電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能配套PPT(模擬部分)

1、 第第1 1章章 常用半導(dǎo)體器件常用半導(dǎo)體器件 第第2 2章章 放大電路基礎(chǔ)放大電路基礎(chǔ) 第第3 3章章 常用放大器常用放大器 第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 第第5 5章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器 第第6 6章章 高頻信號(hào)處理高頻信號(hào)處理硅是硅是地殼中最常見(jiàn)的元素，石頭的主地殼中最常見(jiàn)的元素，石頭的主要成分是二氧化硅。二氧化硅也是半導(dǎo)要成分是二氧化硅。二氧化硅也是半導(dǎo)體材料之一，由它做出來(lái)的體材料之一，由它做出來(lái)的半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件（二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管），是構(gòu)（二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管），是構(gòu)成集成電路、電子線(xiàn)路的基本元件。在成集成電路、電子線(xiàn)路的基本元件。在電視、電腦、

2、手機(jī)、數(shù)碼電器中的這些電視、電腦、手機(jī)、數(shù)碼電器中的這些半導(dǎo)體元件無(wú)時(shí)無(wú)刻不在為我們服務(wù)。半導(dǎo)體元件無(wú)時(shí)無(wú)刻不在為我們服務(wù)。第第1 1章章 常用半導(dǎo)體器件常用半導(dǎo)體器件 學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)任務(wù)了解晶體二極管的單向?qū)щ娦?。了解晶體二極管的單向?qū)щ娦?。了解晶體二極管的結(jié)構(gòu)、電路符號(hào)、引腳。了解晶體二極管的結(jié)構(gòu)、電路符號(hào)、引腳。了解晶體二極管伏安特性曲線(xiàn)和主要參數(shù)。了解晶體二極管伏安特性曲線(xiàn)和主要參數(shù)。了解特殊二極管的外形特征、功能。了解特殊二極管的外形特征、功能。了解特殊二極管在實(shí)際中的應(yīng)用。了解特殊二極管在實(shí)際中的應(yīng)用。1.1 1.1 晶體二極管晶體二極管自然界的物質(zhì)按導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱可分自然界的物質(zhì)按

3、導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱可分為三大類(lèi)為三大類(lèi):導(dǎo)體，絕緣體和半導(dǎo)體。導(dǎo)體，絕緣體和半導(dǎo)體。 半導(dǎo)體的基本知識(shí)半導(dǎo)體的基本知識(shí) 導(dǎo)導(dǎo) 體體：能夠讓電流通過(guò)的金屬等材料。：能夠讓電流通過(guò)的金屬等材料。絕緣體絕緣體：電流幾乎不能通過(guò)的物體。：電流幾乎不能通過(guò)的物體。半導(dǎo)體半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和非導(dǎo)體之：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和非導(dǎo)體之 間的物質(zhì)（如硅和鍺）。間的物質(zhì)（如硅和鍺）。 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體：純凈的半導(dǎo)體：純凈的半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體：純凈半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)元素。：純凈半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)元素。半導(dǎo)體的基本知識(shí)半導(dǎo)體的基本知識(shí) 摻入雜摻入雜質(zhì)不同質(zhì)不同N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體半導(dǎo)體的基本知識(shí)

4、半導(dǎo)體的基本知識(shí) PN結(jié)的形成結(jié)構(gòu)結(jié)的形成結(jié)構(gòu) 常見(jiàn)二極管的外形常見(jiàn)二極管的外形二極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)二極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)晶體二極管的結(jié)構(gòu)和特性晶體二極管的結(jié)構(gòu)和特性 加偏置：在二極管的兩端外加電壓。加偏置：在二極管的兩端外加電壓。正向偏置：陽(yáng)極電位高于陰極電位。正向偏置：陽(yáng)極電位高于陰極電位。反向偏置：陰極電位高于陽(yáng)極電位。反向偏置：陰極電位高于陽(yáng)極電位。二極管具有單向?qū)щ娦?。二極管具有單向?qū)щ娦浴Ｖ匾匦灾匾匦跃w二極管的結(jié)構(gòu)和特性晶體二極管的結(jié)構(gòu)和特性 二極管的伏安特性曲線(xiàn)二極管的伏安特性曲線(xiàn) 正向?qū)妷赫驅(qū)妷悍聪驌舸╇妷悍聪驌舸╇妷憾O管器件的使用二極管器件的使用 1）最大整流電流

5、最大整流電流指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)所允許通過(guò)的最大正指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)所允許通過(guò)的最大正向平均電流。向平均電流。2）最高反向工作電壓最高反向工作電壓指二極管在使用時(shí)允許加上的最高反向電指二極管在使用時(shí)允許加上的最高反向電壓。壓。主要參數(shù)主要參數(shù) 二極管器件的使用二極管器件的使用 3）反向電流反向電流指二極管兩端加上反向電壓時(shí)的電流值。指二極管兩端加上反向電壓時(shí)的電流值。4）最高工作頻率最高工作頻率指保證二極管單向?qū)щ娦缘淖罡吖ぷ黝l指保證二極管單向?qū)щ娦缘淖罡吖ぷ黝l率。率。 主要參數(shù)主要參數(shù) 特殊二極管及它們的應(yīng)用特殊二極管及它們的應(yīng)用 工作于反向擊穿區(qū)工作于反向擊穿區(qū)兩端的電壓也幾乎保持不變兩端的

6、電壓也幾乎保持不變穩(wěn)壓二極管與應(yīng)用穩(wěn)壓二極管與應(yīng)用 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 穩(wěn)壓二極管的電路符號(hào)和外形特殊二極管及它們的應(yīng)用特殊二極管及它們的應(yīng)用 結(jié)電容隨反向電壓變化結(jié)電容隨反向電壓變化 變?nèi)荻O管與應(yīng)用變?nèi)荻O管與應(yīng)用 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 變?nèi)荻O管的符號(hào)和結(jié)電容的變化 特殊二極管及它們的應(yīng)用特殊二極管及它們的應(yīng)用 會(huì)發(fā)光會(huì)發(fā)光正向飽和壓降為正向飽和壓降為1.5V3V 發(fā)光二極管與應(yīng)用發(fā)光二極管與應(yīng)用 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 發(fā)光二極管的電路符號(hào)和外形特殊二極管及它們的應(yīng)用特殊二極管及它們的應(yīng)用 將光變成電將光變成電光電二極管與應(yīng)用光電二極管與應(yīng)用 特點(diǎn)：特點(diǎn)：光電二極管的電路符號(hào)和外形1.2 1.2 晶體三極管晶

7、體三極管 學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)任務(wù)掌握晶體三極管的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型及符號(hào)。掌握晶體三極管的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型及符號(hào)。了解三極管的電流放大特性。了解三極管的電流放大特性。了解三極管的輸入和輸出特性曲線(xiàn)，以了解三極管的輸入和輸出特性曲線(xiàn)，以 及溫度對(duì)特性的影響。及溫度對(duì)特性的影響。了解三極管的主要參數(shù)，會(huì)在實(shí)踐中合了解三極管的主要參數(shù)，會(huì)在實(shí)踐中合 理選用三極管。理選用三極管。 晶體三極管的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型晶體三極管的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型 NPN型三極管結(jié)構(gòu)示意圖及電路符號(hào)PNP型三極管結(jié)構(gòu)示意圖及電路符號(hào)三極管實(shí)物三極管的電流分配關(guān)系和放大作用三極管的電流分配關(guān)系和放大作用 要使三極管對(duì)微小信號(hào)起到放大作用，要使三極管對(duì)微小信號(hào)起到

