中山大學(xué)14級模電復(fù)習(xí)

1、模擬電子技術(shù)復(fù)習(xí)模擬電子技術(shù)復(fù)習(xí) 第二章第二章 半導(dǎo)體二極管及常用二極管電路半導(dǎo)體二極管及常用二極管電路 名詞或概念名詞或概念：P型半導(dǎo)體，N型半導(dǎo)體，PN結(jié)，半導(dǎo)體二極管。 二極管的伏安特性：二極管的伏安特性： 單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦裕赫蚱?，?dǎo)通； 反向偏置，截止。 二極管的主要參數(shù)：二極管的主要參數(shù)： 最大整流電流IF， 反向擊穿電壓VBR， 交流(微變)電阻： 二極管的模型：二極管的模型：開關(guān)模型；恒壓降模型；交流小信號模型。 常用二極管電路：常用二極管電路：開關(guān)電路，限幅電路，整流電路。 ) 1( T D V v sD eIi )( )(26 mAI mV r DQ d vD (v)

2、 iD (mA ) VBR 穩(wěn)壓二極管及穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓二極管及穩(wěn)壓電路： 穩(wěn)定電壓Vz 最大允許電流Izmax 最小允許電流Izmin 第三章第三章 雙極型晶體管雙極型晶體管(BJT) 名詞或概念名詞或概念：NPN型，PNP型，發(fā)射極e，基極b，集電極c，發(fā) 射結(jié)，集電結(jié)，放大區(qū)，截止區(qū)，飽和區(qū)，靜態(tài)工作(Q)點。 主要參數(shù)主要參數(shù)：共射極電流放大系數(shù)，特征頻率fT，集電極最大允 許電流ICM，集射反向擊穿電壓VCEO，集電極最大允許功耗PCM 放大狀態(tài)電流分配關(guān)系放大狀態(tài)電流分配關(guān)系: BBCE EBC iiii iii )1 ( RL DZ IO IZ R + - + - VI VO 輸入

3、輸出特性輸入輸出特性： 安全工作區(qū)：安全工作區(qū)： 交流小信號交流小信號(低頻低頻h參數(shù)參數(shù))模型：模型： 工作于放大狀態(tài)條件：工作于放大狀態(tài)條件：發(fā)射結(jié)正偏， 集電結(jié)反偏。 直流負(fù)載線和交流負(fù)載線直流負(fù)載線和交流負(fù)載線 最大不失真輸出幅度最大不失真輸出幅度 )( )(26 )1 (200 mAI mV r EQ be b c e 第四章第四章 基本基本BJT放大電路放大電路 共射極放大電路共射極放大電路(反相放大器反相放大器) 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點(Q點點)： CC bb b B V RR R V 21 2 e B e BEQB EQCQ R V R VV II VV I I BEQ CQ B

4、Q 7 . 0， )( eCCQCCCEQ RRIVV 電壓增益：電壓增益： 輸入電阻：輸入電阻： 輸出電阻：輸出電阻： 特點特點 ：反相電壓放大器，對電壓電流均有放大，輸入電阻中 等，輸出電阻中等，高頻特性差，通頻帶窄，常用作 提供主要增益的放大器。 be LC i o v r RR V V A )/( bebebb i i i rrRR I V R/ 21 C V o R I V R s 0 共集電極放大電路共集電極放大電路(射極輸出器，電壓跟隨器射極輸出器，電壓跟隨器) 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點(Q點點)： 電壓增益：電壓增益： 輸入電阻：輸入電阻： 輸出電阻：輸出電阻： eb CC eb

5、BEQCC BQ RR V RR VV I 1)1 ( VVBEQ7 . 0 BQCQ II eCQCCCEQ RIVV 1 v A )/(/)/)(1 (/ LebbLebeb b i i RRRRRRrR I V R 1 )/( / bebS eo rRR RR RL Rb C1 + - C2 T RS + - CC V+ RevovS 特點特點 ： 同相電壓跟隨器，對電壓無放大，但對電流有放大， 輸入電阻高，輸出電阻低，高頻特性好，在多級放大 器中常用作輸入級，輸出級，中間緩沖級或隔離級。 共基極放大電路共基極放大電路(電流跟隨器電流跟隨器) 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點(Q點點)：與分壓式射極

6、偏置電路相同。 電壓增益：電壓增益： 輸入電阻：輸入電阻： 輸出電阻：輸出電阻： 特點特點 ：同相電壓放大器，對電壓有放大，但對電流無放大，輸 入電阻低，輸出電阻中等，高頻特性好，常用于高頻 放大器或?qū)掝l帶放大器。 be Lc v r RR A )/( e be i R r R/ )1 ( Co RR C Re 1 S R + - C2 Rb1 C RL 3 Rc Rb2 + - +VCC + - vS vi vo 放大器的頻率響應(yīng)放大器的頻率響應(yīng) 高低頻段增益下降的原因：高低頻段增益下降的原因：晶體管的極間電容、負(fù)載電容、電 路分布電感和分布電容影響放大器的高頻響應(yīng)；阻容耦合放大 器的輸入、

