模拟电子技术项目教程拓展学习

项目三、电子电路设计专题实训一：

Multisim电子仿真软件应用MultiSIMv9功能结合SPICE、VHDL、Verilog共同仿真完整的零件库高阶RF设计功能3D面包板梯形图设计

虚拟仪器测试多种分析功能VHDL设计与仿真PCB文件转换功能MULTISIM9的各种特性

完整的元件库真实3D效果电路提供元器件编辑功能阶梯图设计功能

RF电路设计功能电路的自动设计提供具有真实操作界面的虚拟仪表

3D面包板连线培养学生的实验经验动态测试笔提供即时的电压及频率的测量提供多种检测电路特性的分析功能分析的后处理功能传输功能（Transfer)Multisim9元件库完整的元件库虚拟元器件与真实元器件3D效果元器件RF元器件梯形图元件3D效果电路提供二十种常用器件的逼真的3D视觉图，给设计者以生动的器件，体会真实设计的效果。

创建元器件

Multisim9提供元器件编辑功能，允许用户修改和保存数据库中的任何元件。也可以建立自己的元件保存在数据库中。交通灯电路图阶梯图设计功能能够控制仿真“真实的”机械设备，方便学习自动控制PLC

RF设计功能RF设计功能OpenEndMicrostripLine电路的自动设计：555timerwizard；FilterwizardCEBJTAmplifierwizard;OPAMPwizard;MOSFETwizard提供这5种电路模板:虚拟仪表

提供了数字万用表（Multimeter)；函数信号发生器(FunctionGenerator)；瓦特表(Wattmeter)；双通道示波器(Oscilloscope)等18种虚拟仪表提供完全仿真的界面和与真实仪器相同的完整功能，为仿真过程提供了性能优良的Agilent和Tektronix仪器。Dynamicmeasurementprobe

-动态测试笔

动态测试笔在仿真过程中，提供即时的V，V(p-p),V(rms),V(dc)以及频率的计数。multiSIMv9的分析功能multiSIM提供多种检测电路特性的分析功能

分析功能概述

DCOperatingPointACAnalysisTransientAnalysisACFrequencySweepUserDefinedFourierNoiseDistortionTemperaturesweep

ModelParameterSweepACandDCSensitivityPole-ZeroTransferFunctionWorstCaseMonteCarloBatchedAnalysisModelparametersweepI-VAnalyzerTracewidth

分析滤波电路中各点的频率响应分析后处理功能3D面包板连线图提供给学生“可动手的”面包板，培养实验经验传输功能（Transfer)Multisimv9可以将电路原理图资料传输给Ultiboard

做电路板的设计；可以将电路原理图转换为网络表文件，以方便其它电路板设计软件的接受；对于仿真结果也可以传输给MathCAD或Excel。

在电路分析中可以输入公式/表达式用

来根据您的精确要求定制结果

新增表式式

NIELVIS

NIELVIS使学生在实际实验之前在PC上先进行设计，构建和测试老师的实验方案

Multisim提供了Microphone，Speaker，SignalAnalyzer，SignalGenerator的Labview虚拟仪器Multisim中使用LabVIEW捕获的数据作为信号源－使用真实世界的数据驱动你的电路Multisim9电子仿真软件设计范例见所附文件夹项目二、电子电路应用任务六单级放大电路的安装调试

RBRCC1C2UCCiCuOuiUC1R2uBE++UC21.电路组成组成原则：1.合理的直流偏置电路，发射结正偏,集电结反偏。2.能使交流信号有效的输入、输出。任务分析：共射放大电路分析方法基极电阻

输入电容直流电源输出电容集电极电阻翻页返回RBRCC1C2UCCiCuOuiUC1R2uBE++UC2符号含义：IB，IC，UBE，UCE直流分量ib，iC，ube，uce

交流分量iB，iC，UBE，UCE总量Ib，IC，Ube，Uce

交流分量有效值0iBtIBibIbm各种符号关系：翻页返回RBRCC1C2UCCiCuOuiUC1R2uBE++UC2直流通路RBRCICUCE+UCCUBEIB电容开路交流通道和直流通道翻页返回交流通路RBRCC1C2UCCiCuOuiUC1R2uBE++UC2RBRCRLCEBiiuiubeu0uceibic电容短路直流电源短路翻页返回RBRCC1C2UCCiCuOuiUC1R2uBE++UC22.

