模拟电子复习资料

1、模拟电子技术辅导材料?模拟电子技术?课程教学的主要内容和根本要求课程结构主要内容和根本要求一、总体要求掌握以下方面的内容1. 简单直流电路的根本分析方法。2. 用图解法和微变等效电路法分析非线性电路。3. 根本放大器、多级放大器及负反应放大器的分析。4. 集成运放和集成功放电路的分析。5. 正弦波振荡电路的分析与应用。6. 直流稳压电源的分析与应用。二、各局部内容要求：一半导体管1. 掌握二极管的结构、符号、伏安特性及其单向导电性，注意其开关特 性的分析。2. 掌握三极管的电流分配关系、特性曲线和等效电路。熟悉三极管放大 的外部条件，了解三极管的主要参数。3、熟练掌握二、三极管电路的分析方法二

2、根本单级放大器1. 熟悉根本放大电路的组成和性能指标。2. 熟练掌握三种根本组态共发、共射、共集放大电路的结构特 点、分析方法和性能指标特点。静态工作点是直流量，必须由直流通道求 取；输入电阻、输出电阻、电压放大倍是交流量，必须由交流通道求取。3. 熟练掌握用等效电路分析法分析计算根本放大电路和分压式放大电 路的静态工作点、输入电阻、输出电阻、电压放大倍数等参数。三多级放大器1. 熟悉多级放大电路的组成和性能指标。2. 掌握多级放大器的耦合方式及优缺点。2. 掌握直流放大器及差动放大器的特点。3. 熟悉多级放大器的增益的计算。四反应放大器1. 熟悉四种反应组态的判断。2. 掌握四种反应组态对放

3、大电路工作性能的影响。3. 熟悉深度负反应放大电路的分析方法并能近似估算电压放大倍数。4. 能根据输入及输出要求引相应的负反应。五集成运算放大电路及其运用1. 熟悉差动放大电路、恒流源式差动放大器的电路结构。2. 掌握差动放大电路、恒流源式差动放大器的静态工作点、输入、输 出电阻、电压放大倍数的计算。3. 掌握线性集成运放的特点。 1掌握以下放大器的构成 同相比例运放、反相比例运放、加法器、减法器、跟随器。 2熟练计算上述放大器的输入电压与输出电压的关系或电压放大倍 数。电压比拟器的构成，并能画出输入与输出波形。六功率放大器1、掌握功率放大器的特点及分类。2、掌握互补对称式功率放大电路的工作原

4、理。3、熟悉OTL OCL功率放大电路输出功率及效率的计算。4、熟悉什么是交越失真，如何消除交越失真。 七正弦波振荡电路1. 重点掌握自激振荡的振荡条件以及振荡的建立与稳定。2. 掌握RC正弦波振荡电路的结构、选频特性及起振条件。3. 熟悉 LC 正弦波振荡电路及石英晶体振荡器典型电路，根据起振的相位 条件，判断是否能起振。八直流稳压电源1、掌握直流稳压电源的组成及各局部的作用。2、掌握稳压管稳压电路及串联型稳压电路的组成及工作原理。第一讲 半导体二、三极管一、半导体二极管根本要求? 理解：PN结的形成及单向导电性? 熟悉：普通二极管、稳压二极管的外特性及主要参数? 熟练掌握：二极管电路的分析

5、方法 半导体的概念、分类按是否纯洁一本征半导体和杂质半导体1 .本征半导体概念：本征半导体是纯洁的、具有晶体结构的半导体。结构：半导体材料为四价元素，组成共价键结构。本征激发形成电子 空穴对，在外电场作用下，做漂移运动形成电流。由于载流子浓度很低， 所以本征半导体导电能力很弱。2. 杂质半导体概念：在本征半导体中掺入少量的杂质。 N型-掺入五价元素-P型-掺入三价元素两种载流子浓度不等，多子 -由掺杂形成，少子-由热激发产生。N型半导体中自由电子为多子，空穴为少子；P型半导体中空穴为多子，自由电子为少子。由于多子浓度就会远大于室温条件下本征激发所产 生的载流子浓度，所以杂志半导体导电能力较强。

6、3. 半导体中载流子的运动方式 漂移运动-载流子在外加电场作用下的定向移动。 扩散运动-因浓度梯度引起载流子的定向运动。二PN结的形成及特性1 . PN结的形成当P型半导体和N型半导体结合在一起的时侯，交界面处一PN结。由于交界面处存在载流子浓度的差异t载流子扩散t产生空间电荷区和内电 场，P区一侧呈现负电荷，N区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了 方向由N区指向P区的内电场 t内电场阻碍多子扩散，有利少子漂移。当扩散和漂移到达动态平衡时，交界面形成稳定的空间电荷区，即PN结。2 . PN结的特性1单向导电性PN正偏时t多子向PN结移动，空间电荷区变窄，内电场减弱t扩散运 动大于漂移运动T形

