模拟电子技术总结教材

1、第一章、半导体 三极管的输入电阻 Rbe 其中 IE = (1+ )IB Rbe = UT/IB(常温下 UT=26mV ) 三极管的混合 模型 等效为 三极管工作状态 放大状态（发射结正偏，集电结反偏） 饱和状态（发射结正偏，集电结正偏） 截止状态（发射结反偏 /0 偏） 小结： BJT 由两个 PN 结组成，电流控制是它的主要特征。 BJT 具有放大作用的内部结构条件是： i. e 区掺杂浓度要远大于 b 区掺杂浓度； ii. 基区必须很薄。 外部条件是： e 结正偏， c 结反偏。 BJT 中三个电极电流关系 以 iE为自变量时以 iB 为自变量时 三极管特征曲线表示其各级电流与各级间电

2、压之间的定量关系 输入特征曲线玉二极管正向特征曲线相似。 C 结电压对输入特征曲线 有一定影响， 但 C 结为反向偏置时，这种影响很小，通常用一条 曲线表示。 输出特征曲线可划分为三个区：饱和区；截至区；放大区。 放大电路中的三极管应工作在放大区。 三极管参数 说明放大能力； ICBO 、ICEO 大小反映了其温度稳定性； f T 、 f B 表示三极管的高频放大能力； ICM 、BV CEO、PCM 规定了管子工作时不允许超出的极限范围 第二章、基本放大电路 放大器实质上是能量转换器，以较小的输入信号能量通过放大器件 控制直流电源的能量， 使之转换成较大的输出信号能量， 为负载所获 得。 1

3、. 对放大电路的要求 能放大：输出信号应大于输入信号 （u,或 i,或 p） 不失真：输出应与输入呈线性关系，为使器件工作在线性放大区，必 须加上合适的直流偏置。 2. 放大电路中的至流量和交流量 3. 两种器件对应两种放大电路 （BJT 和 FET放大电路 ） BJT 在放大电路中有共射、共集和共基三种组态 FET 在放大电路中有共源、共漏和共栅三种组态 4. 放大电路的分析方法（图解法、微变等效电路法） 5. 放大电路的性能指标 直流：静态工作点 Q； IBQ = VBB -UBEQ Rb ICQ = BIQ UCEQ = VCC -ICQRC 输入电阻 Ri = Ui ； Ii UO 输

4、出电阻 Ro =RL ； UO -1 交流： rbe、Au 、Ri、 Ro； Ui=I b(Rb+r be ) Uo=-I cRc=- IbRc Au=U o/U i=- Rc /（R b+r be ） 6. 放大电路应具有稳定的工作点， 常用的稳定工作点的电路为分压式 偏置电路，以克服温度对电路参数的影响。 第三章、多级放大电路 多级放大电路耦合方式有三种：阻容耦合（分立原件） ，变压器耦合 （分立原件）直接耦合（集成原件） 多级放大电路 Au = A u1 Au2 Aun Ri=R i1 ,Ro =R o 末 0 点漂移 （输入级采用差动放大电路，下章 . ） 第四章、集成运算放大电路 集

5、成电路的特点 : 1.采用直接耦合方式 2. 输入级电路采用差动放大电路以抑制零点漂移 3. 各级偏置电路采用电流源（恒流源） 4. 用有源负载代替无源器件 5. 采用复合结构的电路 集成运放的特点及组成框图 具有高增益；高输入电阻；低输出电阻的特点； 组成： 输入级：采用差动放大电路（抑制零点漂移） 中间级：直接耦合多级放大电路（提供高增益） 输出级：互补对称推挽电路（低输出电阻） 偏置电路：恒流源 一、差动放大输入级（抑制零点漂移） 直接耦合放大电路最主要的问题是零点漂移， 而且以第一级的零点漂 移影响最大，为此 IC 在输入级采用差动（分）放大电路以抑制零点 漂移。 抑制原理：利用电路结

6、构及原件参数的对称性及发射极电阻的负反馈 作用来抑制零点漂移 1.基本形式： 2.长尾式差动放大电路 输入方式： 单端输入：从一个输入端地之间输入。 双端输入：从两个输入端浮地输入。输出方式： 单端输出：从一个输出端与地之间输出。 双端输出：从两个输出端浮地输出。 所以一共有四种组个方式： 双入双 出图 a 双 入单 出图 b 单入 双出 图 c 单 入单出 图 d 差模信号与共模信号 定义差模信号： 一对大小相等、极性相反的输入信号 用 uid 表示差模输入电压 定义共模信号： 一对大小相等、极性相同的输入信号 用 uic 表示共模输入电压 任意两输入信号 us1、us2（us1us2） 可

