云南农业大学电工学总复习

1、总总 复复 习习 原理图 P 自由电子自由电子 结构图结构图 磷原子磷原子 正离子正离子 P+ 在本征半导体在本征半导体 硅或锗中掺入硅或锗中掺入 少量的五价元少量的五价元 素，如磷或砷、素，如磷或砷、 锑，则形成锑，则形成N型型 半导体。半导体。 多余价电子多余价电子 电子 电子 少子少子 多子多子 正离子正离子 在在N N型半导体中，电子是多子，空穴是少子型半导体中，电子是多子，空穴是少子 上页下页 N N型半导体型半导体 返回 P P型半导体型半导体 在在本征半导本征半导 体体硅或锗中硅或锗中掺入掺入 三价元素三价元素，如硼，如硼 或铝、镓，则形或铝、镓，则形 成成P P型半导体。型半导

2、体。 原理图原理图 B B- 硼原子硼原子负离子负离子 空穴空穴 填补空位填补空位 结构图结构图 在在P P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。型半导体中，空穴是多子，电子是少子。 空穴 电子电子电子电子 电子 多子多子 少子少子 负离子负离子 上页下页 返回 结论：结论： 在硅或锗晶体中，根据掺入的杂质不同，在硅或锗晶体中，根据掺入的杂质不同， 分为分为P型半导体和型半导体和N型半导体型半导体 半导体材料中有两种载流子：空穴和电半导体材料中有两种载流子：空穴和电 子子 P型半导体中多子为空穴，少子为电子型半导体中多子为空穴，少子为电子 N型半导体中多子为电子，少子为空穴型半导体中多子为电子，

3、少子为空穴 P区区N区区 内电场内电场 外电场外电场 E I 空间电荷区变窄空间电荷区变窄 P P区的空穴进入空间电荷区区的空穴进入空间电荷区 和一部分负离子中和和一部分负离子中和 N N区电子进入空间电荷区电子进入空间电荷 区和一部分正区和一部分正 离子中和离子中和 扩散运动增强，形成较大的正向电流。扩散运动增强，形成较大的正向电流。 上页下页 外加正向电压外加正向电压 返回 外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走 空间电荷区变宽空间电荷区变宽 内电场内电场 外电场外电场 少子越过少子越过PN结形成结形成 很小的反向电流很小的反向电流 IR

4、E 外加反向电压外加反向电压 N区区 P区区 温度升高时，二极管的反向饱和电流将增大 正偏正偏 反偏反偏 -60 -40 -20 0.4 0.8 U /V 40 30 20 10 I /mA 0 正向特性 反向特性 外加正向电压较小时，外外加正向电压较小时，外 电场不足以克服内电场对多子电场不足以克服内电场对多子 扩散的阻力，扩散的阻力，PNPN结仍处于截止结仍处于截止 状态状态 。 正向电压大于死区电压后正向电压大于死区电压后 ，正向电流，正向电流 随着正向电压增随着正向电压增 大迅速上升。通常死区电压硅大迅速上升。通常死区电压硅 管约为管约为0.5V0.5V，锗管约为，锗管约为0.2V0.

5、2V。 外加反向电压时，外加反向电压时， PNPN结处于截止状态，反向电流结处于截止状态，反向电流 很小很小 。反向电压大于击穿电压时，反向电流急剧增加。反向电压大于击穿电压时，反向电流急剧增加。 14.2.2 半导体二极管的伏安特性半导体二极管的伏安特性 二极管只要工作在反向击穿区一定 会被击穿损坏吗？ 稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管。稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管。 符号符号: : DZ 阴阴 极极 阳阳 极极 特点特点: : (1)(1)反向特性曲线比较陡反向特性曲线比较陡 (2)(2)工作在反向击穿区工作在反向击穿区 14.4 稳压二极管 I/m A U/ V 0 0

