模拟电路分析与实践教程

1.2我们身边的半导体

定义：半导体是指导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。1、半导体的基本知识两种载流子：带负电荷的电子载流子和带正电荷的空穴载流子。

两个重要特性：热敏光敏特性、掺杂特性。2、半导体的分类1）N型半导体：掺入少量5价元素，自由电子为多数载流子（多子），空穴为少数载流子（少子）。（1）本征半导体：完全纯净且具有晶体结构的半导体（2）杂质半导体：在纯净的半导体中掺入少量的杂质元素2）P型半导体：掺入少量3价元素，空穴为多子，电子为少子。3、PN结的形成多子扩散运动与少子漂移运动最终达到动态平衡反向电流4、PN结的特性1)PN结加正向电压时，呈现低电阻，PN结导通。2)PN结加反向电压时，呈现高电阻，PN结截止。PN结具有单向导电性！5、想一想1、半导体带正电还是带负电？2、P型半导体的多子是？3、半导体和导体在导电方式上的不同？答案：1、半导体对外呈电中性；2、P型半导体的多子是空穴；3、半导体两种载流子参与导电；导体只有自由电子参与导电。小结3)PN结加正向电压时，呈现低电阻，PN结导通。4)PN结加反向电压时，呈现高电阻，PN结截止。2)N型半导体和P型半导体的特点。1)半导体的概念、特性和分类。谢谢！校本慕课学习平台1.3初识二极管1、外形2、二极管的结构和符号PN结是二极管的核心组成部分,二极管具有单向导电性!

二极管=PN结+管壳+引线3、二极管的分类按材料分：硅二极管、锗二极管、砷化镓二极管按结构分：点接触型、面接触型、平面型点接触型正极引线触丝N型锗片外壳负极引线面接触型集成电路中平面型正极

引线负极

引线pNP型支持衬底4、二极管的单向导电性二极管正偏导通，反偏截止；具有单向导电性！UOVDDIORUOVDDIOR导通导通导通截止判断二极管是导通还是截止?5、二极管的伏安特性二极管的伏安特性是指二极管两端所加电压大小与流经二极管电流大小之间的关系曲线。（图中虚线为锗管的伏安特性、实线为硅管的伏安特性）5、二极管的伏安特性导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。死区电压硅管0.5V,锗管0.1V反向击穿电压UBR。小功率硅管的反向电流一般小于0.1

A，锗管通常为几十

A

6、半导体二极管的主要参数1）最大整流电流IF是二极管允许通过的最大正向平均电流。超过IF,二极管将过热而烧毁。2）最大反向工作电压ＵＲM：当反向电压超过此值时,二极管可能被击穿。为了留有余地,通常取击穿电压的一半作为ＵＲM。3）

反向饱和电流IR指二极管未击穿时的反向电流值。（越小单向导电性越好）4）最高工作频率fm（超过时单向导电性变差）。7、思考几个问题1、生产生活中什么时候会用到发光二极管?

2、生产生活中什么时候会用到光敏二极管？3、生产生活中什么时候会用到整流二极管？

小结1）二极管的符号；2）二极管的单向导电性：二极管加正向电压时，呈现低电阻，PN结导通；二极管加反向电压时，呈现高电阻，PN结截止；3）

二极管的伏安特性曲线；4）二极管导通压降：硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V；5）二极管的死区电压：硅管0.5V,锗管0.1V。谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管1.4生活中的二极管1、二极管的识别与检测（1）目测判别极性；1、二极管的识别与检测触丝半导体片用指针万用表，根据二极管的单向导电性判断二极管的极性和好坏。1、二极管的识别与检测

1k

0

0

0一般硅管正向电阻为几千欧，锗管正向电阻为几百欧；反向电阻均为无穷大。正反电阻相差不大为劣质管；正反电阻都是无穷大或零则二极管内部断路或短路。红表笔是(表内)电源负极,黑表笔是(表内)电源正极（3）用数字万用表检测整流、检波二极管；1、二极管的识别与检测数字万用表档位选择标有二极管符号的档位；(注意：数字表表棒输出正负与指针表相反)红表笔接二极管阳极，黑标比接二极管阴极，万用表显示一电压值，为二极管的正向导通压降。（3）用数字万用表检测普通（整流、检波）二极管；1、二极管的识别与检测黑表笔接二极管阳极，红表笔接二极管阴极，万用表显示“.OL”，二极管截止。2、整流二极管目测识别极性；万用表判别极性：置于R×100或者R×1K(Ω)档1、无论在R×100还是R×1K档，两次测得的阻值是一次大一次小；说明二极管具有单向导电性；2、同型号的整流二极管用不同的档位测出来的电阻值是不同，说明二极管是非线性器件。3、稳压二极管（1）稳压二极管；伏安特性iZ/mAuZ/VO

UZ

IZmin

IZmax

UZ

IZ

IZ符号工作条件：反向击穿区主要参数：UZ、IZmin、IZmax

用R×1K档，测量稳压管的正、反向电阻值4、发光二极管LED符号u/Vi/mAO2特性工作条件：正偏导通压降：1.5~2VR×10K档，测量发光二极管的正、反向电阻值。正向导通，二极管发光，反向截止，二极管不亮。4、发光二极管LED显示类型：普通LED点阵LED七段LED发光类型：可见光：红、黄、绿不可见光：红外光5、光敏二极管特性uiO暗电流E=200lxE=400lx工作条件：反偏符号6、想一想1、生活中用到的自动出水的水龙头用到的是什么类型的二极管？2、哪些二极管工作在反偏状态？3、稳压值分别是6V和8V的稳压二极管并联，正常工作时稳压值是多少？1、光敏二极管；2、稳压、光敏；3、6V。小结1、不同类型二极管的符号和特性；2、用指针式万用变检测二极管阴极、阳极和判断二极管好坏的方法；3、数字式万用表测二极管，用二极管档，显示的是二极管的导通压降；4、整流二极管和发光二极管工作条件：正偏；5、稳压二极管和光敏二极管工作条件：反偏。谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管1.5电路中的二极管V1V2uiuOROtuO/V0.7Otui