静态分析

静态分析内容：就是分析放大电路的直流工作情况，以确定三极管各电极的直流电压和直流电的数值。

当放大器没有输入信号（ui=0)时，电路中各处的电压电流都是直流恒定值，称为直流工作状态，简称静态。静态分析方法：估算法图解法翻页返回UCC=RBIB+UBEUCC=UCE+RCICIC=βIBIB=————RBUCC－UBEIC=βIBUCE=UCC－RCICRBRCICUCE+UCCUBEIB静态估算法：翻页返回例2.2在图示放大电路中，已知UCC=12V，RC=3KΩ，

RB=240kΩ，β=40。试求放大电路的静态工作点。RBRCC1C2UCCiCuOuiUCiR2uBE++UC2RBRCICCUCE+UCCIBUBEE解：根据直流通路可得出：IB≈——=——=50μA

UCCRB12240IC=βIB=40×50=2mAUCE=UCC

－RCIC=12－3×2=6V翻页返回N`uCEiCiBiBUCEUBEICEOICmICIBQQ0M`0uCEωtIB=0OOuCEuBEuCEUCESUCEIBICQQM`N`iciciBUomωtuiOQ点过高引起的饱和失真Q点过低引起的截止失真2.2.1静态工作点的设置一.非线性失真翻页返回3.动态分析

RBRCC1C2UCCiCuOuiUC1R2uBE++UC2

当放大器有输入信号（ui

0)时，电路中各处的电压电流都处于变动工作状态，简称动态。＝动态分析任务：在静态值确定后，当接入变化的输入信号时，电路中各种变化量的变动情况和相互关系。动态分析方法：图解法微变等效电路分析翻页返回

由于

rce阻值比输出端的负载大很多,通常可视为开路,从而得到简化的微变等效电路

三极管的微变等效电路只能用来分析放大电路变化量之间的关系。EBC三极管简化的微变等效电路icuceuberbe

ib

ib+_+_翻页返回微变等效电路分析法：输入回路rbe=———=——

rbe=300Ω+（1+β）————△iBibube△uBE26（mv）IE（mA）iB0uBEUce≥1VIB△iB△uBEQ翻页uceubeib

ibCBE＋－－＋晶体管的微变等效电路返回

基本放大电路的微变等效电路rbe

EBCIi•Uo•riIb•Ib•

Ic•Ui•Us•IRB•RCRLRBRSTuiuoRCiiibicuceubeRLRSusRB翻页返回RBRCC1C2UCCiCuOuiUC1R2uBE++UC2A、电压放大倍数（1）带负载时的电压放大倍数=（RC//RL）Ib•–

rbe

Ib•=–

（RC//RL）rbe

rbe

EBCIi•Uo•riIb•Ib•

Ic•Ui•Us•IRB•RCRLRBRS（2）不带负载时的电压放大倍数Au•=Ui•Uo•Au•=Ui•Uo•=–

RCrbe翻页返回B、放大电路的输入电阻ri

=RB

//rbe

对基本放大电放大电路放大电路的输入电阻定义为：=Ii•riUi•Uo•

rbe

EBCIi•Ib•Ib•

Ic•Ui•Us•IRB•RCRLRBRSri翻页返回C、放大电路的输出电阻

对负载而言,放大电路相当于一个具有內阻的信号源，这个信号源的內阻就是放大电路的输出电阻。RS放大电路U0•I•Ui•=0U•ro==RC

I•可用外加电压法U0求rororo

rbe

EBCIi•Ib•Ib•

Ic•Ui•Us•IRB•RCRLRBRSU0翻页返回任务实施：单级放大电路安装调试

理论升华：共射放大电路设计方法1.设计时应该先考虑发射极电阻2.(1+beta)>>Rb

这里的Rb是基极电阻的总和R1||R23.相对于信号源内阻，Rb过小会影响信号的输入，4.Rb增大的前提是相应的提高Re,但为此付出的代价是放大倍数的减小。放大倍数与Re成反比5.对Re的交流旁路能够增加放大倍数，但是需要选择较大的旁路电容6.设计时我们应当多运用一些有用的经验估值能力拓展

分压式偏置电路共集电极放大电路差动放大电路+UCCRB1RLRCRB2RE+CEC2C1+uCEu0uiiBuBEiC++UCCRCRB1RB2UEUCEICI1IBI2VBIEUBERE稳定静态工作点的物理过程：温度升高ICIEUE（=VB