6、UZ IZ I U - - 集电结集电结 B B 发射结发射结 N P N 集电区集电区 基区基区 发射区发射区 C C E E B 集电结集电结 B B 发射结发射结 P N P C C E E B 集电区集电区 基区基区 发射区发射区 NPN型 PNP型 实验表明实验表明I IC C比比I IB B大数十至数百倍，因而有。大数十至数百倍，因而有。I IB B虽然虽然 很小，但对很小，但对I IC C有控制作用，有控制作用，I IC C随随I IB B的改变而改变，即基的改变而改变，即基 极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化，表极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化，表 明基极

7、电流对集电极具有小量控制大量的作用，这就是明基极电流对集电极具有小量控制大量的作用，这就是 三极管的电流放大作用。三极管的电流放大作用。 14.4.3 IC IB RB UBB UCC RC V V A mA + UCE + UBE 0.4 0.8 UBE /V 40 30 20 10 IB /mA 0 UCE1V 测量三极管特性的实验电路测量三极管特性的实验电路 三极管的输入特性曲线三极管的输入特性曲线 输入特性曲线输入特性曲线与二极管类似与二极管类似 4 3 2 1 IB=0 0 3 6 9 12 UCE /V 20A 40A 60A 80A 100A 饱和区饱和区 截止区截止区 放放 大

8、大 区区 IC /mA 输出特性曲线输出特性曲线 （1 1）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置 BECEBEB uuui, 0, 0 BC ii 0, 0 CB ii BC ii （2 2）截止区：发射结反向偏置，集电结反向偏置截止区：发射结反向偏置，集电结反向偏置 （3 3）饱和区：发射结正向偏置，集电结正向偏置）饱和区：发射结正向偏置，集电结正向偏置 此时此时 B C I I mAmAI AAI C B 21: 2212: 曲线间隙跟放大 倍数没有关系 三极管能起放大作用的条件：三极管能起放大作用的条件： 发射结：正向偏置 集电结：反向偏置 两支

9、三极管在电路中测得的电位分别为：两支三极管在电路中测得的电位分别为： 管脚123 电压（V）43.49 管脚123 电压（V）62.32 晶体管晶体管A晶体管晶体管B 试判别：试判别：1、两支三极管是、两支三极管是PNP型还是型还是NPN型？型？ 2、两支三极管的管脚？、两支三极管的管脚？ A：NPN 1-B 2-E 3-CB：PNP 1-C 2-B 3-E 3 3、两支三极管处于什么工作状态？、两支三极管处于什么工作状态？ 基极电位高于发射极电位正常值，放大状态或放大区 15.1.1 放大的实质：用较小的信号去控制较大的信号。放大的实质：用较小的信号去控制较大的信号。 Rs RB us +

10、+ ui + UBB RL + uo + UCC RC C1 C2 T + + Rs us + + ui RL + uo +UCC RC C1 C2 T RB + + 共发射极放大电路的实用电路共发射极放大电路的实用电路 15.1.2 是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都不变是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都不变 的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点Q Q （主要指（主要指I IBQ BQ、 、I ICQ CQ和 和U UCEQ CEQ）。静态分析主要是确定放大电路 ）。静态分析主要是确定放大电路 中的静态值中的静态

11、值I IBQ BQ、 、I ICQ CQ和 和U UCEQ CEQ。 。 RC +UCC T RB + UCEQ + UBEQ ICQ IBQ B BEQCC BQ R UU I BQCQ II CCQCCCEQ RIUU ：耦合电容可视为开路。：耦合电容可视为开路。 IB=0 0 UCE/V 20A 40A 60A 80A IC/mA Q ICQ UCEQ UCC RC UCC IB=40A的输的输 出特性曲线出特性曲线 由由UCE=UCCICRC所决定的直流负载线所决定的直流负载线 两者的交点两者的交点Q就是静态工作点就是静态工作点 过过Q点作水平线，点作水平线， 在纵轴上的截距在纵轴上的