/V2

0.71、二极管限幅电路（1）Multisim中画图，输入5V、1kHz的正弦信号（2）用示波器的双踪显示功能同时观察输入输出波形A通道B通道你能回答上面的问题吗？1、观察到了什么？2、分析工作原理？3、二极管起到什么作用？1、限制输出信号的幅度；2、二极管单向导通后，输出负电压限制在-2.7V；3、限制了输出电压的最小值，起限幅作用。A通道2、二极管的理想模型所谓理想二极管即：1、正向导通时死区电压和导通压降均为零；符号及等效模型SS正偏导通，uD=0;反偏截止，iD=02、反向截止时，反向电流为零。3、二极管的恒压降模型uDiDUD(on)uD=UD(on)0.7V(Si)0.2V(Ge)UD(on)4、应用电路分析举例例1.1硅二极管，R=2k

，分别用二极管理想模型和恒压降模型求出VDD=2V、10V时IO

和UO

的值。UOVDDIORUOVDDIOR答案：VDD=2V时IO=1mA,

UO=2VVDD=10V时IO=5mA,

UO=10V

理想模型4、应用电路分析举例例1.1硅二极管，R=2k

，分别用二极管理想模型和恒压降模型求出VDD=2V、10V时IO

和UO

的值。UOVDDIORUD(on)UOVDDIOR答案：VDD=2V时IO=0.65mA,

UO=1.3VVDD=10V时IO=4.65mA,

UO=9.3V恒压降模型

结论：VDD

大采用理想模型VDD

小用恒压降模型4、应用电路分析举例例1.3二极管构成“门”电路，设V1、V2导通压降为0.7V，当输入电压UA、UB为低电压0V和高电压3V的不同组合时，求输出电压UO的值。输入电压理想二极管输出电压UAUBV1V200导通导通0.703导通截止0.730截止导通0.733导通导通3.7UAUBUOR3kW5VVDDV1V2BAY4、应用电路分析举例例1.4ui=2sin

t(V),分析二极管的限幅作用。ui

较小，宜采用恒压降模型V1V2uiuOR思考题：V1、V2支路各串联恒压源，输出波形如何?OtuO/V0.7Otui

/V2

0.75、分析各电路输出电压值，二极管导通电压UD＝0.7V。1)导通，Uo1=1.3V；2)截止，Uo2=0V；3）导通Uo3=-1.3V；4)截止，Uo4=2V；5）导通Uo5=1.3V；6)截止Uo6=-2V小结1、理想模型：正偏导通，电压降为零，相当开关合上反偏截止，电流为零，相当开关断开2、恒压降模型：正偏电压

UD(on)时导通等效为恒压源UD(on)；否则截止，相当于二极管支路断开。3、二极管构成的应用电路的分析。谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管2.1三极管----放大的核心器件1、结构与符号NNP发射结集电结-----------基区-----------发射区----------

集电区emitterbaseECBPPNEBCECBPNP型集电极Ccollector发射极E基极BNPN型按材料分硅三极管锗三极管面接触型平面型砷化镓三极管低频管按用途分放大管开关管高频管按功率分大功率管中功率管小功率管按封装形式分按结构分点接触型按工作频率分塑封金属封2、类型3、三极管电流间的关系9013IBICIEβ=1000.072mA7.287mA7.214mA1、根据测试结果，电流IB、IC、IE满足什么关系？2、IB、IC的大小又有怎样的变化规律？R110%30%50%70%80%90%IB0.040mA0.052mA0.072mA0.120mA0.180mA0.360mAIC4.013mA5.159mA7.214mA0.012A0.018A0.020AIE4.054mA5.211mA7.287mA0.012A0.018A0.020A答案：1、，符合KCL定律，

2、，表明三极管是一种电流放大型器件。3、放大电路中三极管的三种连接方式所谓共什么极连接指输入输出信号交流电压公共参考点在什么电极4、三极管的工作状态放大饱和截止内部条件：BECNNP发射区：掺杂浓度较高，向基区发射载流子基区：较薄，掺杂浓度低，传送和控制载流子集电区：面积较大，收集载流子4、三极管的工作状态放大饱和截止外部条件：正偏反偏反偏反偏或零偏正偏正偏或零偏IC=

IB,

IC

=

IBUCE

UBE

，

IB

>IC，UCES

0.3V

UBE

<死区电压，IB=0，

IC=ICEO

0NPN：UC>UB>UEPNP:UE>UB>UC发射结集电结两个三极管工作在放大区，看不出型号，测得各管脚的电位分别如图所示，判断它们是NPN管还是PNP管，是硅管还是锗管，识别管脚并分别标上E、B、C。

5、练习题答案：

(a)图：锗管；NPN型；(1)E(2)C(3)B(b)图：硅管；PNP型；(1)C(2)E(3)B5、练习题已知某晶体管处于放大状态，测得其三个极的电位分别为6V、9V和6.3V，则6V所对应的电极为

。

（A）A．发射极B．集电极C．基极三极管三个电极对地电位如图所示，判断三极管的工作状态放大截止饱和5、练习题小结1、三极管的结构、分类和特性；2、三极管工作在不同区域的外部条件；3、三极管工作在不同区域的判别方法。小结谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管2.2

三极管的特性曲线1、简介三极管的特性曲线是指各电极电压与电流之间的关系曲线，它是BJT内部载流子运动的外部表现。工程上最常用到的是它的输入特性和输出特性曲线。

实际应用时，通常用专用的图示仪对输入、输出特性进行显示，或通过实验进行测量从共射极放大电路入手2、输入特性曲线RCVCCiBIERB+uBE

+uCE

VBBCEBiC++

输入回路输出回路从输入特性曲线可否看出三极管是一种线性还是非线性器件？2、输入特性曲线导通电压UBE（on）Si管:0.6

0.8V取0.7VOGe管:0.2

0.3V取0.2VRCVCCiBIERB+uBE

+uC

VBBCEBiC+

+

+

特性右移（因集电结开始吸引电子）特性基本重合（电流分配关系确定）温度升高,输入特性曲线向左移2、输入特性曲线3、输出特性曲线从共射极放大电路入手放大区截止区饱和区iC

