模拟电路期末复习

1、模拟电子技术模拟电子技术 期末总复习期末总复习u基本器件基本器件二极管、稳压管、晶体管、场效应管二极管、稳压管、晶体管、场效应管u基本放大电路基本放大电路 共射、共集、共基、共源、共漏及差分放大共射、共集、共基、共源、共漏及差分放大功率放大电路功率放大电路电流源电路电流源电路为了改善放大电路的性能可以引入为了改善放大电路的性能可以引入负反馈负反馈。为了提供可放大的信号，为了提供可放大的信号，正弦波振荡电路正弦波振荡电路。电路工作的能量来源，电路工作的能量来源，直流电源电路直流电源电路。分分立立元元件件放放大大电电路路和和集集成成放放大大电电路路集成集成运算运算放大放大器器u基本方法：基本方法：

2、 放大电路的组成放大电路的组成 Q点的分析方法：图解法和估算法点的分析方法：图解法和估算法 Uom的分析方法（失真的分析方法和消除方法）的分析方法（失真的分析方法和消除方法） Au、Ri、Ro的分析方法：等效电路法的分析方法：等效电路法分析放大电路时应遵循分析放大电路时应遵循“先静态，后动态先静态，后动态”的原则！的原则！u基本概念基本概念 放大、放大、Q点、失真、直流通路和交流通路、小信点、失真、直流通路和交流通路、小信号等效电路、电压放大倍数、输入电阻和输出号等效电路、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻、最大不失真输出电压、负反馈等电阻、最大不失真输出电压、负反馈等第二章第二章 运算放大器运

3、算放大器线性范围内线性范围内 vOAvo(vPvN)理想：理想：ri ro0 Avo电路特征：引入负反馈。电路特征：引入负反馈。含理想运放的电路分析依含理想运放的电路分析依据：据：“虚短虚短”和和“虚断虚断”是基本出发点。是基本出发点。同相放大电路同相放大电路反向放大电路反向放大电路求差运算求差运算求和运算求和运算积分、微分运算积分、微分运算模拟乘法器模拟乘法器基本运算电路包括：基本运算电路包括：开环或引入正反馈则运放工作在非线性区，开环或引入正反馈则运放工作在非线性区，如电压比较器。如电压比较器。OOM=VV本章要求掌握：本章要求掌握：运算放大电路输出、输入电压关系分析运算放大电路输出、输入

4、电压关系分析第三章第三章 二极管及其基本电路二极管及其基本电路PN 结特性：单向导电特性，反向击穿特性，结特性：单向导电特性，反向击穿特性，电容特性，温度特性。电容特性，温度特性。1.PN结结2.二极管的伏安特性二极管的伏安特性锗二极管锗二极管2AP152AP15的的V V- -I I 特性特性正向特性正向特性反向特性反向特性击穿特性击穿特性门坎电压（死区电压）门坎电压（死区电压）锗管：锗管：0.1V硅管：硅管：0.5VmV)26( ) 1e (TSTUIiUu常温下二极管等效方法：二极管等效方法：（1 1）理想模型）理想模型 （2 2）恒压降模型）恒压降模型（3 3）折线模型）折线模型3.稳

5、压二极管稳压二极管1. 伏安特性进入稳压区的最小电流进入稳压区的最小电流不至于损坏的最大电流不至于损坏的最大电流 由一个由一个PN结组结组成，反向击穿后成，反向击穿后在一定的电流范在一定的电流范围内端电压基本围内端电压基本不变。不变。2. 主要参数稳定电压稳定电压UZ、稳定电流、稳定电流IZ最大功耗最大功耗PZM IZM UZ若稳压管的电流太大则会因功耗过大而损坏，因而稳压管电若稳压管的电流太大则会因功耗过大而损坏，因而稳压管电路中必需有限制稳压管电流的限流电阻！路中必需有限制稳压管电流的限流电阻！限流电阻限流电阻本章要求掌握：本章要求掌握：含二极管的电路分析含二极管的电路分析晶体管有三个极、

