模電期末復習資料

1、模擬電子技術復習課本教材總體框架信號發(fā)生器信號發(fā)生器信號濾波信號濾波放大器放大器穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源功率放大功率放大第九章第九章第九章第九章第二、四、五、六、七章第二、四、五、六、七章第八章第八章第三、十章器 件普通二極管普通二極管三極管三極管穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管場效應管場效應管運放運放單向導電性單向導電性應用：整流應用：整流 限幅限幅 開關開關分析方法：分析方法：理想模型理想模型恒壓模型恒壓模型小信號小信號 擊穿穩(wěn)壓擊穿穩(wěn)壓（其它特性（其它特性與二極管與二極管相同）相同）應用：穩(wěn)壓應用：穩(wěn)壓分析方法：分析方法：穩(wěn)壓電路須穩(wěn)壓電路須確保工作于確保工作于擊穿區(qū)擊穿區(qū) 放大信號放大信號iC=iB iE

2、=(1+) iB工作條件：工作條件：發(fā)射結正發(fā)射結正偏；集電偏；集電極反偏極反偏（PNPPNP；NPNNPN）。）。放放大區(qū)、飽大區(qū)、飽和區(qū)、截和區(qū)、截止區(qū)止區(qū) 放大信號放大信號工作條件：工作條件：增強型柵源增強型柵源電壓大于開電壓大于開啟電壓；加啟電壓；加漏源電壓。漏源電壓。耗盡型柵源耗盡型柵源電壓大于夾電壓大于夾斷電壓；加斷電壓；加漏源電壓。漏源電壓?？勺冸娮鑵^(qū)、可變電阻區(qū)、恒流區(qū)、截恒流區(qū)、截止區(qū)止區(qū)2TGSDO)1( VIiDv2PGSDSS)1( VIiDv放大信號放大信號虛斷、虛虛斷、虛短短工作條件：工作條件：負反饋（閉負反饋（閉環(huán)）環(huán)）器 件普通二極管普通二極管判斷工作狀態(tài)判斷工

3、作狀態(tài)計算電流、電壓計算電流、電壓畫波形圖畫波形圖穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管判斷工作狀態(tài)判斷工作狀態(tài)計算電流、電壓計算電流、電壓畫波形圖畫波形圖三極管三極管場效應管場效應管判斷工作狀態(tài)判斷工作狀態(tài)管子類型管子類型計算靜態(tài)電流、電壓計算靜態(tài)電流、電壓直流通路直流通路判斷失真類型判斷失真類型及解決辦法及解決辦法形成形成由于濃度差，而出現(xiàn)擴散運動，在中間形成空由于濃度差，而出現(xiàn)擴散運動，在中間形成空間電荷區(qū)間電荷區(qū) 又由于空間電荷區(qū)的內電場作用，存在漂移運動又由于空間電荷區(qū)的內電場作用，存在漂移運動單向導電性單向導電性 不外加電壓，擴散運動不外加電壓，擴散運動=漂移運動，漂移運動，iD=O 加正電壓，擴散

4、運動加正電壓，擴散運動漂移運動形成漂移運動形成iD 加反向電壓，擴散運動為加反向電壓，擴散運動為O，只有很小的漂，只有很小的漂 移運動移運動 形成反向電流形成反向電流 特性方程：特性方程：iD=IS（eVo/VT-1） 特性曲線特性曲線 硅管：死區(qū)硅管：死區(qū) 0.5v，導通電壓，導通電壓 0.6-0.7v 鍺管：死區(qū)鍺管：死區(qū) 0.1v，導通電壓，導通電壓 0.2v 普通二極管普通二極管(理想模型、恒壓模型）理想模型、恒壓模型）反向偏置反向偏置 且且VIVZ；穩(wěn)壓原理：無論輸入變化或負載變化，引起的電流變化都穩(wěn)壓原理：無論輸入變化或負載變化，引起的電流變化都加于穩(wěn)壓管上，從而使輸出穩(wěn)定加于穩(wěn)壓

5、管上，從而使輸出穩(wěn)定 參數(shù)：參數(shù)：VZ、IZ、PZM、+R-IR+-RLIOVOVIIZDZ穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管I IZminZmin I IZ Z I IZmaxZmax 雙極型三極管雙極型三極管 場效應三極管場效應三極管結構結構 NPN型型 結型耗盡型結型耗盡型 N溝道溝道 P溝道溝道 PNP型型 絕緣柵增強型絕緣柵增強型 N溝道溝道 P溝道溝道 絕緣柵耗盡型絕緣柵耗盡型 N溝道溝道 P溝道溝道 C與與E一般不可倒置使用一般不可倒置使用 D與與S有的型號可倒置使用有的型號可倒置使用載流子載流子 多子擴散少子漂移多子擴散少子漂移 多子漂移多子漂移輸入量輸入量 電流輸入電流輸入 電壓輸入電壓輸

