模拟电路复习总结.ppt

努力学习 注意身体艰苦的历程已完成一多半了 基本器件 第1章 基本器件 二极管三极管场效应管 一 两种半导体和两种载流子 两种载流子的运动 电子 自由电子 空穴 价电子 两种半导体 N型 多电子 P型 多空穴 二 二极管 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 正向 最大平均电流IF 反向 最大反向工作电压U BR 超过则击穿 反向饱和电流IR IS 受温度影响 IS 3 二极管的等效模型 理想模型 大信号状态采用 正偏导通电压降为零相当于理想开关闭合 反偏截止电流为零相当于理想开关断开 恒压降模型 UD on 正偏电压 UD on 时导通等效为恒压源UD on 否则截止 相当于二极管支路断开 UD on 0 6 0 8 V 估算时取0 7V 硅管 锗管 0 1 0 3 V 0 2V 折线近似模型 相当于有内阻的恒压源UD on 4 二极管的分析方法 图解法 微变等效电路法 5 特殊二极管 工作条件 主要用途 稳压二极管 反偏 稳压 发光二极管 正偏 发光 光敏二极管 反偏 光电转换 判断电路中二极管工作状态的方法 1 断开二极管 分析电路断开点的开路电压 如果该电压能使二极管正偏 且大于二极管的死区电压 二极管导通 否则二极管截止 2 如果电路中有两个二极管 利用方法1分别判断各个二极管两端的开路电压 开路电压高的二极管优先导通 当此二极管导通后 再根据电路的约束条件 判断另一个二极管的工作状态 二极管导通的判定 对于图a 经判断知 D1 D2两端的开路电压分别为 D2反偏电压为5V D1导通 AB 0V D2截止 10V 5V 二极管导通的判定 对于图b 经判断知 D1 D2两端的开路电压分别为 即D1上的反偏电压为15V D2优先导通 AB 15V D1截止 10V 25V D2导通后 二极管导通的判定 如图 已知ui 10sin t v 试画出ui与uo的波形 设二极管正向导通电压可忽略不计 uO 10 ui V t 二极管导通的判定 例 如图 E 6V 二极管正向压降忽略不计 画出uo波形 E V1 ui uO 10 ui V t 6 E V2 R 6 ui E V1导通 V2截止u0 E 6V E ui E V1 V2截止 u0 ui 解 ui E V2导通 V1截止u0 E 6V 6 二极管导通的判定 例 如图 已知UZ 10V 负载电压UL 5 10 15 20 A 稳压二极管 例 已知ui 6sin t UZ 3V 画输出波形 3 3 稳压二极管 三极管 一 两种半导体放大器件 双极型半导体三极管 晶体三极管BJT 单极型半导体三极管 场效应管FET 两种载流子导电 多数载流子导电 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 IE IC IB IC IB ICEO IE 1 IB ICEO IE IC IB IC IB IE 1 IB 三极管与二极管不同之处 三极管具有电流放大作用 放大有两层含义 一 放大的对象是变化量 而不一个恒定量 二 是放大作用实质上是一种控制作用 即用弱小的基极电流IB控制较大的集电极电流IC的大小 因此 三极管也可以理解为受控电流源 三极管与二极管不同之处 4 特性 死区电压 Uth 0 5V 硅管 0 1V 锗管 工作电压 UBE on 0 6 0 8V取0 7V 硅管 0 2 0 3V取0 3V 锗管 放大区 饱和区 截止区 放大区特点 1 iB决定iC 2 曲线水平表示恒流 3 曲线间隔表示受控 5 参数 特性参数 电流放大倍数 1 1 极间反向电流 ICBO ICEO 极限参数 ICM PCM U BR CEO ICM U BR CEO PCM 安全工作区 1 ICBO 1 根据管脚电位 判别管脚的极性 三个电极的电位从低到高依次排序 中间电位对应的管脚是基极B 与中间电位相差约一个导通电压 的管脚是发射极E 2 根据基极B与发射极E的电位差 判断三极管的材料 3 根据各极电位 判断三极管的类型 三极管管脚 材料 类型的判断方法 例 由三极管各管脚电位判定三极管属性 1 A 1VB 0 3VC 3V 2 A 0 2VB 0VC 3V UBE 0 2V 锗管 UBE 0 7V 硅管 解 1 硅管 NPN管A 基极 B 发射极 C 集电极 2 锗管 PNP管A 