/mAuCE

/V50µA40µA

30µA20µA

10µA

O246843211）放大区：特点：水平、等间隔3、输出特性曲线放大区截止区饱和区iC

/mAuCE

/V50µA40µA

30µA20µA

10µA

O246843212）饱和区：uCE

u

BE特点：临界饱和：uCE

=uBE深度饱和：UCE（SAT）=0.1V(锗管)UCE（SAT）=0.3V(硅管)

I

C

IB3、输出特性曲线放大区截止区饱和区iC

/mAuCE

/V50µA40µA

30µA20µA

10µA

O246843213）截止区：IB

0的区域温度升高,

，输出特性曲线向上移3、输出特性曲线4、三极管主要参数

1）电流放大系数－－表征三极管放大能力

(1)共发射极交流电流放大系数β

(2)共发射极直流电流放大系数4、三极管主要参数

2）极限参数(1)集电极最大允许电流ＩＣＭ

当ＩＣ＞ＩＣＭ管子的β下降；(2)ＵBR（CEO）——C-E间的最大允许电压。

(3)最大允许功率损耗ＰＣＭ——三极管允许消耗的最大功率

3）极间反向电流（1）集电极－基极反向饱和电流ＩＣＢＯ发射极开路时，集电极与基极间的反向电流，小功率管硅小于1uA，锗约10uA，越小越好。（2）穿透电流ＩＣEＯ基极开路，c、e间加一定反向电压时的穿透电流ICEO＝（1＋β）ICBO4、三极管主要参数5、三极管的安全工作区6、想一想1、从特性曲线看，三极管是线性还是非线性器件？2、三极管特性曲线为何受温度影响？3、如果工作参数超过三极管的安全工作区限制的参数，会怎样？1、非线性器件；2、三极管是半导体材料构成；3、三极管可能会烧毁。3、三极管的安全工作区小结1、三极管输入特性曲线2、三极管输出特性曲线谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管2.1认识共射放大电路ECBuiuo1、放大电路判别共集共射所谓共什么极连接指1）输入输出信号交流电压公共参考点在什么电极2）输入和输出回路的公共端是哪个极共基2、共射放大电路组成使发射结正偏，并提供适当的静态IB和UBE。基极电源VBB与基极电阻Rb集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。集电极电阻RC，将变化的电流转变为变化的电压。放大元件：iC=iB，工作在放大区必须要满足集电结反偏，发射结正偏。放大的过程是实现能量转换的过程!++耦合电容：电解电容，有极性，大小为10

F~50

F作用：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。2、共射放大电路组成放大电路的习惯画法单电源供电电路可以省去3、共射放大电路的仿真测试放大电路中交、直流并存！uiuCEuo

4、放大电路中电流、电压符号的使用规定总瞬时值直流量交流瞬时值

直流量往往在下标中加注Qtuo=+5、想一想1、放大的能量哪里来？2、三极管是一种电流放大器件，怎样得到放大了的输出电压？3、共射放大电路输出和输入电压相位关系？1、电源；2、集电极电阻将电流的变化转化成电压的变化；3、相反。3、放大电路中符号的规定2、共射放大电路的电路组成小结1、三极管的组态判别谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管2.2共射放大电路中的静态分析Q1、何为放大电路的静态？静态就是ui=0时的电路状态。ui=0时由于电源的存在，电路中存在一组直流量。ICIEIB+UBE--+UCE--此时直流电流流过的路径称为直流通路。2、直流通路画法开路将电感短路，将电容开路。开路：画出下面图的直流通路例2、直流通路画法3、直流通路的分析方法-解析法（估算法）估算法就是运用电路分析一般方法，近似计算得出相应的电路参数固定式偏置直流通路RB+VCCRCIBIC硅管UBEQ=0.6～0.8V，取0.7V锗管UBEQ=0.1～0.3V，取0.3V2）1）VCC远大于UBE时，可IB≈VCC/RB3）电路参数（IBQ、UBEQ）、（ICQ、UCEQ）对应三极管特性曲线上某点，此点也称为静态工作点，用Q表示。4、特性曲线上的Q交流放大原理（设输出空载）iCuCEQiBuBEQ5、做一做当Rb=300kΩ，Rc=3kΩ，β=60，VCC=12V时，估算该电路的静态工作点。当调节Rb时，可改变其静态工作点。①

如果ICQ=2mA要求，则Rb应为多大？②如果UCEQ=4V要求，则Rb应为多大？答案：≈VCC/RB=40uA=2.4mA=4.8V①

ICQ=2mA时，②UCEQ=4V时，根据2.7mA≈45uA251kΩ≈≈≈33uA342kΩ≈当Rb=300kΩ，Rc=3kΩ，β=60，VCC=12V时，估算该电路的静态工作点。当调节Rb时，可改变其静态工作点。①

如果ICQ=2mA要求，则Rb应为多大？②如果UCEQ=4V要求，则Rb应为多大？答案:1、共射放大电路直流通路的画法2、估算法分析共射放大电路Q点小结谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管2.3共射放大电路的动态分析放大电路的动态：就是指ui

0时的电路状态，此时交直流共存。只考虑交流状态，关注变化的电压和电流。分析动态交流状态，首先得画出交流通路1、放大电路中的动态信号将直流电压源短路，将电容短路。短路短路置零2、交流通路画法固定偏置共射放大电路1分压式偏置共射放大电路例：画出下图的交流通路2、交流通路画法3、图解法分析放大电路动态工作情况交流放大原理（设输出空载）假设在静态工作点Q基础上，输入一微小的正弦信号ui注意：uce与ui反相！iCuCEibicuceiBuBEQuiib各点波形uo比ui幅度放大且相位相反3、图解法分析放大电路动态工作情况uiiBiCuCEuo4、衡量放大电路性能的主要指标a.放大倍数电压放大倍数：电流放大倍数：功率放大倍数：工程上常用分贝(dB)表示电压增益：电流增益：功率增益：11’22’+us

