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文档简介

半导体基础知识2026/10/141本征半导体杂质半导体PN结及其单向导电性PN结的电容效应一、本征半导体2026/10/14导体半导体绝缘体体金属铜铁金银惰性气体、有机物氦气橡胶木材大量的自由电子>1022/cm3(T=300K)几乎没有可以移动的自由电子自由电子1010/cm3左右1、半导体是什么2026/10/14

3化学元素周期表常用半导体材料+4价元素:硅、锗+3价元素+5价元素2026/10/14

42、本征激发与复合制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%,常称为“九个9”。纯净的半导体就称为本征半导体结构:共价键晶体原子浓度:T=300K,4.96×1022/cm3本征激发:温度、辐射等激发电子热运动而逃出共价键的束缚成为自由电子共价键留下的空位称为“空穴”载流子:电场的作用下可以定向移动自由电子空穴

复合:自由电子与空穴相遇消失2026/10/14

52、本征激发与复合自由电子浓度:ni空穴浓度:pi

ni=pi,T=300K本征硅:

ni=pi=1.4×1010/cm3对比原子浓度T=300K时:

4.96×1022/cm3动态平衡:一边激发一边复合一定的温度下,浓度不变。导电性能很差,且与环境(尤其是温度)关系很大。热运动激发硅锗2026/10/146在相同的温度下,

1、哪个控制最外层电子的能力更强?

2、哪个形式的晶体共价键更结实?

3、哪个共价键中电子更容易激发?

4、动态平衡时,哪个载流子溶度更高?硅锗A:B:答案:1A,2A,3B,4BN型半导体掺入+5价元素:磷(P);(砷As,锑Sb)最外层有5个价电子,4个用于与半导体原子构成共价键,多余1个价电子成为自由电子。杂质离子为施主杂质正离子多数载流子——自由电子少数载流子——空穴2026/10/147二、杂质半导体+5N型半导体主要靠多数载流子自由电子导电。掺入杂质越多,多子浓度越高,导电性越强,实现导电性可控。T=300K,ni=6×1016/cm3温度材料2026/10/14

8在相同的温度下,杂质半导体:1、有没有本征激发?A:有,B:没有2、杂质半导体和本征半导体相比,载流子的浓度怎样?A:相同;B电子浓度相同;C少子浓度远低于相应的本征浓度。在相同的温度下载流子浓度:ni×pi=常数5、在同样的条件下,硅N型半导体和锗N型半导体中,少子浓度哪个大?A:一样大;B:硅半导体;C:锗半导体3、当温度升高时,少子浓度有变化?A:有,且变高;B:没有4、当温度升高时,多子浓度有变化?

A:不变;B基本不变;C变小。P型半导体掺入+3价元素:硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)最外层有3个价电子,3个用于与半导体原子构成共价键,缺少1个价电子成为空穴。杂质离子为受主杂质负离子多数载流子——空穴少数载流子——自由电子2026/10/149二、杂质半导体+3P型半导体主要靠多数载流子空穴导电。掺入杂质越多,多子空穴浓度越高,导电性越强,实现导电性可控。T=300K,ni=6×1016/cm3温度材料杂质半导体导电性小结2026/10/1410载流子以多子为主导电性由多子决定,与温度几乎无关少子数量很小,与温度有关。T上升,浓度增加★T=300K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:n=p=1.4×1010/cm3★掺杂后N型半导体中的

自由电子浓度:n=5×1016/cm3★本征硅的原子浓度:4.96×1022/cm3相差106/cm3

百万倍PN结PN结的形成PN结单向导电性PN结的电容效应1112PNUho浓度差→多子扩散→空间电荷区(复合)→内电场(杂质离子)→少子漂移→动态平衡→PN结形成一、PN结形成负杂质离子正杂质离子多子PN结是由于两种不同的半导体之间载流子物理作用的结果13P区N区掺杂浓度不一样时,情况会怎么样呢?相同的条件下,硅和锗形成的PN结有什么不同呢?空间电荷区:A变宽,B变窄,C不变PN结与整个半导体作为一个整体是电中性的二、PN结的单向导电性正偏:P接+,N接-

在外电场的作用下,空间电荷区变小,甚至消失,可以形成较大的正向电流。从外部看,PN结呈现较小的电阻。14反偏:P接-,N接+

在外电场的作用下,空间电荷区变宽,不能形成大电流。从外部看,PN结呈现非常大的电阻。15只有少子参与导电PN结的重要特性:16PN结正偏时导通——可以形成较大的电流PN结反偏时截止——几乎没有电流单向导电性单行道三、PN结的电容效应势垒电容PN结外加电压变化时,空间电荷区的宽度将发生变化,有电荷的积累和释放的过程,与电容的充放电相同,其等效电容称为势垒电容Cb。17扩散电容PN结外加的正向电压变化时,在扩散路程中载流子的浓度及其梯度均有变化,也有电荷的积累和释放的过程,其等效电容称为扩散电容Cd。

结电容:结电容不是常量!若PN结外加电压频率高到一定程度,电容的效应占主要地位时,则失去单向导电性!二极管二极管的组成二极管的伏安特性及电流方程二极管的主要参数二极管的等效电路及应用电路分析稳压二极管18二极管的组成19二极管=PN结+引线+管壳。点接触型允许电流小,结电容小面接触型允许电流大,结电容大平面型结面积可大可小,小的电流小频率高,大的电流大频率低材料Si硅、Ge锗符号20高频小功率管低频大功率管结构二、二极管的伏安特性1、V-A特性及其电流方程21T=300K时,UT=26mV温度的电压当量反向特性正向特性22正向特性开启(死区)电压Uon硅:0.5V锗:0.1V导通(工作)电压UD硅:0.6~0.8V锗:0.2~0.3VUD反向特性正向特性指数曲线23反向特性

反向饱和电流:IS

反向击穿电压:U(BR)单向导电性反向饱和电流与温度有关

什么关系?击穿电压温度越高,电压值越低24关于反向饱和电流:1、温度越高,电流() A越大,B越小2、在相同的温度下,硅二极管和锗二极管哪个反向饱和电流大 A硅,B锗,C不一定答案:1、A;2、B锗原子比硅原子更大,控制最外层电子的能力更弱,本征激发更强,少子更多,少子形成的电流就越大。2、V_A特性的特点T升高1°,正向电压减小,正向曲线左移T升高10°,反向饱和电流增大一倍,反向特性下移25单向导电性正向电流比较大反向电流很小,几乎为零与温度的关系正向与温度关系不大反向与温度关系很大三、主要参数26最大整流电流IF→最大的平均工作电流最大反向工作电压UR→允许的最大反向工作电压,一般为U(BR)的一半。反向电流IR→反向漏电流,相当于二极管的IS,硅(nA)级;锗(

