电子技术模拟部分

1、上海第二工业大学冯涛编写上海第二工业大学冯涛编写电子技术基础电子技术基础模拟部分模拟部分上海第二工业大学冯涛编写22:59:202课程主要内容课程主要内容(contents) 第一第一章章 绪论绪论 第二章第二章 半导体二极管及其基本电路半导体二极管及其基本电路 第三章第三章 半导体三极管及放大电路基础半导体三极管及放大电路基础 第四章第四章 场效应管放大电路场效应管放大电路 第五章第五章 功率放大电路功率放大电路 第六章第六章 集成电路运算放大器集成电路运算放大器 第七章第七章 反馈放大电路反馈放大电路 第八章第八章 信号的运算与处理电路信号的运算与处理电路 第九章第九章 信号产生电路信号产

2、生电路 第十章第十章 直流稳压电源直流稳压电源上海第二工业大学冯涛编写22:59:203题型：题型：1 1、选择；、选择；2 2、判断；、判断；3 3、填空；、填空；4 4、计算、计算分析分析题。我题。我曾经在开学前编写过习题集曾经在开学前编写过习题集139139页，并且已经拷贝你们，希页，并且已经拷贝你们，希望能好好做做望能好好做做（此习题集并非学校的油印补充材料（此习题集并非学校的油印补充材料8888页含页含答案，如果有学校的油印答案，如果有学校的油印补充材料补充材料，就更加好了，以学校，就更加好了，以学校的为准。）的为准。）以补充材料为例，题型中以补充材料为例，题型中1 1、选择；、选择

3、；2 2、判断、判断；以补充材料；以补充材料中中1919章的所有选择、判断内容为主。章的所有选择、判断内容为主。3 3、填空（很灵活）；以填空（很灵活）；以补充材料中补充材料中1313章为主，但可能是章为主，但可能是选择或判断变形题，希望选择或判断变形题，希望能理解并且能能理解并且能记牢，如果死记硬记牢，如果死记硬背，你基本上做不出填空题。背，你基本上做不出填空题。上海第二工业大学冯涛编写22:59:2044 4、计算、计算分析分析题：题：（1 1）三极管放大电路：静态工作点以及动态参数的理解和）三极管放大电路：静态工作点以及动态参数的理解和公式推导。公式推导。（2 2）运算放大）运算放大电路

4、电路：线性比例电路以及开环电路，注意结：线性比例电路以及开环电路，注意结合反馈类型。合反馈类型。（3 3）甲乙类功率放大）甲乙类功率放大电路电路：各种功率的计算。：各种功率的计算。（4 4）变压器）变压器反馈反馈LCLC振荡振荡电路电路上海第二工业大学冯涛编写22:59:205三三种组态的比较种组态的比较电压增益：电压增益：beLc)/(rRR )/)(1()/()1(LebeLeRRrRR beLc)/(rRR 输入电阻：输入电阻：beb/rR )/)(1(/LebebRRrR 1/beerR输出电阻：输出电阻：cR 1)/(/bebserRRRcR上海第二工业大学冯涛编写22:59:206

5、 解：解：（1）4Vk4mA212cCCCCE RIVVmA2uA4050BC IIuA40k300V12bCCbBECCB RVRVVI（2） 863)mA()mV(26)1(200)mA()mV(26)1(200CEbeIIr 87.115)/(beLcioV rRRVVA 863/bebebirrRRk4co RR36.73)87.115(500863863VsiiVS ARRRAioVVVA soVSVVA 例：放大例：放大电路如图所示。试求：（电路如图所示。试求：（1）Q点；（点；（2）、oi RR 、。已知已知 =50。上海第二工业大学冯涛编写22:59:207例例：放大放大电路如

6、图所示。已知电路如图所示。已知BJT的的 =80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求，求：（1）放大电路的）放大电路的Q点。此时点。此时BJT工作在哪个区域工作在哪个区域？（2）当）当Rb=100k时，放大电路的时，放大电路的Q点。此时点。此时BJT工作在哪工作在哪个区域？（忽略个区域？（忽略BJT的饱和压降的饱和压降）解：解：（1）uA40300k2V1bBECCB RVVI（2）当）当Rb=100k时，时，3.2mAuA4080BC II 5.6V3.2mA2k-V12CcCCCE IRVV静态工作点为静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），），BJT工作在