12、截距 即为即为ICQ 过过Q点作垂线，点作垂线， 在横轴上的截距在横轴上的截距 即为即为ICQ 图解步骤：图解步骤： （1 1）根据静态分析方法，求出静态工作点）根据静态分析方法，求出静态工作点Q Q。 （2 2）根据）根据u ui i在输入特性上求在输入特性上求u uBE BE和 和i iB B。 （3 3）作交流负载线。）作交流负载线。 （4 4）由输出特性曲线和交流负载线求）由输出特性曲线和交流负载线求i iC C和和u uCE CE。 。 0 (a) 输入回路 (b) 输出回路 uCE iC Q ICQ UCC uBE iB 0 uBE t iB t 0 iC t 0 t QQ Q Q

13、 Q IBQ UBEQ uCE UCEQ 直流负载线 交流负载线 00 15.2.1 动态动态 (a) 饱和失真 0 uCE iC Q ICQ iC t 0 t Q Q uCE UCEQ 0 (b) 截止失真 0 uCE iC Q ICQ iC t 0 t Q Q UCEQ 0 uCE 测得输出波形如下图，产生了什么失真？如何消除？ a：下失真，饱和失真，电流太大，增大RB b：上失真，截止失真，电流太小，减小RB c：同时上下失真，同时饱和及截止失真，电流太大， 工作点没问题，信号太强，减小输入信号 + ube + uce ic ib C B E rbe + uce icib CB E +

14、ube ib (a) 三极管 (b) 三极管的微变等效电路 )mA( mV)(26 )1 (200 EQ be I r 0 UCE IC IB IC Q 输出特性曲线在放大区域内可认为呈输出特性曲线在放大区域内可认为呈 水平线，集电极电流的微小变化水平线，集电极电流的微小变化I IC C 仅与基极电流的微小变化仅与基极电流的微小变化I IB B有关，有关， 而与电压而与电压u uCE CE无关，故集电极和发射极 无关，故集电极和发射极 之间可等效为一个受之间可等效为一个受i ib b控制的电流源，控制的电流源， 即：即： bc ii 一般认为：一般认为： rbe + o U c I b I C

15、B E + i U b I RCRL RB Rs + s U Rs RB us + + ui RL + uo T RC ib ic 微变等效电路中不但有交流量，也存在直流量？ 电压放大倍数电压放大倍数 be L bbe bL bbe cLo r R Ir IR Ir IR U U A i u 式中式中RL=RC/RL。当。当RL=（开路）时（开路）时 be C r R Au rbe + o U c I b I CB E + i U b I RCRL RB Rs + s U 输入电阻输入电阻 beB /rR I U R i i i rbe + o U c I b I CB E + i U b I

16、 RCRL RB Rs + s U i I Ri 输入电阻输入电阻R Ri i的大小决定了放大电路从信号源吸取电流（输入的大小决定了放大电路从信号源吸取电流（输入 电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希望电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希望R Ri i越大越好。越大越好。 另外，较大的输入电阻另外，较大的输入电阻R Ri i，也可以降低信号源内阻，也可以降低信号源内阻R Rs s的影响，的影响， 使放大电路获得较高的输入电压。在上式中由于使放大电路获得较高的输入电压。在上式中由于R RB B比比r rbe be大得 大得 多，多，R Ri i近似等于近似等于r rbe be，在几百欧到

17、几千欧，一般认为是较低的， ，在几百欧到几千欧，一般认为是较低的， 并不理想。并不理想。 例：图示电路，已知V12 CC U，300 B Rk， 3 C Rk，3 L Rk，3 s Rk，50，试求： （1）RL接入和断开两种情况下电路的电压放大倍 数 u A ； （2）输入电阻 Ri和输出电阻 Ro； （3）画微变等效电路。 Rs us + + ui RL + uo +UCC RC C1 C2 T RB + + 解：先求静态工作点 40A 300 12 B CC B BEQCC BQ R U R UU IA mA204. 050 BQCQ II V63212 CCQCCCEQ RIUU 再求