A)级最高工作频率fM→保证二极管单向导电性的最高工作频率。rd——动态电阻rd=

UD/

ID,二极管正向特性曲线斜率的倒数四、二极管的等效电路及应用电路分析271、二极管分析用模型二极管的分析模型UD不变,IR=0,ID由外电路确定。考虑了动态电阻,RD的作用。282、二极管应用中工作状态的判别假想断开法①假想断开所有二级管。②确定一个合适的参考点。③沿二极管正偏方向计算两断开点的电压差。④判定电压差大于开启电压,且电压差最大的二极管导通。⑤重复③④,直到所有的二极管确定为止。29(单管多电源)电路如图,二极管D是理想的,判定D的工作状态,计算UO=?(多电源多管)二极管D是理想的,判定D的工作状态,计算UO=?例1例21生2,2生3,3生…30电路如图所示,二极管的正向工作电压约为0.7V。 1)判断D1D2的工作状态,并计算UO值。 2)若UO接负载电阻RL=R时,D1D2的工作状态变化吗? 3)如果D1方向反过来呢?……31整流 →双向变单向限幅 限制输入或输出信号的幅度 有单向双向限幅3、应用分类五、稳压二极管321、V-A特性由一个PN结组成,反向击穿后在一定的电流范围内端电压基本不变,为稳定电压。符号模型2、主要参数33稳定电压UZ→反向击穿电压稳定电流IZ→最小稳定电流最大稳定电流Izmax(IZM)额定功耗PZM=UZ

·Izmax动态电阻rZ=△uZ

/△iZ34稳压二极管在工作时应反接,并串入一只电阻。电阻的作用:限流保护误差调节3、典型应用电路限流电阻什么时候稳压?35

若稳压管的电流太小没有反向击穿则不稳压,若稳压管的电流太大则会因功耗过大而损坏,因而稳压管电路中必需有限制稳压管电流的限流电阻!只有稳压管工作电流IZ在IZ\IZM之间的时候,稳压管才稳压。已知R和RL均为2kΩ,DZ的IZ=0.5mA,IZM=5mA,UZ=4V,那么稳压管稳压吗?UO=?如果RL=1kΩ?如果RL=4kΩ?RL=∞?……1生2,2生3,3生…KCL计算这个电流36限流电阻的确定确保IDZ在(Izmin,IZmax)之间——稳压管稳压UI,RL不变UI,RL都变?稳压管电流的两个极端:UI最大,RL最大(IL最小);UI最小,RL最小(IL最大)。KCL计算电流六、其他二极管发光二极管光电二级管变容二极管37双极型晶体管(BJT)—三极管38晶体管的结构及符号晶体管的工作原理(电流分配关系)特性曲线温度对特性的影响主要参数2026/10/1439大功率管中功率管小功率管本课程主要以小功率管为主要讲解对象一、结构及类型40NPN型PNP型材料Si硅Ge锗e(Emitter):b(Base):c(Collector):Je,Jc符号中箭头的含义:P→N所在的电极是e三极管正常工作时实际电流方向三个电极中电流最大的二、三极管基本工作原理—电流分配关系411、条件内部条件e区高掺杂,c区次于e区,b区参杂很低b区很薄工艺成型,半导体厂决定,使用者只能通过购买不可以用两个反向串联的二极管模拟二、三极管基本工作原理—电流分配关系421、条件外部条件发射结正偏(导通)集电结反偏电位关系:对NPN型:VC

>VB

>VE对PNP型:VC

<

VB

<VE

外加电路:一定要有电源2、载流子运动发射:发射极发射大量的自由电子扩散与复合:在b区,大部分电子向c区扩散,小部分被复合收集:c结反偏电压的作用下,被c区收集433、电流分配关系IE=IB+IC根据内部载流子的运动规律:根据节点电流:IBICIE

3、电流分配关系定义:电流放大系数(hfe),表示变化量的关系在大都数情况下:因此,电流分配关系可以统一表示为:直流分量交流分量(变化量)瞬时总量iC4、电流的放大作用46β>>1,一般在几十到几百只要设法改变iB,就能控制iC

→变化量变大了iBiC二、特性曲线471、输入特性曲线

输入特性曲线——iB=f(uBE)

uCE=const

当uCE=0时,相当于二极管的V-A特性;当0<uCE<1V时,JC由正偏过渡到反偏,相同的uBE条件下,IB变小。→曲线右移。当uCE=1V以后,JC完全反偏,IB不变,曲线基本不变。若干条曲线48是常用>=1的那一条曲线代替所有发射结正偏集电结反偏的情况,用于今后的分析+-+_uBEiBuCE2、输出特性曲线iC=f(uCE)

iB=const49分为三个区,分别对应晶体管的三种不同的工作状态。放大区截止区饱和区iBiCuCE+_①截止区条件Je反偏(正偏不导通),Jc反偏特点iB≈0,iC=ICEO≈0。C、E之间相当于断开50iBiCuCE+_②放大区条件e正偏(导通),Jc反偏特点iB≠0,iC=βiB,iC与uCE无关,C、E之间相当于CCCS。51iBiCuCE+_外部工作条件电流分配关系③饱和区1)条件Je正偏,Jc正偏2)特

点iB≠0,iC<βiB,C、E之间相当于小电阻。

当Jc零偏时,称为临界饱和。饱和时,

uCE=UCES,称为饱和电压,UCES≈0.2~0.3V临界饱和集电极电流ICS,是相同的基极电流下的集电极最大的电流。52三、主要参数53直流参数β,α,ICEO交流参数β,α,fT极限参数PCM(最大功耗)ICM(最大电流)U(BR)CEO(耐压)β与频率有关

常用的三极管常用三极管54型号管型耐压V最大电流A最大功耗W特征频率Hz8050NPN401.51100M8550PNP401.51100M9013NPN400.50.626低频9012PNP400.50.626低频9014NPN500.10.4150M9015PNP500.10.4150Mebc封装、数据手册TO-92封装1213hFE:D64-91E78-112F96-135G122-166H144-220I190-3001415hFE:A60-150B100-300C200-600D400-1000

四、温度的影响55T↗,ICBO↗,ICEO↗IB不变,T↗UBE↘T↗,β↗∴T↗,iC↗五、三极管判别56已知晶体管工作在放大区,通过电极电位→判定电极、类型、材料已知类型和各个电极电位判别工作区571、已知放大电路中(放大状态)的三极管的三个电极电位分别为:①0V、②5V、③0.7V试判别管型管脚、及材料2、已知某NPN三极管的三个电极电位分别为:VB=0V、VC=5V、VE=-0.7V试判别该管工作中什么区?答案:1、①