7、放大区。工作在放大区。其最小值也只能为其最小值也只能为0，即，即IC的最大电流为：的最大电流为：uA120100k2V1bCCB RVImA6 . 9uA12080BC II V2 . 79.6mA2k-V12CcCCCE IRVV mARVVIICESCCCSCM61所以所以BJT工作在饱和区。工作在饱和区。VCE不可能为负值，不可能为负值，IC= IB0VCE1V CSII 由于由于上海第二工业大学冯涛编写22:59:208 例：在例：在分压式偏置放大电路中分压式偏置放大电路中，已知已知 UCC = 12V，RC = 2 k ，RE = 2 k ，RB1 = 20 k ，RB2 = 10

8、k ，RL= 6 k ， 晶体管晶体管的的。( (1) )试求静态值；试求静态值；( (2) )画出微变等效电路；画出微变等效电路；( (3) )计算该电路的计算该电路的 Au， ri 和和 ro 。注：有旁路电容。注：有旁路电容CE37.5 解解(1) )B2BCCB1B21012 V4 V2010RVURRmA7 . 1A1026 . 043EBEBEC RUVIIV2 . 5V107 . 110)22(12)(33CECCCCE IRRUU( (2 2) )上海第二工业大学冯涛编写22:59:209( (3) )mA()mV(26)1()(200EbeIr Lbe2 62637 571

9、20 79uRA.r. k0.79bebeB2B1ir/r/RRr k2CoRr26(mV)200() (137.5)0.79k1.7(mA) 上海第二工业大学冯涛编写22:59:2010例：已知例：已知 =60，Rb1=60k , Rb2=20k , Rc=3k , Re=2k , RL=6k ,Vcc=16V。求。求（1）Q点（估算法和图解法）（点（估算法和图解法）（2）输入电阻）输入电阻rbe（3）AV（4）输出电压最大不失真幅度（）输出电压最大不失真幅度（5）要使）要使VCE=4V，其他参，其他参数不变时，上偏流电阻应为多大？数不变时，上偏流电阻应为多大？上海第二工业大学冯涛编写22:

10、59:2011（1）直流通道及静态工作点估算）直流通道及静态工作点估算4VVRRRVCCb2b1b2BIB=IC/ 28AUCE = VCC - ICRC IERe=7.75VIC IE =UE/Re = （UB- UBE）/ Re = 1.65mAUBE 0.7V +VCCRb1RCRb2ReICIEIBUCE电容电容开路，画开路，画出直流通道出直流通道上海第二工业大学冯涛编写22:59:2112UCE /VIC / mA806040IB= 20 AO5101520246810025QMNMN直流负载线直流负载线MN：CceCCCEeCCCCCEI)IR(RVIRIRVV516 （4）交流负

11、载线）交流负载线M N （1）经过）经过Q点（点（2）斜率为）斜率为LR111.1上海第二工业大学冯涛编写22:59:2113（5）当VCE=4V时，mA.RRVVIECCECCC42V.VIRVVVBECEBEEB55上偏流电阻：上偏流电阻：k.RVVVRbBBccb23821（2）rbe = 300+(1+)26/IE =300+(1+60)26/1.65=1.26(k)倍(10613.1260）3（beLurRA上海第二工业大学冯涛编写22:59:21i if fo ou uR RR Ru u)(11 iouu上海第二工业大学冯涛编写22:59:2115uI+R1R2uORF+RLuD+

12、uF+ 1、有反馈；、有反馈； 2、交、直流反馈；、交、直流反馈；4、负反馈；、负反馈； 设某一瞬时设某一瞬时 uI 为正，则此时为正，则此时 uO也为正，同时反馈电压也为正，同时反馈电压 uF 也为正。也为正。 净输入信号净输入信号ud = ui uf小于输入小于输入信号，即信号，即 uF 的存在使净输入信号减的存在使净输入信号减小，所以为负反馈。小，所以为负反馈。输出端输出端取样点取样点 若若取样点与输出端在同取样点与输出端在同一个端子，则为电压一个端子，则为电压反馈。反馈。5、电压反馈；电压反馈； 输入信号输入信号与反馈信号不在同一电与反馈信号不在同一电极时，为串联极时，为串联反馈，反馈