基极 B 发射极 C 集电极 步骤 1 区分硅管 锗管 并确定C极 以相近两个电极的电压差为据 UBE硅 0 7 UBE锗 0 3 2 区分NPN PNP管 NPN UC最高 PNP UC最低 3 区分三极 NPN UC UB UEPNP UC UB UE 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 MOS 结型 按特性分 增强型 耗尽型 uGS 0时 iD 0 uGS 0时 iD 0 增强型 耗尽型 耗尽型 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 由于FET无栅极电流 故采用转移特性和输出特性描述 不同类型FET转移特性比较 3 特性 结型 N沟道 增强型 耗尽型 MOS管 耗尽型 IDSS 开启电压UGS th 夹断电压UGS off IDO是uGS 2UGS th 时的iD值 例题 例 南京航空航天大学2000年研究生入学试题 场效应管是 控制元件 而双极性三极管是 控制元件 答案 电压 电流 例 北京交通大学1997年研究生入学试题 在放大电路中 场效应管工作在 区 答案 饱和区或恒流区 例 一个场效应管的输出特性如图所示 试分析 1 它是属于何种类型的场效应管 2 它的开启电压VT 或夹断电压VP 大约是多少 3 它的饱和漏极电流 DSS是多少 N沟道耗尽型场效应管 VP 3V DSS 6mA 场效应管判定 基本放大电路 一 晶体管电路的基本问题和分析方法 三种工作状态 放大 IC IB 发射结正偏集电结反偏 饱和 IC IB 两个结正偏 ICS IBS集电结零偏 临界 截止 IB 0 IC 0 两个结反偏 判断导通还是截止 UBE U th 则导通 以NPN为例 UBE U th 则截止 判断饱和还是放大 1 电位判别法 NPN管 UC UB UE 放大 UE UC UB 饱和 PNP管 UC UB UE 放大 UE UC UB 饱和 两个基本问题 静态 Q 动态 Au 解决不失真的问题 Q 偏高引起饱和失真 Q 偏低引起截止失真 解决能放大的问题 两种分析方法 1 计算法 1 直流通路求 Q 从发射结导通电压UBE on 出发 2 交流通路分析性能 交流通路画法 VCC接地 耦合电容短路 小信号电路模型 两种典型电路结构 偏置式 分压式 求静态工作点 求性能指标 1 试分析下图所示各电路是否能够放大正弦交流信号 简述理由 设图中所有电容对交流信号均可视为短路 例题 例 已知 Rb1 40K Rb2 20K Rc 2 5K Re 2K Vcc 12V UBE 0 7V 40 RL 5K 试计算Q Au Ri Ro 解 解题步骤 UB UE IEQ ICQ IBQ UCEQ 4V UE UB UBE 4 0 7 3 3V 1 65mA ICQ IEQ 1 65mA 41 A UCEQ Vcc ICQ Rc RE 12 1 65 2 2 5 4 575V 0 946K 差分电路 1 主要特点 放大差模信号 抑制共模信号 克服零点漂移 2 四种输入 输出方式比较 很小 1 直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是 A 电阻阻值有误差B 晶体管参数的分散性C 晶体管参数受温度影响D 电源电压不稳定 2 集成放大电路采用直接耦合方式的原因 A 便于设计B 放大交流信号C 不易制作大容量电容 3 集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以 A 减小温漂B 增大放大倍数C 提高输入电阻 例题 反馈放大电路 第4章 反馈的判断方法 1 有无反馈 2 正反馈和负反馈 主要看信号有无反向传输通路 采用瞬时极性法 看反馈是增强还是削弱净输入信号 对于串联负反馈 反馈信号与输入信号极性相同 对于并联负反馈 反馈信号与输入信号极性相反 3 四种反馈组态 电压和电流反馈 规则 RL短路 反馈消失则为电压反馈 反馈存在为电流反馈 规律 电压反馈取自输出端或输出分压端 电流反馈取自非输出端 串联和并联反馈 规则 串联负反馈 uid ui uf 并联负反馈 iid ii if 规律 反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈 反馈信号与输入信号在同一个节点为并联反馈 