发射极、②集电极、③基极;NPN硅管;

2、UBE=

VB-

VE=0.7V;

UBC=VB-VC=-5V,工作在放大区场效应管(FET)一、沟道二、增强型场效应管三、其他类型的场效应管四、MOS特性曲线写在前面的话场效应管是利用电场来控制电流,实现能量转换,三极管在工作时,多子&少子同时参与导电,而场效应管只有多子参与导电,所以FET是单极型晶体管。要提供控制电流的电场,只要电压,不需要电流,∴FET是电压控制器件,BJT是电流控制器件。59一、沟道金属极板绝缘层反型层N沟道沟道是特殊的物理结构在外电场的作用下形成的特殊的导电通路。当电场的作用下,P型半导体中,少数载流子被吸引到金属极板的对面,当电场达到一定大小时,自由电子溶度达到一定大小,对外等同于N型半导体——N沟道开始形成沟道的临界电场电压称为开启电压P型半导体基础构成N沟道N型半导体基础构成P沟道二、增强型场效应管(MOSFET)611、符号(类型):N沟道、P沟道2、基本结构(以增强型MOS为例)D:漏极(drain)S:源极(source)G:栅极(gate门极)沟道为DS之间搭起了导电的桥梁这里有PN结(寄生二极管)条件内部条件:工艺结构→买厂家生产的器件外部条件:外加电源形成工作电路(偏置)加控制电压uGS,控制沟道加VDD和限流电阻形成工作电流,并让寄生二极管反偏623、基本原理VDD+_uGS3、基本原理63对N沟道增强型MOS管,为了形成反型层,uGS>0;并且只有当uGS大于某一个电压值时,才能形成导电沟道。这个电压值称为开启电压UGS(th)∴当uGS<UGS(th)时,d、s之间没有沟道,iD=0,MOS管截止。当uGS>UGS(th)时,d、s之间有沟道,iD≠0,MOS管导通。uGS越大,沟道越宽,可以形成的电流就越大。对P沟道增强型MOS管,UGS(th)是小于零的数。如果将实际的电量参考方向单独考虑,与N沟道是相似的。三、其他种类的场效应管——耗尽型MOS管64耗尽型MOS管也有N沟道和P沟道,与增强型的主要区别在于,利用了特殊工艺,使得MOS管不需要外加电压就已经有沟道。对于N沟道管,当uGS=0时,iD≠0。为了使已有的沟道断开,uGS<0,且uGS<=UGS(off),UGS(off)称为夹断电压。对于P沟道管,UGS(off)夹断电压是一个大于零的数,实际的参考方向与N沟道管成对偶关系。结型管也是耗尽型的,与耗尽型MOS管类似。也存在UGS(off)。65三、其他种类的场效应管——结型MOS管JFET正常工作时,要保证沟道与栅极之间的PN结反偏:N沟道:uGS<0P沟道:uGS>0栅极与沟道用反偏的PN结隔开四、MOS管特性曲线—增强型MOSFET为例66转移特性→iD与uGS的关系输出特性→iD与uDS的关系分为三个工作区可变电阻区恒流区夹断区转移特性输出特性与三极管曲线相比?673、工作区的条件和特点①夹断区

条件:uGS<UGS(th),

uDS>0

特点:iD=0PN结反偏683.工作区的条件和特点②可变电阻区

条件:uGS>UGS(th),0<uDS<(uGS-UGS(th))

特点:iD≠0,

uGS一定,对外呈现的电阻一定电场梯度693.工作区的条件和特点③恒流区

条件:uGS>UGS(th),uDS>(uGS-UGS(th))

特点:iD≠0,

uGS一定,iD一定uDS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻预夹断704.耗尽型MOS管的特性曲线增强型MOS管耗尽型MOS管IDSS2UGS(th)IDO坐标轴平移其他类型管子的曲线:P.41图1.4.1371P沟道?相对应的电压电流反向直流参数UGS(th),

UGS(off)IDO,IDSS交流参数低频夸导gm极限参数IDM,

PDM,U(BR)DS72五、MOS主要参数uGS越大,gm越大73已知N沟道增强型MOS管的UGS(th)=5V,测得三个脚的电位:

VG=7V,VS=0V,VD=10V

VG=10V,VS=0V,VD=10V

VG=0V,VS=0V,VD=10V

试判断该管工作在什么区?一生二,二生三,三生…知识点小结74本征半导体→杂质半导体→PN结→单向导电性二极管→VA特性→模型参数→含有二极管电路的分析稳压二极管→稳压特性参数→限流电阻的选择三极管→电流分配关系→特性曲线(三个区条件特点)→工作区判别

→三极管的参数场效应管→沟道→增强型N沟道→特性曲线(三个区的条件特点)

→工作区的判别→其他场效应管基本放大电路一、放大的概念二、基本共射放大电路75一、放大的概念及性能指标76放大利用晶体管的电流控制作用,对变化量进行放大实质能量控制作用→把直流电源的能量转换成交流电能。3、放大电路的指标①放大倍数电压放大倍数

电流放大倍数77源电压放大倍数②输入电阻输入端口处的戴维南等效电阻。输入电阻越大,电路从信号源获得的输入电压越高78对电压放大器而言,希望Ri越大越好。Ri的计算方法是加压求流。③输出电阻输出端口处的戴维南等效电阻。输出电阻越小,负载电阻变化对输出电压的影响越小79计算法:测量法:对电压放大器而言,希望Ro越小越好,Ro的计算方法也是加压求流。80④通频带⑤最大不失真输出电压Uom:交流有效值。

由于电容、电感及放大管PN结的电容效应,使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降,并产生相移。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。下限频率上限频率二、基本共射放大电路811、电路的组成·电路图两个电源的原理性电路单电源实用电路交流信号是叠加在直流信号上的直接耦合:含有直流成分对有效信号容抗很小(通交流)直流电压不变(隔直流)2、正常放大(不失真)的组成原则合适的静态偏置→为三极管提供外部条件→合适的外电路外加的交流信号能输入到be间→能改变iB可以有效地获得(取出)交流输出823、基本工作原理从输入的mV——输出的V83ui(mV)→△uBE(mV)→△iB(μA)→△iC(mA)(β△iB)↓

uo(V)←△uCE(V)放大电路的分析方法84一、直流通路与交流通路二、图解法三、等效电路(模型)法简述85放大电路分析分为静态分析&动态分析。是在理论上把流过电路的电量分解成两部分分别分析(叠加原理)。以确定一个放大电路的特点和参数。静态分析研究放大电路的工作基础,是研究整个电路为晶体管提供的外部工作条件的具体情况。静态分析主要对象是直流分量(静态量)在直流通路上研究。动态分析是研究放大电路的变化量,也就是交流分量,主要用动态参数来描述。这些参数表征了一个放大电路的能量控制和转换的能力,也就是放大的性能。在交流通路上研究。实际的电路在工作过程中静态量&动态量是不能分开的,并且静态量是影响动态量工作的基础。一、直流通路与交流通路861、直流通路→直流分量(静态偏置量)流过的电路。耦合电容,旁路电容开路外加信号源短路,(保留信号源内阻)