18、三极管的动态输入电阻 963 )mA(2 mV)(26 )501 (300 )mA( mV)(26 )1 (300 EQ be I r963. 0k RC +UCC V RB + UCEQ + UBEQ ICQ IBQ （1）RL接入时的电压放大倍数 u A 为： 78 963. 0 33 33 50 be L r R Au RL断开时的电压放大倍数 u A 为： 156 963. 0 350 be C r R Au （2）输入电阻 Ri为： 96. 0963. 0/300/ beB rRRik 输出电阻 Ro为： 3 Co RRk rbe + o U c I b I CB E + i U b

19、 I RCRL RB Rs + s U i I （3）微变等效电路 Rs us + + ui RL + uo +UCC RC C1 C2 T RB1 RB2 RE CE + + + +UCC RC T RB1 RB2 RE UB I1 I2 ICQ IBQ UE + UCEQ + UBEQ ：I2IB，则 CC B2B1 B2 B U RR R U 与温度基本无关。与温度基本无关。 15.3.2 分压式偏置共发射极放大电路是一种能够 稳定静态工作点的放大器 例：图示电路（接例：图示电路（接C C E E），已知 ），已知U U CCCC=12V =12V，R R B1B1=20k =20k，

20、R RB2 B2=10k =10k，R RC C=3k=3k，R RE E=2k=2k，R RL L=3k=3k，=50=50。试估算静。试估算静 态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 Rs us + + ui RL + uo +UCC RC C1 C2 T RB1 RB2 RE CE + + + 解：（解：（1 1）用估算法计算静态工作点）用估算法计算静态工作点 V75. 3)23(65. 112 )( A33mA 50 65. 1 mA65. 1 2 7 . 04 V412 1020 10 ECCQCCCEQ CQ BQ E BE

21、QB EQ CC B2B1 B2 B RRIUU I I R UU II U RR R U CQ （2 2）求电压放大倍数）求电压放大倍数 68 1 . 1 33 33 50 k1 . 11100 65. 1 26 )501 (300 26 )1 (300 be L EQ be r R A I r u （3 3）求输入电阻和输出电阻）求输入电阻和输出电阻 k3 k994. 01 . 1/10/20/ o beB2B1 C i RR rRRR Rs us + + ui RL + uo +UCC RC C1 C2 T RB1 RB2 RE CE + + + 如果如果CE损坏断开，电压损坏断开，电压

22、 放大倍数如何变化？放大倍数如何变化？ 减小减小 不能不能 缺少缺少RB1、 RB2和和CE 信号正半信号正半 周能，负周能，负 半周不能。半周不能。 D对信号负对信号负 半周短路半周短路 表面看能表面看能 RB对输入信号有对输入信号有 衰减作用衰减作用 实际上：电源实际上：电源UCC 对输入端交流短对输入端交流短 路，输入信号被路，输入信号被 短路掉了。短路掉了。 ECQCCEEQCCCEQ BQCQ EB BEQCC BQ EBQBEQBBQEEQBEQBBQCC )1 ( )1 ( RIURIUU II RR UU I RIURIRIURIU 15.4.1 Rs us + + ui RL

23、 + uo +UCC C1 C2 T RB RE + + +UCC T RB1 RE ICQ IBQ + UCEQ + UBEQ 射极输出器的特点射极输出器的特点： 电压电压放大倍数小于放大倍数小于1 1，但约等于，但约等于1 1，即电压跟随。，即电压跟随。 输入输入电阻较电阻较高高。 输出输出电阻较电阻较低低。 射极输出器的用途：射极输出器的用途： 射极跟随器具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，这是射射极跟随器具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，这是射 极跟随器最突出的优点。射极跟随器常用作多级放大器的第极跟随器最突出的优点。射极跟随器常用作多级放大器的第 一级或最末级，也可用于中间隔离级。

