模拟电子技术

笫1章半导体器件1.1半导体的特性1.2半导体二极管1.3场效应管（FET）※1.4双极型三极管（BJT）※1.5半导体光电器件※1.6常用新型半导体器件※1.7半导体器件应用举例本章小结1.1半导体的特性1.1.1本征半导体1)纯净的不含杂质的半导体材料的晶体称为本征半导体。2)硅和锗的最外层4个电子受原子核束缚力最小，即称为价电子。硅和锗的原子简化结构如图1.1（c）所示。3)硅和锗晶体价电子受自身的原子核束缚，既有自身的轨道又受相邻原子核吸引，因此形成两个相邻原子共有一对价电子的共价键结构，硅和锗晶体共价键结构，如图1.2所示。4)硅或锗晶体在外界激发的情况下，如常温下（300K），少数价电子获得能量，可以打破共价键的束缚成为自由电子。同时在价电子原来位置上留下一个空位，称为“空穴”，如图1.3所示为本征半导体中的自由电子和空穴。下一页1.1半导体的特性1.1.2杂质半导体1.N型半导体

在硅（或锗）的晶体内掺入少量的磷、砷、锑等五价元素，因其有五个价电子，其中四个与周围的硅（或锗）原子组成共价键，多余一个价电子不受共价键的束缚，只要获得较小的能量就能挣脱磷原子核吸引而成为自由电子，如图1.4所示。2.P型半导体

在硅（或锗）的晶体中掺入少量的硼、铟、铝等三价元素，则硼、铟、铝等原子有三个价电子，它与周围的硅（或锗）原子组成共价键，因缺少一个价电子便产生一个空穴。在室温下，硅（或锗）共价键上价电子填补硼原子的空位，则形成空穴移动，如图1.5所示。上一页返回1.2半导体二极管1.2.1PN结及其单向导电性1.PN结的形成

当把P型半导体和N型半导体结合在一起时，由于浓度差别，N区电子载流子向P区扩散，P区空穴载流子向N区扩散，如图1.7(a)所示。2.PN结的单向导电性PN结两端外加电压，平衡状态被打破，PN结的单向导电性呈现出来。当P区接电源正极，N区接电源负极，称为外加正向电压，也叫“正向偏置”，如图1.8所示，外电场方向与内电场方向相反，削弱了内电场。当N区接电源正极，P区接电源负极，称为外加反向电压，也叫“反向偏置”，如图1.9所示。下一页1.2半导体二极管1.2.2二极管的伏安特性在图1.10所示结构中，将PN结用外壳封装，P区引线为阳极，N区引线为阴极，就构成半导体二极管。在图1.12所示图形符号中，二极管的文字符号为VD，箭头指向为导通电流的方向。二极管按材料分为硅二极管和锗二极管两大类，其伏安特性有所不同，如图1.11所示二极管伏安特性曲线。该曲线对应的函数式为1.正向特性：OA(OA′)段称为死区，二极管不导通，正向电流几乎为零。2.反向特性：OC(OC′)段称为反向截止区。3.反向击穿特性：CD(C′B′)段称为反向击穿区。下一页上一页1.2半导体二极管1.2.3二极管的主要参数1.最大整流电流IF二极管长期正常工作时，允许通过的最大正向平均电流值。2.反向击穿电压U(BR)二极管反向击穿时的反向电压值。3.反向电流IR二极管在常温下未被击穿时的反向电流值。下一页上一页1.2半导体二极管1.2.4特殊用途二极管1.稳压二极管利用二极管反向击穿特性实现稳压功能的半导体器件称为稳压二极管。(1)稳压特性。稳压二极管的伏安特性曲线、符号及稳压管电路，如图1.13所示，它的正向特性和普通二极管一样。(2)基本参数。①稳定电压UZ

②稳定电流IZ③最小稳定电流Izmin

④最大稳定电流IZmax⑤最大耗散功率PM

⑥动态电阻RZ下一页上一页1.2半导体二极管1.2.4特殊用途二极管2.双向二极管双向二极管的结构及图形符号如图1.14所示，由图可见，双向二极管属于三层二端交流半导体器件※3.变容二极管PN结电容随反向电压的增加而减小，这种结电容可变的二极管称为变容二极管。其图形符号及容压特性曲线如图1.15所示。下一页上一页1.2半导体二极管1.2.5半导体二极管的应用1.整流利用二极管正偏导通、反偏截止的特性，可将交流电变为单方向脉动的直流电，称之为整流，如图1.16所示。2.钳位利用二极管正向导通后，其两端电压很小的特性，可构成各种钳位电路，如图1.17所示。下一页上一页1.2半导体二极管1.2.5半导体二极管的应用3.限幅利用二极管正向导通和反向截止限制信号的幅度，二极管限幅电路及波形如图1.18所示。4.开关利用二极管的单向导电性来接通或断开电路，可实现各种数字开关电路，如图1.19所示。返回上一页1.3场效应管（FET）1.3.1绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管由金属、氧化物和半导体制作，故称为金属-氧化物-半导体场效应管，或简称MOSFET。1.N沟道增强型MOS场效应管（NMOS）（1）结构与符号。N沟道增强型MOS场效应管的结构图、结构剖面图及电路符号分别如图1.20（a）、（b）、（c）所示。（2）工作原理。N沟道增强型MOS场效应管在五种条件下的工作情况如图1.21所示。（3）特性曲线。N沟道增强型MOS场效应管的转移特性曲线和输出特性曲线分别如图1.22（a）、（b）所示。下一页1.3场效应管（FET）1.3.1绝缘栅型场效应管2.N沟道耗尽型MOS场效应管N沟道耗尽型MOS管的结构示意图及电路图形符号分别如图1.23（a）、（b）所示。N沟道耗尽型MOS场效应管的转移特性曲线和输出特性曲线分别如图1.24（a）、（b）所示。3.P沟道MOS场效应管P沟道MOS管是在N型衬底表面生成的P型反型层作为沟道，P沟道MOS场效应管的结构和工作原理同N沟道MOS场效应管类似，并且也有增强型和耗尽型两种。它们的电路符号分别如图1.25（a）、（b）所示。下一页上一页1.3场效应管（FET）1.3.2MOS场效应管的主要参数1.直流参数（1）饱和漏极电流

（2）开启电压（3）夹断电压（4）直流输入电阻2.交流参数（1）低频跨导（2）极间电容下一页上一页1.3场效应管（FET）1.3.2MOS场效应管的主要参数3.极限参数（1）漏源击穿电压（2）栅源击穿电压（3）漏极最大允许耗散功率（4）常用场效管的主要参数。常用场效应管的主要参数见表1.1。下一页上一页1.3场效应管（FET）1.3.3使用场效应管的注意事项（1）在使用场效应管时，要注意栅源电压

