模拟电路-1-8章复习-电子科技大学

第一章晶体二极管及其应用§1-1半导体基础知识§1-2PN结与晶体二极管§1-3二极管与运用§1-4二极管应用第二章双极型晶体三极管(BJT)晶体三极管的工作原理三极管的伏安特性曲线三极管的特性参数三极管的小信号模型

BipolarJunctionTransistor

放大电路的微变(交流)等效电路（小信号模型）将交流通道中的三极管用微变(交流)等效电路代替:交流通路RbRCRLuiuouirbeibibiiicuoRbRCRL交流等效电路:对于小功率三极管(重点)P612.42更正：rbe=rbb’+(1+)VT/IEQ=rbb’+VT/IBQ(静态工作点)rbb,=200/300欧VT=26mV(常温下）rbe的量级从几百欧到几千欧。uirbeibibiiicuoRBRCRL（通常）

第三章晶体管放大电路基础(全书重点）3.1放大电路的工作原理及分析方法3.2BJT偏置电路（直流通路：提供合适的静态工作点Q点，保证BJT发射结正偏，集电结反偏，放大信号始终处在放大工作区，避免出现截止及饱和失真。介绍固定基流电路，基极分压射极偏置电路）

第三章晶体管放大电路基础(全书重点）3.3放大电路的技术指标及基本放大电路本节讨论小信号放大器的基本指标:电压放大倍数（电压增益），源电压放大倍数（源电压增益），交流输入电阻，交流输出电阻，功率增益等；第五章将讨论大信号放大器的非线性失真，输出功率和效率等指标；第六章将讨论放大器的上，下限频率，通频带，频率失真等频率指标；基本放大电路：共射，共基，共集。3.4多极放大电路（自学）三种组态电路性能比较（见书，记忆）RCvs+-RL+-voRBRS+-vivs+-RL+-voRERSRCvi+-REvs+-RL+-voRBRS+-vi小大小大大1大中中共发共基共集RiRoAv三种组态电路的应用

共发放大器

广泛应用于多级放大器提供增益的增益级中。

共基放大器

由于频率特性好，故常与共发电路配合，组成宽带放大器。

共集放大器

利用Ri高的特点，常作多级放大器输入级；利用Ro低的特点，常作多级放大器输出级，提高带负载能力。

利用Ri高、Ro低的特点，常作缓冲级（隔离级)。第一级第二级第n-1级第n级输入输出耦合3-4多级放大电路（自学）多级放大器场效应管概述

场效应管是继三极管之后发展起来的另一类具有放大作用的半导体器件,其特点是输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、制造工艺简单，在集成电路中占有重要地位。本章讲述场效应管的类型、工作原理、特性及其三组态电路等基本知识。第四章场效应管及基本放大电路

场效应管的交流参数和小信号模型N沟道增强型MOSFET放大电路的交流小信号模型等效1．跨导

gm设MOSFET工作于放大区,定义:一.MOSFET放大电路线性化模型的交流参数(重点)注：跨导gm与静态工作点有关。2.漏极内阻(交流输出电阻)rds定义:

λ－沟道长度调制参数(已知参数)(重点)学习方法：

学习本章内容时，应特别注意使用比较和归纳的方法：

.与三极管及其放大电路进行比较（两种管子的结构、工作原理、外特性、主要参数、小信号模型等的比较；两种器件组成的放大电路的直流偏置电路及静态、动态分析方法的比较；共射与共源、共集与共漏等放大电路性能的比较）。重点掌握:N沟道增强型MOSFET(集成电路中广泛运用).

MOSFET分析方法(通用)步骤：①

分析直流电路，求出“Q”，计算gm,rds。②

画电路的交流通路。③

在交流通路上把MOSFET画成gm参数模型,得到交流等效电路。④

分析计算放大电路的主要技术参数。双极型和场效应型三极管的比较双极型和场效应型三极管的比较(续)

第六章

模拟集成单元电路

集成运放基本组成

集成运放的内部组成框图如图所示，它主要由输入级、中间级、输出级和偏置电路组成的。

输入级：是提高运算放大器质量的关键部分。要求：输入电阻高，能减少零漂和抑制干扰信号。电路形式：采用具有恒流的差动放大电路，降低零漂，提高KCMR。并且通常在低电流状态，以获得较高的输入阻抗。

2.集成运放基本组成

中间级：进行电压放大，获得运放的总增益。

要求：Au高，同时向输出级提供较大的推动电流。电路形式：带有恒流源负载的共射电路，Au高达几千倍以上。集成运放基本组成

输出级：与负载相接。

要求：其输出电阻低，带负载能力强，能输出足够大的电压和电流，并有过载保护措施。电路形式：一般由互补对称电路或射极输出器构成。

集成运放基本组成

偏置电路：为上述各级电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级的静态工作点，也可以作为有源负载提高电压增益，输入级设置一个电流值低而又十分稳定的偏置电流。电路形式：各种恒流源组成。