注意:ui和us的不同,理想的信号源内阻Rs=0。如电路图上没有标明us,一般默认us是理想的。直流电源单独工作电路2、交流通路→交流分量(变化量)流过的电路耦合电容,旁路电容短路(对信号容抗约为0)直流电源短路,外加信号源不为零(us≠0)87ibic交流信号源单独工作电路3、叠加关系直流量:(静态量)大写字母,大写下标交流量(变化量):小写字母,小写下标总量:小写字母,大写下标(实际电路的瞬时值)正弦有效值表示交流量:大写字母,小写下标88iC=ICQ+icuBE=UBEQ+ubeuCE=UCEQ+uce正弦有效值表示交流量:

Ic

,Ube

,Uce水和浪花的关系直流量是基础,交流量是直流量基础上的变化量,正如水和浪花的关系。模板89交流通路→直流通路→I

BQI

CQibic这里包含了默认的参考方向90电路如图所示。画出该电路的直流通路和交流通路(标明关键的电量的参考方向)直流通路交流通路91电路如图所示。画出该电路的直流通路和交流通路(标明关键的电量的参考方向)直流通路交流通路二、图解法—多用于定性分析1、静态分析——分析电路的偏置情况—在直流通路下分析。输入回路92输入回路方程:作负载线·测量交点→Q点输入回路负载线输出回路93输出回路方程:通过观察可以知道晶体管的工作状态。放大电路中的三极管应工作在放大区。直流负载线电路参数对Q点的影响Rb改变:Rc改变:电源变化:可以直观地看到电路参数的变化,对Q点的影响从,而使T工作区改变2、动态分析——在直流基础上叠加变化量分析95图解法动态分析是在Q基础上分析,主要分析变化量。用正弦信号作为输入变化信号。(NPN管放大电路为例)输入回路静态上叠加变化量输出回路负载电阻RL=∞时→交流负载线与直流负载线重合96在UCEQ上的变化量就是uo。输出电压uo的相位与输入变化量电压ube的相位相反(相差180°)负载电阻RL≠∞时交流负载线97在实际电路中,变化量存在的情况下,考虑RL对集电极电流iC的影响;利用电路的理论我们可以推导出iC与uCE的关系。这在iC与uCE的坐标系上是一条直线,且该直线一定通过Q点。直线的斜率为:-1/(Rc∥RL)ibic失真分析——截止失真98

Q点较低,uO出现顶部失真

饱和失真99最大不失真输出幅度:最大不失真输出有效值:Q点较高,uO出现底部失真100综合:最大不失真输出幅度(或:动态范围)Q点的选择?幅度合适够用就好,尽量降低工作点靠近饱和区→先饱和靠近截止区→先截止基本放大电路微变等效电路法(模型定量分析)引语:定量分析102三极管是一个非线性器件,但在静态工作点附近的微小区域内,可以认为是线性的。从而可以利用线性电路的理论将三极管进行理想化和线性化,以便于定量的参数分析计算。三极管的微变等效模型是在Q点附近发生微小变化时的线性化的等效电路,是利用线性电路双端口网络分析方法得到的。为适应不同条件和应用场合,三极管有许多等效模型,低频小信号电子电路常用的模型是混合(h)参数模型,这是一种交流模型。一、静态工作点的近似计算法—定量分析法不同的放大电路中,三极管(静态)发射极正偏导通时的UBEQ电压变化不大,基本可以看成一个常数。硅管:UBEQ≈0.7V;锗管:UBEQ≈0.2V103∵∴假定:三极管工作在放大区的。则:∴估算了IBQ,ICQ,UCEQ及UBEQ也就确定了Q点在近似计算时如何判定晶体管的工作状态呢?如果IBQ=0,→三极管截止了。∵在临界饱和时IC=ICS,UCEQ=UCES≈0.3V∴104则合理的电流范围:0<IBQ<IBS,或0<ICQ<ICS

合理的电压范围:

UCES

<UCEQ<VCC在每一次做静态近似计算时,都应该进行工作状态的检查UCESICS否则三极管饱和了:IC≈ICS,UCEQ≈UCES

。二、动态分析—微变等效电路法(h参数)1、微变等效电路三极管的输入输出回路可以看成一个双端口网络(四端网络):105全微分(在Q点):106电阻系数系数电导H参数模型107h参数的物理意义b-e间的动态电阻内反馈系数电流放大系数(hFE)c-e间的电导△表示直流基础上的变化量—交流分量rbe通过PN结方程确定:108用瞬时值表示变化量:用正弦向量有效值表示变化量:be之间等效一个电阻,ce之间等效流控流源如果基极电流流向e,那么集电极电流也是流向e。NPN管PNP管模型一样。与Q点有关厂家提供,简单估算时可以忽略2、共射电路的动态分析放大电路分析的一般步骤:分析Q点,并确定rbe画交流通路并转换成等效电路利用电路理论计算交流参数根据最大不失真输出电压,注意失真情况109微变等效电路法分析估算交流参数电压放大倍数110当RL=∞时,为空载放大倍数:

显然,空载放大倍数大于带载放大倍数。在相同的输入信号作用下,负载电阻越大,输出电压越大(?)另外,放大倍数前面的“-”表示uo的相位滞后ui的相位180°。想想图解特性图111输出电阻:从输出端口看的戴维南电阻(令us=0)对于电压放大器而言,Ri越大越好,Ro越小越好。注意Ri与ui、us的关系;Ro与uo的关系输入电阻:从输入端口看的戴维南电阻112某放大电路如图所示,已知Rb=300kΩ,Rc=RL=4kΩ,Vcc=12V,三极管正常工作时UBEQ=0.7V,rbb′=200Ω,β=40,C1、C2足够大,对工作频率可以看成短路。求静态工作点;求交流参数。步骤:①画直流通路求Q点②确定rbe③画交流通路④转换成微变等效电路⑤求交流参数⑥查看最大不失真情况113解:画直流通路,静态分析:假定工作在放大区成立吗?114画交流通路,动态分析:最大不失真输出幅度:静态工作点偏低,容易出现截止失真115讨论1:电路的变化对动态参数的影响Rb↘IBQ↗ICQ↗rbe↘Au↗(静态影响动态)Q点的改变,影响最大不失真输出的幅度。RC改变?增加Rb′?一生二,二生三,三生…116讨论2:电路的变化直接耦合电路?静态节点电压法请参看电路课程相关内容117