、漏源电压

、漏源电流

及耗散功率等不能超过额定值。（2）绝缘栅场效应管的栅源两极不允许悬空，悬空时若有感应电荷，就很难泄放，电荷积累会使栅源间电压升高，很容易使栅源间绝缘层击穿，造成管子损坏。运输和保存时务必用金属导线将三个电极短接起来。在焊接时，电烙铁的外壳必须有良好的接地（保护地），并利用烙铁断电后的余热焊接栅极，以避免交流感应电压将栅极击穿，并按S、D、G极的顺序焊好后，再去掉各极的金属短接线。下一页上一页1.3场效应管（FET）1.3.3使用场效应管的注意事项（3）结型场效应管的栅源电压

不能加正向电压，因为它工作在反向偏置状态。（4）场效应管从内部结构上看，漏源两极是对称的，可以互相调用，但有些产品在制作时已将衬底和源极在内部连接在一起，这时漏源两极就不能调换使用了。（5）注意各极电源电压的极性不能接错。下一页上一页1.3场效应管（FET）1.3.4结型场效应管（JFET）结型场效应管属于耗尽型场效应管，它也分为N沟道和P沟道两种类型。N沟道结型场效应管的结构示意图及两种结型场效应管的电路符号如图1.26所示。1.结型场效应管的结构在同一块N型半导体材料的两侧，利用扩散的方法制作出两个高浓度的P区（用

表示），形成两个PN结，如图1.26（a）所示。图1.26（b）所示的电路符号的箭头表示栅源结正向偏置时电流由

指向Ｎ的方向。图1.26（c）所示电路符号的箭头表示由P指向

（即指向G电极）的方向。下一页上一页1.3场效应管（FET）1.3.4结型场效应管（JFET）2.结型场效应管的工作原理将栅极G悬空，在漏极与源极之间加正向电压

（即

＞

），N沟道中的多数载流子（电子）在电场作用下，由源极流向漏极，形成漏极电流

（由D流向S）如图1.27所示。（1）由结型场效应管的结构知，改变两个PN结耗尽层的范围大小就可控制沟道导电的有效面积的大小。因此在栅极和源极之间加上负电压（

＜

）就可以改变沟道的导电能力，如图1.28所示。（2）当

的值满足

＜≤0固定不变时，在漏源之间加上正电压，即

＞0，观察

的变化对导电沟道和漏极电流

的影响，如图1.29所示。下一页上一页1.3场效应管（FET）1.3.4结型场效应管（JFET）3.特性曲线（1）转移特性曲线。结型场效应管（JFET）的转移特性曲线是指在漏极和源极之间的电压

不变时，漏极电流

与栅源间电压

的关系曲线，即转移特性曲线表示栅源之间的电压

对漏极电流

的控制作用，可用如图1.30（a）所示的电路来测试N沟道结型场效应管的特性曲线。通过测试，可绘制出其输入转移特性曲线如图1.30（b）所示。下一页上一页1.3场效应管（FET）1.3.4结型场效应管（JFET）3.特性曲线（2）输出特性曲线。场效应管的输出特性曲线又称为漏极特性曲线，它表示在栅源间电压

为定值时，漏极电流

与漏源间电压

间的关系曲线，其表达式为用图1.30（a）所示的电路可以测试出N沟道结型场效应管的输出特性曲线，如图1.31所示。为了便于比较，现将各种场效应管的电路符号、特性曲线列于表1.2中。返回上一页※1.4双极型三极管（BJT）1.4.1晶体三极管的结构我国生产的晶体三极管，最常见的有硅平面管和锗合金管，如图1.34所示。NPN型和PNP型三极管的结构示意图和电路符号分别如图1.35（a）、（b）所示。下一页※1.4双极型三极管（BJT）1.4.2电流分配与放大原理在图1.36所示的实验电路中，将晶体三极管接基极电路和集电极电路两个电路。由于图中的发射极E为公共端，所以这种接法称为“共发射极”接法。1.内部载流子的运动过程（1）发射。（2）复合和扩散。（3）收集。2.三极管电流放大系数下一页上一页※1.4双极型三极管（BJT）1.4.3三极管的特性曲线三极管共射极特性曲线的逐点测试电路如图1.36所示。1.共发射极输入特性共发射极输入特性是指在

不变的条件下输入电流

与基极、发射极间电压

的关系，用函数式表示为由图1.38（a）知，发射结与集电结并联，如图1.38（b）所示。此时，输入特性曲线与图1.11所示二极管的伏安特性相似，见式（1.1），呈指数关系，即如图1.39（a）中=0的曲线所示。上一页下一页※1.4双极型三极管（BJT）1.4.3三极管的特性曲线2.共发射极输出特性共发射极输出特性是在基极电流

不变时，输出的集电极电流

与电压

之间的关系。用函数表示为由上式知，对于每一个

确定的值都有一条曲线

与之对应，如果选择一系列

的值，抽象地有一簇曲线与之对应，如图1.39（b）所示。从图1.39（b）中看出，三极管有截止区、放大区和饱和区三个区域分别与图1.22（b）中的截止区、恒流区和可变电阻区相对应。上一页下一页※1.4双极型三极管（BJT）1.4.4三极管的主要参数1.电流放大系数（1）共射极交流电流放大系数β。所谓共射极接法是指输入回路和输出回路的公共端为发射极，如图1.40（a）所示。（2）共射直流电流放大系数

。（3）共基极交流电流放大系数α。共基极接法指输入回路和输出回路的公共端为基极，如图1.40（b）所示。（4）共基极直流电流放大系数

。上一页下一页※1.4双极型三极管（BJT）1.4.4三极管的主要参数2.极限参数（1）集电极最大允许电流

。（2）集电极最大允许耗散功率

。（3）共射截止频率

。（4）极间反向击穿电压。3.极间反向饱和电流（1）集电极与基极之间的反向饱和电流

。（2）集电极与发射极之间的穿透电流

。上一页返回※1.5半导体光电器件1.5.1发光二极管(LED)及液晶器件(LCD)

