模拟电子技术基础(第五版)PPT课件

. 1，1.1信号，1.3模拟信号和数字信号，1绪论，1.2信号的频谱，1.4放大电路模型，1.5放大电路的主要性能指标，2，1 .信号：信息的载波，麦克风输出的某个信号的波形，1.1信号，3，2 .电信号源的电路表现形式，电压源等效电路，电流源等效电路， 1.1信号， 4 1.电信号时域和频域的显示，a .正弦波信号，1.2信号的频谱，时域，5，1 .电信号的时域和频域的显示，b .方波信号，满足狄利克雷条件，展开为傅立叶级数，直流分量，基波分量，三次谐波分量， 1.2信号的频谱、方波时域的显示、方波时域的显示、b .方波信号、频谱：将一个信号分解为正弦波信号的集合，得到正弦波信号的振幅和相位对应于角频率而变化的分布这样的、1.2信号的频谱、振幅频谱、相位频谱、7、 非周期性信号可以通过所有可能的频率成分(0w )、c .非周期性信号、傅立叶变换：快速傅立叶变换(FFT )来快速地确定非周期性信号的频谱函数。 离散频率函数、连续频率函数、气温波形、气温波形的频谱函数(示意图)、1.2信号的频谱、8、1.3模拟信号和数字信号、处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。 模拟信号：时间和振幅都是连续的信号。 数字信号：时间和振幅上离散的信号。9，1.4放大器电路模型、电压增益(电压放大因子)、电流增益、互阻抗增益、互导增益、1 .放大器电路的符号和模拟信号放大器、10，负载开路时的电压增益、a .电压放大模型、输入电阻、输出电阻、以及来自输出电路的电压增益(考虑改变放大电路的参数)，理想情况下为2 .放大电路模型、1.4放大电路模型、11，另一方面，考虑到输入电路引起的信号源衰减，理想情况下，有时想减小衰减时？ 由此可见，1.4放大电路模型、a .电压放大模型、12、负载短路时的电流增益、b .电流放大模型、从输出电路得到的电流增益如何减小负载的影响？ 理想的状况是输入电路，如果想减小对信号源的衰减？ 理想是1.4放大电路模型，13，c .互阻抗放大模型(自学)，输入输出电路没有共同端子，d .互导放大模型(自学)，e .绝缘放大电路模型，14，1.5放大电路的主要性能指标，1 .输入电阻，15，1.5放大电路的主要性能指标， 2 .输出电阻注意：输入、输出电阻为交流电阻，16、1.5放大电路的主要性能指标，3 .增益反映放大电路在输入信号的控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力。 其中，四种增益通常用分贝(dB )表示。17、1.5放大电路的主要性能指标、4 .频率响应、a .频率响应和带宽、电压增益等在被输入正弦波信号的情况下，可以输出按照输入信号的频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。 或者写作。 其中，18，该图表示波特图的纵轴： dB横轴：对数坐标、1.5放大电路的主要性能指标、4 .频率响应、a .频率响应和带宽，其中，一般声系统放大电路的振幅响应、19、1.5放大电路的主要性能指标、4 .频率响应、b .频率失真(线性失真)、振幅失真：异常.20、4 .频率响应、b .频率失真(线性失真)、振幅失真：对于不同频率的信号增益产生的失真。 相位失真：由于对于不同频率的信号的不同相移导致的失真。 1.5放大电路的主要性能指标、21、5 .非线性失真，部件非线性特性引起的失真。 非线性失真系数：end、Vo1是输出电压信号基波成分的有效值，Vok是高次谐波成分的有效值，k是正整数。根据1.5放大电路的主要性能指标、22、2.1集成电路运算放大器、2运算放大器、2.2理想运算放大器、2.3基本线性运算电路、2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用、23、半导体制造工艺，在硅基板上制作整个电路的部件，构成特定功能的电子电路称为集成电路。 简言之，集成电路是将部件和连接引线全部制作成小硅晶片的电路。 集成电路根据其功能，有数字集成电路和模拟集成电路。 模拟集成电路多种多样，包括运算放大器、宽带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模拟数字模拟转换器、稳压电源和音像设备中常用的其它模拟集成电路等。 