模拟电子技术总复习(高职院)武汉吴淑霞编

1、二极管伏安特性,外加电压大于死区电压二极管才能导通。,外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。,特点：非线性。单向导电性。,硅0.60.8V锗0.20.3V,模拟电子技术总复习,ui8V，二极管导通，可看作短路uo=8Vui8V，二极管截止，可看作开路uo=ui,已知：二极管是理想的，试画出uo波形。,8V,例：,二极管的用途：整流、检波、限幅、钳位、开关、元件保护、温度补偿等。,参考点,二极管阴极电位为8V,（1）符号,稳压管正常工作时加反向电压,使用时要加限流电阻,稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。,稳压二极管,电路要有稳定的电压输出，要求稳压管必须工作在反向击穿状态。,（2）硅稳压管的反向伏安特性,2、半导体三极管,（1）三极管基本结构,基极,发射极,集电极,NPN型,符号：,NPN型三极管,PNP型三极管,（2）三极管的放大原理,三极管放大的外部条件：,发射结正偏、集电结反偏,PNP：发射结正偏VBVE集电结反偏VCVB应满足：VCVB应满足：VCVBVE,三极管的电流放大作用,1）三电极电流关系IE=IB+IC2）ICIB，ICIE3）ICIB,把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化，是电流器件。,BJT是一种电流控制元件(iBiC)，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件。,场效应管（简称FET）是一种电压控制器件(uGSiD)，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件。,（3）半导体三极管的实质,3.静态工作点的估算,将交流电压源短路，将电容开路。,（1）直流通路的画法：,用估算法分析放大器的静态工作点（IB、UBE、IC、UCE）：,IC=IB,Rb称为偏置电阻，IB称为偏置电流。,例：用估算法计算静态工作点。,已知：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K，=37.5。,解：,请注意电路中IB和IC的数量级,三极管简化的h参数等效电路。,（2）放大器的交流分析微变等效电路,输入电阻的计算：,输出电阻的计算：,电压放大倍数的计算：,若空载时：,例共射放大电路如图所示。设：VCC12V，Rb=300k,Rc=3k,RL=3k,BJT的b=50。,试求电路的静态工作点Q。,解：,估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro。,解：画微变等效电路,Ri=rbe/Rbrbe=1093,Ro=Rc=3k,若输出电压的波形出现如下失真，是截止还是饱和失真？应调节哪个元件？如何调节？,解：为截止失真。应减小Rb。,静态工作点估算:,输入电阻：,输出电阻：,动态分析：,电压放大倍数：,（3）图解法确定静态工作点ICQ，UCEQ；确定放大电路最大不失真输出电压的有效值Uom。（共发射极放大电路）,4、共集电极放大电路（1）微变等效电路.（2）Av、Ri和Ro的表达式并计算.,（1）直接耦合,优点：电路中无电容，便于集成化。可放大缓慢变化的信号。,缺点：各级放大器静态工作点相互影响。输出温度漂移严重。,（2）阻容耦合,优点：各级放大器静态工作点独立。输出温度漂移比较小。,缺点：不适合放大缓慢变化的信号。不便于作成集成电路。,（3）电压放大倍数（以两级为例）,（4）输入电阻,Ri=Ri（最前级）(一般情况下）,（5）输出电阻,Ro=Ro（最后级）(一般情况下）,5、多级放大电路,6、比较各种晶体管、场效应管放大电路的特点。,7、差动放大电路,结构:对称性结构,差模信号：,共模信号：,特点：抑制零漂,带恒流源的差动放大电路：恒流源使共模放大倍数减小，而不影响差模放大倍数，从而增加共模抑制比。在集成运放中，恒流源为各级提供稳定的直流偏置，并作为有源负载提高电压放大倍数。,8、集成运算放大器：高增益的直接耦合的集成的多级放大器。,输入级采用具有恒流源的差动放大电路，为了减小零点漂移和拟制共模干扰信号。,线性应用：集成运放工作在深度负反馈状态。