－UE）IBIC一：分压式偏置电路UBEI1>>IBVB>>UBE翻页返回+UCCRB1RLRCRB2RE+CEC2C1+uCEu0uiiBuBEiC+静态工作点的估算VB=————UCCRB1+RB2RB2VB

－UBEIC≈IE=—————REUCE≈UCC－（RC+RE）ICIB=——

βIC+UCCRCRB1RB2UEUCEICI1IBI2VBIEUBERE翻页返回例3.1用估算法计算图示电路的静态工作点。20+10RB1+RB2VB=————UCC=——×12=4VRB210解：静态工作点为：IC≈IE=————=————=1.65mAREVB－UBE24

－0.7UCE≈UCC－（RC+RE）IC=12－（2+2）1.65=5.4VIB=—=——=0.044mA1.65β37.5IC+UCCRB1RLRCRB2RE+CEC2C1+uCEu0uiiBuBEiC+20KΩ10KΩ2KΩ2KΩ10KΩ12V翻页返回RSRB1RCRB2RERLC1C2CE++++UCC.UOUS.例3.2

已知

UCC=20V，RC=5.1KΩ，RL=5.1KΩ,β=80试求:

(1)

放大电路的电压放大倍数Au,输入电阻ri和输出电阻ro

解：晶体管的静态基极电位为VB=————UCC=————×20=4.62VRB230RB1+RB2100+30

设静态时晶体管基极发射极间电压为0.7V，则发射极电流为IS=————=————=1.96mAVB

－UBE4.62－0.7RE2100K30K2K翻页返回bIb.βcbcrbe=300+（1+β）——=300+（1+80）×——1.37KΩIE26261.96Au=－——=－————————=－148.9βR`Lrbc80×（5.1//5.1）1.37ri=RB1//RB2//rbe

=100//30//1.37=1.29KΩrO=RC

=5.1KΩRLRSRCRERB1RB2erbeUS.UO.rir`iRSRB1RB2RERCIb.βrbeeU.rOUi.Ui.翻页返回二：共集电极放大电路IB=———————UCC

－UBERB+（1+β）REIE=（1+β）IBUCE=UCC－REIE.++UCCUS.U0.RSRBRERLC1C2+Ui.IBICUBE.IE静态分析射极输出器翻页返回UCC=RBIB+UBE+RE(1+β）IB++UCCUS.U0.RSRBRERLC1C2+Ui.微变等效图射极输出器RSRBRERLebcIb

Ie

.IC

.rberir`iUS

.Ui

.Ii

.βIb

..UO

.动态分析翻页返回电压放大倍数：=————————（1+β）RL`rbe+（1+β）RL`输入电阻：ri

=RB//ri`=RB

//［rbe+（1+β）RL`］ri`=——=————————=rbe+（1+β）RL`Ib.UirbeIb+（1+β）IbRL`...Ib.RSRBRERLebcIb

Ie

.IC

.rberir`iUS

.UO

.Ui

.Ii

.βIb

...UO.Au=——=.Ui（1+β）RL`IbrbeIb

+（1+β）RL`Ib..翻页返回（b）微变等效图输出电阻：U.U.I=－Ie`+—=－（1+β）Ib`+—...REREU=———————+——rbe+（RS//RB）RE..U——————1+β∴—=————————+——rbe+（RS//RB）111.I.UrO—————1+βRErbe+（RS//RB）rO=RE//——————1+βRSRBRERLBECIe

.Ib

.rberir`iUS

.U0

.Ui

..βIb

RSRBIb`Ie`I.REcbeU..βIb`rbe计算rO的等效电路∴I=———————+——rbe+（RS//RB）（1+β）U.REU...Ib`=－———————.Urbe+（RS//RB）.翻页返回

当放大器的输入电压ui

=0时，其输出电压uO往往不为常数，称这种现象为放大器的零点漂移。

差分放大器能够很好地抑制零点漂移。tu0o直接耦合放大器的零点漂移出现零点漂移的原因：多级直接耦合放大器的放大倍数很高；输入级由于管子特性、参数随温度变化等因素引起输出电压很大的变化。从而导致整个放大器无法正常工作。上页下页返回三：差动放大电路1.典型差分放大电路对零漂的抑制静态时IC1=IC2UC1=UC2UO=UC1