–放大电路rS+ui

–+uo

–RLioiib.输入电阻：从输入端看入的等效电阻１1’+us–rS+ui–iiri一般来说，r

i

越大越好。11’22’+us

–放大电路rS+ui

–+uo

–RLioii4、衡量放大电路性能的主要指标c.输出电阻：从输出端看入的等效电阻一般ro

越小越好，越小则放大电路带负载能力越强11’22’+us

–放大电路rS+ui

–+uo

–RLioii4、衡量放大电路性能的主要指标~roUs'5、画一画画出图所示各电路的交流通路。(设所有电容对交流信号均可视为短路)5、画一画1、共射放大电路交流通路的画法2、共射放大电路动态工作原理3、共射放大电路动态性能指标及特点小结谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管2.4共射放大电路的失真分析1、静态工作点对交流性能影响的仿真测试1、静态工作点对交流性能影响的仿真测试1、根据仿真现象，基极偏置电阻的改变是否影响放大电路的静态工作点？2、共射放大电路中，UCE的值过小，导致输出波形出现什么失真？2、底部失真。1、改变基极偏置电阻，影响Q答案：2、设定合适静态工作点的作用放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区，以保证信号不失真。IBUBEQIBQQICQICUCEIBQUCEQUBEQ3、图解法分析失真情况1）改变RB，其它参数不变uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQRB

iB

Q

趋近截止区RB

iB

Q

趋近饱和区uBE=VBB

iBRBuCE=VCC

iC

RC2）“Q”过低引起截止失真NPN管：顶部失真为截止失真QibttOuBE/ViBuBE/ViBuiuCEiCictOiCtuCEQuce4）“Q”过高引起饱和失真uCEiCtOiCtuCEQICS集电极临界饱和电流NPN管：底部失真为饱和失真截止失真和饱和失真统称“非线性失真”uBE=VBB

iBRBuCE=VCC

iC

RC4、静态工作点选择原则1）Q点应设在放大区的中间位置2）如输入信号很小，Q点应选低些减小功耗。注意：温度影响静态工作点！温度升高，ICEO增大，UBE减少，这都会引起ICQ增大，导致静态工作点Q不稳定5、想一想调试放大电路的过程中，曾出现过

(b)、(c)图所示的两种不正常的输出电压波形。已知输入信号是正弦波，试判断这两种情况分别是何种失真？产生该种失真的原因是什么？如何消除？（B）是底部、饱和失真，Q点设置的太高；应调大Rp。（C）是顶部、截止失真，Q点设置的太低；应调小Rp。5、想一想在右边电路中，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（a）、（b）、（c）所示，试说明电路分别产生了什么失真，如何消除。解：a）饱和失真，增大Rb；b）截止失真，减小Rb

；c）同时出现饱和失真和截止失真，应减小输入信号，或增大UCC。1、共射放大电路Q点的影响2、

Q点过高或过低引起的失真现象分析3、

Q点的设置原则小结谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管2.5分压式偏置共射放大电路的分析+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RSQuBE=VBB

iBRBuCE=VCC

iC

RC1、固定偏置共射电路存在的问题?为了避免失真，Q点应设在放大区的中间位置并且希望其稳定但是：温度影响静态工作点！想办法：稳定静态工作点！温度升高，ICEO增大，UBE减少，增大，这都会引起ICQ增大，导致静态工作点Q不稳定2、分压偏置共射电路如何稳定Q?静态工作点稳定过程

UBE=UB-UE=UB-IE

ReUB稳定选I2=（5~10）IB∴I1

I2TUBEICICIEUEIB由输入特性曲线I1I2Ib3、分压式偏置共射电路的Q-（估算法）直流通路画法开路将ui短路置0，将电容开路。开路3、分压式偏置共射电路的Q-（估算法）画直流通路Ib较小，一般I2=（5~10）Ib，

则I1

I2分压公式I1I2分压式偏置直流通路IBQ=ICQ/

UCEQ=VCC-ICQRC-IEQReICQ

IEQ=UE/Re=（UBQ-UBE）/Re

1）2）3）4）：估算法分析下图直流通路的静态工作点例3、分压式偏置共射电路的Q-（估算法）Ib5、做一做+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us

+uo

图

=100,RS=1k

,RB1=62k

,RB2=20k

,RC=3k

RE=1.5k

,RL=5.6k

,VCC=15V。求：“Q”例

=100,RS=1k

,RB1=62k

,RB2=20k

,RC=3k

RE=1.5k

,RL=5.6k

,VCC=15V。求：“Q

”+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us

+uo

[解]1）画直流通路2）计算参数1、分压偏置共射放大电路直流通路的画法2、估算法分析分压偏置共射放大电路Q点3、理解分压式偏置电路稳定Q点的原理小结谢谢！校本慕课学习平台2.6共集电极放大器的分析共集1、仿真波形能根据下面图中输入输出波形辨别是取自哪种组态的放大电路吗?

共射

共集2、共集电极电路静态分析1）画出直流通路2）计算Q点射极输出器2、共集电极电路动态测试输入输出波形射极输出器的特点：电压放大倍数=1，输入阻抗高，输出阻抗低。3、射极输出器的应用1、放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。2、放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。3、放在两级之间，起缓冲作用。3、共基极电路简介1）静态分析直流通路4、三种组态的比较电压增益：输入电阻：输出电阻：共集共基共射大小1大大小中间大大5、想一想电路如图所示，晶体管的

＝80，rbe=1kΩ求出Q点[解]1）画直流通路2）计算参数1、共集放大电路Q点分析2、共集放大电路特点与应用3、三种放大电路的比较小结谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管2.7多级放大器的分析