1.LED常见的2EF系列的发光二极管的外形与电路符号分别如图1.43（a）、（b）所示。光的颜色视做成PN结的材料发光的波长而定，如表1.4所示。用LED制作的数码管显示电路如图1.44所示。LED与各类型灯的功率、效率和工作寿命的比较如表1.5所示。2.LCD液晶显示器件（LCD）是一种薄平板型半导体显示器件，其驱动电压极低、工作电流极小，与CMOS电路结合起来可以做成微功耗系统。液晶显示器的两个电极与控制电压连接的电路如图1.45所示。下一页※1.5半导体光电器件1.5.2光敏二极管光敏二极管的外形、电路符号和特性曲线分别如图1.46（a）、（b）、（c）所示。1.5.3光敏三极管光敏三极管的外形、电路符号和输出特性曲线分别如图1.47（a）、（b）、（c）所示。光电耦合器就是将一个发光二极管和一个光敏半导体器件封装在一个外壳内组合而成的转换器件，最常见的情况是由一个发光二极管和一个光敏三极管组成，如图1.48(a)所示。光电断续器（又称光电开关）的外形如图1.49所示，它是半导体光敏器件的又一典型应用。上一页下一页※1.5半导体光电器件1.5.4激光二极管激光二极管实质上是一种发光二极管，但与普通发光二极管的物理结构不同。砷化镓激光二极管的结构如图1.50所示。1.5.5太阳能电池太阳能电池又称“光电池”，是一种直接将太阳能转换成电能的半导体器件。N+/P型太阳能电池的基本结构、光电池符号、连接电路如图1.51所示。上一页下一页※1.5半导体光电器件1.5.6场致发光片和发光线（EL）EL即英文ELECTROLUMNESENT的简写，中文称场致发光片（或电致发光片、冷光片），是一种新型的平板冷光源。EL的主要特性如表1.6所示。1.EL冷光片的主要特点功耗低，寿命长，平面固态发光源，视觉宽，质量轻，丰富的发光颜色，超薄平整可曲面发光，防震性能和抗冲击性能强。加工自由，形状任意，不会产生紫外线，均匀发光不伤眼，有雾和烟的场合能见度高，防潮性能好，可在水下发光，可用变压器驱动或IC驱动，工作电压30～140V。上一页下一页※1.5半导体光电器件1.5.6场致发光片和发光线（EL）2.EL冷光线EL冷光线的工作原理与EL冷光片相同，其驱动电路也相同，两者的主要区别在于结构和制造工艺上，EL冷光线是采用轴线构造，如图1.52所示。3.EL发光线的主要技术参数（1）主要线径规格（2）工作电压范围（3）工作频率范围（4）发光亮度（5）功耗（6）使用寿命（7）连续工作温度/相对湿度（8）线表面主要颜色上一页返回※1.6常用新型半导体器件1.6.1静电感应晶体管（SIT、BSIT）1.静电感应晶体管SIT静电感应晶体管SIT是一种结型感应晶体管，SIT的电路符号与结构示意图如图1.53所示。2.双极模式静电感应晶体管BSIT的结构BSIT是从静电感应晶体管（SIT）派生出来的电流控制型器件，它是集场控制型器件FET和电流型控制器件BJT于一体的高压高速功率半导体器件。BSIT的内部结构与JFET和SIT对比示意图如图1.54所示。下一页※1.6常用新型半导体器件1.6.1静电感应晶体管（SIT、BSIT）3.BSIT的输出特性曲线CS402型BSIT的典型输出特性曲线如图1.55（b）所示，BSIT除了具有BJT电流密度大，通态电阻大，饱和压降小等优点外，同时还兼有下面四方面优点。（1）频率特性好，开关速度快。（2）在大电流下具有负的电流温度系数，不存在BJT那样的“二次击穿”现象，有较大的安全区。（3）BSIT在=0.3～0.5V的较低栅压下，属于场控制型器件；而在≥0.65V的条件下，与BJT一样，属于电流控制型器件。（4）BSIT的共源极电流放大系数β（又称

）随温度变化速率小，且呈负温度特性。上一页下一页※1.6常用新型半导体器件1.6.2联栅晶体管（GAT）联栅晶体管（GAT）又称作栅辅助晶体管，是一种介于双极型晶体管BJT和结型场效应管JFET之间的高压高速功率半导体器。GAT的内部结构及其等效电路如图1.57所示。GAT的结构特点是，在普通BJT的下面加入了一列相隔一定距离的“栅区”，其作用如下。（1）大大提高了PN结的接触面积。（2）减小了有效基区电阻。（3）在C-E间加高压时，栅区对基区可起到电场屏蔽作用，抑制了集电结耗尽层在高电压下向基区的扩展。（4）减弱了集电极中载流子的雪崩倍增效应。国内生产的2SG系列GAT产品的型号、参数指标、封装形式及适用范围如表1.8所示。上一页下一页※1.6常用新型半导体器件1.6.3晶闸管1.逆阻型晶闸管（SCR）逆阻型晶闸管SCR内部结构示意图、符号和外形如图1.58所示。

反应SCR导通条件和关断方法的实验电路如图1.59所示。SCR的结构分解图和等效电路如图1.60所示。SCR的UAK与阳极电流IA的关系曲线如图1.61所示。2.双向晶闸管（TRIAC）双向晶闸管TRIAC的外形、图形符号和内部结构如图1.62所示。TRIAC的伏安特性曲线如图1.63所示。上一页下一页※1.6常用新型半导体器件1.6.3晶闸管3.MOS控制晶闸管（MCT）MCT是一种新型的功率半导体器件。Harris生产的P型非对称电压场效应控制的MCT（简称P-MCT）的结构剖面图、等效电路和图形符号如图1.64所示。MCT关断时需要先减小负载电流，其关断时的伏安负载曲线如图1.65所示。上一页下一页※1.6常用新型半导体器件1.6.4单结晶体管（UJT）单结晶体管（UJT）又称双基极管，其结构如图1.66（a）所示。图（b）电路符号中箭头指向为工作电流方向。UJT的等效电路如图1.66（c）所示。测量UJT伏安特性