有信号运算、信号变换和正弦波发生器等多种电路。,非线性应用：集成运放工作在开环（无反馈）状态。有电压比较器和非正弦波发生器等电路。,(1)反相比例运算电路,平衡电阻R2，R2=R1/Rf,(2)同相比例运算电路,（3）减法运算电路,通常R1=R2,R=Rf,例题：电路如图所示，求Uo1和Uo？,反相比例运算电路,加法运算电路,第一级为反相比例运算电路，有：Uo1=-Rf1Ui1/R1,第二级为加法运算电路，得：Uo=-Rf2(Uo1+Ui2)/R,（4）反相加法器：,（5）积分电路将方波转换为三角波。微分电路将方波转换为尖脉冲。,9、反馈类型判别及对电路的影响,2、直流反馈与交流反馈注意电容的“隔直通交”作用,3、电压反馈与电流反馈取样方式判断方法输出短路法：假设输出端交流短路，即uo=0，若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。,4、串联反馈和并联反馈比较方式并联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，id=ii-if；串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极，ud=uiuf。,1、正、负反馈极性判定方法“瞬时极性法”,为改善性能引入负反馈的一般原则,要增大输出电阻引电流负反馈,要减小输出电阻引电压负反馈,10、负反馈对放大电路性能的影响,提高增益的稳定性,减少非线性失真,扩展频带,改变输入电阻和输出电阻,在放大器中引入负反馈,降低了放大倍数,使放大器的性能得以改善：,11、功率放大电路要解决的问题,(1）在不失真的前提下尽可能地输出较大功率。(2）效率要高。(3）失真要小。(4）散热要好。,12、乙类互补对称功率放大电路存在交越失真.,为消除交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。,13、分析计算,最大不失真输出功率Pomax,实际输出功率Po,最大管耗与最大输出功率的关系,14、正弦波发生电路：组成：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。,振荡条件：,（1）振幅条件：,起振条件：,稳幅措施：,R4是正温度系数热敏电阻，若热敏电阻是负温度系数，应放置在R3（Rf）的位置。,将Rf分为Rf1和Rf2，Rf2并联二极管,起振时D1、D2不导通，Rf1+Rf2略大于2R1。随着uo的增加，D1、D2逐渐导通，Rf2被短接，A自动下降，起到稳幅作用。,15、单门限电压比较器,当uiUREF时,uo=+Uom当uiUREF时,uo=-Uom,LC正弦波振荡器主要产生高频正弦波信号，石英晶体正弦波振荡电路可以获得很高的振荡频率稳定性。,16、迟滞比较器,特点:电路中使用正反馈运放工作在非线性区。灵敏度较低，抗干扰能力提高。,当uo=+UZ时，,当uo=-UZ时，,UT+称上门限电压UT-称下门限电压UT+-UT-称为回差电压,例题：Rf=10k，R2=10k，UZ=6V，UREF=10V。当输入ui为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。,上下限：,由迟滞比较电路和RC定时电路构成。,17、方波信号发生器,改变电位器RW的滑动端，改变了冲放电的时间，从而使方波的占空比可调。,18、三角波发生器,电路结构：迟滞比较器+反相积分器,锯齿波发生器：,改变积分器的正反向充电时间常数,19、全波整流电路,原理：变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压U2。,当u2正半周时，D1导通，D2截止。当u2负半周时，D2导通，D1截止。,（a）桥式整流电路（b）波形图,20、整流、滤波和稳压电路,（1）整流、滤波电路,电容滤波：适用于负载电流较小，且变化不大的场合。,近似估算:UL=1.2U2（全波）；UL=（11.1）U2（半波）。,电感滤波主要适用于电容滤波难以胜任的大电流负载或负载经常变化的场合。,输出电压平均值:UL=0.9U2,21、硅稳压二极管稳压电路,利用稳压管的反向击穿特性。,22、串联式稳压电源,由基准电压、调整管、取样电路和放大比较环节四部分组成。,工作原理,（1）输入电压变化，负载电流不变时。,实质：电压负反馈,（2）负载电流变