同学们如果你想要将信号放大1000倍，而一级放大电路只能放大100倍，该怎么办呢？如果你既需要将信号放大，又需要整个电路的带负载能力强，怎么办呢？1、引入

2、多级放大电路的耦合方式及其特点1）阻容耦合优点：各级放大器静态工作点独立。输出温度漂移比较小。缺点：不便于作成集成电路。不适合放大缓慢变化的信号。

2、多级放大电路的耦合方式及其特点2）直接耦合优点：各级放大器静态工作点相互影响。输出温度漂移严重。缺点：可放大缓慢变化的信号。电路中无电容，便于集成化。3）变压器耦合体积大，重量大。有阻抗变换作用。优点缺点各级放大器静态工作点独立不便于作成集成电路。

2、多级放大电路的耦合方式及其特点

3、多级放大电路的相关参数1）

多级电压放大倍数多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数之乘积且由得扩展

3、多级放大电路的相关参数2）

输入电阻多级放大电路的输入电阻，就是输入级（第一级）的输入电阻3）

输出电阻多级放大电路的输出电阻，就是输出级（最后一级）的输出电阻4、选择一下1）在三种常见的耦合方式中，静态工作点独立，体积较小是（

）的优点。A）阻容耦合B)变压器耦合C）直接耦合2）直接耦合放大电路的放大倍数越大，在输出端出现的漂移电压就越（

）。A)大B)小C)和放大倍数无关3）两个相同的单级共射放大电路，空载时电压放大倍数均为30，现将它们级连后组成一个两级放大电路，则总的电压放大倍数（）A)等于60B)等于900C)小于900D)大于900A

A

B

5、分析一下1）三级放大电路中，已知，则总的电压增益为___________dB，折合为______________倍。，2、在集成电路中，由于制造大容量的

较困难，所以大多采用

的耦合方式。80

104

电容

直接

1、多级放大电路的耦合方式及特点2、多级放大电路的相关参数3、

多级放大电路相关问题的分析小结谢谢！校本慕课学习平台2.8放大器的频率特性1、简介频率响应——放大器的电压放大倍数与频率的关系放大器都有一个频率放大范围，超出这个频率范围的信号不能正常放大。其中：称为放大器的幅频响应称为放大器的相频响应2、放大电路的频率特性分析（1）通频带：（2）带宽-增益积：BJT一旦确定，增益带宽积基本为常数│fbw×Aum│（3）频率失真：放大器对不同频率信号的放大倍数不同而产生的失真f-180°fHfL-225°-270°ffHfL-20dB/十倍频程-135°-90°20dB/十倍频程电容在不同频率下阻抗不同，当容量一定时，信号频率f

越大，容抗XC

越小，对信号的阻碍也就越小，这样耦合的信号幅度被容抗衰减就小。相反的，如果频率f

越小，容抗XC也就越大，信号的幅度就被衰减。3、影响频率特性的因素分析如果不把旁路电容看成理想的短路状态，交流分析电路中电容C2与E极电阻RE是并联的关系，势必会对放大器的增益产生影响。三极管放大器增益为：3、影响频率特性的因素分析在高频的情况下三极管内部的B-C极间、B-E极间会出现电容。输入信号将会有一部分白白从电容Cibo流到地中而不能被放大，于是增益减小。4、三极管极间电容和分布电容对频高特性的影响5、耦合电容及旁路电容对低频特性的影响当信号频率变低，电容的容抗增大而不能再视其为短路，将对放大器的增益有影响。典型放大器电路中主要有3个电容对频率特性有影响，它们是：输入耦合电容、输出耦合电容、旁路电容。6、想一想1）什么是频率失真？2）影响放大器频率响应的因素？1）放大器对不同频率信号的放大倍数不同而产生的失真；2）输入耦合电容、输出耦合电容、旁路电容、三极管的极间电容和分布电容。6、想一想3）多级放大器的通频带与单级放大器相比会__________。5）放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是

，而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是

。A.耦合电容和旁路电容的存在B.半导体管极间电容和分布电容的存在。C.半导体管的非线性特性D.放大电路的静态工作点不合适4）当信号频率等于放大电路的fL

或fH时，放大倍数的值约下降到中频时的

。A.0.5倍.0.7倍C.0.9倍变窄BBA小结1、理解频率响应、频率失真的概念2、理解通频带的概念3、影响频率特性的因素分析谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管3.1认识集成运放1、什么是集成运算放大器？集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成的多级放大器。直耦耦合放大电路存在的问题—零点漂移零漂现象：1）产生零漂的原因：由温度变化引起的。当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生微小变化时，这种变化量会被后面的电路逐级放大，最终在输出端产生较大的电压漂移。因而零点漂移也叫温漂。ui=0时，输出有缓慢变化的电压产生。2、集成运放的零漂问题2）零漂衡量方法：将输出漂移电压按电压增益折算到输入端计算若输出有1V漂移电压。则等效输入有100uV的漂移电压

假设第一级是关键！3）减小零漂的措施用非线性元件进行温度补偿采用差动放大电路作为输入级等效100uV漂移1V中间级：要求高电压增益，有时还完成从双端到单端输出的转换，同时还向输出级提供较大推动电流。输出级：要求输出电阻低，带负载能力强。偏置电路：为各级提供稳定偏置，常用恒流源组成。3、集成运放的组成输入级：要求零漂小,输入电阻大，一般用差动放大器。4、简单的集成运放内部原理图差放国际符号：国内符号：集成运放的特点：电压增益高输入电阻大输出电阻小同相输入端反相输入端输出端5、集成运放的符号＋－u-－u+uo封装形式:金属圆形、双列直插式、扁平式封装材料:陶瓷、金属、塑料塑封双列直插式（DIP）CF741DIP—DualIn-LinePakage6、集成运放的封装及引脚排列7、集成运放的电压传输特性│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。0uoui+10V-10V+Uom-Uom-1mV+1mV线性区非线性区非线性区设：电源电压±VCC=±10V，运放的Aod=104Aod越大，线性区越小，当Aod→∞时，线性区→0+10V-10V+Uom-Uom0uoui8、理想集成运算放大器

性能指标(1)开环电压放大倍数Aud=∞;

(2)差模输入电阻rid=∞;