的实验电路如图1.67（a）所示。在

时，对应于图1.67（b）中的P点，该点的电压和电流分别称为峰点电压UP和峰点电流IP。常用单结晶体管UJT的特性参数如表1.9所示。上一页返回※1.7半导体器件应用举例1.7.1光控微功耗LED楼道灯光控微功耗LED楼道灯电路与制作实物分别如图1.68（a）、（b）所示。1.7.2延时自动断电开关对于楼道照明灯、电磁阀控制喷头的淋浴器、洗手器等，希望能延时并自动断电，以达到节能和操作简便的目的。应运而生的延时自动断电开关如图1.69所示。1.7.3光控太阳能草坪灯光控太阳能草坪灯电路如图1.70所示。下一页※1.7半导体器件应用举例1.7.4病员呼叫护士装置适合城市社区卫生院、农村乡镇医院使用的病员呼叫护士装置如图1.71所示。1.7.5低功耗断线式防盗接触器结构简单小巧，工作稳定可靠的低功耗断线式防盗接触器，如图1.72所示。上一页返回本章小结（1）电子电路中常用的半导体器件有普通二极管、稳压二极管、变容二极管、场效应二极管和双极型三极管等。（2）利用一个PN结，引出两个电极，经过外壳封装，就构成二极管，它的主要特点是具有单向导电性。（3）场效应管（FET）利用栅极与源极之间的电场效应来控制漏极电流的，它是一种电压控制型器件。（4）双极型三极管（BJT）有NPN和PNP两种类型。（5）在自动控制、电力电子、高频通信、开头电源等领域，常常用到SIT（静电感应晶体管）、BSIT（双极模式感应晶体管）、IGBT（绝缘栅双极晶体管）、GAT（联栅晶闸管）、SCR（单向晶闸管）、TRIAC（双向晶闸管）、MCT（MOS控制晶闸管）、UJT（单结晶体管）等新型半导体器件。返回图1.1硅和锗的原子结构返回图1.2硅和锗晶体共价键结构返回图1.3本征半导体中的自由电子和空穴返回图1.4N型半导体返回图1.5P型半导体返回图1.7PN结的形成返回图1.8PN结加正向电压时导通返回图1.9PN结加反向电压时截止返回图1.10半导体二极管的结构返回图1.11二极管伏安特性曲线返回图1.12二极管电路返回图1.13稳压二极管的伏安特性曲线和符号及稳压管电路返回图1.14双向二极管的结构及图形符号返回图1.15变容二极管返回图1.16二极管整流电路及波形返回图1.17二极管钳位电路返回图1.18二极管限幅电路及波形返回图1.19二极管开关电路返回图1.20N沟道增强型MOS管的结构与符号返回图1.21N沟道增强型MOS场效应管的五种工作情况返回图1.22N沟道增强型MOS场效应管的特性曲线返回图1.23N沟道耗尽型MOS场效应管的结构示意图及其电路符号返回图1.24N沟道耗尽型MOS场效应管的特性曲线返回图1.25PMOS场效应管的电路符号返回表1.1常用场效应管的主要参数返回图1.26结型场效应管（JFET）的结构示意图和电路符号返回图1.27N沟道JFET电流示意图返回图1.28当uDS=0时，uGS对导电沟道导电能力的影响返回图1.29当Up<uGS≤0时，uDS对导电沟道和iD的影响返回图1.30测试电路和特性曲线返回图1.31N沟道结型场效应管的输出特性曲线返回表1.2各种场效应管的电路符号和特性曲线比较表下一页表1.2各种场效应管的电路符号和特性曲线比较表返回上一页图1.34晶体三极管的结构返回图1.35晶体三极管的结构示意图和电路符号返回图1.36测量晶体三极管电流分配关系的电路返回图1.38当uCE=0时，三极管的输入电路返回图1.39三极管特性曲线返回图1.40三极管的共射、共基两种电路的接法返回图1.43发光二极管（LED）返回表1.4发光二极管光的颜色与波长的关系返回表1.5LED与各类型灯的功率、效率、工作寿命比较表返回图1.44数码管显示电路返回图1.45液晶显示器段驱动电路返回图1.46光敏二极管返回图1.47光敏三极管返回图1.48光电耦合器返回图1.49光电断续器返回图1.50砷化镓激光二极管返回图1.51N+/P型太阳能电池的结构及电路符号返回表1.6EL的特性下一页表1.6EL的特性返回上一页图1.52EL冷光线返回图1.53SIT的电路符号与结构示意图返回图1.54

BSIT内部结构与JFET和SIT对比示意图返回图1.55返回图1.57联栅晶体管（GAT）返回表1.82SG系列GAT产品型号、参数指标、封装及适用范围返回图1.58SCR的结构、符号和外形图返回图1.59SCR的导通和关断实验返回图1.60SCR的结构分解图和等效电路返回图1.61SCR的伏安特性曲线返回图1.62TRIAC的外形、符号和内部结构返回图1.63双向晶闸管TRIAC

的伏安特性曲线返回图1.64P型非对称MOS控制晶闸管（P-MCT）返回图1.65MCT关断时的伏安负载曲线返回图1.66单结晶体管返回图1.67单结晶体管的伏安特性返回表1.9常用单结晶体管UJT的特性参数表下一页表1.9常用单结晶体管UJT的特性参数表返回上一页图1.68光控微功耗LED楼道灯返回图1.69延时自动断电开关返回图1.70光控太阳能草坪灯返回图1.71病员呼叫护士装置返回图1.72低功耗断线式防盗接触器返回第2章基本放大电路2.1概述2.2场效应管（FET）放大电※2.3晶体三极管放大电路性能分析与比较2.4多级放大电路※2.5基本放大电路的应用举例本章小结2.1概述2.1.1放大器的用途与分类调幅广播接收机的组成框图如图2.1所示。称重电子秤的方框图如图2.2所示。各种类型的放大电路（或称放大器）在医疗诊断仪器、工业检测、自动控制、数字通信等方面，用来处理不同类型的信号。下一页2.1概述2.1.2放大器的主要性能指标1.输入电阻对于输入信号源，可以把放大器当作它的负载，用

表示，称为放大器的输入电阻，如图2.4所示。2.输出电阻对于负载

而言，放大电路的输出端可以等效为一个信号源，如图2.5（a）所示。

为等效信号源的内阻，它是在

开路、输入信号电压短路（即=0），保留

时，由输出端2-2′两端向放大电路看进去的等效电阻，如图2.5（b）所示，该电阻则称为输出电阻

。若将放大电路的输出端负载电阻

换成一信号源电压

，如图2.5（c）所示，求出由

产生的电流

，则可得到放大器的输出电阻为下一页上一页2.1概述2.1.2放大器的主要性能指标3.电流、电压放大倍数（或增益）

放大倍数（或增益）是用来描述放大器放大信号能力的参数。规定放大倍数

为放大器的输出量

与输入量

之比，即

。4.功率放大倍数（或增益）功率放大倍数表示放大器放大信号功率的能力，定义为5.通频带与频率响应放大电路的电压放大倍数可以表示为信号频率的函数，即

。幅频特性与相频特性的总称，称为放大电路的频率特性（或频率响应），如图2.6（a）、（b）所示。上一页返回2.2场效应管（FET）放大电路2.2.1场效应管的直流偏置电路与静态分析由于场效应管（FET）相对于晶体三极管（BJT）具有输入阻抗高、成本低、噪声低、耗电省等诸多优势，因而获得了广泛的应用。尤其是作为高输入电阻、低噪声的低频放大器的输入级，具有一般晶体管（BJT）很难得到的独特优点。1.直流偏置电路如图2.7所示，NMOS管放大电路可以采用零偏压、源极自生偏压和电源分压三种常见偏置电压UGSQ电路。下一页2.2场效应管（FET）放大电路2.2.1场效应管的直流偏置电路与静态分析2.静态工作点的确定场效应管放大电路的静态工作点的确定，可以采用图解法或公式估算法。用N沟道绝缘栅增强型场效应管构成的共源分压式偏置放大电路如图2.8（a）所示。（1）估算法。图2.8（a）的直流通路如图2.8（b）所示。（2）图解法。如图2.9所示。下一页上一页2.2场效应管（FET）放大电路2.2.2场效应管的小信号等效电路如果输入的中、低频信号较小，则场效应管工作在线性放大区，即工作在场效应管输出特性曲线的饱和区，可以采用微变等效电路分析方法，此时，场效应管的中、低频小信号微变等效电路模型如图2.10（b）所示。通常场效应管的源极与衬底相连，显然可得到如图2.11所示的高频小信号模型，图中的栅漏电容