8、放大作用，必須保證外加的電壓使必須保證外加的電壓使發(fā)射結(jié)正向偏置，發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。集電結(jié)反向偏置。 a）供電示意圖 b）供電電路 NPN管工作時(shí)的供電三極管的電流分配關(guān)系和放大作用三極管的電流分配關(guān)系和放大作用 共發(fā)射極接共發(fā)射極接法法 共發(fā)射極接共發(fā)射極接法法 共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法 BCII 輸出集電極電流輸出集電極電流輸入基極電流輸入基極電流三極管的特性曲線(xiàn)三極管的特性曲線(xiàn) a)放大電路 b)輸入特性曲線(xiàn) c)輸出特性曲線(xiàn) 三極管的特性曲線(xiàn)VCE為定值時(shí)輸入回路為定值時(shí)輸入回路IB 與與VBE之間的關(guān)系之間的關(guān)系IB 為定值時(shí)輸出回路為定值時(shí)輸出回路 VCE與與IC與之

9、間的關(guān)系與之間的關(guān)系 三極管的特性曲線(xiàn)三極管的特性曲線(xiàn) 根據(jù)輸出特性曲線(xiàn)，三極管的工作狀態(tài)根據(jù)輸出特性曲線(xiàn)，三極管的工作狀態(tài)可分為三種情況：可分為三種情況： （1）截止區(qū)截止區(qū) 外加電壓使發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反偏外加電壓使發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反偏 （2）飽和區(qū)飽和區(qū) 外加電壓使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏外加電壓使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏 （3）放大區(qū)放大區(qū) 截止區(qū)與飽和區(qū)中間的部分截止區(qū)與飽和區(qū)中間的部分三極管的主要參數(shù)三極管的主要參數(shù) 質(zhì)量參數(shù)質(zhì)量參數(shù)極限參數(shù)極限參數(shù)頻率參數(shù)頻率參數(shù)電流放大倍數(shù)集電極發(fā)射極反向飽和電流ICEO集電極最大允許電流 ICM集射反向擊穿電壓VBER(CEO) 集電極最大允許

10、功耗 PCM特征頻率fT1.31.3場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管 學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)任務(wù)了解場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型及符號(hào)。了解場(chǎng)效應(yīng)管的電壓放大特性。了解場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)。了解場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)及應(yīng)用。1.31.3場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管類(lèi)型結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 結(jié)構(gòu)（以結(jié)構(gòu)（以N N溝為例）溝為例）兩個(gè)兩個(gè)PNPN結(jié)夾著一個(gè)結(jié)夾著一個(gè)N N型溝道。型溝道。三個(gè)電極：三個(gè)電極： G G：柵極：柵極 D D：漏極：漏極 S S：源極：源極P+P+gd源極源極柵極柵極漏極漏極s(a)N溝道結(jié)構(gòu)示意圖N（b）符號(hào) N- N-gd漏極漏極柵柵極極源極源極sP（b）符號(hào)(a)P溝道結(jié)構(gòu)示意圖絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)

11、管 c)耗盡型N溝道d）耗盡型P溝道a）增強(qiáng)型N溝道b）增強(qiáng)型P溝道絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管 N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu) N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管工作原理圖絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路 工作電壓工作電壓柵極電壓柵極電壓漏極電阻漏極電阻工作原理工作原理場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù) 開(kāi)啟電壓VGS：增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)始產(chǎn) 生ID電流時(shí)VGS的值 夾斷電壓VGS(off)：耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管或結(jié)型 場(chǎng)效應(yīng)管在漏源電壓VDS固定在某一數(shù) 值，溝道開(kāi)始夾斷時(shí)VGS的值場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù) 飽和漏極電流飽和漏極電流IDS(sat):指結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

12、和耗盡指結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和耗盡型型MOS管在柵源短路管在柵源短路(VGS=0)條件下，加漏條件下，加漏源電壓源電壓VDS所形成的漏極電流。所形成的漏極電流。跨導(dǎo)跨導(dǎo)gm:為漏源電壓為漏源電壓VDS恒定時(shí)，漏極電流恒定時(shí)，漏極電流ID與引起這個(gè)變化的柵源電壓與引起這個(gè)變化的柵源電壓VGS之比。之比。 漏源擊穿電壓漏源擊穿電壓V(BR)DS:指漏源極之間允許加指漏源極之間允許加 的最大電壓。的最大電壓。1.4 1.4 半導(dǎo)體器件的選用半導(dǎo)體器件的選用 學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)任務(wù)了解二極管及三極管型號(hào)的意義。了解二極管及三極管型號(hào)的意義。了解選用二極管的基本方法。了解選用二極管的基本方法。了解選用三極管的基本方法

13、。了解選用三極管的基本方法。二、三極管型號(hào)的意義二、三極管型號(hào)的意義 國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體器件的意義 由五部分組成,如2CZ11D、2CW137、3DG120A 。第一部分：用數(shù)字表示器件電極的數(shù)目。第二部分：用漢語(yǔ)拼音字母表示器件材料和極性。第三部分：用漢語(yǔ)拼音字母表示器件的類(lèi)型。第四部分：用數(shù)字表示器件序號(hào)。第五部分：用漢語(yǔ)拼音字母表示規(guī)格號(hào)。二、三極管型號(hào)的意義二、三極管型號(hào)的意義 國(guó)外半導(dǎo)體器件的意義 (美國(guó))第一部分為前綴。第二部分用“1”表示二極管，“2”表示三極管。第三部分“N”代表在美國(guó)三極管電子工業(yè)協(xié)會(huì)注 冊(cè)登記的半導(dǎo)體器件。第四部分為多位數(shù)字，代表該器件在美國(guó)電子工 業(yè)協(xié)會(huì)的注冊(cè)登記

14、號(hào)。第五部分為后綴，代表同一型號(hào)器件不同檔別。二、三極管型號(hào)的意義二、三極管型號(hào)的意義 國(guó)外半導(dǎo)體器件的意義(日本) 第一部分用“1”表示二極管，“2”表示三極管。第二部分用 S 表示已在日本電子工業(yè)協(xié)會(huì)登記的半導(dǎo)體器件；第三部分用字母表示器件使用材料、極性和類(lèi)型。第四部分表示器件在日本電子工業(yè)協(xié)會(huì)的登記號(hào)。第五部分表示同一型號(hào)的改進(jìn)型產(chǎn)品。選用二極管的基本方法選用二極管的基本方法 根據(jù)具體電路的要求，選用不同類(lèi)型、不同特性的二極管 根據(jù)不同用途，選好二極管的各項(xiàng)主要技術(shù)參數(shù) 根據(jù)電路和電子設(shè)備的尺寸要求，選好二極管外形、尺寸和封裝 選用三極管的基本方法選用三極管的基本方法 選好三極管的截止頻

15、率ft一般要求三極管的ft大于3倍的實(shí)際電路工作頻率。選好三極管的集射反向擊穿電壓大于電路中的電源最高電壓即可。選用三極管的基本方法選用三極管的基本方法 極限參數(shù)高、性能好的晶體管可代替極限參數(shù)低、性能差的晶體管。高頻管、開(kāi)關(guān)管可以代替普通低頻三極管。硅管與鍺管可相互代用。 三極管選用的原則三極管選用的原則 放大電路實(shí)際上是以小信號(hào)控制放大放大電路實(shí)際上是以小信號(hào)控制放大電路的工作，使它能輸電路的工作，使它能輸 出幅度較大的、出幅度較大的、與小信號(hào)變化規(guī)律完全相同的信號(hào)，各與小信號(hào)變化規(guī)律完全相同的信號(hào)，各種電子設(shè)備中都有放大電路。種電子設(shè)備中都有放大電路。第第2 2章章 放大電路基礎(chǔ)放大電路

16、基礎(chǔ) 2.1.1放大電路的基本概念放大電路的基本概念 能把微弱的電信號(hào)（電壓、電流）能把微弱的電信號(hào)（電壓、電流）進(jìn)行放大變成較強(qiáng)電信號(hào)的電路，稱(chēng)進(jìn)行放大變成較強(qiáng)電信號(hào)的電路，稱(chēng)為放大電路。擴(kuò)音機(jī)就是放大電路的為放大電路。擴(kuò)音機(jī)就是放大電路的一個(gè)最典型應(yīng)用一個(gè)最典型應(yīng)用 。放大電路的分類(lèi) 按電路型式可分為：共射、共集、共按電路型式可分為：共射、共集、共基放大電路，差動(dòng)放大電路等；基放大電路，差動(dòng)放大電路等； 按耦合方式可分為：直接耦合放大電路按耦合方式可分為：直接耦合放大電路和交流耦合放大電路；和交流耦合放大電路； 按工作頻段可分為：低頻放大電路，中按工作頻段可分為：低頻放大電路，中頻放大電路

