模拟电子技术复习

模拟电子技术复习第一章绪论一、信号：信息的载体电信号源的电路表达形式二、模拟信号和数字信号模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。三、放大电路模型输出开路（RL=∞）时的电压增益主要性能指标

1、输入电阻

2、输出电阻

3、增益频率响应在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。频率失真（线性失真）幅度失真：对不同频率的信号增益不同，产生的失真相位失真：对不同频率的信号相移不同，产生的失真。非线性失真

由元器件非线性特性引起的失真。第二章二极管及其基本电路半导体基本知识本征半导体：纯净的、不含杂质的半导体载流子：自由电子和空穴本征激发、复合室温附近，温度每升高8℃，硅的载流子浓度增加一倍。掺杂半导体的导电特性如在本征半导体中掺入微量的其他元素原子（杂质），得到杂质半导体。N型半导体掺入微量的5价元素（磷原子）磷提供一个1个多余电子被称为施主杂质固定正电荷（掺杂）电子为多数载流子（掺杂＋热激发）空穴为少数载流子（热激发）P型半导体掺入微量的3价元素（硼原子）硼提供一个1个空穴被称为受主杂质固定负电荷（掺杂）空穴为多数载流子（掺杂+热激发）电子为少数载流子（热激发）掺杂对半导体导电能力影响很大，掺入0.01%的杂质，载流子浓度将增加10000倍。PN结的形成PN结的特性平衡时的PN结电子和空穴两种载流子N指向P的内建电场多子扩散形成正向电流少子漂移形成反向电流扩散和漂移电流处于动态平衡通过其总电流为0PN结为平衡结PN结：单向导电性外加正向电压：PN结P端接电源正极，N端接电源负极。削弱内电场耗尽层变窄多子扩散运动加剧正向电流为主PN结外加正向电压时处于导通状态外加反向电压：PN结N端接电源正极，P端接电源负极。加强内电场耗尽层变宽多子扩散运动减弱反向电流为主少子为本征激发，一定范围内不随外加反向电压变化，称为反向饱和电流ISATPN结外加反向电压时处于截止状态PN结的伏安特性

反向饱和电流击穿电压反向特性反向击穿PN结的三种工作状态正向导通反向截止反向击穿正向特性：门限电压（开启电压）二极管的伏安特性实际二极管伏安特性和PN结伏安特性略有差别二极管的主要参数1、最大正向电流IFM：二极管长期工作运行通过的最大正向平均电流。2、反向峰值电压VRM：为保证管子安全工作，通常取为击穿电压的一半。3、反向直流电流IR(sat)：是管子未击穿时反向直流电流的数值。4、最高工作频率fM：是二极管具有单向导电性的最高工作频率二极管电路的简化模型分析方法（1）理想模型（a）V-I特性（b）代表符号（c）正向偏置时的电路模型（d）反向偏置时的电路模型（2）恒压降模型（a）V-I特性（b）电路模型二极管电路例：限幅电路稳压二极管

具有陡峭的反向击穿特性，工作在反向击穿状态。稳压管的参数1、稳定电压VZ2、稳定电流IZ：3、动态电阻rZ

：4、最大稳定电流IZmax和最小稳定电流IZmin稳压电路第三章半导体三极管及放大电路基础晶体管的结构及符号结构：三个区：发射区、基区和集电区三个极：发射极、基极和集电极 两个结：发射结、集电结晶体管结构示意图晶体管符号要实现电流放大作用，要求：发射区掺杂浓度高；基区薄且掺杂浓度低；集电结面积大。晶体管的电流放大作用晶体管正常工作的外部条件：发射结外加正向电压VBE，集电结加上较大的反向偏压VCB。管内载流子的传输过程传输过程可分三步：1）发射区向基区注入载流子，形成发射结电流IE

；2）电子在基区扩散和与基区空穴复合，形成基极电流IB

；3）集电结收集电子，形成集电极电流ICE

晶体管直流电流传输方程晶体管可分为三种不同的连接方式：共基集、共发射极和共集电极连接。共基极直流电流传输方程：

共发射极直流电流传输方程：

穿透电流：共集电极直流电流传输方程：晶体管的共射组态特性曲线晶体管的主要参数放大的对象：变化量。放大的本质：能量的控制和转换。放大电路的特征：功率放大。放大电路的必备元件：有源器件（晶体管或场效应管）。放大的前提：不失真。放大器的功能及组成至少一路直流电源供电判断电路能否放大的基本出发点功能：放大电信号把微弱的电信号通过电子器件的控制作用，将直流电源的功率转换为一定幅度。随输入信号变化的输出信号。组成输入信号源半导体器件输出负载直流电源和偏置电路共发射极放大器对放大器的分析可分为直流分析和交流分析直流分析：确定晶体管的静态工作点（各节点的直流电压值）直流通路交流分析：确定电路中各交流信号之间的关系。交流通路图解分析法：在特性曲线上作图，定量地分析放大器地基本特性。分析步骤：由于交直流共存，先分析直流，求出静态工作点，然后确定各极电压电流的波形，求交流分量。放大器的图解分析法各极电流、电压波形特点和相位关系所有电流电压都是方向和极性不变的脉动直流，是直流分量和交流分量的叠加。交流分量的相位：vbe和vce反相。用图解法分析放大器的非线性失真由晶体管特性的非线性引起的波形失真，称为非线性失真。静态工作点选取不当、输入信号过大或要求的放大倍数过大都可能造成非线性失真。工作点过低、vce正半周削峰、截止失真工作点过高、vce负半周削峰、饱和失真截止失真饱和失真放大器的小信号模型分析法静态工作点估算求交流性能指标：画交流通路：直流电压短路，电容短路画交流等效电路：先画晶体管h参数等效电路，再画晶体管外部电路，最后标出电压的极性和电流的方向。交流通路晶体管h参数等效电路交流等效电路画法：先内部，再外部，最后标极性温度变化对工作点的影响:放大器工作点的稳定温度对晶体管的影响使在IC变化，稳定工作点，必须抑制IC的变化。T