24、用作输入级时，其高一级或最末级，也可用于中间隔离级。用作输入级时，其高 的输入电阻可以减轻信号源的负担，提高放大器的输入电压。的输入电阻可以减轻信号源的负担，提高放大器的输入电压。 用作输出级时，其低的输出电阻可以减小负载变化对输出电用作输出级时，其低的输出电阻可以减小负载变化对输出电 压的影响，并易于与低阻负载相匹配，向负载传送尽可能大压的影响，并易于与低阻负载相匹配，向负载传送尽可能大 的功率。的功率。 射极输出器结论： 电压放大倍数：接近于1 输入电阻：高高（大） 输出电阻：低低（小） 在多级放大器中：主要用于阻抗匹配阻抗匹配 改善放大器性能 + ui RC1 T1 RB1 + uo +

25、UCC RC2 T2 RE2 + uo1 15.6.2 优点优点：能放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号；且：能放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号；且 由于没有耦合电容，故非常适宜于大规模集成。由于没有耦合电容，故非常适宜于大规模集成。 缺点缺点：各级静态工作点互相影响；且存在零点漂移问题。：各级静态工作点互相影响；且存在零点漂移问题。 集成放大电路采用直接耦合方式的原因：不易制作大容量电容 u0 t 0 + ui RC1 T1 RB1 + uo +UCC RC2 T2 RE2 + uo1 ：放大电路在无：放大电路在无 输入信号的情况下，输出输入信号的情况下，输出 电压电压u uo

26、o却出现缓慢、不规却出现缓慢、不规 则波动的现象。则波动的现象。 产生零点漂移的原因很多，产生零点漂移的原因很多， 其中最主要的是温度影响。其中最主要的是温度影响。 15.7.1 抑制零漂的方法有多种，如采用温度补偿电路、稳压电抑制零漂的方法有多种，如采用温度补偿电路、稳压电 源以及精选电路元件等方法。最有效且广泛采用的方法是输源以及精选电路元件等方法。最有效且广泛采用的方法是输 入级采用差动放大电路。入级采用差动放大电路。 RC RC RE UEE +UCC T1 T2 + ui1 + uo + ui2 + uo1 + uo2 o2o1o 21 uuu uuu iii 电路结构特点：对称电路

27、结构特点：对称 RC RC RE UEE +UCC T1 T2 + ui1 + uo + ui2 + uo1 + uo2 ，u uil il= =u ui2i2 0 0 ，此时由负，此时由负 电源电源U UEE EE通过电阻 通过电阻R RE E和两管发射极和两管发射极 提供两管的基极电流。由于电路提供两管的基极电流。由于电路 的对称性，两管的集电极电流相的对称性，两管的集电极电流相 等，集电极电位也相等，即：等，集电极电位也相等，即： I IC1 C1= I = IC2 C2 U UC1 C1= U = UC2 C2 输出电压：输出电压： u uo o U UC1 C1 U UC2 C2=

28、=0 0 ，两管的集电极电，两管的集电极电 流都会增大，集电极电位都会流都会增大，集电极电位都会 下降。由于电路是对称的，所下降。由于电路是对称的，所 以两管的变化量相等。即：以两管的变化量相等。即： IIC1 C1= I = IC2 C2 UUC1 C1= U = UC2 C2 输出电压：输出电压： u uo o (U(UC1 C1 + U + UC1 C1) ) ( ( U UC2 C2 +U+UC2 C2 )=0 )=0 即消除了零点漂移。即消除了零点漂移。 RC RC RE UEE +UCC T1 T2 + ui1 + uo + ui2 + uo1 + uo2 抑制零点漂移最有效的电路