引言、24、模拟集成电路的特点：电阻值不可大，精度差，电阻值一般为几十欧元至几十公斤。 在需要大电阻的情况下，通常恒流源代替的电容利用PN结的结电容，一般为数十pF以下。 需要大容量时，通常连接到集成电路的外部。 无法制作电感，级与级之间直接耦合的二极管用晶体管的发射极结。 例如NPN型晶体管由短路PN结之一构成。25、运算放大器外形图、26、2.1集成电路运算放大器、1 .集成电路运算放大器的内部构成要素、图2.1.1集成运算放大器的内部构成框图、集成运算放大器是高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。27、运算放大器的框图、输入级：均由差动放大电路构成，可减小温度漂移的影响，提高电路整体的共模抑制比。 2 .中级：多采用有源负载的共发射极放大电路，有源负载和复合管可提高电压增益。 3 .输出级：互补对称放大器。 偏置电路：为了供给各级直流偏置电流，由各种电流源电路组成。表示从左(输入端)向右(输出端)传送信号的方向。 内置运算放大器的符号、vN或v:反相输入端子、从该端子输入信号(vP=0)，输出信号和输入信号反相。 vP或v :同相输入端子，从该端子输入信号(vN=0)，输出信号与输入信号是同相的。 vO :输出侧。 图2.1.2运算放大器的代表符号(a )国家标准规定的符号(b )国内外常用的符号，29， 2 .运算放大器的电路模型，图2.1.3运算放大器的电路模型，通常：开环电压增益Avo的105 (高)，输入电阻ri106(大)，输出电阻ro100(小) vO=Avo(vP-vN)(V-vOV )，注意输入输出的相位关系，30， 2 .运算放大器的电路模型在Avo(vP-vN)V时为vO=V、在Avo(vP-vN)V-时为vO=V-、电压传递特性vO=f(vP-vN )、线性范围内为vO=Avo(vP-vN )、Avo的倾斜电路模型的输出电压为正电源和负电源的电压值.31、31，在输出电压与其两个输入端处的电压之间存在线性放大关系，即集成操作的工作区域、线性区域：Aod是差分模式的开环放大器，在非线性区域：仅存在两个输出电压的情况下：uo或-uo，uo是输出电压的饱和电压。 32、例2.2.1电路如图2.1.3所示，开路的开路电压增益Avo=2105、输入电阻ri=0.6M、电源电压V=12V、V-=-12V . (vo=Vom=12V时输入电压的最小值vP-vN=？ 输入电流ii=？ (2)描述传输特性曲线vo=f(vP-vN )。 说明运输的两个区域。图2.1.3运算放大器的电路模型，33、例2.2.1电路如图2.1.3所示，开路的开路电压增益Avo=2105、输入电阻ri=0.6M、电源电压V=12V、V-=-12V。 (vo=Vom=12V时输入电压的最小值vP-vN=？ 输入电流ii=？ 另外，在图2.1.3运算放大器的电路模型、解： vo=Vom=12V的情况下，34、例2.2.1的电路如图2.1.3所示，开路电压增益Avo=2105、输入电阻ri=0.6M、电源电压V=12V、V-=-12V . (2)描述传输特性曲线vo=f(vP-vN )。 说明运输的两个区域。、解：取a点(60V、12V )、b点(-60V、-12V )、连接a、b两点的ab线段、其斜率Avo=2105、vP-vN60V时，进入非线性区域。 运输的电压传输特性如图所示。 35、2.2理想的运算放大器、1.vo的饱和极限值，在运用的电源电压v和V-、2 .运用的开路环路电压增益高(vP-vN)0时，如果vO=Vom=V，则为vo=-vom=v-、V-R3时，(Vs=(R3R1/R2)Im，解(1)根据虚断的I1=0 I2=Is=Vs/R1、例2.3.3直流毫米波安培电路、(2)R1=R2=150k、R3=1k、输入信号电压Vs=100mV时，通过毫米波安培的最大电流Im(max)=？ 