(3)输入偏置电流IB1=IB2=0;(4)失调电压UIO、失调电流IIO以及它们的温漂均为零。(5)共模抑制比KCMR=∞;(6)输出电阻rod=0;(7)-3dB带宽fh=∞;(8)无干扰、噪声。1、零点漂移的起因？2、为什么集成运放的第一级是差分放大器？3、理想集成运放的特点？9、几个值得思考的问题答案：1、直接耦合放大器中，由于受温度变化，在输入信号为零时，第一级的微小变化，使得在输出端有一个较大的漂移电压；2、差分放大器能有效解决零点漂移问题；3、

Aud=∞;rid=∞;rod=0。小结1、集成运放的组成4、

理想集成运放的特点2、集成运放的符号3、集成运放的电压传输特性谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管

3.2认识负反馈放大器输出输入反馈网络±叠加反馈信号1.6桥式整流与4个二极管负反馈:牺牲了：电压放大倍数；换来了：1、展宽通频带；2、提高放大倍数的稳定性；3、减小非线性失真；4、增大输入电阻；5、减小输出电阻。

1、反馈的基本知识反馈就是将电路的输出量通过一定的方式回送到输入端并影响输入量的过程。基本放大器输出信号输入信号开环闭环反馈网络

±叠加反馈信号取+，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Axid=xi-xf1+AF—反馈深度，越大反馈越深2、反馈的类型1）正反馈和负反馈判断法：瞬时极性法正反馈：反馈使净输入电量增加负反馈：反馈使净输入电量减小负反馈正反馈负反馈正反馈反馈信号与输入信号在同一点反馈信号与输入信号不在同一点+C1RS+ui–RERB+VCCC2RL+us–+uo–++

uid

–

T举例：找出图中反馈支路并判断出是属于正反馈还是负反馈？负反馈2、反馈的类型1）正反馈和负反馈2）直流反馈和交流反馈直流反馈——仅将直流量反馈到输入回路。交流反馈——将交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。+C1RS+ui–RERB+VCCC2RL+us–+uo–++

uid

–

T直流反馈交、直流反馈3）电压反馈和电流反馈电流反馈反馈信号采样点与输出电压在相同端点的是电压反馈。反馈信号采样点与输出电压在不同端点的是电流反馈。判别方法之一——直观判定法：+C1RS+ui–RERB+VCCC2RL+us–+uo–++

uid

–

T电压反馈4）串联反馈和并联反馈反馈信号采样点与输入电压在相同端点的是并联反馈。反馈信号采样点与输入电压在不同端点的是串联反馈。直观判定法：串联反馈并联反馈3、负反馈的四种反馈类型电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈3、负反馈的四种反馈类型判断串联和并联：反馈端和输入端在同一端，为并联；

反馈端和输入端不在同一端，为串联判断电压和电流：反馈端和输出端在同一端，为电压；

反馈端和输出端不在同一端，为电流3、负反馈的四种反馈类型3、负反馈的四种反馈类型4、判断反馈类型电流串联负反馈电压串联负反馈4、判断反馈类型Rf、Re2电流并联负反馈（直流）Cf、Rf、Re2电流并联负反馈（交流）2、负反馈四种类型判别1、反馈的定义、框图小结谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管3.3比例运算放大器1、集成运放的电压传输特性│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。0uoui+10V-10V+Uom-Uom-1mV+1mV线性区非线性区非线性区设：电源电压±VCC=±10V，运放的Aod=104Aod越大，线性区越小，当Aod→∞时，线性区→0+10V-10V+Uom-Uom0uoui2、理想集成运算放大器

性能指标(1)开环电压放大倍数Aod=∞;

(2)差模输入电阻rid=∞;

(3)输入偏置电流IB1=IB2=0;(4)失调电压UIO、失调电流IIO以及它们的温漂均为零。(5)共模抑制比KCMR=∞;(6)输出电阻rod=0;(7)-3dB带宽fh=∞;(8)无干扰、噪声。3、

理想运放工作于线性状态的重要特点（2）流进两输入端电流为0，即i＋＝i－＝0，称“虚断”。原因：rid=∞（1）同相与反相输入端电压相同，即u＋＝u－，称“虚短”。原因：Aod=∞，而uo为有限值4、工作在线性区的条件理想运放工作在线性区的条件：

电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法：虚短（u+=u-）虚断（ii+=ii-=0）5、比例运算电路——反相比例反相比例运算虚地点i1=if

（虚断）因为有负反馈，利用虚短和虚断u+

=0

u－=u+=0（虚地）反馈方式：电压并联负反馈电压放大倍数:6、举例R1=10k

,Rf=20k,ui=-1V。求:uo、ri。说明r0的作用，

r0应为多大？特点：共模输入电压=0（u－=u+=0）缺点：输入电阻小（

ri=R1）

R0为平衡电阻(使输入端对地的静态电阻相等):R0=R1//Rf7、比例运算电路——同相比例u-=u+=uii1=if

（虚断）平衡电阻R=Rf

//R1因为有负反馈，利用虚短和虚断反馈方式：电压串联负反馈特点：输入电阻高缺点：共模输入电压≠0（u－=u+=ui）电压放大倍数:Au=18、电压跟随器此电路是同相比例运算的特殊情况，输入电阻大，输出电阻小。在电路中作用与分立元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。ui=u+=u-=uo因为有负反馈，利用虚短和虚断：9、做一做答案：写出下图电路输出电压uo与输入电压ui1、ui2的关系小结1、集成运放工作在线性区的条件和特点4、

电压跟随器的电路结构和特点2、反相输入比例运放电路的电路结构和特点3、同相输入比例运放电路的电路结构和特点谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管3.4什么电路能实现加法运算理想运放工作在线性区的条件：

电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法（特点）：虚短（u+=u-）虚断（ii+=ii-=0）1、

理想运放工作于线性状态的条件和特点2、反相加法器若R1=R2=R,

平衡电阻R0=R1//R2//Rfi1+i2=if虚地3、同相求和运算当R1=R2=Rf=R时,

同相比例运算:4、做一做答案：写出下图电路输出电压uo与输入电压ui1、ui2的关系小结1、集成运放工作在线性区的条件和特点2、反相加法器的电路结构和特点3、同相加法器的电路结构和特点谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管3.5用电路做减法理想运放工作在线性区的条件：

