第7--第10电子电路基础课件课件

1、空穴P区N区负离子正离子自由电子图1-4a PN结载流子扩散运动P区N区势垒区图1-4b PN结势垒形成示意图图1-4c PN结势垒分布示意图势垒高度x0图1-5 PN结加正向电压处于导通状态P区N区势垒区VRIP区N区势垒区图1-6 PN结加反向电压处于截止状态VRIS二极管符号在二极管加有反向电压，当电压值较小时，电流极小，其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超过超过某个值时，电流开始急剧增大，称之为反向击穿，称此电压为二极管的反向击穿电压，用符号UER表示。 ) 1(kTquSeIimV26qkTUT) 1(TUuSeIiQQDIURQQDiudidur)()mA()mV(26QQTD

2、IIUrTQQUuSTQDUIeIUdudirT11稳压管的伏安特性及符号稳压管的伏安特性及符号21212/ RRRURRRUi、 ZUU ZUU ZoUUUUoZiURRRU221ZoUUioURRRU212BCIIBCIIBEII) 1( BCiiECIIECii11BCIIECII(二二). 交流参数交流参数共射交流电流放大倍数 共基交流电流放大倍数1. 特征频率fT 0ouBCii0ouECiiCCQCCCEQBQCQbBEQBBBQRIVUIIRUVI该电路的静态工作点表达式CCQCCCEQBQCQbBEQbBEQCCBQbBEQBBQRIVUIIRURUVIRUVI21或信号源uS

3、和负载电阻RL均与放大电路直接相连，故称之为直接藕合放大电路。 CCQCCCEQBQCQbBEQCCBQRIVUIIRUVI该电路的静态工作点表达式BBBBBERIVUCCCCCERIVU图2-10 图解法分析静态特性 iouuuA若工作点选的过高，下图和右图显示了图解法分析波形失真及放大电路各点对应波形。从图中看出，由于工作点选的过高，当交流输入电压较大时，三极管进入了饱和状态，从而产生了波形失真，称这种失真为饱和失真。CCbbbBVRRRU212DBBEQBEUUUUUEDBEBEQBEQCQRUURUUII1EQBQIICCQEEQCCCEQRIRIVUEQTbbbeIUrr)1（beL

4、CiourRRuuA/beLCbebSbebSiioSoSrRRrRRrRuuuuuuA/SbebSbebiurRRrRu/bebbebBiirRrRiiuR/1111CCooRiuR)uA(303777 . 012bDCCbBEQCCBQRUVRUVI)mA(330100BQCQIIV)(62312CCQCCCEQRIVU1326100133CQTbbbeIUrr10012/2100/beLCurRRA50111100100/beSbebeLCbebSbebSrRrrRRrRRrRAk1/bebirRRk2CoRREbDCCBQRRUVI)1 (BQEQII)1 (EEQCCCEQRIVUE

5、beEiouRrRuuA)1 ()1 ()1 (/(EbebiRrRR)1/(SbbeEoooRRrRiuR(uA)2031002657 . 012)1 (EbDCCBQRRUVI(mA)220100)1 (BQEQII(V)63212EEQCCCEQRIVU)(k5 . 1226100200)1 (EQTbbbeIUrr995. 031005 . 13100)1 ()1 (EbeEiouRrRuuA)(k141)31005 . 1/(265)1 (/(EbebiRrRR)(k25025. 0/3)1001/2655 . 1/(3)1/(SbbeEoooRRrRiuREQEQCQIIIEDEE

6、EQRUVI1EQBQIIV7 . 0DEQUUCCQCCCQRIVUCCQCCEQCQCEQRIVUUU7 . 0EbeCiouRrRuuA)1 (1beEirRRCoRR RCjRUUjHCjCjio11)(11RCfHH21212称fH为低通电路的上截止频率。 HffjjfH11)(2211HffHHffarctan)( jfHRCjRCjRRUUjHCjio1)(1RCfLL21212称fL为高通电路的下截止频率。 LLffjffjjfH1)(221LLffffH)( jfH的幅值和相角可表示为Lffarctan90 对于放大电路，其上截止频率fH与下截止频率fL之差即是它的通频带Bw