17、，高頻放大電路等；頻放大電路，高頻放大電路等； 按信號(hào)大小可分為：小信號(hào)放大電路和按信號(hào)大小可分為：小信號(hào)放大電路和功率放大電路。功率放大電路。 2.1.2 分壓式偏置放大電路分壓式偏置放大電路 電路中電路中Vi電路中是交流輸入電壓，電路中是交流輸入電壓，VO是放是放大之后的交流輸出電壓，交流輸出電壓加到大之后的交流輸出電壓，交流輸出電壓加到負(fù)載上。電路中負(fù)載上。電路中“”表示表示“地地”，它是輸入，它是輸入回路、輸出回路和直流電源的公共端點(diǎn)?；芈贰⑤敵龌芈泛椭绷麟娫吹墓捕它c(diǎn)。iviviviviviv元件的作用元件的作用 VT：晶體三極管，起電流放大作用。晶體三極管，起電流放大作用。RB1、

18、RB2：為上偏置電阻，為下偏置電阻為上偏置電阻，為下偏置電阻 C1、C2：輸入耦合、輸出電容，耦合輸輸入耦合、輸出電容，耦合輸入交流信號(hào)，并起隔離直流電到信號(hào)源。入交流信號(hào)，并起隔離直流電到信號(hào)源。 RC ：集電極負(fù)載電阻，電源通過(guò)為集電集電極負(fù)載電阻，電源通過(guò)為集電極供電，另一個(gè)作用是將放大的電流轉(zhuǎn)換極供電，另一個(gè)作用是將放大的電流轉(zhuǎn)換為放大的電壓輸出。為放大的電壓輸出。 RE ：發(fā)射極電阻，穩(wěn)定靜態(tài)電流發(fā)射極電阻，穩(wěn)定靜態(tài)電流 CE：射極旁路電容，它的容量較大，對(duì)交射極旁路電容，它的容量較大，對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路。流信號(hào)相當(dāng)于短路。 2.1.3 放大電路的工作原理放大電路的工作原理 分壓式

19、偏置放大電路分壓式偏置放大電路工作原理可以用圖工作原理可以用圖2.1.3來(lái)來(lái)說(shuō)明，借助于電子示波器，我們把觀(guān)察到的波說(shuō)明，借助于電子示波器，我們把觀(guān)察到的波形繪于旁邊，逐一加以說(shuō)明。形繪于旁邊，逐一加以說(shuō)明。 放大原理放大原理 設(shè)設(shè)=10mv時(shí)，測(cè)試此時(shí)交流基極電時(shí)，測(cè)試此時(shí)交流基極電流流ib=10uA，三極管的電流放大倍數(shù)，三極管的電流放大倍數(shù)=100，經(jīng)三極管的電流放大后獲得對(duì)，經(jīng)三極管的電流放大后獲得對(duì)應(yīng)的集電極電流應(yīng)的集電極電流ic=1mA，得到了，得到了100倍倍的電流放大，輸出電壓的電流放大，輸出電壓vc = icRC=1mA *2K=2v。2v的輸出電壓比的輸出電壓比10mv的輸

20、的輸入電壓整整大了入電壓整整大了200倍！倍！2.1.4波形失真與工作點(diǎn)波形失真與工作點(diǎn) 圖是可調(diào)靜態(tài)工作點(diǎn)的分壓式偏置放圖是可調(diào)靜態(tài)工作點(diǎn)的分壓式偏置放大電路，放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)一定要合大電路，放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)一定要合適，即三極管各處電壓、電流的數(shù)值要合適，即三極管各處電壓、電流的數(shù)值要合適，否則會(huì)引起放大波形的失真。適，否則會(huì)引起放大波形的失真。1、飽和失真、飽和失真 輸出信號(hào)電壓波形負(fù)半周被削去一部輸出信號(hào)電壓波形負(fù)半周被削去一部分，這種現(xiàn)象稱(chēng)為飽和失真。產(chǎn)生飽和分，這種現(xiàn)象稱(chēng)為飽和失真。產(chǎn)生飽和失真的原因是減小失真的原因是減小, IBQ增大增大，那么，那么Q點(diǎn)點(diǎn)上移，輸入信號(hào)電壓

21、正峰值的一部分進(jìn)上移，輸入信號(hào)電壓正峰值的一部分進(jìn)入飽和區(qū)。入飽和區(qū)。2、截止失真、截止失真 輸出信號(hào)電壓波形負(fù)半周被削去一部輸出信號(hào)電壓波形負(fù)半周被削去一部分，稱(chēng)為截止失真。產(chǎn)生截止失真的原分，稱(chēng)為截止失真。產(chǎn)生截止失真的原因是增大，因是增大， IBQ減小減小，那么，那么Q點(diǎn)下移，正點(diǎn)下移，正半周相應(yīng)的波頂被削去。半周相應(yīng)的波頂被削去。3、靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整、靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整 靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置主要是為了使放大靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置主要是為了使放大波形不失真，從上述失真波形和圖解分析波形不失真，從上述失真波形和圖解分析中可見(jiàn)：消除飽和失真的方法是中可見(jiàn)：消除飽和失真的方法是Q點(diǎn)適當(dāng)點(diǎn)適當(dāng)下移；消除截止

22、失真的方法是減小使下移；消除截止失真的方法是減小使Q點(diǎn)點(diǎn)適當(dāng)上移。適當(dāng)上移。Q點(diǎn)調(diào)整在中間點(diǎn)調(diào)整在中間VCEQVCC/2，輸出不失真電壓的動(dòng)態(tài)，輸出不失真電壓的動(dòng)態(tài)范圍最大。范圍最大。 2.1.5 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 下圖是固定偏置放大電路，當(dāng)溫度變化下圖是固定偏置放大電路，當(dāng)溫度變化時(shí)，三極管的參數(shù)和都隨之變化，從而導(dǎo)致時(shí)，三極管的參數(shù)和都隨之變化，從而導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生偏移。意味著原來(lái)合適的靜靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生偏移。意味著原來(lái)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，輸出波形不失真，但由于溫度的態(tài)工作點(diǎn)，輸出波形不失真，但由于溫度的變化，導(dǎo)致放大波形失真了變化，導(dǎo)致放大波形失真了 分壓式偏置放大電路分壓

23、式偏置放大電路 分壓式偏置放大電路能分壓式偏置放大電路能自動(dòng)穩(wěn)定靜態(tài)工自動(dòng)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)作點(diǎn)，原因是，原因是RE電阻對(duì)放大電路變化的抑電阻對(duì)放大電路變化的抑制作用，使放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)得到了制作用，使放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)得到了穩(wěn)定。這種抑制作用我們稱(chēng)之為負(fù)反饋。穩(wěn)定。這種抑制作用我們稱(chēng)之為負(fù)反饋。ER集電極集電極-基極偏置放大電路基極偏置放大電路 圖示的放大路是圖示的放大路是 另一種具有穩(wěn)定工作另一種具有穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大器，特點(diǎn)是：基極偏置電阻接在點(diǎn)的放大器，特點(diǎn)是：基極偏置電阻接在基極和集電極之間，其作用除了提供基極基極和集電極之間，其作用除了提供基極偏流外，還同時(shí)將集電極輸出電壓的一部偏