7、成以多子为主体的正向扩散电流。外加电压一定 值后，正向电流显著增加一导通。PN反偏时t多子背离 PN结移动，空间电荷区变宽，内电场增强t漂移 运动大于扩散运动T形成以少子为主体的反向漂移电流。当温度一定 时，少子浓度一定，反向电流几乎不随外加电压而变化，故称为反向饱和 电流，为uA级，此时，PN结截止。2伏安特性它可划分为三个局部： 正向特性外加正向电压当正向电压超过V th后，二极管才有明显的正向电 流，V th称为门坎电压。硅管的V th约为0.5V，锗管的V th约为0.1V。当流过二极管的电流I较大时，二极管两端的电压几 乎维持恒定，称为导通电压UDqn。硅管通常取0.7 V,锗管约为

8、通常取0.2 V。 反向特性外加反向电压UD < 0反向电压时，且 V BR反向电流很小，而且与UD的大小无关。由二极管的伏安特性曲线看出：二极管是非线性器件；二极管具 有单向导电性。 反向击穿特性当反向电压增加到某一数值V BR时，反向电流急剧增大，这种现象叫 做二极管的反向击穿。二极管的符号如右图。3 .主要参数1正向-最大整流电流I F2反向-反向击穿工作电压V RM=1/2VBR三二极管应用电路的分析方法1伏安特性的折线近似模型分析法 理想二极管模型-正向导通时，UD = 0 ;反向截止时，I c=0。 恒压降模型-当二极管工作电流较大时，其两端电压为常数，硅管UD = 0.7V

9、。2图解分析的步骤电路中只有直流电源： 联立方程，一个线性，一个非线性； 在同一坐标上画出非线性局部的伏安特性和线性局部的特性曲线； 由两条特性曲线的交点求电路的V和I。3微变等效电路电路中除有直流电源外，还有交流小信号丨分析的步骤： 静态分析-假定Ui=0,用直流图解分析法，找到0点Iq,Uq， 动态分析-对电路交流状态进行分析，在 Q点二极管伏安特性曲线近似为直线，二极管可等效为交流电阻r d=UT/ I q = 26mV/l dq,交流电流i dm = Um/ r d 流过二极管的电流四特殊二极管1.稳二极管一般在正向电压下工作，稳压管那么在反向击穿状态下工裤 IO. I：. 1 I 詔

10、 匸 C中?血E5nJ眄単4电讣LO a? DT:时炷产齐 - jfrwirrn 作，二者用法不同；压二极管1工作原理稳压管工作在反向击穿区，在电路中起稳压作用。它的符号。2主要参数：稳定电压V z = V BR稳定电流I z=工作电压为 Vz时对 应的电流、最大工作电流I zM和最大耗散功率P zM,最大耗散功率P zM =IzM*Vz2 发光二极管发光二极管将电能转化为光能。简写成了LED，它的特性曲线与普通 二极管类似，但正向导通电压一般为12V,正向工作电流一般为几几十毫安。它的符号。五题型1 .根据二极管的开关条件判断二极管的工作状态，求输出信号及波形。2 .根据稳压管的特点，分析稳

11、压管电路，求输出信号及波形。3. 利用图解分析、模型 分析、微变等效电路分析法分析二极管直流、交直 流电路。例1.求图所示电路的静态工作点电压和电流。E . a ; ai. mjaaiMaa L' 寻解：1图解分析法联立方程rV = V 1 IRL D =f(U d)将相应的负载线画在二极管的伏安特性曲线上，如下列图，其交点便是 所求的I Q V Q。2模型分析法 理想二极管模型V= 0,I=V 1/R 恒压降模型设为硅管，V= 0.7V ,I=V 1 V/R例2.试判断图中二极管是导通还是截止？并求出A0两端电压V A0。设二极管为理想的。解：分析方法：1将D1、D2从电路中断开，分

12、别出 D1、D2两端 的电压；=诃nv2根据二极管的单向导电性，二极管承受正向电 压那么导通，反之那么截止。假设两管都承受正向电压，那么正向电压大的管子优先导通，然后再按以上方法分析其它管子的工作情 况。此题中：D2优先导通，此时， D1管子截止。V A0 = -4V。例3 .两个稳压管的稳压值VZ1=5V,V Z2=7V,它们的正向导通压降均为0.6V，电路在以下二种接法时，输出电压Vo为多少？假设电路输入为正弦信号V l=20sin 3 tV，画出图a输出电压的波形。勒11 _ _二能t. r 1 -. 2".-仆-7quPTLbTWM 1 I*1 1解：图a中假设输入正弦信号V

13、l=20sin 3 t V：在输入信号正半周，假设 V I<12V，稳压管反向截止，V o=V I ;假设 VI > 12V，稳压管反向击穿，V o=12V。在输入信号负半周，假设V l> -1.2V，稳压管截止，V o= V I ;假设V I < -1.2V，稳压管正向导通，V o=-1.2V。图b中：在输入信号正半周，假设 V l<7.6V ,稳压管反向截止，V o=V I ;假设 V I > 7.6V 稳压管反向击穿，V o=7.6V。在输入信号负半周，假设V I> -5.6V，稳压管截止，V o= V I ;假设V I < -5.6V，稳