29、结构：差动放大电路 15.8.1 功率放大电路的特点功率放大电路的特点 功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功 率，这就要求率，这就要求功率放大电路不仅要有较高的输出功率放大电路不仅要有较高的输出 电压，还要有较大的输出电流。因此功率放大电路电压，还要有较大的输出电流。因此功率放大电路 中的晶体管通常工作在高电压大电流状态，晶体管中的晶体管通常工作在高电压大电流状态，晶体管 的功耗也比较大。对晶体管的各项指标必须认真选的功耗也比较大。对晶体管的各项指标必须认真选 择，且尽可能使其得到充分利用。因为功率放大电择，且尽可能使其得到充分利用。因为功率放大电

30、路中的晶体管处在大信号极限运用状态，路中的晶体管处在大信号极限运用状态， 功率放大电路的类型功率放大电路的类型 (a) 甲类 (b) 乙类 (c) 甲乙类 0 uCE iC uCE iC 0 0 uCE iC 三种工作状态：甲类、乙类、甲乙类三种工作状态：甲类、乙类、甲乙类 16.1.1 输入级输入级 中间级中间级 输出级输出级 偏置电路偏置电路 通常由差动放通常由差动放 大电路构成，大电路构成， 目的是为了减目的是为了减 小放大电路的小放大电路的 零点漂移、提零点漂移、提 高输入阻抗。高输入阻抗。 通常由共发射极放大电路构成，目的是通常由共发射极放大电路构成，目的是 为了获得较高的电压放大倍

31、数。为了获得较高的电压放大倍数。 通常由互补对通常由互补对 称电路构成，称电路构成， 目的是为了减目的是为了减 小输出电阻，小输出电阻， 提高电路的带提高电路的带 负载能力。负载能力。 一般由各种恒流源电路构成，作一般由各种恒流源电路构成，作 用是为上述各级电路提供稳定、用是为上述各级电路提供稳定、 合适的偏置电流，决定各级的静合适的偏置电流，决定各级的静 态工作点。态工作点。 16.1.4 uo u u+ + + 实际特性实际特性 理想运放符号理想运放符号 运放电压传输特性运放电压传输特性 理想特性理想特性 uo u+u UOM UOM 0 当当i0，即，即 时， 时，oOM 当当i0，即，

32、即 时， 时，oOM 理想化的主要条件： 开环电压放大倍数： 差模输入电阻： 开环输出电阻： 共模抑制比： 16.2 16.2.1 16.2.1 反相输入比例运算电路反相输入比例运算电路 Rp + + uo ui RF R1i1 if 根据运放工作在线性区的两条根据运放工作在线性区的两条 分析依据可知：分析依据可知： f1 ii ， 0 uu 而而 F o F o f 11 1 R u R uu i R u R uu i ii 由此可得：由此可得： i u R R u 1 F o 式中的负号表示输出电压与输式中的负号表示输出电压与输 入电压的相位相反。入电压的相位相反。 虚地点、虚断虚地点、虚

33、断 Rp + + uo ui RF R1i1 if 闭环电压放大倍数为：闭环电压放大倍数为： 1 F i o uf R R u u A 当当1F RR 时，时，i uu o，即，即 1 uf A ，该电路就成了反相，该电路就成了反相 器。器。 图中电阻图中电阻R Rp p称为平衡电阻，通常取称为平衡电阻，通常取 F1p / RRR ，以保证，以保证 其输入端的电阻平衡，从而提高差动电路的对称性。其输入端的电阻平衡，从而提高差动电路的对称性。 i 1 F 0 u R R u Rp ui + + uo RF R1i1 if 16.2.2 16.2.2 同相输入比例运算电路同相输入比例运算电路 根据

34、运放工作在线性区的两根据运放工作在线性区的两 条分析依据可知：条分析依据可知： f1 ii ， i uuu 而而 F oi F o f 1 i 1 1 R uu R uu i， R u R u0 i 由此可得：由此可得： i 1 F o u R R 1u 输出电压与输入电压的相位输出电压与输入电压的相位 相同。相同。 同反相输入比例运算电路一样，同反相输入比例运算电路一样， 为了提高差动电路的对称性， 平为了提高差动电路的对称性， 平 衡电阻衡电阻F1p / RRR 。 闭环电压放大倍数为：闭环电压放大倍数为： 1 Fo 1 R R u u A i uf 可见同相比例运算电路的闭环可见同相比例