电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法（特点）：虚短（u+=u-）虚断（ii+=ii-=0）1、

理想运放工作于线性状态的条件和特点叠加原理2、差动减法器

ui1作用

ui2作用

综合：则有：3、利用加法器和反相比例电路构成减法电路4、做一做答案：写出下图电路输出电压uo与输入电压ui1、ui2的关系小结1、集成运放工作在线性区的条件和特点2、减法器的电路结构和特点3、各种各样的减法电路谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管3.6用电路做积分理想运放工作在线性区的条件：

电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法（特点）：虚短（u+=u-）虚断（ii+=ii-=0）1、

理想运放工作于线性状态的条件和特点2、积分电路3、练习画出在给定输入波形作用下积分器的输出波形。tui0212345tuo0-2-4-64、方波转换成三角波电路10k

10nF时间常数

=

R1Cf=0.1ms设uC(0)=0=

5VuO/vt/ms=5V5

55、应用举例tui0tuo0输入方波，输出是三角波6、做一做答案：写出下图电路输出电压uo与输入电压ui1、ui2的关系小结1、集成运放工作在线性区的条件和特点2、反相积分器的电路结构和特点3、积分器的功能与应用谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管3.7用电路做微分理想运放工作在线性区的条件：

电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法（特点）：虚短（u+=u-）虚断（ii+=ii-=0）1、

理想运放工作于线性状态的条件和特点2、微分电路u-=u+=0微分电路常用作波形变换，如把矩形波变换为尖顶脉冲。3、微分电路的波形变换4、正弦波转换成余弦波tui0tuo0例：,求uo90°5、实际微分电路

由于微分电路对输入电压变化特别敏感，抗干扰性差，很可能干扰信号淹没有用信号。因此在电路输入端串一小电阻R1，可以减小干扰信号进入反相端6、做一做答案：电路运放理想，讨论电路工作在什么频率范围时，该电路具有微分功能；什么频率范围时具有放大功能。电路为微分器电路为反相放大器。当即Hz时，当即Hz时，小结1、集成运放工作在线性区的条件和特点2、微分器的电路结构和特点3、微分器的功能与应用谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管3.8报警器与比较器1、flash动画演示2、某烟雾报警系统原理图电压比较器！毕业设计：某烟雾报警系统的工作原理图3、电压比较器简介集成运放工作在非线性区的条件？电路开环工作或引入正反馈！集成运放非线性应用的重要特点是：1、当u+>u-时，uo=UOH，运放处于正饱和状态；电压比较器2、当u+<u-时，uo=UOL，运放处于负饱和状态。+Uom-Uom0uoui4、过零比较器uoui0

+UZ-UZ电压传输特性曲线过零比较器tuituo+UZ-UZ00正弦波方波u+>u-，uo=UOHu+<u-，uo=UOL5、单门限电压比较器UREF+UZ-UZ门限（域值）UREFuoui0

+UZ

-UZ单门限比较器正弦波转换成方波tuituo006、电压比较器的实际应用2、用于自动控制电路（如自动除冰机等）利用比较器将负载电压与参考电压进行比较，输出信号用来控制电机的启动和停止。1、用于A/D变换电路利用比较器将模拟电信号经过处理并转换成计算机能识别的数字量，送进计算机。

3、用于电路、电源电压监测电路、过零检测电路等。报警器报警？7、发光报警ttuiuo00UREFUOHUOL

物理量∆T∆U？R3D8、温度报警器t=30oCR’t=5.316kΩUREFuiRtR12VR1R2uoR3D???低温？烟雾？声光？电源电压监测电路、过零检测电路、A/D变换电路和自动控制电路？9、分析一下下图是监控报警装置，如需对某一参数（如温度、压力等）进行监控时，可由传感器取得监控信号。是参考电压。超过正常值，报警灯亮。试说明其工作原理。二极管D和电阻起什么作用？

解：因为集成运放接成同相比较器形式。当uI超过uR时，输出uo为正最大值，驱动三极管T饱和导通，报警指示灯亮。当uI低于uR时，则输出uo为负最大值，三极管截止，报警灯不亮。电阻R与二极管D起反相输出的保护驱管的发射结。9、思考生活中的常用电器，比如冰箱，它的温控原理是怎样的？答案：冰箱设置2个温度点，比如0度和4度，用窗口比较器实现温度控制。小结

注意：单门限电压比较器电路结构简单，使用方便，但只有一个门限，所以实际应用有局限性。1、掌握集成运放非线性应用的特点；2、理解单门限比较器的工作原理及波形变换功能；3、能够灵活应用电压比较器设计各类报警器。谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管4.2滤波器---从无源到有源

1、滤波器-----从无源到有源

由电阻、电容和有源器件（如集成运放）组成无源有源与无源滤波器相比，有源滤波器在组成上有何不同？2、一阶有源低通滤波器传递函数：截止频率：通带增益：传递函数：幅频特性：

p=

o0|A|1+Rf/R12、一阶有源低通滤波器幅频特性3、一阶有源高通滤波器传递函数：截止频率：通带增益：传递函数：幅频特性：|A|1+Rf/R10

p=

o3、一阶有源高通滤波器幅频特性通带内信号可以放大适用于低频、低压、小功率等场合电路体积小、重量轻需要直流电源通带范围小优点缺点带负载能力强性能稳定、易于调试有源滤波器的优缺点：4、有源带阻滤波器低通高通带阻滤波器可由低通和高通滤波器并联得到。幅频特性，低通截止频率，高通截止频率必须满足：5、有源带通滤波器幅频特性低通高通，低通截止频率，高通截止频率带通滤波器可由低通和高通滤波器串联得到。必须满足：想想练练1）与无缘滤波器相比，有源滤波器在组成上有何不同？有什么优点？2）右边为何种有源滤波器电路？该电路为有源带通滤波器电路除了电阻、电容等元件外，需有有源元件如集成运放。有源滤波器体积小、重量轻；通带范围内信号可以放大；带负载能力强等。小结2)一阶有源低通、高通、带通、带阻滤波器的电路结构和工作原理。1)有源滤波器的组成、特性和分类；谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管4.3有源滤波器---