14、压管正向导通，V o=-5.6V。两个二极管反向并联一般起什么作用？这里要分两种情况1两个二极管反向并联，同时与负载串联，那么信号的峰峰值的绝对值小于二极管正向导通电压值的，因二极管没有通过而不能通过，反之可以通 过。2两个二极管反向并联，同时与负载并联，那么信号的峰峰值的绝对值大于二极管正向导通电压值的，因二极管通过而被限制输出并被钳位在了二极 管正向导通压降上，即是被限幅了，而不是限压，将信号的峰峰值限制在二极管正反向导通压降上。它们的稳压分别为 8v和6v，正导通电压都是 0.7v两个稳压二极管分别串 联和并联后，电压有几种情况，分别是多少两个稳压管并联后为什么是稳压值小的先导通，最后总

15、的稳压值是稳压管 小的那个管的稳压值?低稳压值的 稳压管导通以后，电压就被钳位在这个低的稳压值上，再不会 上升了，达不到高稳压值，所以高稳压值的稳压管就不会导通了。所以总的稳压值只能是那个低的。二、半导体三极管按载流子的种类。分为一双极型半导体三极管晶体三极管、晶体管、三极管 根本要求? 理解：三极管的结构、放大的原理、三极管放大的外部条件? 掌握：三极管的电流分配关系、主要参数、特性曲线和等效电路? 熟练掌握：三极管电路的分析方法? 了解：场效应管的结构、工作原理，熟悉增强型绝缘栅场效应管子的伏安特性曲线，共源、共漏组态放大电路的分析方法1 半导体三极管的结构和类型1概念：通过一定的工艺将两

16、个PN结结合在一起。2结构：同一硅片上掺杂三个区-E区、B区和C区。两个背靠背的 PN结-发射结和集电结。引出的三个电极 -发射极e、基极b、集电极c。3分类：分为 NPN型和PNP型两大类。2结构特点：发射区的掺杂浓度最高；基区很薄，且掺杂浓度最低。集 电区面积大，掺杂浓度较发射区低。4三个区作用：发射区发射载流子、基区传输和控制载流子、集电区收 集载流子。5三极管的符号：2 三极管放大的原理电流放大：以小的基极电流控制产生大的集电极电流1放大的条件内部条件：基区很薄，发射区的重掺杂，集电区面积大。外部条件：发射结正偏、集电结反偏。2放大的原理 VEE RE、发射结构成输入回路。由于发射结正

17、偏，且发射区的重掺 杂，发射区中的多子-自由电子向基区扩散，并不断由VEE得到补充，形成电流I EN基区很薄，基区中的多子空穴扩散形成的空穴电流IEP很小，忽略。流过发射极的电流IEI EN冷1J 0*1 J* JIJ CMPQ-Iz. ±.<8- ./it? 4- ；adLr.- f . 厂B.rjr务；駅I H Jis< iu-> g .p 口盯 歹I 弹C c > JHRM* .RKMfc Z- f"巧 | 書卄+»為半导体三极管内部载流子的传输过程 载流子在基区内的扩散与复合发射区电子扩散到基区后，由于基区薄且掺杂浓度低，只有很少的

18、一 局部会与基区中的多子空穴相复合，形成基极电流IB I CBC忽略，大局部将到达集电结。 集电区收集载流子VCC RC集电结构成输出回路。由于集电结反偏，电子几乎全部漂移 过集电结，形成集电极的电流ICN1。基区中的少子电子通过集电结形成的电子电流I CN2和集电区中的少子空穴通过集电结形成的空穴电流ICP所组成的反向饱和电流I CBO很小，忽略。因此I C I CN1结论：在外加电压作用下，E区向B区注入的载流子大局部进入C区,形成Ic，小局部在B区复合，形成Ib,所以lc»l b且I E=I c + IB放大作用：VEE变化时，IB变化，I E也变，I c也变，由于IB?I c

19、,所以，IB很小的变化会引起I c较大的变化一一三极管的放大作用。3两个参数共基接法 参数a,称为共基极电流传输系数，表示IE对Ic的控制能力。直流共基极电流传输系数：a I c/I E交流共基极电流传输系数：共射接法 参数B hFE，称为共射极电流放大传输系数， 表示IB对I c的控制能力。 直流共射极电流放大系数IcIB交流共射极电流放大系数通常认为：B且 a = B/l +B3 电流分配关系I E=I C+ IB4 共射极电路的特性曲线 (以NPN型管为例) 1输入特性曲线概念：输入特性曲线是指V CE一定时，IB和V BE之间的关系。即I B=f( V BE)| V CE=t数特点：V

20、 CE=0 C、E并连，输入特性曲线等效于二极管的正向伏安特 性曲线；随着V CE增大，输入特性曲线右移；增大VCE, IB下降。导通电压 UBE(ON)= 0.7V(硅管)2输出特性曲线概念：输出特性曲线是指IB一定时，I C和管压降V CE之间的关系.即I C=f( V CE )| I B =常数对不同的I B,都有一条曲线与之对应。当VCE由Of时，I C由0f,当V CEf到一定值后，I C不随增加，恒流特性。可分为三个区： 截止区：发射结反偏或 0偏，集电结反偏，I B 0, UBE< UONJ C =I ceo 0。 放大区：发射结正偏，集电结反偏。VBE 0.7V , I