－UC2=0利用电路对称性抑制零漂。

同时利用RE的负反馈作用进一步抑制每个管子的零漂。上页下页+UCC－UEEIERERBRBIB1IB2IE1IE2RLRCRCuOUC1UC2T1T2C1C2电路对称返回有信号时UO=（UC1+uO1）－（UC2+uO2

）=UO1－UO2

根据

ui1与

ui2

的关系分以下几种情况上页下页RBiC2T1T2Rp－UEE+UCCiERERBiB1iE2Uc2+uO2RLRCRCuOUC1iB2iE1iC1Uc1+uO1ui2UC2ui1返回

差模输入

ui1=－ui2

输出

uO1d=－uO2d+UCCUEEieRERBRBie2RLRCRCuOT1T2Eib2ie1uo2duo1dui1=——2uidui2=——2uid++－－ib1++－－上页下页2.差分放大电路对差模信号的放大作用

返回电压放大倍数双端输出时RLβ（RC//—）2Aud（2）=——=————=——=－——————uOduidui1－ui2uO1d－uO2duO1dui1RB+rbe单端输出时.Aud（1）=——=———=－——————uiduO1d21ui1uO1d21RB+rbeβ（RC//RL）RBRBRCRCERL2—RL2—uOdib1ib2βib1βib2uO1duO2drberbeui1=——uid2ui2=——uid2上页下页返回共模输入

ui1=ui2=

uic

输出uO1C=uO2c上页下页+UCCUEEieRERBRBie2RLRCRCuOCT1T2Eib2ie1uO2CuO1Cui1=uiC+－－ib1－+－+ui2=uiC+3.差分放大电路的共模放大倍数

返回2RERBRBRCRCuOCib2uO2CuO1Cui1=uiCib1ui2=uiC2RErberbeβib1βib2共模电压放大倍数双端输出时：Auc（2）=————=0uiCuO1C－uO2OCuo1CuiC单端输出时：Auc（1）=——=－————————β（RC//RL）RB+rbe+（1+β）2RE≈－————RC//RL2RE上页下页KCMR

=——AdAc共模抑制比返回项目一、电子元器件应用任务一、发光二极管彩灯电路安装调试

任务分析及实施发光二极管彩灯电路安装1.本征半导体

完全纯净的,具有晶体结构的半导体称为本征半导体。它具有共价键结构。锗和硅的原子结构硅单晶中的共价键结构价电子硅原子翻页理论升华

在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电。空穴和自由电子都称为载流子。它们成对出现，成对消失。在常温下自由电子和空穴的形成复合自由电子本征激发空穴翻页2.N型半导体和P型半导体原理图P自由电子结构图磷原子正离子P+

在硅或锗中掺入少量的五价元素，如磷，则形成N型半导体。多余价电子少子多子正离子在N型半导体中，电子是多子，空穴是少子N型半导体翻页

P型半导体

在硅或锗中掺入三价元素，如硼,则形成P型半导体。原理图BB-

硼原子负离子空穴填补空位结构图在P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。多子少子负离子

翻页

用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上，形成P型半导体区域和N型半导体区域，在这两个区域的交界处就形成一个PN结。P区N区P区的空穴向N区扩散并与电子复合N区的电子向P区扩散并与空穴复合空间电荷区内电场方向

3.PN结翻页空间电荷区内电场方向

在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡。P区N区多子扩散少子漂移上页下页翻页返回PN结的单向导电性P区N区内电场外电场EI空间电荷区变窄

P区的空穴进入空间电荷区抵消一部分负空间电荷。

N区电子进入空间电荷区抵消一部分正空间电荷。扩散运动增强，形成较大的正向电流。翻页外加正向电压外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走空间电荷区变宽

内电场外电场少子越过PN结形成很小的反向电流IRE翻页

外加反向电压由上述分析可知：PN结具有单向导电性

即在PN结上加正向电压时，PN结电阻很低，正向电流较大。（PN结处于导通状态）

加反向电压时，PN结电阻很高，反向电流很小。（PN结处于截止状态）切记翻页4、二极管表示符号

面接触型点接触型引线触丝外壳N型锗片N型硅阳极引线PN结阴极引线金锑合金底座铝合金小球阴极阳极D翻页2.二极管的伏安特性-20-40-40-20-250.40.2-5010OO155U/VI/mA604020-50-250.40.8I/mAU/V正向反向击穿电压死区电压U(BR)锗管的伏安特性硅管的伏安特性I/μAI/μA死区电压注意:死区电压：硅管约为：0.5V,锗管约为：0.1V。导通时的正向压降：硅管约为:0.6V-0.8V,锗管约为:0.2V-0.3V。常温下，反向饱和电流很小.当PN结温度升高时，反向电流明显增加。翻页二极管的等效电路及应用