7、輸出電容以及射極旁路電容影響放大器的低頻響應(yīng)。 f Av L H A vm 0.707Avm （下限截止頻率）（上限截止頻率） ff 0 LH ffBW 通頻帶通頻帶： 中頻段中頻段 低頻段低頻段 高頻段高頻段 第五章第五章 場效應(yīng)管及其基本放大電路場效應(yīng)管及其基本放大電路 場效應(yīng)管放大器的特點：場效應(yīng)管放大器的特點：輸入阻抗高，電壓控制器件，熱穩(wěn)定 性好，抗輻射能力強，噪聲較小，集成度高，功耗較小，制造 工藝簡單，用于數(shù)字電路，放大能力較差，輸出功率較小。 第六章第六章 三極管常用放大電路三極管常用放大電路 多級放大電路多級放大電路 級間耦合方式：級間耦合方式：阻容耦合，直接耦合，變壓器耦合

8、 電壓增益：電壓增益： 輸入電阻：輸入電阻：約等于輸入級(第一級)的輸入電阻Ri 輸出電阻：輸出電阻：約等于輸出級(末級)的輸出電阻Ro 通頻帶通頻帶 ： 變窄(下限頻率增大，上限頻率減小) 存在的問題：存在的問題：多級直接耦合放大電路中各級電路的靜態(tài)工作點 互相影響，存在嚴(yán)重的溫度漂移或零點漂移。 電流源電流源：等效直流電阻小，等效交流電阻大，并具有溫度補償 功能，在集成電路中常用作有源負(fù)載及Q點偏置電路。 vnvv AAAA 21 差分放大電路差分放大電路 概念：概念： 差模輸入信號，共模輸入信號，共模抑制比。 特點：特點：有用信號相當(dāng)于差模輸入信號，而電源波動，溫度漂移， 干擾等相當(dāng)于共

9、模輸入信號。差分放大電路對差模輸入信號的 放大能力類似于共射放大器 ，對共模輸入信號基本沒有放大， 甚至是抑制。因此，差分放大電路在放大有用信號的同時大大 的抑制了溫度漂移、零點漂移和干擾信號。另外，差分放大電 路采用直接耦合，故可放大直流以及交流信號。 雙端輸入雙端輸出差分放大電路雙端輸入雙端輸出差分放大電路 差模輸入電壓：差模輸入電壓： 共模輸入電壓：共模輸入電壓： 差模電壓增益：差模電壓增益： 差模輸入電阻：差模輸入電阻： 差模輸出電阻：差模輸出電阻： 共模電壓增益：共模電壓增益： 共模抑制比：共模抑制比： 總輸出電壓：總輸出電壓： beb Lc vd rR RR A )2/( )(2

10、bebid rRR Co RR2 0 vc A CMR K idvdo vAv 21iiid vvv 2 21ii ic vv v b1 R 1 i v b2 R 2i v e R 1C v 2C v c1 Rc2 R 1C i 2C i T1T2 CC +V EE -V I b1b2 雙端輸入單端輸出差分放大電路雙端輸入單端輸出差分放大電路 差模電壓增益：差模電壓增益： 共模電壓增益：共模電壓增益： 共模抑制比：共模抑制比： 總輸出電壓：總輸出電壓： beb Lc vd rR RR A )/( 2 1 1 e Lc vc R RR A 2 )/( 1 be e vc vd CMR r R A

11、 A K 1 1 ic CMR vd idvdicvcidvdo v K A vAvAvAv 1 111 功率放大電路功率放大電路 概念：概念：甲類放大，乙類放大，甲乙類放大。 要求：要求：提供較大的輸出功率和盡可能高的效率 雙電源甲乙類互補對稱雙電源甲乙類互補對稱(OCL)功率放大電路功率放大電路 輸出功率：輸出功率： 最大不失真輸出功率：最大不失真輸出功率： 效率：效率： 最大單管功耗：最大單管功耗： 對功放管的要求：對功放管的要求： ， ， 。 L om o R V P 2 2 1 L CC L CESCC oM R V R VV P 22 2 1)( 2 1 CC om V V 4 o

12、MT PP2 . 0 max1 oMCM PP2 . 0 L CC CM R V I CCCEO VV2 Rb 單電源甲乙類互補對稱單電源甲乙類互補對稱(OTL)功率放大電路功率放大電路 將雙電源電路公式中的 換成 ， 就可用于單電源電路。 2 CC V CC V 第七章第七章 集成運算放大器集成運算放大器 集成電路的特點集成電路的特點：由于在集成電路上制作晶體管比制作電容或 電阻更容易，故集成電路大多采用直接耦合方式；為克服直接 耦合方式帶來的溫度漂移、零點漂移問題，集成電路的輸入級 幾乎無一例外地使用能夠有效抑制溫漂和零漂的差分放大電路； 此外，集成電路中還大量地使用電流源作為有源負(fù)載或直