21、B>0,I C=3I B,且V CE>V BE= 饱和区：发射结正偏，集电结正偏,UBE UON V CEV BE, UCBV CE-V BE< 0,此时，I c3,I c <3I B,对小功率管，V CESATWV CE=V BE临界饱和。5.极限参数集电极最大允许电流I CM B明显下降时对应的最大允许集 电极电流。n,叱 M集电极耗散功率PCM允许 的最高集电极结温决定的最大集 电极功耗。反向击穿电压V BRCEO I B=0时，集电结不击穿时， C-E 之间对应的电压。I CM PCM V BRCEO确定三极管平安工作区。二单极性半导体三极管-场效应管D大小的一

22、概念：场效应管是利用内部电场效应来控制输出电流i 种半导体器件。根据结构的不同，场效应管分为J JFET-结型场效应管MOSFET金属 -氧化物-半导体场效应管1、MOS场效应管MOS管是指由金属Metal、氧化物Oxide、半导体 Semiconductor三种材料构成的器件。分类：按栅源电压不同 J 增强型耗尽型沟道沟道按载流子 nP 2、符号：3、工作原理P35以增强型N沟道MOS场效应管为例V GS=0时，不管V DS>0或<0, D S之间的两个 PN结，总有一个反 偏，D S之间的电流I D=0VGS>0时，由于S极与衬底B相连，在G、B电场作用下，使靠近 S i

23、 O 2 一侧P型硅中的多子空穴受到排斥而向体内运动，从而在外表 留下不能移动的负离子，形成耗尽层。正向电压VGS增大，耗尽层也随着加宽。P型半导体中的少子电子，受电场力的吸引，当VGS增大到某一值时，这些电子被吸引到P型半导体外表，使耗尽层与绝缘层之间形成一个N型薄层，鉴于N型薄层是由P型半导体转换而来，故称它为 反型 层。反型层与漏源间的两个 N型区相连，成为漏源间的导电沟道。如果在漏源间加上电压，就会有漏极电流产生。因为载流子是电子，因此称为N型导电沟道。开始形成 N型导电沟道所需的V GS值称为开启电压，用V GS(th)表示。VGS<V GS(th)时，无导电沟道， I D=0

24、bVGS>V GS(th)时，形成导电沟道，产生 I DbV GS越大，电场越强，被吸引到反型层中的电子愈多，沟道愈厚，沟 道电阻就愈小，I D越大。4、特性曲线1输出特性曲线概念：输出特性曲线是指当V GS定时，I D随V DS变化的曲线。从输出特性曲线上很明显的得出：场效应管是电压控制型器件，栅源 间电压V GS控制漏极电流I Do2转移特性曲线概念：输出特性曲线是指当V DS定时，I D随V GS变化的曲线。5、场效应管放大电路与晶体管放大电路类比关系不同点：场效应管为压控放大元件，晶体管为流控放大元件。雷同点：两种器件之间存在电极对应关系，即栅极G-基极B,源极S-发射极E,漏极

25、D-集电极C。在分析放大电路时，均采用微变等效电路法。需注意场效应管受电 压控制，晶体三极管受电流控制。场效应管输入电阻很高，分析时，可认 为输入端开路。三三极管电路的分析方法三极管工作时，常有直流和交流，三极管电路分析步骤_直流静态分析：确定直流工作点。-交流动态分析：确定叠加在静态工作点上的各交流量。1、直流分析1图解分析法在三极管的特性曲线上用作图的方法，求电路中各直流电流、电压的 方法。 先分析输入回路首先把电路分为线性和非线性两局部，分别列出它们的方程。在线性 局部，其方程为V BE=V BB-I B* R B将相应的负载线画在三极管的输入特性曲线上，其交点便是所求的I BQ V B

26、Q。 再分析输出回路用同样的方法，可得到输出回路的负载线方程直流负载方程为V CE=V CC-I C*R C将相应的负载线直流负载线，斜率为1/Rc画在三极管的输出特性曲线上，找到与I B=I BQ相对应的输出特性曲线，其交点便是所求的I CQ V CEQ。2工程近似法用放大电路的直流通路。直流通路：直流信号的通路。放大电路中各电容开路即可得到。2 .动态分析放大电路输入端接入交流信号ui后的工作状态，称为动态。动态分析时，各极的电流和各极间的电压都在静态值的根底上叠加一个随输入信号 Vi作相应变化的交流分量。1图解分析法在三极管的特性曲线上用作图的方法，求电路中各交流电流、电压的 方法。1根