24、流外，還同時(shí)將集電極輸出電壓的一部分反饋回基極。分反饋回基極。2.2.1放大電路的性能指標(biāo)放大電路的性能指標(biāo) 為了描述和比較放大電路性能的優(yōu)劣，為了描述和比較放大電路性能的優(yōu)劣，人們根據(jù)放大電路的用途制定了放大電路人們根據(jù)放大電路的用途制定了放大電路的性能指標(biāo)。的性能指標(biāo)。 1.放大倍數(shù)，要求越大越好放大倍數(shù)，要求越大越好2.輸入電阻，要求越大越好輸入電阻，要求越大越好 3.輸出電阻輸出電阻 ，要求越小越好，要求越小越好2.2.2放大電路的性能分析放大電路的性能分析 1. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 先要畫(huà)出直流通路，先要畫(huà)出直流通路， 然后估算靜態(tài)工作然后估算靜態(tài)工作點(diǎn)點(diǎn) 2. 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 先要

25、畫(huà)交流通路，然后估算放大電路的先要畫(huà)交流通路，然后估算放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo) 2.3 放大電路的三種接法放大電路的三種接法 三極管有三個(gè)電極，接成放大電路時(shí)，三極管有三個(gè)電極，接成放大電路時(shí)，根據(jù)根據(jù)輸入回路和輸出回路公共端的不同輸入回路和輸出回路公共端的不同，放大電路便有三種基本接法（又稱(chēng)組態(tài)）。放大電路便有三種基本接法（又稱(chēng)組態(tài)）。分別是共發(fā)射極放大電路（分壓式偏置放分別是共發(fā)射極放大電路（分壓式偏置放大電路），共集電極和共基極放大電路。大電路），共集電極和共基極放大電路。2.3.1共集放大電路共集放大電路 從該電路的交流通路可見(jiàn)，交流輸入信從該電路的交流通路可見(jiàn)，交流輸入信號(hào)

26、加在基極，輸出信號(hào)從發(fā)射極輸出，號(hào)加在基極，輸出信號(hào)從發(fā)射極輸出，集集電極為交流輸入，輸出的公共端，電極為交流輸入，輸出的公共端，故稱(chēng)為故稱(chēng)為共集電極電路。被放大的信號(hào)從發(fā)射極輸共集電極電路。被放大的信號(hào)從發(fā)射極輸出所以又稱(chēng)為射極輸出器出所以又稱(chēng)為射極輸出器 射極輸出器的特點(diǎn)射極輸出器的特點(diǎn)1.電壓放大倍數(shù)等于且小于電壓放大倍數(shù)等于且小于1，輸出電壓，輸出電壓 與輸入電壓同相；與輸入電壓同相；2.輸入阻抗高；輸入阻抗高；3.輸出阻抗低。輸出阻抗低。 2.3.2共基極放大電路共基極放大電路 從交流通路可見(jiàn)，輸入信號(hào)從發(fā)射極加從交流通路可見(jiàn)，輸入信號(hào)從發(fā)射極加入，輸出信號(hào)從集電極取出。輸入信號(hào)和入

27、，輸出信號(hào)從集電極取出。輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的公共端是基極，故該電路稱(chēng)為輸出信號(hào)的公共端是基極，故該電路稱(chēng)為共基極放大電路。共基極放大電路。 共基放大電路的主要特點(diǎn)共基放大電路的主要特點(diǎn)1.共基放大電路的電壓放大倍數(shù)在數(shù)值上共基放大電路的電壓放大倍數(shù)在數(shù)值上與共射基與共射基 本放大電路相同，且為正值，本放大電路相同，且為正值， 輸出電壓與輸入電壓同相；輸出電壓與輸入電壓同相； 2.輸入電阻很低，一般只有幾歐姆到幾十輸入電阻很低，一般只有幾歐姆到幾十歐姆。歐姆。 3.輸出電阻與共射電路相同。輸出電阻與共射電路相同。 共基電路的頻率特性好，多用于高頻共基電路的頻率特性好，多用于高頻和寬頻帶電路中。和

28、寬頻帶電路中。 2.4 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路 放大電路中，有時(shí)單級(jí)的增益不夠，通放大電路中，有時(shí)單級(jí)的增益不夠，通常將幾個(gè)單元放大電路串聯(lián)起來(lái)組成多級(jí)常將幾個(gè)單元放大電路串聯(lián)起來(lái)組成多級(jí)放大電路，將信號(hào)進(jìn)行逐級(jí)放大，以提高放大電路，將信號(hào)進(jìn)行逐級(jí)放大，以提高增益，得到所需的放大倍數(shù)。增益，得到所需的放大倍數(shù)。 2.4.1多級(jí)放大電路的耦合多級(jí)放大電路的耦合 多級(jí)放大電路中，級(jí)與級(jí)之間的連接方多級(jí)放大電路中，級(jí)與級(jí)之間的連接方法稱(chēng)為耦合方式。常用的耦合方式有下列法稱(chēng)為耦合方式。常用的耦合方式有下列三種：三種：阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合。阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合。三種耦合方式的優(yōu)缺點(diǎn)

29、三種耦合方式的優(yōu)缺點(diǎn) 1、阻容耦合方式的優(yōu)點(diǎn)是各級(jí)放大器的、阻容耦合方式的優(yōu)點(diǎn)是各級(jí)放大器的直流工作點(diǎn)相互隔離，互不影響，缺點(diǎn)是直流工作點(diǎn)相互隔離，互不影響，缺點(diǎn)是頻率特性比較差頻率特性比較差 2、變壓器耦合的優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)改變初、變壓器耦合的優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)改變初、次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)比實(shí)現(xiàn)次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)比實(shí)現(xiàn)“阻抗變換阻抗變換”，方，方便地實(shí)現(xiàn)阻抗匹配便地實(shí)現(xiàn)阻抗匹配 。缺點(diǎn)是低頻性能和。缺點(diǎn)是低頻性能和高頻性能都比較差高頻性能都比較差 3、直接耦合方式的優(yōu)點(diǎn)是低頻特性好、直接耦合方式的優(yōu)點(diǎn)是低頻特性好 ，缺點(diǎn)是前后級(jí)間靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響等缺點(diǎn)是前后級(jí)間靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響等 2.4.2多級(jí)放大電路性能

30、多級(jí)放大電路性能1.電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) 多級(jí)放大電路總的電壓放大倍數(shù)為各多級(jí)放大電路總的電壓放大倍數(shù)為各級(jí)電壓放大倍數(shù)之積級(jí)電壓放大倍數(shù)之積 2.輸入電阻和輸出電阻輸入電阻和輸出電阻 輸入電阻是從輸入端看進(jìn)去的等效電輸入電阻是從輸入端看進(jìn)去的等效電阻，也就是第一級(jí)的輸入電阻阻，也就是第一級(jí)的輸入電阻 ，輸出電，輸出電阻是從輸出端看進(jìn)去的等效電阻，即為阻是從輸出端看進(jìn)去的等效電阻，即為最后一級(jí)的輸出電阻。最后一級(jí)的輸出電阻。2.4.3放大電路的頻率特性放大電路的頻率特性 由于輸入信號(hào)的頻率是變化的，導(dǎo)致放由于輸入信號(hào)的頻率是變化的，導(dǎo)致放大器對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)呈現(xiàn)出了不同大器對(duì)不同頻率的

31、輸入信號(hào)呈現(xiàn)出了不同的放大倍數(shù)，把這種放大倍數(shù)與輸入頻率的放大倍數(shù)，把這種放大倍數(shù)與輸入頻率的變化關(guān)系稱(chēng)為是放大電路的頻率特性。的變化關(guān)系稱(chēng)為是放大電路的頻率特性。 1.放大電路的通頻帶放大電路的通頻帶 工程上把放大倍數(shù)下降到中頻段放大工程上把放大倍數(shù)下降到中頻段放大倍數(shù)的倍數(shù)的 (即即0.707)倍時(shí)，對(duì)應(yīng)的低端頻率稱(chēng)倍時(shí)，對(duì)應(yīng)的低端頻率稱(chēng)為下限頻率，對(duì)應(yīng)的高端頻率稱(chēng)為上限頻為下限頻率，對(duì)應(yīng)的高端頻率稱(chēng)為上限頻率。因?yàn)檫@時(shí)放大倍數(shù)的下降還是處于允率。因?yàn)檫@時(shí)放大倍數(shù)的下降還是處于允許狀態(tài)，人的生理感官系統(tǒng)還感覺(jué)不出來(lái)。許狀態(tài)，人的生理感官系統(tǒng)還感覺(jué)不出來(lái)。下限頻率與上限頻率之間的頻率范圍稱(chēng)為