集成运放基本组成

偏置电路：为上述各级电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级的静态工作点，也可以作为有源负载提高电压增益，输入级设置一个电流值低而又十分稳定的偏置电流。电路形式：各种恒流源组成。

6.1集成电流源集成运放基本组成.差动放大器的输入输出方式

差动放大器共有四种输入输出方式:

1.双端输入、双端输出（双入双出）(已讲)2.双端输入、单端输出（双入单出）

3.单端输入、双端输出（单入双出）

4.单端输入、单端输出（单入单出）主要讨论的问题有：

差模电压放大倍数共模电压放大倍数差模输入电阻、输出电阻分析方法----半电路分析法;(重点)

(1)差模电压放大倍数

与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：

差动放大器动态参数计算总结

双端输出时：

单端输出时：

(2)共模电压放大倍数

与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：

双端输出时：

单端输出时：

(3)差模输入电阻

不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻Rid是基本放大电路的两倍。

单端输出时，双端输出时，

(4)差模输出电阻

差动放大器动态参数计算总结(5)共模抑制比

共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。，或

双端输出时KCMR可认为等于无穷大，单端输出时共模抑制比：例：扩音系统执行机构功率放大器的作用：

用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。

功率放大电压放大信号提取§6.7功率放大器6.7.1功放的特点及分类

电压放大器与功率放大器的区别：

1.任务不同：电压放大—不失真地提高输入信号的幅度，以驱动后面的功率放大级，通常工作在小信号状态。功率放大—信号不失真或轻度失真的条件下提高输出功率，通常工作在大信号状态。

2.分析方法：电压放大—采用微变等效电路法和图解法;功率放大—图解法功率放大器分类（P282）

三极管根据正弦信号整个周期内的导通情况，可分为几个工作状态：乙类：导通角等于180°甲类：一个周期内均导通甲乙类：导通角大于180°丙类：导通角小于180°

根据偏置条件不同，或者说Q点的位置不同，可以用甲类、乙类、甲乙类等来描述放大器的工作状态。甲类：整个周期有电流；失真小，但效率低，应用少。

乙类：一半时间无电流；效率高，但有交越失真,应用:对失真要求不高时。甲乙类：少半时间无电流；效率高，可以消除交越失真,应用:较多。

功率放大器分类（P283）

1.电路工作原理

当输入信号处于正半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时NPN型三极管工作。有电流通过负载RL，按图中方向由上到下，与假设正方向相同。

当输入信号为负半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时PNP型三极管工作。有电流通过负载RL，按图中方向由下到上，与假设正方向相反。于是两个三极管一个正半周，一个负半周轮流导电，在负载上将正半周和负半周合成在一起，得到一个完整的不失真波形。ie1ie22互补推挽乙类功ui-USCT1T2uo+USCRLiL输入输入波形图uiuououo´交越失真死区电压乙类互补对称电路存在的问题

当输入信号vi在0~VBE之间变化时，不足以克服死区电压，三极管不工作。因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真，这个失真称为交越失真。3.甲乙类功放给V1、V2提供静态电压tiC0ICQ1ICQ2克服交越失真：电路：RLRV3V4V1V2+VCC+ui+uoVEEV5

第七章负反馈技术

(重点)§本章主要内容一、单环理想模型（A放大器、B反馈网络）二、反馈放大器类型及极性的判断三、负反馈的效果四、A、B电路分析法和深负反馈条件下的计算五、负反馈放大器的稳定性放大器输出信号源取+加强输入信号正反馈用于振荡器取-削弱输入信号负反馈用于放大器开环放大电路闭环放大电路反馈网络±叠加反馈信号实际被放大信号

反馈电路框图(P305)1.稳定增益。2.减小非线形失真。3.扩展通频带。4.降低噪声的影响。5.调节输入和输出阻抗。6.稳定静态工作点。7.增益的大小基本与放大器内部元件无关，从而简化放大器的分析与设计。负反馈的作用：（７－２）7.1通用反馈结构一、反馈的组成和基本信号(P305)xs—原输入信号(

is或us)。xi—

净输入信号(

ii或ui)。xo—输出信号(

io或uo)。xf—

反馈信号(

if或uf)。A+–求和环节基本放大电路B反馈网络+（根据取样/比较的形式）

7-3

反馈类型及其判断

反馈放大电路的一般形式

四种类型的反馈阻态输出端:电压反馈电流反馈输入端:串联反馈并联反馈组合四种:电压串联反馈电压并联反馈电流串联反馈电流并联反馈负反馈交流反馈直流反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈稳定静态工作点反馈的类型负反馈的分析方法分析步骤：3、是否负反馈？4、是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）1、找出反馈网络（电阻）。2、是交流反馈还是直流反馈？估算输入输出电阻在深度负反馈条件下：注：表中的输入、输出电阻均指反馈环中的输入、输出电阻。补充：为改善性能引入负反馈的一般原则