二极管特性曲线的非线性，给二极管电路的分析带来一定困难。为了简化分析，常常要做一些近似处理，可用某些线性电路元件来等效二极管，画出二极管的等效电路。最常用的近似方法有二种。理想二极管等效电路uDiDoDK理想二极管等效电路如果二极管导通时的正向压降远远小于和它串联的电压，二极管截止时的反向电流远远小于与之并联的电流，则可以忽略二极管的正向压降和反向电流，把二极管理想化为一个开关，如图所示。考虑正向压降的等效电路在二极管充分导通且工作电流不是很大时，二极管的正向压降UD变化不大（例如硅管约为0.6~0.8V），因此近似认为二极管正向导通时有一个固定的管压降UD（硅管取0.7V，锗管取0.2V），于是可用一固定电压源来等效正向导通的二极管。当外加电压U<UD时，二极管不通，电流为零，相当于开路。图中画出了这种近似等效电路。

uDiDoDUD考虑正向压降的等效电路考虑正向压降的等效电路KUD二极管电路的分析方法二极管电路有两种基本分析方法。图解法，其做法为：利用二极管伏安特性曲线，用做负载线的方法来分析电路。计算分析法，其做法为：根据不同的条件利用二极管的等效电路来近似分析和计算电路。这种方法简便易行，误差较小，是常用的分析方法。下面将结合例子来说明各种分析方法。那么，设计选择二极管时必须满足下列条件：如果要精确考虑二极管的正向压降及导通时的正向电阻、截止时的反向电阻的影响，那么图

(d)中的波形还要进行修正。二极管电路的分析方法电路中u为交流正弦电压信号。UR为直流参考电压源。D为普通二极管。现在用考虑正向压降的二极管等效电路来分析电路的工作情况。若D为硅管，则正向导通压降UD=0.7V。从而得到图

(b)的等效电路。DURRuou++––（a）kURRuou++––（b）UD二极管电路的分析方法能力拓展：二极管的类型能力拓展：二极管的识别检测1.二极管极性的识别在二极管外壳上标有色环（一般用白色或黑色）的一端为二极管的阴（负）极，另一端就为阳（正）极。2.二极管的检测二极管的检测用万用表欧姆档的R×1K档或R×100档来进行，利用二极管的单向导电性，很容易就可检测二极管的好坏。一般硅管的正向电阻约为几KΩ，锗管的正向电阻约为几百Ω；而反向电阻均在几百KΩ以上。利用万用表还可以判断出二极管的极性，当使用指针式万用表时，当二极管正向导通时，黑表笔所接为阳极。用数字式万用表检测二极管应使用二极管档，当二极管导通时（此时显示数值较小，为二极管的正向压降），红表笔所接为二极管的阳极。项目二、电子电路应用任务三功率放大电路的安装调试

1、功放电路的特点对功放电路的要求：●输出功率PO

尽可能大●效率η高●非线性失真小任务分析：功率放大电路的功能和特点

对功率放大电路的基本要求

功率放大电路的作用：是放大电路的输出级，去推动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转、电动机旋转等。(1)在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。(2)由于功率较大，就要求提高效率。ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶体管的工作状态甲类工作状态晶体管在输入信号的整个周期都导通静态IC较大，波形好,管耗大效率低。乙类工作状态晶体管只在输入信号的半个周期内导通，静态IC=0，波形严重失真,管耗小效率高。甲乙类工作状态晶体管导通的时间大于半个周期，静态IC

0，一般功放常采用。任务实施：功率放大电路安装调试

互补对称放大电路

互补对称电路是集成功率放大电路输出级的基本形式。当它通过容量较大的电容与负载耦合时，由于省去了变压器而被称为无输出变压器(OutputTransformerless)电路，简称OTL电路。若互补对称电路直接与负载相连，输出电容也省去，就成为无输出电容(OutputCapacitorless)电路，简称OCL电路。

OTL电路采用单电源供电，OCL电路采用双电源供电。理论升华：功率放大电路的类型和分析方法1.