ICIE

VE、VB不变

VBE

IBIC（反馈控制）基极分压式射极偏置电路(a)原理电路(b)直流通路IREF>>IBIREF=(5—10)IBUB>>VBEVB=(5—10)VBE稳定工作点的条件：两种放大电路的分析计算三种组态的特点及用途共射极放大电路：电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。共集电极放大电路：只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。共基极放大电路：只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。

放大电路的频率响应放大器频率特性的概念放大电路中由于有耦合电容、旁路电容、分布电容以及放大管的极间电容等电抗元件的存在，使放大倍数与信号的各频率分量有关，这种关系称为放大器的频率特性，又称频率响应。放大器的频率特性可表示为

表示电压放大倍数的模与频率的关系，称为放大器的幅频特性，表示输出电压与输入电压间的相位差和频率的关系，称为相频特性。几点结论：1.放大电路的耦合电容是引起低频响应的主要原因2.三极管的结电容和分布电容是引起放大电路高频响应的主要原因3.增益和带宽是一对矛盾，所以常把增益带宽积作为衡量放大电路性能的一项重要指标。4.CB组态放大电路由于输入电容小，所以CB组态放大电路的上限截止频率比CE组态要高许多。差分放大电路第五章集成电路运算放大器有关概念差模信号共模信号差模电压增益共模电压增益总输出电压其中——差模信号产生的输出——共模信号产生的输出共模抑制比反映抑制零漂能力的指标两输入端中的共模信号大小相等，相位相同；差模信号大小相等，相位相反。抑制零点漂移原理

温度变化和电源电压波动，都将使集电极电流产生变化，且变化趋势是相同的。

其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。以双倍的元器件换取抑制零漂的能力集成电路运算放大器集成运放大体上可分为四个部分输入级：采用差分放大电路实现信号引入。中间级：一至两级直接耦合共射放大电路，提供足够大的AV。输出级：单端或互补射极跟随电路，提高负载能力。偏置电路：由恒流源组成，为各器件提供合适的静态工作点及有源负载。理想运放的特性理想运放有以下主要特性：开环电压放大倍数AV0=∽差模输入电阻Rid=∽共模输入电阻Ric=∽输出电阻Ro=0共模抑制比KCMR=∽输入失调电压、输入失调电流以及它们的漂移均为0

利用运放的理想参数，可导出以下两个重要结论：理想运放的输入电流i=0，又称虚断。理想运放的差模输入电压为零，又称虚短。基本线性运放电路第六章反馈放大电路反馈：将电子系统输出回路的电量（电压或电流），送回到输入回路的过程。反馈通路反馈通路就是输出信号（电压或电流）被送到输入回路的通路。信号只有一个流向：输入→输出，不存在反馈通路，这种情况无反馈，称为开环。信号能通过反馈通路回到输入回路，称为闭环。直流反馈与交流反馈反馈到输入回路的信号只含有直流成分的反馈称为直流反馈。直流反馈的作用在于影响电路的静态工作点等直流特性。反馈到输入回路的信号只含有交流成分的反馈称为交流反馈。交流反馈的作用在于影响电路的交流特性。若直流和交流反馈同时存在，则影响电路的交/直流特性正反馈与负反馈若反馈的结果使加到基本放大器输入端的信号减弱，即|Xid|=|Xi|-|Xf|，其结果使得输出信号也减弱，这种反馈称为负反馈，多用于改善放大器的性能；反之，若反馈的结果使得基本放大器输入端的信号增强，即|Xid|=|Xi|+|Xf|，其结果使得输出信号增强，这种反馈称为正反馈，多用于振荡电路中。判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，到输出端，标出某一时刻有关节点电压的极性（用“+”、“-”号表示），再根据输出端极性判断反馈信号的极性，最后得到反馈的极性。反馈放大电路的四种组态根据反馈网络和放大器在输出回路是并联连接还是串联连接，即反馈信号取自输出电压还是输出电流，可分为电压反馈和电流反馈。根据反馈网络和放大器在输入回路是串联连接还是并联连接，即以电压形式求和还是电流形式求和，可分为串联反馈和并联反馈。因此，反馈放大器有以下四种组态：

电压串联反馈

电流串联反馈

电压并联反馈

电流并联反馈反馈放大器的闭环（反馈环路闭合）放大倍数为在深度负反馈的条件下，反馈深度1＋AF>>1，有负反馈对放大器性能的影响提高放大倍数的稳定性减小非线性失真抑制反馈环内噪声负反馈对放大器输入电阻和输出电阻的影响串联负反馈使输入电阻增加并联负反馈使输入电阻减小电压负反馈使输出电阻减小电流负反馈使输出电阻增加即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关由于则又因为代入上式得（也常写为xfxi）净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚”的概念输入量近似等于反馈量（xid0）深度负反馈的近似计算负反馈放大电路的频率响应引入负反馈能显著地扩展放大器的频带。引入负反馈后，低频段的放大倍数下降较大，高频段的放大倍数下降较小。对不同频率的放大倍数差别缩小了，展宽了频带。放大器的“增益－带宽积”保持不变1.自激振荡现象

在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。2.产生原因

在高频区或低频区产生的附加相移达到180，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。负反馈放大电路的稳定性3.