要稳定直流量——引直流负反馈

要稳定交流量——引交流负反馈

要稳定输出电压——引电压负反馈

要稳定输出电流——引电流负反馈

要增大输入电阻——引串联负反馈

要减小输入电阻——引并联负反馈一、欲稳定某个量，则引该量的反馈二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻，采用串联反馈；欲降低输入电阻，采用并联反馈；要求高内阻输出，采用电流反馈；要求低内阻输出，采用电压反馈；补充：为改善性能引入负反馈的一般原则三、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型信号源为恒压源，采用串联反馈；信号源为恒流源，采用并联反馈；要求负载能力强，采用电压反馈；要求恒流源输出，采用电流反馈；为改善性能引入负反馈的一般原则总结：分析负反馈放大电路的一般步骤(1)找出信号放大通路和反馈通路(2)用瞬时极性法判断正、负反馈(3)判断交、直流反馈(4)判断反馈阻态(5)标出输入量、输出量及反馈量(6)估算深度负反馈条件下电路的参数7.10反馈放大电路的计算

（本节只讨论深度负反馈条件下的近似计算）1.估算的依据

深度负反馈：即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数有关。由得

方法一：一.闭环增益估算

方法二：根据将代入上式得即：输入量近似等于反馈量净输入量近似等于零：由此可得深度负反馈条件下，放大电路“虚短路”、“虚断路”的概念。（1）电压串联负反馈

例1.分立电路电压串联负反馈2.举例（深度负反馈电路）

解：用方法一。

求反馈系数（虚短Ve=Vb）

求闭环电压放大倍数：Ri高:几十k

几百k实际运放KCMR很大Ro小：几十~几百Ao很大:104以上~107理想运放：Ri

KCMR

Ro

0Ao

1理想运放与实际运放比较8.1理想运算放大器深度负反馈条件下：xi=xs-xf≈0V+=V-（运放电路）Ve=Vb（三极管电路）(1)“虚短”——Vd≈0(2)“虚断”——ii≈0ii+=ii-=0

（运放电路）ib=0（三极管电路）同相输入端与反相输入端的电位相等，但不是短路。我们把满足这个条件称为“虚短路"

理想运放的输入电阻为∞,因此集成运放输入端不取电流----”虚断路“四﹑积分电路五﹑微分电路三﹑减法电路二﹑加法电路一﹑比例运算电路8.2集成运放的线性应用---理想模型分析法运算放大器的输入方式反相输入同相输入差动输入输入信号从反相端接入电路输入信号从同相端接入电路同相端和反相端均有输入信号接入8.2集成运放的线性应用---理想模型分析法8.2.5加减法电路设计加减法电路如图所示。在满足电阻平衡条件（R1//R2//…//Rf)=(Ra//Rb//…//Ry),电路参数具有以下关系：（Rf/R1+Rf/R2…Rf/Rx)=(1+Rf/Ra+Rf/Rb…+Rf/Ry)即同相放大系数之和等于反相系数之和加1。(重点)设计方法：由算式分别求出同相放大系数之和及反相系数之和，再根据系数关系在电路上增加一个（同相或反相）输入支路，以补足缺少的系数。集成运放加减运算电路快速设计原理:(补充)四.积分器

积分运算电路的分析方法与求和电路差不多，反相积分运算电路如图所示。积分运算电路积分运算电路=设uC(0)=0

时间常数

=

R1Cf10k10nF

时间常数

=

R1Cf=0.1ms设uC(0)=0=5VuI/Vt/ms0.10.30.555uO/Vt/ms=5V5

5积分运算电路实现波形变换积分电路的主要用途：1.在电子开关中用于延迟。2.波形变换。例：将方波变为三角波。3.移相。五微分器微分运算电路如图所示。

微分电路小结1、熟记理想运放的主要参数及其推论。2、在分析运放的应用电路时，应能综合应用电工技术基础中复杂直流电路的分析方法，如：电位的计算、基尔霍夫定律、叠加原理等。3、VO的大小不应超过电源电压的范围。4、多运放组合电路可分解为单运放应用电路，然后再分级处理。往年考题：1．（4分）射极跟随器的交流性能指标具有什么特点？往年考题：1．（4分）射极跟随器的交流性能指标具有什么特点？