，栅源电容

，漏源电容

，栅极—衬底间的电容

等对高频交流信号有耦合（或旁路）作用。下一页上一页2.2场效应管（FET）放大电路2.2.3共源极放大电路共源极基本放大电路如图2.12（a）所示。1.静态分析

图2.12（a）场效应管共源极基本放大电路的直流电路如图2.12（b）所示。2.动态分析

图2.12（a）所示电路的微变等效电路如图2.13所示。（1）求电压放大倍数（2）求输入电阻（3）求输出电阻下一页上一页2.2场效应管（FET）放大电路2.2.4共漏极放大电路1.静态分析漏极基本放大电路如图2.15（a）所示，其直流通路见图（b）。2.动态分析

图2.15（a）所示共漏极基本放大电路的微变等效电路，如图2.16（a）所示。（1）求电压放大倍数（2）求输入电阻（3）求输出电阻。计算输出电阻的电路如图2.16（b）所示。下一页上一页2.2场效应管（FET）放大电路2.2.5共栅极放大电路共栅极基本放大电路如图2.17（a）所示。1.静态分析直流工作电路与图2.12（b）相同，2.动态分析［如图2.17（b）所示］（1）求电压放大倍数（2）求输入电阻（3）求输出电阻上一页下一页2.2场效应管（FET）放大电路2.2.6场效应管三种放大电路的性能比较场效应管为电压控制型半导体器件，它可构成共源、共漏、共栅极放大电路，取代传统的晶体三极管共射、共集电、共基极放大电路。为方便比较，将场效应管（MOSFET）的三种基本放大电路的性能，列于表2.1。上一页返回※2.3晶体三极管放大电路性能分析与比较2.3.1共发射极放大电路由NPN型晶体三极管构成的共发射极放大电路如图2.25所示。1.直流分析将图2.25电路中的所有电容支路断开，可得到该放大电路的直流通路，如图2.26（a）所示，也可以变换成图2.26（b）的形式。下一页※2.3晶体三极管放大电路性能分析与比较2.3.1共发射极放大电路2.交流性能指标分析在图2.25电路中，直流电压源UCC的内阻很小，对于交流信号可视为短路，电容器C1、C2、CE的容量均较大，对于交流信号也可以视为短路，这样便可以得到图2.27（a）所示的交流通路。再将晶体三极管VT的小信号线性化处理电路（又称H参数等效电路）模型代入，便得到图2.27（b）所示的小信号等效电路。（1）交流信号电压放大倍数（2）输入电阻（3）输出电阻下一页上一页※2.3晶体三极管放大电路性能分析与比较2.3.2共集电极及共基极放大电路1.共集电极放大电路的组成和静态工作点共集电极放大电路如图2.30（a）所示。图2.30（b）、（c）分别是它的直流通路和交流通路。由图2.30（b）可得基极电流IBQ的回路方程为下一页上一页※2.3晶体三极管放大电路性能分析与比较2.3.2共集电极及共基极放大电路2.共集电极放大器的主要性能指标分析（1）电压放大倍数。根据图2.30（c）所示的交流通路可画出该电路的微变等效电路，如图2.31所示。电路的电压放大倍数为（2）输入电阻下一页上一页※2.3晶体三极管放大电路性能分析与比较2.3.2共集电极及共基极放大电路（3）输出电阻：计算共集电极放大电路的输出电阻

的等效电路如图2.32所示。共集电极放大电路的输出电阻

为下一页上一页※2.3晶体三极管放大电路性能分析与比较2.3.3放大电路静态工作点对非线性失真的影响三极管的非线性表现在输入特性的弯曲部分和输出特性曲线间距的不均匀部分，如果输入信号的幅值比较大，将使iB、iC、uCE的正、负半周不对称，产生非线性失真，如图2.33所示。在图2.34（a）中，由于静态工作点Q设置过低，使输入信号的负半周进入截止区，

iB、iC的值为零，从而引起iB、iC、uCE的信号波形发生失真，这种失真称为“截止失真”。在图2.34（b）中，由于静态工作点设置过高，则使输入信号的正半周进入饱和区。电路参数UCC、RB、RC和β对Q点位置的影响效果，如图2.35所示。下一页上一页※2.3晶体三极管放大电路性能分析与比较2.3.4三极管三种基本放大电路性能的比较晶体三极管三种基本放大电路各有不同的性能特点，现将它们列于表2.2中，以便分析比较。2.3.5放大电路的频率响应当放大电路输入不同频率的正弦交流信号时，使电路输出电压的幅值和相位将有所不同，使之成为频率的函数，分别称为幅频特性与相频特性，统称为频率响应。从图2.36（b）所示的相频特性曲线知，对于不同频率的输入信号，相移（即相位改变量）不同，中频段为-180°，低频段为-90°～-180°，高频段为-180°～-270°。下一页上一页※2.3晶体三极管放大电路性能分析与比较2.3.5放大电路的频率响应由于放大电路对不同频率信号的放大倍数大小不同所产生的失真，称作“幅频失真”，由于放大电路对不同频率信号的相位移不同所产生的失真，称作“相频失真”，分别如图2.37（a）、（b）所示。1.放大器在低频段的频率响应图2.28所示共发射极低频等效电路如图2.38所示。低频段电压放大倍数为下一页上一页※2.3晶体三极管放大电路性能分析与比较2.3.5放大电路的频率响应2.放大器在高频段的频率响应图2.28所示共射极放大电路的高频等效电路如图2.39所示。

图2.39所示的等效电路又可简化为如图2.40所示的简化高频电路。高频电压放大倍数为上一页返回2.4多级放大电路在实际的电子设备中，为了得到足够大的电压增益或者使输入电阻、输出电阻分别与信号源、电路负载相匹配。放大电路往往由二级或二级以上的基本放大电路按照一定的方式连接起来，组成多级放大电路，如图2.41所示。通常把与信号源（又称为激励）相连的第1级放大电路称为输入级，与负载相连的末级放大电路称为输出级，输出级与输入级中间的放大电路称为中间级。相对于末级而言，输入级与中间级又称为前置级，前置级一般处于小信号工作状态，主要进行电压放大。输出级是大信号放大，需要向负载提供足够大的电压和电流，往往采用功率放大电路。下一页2.4多级放大电路※2.4.1多级放大电路的级间耦合方式我们把前、后级放大电路之间的连接方式称为“耦合”。1.阻容耦合方式如图2.42所示，电路的第1级与第2级之间通过电阻和电容元件相连接，故称为阻容耦合放大电路。2.变压器耦合方式如图2.43所示，电路的第一级通过变压器VT1的输出信号耦合到第二级，第二级的输出信号通过变压器VT2传送给负载RL。变压器在传输交流信号的同时，还能实现阻抗变换作用，如图2.44所示。下一页上一页2.4多级放大电路※2.4.1多级放大电路的级间耦合方式3.光电耦合方式如图2.45所示，前级信号通过光电耦合器作媒介传递到后级，这种耦合方式称为光电耦合。4.直接耦合方式如图2.46所示，BICMOS单片集成运放CF3130电路中的输入级、中间级与输出级之间均采用直接耦合方式。