27、据Vi在输入特性曲线上求iB的波形2画出直流负载线3 丨根据iB在输出特性曲线上画出 iC和uCE的波形2微变等效电路小信号模型分析法用三极管的小信号模型进行交流分析，适用于小信号。1三极管的H参数小信号模型 前提：输入交流信号很小时，输入电压ube及产生的电流ib呈线性， ube/ ib=常数，令rbe = ube/ ib , rbe-三极管输入电阻，这里1rbe=rbb +(1+ 3 ) rerbb1基区体电阻re发射结电阻re=26mV/IEQmA所以 rbe=rbb 1+(1+ 3 ) 26mV/IEQmA 三极管的小信号等效电路模型：P502三极管电路的H参数小信号模型 交流分析步骤

28、： 直流分析：确定直流工作点 画出H参数小信号等效电路方法：先画出放大电路的交流通路电容及电源交流短接，然后将 三极管用H参数小信号模型代替。所谓交流通路是指交流电流流经的路 径。注意，在交流通路中的电流、电压都是交流量。 叠加(四)题型1 根据三极管的外部条件判断三极管的类型和工作状态。2 .求交直流电流传输系数a和电流放大系数3. P33例题3 .三极管电路的交直流电流、电压的分析计算 例1.电路如下列图，设半导体三极管的3假设工作在放大区，那么I C=3.I B=24mA V CE=Vcc-1 C.R e< 0.7V，故假设不成立，三级管工作 在饱和区。此时，V CE=V CES=

29、0.3V,I C=Vcc/ R e=3mA2当开关K置B,同样的方法可判断三级管工作在 放大区，I C=3I B=1.92mA3当开关K置 C,三级管工作在截止状态，IC=0第二讲放大电路器根本要求? 熟悉：根本放大器、差分放大器、电流源、功率放大电路、多级放 大电路、集成运放的组成及其工作原理? 正确理解：非线性失真、共模抑制、零点飘移、交越失真? 掌握：1、三种组态放大电路的构成，会分析计算其主要参数增益、输 入电阻和输出电阻；2、差分放大电路输入输出方式，会分析计算其主要参数差模增 益、差模输入和输出电阻；3、功率放大电路的工作类型，会分析计算其主要参数增益、输 出功率和效率；4、会分析

30、计算多级放大电路的主要参数增益、输入电阻和输出 电阻；5、理想运放的主要参数及概念一、放大电路的组成放大电路的组成对 根本放大器， 包括信号源、放大电路、负载、直流电源。对 多级放大器， 包括信号源、放大电路多级、负载、直流电源。在 多级放大器中，前级的输出信号为后级的信号源， 后级的输入电阻为前级的 负载。偏置电路：提供适宜的静态工作点，有分压反应式、恒流源式等 耦合电路：对信号进行有效传输的电路，有电容耦合、直接耦合等 放大电路的性能指标1放大电路的四端网络示意图： P64中频段，电抗元件影响可忽略，实为电阻性的四端网络，只改变信号 大小和方向，频率不变。此处，各电量表示瞬时值。2放大电路

31、的 性能指标放大倍数 ：衡量放大电路的放大能力 电压放大倍数 Au=uo/ui 电流放大倍数 Ai=io/ii 功率放大倍数 Ap=Po/Pi工程上有时用分贝dB表示一一增益 如电压增益 Aud B=20lg|Au|输入电阻 ：从放大电路输入端看进去的等效电阻。 Ri= ui/ ii 而 ui= us Ri/ Rs+Ri= us/( Rs/Ri+1)Ri f , ui越接近us，说明放大电路从信号源获取电压的能力越 强。输出电阻 ：从放大电路输出端看进去的等效电阻。 P66 求解方法： Ro=U/l，此时us=O, RL开路 放大电路输出端可等效为一信号源，信号源电压一 Uot，信号源内阻 R

32、o， Ro- 输出电阻由于 Uo= UotRL/ RL+Ro 所以 Ro= Uot/Uo-1 RL通频带 频率特性响应 放大电路存在电抗元件，使放大电路对不同频率的输入信号放大能力 不同。即Au(if) = Au(f) /(f)放大电路的频率特性Au(f) 表示放大倍数的模与信号频率的关系幅频特性 (f) 表示输出电压与输入电压之间相位差与信号频率的关系相频 特性 通频带 P67下限频率 fL 、上限频率 fH通频带 BW=fH-fL 线性失真假设输入信号的频带 通频带，输出信号会失真一一放大电路频率失 真。不产生新的频率，是频率分量大小和相位发生变化。要求通频带BW信号频带 最大输出功率和效

33、率 最大输出功率 : 指在输出信号不失真的情况下，能够向夫在提供的最大 功率，用Pom表示。放大电路的效率n =放大电路的输出功率 Po/直流电源提供的功率 PDC二、三种根本组态放大电路按输入、输出回路所用的公共端，晶体管可构成三种组态放大电路1共射极电路组成：基极输入，集电极输出，发射极公用特点：电压增益大，输出电压与输入电压反相，又称反相放大器， Ri、Ro适中，适做放大电路的中间级。2共集电极电路组成：基极输入，发射极输出，集电极公用特点：又称射极输出器、电压跟随器，电压增益小于1而又近似等于 1，输出电压与输入电压同相，输入电阻高，输出电阻低，常用于多级放 大电路的输入级、输出级或缓