32、下限頻率與上限頻率之間的頻率范圍稱(chēng)為通頻帶。通頻帶。 - 2.影響放通頻帶的因素影響放通頻帶的因素 在在低頻段低頻段引起放大倍數(shù)下降的因素主要引起放大倍數(shù)下降的因素主要是耦合電容和射極旁路電容的容抗變大，是耦合電容和射極旁路電容的容抗變大，使信號(hào)衰減加大。使信號(hào)衰減加大。 在在高頻段高頻段引起放大倍數(shù)下降的因素是三引起放大倍數(shù)下降的因素是三極管的結(jié)電容和電路引線(xiàn)分布電容，造成極管的結(jié)電容和電路引線(xiàn)分布電容，造成了對(duì)高頻信號(hào)的分流作用。了對(duì)高頻信號(hào)的分流作用。 第第3 3章章 常用放大器常用放大器 放大器種類(lèi)：放大器種類(lèi)：根據(jù)使用元件的不同可分根據(jù)使用元件的不同可分為分立元件放大器和集成運(yùn)算放大

33、器；為分立元件放大器和集成運(yùn)算放大器；根據(jù)信號(hào)的大小不同可分為小信號(hào)放大根據(jù)信號(hào)的大小不同可分為小信號(hào)放大器和功率放大器；根據(jù)電路是否引入負(fù)器和功率放大器；根據(jù)電路是否引入負(fù)反饋可分為基本放大器和負(fù)反饋放大器反饋可分為基本放大器和負(fù)反饋放大器；根據(jù)放大電路的通頻帶不同可分為寬；根據(jù)放大電路的通頻帶不同可分為寬帶放大器和諧振放大器等等。帶放大器和諧振放大器等等。 3.1.1 反饋的基本概念反饋的基本概念 將放大電路中的輸出信號(hào)（電壓或電將放大電路中的輸出信號(hào)（電壓或電流）的一部分（或全部）回送到輸入回流）的一部分（或全部）回送到輸入回路稱(chēng)為反饋。路稱(chēng)為反饋。 圖圖3-1反饋放大電路框圖反饋放大電

34、路框圖 反饋的組成反饋的組成 反饋放大器的組成如圖反饋放大器的組成如圖3-1所示。它由所示。它由基本放大電路和反饋電路組成。圖中輸入基本放大電路和反饋電路組成。圖中輸入信號(hào)為信號(hào)為xi，通過(guò)反饋電路反饋到輸入端的，通過(guò)反饋電路反饋到輸入端的信號(hào)信號(hào)xf稱(chēng)為反饋信號(hào)，反饋信號(hào)稱(chēng)為反饋信號(hào)，反饋信號(hào)xf和輸入和輸入信號(hào)信號(hào)xi在匯接處疊加后，得到凈輸入信號(hào)在匯接處疊加后，得到凈輸入信號(hào)，送到基本放大電路的輸入端。經(jīng)放大后，送到基本放大電路的輸入端。經(jīng)放大后的輸出信號(hào)為的輸出信號(hào)為xo。 反饋的分類(lèi)反饋的分類(lèi) 1）按反饋極性分）按反饋極性分 當(dāng)引入反饋之后，反饋信號(hào)當(dāng)引入反饋之后，反饋信號(hào)xf與輸入

35、與輸入信號(hào)信號(hào)xi同相，疊加的結(jié)果使放大器的凈同相，疊加的結(jié)果使放大器的凈輸入信號(hào)增加，稱(chēng)為輸入信號(hào)增加，稱(chēng)為正反饋正反饋。 當(dāng)反饋信號(hào)當(dāng)反饋信號(hào)xf與輸入信號(hào)與輸入信號(hào)xi反相，疊加反相，疊加的結(jié)果使凈輸入信號(hào)減少，稱(chēng)為的結(jié)果使凈輸入信號(hào)減少，稱(chēng)為負(fù)反饋負(fù)反饋。負(fù)反饋可以提高放大電路的質(zhì)量。負(fù)反饋可以提高放大電路的質(zhì)量。 反饋的分類(lèi)反饋的分類(lèi) 圖圖3-2 正反饋、負(fù)反饋的示意圖正反饋、負(fù)反饋的示意圖 反饋的分類(lèi)反饋的分類(lèi) 2）按反饋信號(hào)成份分）按反饋信號(hào)成份分 在反饋放大電路中，反饋的信號(hào)可以在反饋放大電路中，反饋的信號(hào)可以是交流，也可以是直流，如果反饋信號(hào)是交流，也可以是直流，如果反饋信號(hào)

36、只包含直流成份，則稱(chēng)為直流反饋；如只包含直流成份，則稱(chēng)為直流反饋；如果反饋信號(hào)只包含交流成份，稱(chēng)為交流果反饋信號(hào)只包含交流成份，稱(chēng)為交流反饋。反饋。 反饋的分類(lèi)反饋的分類(lèi) 3）按反饋形式分）按反饋形式分 反饋支路把本級(jí)的輸出信號(hào)送回到本反饋支路把本級(jí)的輸出信號(hào)送回到本級(jí)的輸入端，這種在本級(jí)中出現(xiàn)的反饋級(jí)的輸入端，這種在本級(jí)中出現(xiàn)的反饋稱(chēng)為本級(jí)反饋。如分壓式偏置放大器中稱(chēng)為本級(jí)反饋。如分壓式偏置放大器中的發(fā)射極電阻的發(fā)射極電阻RE構(gòu)成本級(jí)反饋。構(gòu)成本級(jí)反饋。 反饋支路把某一級(jí)的輸出信號(hào)回送到反饋支路把某一級(jí)的輸出信號(hào)回送到這一級(jí)之前的輸入端，在級(jí)與級(jí)之間形這一級(jí)之前的輸入端，在級(jí)與級(jí)之間形成的反

37、饋稱(chēng)為級(jí)間反饋。成的反饋稱(chēng)為級(jí)間反饋。 反饋的分類(lèi)反饋的分類(lèi)圖圖3-3 級(jí)間反饋級(jí)間反饋 反饋的分類(lèi)反饋的分類(lèi)4）按反饋輸出端取樣方式）按反饋輸出端取樣方式 反饋信號(hào)取自放大電路的輸出電壓，反饋信號(hào)取自放大電路的輸出電壓，反饋信號(hào)與輸出電壓成正比，這種反饋反饋信號(hào)與輸出電壓成正比，這種反饋稱(chēng)為電壓反饋，如圖稱(chēng)為電壓反饋，如圖3-4 a）所示。）所示。 反饋信號(hào)取自放大電路的輸出電流，反饋信號(hào)取自放大電路的輸出電流，反饋信號(hào)與輸出電流成正比，這種反饋反饋信號(hào)與輸出電流成正比，這種反饋稱(chēng)為電流反饋，如圖稱(chēng)為電流反饋，如圖3-4 b）所示。）所示。 反饋的分類(lèi)反饋的分類(lèi) 圖圖3-4 電壓反饋和電流反

38、饋電壓反饋和電流反饋 反饋的分類(lèi)反饋的分類(lèi)5）按反饋輸入端連接方式分）按反饋輸入端連接方式分 反饋信號(hào)與輸入端的連接方式有不同，反饋信號(hào)與輸入端的連接方式有不同，當(dāng)反饋信號(hào)與信號(hào)源串聯(lián)后加至放大器當(dāng)反饋信號(hào)與信號(hào)源串聯(lián)后加至放大器的輸入端，這種反饋稱(chēng)為串聯(lián)反饋。如的輸入端，這種反饋稱(chēng)為串聯(lián)反饋。如圖圖3-5 a）所示。）所示。 反饋信號(hào)與信號(hào)源并聯(lián)后加至放大器反饋信號(hào)與信號(hào)源并聯(lián)后加至放大器的輸入端則稱(chēng)為并聯(lián)反饋。如圖的輸入端則稱(chēng)為并聯(lián)反饋。如圖3-5 b）所示。所示。 反饋的分類(lèi)反饋的分類(lèi) 圖圖3-5 串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋 3.1.2 四種類(lèi)型的負(fù)反饋四種類(lèi)型的負(fù)反饋 圖圖3