7、，即LHwffB(dB)1lg20lg2022HffH221lg20lg20lg20LLffffHLffarctan90 PN结电容效应三极管高频等效结构 EQTCQTebIUIUr)1 (00TEQTCQebmUIUIrg0cbLmMCRgC)1 (将电容Cbc等效到输入和输出回路 因为电容Cbc的容值很小，忽略在输出回路的作用，得到三极管简化的单向化混合模型 CM被称为密勒电容。ebebcbebebmcbebebebebmuBCrCjrCCjrgCCjruugjijijo1)(1)(1)()()(00（ CCbeCbc ）ebcbebebrCCrCf)(2121定义 （上）截止频率： ff

8、jjf1)(0 (jf)对数幅频特性和对数相频特性分别为2201lg20lg20)(lg20ffjfffarctan12022ffT)(2)(200cbebmebcbebTCCgrCCffCmbeebiSieboiebSiSoSMRgrrRRRuuuuuuuuACmbeebiSieboiebSiSoSLRgrrRCjRRuuuuuuuuA1CRRjCRRjACRRjCRRjRgrrRRRjAiSiSSMiSiSCmbeebiSiSL)(1)()(1)()(CRRfiSL)(21LLSMSLffjffjAjfA1)(221lg20lg20lg20)(lg20LLSMSLffffAjfALLfff

9、farctan270arctan90180CRjAjASMSH11)(上截止频率fH为 CRfH21HSMSHffjAjfA11)( 所以221lg20lg20)(lg20HSMSHffAjfAHffarctan180 )1)(1 (1111)(HLSMHLLSMSffjffjAffjffjffjAjfA20lglg|lg20|lg200110HHffAA01100|THHffAfA0011|LLfAAfHLHWfffB01100|TWWfBABA所以：2. 转移特性 为了使场效应管正常工 作，需要在场效应管栅源极之间加电压UGS(直流和交流)和在漏源极之间加电压UDS(直流和交流) CDSu

10、GSdmuig|正向跨导gm可表示为 )()()(2)1 (2offGSDDSOoffGSGSoffGSDSOmUiIUuUIg(2) 漏源等效电阻rDS：固定栅源极间电压，漏源极间的等效电阻。在不饱和区，rDS较小，在百欧的量级。在饱和区，rDS较大，在几十千欧左右。图4-3 绝缘栅场效应管符号GSDGSDGSDGSDN沟道增强型N沟道耗尽型P沟道增强型P沟道耗尽型符号符号 绝缘栅场效应管，简称MOS场效应管（MOS：Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体），由于工艺和材料上的区别，有四种不同的类型：N沟道增强型和耗尽型、P沟道增强型和耗尽型，其符号分别如图4-

11、3所示。2. 转移特性转移特性与结型场效应管类似，为了使场效应管正常工作，需要在绝缘栅场效应管栅源极之间加电压UGS和在漏源极之间加电压UDS，如图 (a)所示。3. 输出特性输出特性图 (c) 给出了常见绝缘栅N沟道增强型场效应管的输出特性曲线。与结型场效应管的输出特性曲线没有多大区别。图4-6 共源放大电路图4-7 直流通路)SDDQDDDSQRRIVU（在小信号时，有了场效应管的等效模型，分析场效应管放大电路的动态特性和频率特性与前几章介绍的分析方法没有什么不同。图5-1 反馈放大电路组成图5-11 电流串联负反馈电路图5-10 电压串联负反馈电路图5-12 电流并联负反馈电路图5-13

12、 电压串联正反馈电路FAFAA1fiuuiuuiuuidiRFAiuFAiuFAuR)1 ()1 (ididf图5-16 电压串联负反馈放大电路输入电阻 uioFuuA1uf图5-15 电压串联负反馈放大电路基本形式 (5.8) (5.9) oouuouuoouuoRuFARuFAuRuFAui)1 ()()(ooouuooFARiuR1oof(5.10) iiRAFR)1 (fAFRRii1fAFRRo1ofof)1 (RAFRoAFAA1f22f)1 ()1 ()1 (AFdAAFAFdAdAAFdAAdAAFAdAf11f上式表明负反馈放大电路的放大倍数Af的相对变化量dAf /Af为基

