复习基本知识.ppt

1、复习,1 半导体二极管及其应用,1.1 PN结（本征半导体、杂质半导体、N型、P型半导体，PN结基本特征）,1.2 半导体二极管（结构、V-I特性、工作原理）,1.3 半导体二极管的应用,1.4 特种二极管（稳压管：齐纳击穿、雪崩击穿）,2 晶体管及放大电路基础,2.1 晶体管,2.2 共射极放大电路的组成和工作原理,1）放大电路的主要性能指标,(2) 输入电阻Ri,(3) 输出电阻Ro,(4) 全谐波失真度D,(5) 动态范围Uopp,(6) 频带宽度fbw,2.2.2 共射极放大电路的组成及其工作原理,放大电路的两种工作状态,静态 当输入信号为零时电路的工作状态,静态时放大电路中只有直流分

2、量。,动态 有输入信号时电路的工作状态,动态时电路中的信号为交、直流混合信号。,静态分析就是通过放大电路的直流通路求解静态工作点值IBQ、ICQ、UCEQ等。,求解静态工作点的常用方法,放大电路的动态分析是在静态分析的基础上，分析电路中的信号的传输情况，考虑的只是电压和电流的交流分量（信号分量）。,图解法,微变等效电路法,饱和失真 输出电压波形的下半部被削平,截止失真 输出电压波形的上半部被削平,(1) 放大电路的交流通路,耦合电容短路,直流电压源短路,2微变等效电路法在放大电路动态分析中的应用,(1) 画出放大电路的交流通路,(2) 画出放大电路的微变等效电路,(3) 放大电路的主要性能指标

3、的计算,a. 电压放大倍数,b. 输入电阻Ri,c. 输出电阻Ro,由定义,2.5 静态工作点的选择和稳定,共射极放大电路,固定偏流共射极放大电路,Ro = Rc,3. 三种组态的比较,3.三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

4、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。,输入级输入电阻高，噪声和漂移小。,对各级电路的要求,输出级 动态范围大，输出功率大，带载能力强。,中间级 具有足够大的放大能力。,(1) 多级放大电路的电压放大倍数,(2) 输入电阻,(3) 输出电阻,多级放大电路动态分析时应注意的两个问题,a. 第i级放大电路的输入电阻应视为第i-1级放大电路的负载电阻,b.第i-1级放大电路的输出电阻应视为第i级放大电路的信号源内阻,组合放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益的乘积。 前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入电阻是

5、前一级的负载电阻RL。,2.8 放大电路的频率特性,频率响应放大电路输入幅度相同的正弦波信号时， 输出信号的幅度与相位随信号频率变化 而变化的特性。,频率失真放大电路对不同频率的输入信号，不同有 的放大能力和相移，而使输出信号产生 的失真。频率失真也称为线性失真。,N沟道结型场效应管,P沟道结型场效应管,(1) JFET是利用uGS 所产生的电场变化来改变沟道电阻的大小。,(2) 场效应管为一个电压控制型的器件。,(3) 在N沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为负值。,在P沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为正值。,即JFET是利用电场效应控制沟道中流通的电流大小，因而称为场效

6、应管。,3 场效应晶体管及其放大电路,可 变 电 阻 区,放大区,截止区,(1) 可变电阻区,a. uDS较小,c. uDS |UGS(off)| + uGS,b. 沟道尚未夹断,d. 管子相当于受uGS控制的压控电阻,b. uDS |UGS(off)| + uGS,a. 沟道预夹断,c. iD几乎与uDS无关,d. iD只受uGS的控制,(2) 放大区,a. uGSUGS(off),(3) 截止区,b.沟道完全夹断,c. iD0,3.3.1 场效应管的偏置及其电路的静态分析,输入回路方程,当管子工作于放大区时,两式联立可求得IDQ,由此可得,4 集成运算放大器,1. 典型结构,(1) 偏置电

7、路,2. 各部分的作用,具有与输出同相和反相的两个输入端，较高的输入电阻和抑制干扰及零漂的能力。,为各级电路提供稳定合适的偏置电流，并使整个运放的静态工作点稳定且功耗较小。,(2) 输入级,为负载提供足够的电压和电流，具有很小的输出电阻和较大的动态范围。,主要进行电压放大，具有很高的电压增益。,(3) 中间级,(4) 输出级,(1) 电路特点,a. 电路两边对称。,b. 两管共用发射极电阻RE。,c. 具有两个信号输入端。,d. 信号既可以双端，也可以单端输出。,3. 主要指标计算,（1）差模情况,接入负载时, 双入、双出,3. 主要指标计算,（1）差模情况, 双入、单出,接入负载时,3. 主