6、入控制控制 電流控制電流源電流控制電流源CCCS() 電壓控制電流源電壓控制電流源VCCS(gm)雙極型和場效應型三極管的比較雙極型和場效應型三極管的比較理解半導體三極管理解半導體三極管 電流控制器件電流控制器件 iC=iB iE=(1+) iB特性曲線特性曲線 輸入：輸入： 飽和區(qū)：發(fā)射結、集電結均正偏，飽和區(qū)：發(fā)射結、集電結均正偏， VBE=0.7V, VCE=0.3V 輸出：輸出： 放大區(qū)放大區(qū):發(fā)一正發(fā)一正,集一反集一反, VBE=0.7遵循遵循iC=iB 截止區(qū)截止區(qū): 發(fā)射結、集電結均反偏發(fā)射結、集電結均反偏 VBE0.5V 時已進入截止區(qū)時已進入截止區(qū) 參數(shù)：集電極最大允許電流參

7、數(shù)：集電極最大允許電流ICM、集電極最大允許功耗、集電極最大允許功耗 PCM 三極管構成放大電路三極管構成放大電路共射、共集、共基組態(tài)共射、共集、共基組態(tài)1、理解放大和放大電路的性能指標、理解放大和放大電路的性能指標(放大倍數(shù)，輸入、輸出電阻）放大倍數(shù)，輸入、輸出電阻）2、放大電路組成及特性（考點：靜態(tài)工作點的計算、接法是否正確、各、放大電路組成及特性（考點：靜態(tài)工作點的計算、接法是否正確、各器件的作用）器件的作用） 重點掌握單管共射、共集電路重點掌握單管共射、共集電路(包括分壓式和射極偏置包括分壓式和射極偏置)電路的組成和工作原理電路的組成和工作原理, 共射極放大電路共射極放大電路3、熟練掌

8、握用估算法求電路的靜態(tài)工作點、熟練掌握用估算法求電路的靜態(tài)工作點Q 了解圖解法了解圖解法 求求Q點點 直流負載線直流負載線 交流負載線交流負載線分析非線性失真分析非線性失真 飽和失真飽和失真 靜態(tài)點過高靜態(tài)點過高 截止失真截止失真 靜態(tài)點過低靜態(tài)點過低 信號過大信號過大 增益過大引起的失真增益過大引起的失真確定最大輸出電壓幅度確定最大輸出電壓幅度VOm(交流負載線交流負載線) 4、共射、共集電路的計算（交流通路、小信號等效電路）、共射、共集電路的計算（交流通路、小信號等效電路）耗盡型耗盡型P溝道溝道P溝道溝道N溝道溝道增強型增強型N溝道溝道N溝道溝道（耗盡型）（耗盡型）FET場效應管場效應管J

9、FET結型結型MOSFET絕緣柵型絕緣柵型(IGFET)組態(tài)對應關系：組態(tài)對應關系：CEBJTFETCSCCCDCBCG直流偏置及靜態(tài)工作點的計算直流偏置及靜態(tài)工作點的計算共源放大電路的計算共源放大電路的計算1. 反饋反饋通路反饋通路信號反向傳輸?shù)那佬盘柗聪騻鬏數(shù)那篱_環(huán)開環(huán) 無反饋通路無反饋通路閉環(huán)閉環(huán) 有反饋通路有反饋通路正反饋與負反饋正反饋與負反饋判別方法：判別方法：瞬時極性法瞬時極性法。即在電路中，從輸入端開始，沿著。即在電路中，從輸入端開始，沿著 信號流向，標出某一時刻有關節(jié)點電壓變化的斜率信號流向，標出某一時刻有關節(jié)點電壓變化的斜率 （正斜率或負斜率，用（正斜率或負斜率，用“+”