6、三个区、两个晶体管有三个极、三个区、两个PN结。结。晶体管第四章第四章 三极管及其放大电路三极管及其放大电路晶体管的三个工作区域 晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅仅几乎仅仅决定于输入回路的电流决定于输入回路的电流 iB。状态状态uBEiCuCE截止截止Uon(发射结反偏）发射结反偏）ICEOVCC放大放大 Uon（发射结正偏）（发射结正偏）iB uBE（集电结反偏）（集电结反偏）饱和饱和 Uon（发射结正偏）（发射结正偏）与与iB不成比例关系不成比例关系 uBE（集电结正偏）（集电结正偏）cer三极管放大电路三极管放大电路三极管的小信号等

7、效电路三极管的小信号等效电路eBEQBQEQCCb21b1bBQRUUIVRRRU)( ecEQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU1EQBQIIu共射放大电路共射放大电路直流通路直流通路beLio rRUUAubeb2b1irRRRcoRR 如何提高电压如何提高电压放大能力？放大能力？动态分析RCRB1vs+ - -RL+ - -voRB2RSu基本共集放大电路静态分析直流通路直流通路 ebBEQCCBQ)1(RRVVI eCQCCeEQCCCEQRIVRIVV BQCQII 动态分析：故称之为射故称之为射极跟随器极跟随器共集电路特点：共集电路特点：输入电阻大，输出电阻小；只放大电

8、流，不放输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压；在一定条件下有电压跟随作用！大电压；在一定条件下有电压跟随作用！oLibeL(1)1(1)RArRvvvibbeL |(1) RRr RrRRiR 1/besettov其中其中bss/ RRR u基本共基放大电路eBEQBBEQRUVI1EQBQIICEQCCCQc()eUVIRR静态分析动态分析共基电路特点：输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！coRR 小信号等效电路小信号等效电路 beLiorRA vvvbebee|11irrRRt tuCEUCEQVCCOt tuCEUCEQVCC

9、O饱和失真饱和失真底部失真底部失真截止失真截止失真顶部失真顶部失真消除失真的消除失真的方法？方法？以上波形均是对以上波形均是对NPN管而言，管而言，如果换成如果换成PNP管会如何？管会如何？多级放大电路：多级放大电路： 组合放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管组合放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益的乘积。放大电路电压增益的乘积。 前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入电阻是前一级的负载电阻输入电阻是前一级的负载电阻RL。输入电阻等于第一级放大电路的输入电阻。输入电阻等于第一级放大电路的输入电阻。输出电阻等于最后一级

10、放大电路的输出电阻。输出电阻等于最后一级放大电路的输出电阻。两只两只NPN型型BJT组成的复合管组成的复合管 rberbe1(1 1)rbe2 21NPN与与PNP型型BJT组成的复合管组成的复合管 rberbe121复合管复合管放大电路频率响应：放大电路频率响应：三极管的高频小信号等效电路及参数计算三极管的高频小信号等效电路及参数计算 TVIrgEQebm mmb eTT22b cggCCffbbTbe0EQ(1)rCVrI、可从手册查得单级共射极放大电路的高频响应单级共射极放大电路的高频响应最简等效电路：最简等效电路：M1ebCCC cbLmM1)1( CRgCebbbbs rrRRR/)

11、/(RCf21H 增益增益-带宽积带宽积RC21 HVSMfA bebsbebbeebLmrRRrRrrRg/ 1)选选 rbb 小、小、 Cb c 小、小、fT 高的三极管高的三极管 .2)管子选定后管子选定后,要提高要提高 fH , Rs 尽量小（即输入信号源接近于恒尽量小（即输入信号源接近于恒压源）压源）,以使以使R 减小。减小。提高提高fH时需要：时需要：本章要求掌握：本章要求掌握：1.会画直流交流通路、小信号等效电路会画直流交流通路、小信号等效电路2.单级放大电路的直流交流分析单级放大电路的直流交流分析3.多级放大电路分析多级放大电路分析u场效应管场效应管1)增强型增强型MOS管管2