35、运算电路的闭环 电压放大倍数必定大于或等于电压放大倍数必定大于或等于 1 1。当当 0 f R 或或 1 R 时，时，i uu o，即，即 1 uf A ，这时输出电压跟随输入，这时输出电压跟随输入 电压作相同的变化， 称为电压跟电压作相同的变化， 称为电压跟 随器。随器。 ui + + uo 例例 在图示电路中，已知在图示电路中，已知R R1 1=100k=100k， R Rf f=200k =200k ，u ui i=1V=1V， 求输出电压求输出电压u uo o，并说明输入级的作用。，并说明输入级的作用。 ui + + R2 + +uo Rf R1 uo1 解解 输入级为电压跟随器，输入

36、级为电压跟随器，具有极高的输入电阻，起到减轻信号源具有极高的输入电阻，起到减轻信号源 负担的作用。且负担的作用。且 V 1 o1 i uu ，作为第二级的输入。，作为第二级的输入。 第二级为反相输入比例运算电路，因而其输出电压为：第二级为反相输入比例运算电路，因而其输出电压为： (V) 21 100 200 o1 1 o u R R u f 例例 在图示电路中，已知在图示电路中，已知R R1 1=100k=100k， R Rf f=200k =200k ， R R2 2=100k=100k， R R3 3=200k =200k ， u ui i=1V=1V，求输出电压，求输出电压u uo o。

37、 R2 + + uo Rf R1 ui R3 解解 根据虚断，由图可得：根据虚断，由图可得： i f u RR R u u RR R u 32 3 o 1 1 R2 + + uo Rf R1 ui R3 又根据虚短，有：又根据虚短，有： uu 所以：所以： i f u RR R u RR R 32 3 o 1 1 i f u RR R R R u 32 3 1 o 1 可见图可见图 4 4- -6 6 所示电路也是一种同相输入比例运算电所示电路也是一种同相输入比例运算电 路。路。代入数据得：代入数据得： (V) 21 200100 200 100 200 1 o u ui RP + + C R

38、 iC iR uo 微分电路微分电路积分电路积分电路 17.1 ：将放大电路输出信号（电压或电流）：将放大电路输出信号（电压或电流） 的一部分或全部，通过某种电路（反馈电路）送回的一部分或全部，通过某种电路（反馈电路）送回 到输入回路，从而影响输入信号的过程。到输入回路，从而影响输入信号的过程。 x i + xd 基本放大电路基本放大电路A 反馈网络反馈网络F xf xo 具有具有反馈反馈网络网络放大电路的原理框图放大电路的原理框图 反馈到输入回路的信号称为反馈信号。反馈到输入回路的信号称为反馈信号。 根据反馈信号对输入信号作用的不同，反根据反馈信号对输入信号作用的不同，反 馈可分为正反馈和负

39、反馈两大类型。馈可分为正反馈和负反馈两大类型。 ； 。 17.3 2 2、稳定放大倍数、稳定放大倍数 3 3、减小非线性失真、减小非线性失真 4 4、展宽通频带、展宽通频带 5 5、改变输入电阻、改变输入电阻 6 6、改变输出电阻、改变输出电阻 1 1、降低放大倍数、降低放大倍数净输入信号减小净输入信号减小 fid xxx A dA AFA dA f f 1 1 闭环放大倍数的闭环放大倍数的 相对变化率减小相对变化率减小 用失真的输出端信号去改变输入端用失真的输出端信号去改变输入端 的净输入信号，从而改善输出信号的净输入信号，从而改善输出信号 对于对于，由于反馈网络和输入回路串联，由于反馈网络