10、、“- -”號表示）。共射、共集、共基、差分、號表示）。共射、共集、共基、差分、運放輸入與輸出間的運放輸入與輸出間的瞬時極性法瞬時極性法關系關系交流反饋與直流反饋交流反饋與直流反饋串聯(lián)并聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)電壓電流電壓電流1fAAAF11AF 時正反饋11AF 時負反饋10AF 時自激Xo基基本本放放大大A電電路路Xid反反饋饋網網絡絡FXf+XiXs變變換換網網絡絡K稱為反饋深度FA 1FAVV ab環(huán)路電壓增益=提高增益的穩(wěn)定性提高增益的穩(wěn)定性 減小非線性失真，減小非線性失真， 抑制干擾噪聲，擴抑制干擾噪聲，擴展通頻帶展通頻帶增大或減小輸入、輸出電阻增大或減小輸入、輸出電阻串聯(lián)負反饋：使輸入電阻增加

11、串聯(lián)負反饋：使輸入電阻增加并聯(lián)負反饋：使輸入電阻減小并聯(lián)負反饋：使輸入電阻減小 對輸入電阻對輸入電阻對輸出電阻對輸出電阻 電壓負反饋：使輸出電阻減小，輸出電壓穩(wěn)定。電壓負反饋：使輸出電阻減小，輸出電壓穩(wěn)定。電流負反饋：使輸出電阻增加電流負反饋：使輸出電阻增加 ，輸出電流穩(wěn)定，輸出電流穩(wěn)定2. 2. 確定反饋系數(shù)的大小確定反饋系數(shù)的大小3. 3. 適當選擇反饋網絡中的電阻阻值適當選擇反饋網絡中的電阻阻值信號源性質信號源性質對輸出信號的要求對輸出信號的要求對輸入、輸出電阻的要求對輸入、輸出電阻的要求FA1f 深度負反饋時深度負反饋時1. 1. 選定需要的反饋類型選定需要的反饋類型功率放大器1、了解

12、放大器的三種工作狀態(tài)、了解放大器的三種工作狀態(tài) 甲類：在整個周期甲類：在整個周期ICO導通角導通角3600高高=50% 乙類：在半個周期乙類：在半個周期ICO導通角導通角1800高高=78.5%甲乙類甲乙類:在大半個周期在大半個周期ICO導通角導通角18003600 分析功率放大電路常采用圖解法分析功率放大電路常采用圖解法信號幅度大信號幅度大 特性曲線特性曲線 圖解法分析圖解法分析三種工作狀態(tài) 三極管根據(jù)正弦信號整個周期內的導通情況，可分為幾個工作狀態(tài)：乙類：導通角等于180甲類：一個周期內均導通甲乙類：導通角大于180丙類：導通角小于180乙類較甲類的優(yōu)點乙類較甲類的優(yōu)點丙類較乙類的優(yōu)點丙類

13、較乙類的優(yōu)點 組成組成:乙類推挽形式乙類推挽形式計算計算: 功效管的選擇功效管的選擇 輸出功率 管耗 直流供電功率 效率 22001122omCCmLLVVPPRRTVOPPP2CCOmVLV VPR4omCCVVPT1=0.2Pom管耗最大時 Vom=0.6Vcc V(BR)CEO2Vcc IcMVcc/RL 2、掌握乙類雙電源對稱放大電路、掌握乙類雙電源對稱放大電路 3、掌握甲乙類對稱功率放大電路（為克服交越失真）、掌握甲乙類對稱功率放大電路（為克服交越失真） 克服交越失真的措施克服交越失真的措施 單電源互補電路（單電源互補電路（OTL） 雙電源互補電路（雙電源互補電路（OCL） 利用二極

14、管利用二極管利用利用VBE擴大電路偏置擴大電路偏置 組成：必須有電容組成：必須有電容C計算：將上述公式中的計算：將上述公式中的VCC用用VCC/2代替代替靜態(tài)點為靜態(tài)點為 2CCV組成：無電容組成：無電容C靜態(tài)點為靜態(tài)點為O 交越失真共模抑制比反映抑制零漂能力的指標線性集成運算放大器和運算電路根據(jù)1、2兩式又有差分式放大電路輸入輸出結構示意圖+-vi1+-vi2+-vo1差放vo2+-+-vid+-voi2i1id=vvv 差模信號)(21=i2i1icvvv 共模信號idoVD=vvA 差模電壓增益icoVC=vvA 共模電壓增益2=idici1vvv 2=idici2vvv 總輸出電壓ic