12、)耗尽型耗尽型MOS管管开启开启电压电压夹断夹断电压电压DGS(th)GSDO2GS(th)GSDOD2) 1(iUuIUuIi时的为式中在恒流区时，第五章第五章 场效应管及其放大电路场效应管及其放大电路2)(TGSnDVVKI 符号符号夹断夹断电压电压漏极饱漏极饱和电流和电流GS(off)GSDSUuu2GS(off)GSDSSD)1(UuIi在恒流区时3)结型结型管管2(1)GSDDSSPviIV场效应管静态工作点的分析GSQGG2DQDSQDDDQd()nGSQTVVIK VVVVIR1. 基本共源放大电路u场效应管放大电路场效应管放大电路2. 分压式偏置电路g1GQAQDDg1g2SQ

13、DQsGSQGQSQRUUVRRUIRUUU2DQ()nGSTIK VV)(sdDQDDDSQRRIVU 所有场效应管都能够采用这种电路形式设置所有场效应管都能够采用这种电路形式设置Q点。点。即典型的即典型的Q点稳定电路点稳定电路联联立立求求解解场效应管放大电路的动态分析n D22mDO DTgK iIiV近似分析时可认近似分析时可认为其为无穷大！为其为无穷大！根据根据iD的表达式或转移特性可求得的表达式或转移特性可求得gm。与晶体管的与晶体管的h参数等效模型类比：参数等效模型类比：1. 场效应管的交流等效模型例如：以增强型例如：以增强型MOS管为例，代入其管为例，代入其iD的表达式，可得到：

14、的表达式，可得到：2TnDOVKI 2. 基本共源放大电路的动态分析sRgRgAmdmio1 vvvg2g1i/ RRR doRR 3. 基本共漏放大电路的动态分析g2g1i/RRR 小信号等效电路小信号等效电路dsrRmdsmds(/)11(/)vgRrAgRrg2g1i/RRR odsm1/RRrg本章要求掌握：本章要求掌握：1. 单级单级MOS放大电路的直流、交流分析放大电路的直流、交流分析C12REF2CIIIC2REF2 iI若，则CCBEEECCEEBE()-=REFVVVVVVIRR 代表符号代表符号1. 镜像电流源镜像电流源T T1 1VCCiC1RT T2 2IRIOiT T

15、3 32Bi1Biq减小减小 的的镜像电流源镜像电流源（改进型电流源）（改进型电流源）第六章第六章 模拟集成电路模拟集成电路0RII电流源的作用：提供偏置；做有源负载。电流源的作用：提供偏置；做有源负载。差分放大电路：差分放大电路：ui2T T1 1+ +- -+ -+ -+VCCREEui1uo-V-VEEEE+ +- -RCRCT T2 2R RL L1 1、输入信号的形式、输入信号的形式 差模信号：指大小相等、极性相反差模信号：指大小相等、极性相反的信号的信号 vi1 = -vi2 差模输入电压差模输入电压vid = vi1 - vi2 共模信号：指大小相等、极性相同的信号，即为同向漂移

16、共模信号：指大小相等、极性相同的信号，即为同向漂移 信号。信号。 vi1 = vi2 共模输入电压共模输入电压vic = (vi1 + vi2 ) / 2icciddooo =vvvvvvvAA 总输出电压总输出电压共模抑制比共模抑制比反映抑制零漂能力的指标反映抑制零漂能力的指标cdCMR=vvAAKEEBEQEQe2VVIR1EQBQIIBQ1BQ2BQCQ1CQ2CQEQ1EQ2EQCQ1CQ2CQOCQ1CQ20IIIIIIIIIVVVvVVEEBQBEQEQe2bVIRVIR晶体管输入回路方程：晶体管输入回路方程：通常，通常，Rb较小，且较小，且IBQ很小，故很小，故CEQCCCQcB