13、，串联反馈也为串联反馈也为电压求和类型电压求和类型。所以上图电路为：所以上图电路为：电压电压串联串联负反馈。负反馈。3、串联、串联反馈反馈o oF FF Fu uR RR RR Ru u11 上海第二工业大学冯涛编写22:59:2116R2uOR+RLuD+ uF+iOuI+1、有反馈；、有反馈； 2、交、直流反馈；、交、直流反馈；4、负反馈；、负反馈；5、电流反馈、电流反馈； 输入信号输入信号与反馈信号不在同一电与反馈信号不在同一电极时，为串联极时，为串联反馈，反馈，串联反馈也为串联反馈也为电压求和类型电压求和类型。3、串联、串联反馈反馈 设某一瞬时设某一瞬时 uI 为正，则此时为正，则此时

14、 uO也为正，同时反馈电压也为正，同时反馈电压 uF 也为正。也为正。 净输入信号净输入信号ud = ui uf小于输入小于输入信号，即信号，即 uF 的存在使净输入信号减的存在使净输入信号减小，所以为负反馈。小，所以为负反馈。o oF FF Fu uR RR RR Ru u11 若若取样点与输出端取样点与输出端在不同在不同一个端子，则为一个端子，则为电流反馈。电流反馈。输出端输出端取样点取样点所以上图电路为：所以上图电路为：电流串联负反馈。电流串联负反馈。上海第二工业大学冯涛编写22:59:21i if fo ou uR RR Ru u1 )(3512411310i ii ii iu uR

15、RR Ru uR RR Ru uR RR Ru u 上海第二工业大学冯涛编写22:59:2118uOR1R2RF+uI+RL iIiDiF 设某一瞬时设某一瞬时 uI 为正，则此时为正，则此时 uO也为负，各电流方向如图。也为负，各电流方向如图。 若若取样点与输出端在同取样点与输出端在同一个端子，则为电压一个端子，则为电压反馈。反馈。 输入信号输入信号与反馈信号在同一电极与反馈信号在同一电极时，为并联时，为并联反馈，反馈，并联并联反馈也为电反馈也为电流求和类型。流求和类型。- 净输入电流净输入电流iD = iI iF小于输入小于输入电流，即电流，即 iF 的存在使净输入电流的存在使净输入电流减

16、小，所以为负反馈。减小，所以为负反馈。输出端输出端取样点取样点所以上图电路为：所以上图电路为：电压电压并联负反馈。并联负反馈。1、有反馈；、有反馈； 2、交、直流反馈；、交、直流反馈；4、负反馈；、负反馈；5、电压反馈；电压反馈；3、并联、并联反馈反馈F Fo oF FR Ru ui i 0上海第二工业大学冯涛编写22:59:2119RFiRuRRuI+RL iOR1iDR2iIiF- 设某一瞬时设某一瞬时 uI 为正，则此时为正，则此时 uO为负，为负，uR为为负，各负，各电流方向如图。电流方向如图。 输入信号输入信号与反馈信号在同一电极与反馈信号在同一电极时，为并联时，为并联反馈，反馈，并

17、联并联反馈也为电反馈也为电流求和类型。流求和类型。 净输入电流净输入电流iD = iI iF小于输入小于输入电流，即电流，即 iF 的存在使净输入电流的存在使净输入电流减小，所以为负反馈。减小，所以为负反馈。1、有反馈；、有反馈； 2、交、直流反馈；、交、直流反馈；4、负反馈；、负反馈；5、电、电流流反馈反馈；3、并联、并联反馈反馈F FR RF FR Ru ui i 0 若若取样点与输出端取样点与输出端在不同在不同一个端子，则为一个端子，则为电流反馈。电流反馈。所以上图电路为：所以上图电路为：电流并联负反馈。电流并联负反馈。输出端输出端取样点取样点上海第二工业大学冯涛编写22:59:21)(

18、12870i ii iu uu uR RR Ru u 上海第二工业大学冯涛编写22:59:21i ii io ou uu uR RR Ru u21211 )(i io oo ou uu uR RR RR Ru u 18662i io oo ou uu uR RR Ru u2245 试写出上述各个输出的关系。试写出上述各个输出的关系。上海第二工业大学冯涛编写22:59:21 试写出上述各个输出的关系。试写出上述各个输出的关系。i ii ii ii io ou uu uR RR Ru uR RR Ru uR RR Ru u4552212131012101110 )(上海第二工业大学冯涛编写22:5