RiRoRi’RL’一生二,二生三,三生…动态118讨论3:电路的变化—PNP管-VCC变化的电路整理成册第二章基本放大电路1192026/10/14基本放大电路120四、静态工作点稳定电路五、单管放大的三种基本接法四、静态工作点稳定电路2026/10/14121计算特点:从IBQ开始1、固定偏置电路1)静态工作点的稳定问题

T↗ICQ↗(Q点不稳定)

→

rbe↘Au↗

→uo不稳定122电路组成静态条件(直流通路)VB>>UBEQ→存在ReIBQ≈0→有合适的

Rb1、Rb2静态参数计算从计算IEQ开始2)稳定静态工作点电路—分压式偏置共射放大电路戴维南等效123电路组成静态条件(直流通路)VB>>UBEQ→存在ReIBQ≈0→有合适的

Rb1、Rb2静态参数计算从计算IEQ开始2)稳定静态工作点电路—分压式偏置共射放大电路戴维南等效静态分析(直流通路)∵IBQ≈0∴基极的电位:∴e极及c极电流:124戴维南等效:压(开路电压)阻(等效电阻)串Q点稳定的原理

T↗ICQ、IEQ↗URe(VEQ)↗ ∵VB不变,UBEQ↘IBQ↘ ∴ICQ↘ ∴ICQ稳定不变125动态分析画交流通路→等效电路C1、C2耦合电容→短路Ce旁路电容→短路Vcc短路126127考察最大不失真输出电压的幅度

Uom

=min(UCEQ-UCES,ICQ·RL′)128四、电路参数的变化Ce开路Q点不受影响Au↓↓Ri↑↑129一生二,二生三,三生…1301、共射放大电路

固定偏置共射放大电路(电容耦合、直接耦合)

分压式偏置(稳定静态工作点电路)特点:有电压放大,也有电流放大输入输出电压相位相反(反相放大器)输入电阻适中输出电阻较大五、单管放大电路的三种基本接法模板2、共集电极放大电路1311)电路的组成2)静态分析→(直流通路→是不是分压式?)∵VCC=URb+UBEQ+URe∴2、共集电极放大电路1321)电路的组成2)静态分析→(直流通路→是不是分压式?)∵VCC=URb+UBEQ+URe∴3)动态分析交流通路电压放大倍数1333)动态分析交流通路电压放大倍数134输入电阻(向后看)→与负载电阻有关输出电阻(向前看)→与信号源内阻有关135电路变化分压式直接耦合136一生二,二生三,三生…4)共集电极放大电路的特点有电流无电压放大输入输出同相输入电阻大,输出电阻小输入输出器缓冲器多输出端电路对电压uO1,→电路是共射接法对电压uO2,→电路是共集接法137在图1所电路中,由于电路参数不同,在信号源电压为正弦波时,测得输出波形如图2(a)、(b)、(c)所示,试说明电路分别产生了什么失真,如何消除。138图1图2解:(a)饱和失真,增大Rb,减小Rc。

(b)截止失真,减小Rb

。

(c)同时出现饱和失真和截止失真,应减小us。若:晶体管的

=80,rbb’=100Ω,RL=5kΩ时,进行静态动态分析。139140电路如图所示,晶体管的

=100,rbb’=100Ω(1)求Q点,,Ri,Ro(2)若电容Ce开路,则将引起电路的哪些动态参数发生变化?如何变化?

解:(1)静态分析:

141动态分析:

(2)Ri增大,Ri≈4.1kΩ;减小,3、共基放大电路1)组成双电源电路→固定偏置单电源电路→分压式偏置2)静态分析直流通路与分压式共射电路相同(略)1423、共基放大电路1)组成双电源电路→固定偏置单电源电路→分压式偏置2)静态分析直流通路与分压式共射电路相同(略)1433、共基放大电路1)组成双电源电路→固定偏置单电源电路→分压式偏置2)静态分析直流通路与分压式共射电路相同(略)1443)共基放大电路1)组成双电源电路→固定偏置单电源电路→分压式偏置2)静态分析直流通路与分压式共射电路相同(略)1453)动态分析交流通路等效电路1464)共基极放大电路的特点无电流有电压放大输入输出同相输入电阻小,输出电阻大高频性能好147三种基本接法比较148电路名称连接方式性能比较(大、中、小)公共端输入端输出端R

iRo其它共射电路ebc大大小大反相

共集电路cbe≈1大大小同相

共基电路bec大≈1小大同相频带宽基本放大电路六、MOS管放大电路2026/10/14150回顾寄生的二极管(PN结)要反偏

回顾六、场效应管放大电路与三极管不同,场效应管是电压控制器件,输入回路只需要提供电压,从而不需要形成电流回路。场效应管放大电路也有三种不同的接法:共源放大电路→相当于共射电路共漏放大电路→相当于共集电路共栅放大电路→相当于共基电路场效应管放大电路分析时也要分为静态和动态两种情况,静态分析是研究场效应管是否有合适的工作点(恒流区),动态分析是研究放大的动态参数。我们主要以增强型MOS管放大电路为例进行讨论。1、共源放大电路①电路组成基本共源放大电路分压式共源放大电路(增强型)自给偏压共源放大电路(耗尽型、结型)②静态分析

直流通路——基本共源放大电路②静态分析

直流通路——分压式共源放大电路②静态分析

直流通路——自偏压共源放大电路自给偏压

场效应管放大电路图解Q——直流负载线交流负载线?动态范围?③共源放大电路动态分析场效应管微变等效电路:栅源之间是开路电压Ugs,漏源之间是VCCS:gmUgs参考方向:栅极为正,源极为负,则VCCS流向源极一个改变另一个也随着要改变。gm夸导与静态工作点有关通过转移特性在Q点求偏导得到:不是常数单位:西门子(1/Ω)各种场效应管的微变等效模型是一样的共源放大电路动态分析

分压式放大电路的微变等效电路:自给偏压电路?Rg2、共漏放大电路组成静态分析→分压式(略)动态分析→交流通路输出电阻多级放大耦合方式分析方法164一、耦合方式1651、多级放大器的一般组成输入级输入电阻大,共集电路中间级大的电压放大倍数,共射共基电路输出级输出电阻要小,共集电路2、阻容耦合级间以电容相连接。优点Q点相互独立缺点低频性能差不利于集成166优点低频性能好,能放大直流变化量利于集成缺点Q点相互影响有零漂,温漂存在克服温漂零漂的方法温度补偿采用差分电路3、直接耦合167当输入信号为零时,前级由温度变化所引起的电流、电位的变化会逐级放大。3、变压器耦合优点Q点相互独立可以进行阻抗变换容易做到阻抗匹配缺点高频低频都不好体积大,笨重168