OTL电路(1)

特点T1、T2的特性一致；一个NPN型、一个PNP型两管均接成射极输出器；输出端有大电容；单电源供电。(2)静态时(ui=0),

IC10，IC20OTL原理电路电容两端的电压RLuIT1T2+UCCCAuo++-+-RLuiT1T2Auo+-+-(3)动态时

设输入端在UCC/2

直流基础上加入正弦信号。T1导通、T2截止；同时给电容充电T2导通、T1截止；电容放电，相当于电源

若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，则负载上得到的交流信号正负半周对称。ic1ic2交流通路uo输入交流信号ui的正半周输入交流信号ui的负半周(4)交越失真

当输入信号ui为正弦波时，输出信号在过零前后出现的失真称为交越失真。

交越失真产生的原因由于晶体管特性存在非线性，

ui

<死区电压晶体管导通不好。交越失真采用各种电路以产生有不大的偏流，使静态工作点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态。克服交越失真的措施uitOuotOR1RLuIT1T2+UCCCAuo++-+-R2D1D2

动态时，设ui

加入正弦信号。正半周T2截止，T1基极电位进一步提高，进入良好的导通状态。负半周T1截止，T2基极电位进一步降低，进入良好的导通状态。

静态时T1、T2

两管发射结电压分别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态。(5)克服交越失真的电路uiuo+–UCCT1T2+UCCRL–2.OCL电路ic1ic2静态时：ui

=0V,iC10，iC20uo=0V。动态时：ui

<0VT2导通，T1截止ui

>0VT1导通，T2截止特点：

双电源供电、输出无电容器。uoOCL原理电路项目二、电子电路应用任务五集成运算比例放大电路的安装调试

集成运放是具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。1、集成运放的组成u-

集成运放的组成框图u0输入级中间级输出级置路

偏电u+ui任务分析：集成运算放大器的分析方法

集成电路的特点

在集成电路工艺中还难于制造电感元件和大容量电容，因此采用直耦合。

运算放大器的输入级都采用差分放大电路，它要求两管的性能相同。

在集成运算放大器中往往用晶体管恒流源代替电阻。

集成电路中的二极管都采用晶体管构成，把发射极、基极、集电极三者适当组配使用。集成运算放大器的符号、管脚－＋＋

反相输入端u－u＋

同相输入端信号传输方向ui输出端理想运放开环电压放大倍数ou实际运放开环电压放大倍数LM741

理想运放和电压传输特性理想化的条件：开环电压放大倍数AO∞;差模输入电阻ri开环输出电阻

rO共模抑制比KCMR∞;0;∞;2、集成运放的基本特性任务实施：集成运放比例放大电路安装调试

（1）比例运算电路

反相输入比例运算电路uiuoi1ifi－RFR1R2RF引入深度负反馈并联电压负反馈R1－输入电阻RF－反馈电阻R2－补偿电阻R2=R1//R1理论升华：集成运放在模拟信号运算方面的应用i＋反相输入运算关系uiuoi1ifidRFR1R2虚断路

id

0虚地uii1

=

—–R1uif

=

–—oRFi1

ifAf

=

—=–—uouiRfR1——反相比例

当Rf=R1=R时：Af

=

—=–1u0ui——反相器

同相输入比例运算电路RFRR12uoi1if同相比例运算电路运算关系

uo

=

1+

u+RFR1

=

1+

ui

RF

R1虚断路id

0虚短路uiu=+uu

=

——–o

-R1R1

RF+u-u=+故有：

Auf

=

uoui

=

1+

RFR1——同相输入比例器uiidu+u_电压跟随器当R1=∞,Rf=0时uo

=uiRRF同相跟随器uouiRFRR12uoi1if同相比例运算电路ui

（2）加、减运算电路1、加法运算电路fu

obui1

ui3ui2

i1i2i3if1ＲＲ3ＲＲＲ2第5章Rb=R1

//R2

//R3

//Rf

反相加法运算电路ui1

Fu

oPui3ui2

i1i2i3if1ＲＲ3ＲＲＲ2

u

=–(

+

+

)

ui2

oui1

ui3

RFRFRFR1R2R3i-因i-=0，故i1+i2+i3=if即ui1u-——R1ui2u-——R2+ui3u-——R3+u0——Rfu-=u_u_又——“虛地”uoR1R2R3ui2ui1RFR1R2R3