19、9:2123例：例：判别图示电路从判别图示电路从 A2 输出端引入输出端引入 A1 输入端的反馈类型。输入端的反馈类型。uOuI+ uO1uD+RL RuF+A1A2取样点与输出端在同一个端子，则为电压反馈。取样点与输出端在同一个端子，则为电压反馈。解：解：反馈电压反馈电压 uF 和和 uI 输入电压分别加在的同相和反相两个输入输入电压分别加在的同相和反相两个输入端，故为串联反馈；端，故为串联反馈；设为设为 uI 正，则正，则 uO1 为负，为负， uO 为正。为正。反馈电压反馈电压 uF 使净输入电压使净输入电压 uD = uI uF 减小，故为负反馈；减小，故为负反馈；电压串联负反馈电压串

20、联负反馈。上海第二工业大学冯涛编写22:59:2124uOuI+ RuO1iI+RL -A1A2iDiF a例例 ：判别图示电路从判别图示电路从 A2 输出端引入输出端引入 A1 输入端的反馈类型。输入端的反馈类型。取样点与输出取样点与输出端不在端不在同一个端子，则为同一个端子，则为电流反馈电流反馈。解：解：反馈信号和输入信号加在反馈信号和输入信号加在 A1 的同一个输入端，故为并联的同一个输入端，故为并联反馈；反馈；设为设为 uI 正，则正，则 uO1 为正，为正， uO 为负。反馈电流实际方向为负。反馈电流实际方向如图所示，净输入电流如图所示，净输入电流 iD = iI iF减小，故为负反

21、馈；减小，故为负反馈；电流并联负反馈电流并联负反馈。上海第二工业大学冯涛编写22:59:2125四四种组态负反馈放大电路的比较种组态负反馈放大电路的比较输出信号输出信号反馈信号反馈信号开环电路的放大倍数开环电路的放大倍数反馈系数反馈系数电压串联式电压串联式电压并联式电压并联式电流串联式电流串联式电流并联式电流并联式o.Uo.Uo.Io.If.Uf.Uf.If.Iio.UUAuu 电压放电压放大倍数大倍数)(io. IUAui转移转移电阻电阻 )S(io.UIAiu 转移转移电导电导io.IIAii 电流放电流放大倍数大倍数of.UUFuu S)(of.UIFiu )(of. IUFuiof.I

22、IFii 上海第二工业大学冯涛编写22:59:2226反馈反馈网络的网络的分析（反馈系数分析（反馈系数F，电路，电路的的实际情况不一定如此实际情况不一定如此）反馈反馈网络的分析网络的分析(a)电压串联电压串联2112110RRRUUUUUFRRRfuu(b)电流串联电流串联RRRIIUFfui00(c)电压并联电压并联(d)电流并联电流并联RURUUIFfiu1000分流公式2120RRRIIFfii上海第二工业大学冯涛编写22:59:2227例：已知例：已知R110K，R2100 K，R R3 32 2 K，R RL L5 5K。求解在深度负反馈条件下的求解在深度负反馈条件下的A Aufuf

23、。解：解：反馈通路：反馈通路： T、 R3、 R2与与R1电路引入电路引入电流串联负反馈电流串联负反馈分流公式32131ORIRRRRI1321311RIRRRRRIUORf321310RRRRRIUFfui30)(3132100RRRRRRFRURIUUALuiLfLiuf0IUFfui上海第二工业大学冯涛编写22:59:2228例：例：求解求解在深度负反馈条件下的在深度负反馈条件下的A Aufuf。求解非。求解非深度负反馈条件深度负反馈条件下的下的A Aufuf。 解：解：反馈通路反馈通路：Rf、 R5电路引入电路引入电电压压串联串联负反馈负反馈20010;202134121211AAuu

24、ARRuuARRuuAioooio1115OfffURRRU1110UUFfuu1100fiufUUUUAofuuUUF非深度负反馈条件下非深度负反馈条件下43.101AFAAf上海第二工业大学冯涛编写22:59:2229 以上以上过零比较电路采用的是反相输入方式，如果需要也可以过零比较电路采用的是反相输入方式，如果需要也可以采用同相输入方式。采用同相输入方式。 只用只用一个开环状态的集成运放组成的过零电压比较电路非常一个开环状态的集成运放组成的过零电压比较电路非常简单，但其输出电压幅度较高简单，但其输出电压幅度较高，Uo=UOPP。有时希望比较电。有时希望比较电路的输出幅度限制在一定的范围内