34、冲级。3共基极电路组成：发射极输入，集电极输出，基极公用特点：输出电压与输入电压同相，输入电阻底，输出电阻高，常用 于高频或宽频带电路。4、放大电路的分析方法1画出H参数小信号等效电路 2求电压放大倍数 3求输入电阻 4求输出电阻5放大电路的非线性失真及最大不失真输出电压1饱和失真：静态工作点偏高，管子工作进入饱和区 出波形削底；PNP管，输出波形削顶NPN管，输NPN管，输忙 |KdjiHH ? I 冬 Iff涎t ,(!呼ataHTW T I a "fill- IP 1* fi2截止失真：静态工作点偏低，管子工作进入截止区 出波形削顶；PNP管，输出波形削底3最大不失真输出电压

35、Vom以保证输出波形不失真时的最大输出电压。6 .题型1三种组态放大电路的类型判断2三种组态放大电路的主要要参数增益、输入电阻和输出电阻的 分析计算例4.电路如下列图，三极管的B=100, VBE=-0.7V, Vcc=-12V ,1rbb =200 Q1试计算该电路的 Q2画出简化的H参数小信号等效电路；3求该电路的电压增益 AV,输入电阻Ri,输出电阻Ro。4假设VO中的交流成分 出现如下列图的失真现象，问 是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应调节电路中的哪个元件，如 何调整？ 解：(1) I B=V CC/R b=40 卩 AV CE=-V CC+I C*R C=-4V(2) 步骤：

36、画出放大电路的交流通路，三极管用小信号模型替代，得到放大电路的小信号等效电路。注意受控电流源的方向(3) r be=200+(1+ 3 )26mA/ I EQ =857 QA V=- 3Ri= R b/ r beRo=R C(4) 因为 v EB =- v i+ V EB输出波形对应V s正半周出现失真，即对应vEB减小局部出现失真，即为截止失真。减小Rb,提咼发射结的电压，可消除此失真。怎么从放大电路的输入输出波形判断是饱和失真还是截止失真？+VDD截止失真是偏置电流太小使信号电压谷底被削平，饱和失真是偏置电 流太大使信号电压峰顶被削平。共射放大器是反相放大，信号电压谷底向 上翻身为输出电压

37、峰顶，信号电压峰顶向下翻身为输 出电压谷底。故对共射放大器来说，假设输出电压峰 顶被削平，就判断为截止失真；假设输出电压谷底被 削平，就判断为饱和失真。说明： 分析这类问题时，要抓住两点：1发生饱 和失真或截止失真与发射结的电压有关，发射结电压 过大，发生饱和失真；过小，发生截止失真。2利用放大电路交、直流共存的特点，找出发射结电压与输入信号之间的关系 例5.图示场效应管放大电路的组态是1共漏；2共源；3共栅；4差动放大解：共源组态。因为输入信号加在T1管的栅极，输出信号取自T1管的漏极，所以为共源组态。T2为有源负载，作为 T1管的漏极电阻。三、差分放大电路概念：输出电压与输入电压之差成正比

38、，又称差动放大电路。差分放大电路工作原理1 电路特点：V1、V2参数对称，构成共射电路。有两个输入端，两个 输出端。P792 .分类：按输入和输出的方式分为：双端输入双端输出、双端输入单 端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。3 .工作原理静态分析静态是指无外输入信号时电路所处的状态。分析时，输入信号置零， 即输入端短路。共用电阻 Re在半电路中应等效为 2Reo双端输出时，Uo=0。动态分析1差模信号与共模信号共模信号是由一对幅值相等、极性相同的输入信号组成，即ui仁ui2 。差模信号是由一对幅值相等、极性相反的输入信号组成，即ui1=-ui2。差模输入电压 uid=ui1-ui2=2

39、ui1共模输入电压 uic=ui1-ui2=02差模输入与差模特性 差模增益Aud:指差分放大电路差模输出电压uod对差模输入电压uid 的比值，双端输出时 Aud=uod/uid=2uo1/2ui1=Aud仁-BR C/ r be，单端输出时差模增益为双端输出时的一半。 差模输入电阻 Rid :指差分放大电路从两输入端看进去所呈现的电阻，其值为两共射放大电路输入电阻之和，即Rid=2 r be。 差模输出电阻 Rod :单端输出时，任一端的差模输出电阻即为共射放 大电路的输出电阻；双端输出时，差模输出电阻为两共射放大电路输出电 阻之和，即 Rod=2R Co3 共模输入与共模参数 共模增益A

40、uc:双端输出时，共模电压增益为0，因此，差分放大电路对差模信号有良好的放大能力，对共模信号有较强的抑制能力。 共模抑制比KCMR差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比的绝 对值，即KCMR=Aud/Au, KCMR越大，抑制共模信号的性能越好。4 作用：作为多级放大电路的输入级，抑制零点漂移。零点漂移：当温度、电源发生变化时，各级静态工作点发生变化，产 生工作点漂移。5) 抑制零点漂移的原理利用电路的对称性和发射级电阻Re或恒流源形成的共模负反应。4、题型差分放大电路的参数计算差模增益Aud、差模输入电阻 Rid、差模输出电阻Rod例5 .差分式放大器如图，Vcc=6V , Rb=6KQ,