=

1+

ui2

uoRFR1R2

+

R3R3-

ui1RFR1当R1=Rf=R2=R3时u0=

ui2－ui1—减法运算电路R1uoi1积分器uiCifucic

duCdt

C

—–iC

=依据u-=u+

…虚地R’i1=ifuR1i1

=——,iif

=

－C——dtdu0=

–

——–uoC

R1１uidt∫得:（3）积分、微分运算电路微分器uuOiC

duidtuo=

–

RF

C

–—uouiＲＲF由于微分和积分互为逆运算，将电容与电阻位置对调即可。输入与输入出的关系式为若输入为方波则输出波形为项目二、电子电路应用任务三两级放大电路的安装调试

任务分析：多级放大电路的功能和特点

耦合方式：信号源与放大电路之间、两级放大电路之间、放大器与负载之间的连接方式。

常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。动态:传送信号减少压降损失静态：保证各级有合适的Q点波形不失真第二级

推动级

输入级

输出级输入输出多级放大电路的框图对耦合电路的要求任务实施：两级放大电路安装调试

一.阻容耦合第一级第二级负载信号源两级之间通过耦合电容

C2与下级输入电阻连接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T2理论升华：多级放大电路的分析方法1.

静态分析

由于电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流通路互不相通，每级的静态工作点互相独立，互不影响，可以各级单独计算。两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T22.

动态分析微变等效电路第一级第二级rbeRB2RC1EBC+-+-+-RSrbeRC2RLEBC+-RB1二.直接耦合直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE22.零点漂移零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象。uotO产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化。直接耦合存在的两个问题：1.前后级静态工作点相互影响零点漂移的危害：直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。

一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量零点漂移的指标。输入端等效漂移电压输出端漂移电压电压放大倍数

只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来。

由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有良好的低频特性。通频带f|Au

|0.707|Auo

|OfH|Auo

|幅频特性

抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题。

适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合。项目三、电子电路设计专题实训2：六管超外差调幅收音机安装调试三、D9018袖珍收音机电路原理图β：55～8080～150≥20120～180150～270D9018袖珍收音机印刷板图项目一、电子元器件应用任务二三极管门铃电路安装调试

任务分析：三极管的功能

三极管的放大作用满足放大条件的三种电路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共发射极共基极共集电极1、结构和工作原理(a)NPN型(b)PNP型CPNNNPPEEBB发射区集电区基区基区基极发射极集电结发射结发射结集电结集电区发射区集电极集电极C发射极基极BETCNPNBETCPNP理论升华：三极管的结构、工作原理和特性

晶体管的电流放大原理IEIBRBEBUBEICEC输入电路输出电路公共端

晶体管具有电流放大作用的外部条件：发射结正向偏置集电结反向偏置NPN管：

UBE>0UBC<0即：VC>VB>VEPNP管：

UBE<0UBC>0即：VC<VB<VERCUCEBCE共射极放大电路三极管的电流控制原理EBRBIBICECRCNPIEN发射区向基区扩散电子电源负极向发射区补充电子形成发射极电流IE电子在基区的扩散与复合集电区收集电子电子流向电源正极形成ICEB正极拉走电子，补充被复合的空穴，形成IB2、特性曲线和主要参数1.输入特性曲线IB