25、，例如要求与路的输出幅度限制在一定的范围内，例如要求与TTL数字电路数字电路的逻辑电平兼容，的逻辑电平兼容，此时需要加上一些限幅的措施。此时需要加上一些限幅的措施。 注意：电阻注意：电阻R R的作用：限流。同相端和反向端。的作用：限流。同相端和反向端。上海第二工业大学冯涛编写22:59:2230上海第二工业大学冯涛编写22:59:22311、反相输入单限比较器、反相输入单限比较器2、双限比较器、双限比较器3、反相反相输入滞回比较器输入滞回比较器正弦交流电压信号分别输入到单限比较器、双限比较器和滞回比较器，其输出电压波形如何？正弦交流电压信号分别输入到单限比较器、双限比较器和滞回比较器，其输出电

26、压波形如何？上海第二工业大学冯涛编写22:59:2332(UREF1UREF2)1、电路图电路图+Uz2、传输特性传输特性+Uz(UREF1UREF2)UREF2UREF1(UREF1UREF2)UREF1UREF2 上门限电平上门限电平 UTH=UREF1下门限电平下门限电平 UTL=UREF2上海第二工业大学冯涛编写22:59:23341.最大不失真输出功率最大不失真输出功率Pomax、实际实际输出输出功率功率PO 实际输出功率实际输出功率用用输出电压有效值和输出电流有效值的乘积来输出电压有效值和输出电流有效值的乘积来表示（也可用管子中变化电压、变化电流有效值的乘积表示）表示（也可用管子中

27、变化电压、变化电流有效值的乘积表示）LomLomomoooRVRVVIVP22122T1、T2可以看成工作在射极输出器状态，可以看成工作在射极输出器状态，1VA 2)( )2(=L2CESCCL2CESCComaxRVVRVVP 忽略忽略VCES时时：L2CComax2RVP 上海第二工业大学冯涛编写22:59:2335 考虑到考虑到T1和和T2在一个信号周期内各导电约在一个信号周期内各导电约 180，且通过两管的电流和两管两端的电压且通过两管的电流和两管两端的电压vCE在数值上都分在数值上都分别相等（只是在时间上错开了半个周期）。因此，为别相等（只是在时间上错开了半个周期）。因此，为求出总管

28、耗，只需先求出单管的损耗就行了。求出总管耗，只需先求出单管的损耗就行了。 2. 管耗管耗PT上海第二工业大学冯涛编写22:59:2336而两管的管耗为而两管的管耗为 设输出电压为设输出电压为vo = Vomsinwt ，则，则T1的管耗为的管耗为 )(d )(21=0LooCCT1tRvvVP )d( sin)sin(210LomomCCtRtVtVV )d( )sinsin(2102L2omLomCCttRVtRVV )4(12omomCCLVVVR )4(22omomCCLVVVR T2T1T=PPPoCCvVvces上海第二工业大学冯涛编写22:59:23373. 电源供给的功率电源供给

29、的功率PV)4(22=2omomCCLL2CCToVVVVRRVPPP当当时，时， CComVV 2L2CCVmRVP 4. 效率效率 CComVo4=VVPP 当当时，时， CComVV % 78.54 上海第二工业大学冯涛编写22:59:2338例：例：功功放电路如下图所示，设放电路如下图所示，设V，L ，的极限参，的极限参数为数为ICM=2A， （集电极（集电极最大最大允许功率），试允许功率），试求求：（1）最大输出功率）最大输出功率Pom值，并检验所给三极管能否安全工作？值，并检验所给三极管能否安全工作？（2）放大电路）放大电路在在 时的输出功率时的输出功率PO值值。（3）知道）知道输出功率输出功率PO值或值或Uom求求放大放大电路的效率。电路的效率。WPVVCMCEOBR530,)(60. 上海第二工业大学冯涛编写22:59:2339解：解：（1）求）求Pom，并检验三极管的安全工作情况并检验三极管的安全工作情况由由LccomRVP22/得：得：WVRVPLccom982122122)(11