39、-6 四種負(fù)反饋電路框圖四種負(fù)反饋電路框圖 反饋類(lèi)型的判斷方法反饋類(lèi)型的判斷方法 對(duì)不同的反饋種類(lèi)可以進(jìn)行如下判斷：對(duì)不同的反饋種類(lèi)可以進(jìn)行如下判斷： 1）觀(guān)察放大電路）觀(guān)察放大電路有無(wú)反饋元件有無(wú)反饋元件反饋放大器中包含有反饋元件反饋放大器中包含有反饋元件(反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò))，反饋元件通常連接在同一級(jí)或不同級(jí)的輸反饋元件通常連接在同一級(jí)或不同級(jí)的輸入回路與輸出回路之間。例如如圖入回路與輸出回路之間。例如如圖3-7所所示電路中，示電路中，Rf是反饋元件，它是處于兩級(jí)是反饋元件，它是處于兩級(jí)之間的反饋。之間的反饋。反饋類(lèi)型的判斷方法反饋類(lèi)型的判斷方法圖圖3-7 反饋放大器反饋放大器 反饋類(lèi)型的判

40、斷方法反饋類(lèi)型的判斷方法2）用短路輸出端的方法判斷電壓反饋）用短路輸出端的方法判斷電壓反饋和電流反饋和電流反饋 ：令輸出端短路令輸出端短路vo=0,若反饋若反饋信號(hào)也為零，則為電壓反饋。反之則為信號(hào)也為零，則為電壓反饋。反之則為電流反饋。電流反饋。 反饋類(lèi)型的判斷方法反饋類(lèi)型的判斷方法3）用短路輸入端的方法判斷串聯(lián)反饋）用短路輸入端的方法判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋：和并聯(lián)反饋： 令令i=0，vf0，反饋信號(hào)仍能加到放，反饋信號(hào)仍能加到放大電路的凈輸入端，則為串聯(lián)反饋。大電路的凈輸入端，則為串聯(lián)反饋。 如果輸入端短路如果輸入端短路i=0，反饋信號(hào)也被，反饋信號(hào)也被短路而消失（短路而消失（i=0，if

41、=0），則為并聯(lián)反），則為并聯(lián)反饋。饋。 反饋類(lèi)型的判斷方法反饋類(lèi)型的判斷方法圖圖3-9 用短路輸入法判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋用短路輸入法判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋 反饋類(lèi)型的判斷方法反饋類(lèi)型的判斷方法總結(jié)：總結(jié)： ，為電壓反饋；，為電壓反饋； ，為電流反饋；，為電流反饋； ，為串聯(lián)反饋；，為串聯(lián)反饋； ，為并聯(lián)反饋。，為并聯(lián)反饋。 0, 0fovv0, 0foiv0, 0fivv0, 0fiiv反饋類(lèi)型的判斷方法反饋類(lèi)型的判斷方法4）判別反饋極性）判別反饋極性 使凈輸入信號(hào)增加稱(chēng)為正反饋，反之使凈輸入信號(hào)增加稱(chēng)為正反饋，反之為負(fù)反饋為負(fù)反饋。 先假設(shè)一個(gè)放大電路的輸入信號(hào)先假設(shè)一個(gè)放大電路的輸入信

42、號(hào)xi的的瞬時(shí)極性為瞬時(shí)極性為“+”或或“-”；再根據(jù)放大電；再根據(jù)放大電路輸入與輸出信號(hào)的相位關(guān)系，確定輸路輸入與輸出信號(hào)的相位關(guān)系，確定輸出信號(hào)和反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性。出信號(hào)和反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性。 反饋類(lèi)型的判斷方法反饋類(lèi)型的判斷方法圖圖3-10 正負(fù)極性的判斷正負(fù)極性的判斷 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響 負(fù)反饋在以下幾個(gè)方面對(duì)放大電路影負(fù)反饋在以下幾個(gè)方面對(duì)放大電路影響較大：響較大： 1）負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降，但增益）負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降，但增益的穩(wěn)定性提高的穩(wěn)定性提高AFAAFxxxxxxxAoiofifof1111負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響 2

43、）負(fù)反饋減少非線(xiàn)性失真）負(fù)反饋減少非線(xiàn)性失真 a)無(wú)負(fù)反饋（產(chǎn)生失真）無(wú)負(fù)反饋（產(chǎn)生失真） b)有負(fù)反饋（改善失真）有負(fù)反饋（改善失真）負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響3）負(fù)反饋可擴(kuò)展通頻帶）負(fù)反饋可擴(kuò)展通頻帶圖圖3-17 負(fù)反饋使通頻帶展寬了負(fù)反饋使通頻帶展寬了負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響 在放大電路加入負(fù)反饋之后，對(duì)同樣在放大電路加入負(fù)反饋之后，對(duì)同樣大小的輸入信號(hào)，放大倍數(shù)將減小，但大小的輸入信號(hào)，放大倍數(shù)將減小，但在輸入信號(hào)頻率的中頻區(qū)，高頻區(qū)與低在輸入信號(hào)頻率的中頻區(qū)，高頻區(qū)與低頻區(qū)減少幅度是不同的。頻區(qū)減少幅度是不同的。負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)

44、反饋對(duì)放大器性能的影響 在中頻區(qū)，放大倍數(shù)大，輸出電壓在中頻區(qū)，放大倍數(shù)大，輸出電壓高，因而反饋電壓也高，使放大倍數(shù)下高，因而反饋電壓也高，使放大倍數(shù)下降得也多。降得也多。 在高、低頻區(qū)，放大倍數(shù)較小，輸在高、低頻區(qū)，放大倍數(shù)較小，輸出電壓不高，反饋電壓也不高，使放大出電壓不高，反饋電壓也不高，使放大倍數(shù)下降得也少。這樣一來(lái)，放大電路倍數(shù)下降得也少。這樣一來(lái)，放大電路的幅頻特性變得比較平坦，使上限頻率的幅頻特性變得比較平坦，使上限頻率移到移到fHf，下限頻率移到，下限頻率移到fLf，放大電路的，放大電路的通頻帶被展寬。通頻帶被展寬。負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響4）負(fù)反饋對(duì)輸

45、入、輸出電阻的影響）負(fù)反饋對(duì)輸入、輸出電阻的影響 負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響與輸入端的負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響與輸入端的連接方式有關(guān)。串聯(lián)反饋提高輸入電阻，連接方式有關(guān)。串聯(lián)反饋提高輸入電阻，并聯(lián)反饋減小輸入電阻。并聯(lián)反饋減小輸入電阻。 負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響與輸出端的負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響與輸出端的連接方式有關(guān)。電流反饋提高輸出電阻，連接方式有關(guān)。電流反饋提高輸出電阻，電壓反饋減小輸出電阻。電壓反饋減小輸出電阻。 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響圖圖3-18 負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響 3.1.33.1.3集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器 集成電路，簡(jiǎn)稱(chēng)集成電路，簡(jiǎn)稱(chēng)

46、IC，它是指將晶體，它是指將晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、電阻、小電容以及它們管、場(chǎng)效應(yīng)管、電阻、小電容以及它們之間的連線(xiàn)集中制作在一塊硅片上，封之間的連線(xiàn)集中制作在一塊硅片上，封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，構(gòu)成特定功能的電子裝在一個(gè)管殼內(nèi)，構(gòu)成特定功能的電子線(xiàn)路線(xiàn)路 。集成電路種類(lèi)集成電路種類(lèi) 按功能不同，集成電路可分成按功能不同，集成電路可分成數(shù)字集數(shù)字集成電路和模擬集成電路成電路和模擬集成電路 。 按集成規(guī)模，集成電路可分成：小按集成規(guī)模，集成電路可分成：小規(guī)模集成電路（規(guī)模集成電路（SSI）、中規(guī)模集成電）、中規(guī)模集成電路（路（MSI）、大規(guī)模集成電路（）、大規(guī)模集成電路（LSI）和超大規(guī)模集成電路（和超大規(guī)

