的分析计算 8.3.3 功率BJT的选择 8.3 乙类双电源互补对称功率放大器 51 8.4甲乙类互补功率放大电路 目前使用最广泛的是无输出变压器 的功率放大电路（OTL电路）和无输出 电容的功率放大电路（OCL电路）。 52 一、滤波电路的基础知识 1、滤波电路的种类 2、滤波器的幅频特性 3、无源滤波电路和有源滤波电路 53 9.5 正弦波振荡电路 一、概述 二、RC正弦波振荡电路 三、LC正弦波振荡电路 四、石英晶体正弦波振荡电路 54 9.8电压比较器 电压比较器的功能是比较两个电压 的大小，并用输出的高低电平表示比较 的结果。简