另外，由于虚拟短路使Vp=Vn=0，R2和R3并联，因此-I2r2=r3(I2-im )，因此，在R2R3的情况下，只要代入Vs=(R3R1/R2)Im、(2)数据计算即可.56、2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用、2.4.1差动电路、2 求2.4.3和电路，2.4.4积分电路和微分电路，57，2.4.1差分电路，然后根据虚短、虚断和n，p点的KCL求、58，2.4.1差分电路，其中从放大器来看，所述增益为(也称为差分电路或减法电路)、59，2.4.1差分电路根据权利要求1所述的具有高输入电阻的差分电路，其中，60、2.4.2计算放大器、61、2.4.3和电路，并且如果满足虚短、虚断和n点的KCL增益：和的话(此电路也可称为加法电路)，62， 2.4.3对加法电路的进一步讨论，8.1.1加法电路，虚短、虚断，特征：调节某一信号的输入电阻被称为旁路增益，其不影响其它电路的输入与输出之间的比例关系，一般而言，1，1 .反相加法电路，63，2.4.4积分电路和微分电路，1 .积分电路，其中，负符号表示vO和vI在相位上具有相位差根据虚短得到，根据虚断，得到，因此，v0和t处于线性关系，v0和t处于线性关系，v1.积分电路，v0和t处于线性关系，v0和t处于线性关系，v0和t处于线性关系，v1.积分电路，v0和t处于线性关系积分电路的用途是将方波变为三角波，60 积分电路的用途是将三角波变为正弦波且68，积分电路的用途是、因此此时积分电路的作用是相移。 图7.2.17、69、2.4.4积分电路和微分电路，2 .微分电路是根据“虚短”得到的，因此是根据“虚断”得到的，即，、70、输入：高频信号产生大的噪声。71、Auo越大，需要在输出与输入之间施加负反馈以扩大输入信号的线性范围。 倍率与负荷无关。 分析多个运输级联组合的线性电路时，可以对每个运输执行。 72，3.1半导体的基本知识，3.3二极管，3.4二极管的基本电路及其分析方法，3.5特殊二极管，3.2PN结的形成和特性，3半导体二极管和基本电路，73，3.1半导体的基本知识，3.1.1半导体材料，3.1.2半导体的共价键结构，3.1.3本征半导体的导电作用， 3.1.4杂质半导体，74，导体(conductor ) :自然界中容易导电的物质称为导体，金属一般为导体。 绝缘体(semiconductor ) :橡胶、陶瓷、塑料、石英等几乎不导电的物质。 半导体(insulator ) :另一种物质的导电特性介于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和硫化物、氧化物等。 3.1.1半导体材料，75，3.1.1半导体材料，半导体的导电机理与其他物质不同，因此具有与其他物质不同的特点。 例如，受到外部热和光的作用，其导电能力会发生明显变化。 在纯粹的半导体中混入杂质的话，其导电能力会发生显着的变化。76、3.1.2半导体的共价键结构、动画演示、77、3.1.2半导体的共价键结构、硅与锗的共价键结构、共价键共价电子对、4是去除了价电子的原子、动画演示、78、3.1.3本征半导体的导电作用、1 .本征半导体(intrinsicorpureinsull ) 、79、3.1.3本征半导体导电作用、2 .载流子、自由电子和空穴、自由电子、空穴、束缚电子、动画演示、80、3.1.3本征半导体的导电作用、3 .载流子的产生和复合，在本征半导体中存在相同数量的2种载流子，即自由电子和空穴。 动画演示，81，3.1.4杂质半导体，1.P型半导体，空穴，硼原子，p型半导体中的空穴是多子，电子是少子。动画演示、82、3.1.4杂质半导体、2.N型半导体、多馀电子、磷原子、n型半导体中的载流子是什么？ 掺杂浓度远高于本征半导体中的载流子浓度，因此自由电子浓度远高于空穴浓度。 自由电子被称为多数载流子(多子)，空穴被称为少数载流子(少子)。动画演示、83、3.2pn结的形成和特性、3.2.1载波的漂移和扩散、3.2.2PN结的形成、3.2.3PN结的单向导电性、3.2.4PN结的逆向破坏、3.2.5PN结的电容效应、84、3.2.2PN结的形成、p型半导体、n型半导体、扩散的结果，空间电荷区域扩大内电场越强，漂移(drift )运动越强，漂移使空间电荷区域变薄。 空间电荷区域又称耗尽层。 由于、85、3.2.2PN结的形成，扩散和漂移这两个相反的运动最终达到平衡，相当于两区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度一定。动画演示、86、3.2.2PN结的形成、空间电荷区域、