40、和输入回路串联 ，总输入电阻为基本放大电路本身的输入电阻与反馈，总输入电阻为基本放大电路本身的输入电阻与反馈 网络的等效电阻两部分串联相加，故可使放大电路的网络的等效电阻两部分串联相加，故可使放大电路的 。 对于对于，由于反馈网络和输入回路并联，由于反馈网络和输入回路并联 ，总输入电阻为基本放大电路本身的输入电阻与反馈，总输入电阻为基本放大电路本身的输入电阻与反馈 网络的等效电阻两部分并联，故可使放大电路的网络的等效电阻两部分并联，故可使放大电路的 。 对于对于，由于反馈信号正比于输出电压，反，由于反馈信号正比于输出电压，反 馈的作用是使输出电压趋于稳定，使其受负载变动的影响馈的作用是使输出电

41、压趋于稳定，使其受负载变动的影响 减小，即使放大电路的输出特性接近理想电压源特性，故减小，即使放大电路的输出特性接近理想电压源特性，故 而使而使。 对于对于，由于反馈信号正比于输出电流，反，由于反馈信号正比于输出电流，反 馈的作用是使输出电流趋于稳定，使其受负载变动的影响馈的作用是使输出电流趋于稳定，使其受负载变动的影响 减小，即使放大电路的输出特性接近理想电流源特性，故减小，即使放大电路的输出特性接近理想电流源特性，故 而使而使。 用运算放大器设计一个输入电阻高、输出电压稳定 的负反馈放大器 输入电阻高：串联 输出电压稳定：电压 Rp ui + + uo R1 RF + uf + ud Rp

42、 + +uo ui RF R1ii if id ？ 电压串联负反馈电压串联负反馈 电压并联负反馈电压并联负反馈 17.5 17.5 正弦波振荡器正弦波振荡器 （正反馈的应用）（正反馈的应用） 17.5.1 产生自激振荡的原理产生自激振荡的原理 基本放大基本放大 电路电路Ao dX oX 反馈电路反馈电路 F fX iX + fidXXX 改成正反馈改成正反馈 正反馈电路才能正反馈电路才能 产生自激振荡产生自激振荡 如果：如果： ifXX k闭合闭合,去掉去掉,Xi 仍有信号输出。仍有信号输出。 基本放大基本放大 电路电路Ao dX oX 反馈电路反馈电路 F fX iX + + k 基本放大基

43、本放大 电路电路Ao dX oX 反馈电路反馈电路 F fX 反馈信号代替了放大电路的输入信号反馈信号代替了放大电路的输入信号 17.5.2 LC振荡电路振荡电路 由三部分组成： 放大电路 正反馈电路 选频电路 自激振荡的条件：自激振荡的条件： （1）振幅条件：）振幅条件：1AF （2）相位条件：）相位条件： n2 FAn是整数是整数 相位条件相位条件意味着振荡电路必须是正反馈，意味着振荡电路必须是正反馈， 振幅条件振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达可以通过调整放大电路的放大倍数达 到。到。 （3）选频条件：）选频条件： LC2 1 f0 18.1 整流电路整流电路 u1 u2 u3 u

44、4 u5 t t t t t 变压 整流 滤波 稳压 u1 u2 u3 u4 u5 0 0 0 0 0 整流的目的：将交流变为直流 t u2 0 2 3 4 t 0 2 3 4 uo + u2 + u1 D (a) 电路 (b) 波形 + uo RL 电路构成：电路构成： + u1 + u2 D4 D3 D1 D2 RL + uo ( (a a) ) 原原理理电电路路 a b + u1 + u2 RL + uo ( (b b) ) 简简化化画画法法 电路构成：电路构成： 两种整流电路的比较两种整流电路的比较 电电 路路 波波 形形 输出电压输出电压 每管电流每管电流 每管反压每管反压 + uo + u1 + u2 RL + uo + u2 + u1 D + uo RL u o 02 0 2 3 uo 22 1.41UU2 22 .83U2U22 0 I 2 1 2 0