二、分析方法169静态分析阻容耦合的静态分析,各级单独进行。直接耦合的静态分析,各级要统一考虑。分析的关键是级间连接的节点,该节点电流方程和节点电压常常是解决问题的中间变量。动态分析在交流通路下,多级放大电路可以等效成如下方框图(以三级放大为例):分析可知:前级输出电阻Ro相当于后级信号源内阻Rs,后级输入电阻Ri相当于前级负载电阻RL整个电路的输入电阻是第一级的输入电阻,整个电路的输出电阻是最后一级的输出电阻170整个电路的电压放大倍数是各级放大倍数的积注意各级带负载情况:除最后一级外,其他各级都是一定是带负载的放大器。放大倍数是带载放大倍数。171172电路如图,R1=15kΩ,R2=R3=5kΩ,R4=2.3kΩ,R5=100kΩ,R6=RL=5kΩ;两个晶体管的β=50,rbb′=200Ω,UBEQ1=UBEQ2=0.7V,VCC=12V。1.估算电路的Q点;2.求Au,Ri,Ro静态分析(直流通路)交流分析(交流通路,微变等效电路)图在脑袋里1、静态分析——直流通路第一级是分压式共射放电电路173注意下标不能错!第二级是固定偏置共射放大电路电路1742、动态分析——交流通路下计算各级输入输出电阻,备用175放大倍数1761771、求静态时输出电压为固定值4V,试确定Rc1的值2、求总的放大倍数、输入电阻、输出电阻分析关键是极与极之间的节点1、静态分析178从输出端:从输入端:分析关键是:极与极之间的节点电流方程2、动态分析第一级共射,第二级也是共射为了方便,把前面的Rb1Rb2看成一级179Ri1RiRoRi2差分放大电路差分电路的理论概念长尾差分电路180差分放大电路前言:差分放大电路仍然是单极放大电路,是利用两个三极管性能的一致来抵消温度等环境因素对放大电路静态工作点的影响,从而抑制零漂或温漂的作用。差分放大器多用在集成运算放大器中,作为一个单极放大器,差分放大器既可以对交变输入信号(交流信号)进行放大,也可以对直流变化量(相对于静态)进行放大。换句话说:只要相对与静态时有输入变化,不论是交流的还是直流的变化量,都会被电路放大。181差分放大电路前言:在分析差分电路时,要清楚的分别静态和动态,动态并非只是指有交流变化量时的情况。当有直流变化量时,也是动态情况之一。差分电路的分析过程也是分为静态分析和动态分析。动态又在理论上分解为差模和共模两种情况。充分理解这些理论基础非常重要。它是我们在分析时理清思路的依据。也会使得看上去复杂的问题变得简单清晰。182一、差分电路的理论概念1、差分电路的示意框图183差分放大电路有两个输入信号,两个信号之间的差值才是需要放大的输入信号。利用电路的叠加原理,我们可以把这两个输入信号分解成差模输入和共模输入。定义差模输入:定义共模输入:

1842、静态情况静态是指:uIc=uId=0,也即:uI1=uI2=0时的情况,此时的输出为静态输出,表示为UOQ185直流电源单独作用的情况3、动态情况1→差模情况动态的差模情况是指:令uIc=0,uId≠0时的电路工作情况,在uId作用下的输出为差模输出,表示为:uod,uod时常是希望得到的输出电压uo差模电压放大倍数:186差模输入单独作用情况ui1=?ui2=?4、动态情况2→共模情况动态的共模情况是指:令uId=0,uIc≠0时的电路工作情况,在uIc作用下的输出为共模输出,表示为:uoc,uoc时常是希望抑制的输出电压。共模电压放大倍数:187ui1=?ui2=?共模输入单独作用情况5、瞬时总情况实际电路的每一个时刻,输出电压的瞬时总量,应为静态输出和动态输出(变化量)的叠加:1886、共模抑制比我们总是希望差模放大倍数越大越好;共模放大倍数越小越好。这样在输出电压中由共模输入引起的输出变化量越小,共模抑制比也就越大。而温度等环境因素多以共模输入的形式影响差分放大电路,所以,KCMR越大时,电路抑制温漂的能力就越强。二、长尾差分电路1、电路组成T1、T2性能一致;Rb1=Rb2=Rb,Rc1=Rc2=RcuI1、uI2是对地的输入信号电压。Re是共用的发射极

电阻。1892、静态情况→直流通路∵T1、T2性能一致;两个输入回路是对称的∴IBQ1=IBQ2=IbQ,IEQ1=IEQ2=IEQ∴ICQ1=ICQ2=ICQ

IRe=2IEQ190根据输入回路方程有:在大多数情况下,Rb的值很小,上面的电压降也很小。所以时常在估算时可以忽略Rb上的压降:191∵VBQ≈0,∴2、动态分析→差模情况(uId≠0,uIc=0)差模工作原理差模输入时,加在两个输入端的输入电压大小相等但方向相反,在电路输入对称的情况下,发射极差模动态电流大小相等,方向相反(一个增大,另一个减小),Re上的差模动态电流为0即:Re上实际的电流和静态时相同,其上方节点可以看成交流地,称为“差模地”。192uo1uo2uo差模交流通路193①差模放大倍数差模电压放大倍数是半电路放大倍数194②差模输入电阻:③输出电阻:3、动态分析→共模情况(uId

=0,uIc≠

0)共模工作原理 ∵电路所加的电压大小和方向都是一样的, ∴Re上的共模动态电流是三极管动态电流的2倍,其上方节点变化量不为零,不能看着“地”。 集电极共模动态电流也相等,在两个集电极电阻对称时,共模输出为零。195共模交流通路196∵Uo1=Uo2∴Auc=0②共模输入电阻输出电阻①共模放大倍数197共模抑制比共模抑制比越大表示电路抑制温漂的能力越强差分放大电路差分电路的四种接法长尾差分电路改进198三、差分放大电路四种接法差模放大电路的差模输入是需要放大的信号,我们时常把要放大的输入信号直接以差模的方式加到差分放大器的输入端;而共模输入信号是我们希望抑制的信号,一般不会主动把共模输入信号主动加入。给差分放大电路加入输入信号有双端和单端输入方式的不同,在理论上附加引入的共模信号也不同。差分电路的输出方式也有单端输出和双端输出之分。同一种输出方式还有和输入相位关系的不同。199差分电路的四种接法按输入输出方式(接法)的不同差分电路一般分为四种接法:双端输入,双端输出(双入双出);双端输入,单端输出(双入单出);单端输入,双端输出(单入双出);单端输入,单端输出(单入单出)。2001、双入双出输入输出特点uI=uId;uIc=0;uO=UOQ+uod+uoc≈uod差模情况输出对称时,为半电路放大倍数201uO的参考方向改变呐?1、双入双出共模情况202Auc=0共模抑制比2、双入单出输入输出特点:uI=uId;uIc=0;uO=UOQ