图2.46中前、后级放大电路之间采用直接耦合方式。下一页上一页2.4多级放大电路※2.4.2多级放大电路的静态、动态分析静态工作点计算：对于直接耦合多级放大电路，各级工作点会互相影响，如图2.47所示。如果级间采用PNP型三极管和NPN型三极管互补组合方式，如图2.48所示。由于直接耦合方式的前后级之间存在直流通路，导致各级静态工作点互相影响，不能独立，使直接耦合多级放大电路的分析、设计和调试工作比较麻烦。下一页上一页2.4多级放大电路※2.4.2多级放大电路的静态、动态分析直接耦合放大电路的另一个缺点是存在“零点漂移现象”。所谓零点漂移就是直接耦合放大电路的输入信号为零（即将输入端对地短路），并调整电路使输出电压为零，但是随着时间的推移，电路的输出电压将偏离零，发生缓慢的不规则的变化，如图2.49所示，这种现象称为零点漂移现象。抑制零点漂移的措施有：（1）引入直流负反馈、稳定静态工作点Q来减小零点漂移。（2）利用热敏元件来补偿放大管的漂移。（3）将两个参数完全对称的单管放大电路构成差分放大电路，使输出端的漂移完全抵消。（4）放大管选用热稳定性高的高质量的硅管。四种耦合方式的性能比较见表2.3。下一页上一页2.4多级放大电路※2.4.3多级放大电路的交流参数计算1.电压放大倍数在多级放大电路中，由于各级是首尾串联起来，前一级的输出就是后一级的输入，所以多级放大电路总的电压放大倍数，等于各级电压放大倍数的乘积，即2.输入电阻和输出电阻在多数情况下，输入级的输入电阻就是多级放大电路的输入电阻，输出级的输出电阻就是多级放大电路的输出电阻。下一页上一页2.4多级放大电路2.4.4差分放大电路1.MOS管差分放大电路MOS管组成的差分放大电路如图2.51（a）所示。

图2.51（a）的交流通路如图2.51（b）所示，接入差模（即大小相等、极性相反）输入电压ui1=-ui2=uid/2时，则在图2.51（b）中的VT1管漏极电流产生一个增量iD1=gmuid/2。MOS管差分放大电路单端输出的电压放大倍数为下一页上一页2.4多级放大电路2.4.4差分放大电路2.结型场效应管差分放大电路由两只对称的结型场效应管组成的差分放大电路如图2.53所示。Io为VT1、VT2管提供的偏置电流，电流源的交流电阻ro很大，可以很好抑制包括“温度漂移”在内的共模信号，图2.53所示双端输入、双端输出电路的差模电压放大倍数为双端输入、单端输出时，差模电压放大倍数为下一页上一页2.4多级放大电路2.4.4差分放大电路3.晶体三极管差分放大电路如图2.54（a）所示的基本差分放大电路，采用双电源+UCC和-UEE对两个完全对称的共发射极电路供电。静态时两管集电极之间的输出电压为uo=UCQ1-UCQ2=0。若在图2.54（a）电路中加入大小相等、极性相反的差模输入信号，画出图2.54（a）差分放大电路的差模信号的交流通路，如图2.54（b）所示。差分放大电路两输入端呈现的等效电阻为rid=2rBE差分放大电路两输出端之间的等效电阻为ro≈2RC上一页返回※2.5基本放大电路的应用举例2.5.1场效应管放大电路在“热释电型红外传感器”中的应用图2.55（a）中的PZT元件是由强电介质钛锆酸铅（PZT）制作而成，当红外光线通过窗口射到PZT的表面上并且射入的光线强度变化时，便在PZT表面发生电荷变化△Q。FET一般装在传感器内部，于是在图（c）中的负载电阻RS上得到反映温度变化△t的电压。下一页上一页※2.5基本放大电路的应用举例2.5.2三极管放大电路在“调频式无线话筒”中的应用如图2.56所示，电容反馈式振荡器VT1采用共基极接法，高频特性好，倍频功率放大器VT2采用共射极接法，电压放大倍数大，效率高。上一页返回小结（1）用来对电信号进行放大的电路称为放大电路，它是电子电路中使用最广泛的电路，也是构成任何电子系统最基本的单元电路。（2）场效应管为电压控制电流型器件，场效应管分为MOS管和结型场效应管两大类，MOS管又分为增强型和耗尽型两种类型，每一种类又有N沟道和P沟道之分。（3）差分放大电路也是广泛使用的基本单元电路，对大小相等、极性相反的差模信号具有较大的放大能力。※（4）由晶体三极管构成的基本放大电路有共射、共集和共基三种组态，分别与场效应管放大电路的共源、共漏和共栅相对应。※（5）多级放大电路常用的耦合方式有四种：阻容耦合、变压器耦合、光电耦合和直接耦合。返回图2.1调幅广播接收机的组成框图返回图2.2称重电子秤的方框图返回图2.4放大器的输入电阻返回图2.5放大电路的输出电阻返回图2.6单级放大器的频率特性返回图2.7NMOS管放大器常见的三种偏置电路返回图2.8N沟道绝缘栅增强型场效应管共源分压式偏置放大电路返回图2.9用图解法求共源分压式偏置