射极跟随器的输入电阻大（1分），输出电阻小（1分），电压增益接近于1但小于1（1分），带宽大（1分）。往年考题：2．（4分）在集成运算放大器中，为什么输出级常用射极跟随器？为什么常用射极跟随器做缓冲级？往年考题：2．（4分）在集成运算放大器中，为什么输出级常用射极跟随器？为什么常用射极跟随器做缓冲级？

在运算放大器中，常用射极跟随器作为输出级的原因是它的输出电阻小（1分）；常用射极跟随器做缓冲级的原因是它的输入电阻大（1分）、输出电阻小（1分）、电压增益近似为1、带宽大（1分）。往年考题：3．（4分）电流源的最重要的两个参数是什么？其中哪个参数决定了电流源在集成电路中常用做有源负载？在集成电路中采用有源负载有什么好处？往年考题：3．（4分）电流源的最重要的两个参数是什么？其中哪个参数决定了电流源在集成电路中常用做有源负载？在集成电路中采用有源负载有什么好处？

电流源的最重要的两个参数是电流和内阻（1分），其中内阻决定了电流源在集成电路中常用做有源负载（1分）；在集成电路中采用有源负载可以获得很大的电压增益（2分）。往年考题：4．（4分）集成运算放大器为什么常采用差动放大器作为输入级？往年考题：4．（4分）集成运算放大器为什么常采用差动放大器作为输入级？

集成运算放大器常采用差动放大器作为输入级的原因是：能很好地解决双端电压信号的放大问题（2分）；能很好地解决零点漂移（稳定静态工作点）与电压增益之间的矛盾问题（2分）。往年考题：5．（4分）负载为电阻时，甲类功率放大器和乙类功率放大器的效率分别不超过多少？

往年考题：5．（4分）负载为电阻时，甲类功率放大器和乙类功率放大器的效率分别不超过多少？

负载为电阻时，甲类功率放大器和乙类功率放大器的效率分别不超过25%（2分）和78.5%（2分）。往年考题：6.（4分）负反馈技术可以改善放大器的哪些交流性能？

往年考题：6.（4分）负反馈技术可以改善放大器的哪些交流性能？

负反馈技术可以稳定放大器的增益（1分）、减小非线性失真（1分）、提高信噪比（1分）、扩展带宽（1分）等。往年考题：一（10分）、电路如图所示。已知Rc=100kΩ，RE=50kΩ，RZ=1.8kΩ，Vcc=VEE=12V。所有硅三极管的参数为：β=50，rbe=5kΩ，rce=200kΩ。稳压二极管电压VZ=6.7V。1．求三个三极管的VCE和IE。2．求差放的差模电压增益Avd和共模电压增益Avc。3．求共模抑制比KCMR。

一（10分）、电路如图所示。已知Rc=100kΩ，RE=50kΩ，RZ=1.8kΩ，Vcc=VEE=12V。所有硅三极管的参数为：β=50，rbe=5kΩ，rce=200kΩ。稳压二极管电压VZ=6.7V。1．求三个三极管的VCE和IE。2．求差放的差模电压增益Avd和共模电压增益Avc。3．求共模抑制比KCMR。

解：1.IE3≈（VZ-VBE）/RE=（6.7-0.7）/50=120μA（1分）IE1=IE2=1/2IE3=60μA（1分）VCE1=VCE2=VC-(-VBE)=6+0.7=6.7V（1分）VCE3=-VBE+VEE-IE3RE=5.3V（1分）2.Avd=-1/2(βRC/rbe）=-500（2分）Avc=-1/2(RC/rce）=-0.25（2分）3.KCMR=500/0.25=2000=66dB（2分）往年考题：二（20分）、电路如图所示，试说明：(1)F点分别接在A、B点时，各形成何种反馈；如果是负反馈，则对电路的输入阻抗、输出阻抗、放大倍数又有何种影响；(2)若满足深度负反馈条件，求F点接在B点时的电压放大倍数。其中Rf=20kΩ，Re1=5kΩ。

往年考题：二（20分）、电路如图所示，试说明：(1)F点分别接在A、B点时，各形成何种反馈；如果是负反馈，则对电路的输入阻抗、输出阻抗、放大倍数又有何种影响；(2)若满足深度负反馈条件，求F点接在B点时的电压放大倍数。其中Rf=20kΩ，Re1=5kΩ。

（1）F点接在A点时，形成电压并联正反馈；（2分）

F点接在J点时，形成电压串联负反馈，使输入阻抗增大，输出阻抗减小，闭环电压增益稳定；（8分）(2)求出深度负反馈条件下