从一阶到二阶

1、有源滤波器----从一阶到二阶使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改善滤波效果。一阶二阶与一阶有源滤波器相比，二阶有源滤波器有何特点？2、二阶有源低通滤波器传递函数：通带增益：特征频率：传递函数：截止频率：在超过fp/f0以后，幅频特性以-40dB/dec速率下降，比一阶下降快。2、二阶有源低通滤波器幅频特性3、二阶压控型有源低通滤波器传递函数：通带增益：特征频率：当f＞＞f0时，幅频特性曲线的斜率为-40dB/dec。当Aup＜3时，滤波器可以稳定工作。此时特性与Q有关。当Q=0.707时，幅频特性较平坦。3、二阶压控型有源低通滤波器幅频特性4、二阶压控型有源高通滤波器传递函数：其中：幅频特性

结论：当f<<f0时，幅频特性曲线的斜率为+40dB/dec

当Avp=3时，电路自激

4、二阶压控型有源高通滤波器想想练练与一阶有源滤波器相比，二阶有源滤波器有何特点？使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改善滤波效果。小结2)二阶有源低通、高通、压控型低通、压控型高滤波器的电路结构和幅频特性。1）二阶有源滤波器的组成、特性；谢谢！校本慕课学习平台1.6桥式整流与4个二极管4.1你身边的滤波器

1、认识滤波器能够认识这些器件吗？声表面波滤波器（SMD）陶瓷滤波器功能：允许信号中某一部分频率分量通过。通带:能够通过信号的频率范围。阻带：不能够通过信号的频率范围。截止频率：通带和阻带分界点的频率2、滤波器是干什么的3、有哪些滤波器按信号性质：模拟滤波器和数字滤波器按所用元件：有源滤波器和无源滤波器低通滤波器高通滤波器带通滤波器

带阻滤波器

按工作频率4、理想滤波器的幅频特性ω|A|0ωp通带阻带Aupω|A|0ωpAup通带阻带ω|A|0ωp1Aupωp2阻通带阻ω|A|0ωp1Aupωp2阻带通通低通高通带通带阻5、一阶无源低通滤波器传递函数：截止频率和幅频特性：

p=

o010.707|A|与理想滤波器的幅频特性有何不同？无源低通滤波器的优缺点是什么？工作可靠实际滤波器幅频特性存在过渡带。即随着频率的升高，曲线慢慢下降，最终变为零。通带信号有能量损耗电路简单负载效应比较明显无放大作用优点缺点解答在这里！5、一阶无源低通滤波器想想练练滤波器有何功能？什么是通带、阻带及截止频率？按工作频率不同，滤波器可以分为哪几类？是否可以根据滤波器的幅频特性判断滤波的类型？ω|A|0ωp通带阻带Aupω|A|0ωp1Aupωp2阻通带阻（b）（a）允许信号中某一部分频率分量通过；能够通过信号的频率范围称为通带：不能够通过信号的频率范围称为阻带；通带和阻带分界点的频率称为截止频率。低通、高通、带通、带阻滤波器。（a）低通滤波器（b）带通滤波器解答：小结2)理解一阶无源低通滤波器的工作原理。1)滤波器的概念、特性和分类。3)一阶无源低通滤波器的特性。谢谢！校本慕课学习平台4.2音调控制电路1音调控制电路概述高、低音控制反馈式音调控制电路衰减式音调控制电路分类混合式音调控制电路调节范围宽，但易失真调节范围小，但失真小电路复杂功能音色调节2衰减式音调控制电路组成电路元件参数需满足R1

R2电位器Rp1和Rp2

阻值远大于R1、R2C1、C2的容抗在高频时足够小，在中、低频时足够大；而C3、C4的容抗则在高、中频时足够小，在低频时足够大。电路元件所起作用

C1、C2、Rp1构成高音调节器

R1、R2、C3、C4、Rp2构成低音调节器。注意Rp1、Rp2分别只对高音、低音起调节作用，调节时中音的增益基本不变，其值约等于R2/R1。3衰减式音调控制电路组成控制特性高音控制过程Rp1滑至最上端Rp1滑至最下端因通过C1的高音全部送到输出端，高音达到最大因通过C1、Rp1的高音经C2衰减到地，高音衰减最大低音控制过程Rp2滑至最上端因C4、R2的阻抗随频率的降低而上升，低音获得最大提升Rp2滑至最下端因R1、C3的阻抗随频率的降低而增大，低音衰减最大。控制特性曲线4反馈式音调控制电路组成电压并联负反馈电路通过构建输入端和输出端阻容网络，使得电路增益随着频率变化发生改变，从而达到音调控制的目的。反馈式音调控制电路4反馈式音调电路控制特性信号在低频区RW2滑至最右端，低频时，C1视作开路，C2视作短路，低音衰减最大。此时的增益为RW2滑至最左端，低频时，C1视作短路，C2视作开路，低音提升到最大。此时的增益为控制特性曲线RW1滑至最左端时，C3视为短路，此时，输入量最大，负反馈量最小，显然具有高音提升作用RW1滑至最右端，C3视为短路，此时，输入量最小，负反馈量最大，显然具有高音衰减作用其最大衰减量：其最大提升量：信号在高频区1）音调控制电路的功能及分类是什么？2）右图是衰减式音调控制电路，请问C1、C2、Rp1及R1、R2、C3、C4、Rp2的作用分别是什么？高、低音控制音色调节衰减式、反馈式、混合式音调控制电路

C1、C2、Rp1构成高音调节器R1、R2、C3、C4、Rp2构成低音调节器。想想练练小结1）音调控制电路的功能及分类。2）衰减式音调控制电路、反馈式音调控制电路的组成及控制特性。谢谢！校本慕课