放大电路的静态工作点Q返回图2.10场效应管的微变等效模型返回图2.11场效应管的高频小信号模型返回图2.12FET共源极放大电路返回图2.13场效应管共源极基本放大电路的微变等效电路返回图2.15FET共漏极放大电路返回图2.16共漏极微变等效电路返回图2.17FET共栅极放大电路返回表2.1场效应管三种基本放大电路的性能比较下一页表2.1场效应管三种基本放大电路的性能比较返回上一页图2.25晶体三极管共发射极放大电路返回图2.26共发射极电路的直流通路返回图2.27共发射极放大电路的交流小信号等效电路返回图2.30共集电极放大电路返回图2.31共集电极放大电路的微变等效电路返回图2.32求共集电极放大电路输出电阻的等效电路返回图2.33由晶体三极管特性的非线性引起的失真返回图2.34静态工作点对非线性失真的影响返回图2.35电路参数对Q点位置的影响返回表2.2三种基本放大电路的性能比较返回图2.36单管共发射极放大电路的频率特性返回图2.37幅频失真与相频失真返回图2.38共发射极电路低频等效电路返回图2.39共发射极电路的高频等效电路返回图2.40简化高频电路返回图2.41多级放大电路的组成返回图2.42阻容耦合放大电路返回图2.43变压器耦合放大电路返回图2.44变压器耦合的阻抗变换作用返回图2.45光电耦合放大电路返回图2.46BICMOS单片集成运算放大电器CF3130内部的直接耦合电路返回图2.47直接耦合放大电路的静态工作点牵连问题返回图2.48NPN型与PNP型三极管的互补组合方式返回图2.49电路的零点漂移现象返回表2.3四种耦合方式的性能比较表返回图2.51MOS管差分放大电路返回图2.52MOS管差分电路的部分微变等效电路返回图2.53结型场效应管放大电路返回图2.54差分放大电路差模信号输入返回图2.55热释电型红外传感器返回图2.56调频式无线话筒返回第3章集成运算放大器3.1概述3.2典型集成运放简介3.3集成运放的电压传输特性与理想模型3.4集成运放的正确使用3.5集成运放的主要参数测试（以F007为例）本章小结3.1概论3.1.1集成运放的结构特点及其分类1.集成运放的发展简介1971年4月以前以μA709为代表的第1代集成运放1979年4月开发出以μA741为代表的第2代集成运放以AD508为代表的第3代集成运放以HA2900、SN62088为代表的第4代集成运放下一页3.1概论3.1.1集成运放的结构特点及其分类2.集成运放的分类按单片芯片上运放的集成度可分为单运放、双运放和四运放型；按照制造工艺不同运放又可分为CMOS型、BICMOS型和双极性型。按照不同的供电方式来划分，运放又可分为单电源供电型和正负对称电源供电型。按照运放的性能指标（即参数）来划分，可分为通用型、高阻型、高速型、高精度型、低功耗型、低漂移型等不同的种类。常用集成运放的主要参数见表3.1。下一页上一页3.1概论3.1.1集成运放的结构特点及其分类3.集成运放的典型结构

集成运放通常由输入级、中间级和输出级经直接耦合级联而成，典型结构框图如图3.2所示。图3.2电路通过对各级电路的选择和技术指标的互相配合，从而实现全面的放大器指标要求，例如，具有高电压增益、高输入电阻、低温度漂移、低噪声等技术要求。下一页上一页3.1概论3.1.2集成运放的主要性能指标集成运放的电路符号如图3.3所示，图中的“∞”表示： →∞1.开环差模电压是指集成运放在无外加反馈措施时的差模电压放大倍数，又称为开环差模电压增益。一般用对数表示，记为，单位为“分贝”，即下一页上一页3.1概论3.1.2集成运放的主要性能指标2.输入失调电压由于集成运放输入级的差分电路参数不可能完全对称，因此当输入电压为零（或将输入端短路）时，输出电压并不为零，却偏离零值为

，即存在“零误差”电压3.输入失调电流当输入信号为零、同时输出电压也等于零时，两个输入端偏置电流之差即，称为集成运放的输入失调电流。下一页上一页3.1概论3.1.2集成运放的主要性能指标4.输入失调电压温漂

是衡量集成运放温漂的重要指标，其定义是：

，它表示集成运放规定工作范围内的温度系数5.输入失调电流温漂

与

相似，代表失调电流的温度系数，其定义是6.输入偏置电流是指输入电压为零，输出电压也为零时，两个输入端偏置电流的平均值，即下一页上一页3.1概论3.1.2集成运放的主要性能指标7.共模抑制比是指集成运放的开环差模电压放大倍数

与开环共模电压放大倍数

之比。通常也能用对数表示。即8.最大共模输入电压表示集成运放在两个输入端之间所能承受的共模电压的最大值9.最大差模输入电压表示集成运放两个输入端之间所能承受的差模电压的最大值下一页上一页3.1概论3.1.2集成运放的主要性能指标10.差模输入电阻

是差模输入电压

与相应的输入电流

的变化量之比，即11.-3dB带宽-3dB带宽

是指集成运放的开环电压增益

随频率变化而下降3dB时的频率值。12.单位增益带宽是指使集成运放的开环增益下降到0dB（即=1，失去放大作用）时的频率。返回上一页3.2典型集成运放简介3.2.1国产第二代通用集成单运放F0071.F007的引脚排列图及连接端示意图F007的引脚排列图如图3.4所示。F007各引脚功能及连接示意图如图3.5所示。※2.F007的原理电路图国产第二代通用型集成运放F007的电原理图与原理框图分别如图3.6（a）、（b）所示。※3.F007的输入级F007的输入级电路由VT1至VT4组成“共集—共基差分放大”电路，其简化电路如图3.7所示。下一页3.2典型集成运放简介3.2.1国产第二代通用集成单运放F007※4.F007的偏置电路F007中采用“镜像电流源”及“微电流源”电路。镜像电流源与微电流源电路分别如图3.8（a）、（b）所示。F007的偏置电路如图3.9所示。※5.F007的中间放大级复合管VT16、VT17充当中间共射极放大电路，VT13作为其有源负载。中间放大级不仅能将VT4管集电极送来的信号进行高增益放大，而且具有很高的输入电阻，避免降低输入级的电压放大倍数。※6.F007的输出级下一页上一页3.2典型集成运放简介3.2.2程控CMOS低漂移型四运放MC145731.MC14573的引脚排列图与电特性MC14573的引脚排列图如图3.10所示，MC14573的电特性如表3.2所列。2.MC14573的原理电路图MC14573型CMOS程控四运放原理电路图如图3.11所示。下一页上一页3.2典型集成运放简介3.2.2程控CMOS低漂移型四运放MC145733.MC14573四运放的显著优点（1）输入电阻高，通常大于1G（2）通过外接偏置电阻

，可以灵活地设定输入级的偏置电流。（3）使用成本低，功耗（30mW）小，适用于大量应用功耗的场合。（4）单电或双电源工作均可，工作电压范围宽（5～15V）。（5）与CMOS、TTL电路兼容，在既有模拟电路，又有数字逻辑电路的混合系统中使用十分方便。下一页上一页3.2典型集成运放简介3.2.3BICMOS高增益型单片集成运放CF31301.CF3130的引脚排列图ICMOS单片集成运放CF3130的引脚排列图如图3.12所示。※2.CF3130的原理电路图CF3130的原理电路图参看图2.46。3.CF3130的性能参数CF3130系列BICMOS集成运放具有高电压增益、高输入电阻、低输入偏置电流及失调电流、高工作速度和大输出电流等优点，主要性能参数如表3.3所示。返回上一页3.3集成运放的电压传输特性与理想模型3.3.1集成运放的电压传输特性集成运放的电压传输特性是指其输入电压