17、EQCQEQVVVVIRV选合适的选合适的VEE和和Re就就可得合适的可得合适的Q双端输入双端输出的的Q点分析：点分析： 理想对称时：理想对称时：2. 直流分析直流分析电路电路参数参数理想对称条件下理想对称条件下动态分析：动态分析：差模输入电阻：差模输入电阻： Rid均为均为2rbe；输出方式决定：输出方式决定：Q点、点、Ad、 Ac、 KCMR、Ro LcdbecCMRoc()2 0 2RRArAKRR 双端输出：cLd1d2becLc1c2be00CMRbeoc()2() 2(1) RRAArRRAArrrKrRR 单端输出：本章要求掌握：本章要求掌握：1. 差分放大电路直流、交流分析差分

18、放大电路直流、交流分析按反馈信号分按反馈信号分电流反馈：反馈信号取自输出电流电流反馈：反馈信号取自输出电流电压反馈：反馈信号取自输出电压电压反馈：反馈信号取自输出电压按反馈信号与输入按反馈信号与输入信号的联接关系分信号的联接关系分电流串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈反馈类型可分为四类反馈类型可分为四类串联反馈：反馈信号与输入信号是串联的关系串联反馈：反馈信号与输入信号是串联的关系 （反馈信号（反馈信号均以电压的形式均以电压的形式在输入端出现）在输入端出现）并联反馈：反馈信号与输入信号是并联的关系并联反馈：反馈信号与输入

19、信号是并联的关系 （反馈信号（反馈信号均以电流的形式均以电流的形式在输入端出现）在输入端出现）第七章第七章 反馈放大电路反馈放大电路1.反馈判断反馈判断净输入量减小净输入量减小级间负反馈级间负反馈fvidv电压串联负反馈 负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的，但增益的稳定性提高。代价的，但增益的稳定性提高。串联负反馈串联负反馈 并联负反馈并联负反馈 电压负反馈电压负反馈 电流负反馈电流负反馈 增大输入电阻增大输入电阻减小输入电阻减小输入电阻减小输出电阻，稳定输出电压减小输出电阻，稳定输出电压增大输出电阻，稳定输出电流增大输出电阻，稳定输出电

20、流2.负反馈对输入电阻和输出电阻的影响负反馈对输入电阻和输出电阻的影响AAAFAAd11dff 3.深度负反馈增益估算深度负反馈增益估算根据根据xf xi计算增益时注意几点：计算增益时注意几点：对于串联负反馈，有对于串联负反馈，有vf vi，计算计算Avf =00ifvvvv对于并联负反馈，有对于并联负反馈，有if ii，计算，计算Avfs = 0svv0ifR 电流源激励电流源激励sssvi R00ssfsvvi Ri R注意：对于并联负反馈电路，注意：对于并联负反馈电路，RS S是是不可缺少的，否则将无法估算电压增不可缺少的，否则将无法估算电压增益。益。本章要求掌握：本章要求掌握：反馈的判

21、断反馈的判断负反馈对放大电路性能影响负反馈对放大电路性能影响深度负反馈放大电路增益估算深度负反馈放大电路增益估算会引入合适的负反馈网络会引入合适的负反馈网络 甲类方式：晶体管在输入信号的整个周期都导通静态：晶体管在输入信号的整个周期都导通静态IC较较 大，波形好大，波形好, 管耗大管耗大,效率低。效率低。2. 乙类方式：晶体管只在输入信号的半个周期内导通，静：晶体管只在输入信号的半个周期内导通，静 态态IC=0，波形严重失真波形严重失真, 管耗小效率高。管耗小效率高。 3. 甲乙类方式：晶体管导通的时间大于半个周期，静态：晶体管导通的时间大于半个周期，静态 IC 0（很小），一般功放常采用。（