47、模集成電路（VLSI） 集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu) 集成運(yùn)放內(nèi)部電路一般由輸入、中間集成運(yùn)放內(nèi)部電路一般由輸入、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路四部分組成，如級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路四部分組成，如圖圖3-19所示框圖。所示框圖。 圖圖3-19 集成運(yùn)放的組成框圖集成運(yùn)放的組成框圖集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu) 輸入級(jí)通常采用差分放大器，利用它可以輸入級(jí)通常采用差分放大器，利用它可以使集成運(yùn)放獲得盡可能高的共模抑制比。使集成運(yùn)放獲得盡可能高的共模抑制比。 中間級(jí)主要是保證集成運(yùn)放具有較強(qiáng)的放大中間級(jí)主要是保證集成運(yùn)放具有較強(qiáng)的放大能力，通常采用由復(fù)合管構(gòu)成的多級(jí)共射能力，通常采用由復(fù)合管構(gòu)成的多級(jí)共射(或共

48、或共源源)放大器。放大器。 輸出級(jí)多采用射極輸出器或復(fù)合射極輸出器，輸出級(jí)多采用射極輸出器或復(fù)合射極輸出器，保證輸出電阻小，非線(xiàn)性失真小等特點(diǎn)。保證輸出電阻小，非線(xiàn)性失真小等特點(diǎn)。零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移的產(chǎn)生和抑制零點(diǎn)漂移的產(chǎn)生和抑制 零點(diǎn)漂移是指直接耦合放大電路中，未加零點(diǎn)漂移是指直接耦合放大電路中，未加輸入信號(hào)時(shí)，輸出端將產(chǎn)生疊加在靜態(tài)工作輸入信號(hào)時(shí)，輸出端將產(chǎn)生疊加在靜態(tài)工作點(diǎn)上的緩慢變化的輸出電壓。點(diǎn)上的緩慢變化的輸出電壓。 零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的原因：由于溫度等外界因零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的原因：由于溫度等外界因素的變化引起放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的變化。素的變化引起放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的變化。 抑制零點(diǎn)漂

49、移最有效的方法是采用差分放抑制零點(diǎn)漂移最有效的方法是采用差分放大器作為輸入級(jí)。大器作為輸入級(jí)。 差分放大電路差分放大電路 1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：差動(dòng)放大電路的基本電路結(jié)構(gòu)如：差動(dòng)放大電路的基本電路結(jié)構(gòu)如圖圖3-23所示。它由兩個(gè)完全相同的單管放所示。它由兩個(gè)完全相同的單管放大電路組成，大電路組成，VT1、VT2管電路參數(shù)均對(duì)管電路參數(shù)均對(duì)稱(chēng)。從稱(chēng)。從VT1、VT2的集電極取輸出電壓。的集電極取輸出電壓。 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn) ：對(duì)共模信號(hào)（零點(diǎn)漂移）的抑：對(duì)共模信號(hào)（零點(diǎn)漂移）的抑制作用。對(duì)差模信號(hào)（有用信號(hào)）的放大制作用。對(duì)差模信號(hào)（有用信號(hào)）的放大作用。作用。 注：通常把大小相等，方向相同的輸入信號(hào)稱(chēng)

50、為共模信注：通常把大小相等，方向相同的輸入信號(hào)稱(chēng)為共模信號(hào)號(hào) ；大小相等，方向相反的信號(hào)為差模信號(hào)；大小相等，方向相反的信號(hào)為差模信號(hào) 。差分放大電路差分放大電路 3-22 基本差動(dòng)放大電路基本差動(dòng)放大電路差分放大電路差分放大電路 0)(21iivovvAv21iivv)(21221121iivivivooovvAvAvAvvv從圖從圖3-22中得出：中得出：對(duì)共模信號(hào)對(duì)共模信號(hào) ，有，有21iivv 對(duì)差模信號(hào)對(duì)差模信號(hào) ，有，有iviviivovAvAvvAv1212)(結(jié)論：差分放大電路對(duì)共模信號(hào)輸出為零，結(jié)論：差分放大電路對(duì)共模信號(hào)輸出為零，有強(qiáng)烈的抑制作用；對(duì)差模信號(hào)有放大作用有強(qiáng)烈

51、的抑制作用；對(duì)差模信號(hào)有放大作用，放大倍數(shù)與單管放大倍數(shù)相同。，放大倍數(shù)與單管放大倍數(shù)相同。 差分放大電路差分放大電路 2.共模抑制比共模抑制比 差分放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大倍差分放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大倍數(shù)（用數(shù)（用Avd表示）越大，表示對(duì)有用信號(hào)表示）越大，表示對(duì)有用信號(hào)的放大作用越強(qiáng)；對(duì)共模信號(hào)的放大倍的放大作用越強(qiáng)；對(duì)共模信號(hào)的放大倍數(shù)（用數(shù)（用Avc表示）越小，表示對(duì)零點(diǎn)漂移表示）越小，表示對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制作用越強(qiáng)，差動(dòng)放大電路的質(zhì)量的抑制作用越強(qiáng)，差動(dòng)放大電路的質(zhì)量越好。越好。 為了評(píng)價(jià)差模放大電路的質(zhì)量，引入為了評(píng)價(jià)差模放大電路的質(zhì)量，引入指標(biāo)共模抑制比指標(biāo)共模抑制比 。CMRK

52、CMRK差分放大電路差分放大電路 CMRK 為差模放大倍數(shù)與共模放大倍數(shù)之比，為差模放大倍數(shù)與共模放大倍數(shù)之比，越大，表示差分放大電路質(zhì)量越好。越大，表示差分放大電路質(zhì)量越好。vcvdCMRAAKCMRK集成運(yùn)放的符號(hào)和外形集成運(yùn)放的符號(hào)和外形 集成運(yùn)放的符號(hào)目前能見(jiàn)到的有兩種：集成運(yùn)放的符號(hào)目前能見(jiàn)到的有兩種： 圖圖3-23 集成運(yùn)放的符號(hào)集成運(yùn)放的符號(hào)集成運(yùn)放的符號(hào)和外形集成運(yùn)放的符號(hào)和外形 集成運(yùn)放的封裝形式有圓柱式封裝、扁平集成運(yùn)放的封裝形式有圓柱式封裝、扁平式封裝和雙列直插式封裝，其管腳排列分別式封裝和雙列直插式封裝，其管腳排列分別如圖如圖3-24所示所示 。 圖圖3-24 集成運(yùn)放

53、的封裝形式集成運(yùn)放的封裝形式 集成運(yùn)放的主要參數(shù)集成運(yùn)放的主要參數(shù) 集成運(yùn)放作為一個(gè)獨(dú)立的元件，它的技集成運(yùn)放作為一個(gè)獨(dú)立的元件，它的技術(shù)性能由指標(biāo)參數(shù)來(lái)體現(xiàn)。術(shù)性能由指標(biāo)參數(shù)來(lái)體現(xiàn)。 1）開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)）開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Avd：指在沒(méi)有外：指在沒(méi)有外接反饋時(shí)集成運(yùn)放本身的差模電壓放大倍接反饋時(shí)集成運(yùn)放本身的差模電壓放大倍數(shù)。它是反映集成運(yùn)放放大能力的一個(gè)重?cái)?shù)。它是反映集成運(yùn)放放大能力的一個(gè)重要參數(shù)，一般在要參數(shù)，一般在103107之間。之間。 Avd越高，越高，運(yùn)算精度越高。運(yùn)算精度越高。 集成運(yùn)放集成運(yùn)放 2）差模輸入電阻）差模輸入電阻rid：是指運(yùn)放開(kāi)環(huán)工作：是指運(yùn)放開(kāi)環(huán)工作，輸入差模