41、Rc=6KQQ,V BE=0.7V,r bb'=700 Q,B =100。计算：1电路静态工作点I CQ V CEQ2差模电压放大倍数。3差模输入电阻、输出电阻H 3 £- X. 3乎 驻丁点耳貳 Jill i rip *»*»iM#.j.i n-jRvriDVH1 14PV护*"4屉車. hie 巒r解：1.静态分析：静态工作点时V 11= V 12=0，即V B=0。 发射极电位V E=- V BE =-0.7V射极电阻 Re上电流I E=V E+V EE/Re =1.04mA因为T1、T2对称性，所以I CQ1=I CQ2 =1/2 XI

42、E =0.52mAV CEQ1 =V CEQ2 =V C - V E =(6-Rc. I CQ )- (-0.7)=3.58V2. 动态分析：求差模电压放大倍数 思路：首先画出差模信号工作时电路交流通路Avd =Vo/Vi= -3 Rc/(Rb+ r be)r be= r bb'+(1+ 3Rod=2Rc =1.2K例6 .假设上题输出电压vo从C2取出，即v o = v C2 ,其它不变求：1差模电压放大倍 Avd数。2Rid 及 Rod解：1Avd =1/2 X3Rod=Rc=6K有源负载带恒流源的差分放大电路1. 电流源电路P83电路组成：分压式电流负反应偏置电路的共射极电路-电

43、流源电路。符号：P83工作原理 前提：三级管工作在放大区。I1»lb 时，UBQ=RB2VCC/RB1+RB2IEQ=(UBQ-UBEQ)/RE电路参数一定，IC 一定，不受RL影响,恒流。放大区时，Ib 一定，Ic 不变， ic=0,动态电阻很大改进的恒流源电路 二极管补偿电路 比例型电流源 多路输出比例电流源 镜像电流源 微电流源2、具有恒流源的差分放大电路 电流源具有直流电阻小而交流电阻大的特点，因此作为有源负载，用来代替Re,提高差分放大电路的共模抑制比。3、问题1在差分式放大电路的射极电阻Re上是否要加旁路电容 Ce?答：不能加。因为 Re电阻对输入信号的差模分量，其上电流

44、的变化量为 0，所以不必加旁路电容 Ce。再者Re对输入信号的共模分量，形成较强的 负反应来抑制零漂，所以不能加旁路电容 Ce。 2在差分放大电路分析中，为什么要考虑信号源内阻Rs?答：差分式放大电路是直接耦合放大电路，输入端无耦合电容，Rs的不同会影响管子的静态工作点，Rs不同影响也不同。一般经常在信号源和输入管基极间接较大的电阻Rs。四、功率放大电路功率放大电路1 概念：能够向负载提供足够信号功率的放大电路，简称功放。 2与放大电路的关系无本质区别，只是功放不是单纯追求高输出电压、电流，而是追求在 电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。3、分类 P90 甲类放大：整个信号周期内，管子导

45、通，导通角3600，ICQ较大 乙类放大：只有半个信号周期内，管子导通，导通角1800，ICQ=0 甲乙类放大：大半个信号周期内，管子导通，360°导通角180°，ICQ较小4、特点 甲类放大：输出波形失真小，管耗大，效率低，用于小功率放大 乙类放大：功耗小，效率高，输出波形失真严重。 甲乙类放大：功耗小，效率高，减小失真，广泛用于功率放大。乙类双电源互补对称功率放大电路OCL1 、电路的组成和工作原理 P91两个参数对称的异型管一NPN型，一 PNP型，都工作在乙类放大状态，一个在输入信号正半周期工作，另一个在负半周期工作，两电路输 出加到同一负载上，从而在负载上得到一个

46、稳定完整波形。2、输出信号UEQ=O不用电容耦合一 OCL电路。因为是两个射极输出器，所以Uo=Ui,且Ro小，负载能力强，可提供较大输出功率。3、主要性能指标1 性能指标的计算输出功率和最大不失真输出功率输出功率 : 是指输出端变化的电压和电流有效值的乘积，即2P o=V o I o=( V om- I om)/2=( V om) /(2 R l)其中V om和I om分别表示输出电压和输出电流的交流峰值,Rl为负载电阻。最大不失真输出功率：当输入信号到达允许的最大值时，输出功率将 到达“最大不失真输出功率，即22P om=(V cem I cm)/2=( V cem) /(2 R l) V