7、认为他们是某差模信号分量和某共模信号分量的组合： us1 = u ic +1/2u id ，us2 = u ic -1/2u id uid = u s1-u s2 u ic=u s1+u s2 差动放大电路的分析方法和工作特点 1.静态 Q 工作点求解( u s1=u s2=0 ) 由 IEU CE(或 UC) 由于电路对称，元器件对称， 故两管对应的电流、电压对称 I.画出直流通路，标出各管电流、电压； II. 对电路列电路方程求解。 2.动态特性分析 I.对差模信号的放大特性 输入差模信号时的放大倍数称为差模放大倍数 共模放大倍数 （理想运放共模放大倍数为 0） Ac uOc uIc 输入

8、输出电阻： K CMR Ad Ac 共模抑制比 二、中间级：直接耦合多级放大电路（提供高增益） 电路图 交流通路 小信号等效模型 三、输出级：互补对称推挽电路（低输出电阻） 第五章、放大电路的频率响应（非重点） 幅频失真：放大电路对不同频率分量因放大倍数不同而引起输入信号 的畸变； 相频失真：放大电路对不同频率分量的时延不同而引起输入信号的畸 变。 频率失真的特点：输出信号中没有产生新的频率分量。 故又称线性失真。 削波失真（饱和失真，截止失真） ：静态工作点过高（低） ，管子工作 在饱和（截止）区，即非线性区，故又称非线性失真。 非线性失真的特点：输出信号中产生新的频率分量。 第六章、放大电

9、路的反馈 6-1 反馈的概念 1. 将输出量的 （Uo,Io ）的一部分或全部通过一定方式送回到放大电路 的输入回路中。 放大电路组成框图 Xi:源输入信号（反馈放大电路的输入信号） Xf :反馈信号； Xi:净输入信号（基本放大电路的输入信号） 2. 正反馈、负反馈： 由加入反馈后使净输入信号 X i或来定义。 3. 直流反馈（如图（ a）电路）、交流反馈（如图（ b ）电路） 直流反馈不考虑 串/ 并 电压/ 电流 4. 四种组态的交流负反馈 1）A 和 F 在输入端以求和（比较）方式连接 两种求和方式 电压求和串联连接（串联反馈） 电流求和并联连接（并联反馈） 2）A 和 F 在输出端以

10、取样方式相连 两种取样方式： 取输出电压 UO ：并联连接（电压反馈） 取输出电流 IO：串联连接（串联反馈） 6-2 反馈的判别 输入 串联 （分压） 并联（分流） 输出 电压 电流 电压负反馈与电流负反馈的判断： 令负反馈放大电路的输出电压 uo 为 0 ，若反馈量也随之消失，则说 明电路引入了电压负反馈； 若反馈量依然存在， 则说明电路中引入了 电流负反馈。 串联反馈与并联反馈的判断： 反馈信号为电压量， 与输入电压求差而获得净输入电压， 则为串联反 馈；若反馈信号是电流量， 与输入电流求差获得净输入电流，则为并 联反馈。 对于分立元件放大电路，第一级是共射放大电路时： 反馈引到输入级的

11、 b 级，为并联反馈： Xi=I i=I b 反馈引到输入级的 e级，为串联反馈： Xi=U i=Ube 第一级是差动放大电路时： 反馈引入到连接信号的 b 级，为并联反馈； 反馈引入到不接信号的 b 级，为串联反馈； 对于集成运放电路： 输入信号和反馈信号从运放的同一个输入端输入，则是并联反馈； 输入信号和反馈信号从运放的不同输入端输入，则是串联反馈； 归纳： 1. 为稳定放大电路的静态工作点， 应引入直流负反馈； 2. 为改善放大器的动态性能，应引入交流负反馈； 3. 当负载变化时，为稳定输入电压、降低输出电阻，应引入电压负反 馈，为稳定输出电流、增大输出电阻，应引入电流负反馈； 4. 为