13、流偏 置電路，以及大量地使用各種復(fù)合管改善單管性能。 集成運算放大器集成運算放大器是龐大的模擬集成電路家族中的一類，是一種 高電壓增益、高輸入電阻和低輸出電阻的多級直接耦合放大電 路。 )( vvAv vdo 反相輸入端 同相輸入端 輸出端 v v o v vd A 集成運放的傳輸特性：集成運放的傳輸特性： 線性區(qū)： 飽和區(qū)： 集成運放的主要參數(shù)：集成運放的主要參數(shù)： 開環(huán)差模電壓增益 共模抑制比 開環(huán)帶寬 差模輸入電阻 輸出電阻 具有以上括號中所列參數(shù)值的運放稱為理想運放理想運放。 第八章第八章 負(fù)反饋放大器負(fù)反饋放大器 名詞或概念名詞或概念：反饋，反饋環(huán)路，開環(huán)，閉環(huán)，環(huán)路增益，反饋 深度

14、，正反饋，負(fù)反饋，瞬時極性法，自激振蕩，虛短，虛斷。 )( vvAv vdo CCoCCo VvVv或, )( vd A )( H f )( CMR K )( i R )0( o R 方框圖和閉環(huán)增益一般表達式：方框圖和閉環(huán)增益一般表達式： 基本放大器(開環(huán))增益： 反饋系數(shù)： 凈輸入信號： 閉環(huán)增益一般表達式： 引入負(fù)反饋對放大電路性能的影響：引入負(fù)反饋對放大電路性能的影響： 穩(wěn)定靜態(tài)工作點 提高增益的穩(wěn)定性 改善或改變的程度改善或改變的程度： 減少非線性失真 展寬頻帶 代價：代價：增益下降 倍 抑制內(nèi)部噪聲 改變輸入輸出電阻 fid XXX d o X X A o f X X F FA A

15、 X X A i o f 1 |1 |FA |1 |FA 四種組態(tài)：四種組態(tài)： 電壓串聯(lián)負(fù)反饋 電壓并聯(lián)負(fù)反饋 電流串聯(lián)負(fù)反饋 電流并聯(lián)負(fù)反饋 讓輸出短路，若反饋信號消失，則為電壓反饋； 讓輸出開路，若反饋信號消失，則為電流反饋。 電壓反饋使輸出電壓基本維持不變，減小了輸出電阻； 電流反饋使輸出電流基本維持不變，增大了輸出電阻。 串聯(lián)反饋使輸入電流減小，增大了輸入電阻； 并聯(lián)反饋使輸入電流增大，減小了輸入電阻。 深度負(fù)反饋下增益的近似計算：深度負(fù)反饋下增益的近似計算： 若 ，則 ， 及 或 (由此引申出虛短虛短和虛斷虛斷的概念)。 精確分析計算負(fù)反饋電路的方法：精確分析計算負(fù)反饋電路的方法：等

16、效電路法和方框圖法 1|1 |FA F Af 1 0 d X fi XX 第九章第九章 信號的運算和處理電路信號的運算和處理電路 運算電路運算電路 集成運放外接不同的反饋網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)各種數(shù)學(xué)運算，可應(yīng)用 虛短虛短和虛斷虛斷的概念，或把運放看成理想運放理想運放來分析運算電路。 為提高運算精度，一般應(yīng)滿足電阻平衡條件電阻平衡條件：從運放反相輸入 端和同相輸入端往外看的電阻應(yīng)相等，即 。 反相電壓放大器：反相電壓放大器： 運算關(guān)系： 電阻平衡條件： 同相電壓放大器：同相電壓放大器： 運算關(guān)系： 電阻平衡條件： i f o v R R v 1 i f o v R R v)1 ( 1 RR f RRR/

17、12 f RRR/ 12 電壓跟隨器電壓跟隨器 加法電路加法電路 減法電路減法電路 io vv )( 3 3 2 2 1 1 i f i f i f o v R R v R R v R R v f RRRRR/ 3214 )( 1 1 2 2 R v R v Rv ii fo f RRRR/ 132 + - vi vo A Rf o v R1 i1 v R3 i2 v R2 積分電路積分電路 微分電路微分電路 )(, 21 2 2 11ii f of vv R R vRR則取 0 1 Cio vdtv RC v dt dv RCv i o 第十章第十章 信號轉(zhuǎn)換和發(fā)生電路信號轉(zhuǎn)換和發(fā)生電路 正

18、弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 方框圖：方框圖： 振蕩平衡條件：振蕩平衡條件： 要滿足相位平衡條件，振蕩器必須形成正反饋，可用瞬時 極性法判別。 起振條件：起振條件： 相位平衡條件， 振幅平衡條件， 2 1 1 n AF FA FA 1AF A F 1 2 S . . a X f X O X i X 種類：種類： RC振蕩器-用作低頻振蕩器； LC振蕩器-用作高頻振蕩器； 石英晶體振蕩器-用作高頻率穩(wěn)定度振蕩器。 RC正弦波振蕩器正弦波振蕩器(文氏電橋振蕩器文氏電橋振蕩器) 振蕩頻率：振蕩頻率： 起振條件：起振條件： RC f 2 1 0 12 2RR 電壓比較器電壓比較器 名詞或概念：名詞或概念：參考電平，門限電平或閾值電平，跳變或翻轉(zhuǎn)。 輸出只有兩個