47、 cc/ 2R L 其中V cem和I cm为相应量的峰值最大值。 直流电源供给功率：是指一个周期内的平均功率。直流电源供给的功率，一局部转换为负载所需的交流功率，还有一局部被功率管消耗。集电极平均电流 lc1=lc2=1/2 n/ IcmSinwtd(wt)= Icm/ n两个电源提供的总功率P DC= Ic1 V cc+lc2 V EE=2Vcc Icm / nP om时，P DC= 2V cc / nR L 转换效率n =P o/ P DC=tV om/(4 V cc)在理想情况下，当V om=Vcc时，效率为78.5%。 管耗P T=P T1 + P T2=P DC - P o=2(

48、VCC- V om/n - V om- V om/4)/R L4、功率管的选择 P o(max)。管子的V BRCEO>2V cc。导通的最大电流I om(max)=Vcc/ Rl,所以管子的集电极允许电流ICM>Vcc/ R L 。甲乙类互补对称功率放大电路1、交越失真P94由于三极管输入特性有门槛电压，在输入信 号的一个周期内，互补的两管轮流导通时，基极 电流=0的附近区域内出现失真，使输出电压、电 流出现同样的失真一一“交越失真。2、甲乙类双电源互补对称功率放大电路电路组成及电路工作原理：给两管的发射结 加一个适宜的偏压，使它们静态时处于微导通状 态，轮流导通，电路工作在甲乙

49、类，减小交越失 真。甲乙类单电源互补对称功放OTL1. 电路组成及分析：它与OCL电路的根本区别在于输出端接有大电容G就直流而言，只要两管特性相同，K点的电位VK=Vcc/2，而大电容C被充电到V C=V K=Vcc/2。就交流而言，只要时间常数;RlC比输入信号的最大周期大得多，电容上电压可看作固定不变，而C对交流可视为短路。这样，用单电源和C就可代替OCL电路的双电源。T1管上的电压是 Vcc与Vk之 差， 等于Vcc/2，而T2管的电源电压就是 0与V k之差，等于 Vcc/2。OTL电 路的工作情况同 OCL电路。但在用公式估算性能指标时，要用Vcc/2代替。2. 选管原那么:(同双电

50、源互补对称功放)原公式中Vcc用Vcc/2替代。复合管互补对称功放1、复合管1概念：两只或两只以上的三极管按照一定的连接方式组成一只等效的三 极管。2类型：同第一只三极管。输出电流、饱和压降：由最后的三极管决定。2、复合管互补对称放大电路举例略题型1、失真的判断2、输出功率和效率的估算3、复合管的判断例7设电路如下列图，管子在输入信号vi作用下，在一周期内 T1和T2轮流导电约180,电源电压 Vcc=20V,负载RL=8Q ,试计算：1在输入信号Vi=10V有效值时，电路的输出功率，管耗，直流 电源供给功率和效率。2当输入信号 Vi的幅值为Vim=Vcc=20V时，电源的输出功率，管耗，直流

51、电源供给功率和效率。解：1 V i=10V 时 Vim=14V , Vom=14V2P o=V omXV om/2R L=14 /(2 X 8)=12.25WP T1=( V cc V om/ n - V omV om/4) / R L=5.02WnX 100%=54.96%2V im= V cc=20V V om=20VP o=20X 20/(2 X 8)=25Wn =78.5%例8.单电源互补对称电路如下列图，设T1,T2的特性完全对称，Vi为正弦波，试答复以下问题：1静态时，电容两端电压应是多少？调整哪个电阻能满足这个要求？2动态时，假设输出电压出现交越失真，应调哪个电阻？如何调整？解：

52、(1)Vc2=Vcc/2=6V，调 R1 或 R3 可以满足。2交越失真，可以增大R2五、多级放大电路概念：两级或两级以上的根本单元电路连接起来多级放大电路的组成和性能指标1、 多级放大电路的组成P981输入级：与信号源相连接的第一级放大电路2中间级：输入与输出级之间的放大电路输入级和中间级构成前置级，进行小信号放大3输出级：与负载相相连接的末级放大电路，进行大信号放大2、级间耦合方式1直接耦合：前级输出直接接后级输入易产生零点漂移：静态工作点发生变化时，产生工作点漂移。前级的 漂移被传至后级，并被逐级放大，即使输入信号为零，输出电压也会偏离 原来初始值而上下波动-零点漂移。2电容耦合：级间通

53、过耦合电容连接3、性能指标1电压放大倍数AuAu =UO/Ui=Uo1/Ui*Uo2/Uo1*Uo3/Uo2 *Uo/Uon-1 =Au1*Au2*Au3 Aun即多级放大电路电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。 2输入电阻Ri :由第一级求得的考虑到后级放大电路影响的输入电阻。即 Ri= Ri13输出电阻Ro：由末级求得的输出电阻。即 Ro = Ron4、题型求多级放大电路的参数电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro例9.电路如下列图为一两级直接耦合放大电路，两三极管的电流放大倍 数均为输入电阻为fbe,电路参数如图，计算放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：本放大电路为一两级直接耦合放大电路，两级都是共集电极组态。 1求电压放大倍数 A V=V O/ V i画出放大电路的小信号等效电路。A V仁 V 01/V i= 1+B Re1/RL1 / r be+ 1+B Re1/RL1A V2=V 0/V 01= 1