12、提高输入电阻，应引入串联负反馈，为降低输入电阻，应引入并 联负反馈； 5. 为提高反馈效果，在信号源内阻 RS 小时应引入串联反馈，在 RS 大 时应引入并联反馈； 6-3 四种反馈组态的比较 基本放大电路的放大倍数为 Xi 反馈系数 Xf Xo 负反馈放大电路的放大倍数（也称闭环放大倍数）为 AfXXoi Xo Xi X f AXi A Xi AFX i 1 AF AF 称为电路的环路放大倍数 AF Xf Xi 反馈组态 Xi Xf Xi Xo A （放大倍数 ） F （反馈系 数） Af （闭环放 大倍数 ） 功能 电压串联 Ui Uf Ui Uo Auu Uo Auu Ui Fuu Uf

13、 Fuu Uo Auuf UUoi Ui 控制 U o 电压放大 电压并联 Ui Uf Ui Io A Io Aiu Ui Fui Uf FuiIo Aiuf Io iuf Ui Ui 控制 Io 电压转换成电流 电流串联 Ii If Ii Uo Aui Uo Fiu If AuifUI o Ii Ii 控制 Uo ui Ii Fiu Uo 电流转换成电压 电流并联 Ii If Ii Io Aii IIio Fii If ii ii Io Aiif IIio Ii 控制 Io 电流放大 6-4 深度负反馈的计算（视频 41 ） 一、特点 1） AF+1 1,Af =A = AF 1 A f 1

14、 F 3）当电路引入深度串联负反馈时， UiUf，认为净输入电压 U i可 忽略不计。 当电路引入深度并联负反馈时， IiIf ，认为净输入电流 Ii可忽略 不计。 二、一般步骤 1）正确判断反馈组态； 2）求解反馈系数； 3）利用 F求解 Af，Auf（Ausf） Af 1F Xf Xo 6-5 基于理想运放的放大倍数分析 一、理想运放线性工作区特点 1. 开环差模增益（放大倍数） Aod= 2. 差模输入电阻 rid= 3. 输出电阻 ro=0 4. 共模抑制比 KCMR = 5. 上限截止频率 fH= 6. 失调电压 UIO 、失调电流 IIO和它们的温漂 dU IO /dT （）、d

15、IO /dT （）均为零，且无任何内部噪声。 “虚短”、“虚断”不废话 二、放大倍数的分析 第七章、信号的运算和处理 理想运放工作在线性区 1.比例运算电路 反向比例运算电路 由”虚短“ uN = u P ，由”虚断” iR = i P uP=0 ，称为”虚地”， uN = u P=0 uI uN iR uN iF Rf iR iF Rf R1 uI uI R1 R为补偿电阻，平衡电阻 同向比例运算电路 原理同反向比例运算电路 2.加减运算电路 反向求和运算电路 uoRf(uR111 uR122 uR133) 同向求和运算电路 由”虚短” uN=uP ，由”虚断” i1+i2+i3=i4 uI

16、1 uP uI 2 uP R1R2 uI3 uP R3 uP R4 uI3) R3) 其中RP uP RP(uRI11 uRI22 R1 / R2 / R3 / R4 uo(1RRf )RP(uR111uR122uR133)RRNPRf(uR111uR122uR133) 其中RN R/Rf ui=u o 第八章、波形的发生和信号的转换 集成运放工作在非线性区，集成运放工作在开环状态。 *电压比较器 电路功能： 将一个输入模拟电压与一个参考电压进行比较， 根据比较 结果输出两种电平中的一种： 高电平或低电平。 将模拟信号转变成数 字信号。 1）单限比较器 加入限幅稳压管 一般单限比较器 2）滞回

17、比较器 阈值电压： 阈值电压： 第十章、直流电源 变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路 一、整流电路 整流电压的脉动系数 S 定义为整流输出电压的基波峰值 UO1M 与输出 电压平均值 U O(AV) 之比，即 S UO1M U O( AV ) 1)单相半波整流电路 交流电压有效值为 U，则其瞬时值 u 2U sint 经过半波整流电路后电压平均值 通过谐波分析可得 U O1M = U2 ， 则半波整流电路输出电压的脉动系数 S U2U 2 2 1.57 2)单相桥式整流电路 经过桥式整流电路后电压平均值 S 23 2 2U S 2 2U 则桥式整流电路输出电压的脉动系数 2 0.67 3 其中，二极管的选择需要二极管最高反向工作电压 、滤波电路 负载上并联个电容，或者串联个电感。或者俩都有，叫 LC 滤波电路 三、稳压电路 1）稳压管稳压电路 放个稳压二极管，并串联一个限流电阻。缺点是：电压不可变，而且 输出电流小 补： 模拟集成电路找那个