15、VCidVDooo=vAvAvvv 差模等效輸入方式差放+-vid差放+-vid(a)(b)共模等效輸入方式差放+-vic差模信號輸出共模信號輸出VCVDCMR=AAK1、基本差分式放大電路電路組成及工作原理靜態(tài)0CC2C121=IIII CE2CE1=VV CCV)7 . 0(CCCC RIV CCRIEV CB1B1III 動態(tài)動態(tài)僅輸入差模信號， i2i1vv 和和大小相等，相位相反。 c2c1vv和和大小相等， 0c2c1o vvv信號被放大。相位相反。抑制零點漂移 溫 度 變化和電源電壓波動，都將使集電極電流產生變化。且變化趨勢是相同的，差分式放大電路對共模信號有很強抑制作用。其效果

16、相當于在兩個輸入端加入了共模信號。VDA 幾種方式指標比較VCACMRKbeLc)21/(rRR beLc2)/(rRR beLc)21/(rRR beLc2)/(rRR 0oLc2/rRR 0oLc2/rRR beorr beorr 輸出方式雙出單出雙出單出共模抑制比VCVDCMRAAK dB lg20VCVDCMRAAK 雙端輸出，理想情況 CMRK 單端輸出 CMRKVC1VD1AAbeorr 越越大大， CMRK抑制零漂能力越強單端輸出時的總輸出電壓)1(idCMRicidVD1o1vKvvAv 頻率響應高頻響應與共射電路相同，低頻可放大直流信號。信號運算與處理電路 ri 大: 幾十k

17、 幾百 k運放的特點：KCMR 很大 ro 小：幾十 幾百 A o 很大: 104 107理想運放： ri KCMR ro 0Ao 運放符號：uu+ uo u u+ uoAo國際符號國內符號（1）反相比例運算電路反相比例運算電路vIvO- -+RfR1AvNvPR2（2）同相比例運算電路同相比例運算電路vIvO- -+RfR1AvNvPvIvO- -+AvNvP 運算放大器輸入端有共模信號運算放大器輸入端有共模信號 運算電路輸入電阻很大運算電路輸入電阻很大為提高精度，一般取為提高精度，一般取f12/ RRR R2RfR1vS2vS1iIvONP+3、加法電路4、減法電路5、積分電路有源濾波器1

18、. 基本概念)()()(iosVsVsA 濾波器：是一種能使有用頻率信號通過而同時抑制或衰減無 用頻率信號得電子裝置。有源濾波器：由有源器件構成的濾波器。)(Itv)(Otv濾波電路濾波電路傳遞函數(shù)定義時，有 j s)(je)j ()j ( AA)()j ( A其中)j ( A)( 模，幅頻響應 相位角，相頻響應時延響應為)( d)(d)(s 2. 分類低通（LPF）高通（HPF）帶通（BPF）帶阻（BEF）全通（APF）3. 濾波器的階數(shù) 為了產生正弦波，必須在放大電路里加入正反饋，因此放大電路和正反饋網絡是振蕩電路的最主要部分。但是，這樣兩部分構成的振蕩器一般得不到正弦波，這是由于很難控制

19、正反饋的量。 如果正反饋量大，則增幅，輸出幅度越來越大，最后由三極管的非線性限幅，這必然產生非線性失真。 反之，如果正反饋量不足，則減幅，可能停振，為此振蕩電路要有一個穩(wěn)幅電路。信號發(fā)生電路 為了獲得單一頻率的正弦波輸出，應該有選頻網絡，選頻網絡往往和正反饋網絡或放大電路合而為一。選頻網絡由R、C和L、C等電抗性元件組成。正弦波振蕩器的名稱一般由選頻網絡來命名。正弦波發(fā)生電路的組成 放大電路 正反饋網絡 選頻網絡 穩(wěn)幅電路FAAA1f 振蕩條件 幅度平衡條件 相位平衡條件 (a) 負反饋放大電路 (b) 正反饋振蕩電路 振蕩器的方框圖1FA1FAAF = A+ F= 2n4反饋網絡（構成正反饋的）反饋網絡（構成正反饋的）電路組成反饋網絡兼做選頻網絡反饋網絡兼做選頻網絡1、RC正弦波振蕩電路4放大電路（包括負反饋放大電路）放大電路（包括負反饋放大電路）4選頻網絡選頻網絡4穩(wěn)幅環(huán)節(jié)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)RC10RCf210 當 f=f0 時的反饋系數(shù) ,且與頻率f0的大小無關。此時的相角 F=0。即改變頻率不會影響反饋系數(shù)和相角，在調節(jié)諧振頻率的過程中，不會停振，也不會使輸出幅度改變。有關曲線見圖。