8、要指标计算,（1）差模情况, 单端输入,等效于双端输入,指标计算与双端输入相同。,3. 主要指标计算,（2）共模情况, 双端输出,共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。,所以,共模增益, 单端输出,抑制零漂能力增强,3. 主要指标计算,（2）共模情况,（3）共模抑制比,双端输出，理想情况,单端输出,抑制零漂能力,越强,单端输出时的总输出电压,（4）频率响应,高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。,4.2.4复合管电路,5 反馈和负反馈放大电路,1交流反馈与直流反馈,(1) 直流反馈反馈作用仅在直流通路中存在,(2) 交流反馈 在交流通路中存在的反馈,(1) 正反馈反馈信号加强输入信

9、号的作用，使净输入信号大于原输入信号。,正反馈往往把放大器转变为振荡器,2. 正反馈与负反馈,(2) 负反馈反馈信号削弱输入信号的作用，使净输入信号小于原输入信号。,负反馈改善放大电路的性能,a. 在输入端加入对地瞬时极性为正的电压uI。,判断方法,3. 瞬时极性法判断正负反馈,b. 根据放大电路的工作原理，标出电路中各点电压 的 瞬时极性。,c. 判断反馈信号是增强还是削弱输入信号。,d. 反馈信号削弱了输入信号(uId uI)为负反馈。,e. 反馈信号增强了输入信号(uId uI)为正反馈。,a. 电压反馈,5.1.2 负反馈放大电路的四种基本类型,1. 电压反馈和电流反馈,反馈信号与输出

10、电压成正比,反馈信号来源于输出电压,b. 电流反馈,反馈信号与输出电流成正比,反馈信号来源于输出电流,c. 判断电压和电流反馈的方法,a. 令输出电压为零（输出短路）,d. 令输出电流为零（输出开路）,2. 串联反馈和并联反馈,特点,反馈网络串联于输入回路,反馈信号为电压,a. 串联反馈,b. 并联反馈,特点,反馈网络并联于输入回路,反馈信号为电流,电压串联 电压并联 电流串联 电流并联,3四种类型负反馈的表达式,负反馈对放大电路性能的影响,减小非线性失真,抑制反馈环内噪声,对输入电阻和输出电阻的影响,提高增益的稳定性,负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的，且仅对环内的性能产生影响

11、。,串联负反馈 ,并联负反馈 ,电压负反馈 ,电流负反馈 ,增大输入电阻,减小输入电阻,减小输出电阻，稳定输出电压,增大输出电阻，稳定输出电流,对输入电阻和输出电阻的影响,1. 深度负反馈的特点,串联负反馈，输入端电压求和,深度负反馈条件下 xid= xi - xf 0,虚短,虚断,虚短,虚断,并联负反馈，输入端电流求和,vid= iid ri 0,自激振荡条件,自激振荡,反馈深度,即,又,得自激振荡条件,幅值条件,相位条件（附加相移）,注：输入端求和的相位（-1）不包含在内,闭环增益,负反馈放大电路的自激振荡及稳定工作的条件,稳定工作条件,破坏自激振荡条件,当反馈网络为纯电阻网络时， f =

12、 0。,其中,Gm幅值裕度，一般要求Gm -10dB,m相位裕度，一般要求m 45,（保证可靠稳定，留有余地）,写成等式，且幅值用分贝数表示时,负反馈放大电路的自激振荡及稳定工作的条件,“虚短”,“虚断”,6 集成运放组成的运算电路,7 信号检测与处理电路,功能 用来比较输入电压相对大小,输出端的信号状态 高电平和低电平,7.4 电压比较器,输入电压,比较电压（基准电压或参考电平）,工作原理 输入电压偏离参考电压时，输出电压将发生从高到低（或从低到高）的跃变（称之为比较器翻转）。,8 信号发生器,发生器按产生的波形特点可分为,8.1 正弦波信号发生器,(1) 幅度平衡条件,(2) 相位平衡条件,3正弦波信号发生器组成,放大环节,正反馈网络,选频网络,稳幅环节,8.2 非正弦波信号发生器,主要组成部分,(1) 具有开关特性的器件（如电压比较器、BJT等）,(2) 反馈网络,主要作用 产生高、低电平。,主要作用 将输出电压适当地反馈给开关器件 使之改变输出状态。,(3) 延时环节,主要作用 实现延时，以获得所需要的振荡频率。,互补推挽功率放大电路,主要指标计算,(1) 输出功率,设,当忽略三极管的饱和压降UCES时,当Uom达到最大值(VCC UCES)时,(2) 电源供给的功率,平均集电极电流IC(AV)为,两个电源供给的