+uod+uoc≈UOQ

+uod;但共模放大倍数不为0静态分析203204∵VBQ≈0,③动态分析差模交流通路205差模参数:206差模电压放大倍数是所在半电路放大倍数的一半(负载电阻所在的那一半)负载在另一边输出电压??共模参数207是半电路放大倍数3、单入双出输入输出特点uI=uId;uIc=1/2uI

;uO=UOQ

+uod+uoc=uod差模与双入双出相同相当于uI1=uI;uI2=0的情况共模时Auc=02084、单入单出输入输出特点uI=uId;uIc=1/2uI;uO=UOQ

+uod+uoc差模与双入单出相同相当于uI1=uI,uI2=0共模时

Auc≠0同双入单出209图所示电路参数理想对称,晶体管的β均为50,=100Ω,UBEQ≈0.7V,试计算RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流IEQ,以及动态参数Ad和Ri。210解:RW滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流分析如下:

211

动态分析,Aud和Ri分析如下:

Rw为调零定位器(可变电阻),差模地就在其中间节点。变化: 接负载 单端输出,接负载 从不同的单端输出四、长尾差分电路改进差分电路的共模抑制比与射极电阻Re有很大关系,射极电阻越大,共模抑制比就越大。因此可以通过增大射极电阻来提高共模抑制比。但是,一味地增加射极电阻会使得单极管脱离放大区,而不能正常放大信号。能否找到一种方法,既保证三极管地静态偏置,又能提高动态电阻地方法呢?用恒流源来代替射极电阻,可以保证静态偏置地情况下(三极管工作在放大区),提高射极地动态电阻。理想恒流源地动态电阻为∞。因而共模抑制比也是∞。2121、理想恒流源差分电路静态分析因为恒流源地电流是已知的,所以从射极电流开始,分析方法与长尾电路相似。动态分析差模情况与长尾差分电路相同共模情况Auc=02132、实际恒流源差分普通恒流源电路结构214相当于分压式偏置电路,但是该电路不是放大电路电流I

仅与电路的偏置有关,与其他电路无关。电流I

的计算与分压式偏置电路的分析方法相同镜像电流源(恒流源)215IB0=IB1,IC0=IC1IR=IC0+2IB0=(β+2)IB0恒流做负载216放大电路中的电流源,在静态时为放大电路提供静态偏置,动态时其较大的动态等效电阻,成为放大电路的内置负载电阻,理想的电流源动态电阻为∞。2、带恒流源的差分电路普通恒流源差分电路静态分析从恒流源开始动态分析与长尾差分基本相同217恒流源输出电流T3管ce之间的动态电阻rce相当于长尾差分电路上的Rerce→∞集成运算放大器概述传输特性典型指标218一、概述结构特点直接耦合的多级放大,采用差分放大器,和恒流源。集成电路是利用氧化,光刻,扩散,外延,蒸铝等集成工艺,把晶体管,电阻,导线等集中制作在一小块半导体(硅)基片上,构成一个完整的电路。按功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类,其中集成电路运算放大器(线性集成电路,以下简称集成运放)是模拟集成电路中应用最广泛的,它实质上是一个高增益的直接耦合多级放大电路。219组成及作用差分输入,抑制共模信号中间级主要是放大输出级是驱动负载偏置电路为整个电路提供合适的静态偏置。220二、传输特性集成运算放大器的符号up端为同相输入端un端为反向输入端线性区有零输入,零输出特点。221当外加输入uI的参考方向与符号极性的相同(一致)时,为同相输入;否则为反向输入。uI=up-unuO=Aud(up-un)非线性区由于集成运放外部电源的限制,运放的输出有极值,当输出达到极值以后,输出就不能输入变化而线性变化。±Uom表示运放的极值。运放的低频模型→等效电路222理想运放的特点开环时,线性区宽度趋近0,θ≈90°开环电压放大倍数(差模)Aod=∞开环输入电阻(差模):

Rid=∞输出电阻:Ro=0223怎么工作在线性区?怎么用来放大?三、性能指标主要指标开环差模增益Aod:Aod=△uo/△(up-un),用分贝表示,通用型一般在105以上(100dB)KCMR:Rid:2MΩ以上UIO:失调电压→衡量电路的对称性,其对时间的变化率就是温漂的参数(类似的有IIO:失调电流)最大共模、差模输入电压-3dB带宽:fH,单位增益带宽:fc224集成运放实例:F007——通用型集成运放225双入单出恒流源负载互补输出复合管共射放大226342、358放大电路的频率响应频率响应概述RC电路的频响管放大电路的频响多级频响227一、频率响应概述在前面的课程中,我们总是忽略电容对放大电路的影响。事实上信号的频率不同,电容器的容抗也不同,这自然会影响放大器的性能。在放大电路中有耦合电容,旁路电容,以及晶体管的极间电容(PN结电容)。由于这些电容的影响,使得放大器的电压放大倍数,随着频率的变化而变化。放大倍数和频率的关系称为频率响应。放大器的频率响应分为幅频响应→∣Au∣~f的关系;相频响应→幅角φ~f的关系。2284.放大电路频响的基本概念