=f(UBE)UCE=常数UCE≥1V2.输出特性曲线IC

=f

(UCE)|IB=

常数IB

减小IB增加UCEICIB

=20µAIB

=60µAIB

=40µA任务实施：三极管门铃电路安装调试

能力拓展：三极管的类型能力拓展：三极管的检测三极管好坏的检测三极管的检测用指针式万用表欧姆档的R×1K档或R×100档来进行，也可用数字万用表的二极管档来进行。三极管的BE极之间是一个PN结（发射结），BC极之间也是一个PN结（集电结），利用检测PN结或二极管的方法分别对这两个PN结进行检测，就可判断出三极管是否完好。能力拓展：三极管的检测另外还有一种方法，能更加可靠地检测三极管的好坏，同时还可大致检测出三极管电流放大倍数的大小。对于NPN型三极管，该方法是用手将三极管的BC两极捏住，用力适度，利用人体电阻为三极管提供基极偏置电流，接下来用指针式万用表欧姆档的R×1K档或R×100档，把黑表笔搭在三极管C极上，红表笔搭在三极管E极上（若为PNP型，表笔搭CE极的方向正好相反）若指针向右偏转，说明三极管内部已导通工作，三极管是好的。而且指针偏转的幅度越大，说明该三极管的电流放大倍数β的数值也就越大。利用万用表来检测识别三极管的管脚和类型当我们不熟悉所使用三极管的型号和管脚排列时，可利用万用表来检测识别三极管的管脚和类型。方法是用指针式万用表欧姆档的R×1K档或R×100档，用表笔分别两两接触各只管脚，并且正反向均进行测量，这样首先就可以判断出三极管的基极B，因为B极与CE两极之间都是一个PN结，在检测过程中B极与C极和B极与E极之间都具有相同的单向导电性，而当表笔搭在CE两极之间时，正反向均不会导通，利用这些特性就可很快确定出三极管的B极。同时，B极与C极或E极之间正向导通时，若黑表笔接在B极，说明该管子是NPN型；而若红表笔接在B极，说明该管子是PNP型。该方法同样适用于数字万用表的欧姆档，但应注意数字万用表的红表笔才是正极，恰好与指针式万用表欧姆档的情况相反。

1.结构和工作原理一.结构BG栅极D漏极SiO2BDGSP型硅衬底S源极结构图电路符号二、场效应管N+N+翻页二.工作原理D与S之间是两个PN结反向串联，无论D与S之间加什么极性的电压，漏极电流均接近于零。(1)UGS=0结构示意图衬底引线BUDSID=0GDSP型硅衬底SiO2栅源电压对导电沟道的控制作用N+N+翻页(2)0<UGS<UGS(th)

由栅极指向衬底方向的电场使空穴向下移动,电子向上移动。UDSSiO2GDSB结构示意图P型硅衬底N+N+ID=0UGS

在P型衬底表面形成耗尽层。翻页(3)UGS>UGS(th)

栅极下P型半导体表面形成N型导电沟道。

当D、S加上正向电压后可产生漏极电流ID。N+N+SiO2GDS耗尽层BP型硅衬底UGSUDSN型导电沟道ID翻页由上述讨论可知:UGS愈大，导电沟道愈厚,在UDS电压作用下,电流ID愈大。即通过改变电压UGS的大小可以改变漏极电流ID的大小。

随着栅极电压UGS的增加，导电沟道不断增加的场效应管称为增强型场效应管。

场效应管只有一种载流子参与导电,故称为单极性晶体管。普通晶体管（三极管）中空穴和电子两种载流子参与导电称之为双极性晶体管。翻页项目二、电子电路应用任务五正弦波产生电路安装调试

波形产生电路具体包括正弦和非正弦(如方波、三角波)波形产生电路。波形产生电路的共同特点：不需要任何输入信号；必须在电路中引入足够强的正反馈。▲▲任务分析：波形产生电路的功能和特点

LC正弦波振荡电路功能：特点：主要用来产生1MHZ

以上的高频信号。一般由分立元件组成(普通运放的频带较窄)。变压器反馈式电感三点式▲▲▲电容三点式分类：任务实施：正弦波产生电路安装调试

电路特点:①线圈L1和L2耦合紧密,易起振。③输出波形较差,含高次谐波。②可很方便地通过改变电感线圈c抽头的位置来改善波形失真程度。1、电感三点式正弦波振荡电路理论升华：波形产生电路的结构和分析2、电容三点式正弦波振荡电路电路特点①输出波形好②振荡频率可以很高，可达100MHZ以上。■用555集成定时器构成的多谐振荡器

555集成定时器是一种模拟电路和数字电结合的中规模集成电路。

常用的555定时器有：

TTL定时器——5G555CMOS定时器——CC7555■用集成运放构成的多谐振荡器3.多谐振荡器RDSDQQ4∞+▽－+∞+▽－+C1C2C1输出为“1”，C2输出为“0”Q为“0”，T截止，输出为“1”当U6＜—UCC，U2＜—UCC时3231RT185KΩ5KΩ5KΩ7265控制端触发端放电晶体管分压器比较器31G反相器触发端放电端+UCC复位输出端地1001（1）555集成定时器的工作原理RS触发器当U6＞—UCC，U2＞—UCC时3231C1输出为“0”，C2输出为“1”