22、很小），一般功放常采用。0icuCE0icuCE0icuCE第八章第八章 功率放大电路功率放大电路22CCCESomL()22omLUVUPRRCCCESCCVom4 VUVPPomCCCESUVUCCCMCmaxLCEO(BR)CEmaxCCCMTmax20.2omVIiRUuVPPP选管依据：选管依据：1.乙类互补功放乙类互补功放2CCOm0T2()4mLV VVPR如果电路为单电源，则计算如果电路为单电源，则计算Po、PT、PV和和P0m的公式必的公式必须加以修正，以须加以修正，以VCC/2代替原来公式中的代替原来公式中的VCC即可。即可。 消除交越失真电路形式消除交越失真电路形式2.甲

23、乙类互补功放甲乙类互补功放例题：已知例题：已知VCC=15V，输入电压为正弦波，晶体管的饱和，输入电压为正弦波，晶体管的饱和管压降管压降 ,电压放大倍数约为电压放大倍数约为1，负载电阻，负载电阻RL=4 。求。求解负载上可能获得的最大功率和效率；若输入电压最大有解负载上可能获得的最大功率和效率；若输入电压最大有效值为效值为8V，则负载上能够获得的最大功率为多少？，则负载上能够获得的最大功率为多少？VUCES318W2)(2LCESCComRUVP%8 .624 CCCESCCVomVUVPPV8 , 10iuUUA216W2omomLUPR本章要求掌握：本章要求掌握：甲乙类功率放大电路的各元件

24、作用、输出功率甲乙类功率放大电路的各元件作用、输出功率和效率的计算和效率的计算振荡电路基本组成部分振荡电路基本组成部分1) 放大电路：放大作用放大电路：放大作用2) 正反馈网络：满足相位条件正反馈网络：满足相位条件3) 选频网络：确定选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振荡保证电路产生正弦波振荡4) 稳幅环节：稳幅环节：使电路能从使电路能从AuF 1 ，过渡到，过渡到AuF =1，从而达到稳幅振荡。从而达到稳幅振荡。1) 是否存在主要组成部分；是否存在主要组成部分；2) 放大电路能否正常工作，即是否有合适的放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是否点，信号是否可能正常传递，可能正常传

25、递，即即没有被短路或断路没有被短路或断路；3) 是否满足相位条件，即是否存在是否满足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振荡，是否可能振荡 ；4) 是否满足幅值条件。是否满足幅值条件。分析方法分析方法第九章第九章 信号处理与产生电路信号处理与产生电路211FAnFAFA正弦波振荡的条件相位条件的判断方法：瞬时极性法瞬时极性法断开反馈，在断开处给放大电路加断开反馈，在断开处给放大电路加 f=f0的信号的信号Ui，且规且规定其极性，然后根据定其极性，然后根据 Ui的极性的极性 Uo的极性的极性 Uf的极性的极性若若Uf与与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不极性相同，则电路可能产生自激

26、振荡；否则电路不可能产生自激振荡。可能产生自激振荡。 在多数正弦波振荡电路在多数正弦波振荡电路中，输出量、净输入量和中，输出量、净输入量和反馈量均为电压量。反馈量均为电压量。 iU采用同相比例运算电路作放大电路。采用同相比例运算电路作放大电路。Rf为为负反馈负反馈RC串并网络为串并网络为正正反馈网络反馈网络输入电压输入电压 以以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络、并引入电压串并联网络为选频网络和正反馈网络、并引入电压串联负反馈（以满足输入电阻大、输出电阻小的要求），两串联负反馈（以满足输入电阻大、输出电阻小的要求），两个网络构成桥路，即构成文氏桥振荡器。个网络构成桥路，即构成文氏桥振荡器。1.RC桥式振荡电路桥式振荡电路（文氏桥振荡器）振荡频率是：振荡频率是：012 fRC)(0iffUfU)(0iffUfUiUfU电压比较器电压比较器特点：特点： 开环，具有很高的开环增益。开环，具有很高的开环增益。CCOEEVvV 运算放大器工作在非线性状态下运算放大器工作在非线性状态下电压传输特性的关键要素电压传输特