放大器的放大倍数(增益)在频率的减小或增大到一定程度时都会下降。fH,

fL是放大倍数下降到中频时的0.707倍时的频率。229Aum:是中频电压放大倍数,也就是通常我们估算的电压放大倍数。耦合电容、旁路电容及结电容的影响很小,可以忽略这些电容的影响。fL:为下限(低频)截止频率,放大器的耦合电容,旁路电容影响fL的大小。fH:为上限(高频)截止频率,晶体管的结电容影响fH的大小。Bw称为带宽:Bw=fH-fL230fL:放大器的耦合电容C1,C2,旁路电容Ce影响fL的大小。(串接的大电容)fH:晶体管的结电容影响fH的大小。(并接的小电容)共射放大电路的频响以共射放大电路为例:二、RC电路的频响1、RC低通电路传递函数(考虑频率影响的放大倍数):ui~uo的关系C的容抗为:1/jωC→在电路中容抗看成电阻处理231频响:幅频响应相频响应232①当f<<fH(f≤0.1fH)时,∣Au∣≈1,φ≈0;②当f=fH时,∣Au∣=0.707,φ=-45°;③当f>>fH(f≥10fH)时,∣Au∣≈fH/f→0,φ=-90°。fH:是上限截止频率此电路为一阶低通,是滞后电路。dB图(波特图):dB图是在特殊的坐标系统中画出频响特性图。横轴→lgf(只标f)按,10n递进纵轴→20lg∣Au∣,单位为分贝(dB)233在lgf坐标系统中是直线,斜率负的2、RC高通电路传递函数:ui~uo的关系234频响:幅频响应相频响应235①当f<<fL(f≤0.1fL)时,20lg∣Au∣=20lg(f/fL),φ=90°;②当f=fL时,20lg∣Au∣=-3dB,φ=45°;③当f>>fL(f≥10fL)时,20lg∣Au∣=0dB,φ=0°。fL:是下限截止频率此电路为一阶高通,是超前电路。dB图(波特图)236在lgf坐标系统中是直线,斜率正的3、晶体管的高频特性混合模型(略)晶体管频率参数由于结电容的存在,晶体管的β与频率也有关系,β与频率的关系类似与低通电路:237β0是中频共射电流放大倍数fβ是共射截止频率fT是特征频率,fT=β0fβfα是共基电流放大倍数

fα=(1+β0)fβ三、单管共射放大电路的频响中频段耦合电容、旁路电容看成短路极间电容看成开路与我们在默认情况是一样的。238电路结构决定的固有相位低频段→考虑耦合电容、旁路电容的作用,极间电容看成开路仅考虑C1作用时的交流等效电路→高通电路239Rc1i为从电容两极看的等效电阻仅考虑C1作用时的表达式:240Aum仅考虑C2作用时的交流等效电路→高通电路241Rc2i为从电容两极看的等效电阻242Aum低频综合情况:一般将C1归到上一级,C2作为本级输出耦合。243低频电压增益:3.高频段耦合电容、旁路电容看成短路不起作用考虑极间电容,不看成开路在交流等效电路中,结电容所起的作用相当于低通电路,相当于并联在信号通路(负载)上的电容,可以求得fH高频时电压增益为:244AumfH是结电容等效的电容两端看的等效电阻与电容的乘积(时间常数)所决定4.单管共射放大电路的频响全频响整个电路的全响应(全频电压放大倍数)可以表示成:245Aum四、多级频响特性叠加在dB图中各级频率响应进行叠加截止频率整个电路的截止频率由以下公式确定:246如果各级截止频率差别较大时整个电路的截止频率可以由以下公式确定:2471.该放大电路为几级放大电路?2.耦合方式?3.在f=104Hz时,增益下降多少?附加相移φ’=?4.在f=105Hz时,附加相移φ’≈?5.画出相频特性曲线;6.fH=?已知某放大电路的幅频特性如图所示,讨论下列问题:2481.3级放大电路2.直接耦合3.在f=104Hz时,增益下降9dB,

附加相移φ’=-135°4.在f=105Hz时,

附加相移φ’≈-270°6.249电路如图P5.8所示。已知:晶体管的参数均相等,所有电容的容量均相等,静态时所有电路中晶体管的发射极电流IEQ均相等。定性分析各电路,将结论填入空内(1)低频特性最差即下限频率最高的电路是

;

(2)低频特性最好即下限频率最低的电路是

;250放大电路中的反馈反馈的概念类型判别251一、反馈的概念反馈的方框图反馈的定义 将输出量(Xo)的一部分或者全部,通过某种方式,回送到输入端,与外加的输入信号(Xi)进行叠加,从而影响净输入(Xi′)的连接方式称为反馈。252X可以是电流,也可以是电压,叠加时只能相同性质的信号进行叠加二、类型与判别类别反馈信号的性质直流反馈→反馈量(Xf)是直流量交流反馈→反馈量(Xf)是交流量交直流反馈→反馈量(Xf)中有直流量和交流量253反馈的极性正反馈反馈量加强输入量的作用:净输入量增强

负反馈反馈量削弱输入量的作用:净输入减弱254+-判别方法有无交直流通路极性环路瞬时极性法255①找到反馈环路;②令所有独立信号源不起作用;③在反馈环上假想断开一点;(一般在A的输入端)④在断开处加瞬时小信号(+);⑤根据电路的特性,沿反馈环走一圈,标出各个关键点的极性;⑥判别断开处两边的极性:

若:极性相同为正反馈,极性相反为负反馈。判定下列电路有无反馈,如有是交流还是直流反馈,是正反馈还是负反馈?256257极性判定的关键点:集成运放:正确利用集成运放的输入输出相位关系;分立元件:三极管的接法是根据信号而言的,只有共射接法输入输出相位是反相的。258第六章放大电路中的反馈

负反馈放大电路的基本组态259一、四种基本接法(组态)通常引入了交流负反馈的放大电路称为负反馈放大电路。在具体的负反馈放大电路中,从输出量取反馈时有取电压和电流之分,回送到输入端时也分为以电压和电流两种方式影响净输入。因此按输出输入结构的不同方式,把交流负反馈分为四种基本组态(接法):在放大电路的输出端口取电压量,在放大电路输入端口以电压方式(电压叠加)影响输入 →电压串联负反馈取电压,以电流方式影响输入→电压并联负反馈取电流,以电压方式影响输入→电流串联负反馈取电流,以电流方式影响输入→电流并联负反馈2601、电压串联负反馈2612、电压并联负反馈2623、电流串联负反馈2634、电流并联负反馈264二、交流负反馈组态的判别1、电压电流反馈判别(输出回路)电压→短路法:如令uo=0后,反馈不存在时是电压反馈结构判别:取反馈的节点与输出+在同一端电流→断路法:如令io=0后,反馈不存在时时电流反馈结构判别:取反馈的节点与输出+不在同一端2652、串联并联反馈判别(输入回路)串联回路方程法→如能找到输入电压、反馈电压和净输入电压的回路方程是串联反馈。(结构判别:反馈回来的节点与输入不在同一端)并联节点方程法→入能找到输入电流、反馈电流和净输入电流的节点方程是并联反馈。(结构判别:反馈回来的节点与输入在同一端)266判别下列放大电路中反馈组态注意:只有交流负反馈才需要判别反馈的组态(在交流通路中判别)267放大电路中的反馈三、负反馈放大电路的方框图及一般表达式四、深负反馈放大电路的分析估算268一、负反馈放大电路的方框图及一般表达式框图增益的一般表达式269开环增益:反馈系数:闭环增益:增益的一般表达式270在负反馈下有:称为环路增益271因为X可能是电

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