与输出电压之间的关系曲线。对于正负对称两组电源供电，有两个输入端，一个输出端的集成运放的电路符号及其电压传输特性曲线分别如图3.13（a）、（b）所示。3.3.2理想集成运放的性能指标所谓理想集成运放是指集成运放的各项性能指标进行理想化处理，这种由理想参数建立起来的电路模型，称为理想集成运放。理想集成运放的电路模型符号如图3.13所示。下一页3.3集成运放的电压传输特性与理想模型3.3.3集成运放工作在线性状态的特征1.判断集成运放是否工作在线性状态的唯一条件对电路引入负反馈（即通过电路元件将输出端与反相输入端连接起来），才能保证集成运放稳定地工作在线性状态，如图3.14所示。因此，观察集成运放是否引入“负反馈电路”，可作为判断其是否工作在线性状态的唯一条件。2.理想集成运放工作在线性区的特点（1）两输入端电位相等——“虚短”路。（2）两输入端电流为零——“虚断”路。上一页下一页3.3集成运放的电压传输特性与理想模型3.3.4理想集成运放工作在非线性区的特点集成运放工作在非线性状态的电路及电压传输特性如图3.15所示。结论：理想集成运放工作在线性状态或非线性状态时，各有不同的特点。因此，在分析各种集成运放应用电路的工作原理时，务必先观察其电路结构，是否存在“负反馈电路”，再确定其究竟工作在哪一状态。若存在“负反馈电路”，则工作在线性状态，否则就工作在非线性状态。上一页返回3.4集成运放的正确使用3.4.1根据运放的引脚排列图判别引脚功能、测试其参数尽管各引脚排列及功能逐渐标准化，但各厂家产品封装还是略有差别，使用时应注意查阅相关的资料手册，以确认各种运放的封装图、引脚功能，以便正确连接。测试集成运放的参数无疑要达到两个目的：一是在使用前要判别其好坏，二是判别其实际性能指标能否满足电路的要求，即确定其质量的高低。在性能指标要求较高的场合，比如有特殊要求的电路，需要用专门的测试仪对选用的芯片参数进行测试，判定其是否满足电路要求。上一页下一页3.4集成运放的正确使用3.4.2调零与消除自激振荡1.调零对于内部电路无自动稳零措施运放来说需要外加调零电路，使其输出电压为零，这类运放以F007为例，在第1、5引脚外接电位器RP，如图3.16所示。若要使用单电源供电的集成运放来放大双极性信号，则集成运放不需要调零，只需在输入端加入直流偏置电压，如图3.17所示。2.消除自激振荡自激振荡是集成运放经常出现的异常现象，如图3.18所示，表现为当输入信号等于零时，利用示波器可观察到运放的输出端存在一个频率较高，近似为正弦波的输出信号。3.抑制“漂移”与“噪声”上一页下一页3.4集成运放的正确使用3.4.3集成运放的安全保护1.电源极性错接保护为防止由正、负电源的极性接错而损坏集成运放，可利用二极管的正向偏置电压导通、反向电压截止的特性，分别串接在两个电源端，如图3.19所示。2.输出端保护集成运放输出端保护电路如图3.20所示。3.输入端保护常用的集成运放输入端的保护方案如图3.21（a）、（b）所示。上一页返回3.5集成运放的主要参数测试（以F007为例）1.输入失调电压的测试输入失调电压

是指输入信号为零时，输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。的测试电路如图3.22所示。2.输入失调电流

的测试输入失调电流

是指运放输入信号为零时，两个输入端的基极偏置电流之差，即，测试电路如图3.22所示。3.开环差模电压放大倍数的测试方法较多，现采用交、直流同时闭环测试的方法，如图3.23所示。上一页下一页3.5集成运放的主要参数测试（以F007为例）4.共模抑制比

的测试

的测试电路如图3.24所示。5.共模输入电压范围的测试集成运放所能承受的最大共模电压称为共模输入电压范围，的测试电路如图3.25所示。6.输出电压最大动态范围集成运放的最大动态范围

与电源电压

、外接负载及信号频率等有关，测试电路如图3.26所示。上一页返回小结（1）集成运放电路是20世纪60年代初期开发出来的一种半导体器件，它是在集成电路工艺的基础上，将各种元器件和连接线等集成在一个芯片上制成的。（2）集成运算放大器电路实质上是一个具有高性能的多级耦合放大电路，通常由输入级、中间级、输出级及偏置电源四部分构成。集成运放的输入级对其主要性能指标起着决定性的作用。（3）集成运放有各种不同的类型，以适应不同的应用要求，通用型运放各方面的性能参数均衡，可作为一般场合的应用。下一页小结（4）理想集成运放是一个重要的概念。理想集成运放就是将集成运放的各项技术指标理想化，是分析集成运放应用电路的基本依据。集成运放是否工作在线性区，可通过是否引入负反馈来判断。（5）本章介绍了三种集成运放的典型产品，它们是双极型集成运放F007和CMOS四运放CF14573和BICMOS高增益型集成运放CF3130。（6）使用集成运放时，应注意对其相关参数的测试，输出端的调零，相位频率的补偿，自激现象的消除及必要的安全防护。上一页返回表3.1常用集成运放的主要参数下一页表3.1常用集成运放的主要参数返回上一页图3.2集成运放的典型结构返回图3.3理想集成运放的电路符号返回图3.4通用集成运放F007的引脚排列图返回图3.5F007各引脚功能及连接端示意图返回图3.6F007的原理电路图和框图返回图3.7F007输入级简化电路返回图3.8两种电流源电路返回图3.9F007的偏置电路返回图3.10MC14573的引脚排列图返回表3.2MC14573的主要参数返回图3.11MC14573型CMOS程控四运放原理电路图返回图2.46BICMOS单片集成运算放大电器CF3130内部的直接耦合电路返回图3.12BICMOS集成运放CF3130的引脚排列图返回表3.3BICMOS单片集成运放CF3130的主要性能参数返回图3.13集成运放的电压传输特性返回图3.14理想运放线性状态的特征返回图3.15集成运放工作在非线性状态返回图3.16集成运放F007调零电路之一返回图3.17直流偏置电压的加入方式返回图3.18自激振荡波形返回图3.19集成运放电源端保护返回图3.20输出电压双向限幅保护返回图3.21输入端保护措施返回图3.22UOS、

IOS测试电路返回图3.23Aod的测试电路返回图3.24KCMR的测试电路返回图3.25Uicm的测试电路返回第4章负反馈电路4.1概述4.2负反馈对放大电路性能的影响4.3负反馈放大电路的分析计算※4.4负反馈放大电路的自激振荡及其消除方法※4.5负反馈电路应用举例小结4.1概述4.1.1反馈及反馈的基本关系式含有反馈网络的放大电路称为反馈放大电路，其组成框图如图4.1所示。图4.1中的

称为基本放大电路，

为反馈网络，反馈网络通常由电阻元件（或电容元件或半导体器件）组成。在图4.1中，基本放大电路的开环电压放大倍数为