54、信號(hào)時(shí)的輸入電阻。，輸入差模信號(hào)時(shí)的輸入電阻。rid越大，越大，運(yùn)放向信號(hào)源索取的電流越小，對(duì)信號(hào)源運(yùn)放向信號(hào)源索取的電流越小，對(duì)信號(hào)源的影響也越小，運(yùn)算精度越高。的影響也越小，運(yùn)算精度越高。 3）輸出電阻）輸出電阻ro：是指運(yùn)放開(kāi)環(huán)工作時(shí)的輸：是指運(yùn)放開(kāi)環(huán)工作時(shí)的輸出電阻。出電阻。ro越小，運(yùn)放帶負(fù)載能力越強(qiáng)。越小，運(yùn)放帶負(fù)載能力越強(qiáng)。集成運(yùn)放集成運(yùn)放 4）輸入失調(diào)電壓）輸入失調(diào)電壓VIo：因工藝上的誤差：因工藝上的誤差，運(yùn)放的差動(dòng)輸入級(jí)不可能完全對(duì)稱(chēng)，為，運(yùn)放的差動(dòng)輸入級(jí)不可能完全對(duì)稱(chēng)，為了使輸入電壓為零時(shí)輸出電壓也為零，必了使輸入電壓為零時(shí)輸出電壓也為零，必須在輸入端加一個(gè)很小的補(bǔ)償電壓

55、，以抵須在輸入端加一個(gè)很小的補(bǔ)償電壓，以抵消內(nèi)部電路的不對(duì)稱(chēng)。這個(gè)補(bǔ)償電壓的數(shù)消內(nèi)部電路的不對(duì)稱(chēng)。這個(gè)補(bǔ)償電壓的數(shù)值表征了運(yùn)放的失調(diào)程度，稱(chēng)為輸入失調(diào)值表征了運(yùn)放的失調(diào)程度，稱(chēng)為輸入失調(diào)電壓，它的值越小，輸入級(jí)對(duì)稱(chēng)性越好。電壓，它的值越小，輸入級(jí)對(duì)稱(chēng)性越好。 集成運(yùn)放集成運(yùn)放 5）輸入偏置電流）輸入偏置電流IIB：指運(yùn)放輸入電壓：指運(yùn)放輸入電壓為零時(shí)，同相和反相輸入端靜態(tài)基極電為零時(shí)，同相和反相輸入端靜態(tài)基極電流的平均值，其值越小越好。流的平均值，其值越小越好。 6）共模抑制比）共模抑制比KCMR：表示運(yùn)放對(duì)共模：表示運(yùn)放對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，它主要取決于輸入級(jí)信號(hào)的抑制能力，它主要取決于輸入

56、級(jí)差動(dòng)放大電路的共模抑制比，其值越大差動(dòng)放大電路的共模抑制比，其值越大越好。越好。集成運(yùn)放的特點(diǎn)集成運(yùn)放的特點(diǎn) 具有以下理想?yún)?shù)的運(yùn)算放大器稱(chēng)為理具有以下理想?yún)?shù)的運(yùn)算放大器稱(chēng)為理想集成運(yùn)算放大器。想集成運(yùn)算放大器。 開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù) Avd 差模輸入電阻差模輸入電阻 rid 輸出電阻輸出電阻 rO 0此外還認(rèn)為沒(méi)有失調(diào)電壓，即此外還認(rèn)為沒(méi)有失調(diào)電壓，即VIO=0，共模抑制比共模抑制比KCMR無(wú)限大。無(wú)限大。 集成運(yùn)放集成運(yùn)放 若運(yùn)放工作在線(xiàn)性放大區(qū)，便可得出若運(yùn)放工作在線(xiàn)性放大區(qū)，便可得出以下兩個(gè)重要結(jié)論：以下兩個(gè)重要結(jié)論：1）虛短路）虛短路理想運(yùn)放兩輸入端電位相理想運(yùn)放兩輸

57、入端電位相等等 ，即，即P=N。2）虛斷路）虛斷路理想運(yùn)放輸入電流等于理想運(yùn)放輸入電流等于0，即即iP=iN=0 。比例運(yùn)算比例運(yùn)算 輸出電壓與輸入電壓成比例關(guān)系的電輸出電壓與輸入電壓成比例關(guān)系的電路，稱(chēng)為比例運(yùn)算電路。比例運(yùn)算電路路，稱(chēng)為比例運(yùn)算電路。比例運(yùn)算電路有反相輸入和同相輸入電路兩種。有反相輸入和同相輸入電路兩種。 1）反相比例運(yùn)算電路）反相比例運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路結(jié)構(gòu)如圖反相比例運(yùn)算電路結(jié)構(gòu)如圖3-25所示。所示。比例運(yùn)算比例運(yùn)算圖圖3-25 反相輸入比例運(yùn)算放大器反相輸入比例運(yùn)算放大器 比例運(yùn)算比例運(yùn)算根據(jù)虛斷路的概念，根據(jù)虛斷路的概念，iN =0，故，故i1=if。其。其中

58、中則得：則得：因而反相輸入比例運(yùn)算電路的閉環(huán)電壓因而反相輸入比例運(yùn)算電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為放大倍數(shù)為 fofoNfiNiRvRvviRvRvvi,111ifofoivRRvRvRv111RRvvAfiovf比例運(yùn)算比例運(yùn)算2）同相比例運(yùn)算電路）同相比例運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路結(jié)構(gòu)如圖同相比例運(yùn)算電路結(jié)構(gòu)如圖3-26所示。所示。圖圖3-26 同相輸入比例運(yùn)算放大器同相輸入比例運(yùn)算放大器比例運(yùn)算比例運(yùn)算由于由于N=p, p=i (因?yàn)橐驗(yàn)閕R2=0) ， 故故iPofNvvvRRRv11所以同相輸入比例運(yùn)算電路的閉環(huán)電壓放所以同相輸入比例運(yùn)算電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為大倍數(shù)為1111RRRRRvv

59、Affiovf比例運(yùn)算比例運(yùn)算當(dāng)選擇電阻當(dāng)選擇電阻R1=Rf=0, R1=時(shí)，電路如圖時(shí)，電路如圖3-27所示所示。圖圖3-27 電壓跟隨器電壓跟隨器比例運(yùn)算比例運(yùn)算即輸出電壓即輸出電壓o等于輸入電壓等于輸入電壓i，而相位，而相位相同，反相電路成為電壓跟隨器。相同，反相電路成為電壓跟隨器。 10111RRvvAfiovf例例3.1 有一理想集成運(yùn)放接線(xiàn)如圖所示有一理想集成運(yùn)放接線(xiàn)如圖所示電路，已知電路，已知 試求輸出電壓試求輸出電壓vo及平衡電阻及平衡電阻R2。,200,20,11KRKRVvfi比例運(yùn)算比例運(yùn)算解：（解：（1）因?yàn)榇穗娐窞榉聪啵┮驗(yàn)榇穗娐窞榉聪喾糯笃?，故有放大器，故?VVv

60、RRvifo102020011（2） 平衡電阻平衡電阻R2=R1/Rf KK2 .182002020020比例運(yùn)算比例運(yùn)算例例3.2 在下圖所示電路中，已知在下圖所示電路中，已知Rf=2R1,vi=2V ,試求輸出電壓。試求輸出電壓。解：如圖所示解：如圖所示電路可以分解電路可以分解成兩個(gè)運(yùn)算放成兩個(gè)運(yùn)算放大器，大器，A1構(gòu)成構(gòu)成的電壓跟隨器的電壓跟隨器和和A2構(gòu)成的反構(gòu)成的反相比例運(yùn)算放大器，因此相比例運(yùn)算放大器，因此比例運(yùn)算比例運(yùn)算對(duì)對(duì)A1有：有： 對(duì)對(duì)A2有：有： 所以所以 iovv111ofovRRvVvRRvRRviofo42221111比例運(yùn)算比例運(yùn)算例例 3.3 已知反饋電阻已知反