13、本放大电路放大倍数A的相对变化量dA /A的（1+AF）分之一；或者说，Af的稳定性是A的（1+AF）倍。因为三极管的基极电流相对较小，可以忽略。电源提供的直流功率为 CCCQDVIP(6.1) CCCQOMVIP215021DOMPP(6.3) (6.4) 图6-3 互补推挽功放电路图6-4 大信号特性图6-5 互补推挽功放波形图图6-7 乙类功放图解分析最大输出功率为 LCESCCLmomOMRUViuP2)(212乙类功放的效率为 5 .784图6-8 乙类功放波形图静态时甲乙类每个电源提供的直流功率为 CCCQDVIP6.5.1基本电路及静态特性 图6-10 甲乙类功放波形图图6-11

14、 OCL类功率放大电路图6-12 复合三极管图6-13 直流恒压源电路DoURRU)1 (32图7-1 基本差动放大电路由基极回路方程得到 (7.1) 21111EEEEBESBVRIURI(7.2) )1 (2121ESBEQEEBQBQBQRRUVIII(7.3) 21121ESBEQEEBQCQCQCQRRUVIIII(7.4) 121BEQCCQCCCEQCEQCEQURIVUUU所以得到因为电路的参数是对称的， ，负载电阻RL两端的直流电位相同，RL上无直流电流21CEQCEQUU图7-2 差模小信号交流通路图7-3 差模小信号h参数等效电路1111112/)2/()2/(beSSL

15、CLCBorRuRRRRiu(7.7) )2/(11121beSLCSooSoSDrRRRuuuuuA(7.8) )(211beSirRR(7.9) 21CoRR图7-4 共模小信号交流通路icocCuuA |CSDAACMR图7-5 差模大信号交流通路图7-6 电压传输特性图7-7 双端输入、单端输出差动放大电路图7-8 直流通路图7-9 交流通路图7-10 h参数等效电路BEQCCQCCCEQURIVU1BEQCCCEQUVU2图7-9 交流通路图7-10 h参数等效电路)(2/11beSLCSoSDrRRRuuA)(211beSirRRCoRR EbeSLcicocCRrRRRuuA)1

16、 (2/11)(2)1 (2|1111beSEbeSCSDrRRrRAACMRn共模抑制比CMR为图7-11 共模小信号交流通路图7-12 单端输入双端输出差动放大电路图7-13 交流通路图7-14 h参数等效电路图7-15 单端输入单端输出电路图7-16 有源偏置差动放大电路图7-17 基本电流镜CCBEQBEQCCEBCEQVUUVUUU131222242CCBEQBEQCCEBCEQVUUVUUU图7-18 差模小信号交流通路图7-19 h参数等效电路11beSLSDrRRA)(211beSirRR42/ceceorrR 图8-1 运放的组成方框图图8-2 运放的符号图8-3 运放的频率

17、特性ifouRRu1图8-4 反相放大电路图8-5 同相放大电路ifouRRu)1 (1)(332211RuRuRuRufo)(332211RuRuRuRufo图8-7 反相加法器图8-8 同相加法器)(1122RuRuRufo图8-9 减法器图8-11 反相积分器图8-12 同相积分器)()(1)(11tudttuRCtuottio)()(1)(11tudttuRCtuottio图8-13 反相微分器图8-14 同相微分器dttduRCtuio)()(dttduRCtuio)()(图8-15 反相比较器 图8-16 同相比较器 在实际应用中，为了得到所需要的输出电压，经常在比较器的输出端加有

18、稳压管，称之为限幅电路，其电路如图8-17所示。 图8-17 比较器输出限幅电路图8-18 反相迟回比较器 图9-1 RC串并联电路及频率特性)(31)1(31)(0012ffffjRCRCjUUjHf0为谐振频率 RCf210幅频特性和相频特性表达式为200231ffffHffff0031arctan311RRAfuf或Rf 2R1 图9-2 文氏桥振荡器RCf210图9-4 LC并联电路及频率特性)(1)(1)(0000ffffjQRCLLCRjRCLjZLCf21200CRRLLCRQ0011200201ffffQZZffffQ00arctan图9-5 反馈式正弦波振荡器电路振荡的条件为10BAu电路谐振中心频率f0为LCf21200图9-7 电感三点式正