1 已知交流负反馈有四种组态 A 电压串联负反馈B 电压并联负反馈C 电流串联负反馈D 电流并联负反馈选择合适的答案填入下列空格内 只填入A B C或D 1 欲得到电流 电压转换电路 应在放大电路中引入 2 欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号 应在放大电路中引入 3 欲减小电路从信号源索取的电流 增大带负载能力 应在放大电路中引入 4 欲从信号源获得更大的电流 并稳定输出电流 应在放大电路中引入 解 1 B 2 C 3 A 4 D 例题 电压串联交 直流负反馈 电流串联直流负反馈 正反馈 例题 A2 本级交 直流电压串联负反馈 R2 级间正反馈 R3 电压并联交直流负反馈 R7 电压串联交直流负反馈 R4 级间电压并联交流负反馈 R2 电压串联交流负反馈 例题 电压串联负反馈 电流并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈 电压并联负反馈 电压并联负反馈 例题 并联负反馈使输入电阻减小 二 负反馈对放大电路性能的影响 1 提高增益的稳定性 2 减少失真和扩展通频带 3 对输入电阻和输出电阻的影响 串联负反馈使输入电阻增大 电压反馈使输出电阻减小 稳定了输出电压 电流反馈使输出电阻增大 稳定了输出电流 例 南京航空航天大学2000年研究生入学试题 电流串联负反馈放大器是一种输出端取样量为 输入端比较量为 的负反馈放大器 它使输入电阻 输出电阻 解 输出端取样量为电流 输入端比较量为电压 它使输入电阻增加 输出电阻增加 例题 例 北京理工大学2000年研究生入学试题 如图所示电路 已知A为理想运放 试回答 1 该电路的反馈组态 2 电路能稳定 3 电压放大倍数 4 输出电阻Rof 例题 例 东南大学1999年研究生入学试题 如图所示 试说 1 F点分别接在H J K三点时 各形成何种种反馈 如果是负反馈 则对电路的输入阻抗 输出阻抗 放大倍数又有何种影响 2 求出F点接在J点时的电压放大倍数的表达式 J 解 1 F点接在H点时 形成电压并联正反馈 F点接在J点时 形成电压串联负反馈使输入阻抗增大 输出阻抗减小 闭环电压增益稳定 F点接在K点时 形成电压并联负反馈使输入阻抗减小 输出阻抗减小 第二级增益稳定 2 F点接在J点时是电压串联负反馈 若放大电路满足深度负反馈条件 则有 三 负反馈放大电路的方框图和基本关系 负反馈方程 四 深度负反馈的特点 深度负反馈 串联负反馈 虚短 并联负反馈 虚断 五 深度负反馈放大电路电压放大倍数的计算举例 电压串联负反馈 电压并联负反馈 例1 例2 六 基本运算电路 1 运算电路的两种基本形式 同相输入 反相输入 2 运算电路的分析方法 1 运用 虚短 和 虚断 的概念分析电路中各电量间关系 运放在线性工作时 虚短 和 虚断 总是同时存在 虚地只存在于同相输入端接地的电路中 2 运用叠加定理解决多个输入端的问题 例1 法1 法2 例2 理想运放 写出uO f uI 的关系式 解 解 uo2 uo2 uo1 东南大学2000年研究生入学试题 如图所示为两级比例运算放大电路 求uo与ui的关系 上一题 下一题 返回练习题集 信号产生电路 第7章 一 信号产生电路的分类 正弦波振荡 非正弦波振荡 RC振荡器 低频 LC振荡器 高频 石英晶体振荡器 振荡频率精确 方波 三角波 锯齿波等 二 正弦波振荡条件 电路结构和选频电路 1 振荡条件 振幅平衡条件 相位平衡条件 n 0 1 2 判断电路是否起振采用瞬时极性法 即断开反馈网络 加一信号 如果信号极性逐级变化后 返回后与原信号同极性 则满足相位平衡条件 例题 电路如图所示 试用相位平衡条件判断哪个电路可能振荡 哪个不能 并简述理由 不满足相位平衡条件 不能振荡 满足相位平衡条件 能振荡 电压比较器 1 单限电压比较器 特点 1 工作在非线性区 2 不存在虚短 除了uI UREF时 3 存在虚断 门限电压UT UREF 传输特性 2 迟滞比较器 施密特触发器 反相型迟滞比较器 传输特性 门限电压的求法 根据叠加定理求出同相端电压uP的表达式 当输出状态变化时 与反相端电压uN相等 此时的输入电压uI即为门限电压UT 和UT 特点 uI上升时与上门限比 uI下降时与下门限比 解 1 门限电压 3 输出电压波形 例 电路如图所示 试求门限电压 画出传