《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（課堂PPT）

1、電子技術(shù)基礎(chǔ)電子技術(shù)基礎(chǔ)（模電（模電+ +數(shù)電）數(shù)電）教材配套課件教材配套課件劉鵬、劉旭主編劉鵬、劉旭主編北京理工大學(xué)出版社北京理工大學(xué)出版社ISBN:978-7-5640-7300-8ISBN:978-7-5640-7300-8第1章 半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第1章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體內(nèi)的載流子只有一種，就是自由電子，而且數(shù)目?jī)?nèi)的載流子只有一種，就是自由電子，而且數(shù)目很多，所以具有良好的導(dǎo)電性能。很多，所以具有良好的導(dǎo)電性能。 絕緣體絕緣體中載流子的數(shù)目很少，因而導(dǎo)電性能很差，幾乎不中載流子的數(shù)目很少，因而導(dǎo)電性能很差，幾乎不導(dǎo)電。導(dǎo)電。 半導(dǎo)體半導(dǎo)體中的載流子數(shù)目也不多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金

2、屬導(dǎo)體，其導(dǎo)中的載流子數(shù)目也不多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬導(dǎo)體，其導(dǎo)電性能比導(dǎo)體差而比絕緣體好。電性能比導(dǎo)體差而比絕緣體好。 半導(dǎo)體半導(dǎo)體: :導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)稱半導(dǎo)體。導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)稱半導(dǎo)體。常用的半導(dǎo)體材料有硅（常用的半導(dǎo)體材料有硅（Si）、鍺（）、鍺（Ge）、硒（）、硒（Se）和砷化鎵）和砷化鎵（GaAs）及其他金屬氧化物和硫化物等，半導(dǎo)體一般呈晶體）及其他金屬氧化物和硫化物等，半導(dǎo)體一般呈晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。第一節(jié) 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)純凈的不含任何雜質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)排列整齊的半導(dǎo)體，稱純凈的不含任何雜質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)排列整齊的半導(dǎo)體，稱為為本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體。 本征半導(dǎo)體

3、的最外層電子（稱為本征半導(dǎo)體的最外層電子（稱為價(jià)電子價(jià)電子）除受到原子核）除受到原子核吸引外還受到共價(jià)鍵束縛，因而它的導(dǎo)電能力差。吸引外還受到共價(jià)鍵束縛，因而它的導(dǎo)電能力差。 價(jià)電子從外界獲得能量，掙脫共價(jià)鍵的束縛而成為自由價(jià)電子從外界獲得能量，掙脫共價(jià)鍵的束縛而成為自由電子。這時(shí)，在共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中留下相同數(shù)量的空位，每次原電子。這時(shí)，在共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中留下相同數(shù)量的空位，每次原子失去價(jià)電子后，變成正電荷的離子，從等效觀點(diǎn)看，每個(gè)子失去價(jià)電子后，變成正電荷的離子，從等效觀點(diǎn)看，每個(gè)空位相當(dāng)于帶一個(gè)基本電荷量的正電荷，成為空位相當(dāng)于帶一個(gè)基本電荷量的正電荷，成為空穴空穴。共價(jià)健共價(jià)健價(jià)電子價(jià)電子多余多

4、余電子電子磷原子磷原子在常溫下即可在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮幼優(yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)失去一個(gè)電子變?yōu)殡娮幼優(yōu)檎x子正離子硼原子硼原子空穴空穴五、五、PNPN結(jié)結(jié) 1 1PNPN結(jié)的形成結(jié)的形成 在一塊純凈的半導(dǎo)體晶片上，采取一定的工藝措施，在兩在一塊純凈的半導(dǎo)體晶片上，采取一定的工藝措施，在兩邊摻入不同的雜質(zhì)，分別形成邊摻入不同的雜質(zhì)，分別形成P P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N N型半導(dǎo)體，它們的型半導(dǎo)體，它們的交界面就形成了交界面就形成了PNPN結(jié)結(jié)。PN結(jié)P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場(chǎng)電子空穴多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差濃度差 擴(kuò)散的結(jié)果使擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。空間

5、電荷區(qū)變寬。+形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū) 結(jié)具有單向?qū)щ姷奶匦越Y(jié)具有單向?qū)щ姷奶匦?，這種特性可以通過實(shí)驗(yàn)加以，這種特性可以通過實(shí)驗(yàn)加以證明。取一個(gè)結(jié)分別接成如圖所示的電路。證明。取一個(gè)結(jié)分別接成如圖所示的電路。 實(shí)驗(yàn)證明如實(shí)驗(yàn)證明如圖（圖（a a）所示電路的燈泡發(fā)亮，說明此時(shí)結(jié)電阻很小，）所示電路的燈泡發(fā)亮，說明此時(shí)結(jié)電阻很小， 處處于于“導(dǎo)通導(dǎo)通”狀態(tài)。當(dāng)把電路切換成如圖（狀態(tài)。當(dāng)把電路切換成如圖（b）所示的電路時(shí)燈）所示的電路時(shí)燈泡不亮了，說明此時(shí)泡不亮了，說明此時(shí)PN結(jié)電阻很大，處于結(jié)電阻很大，處于“截止截止”狀態(tài)。狀態(tài)。 2 2 PNPN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦訮N 結(jié)變窄結(jié)變窄

6、 P接正、接正、N接負(fù)接負(fù) 外電場(chǎng)外電場(chǎng)IF內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)PN+ 內(nèi)電場(chǎng)被加內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，少子數(shù)量很少，形成很小的反形成很小的反向電流。向電流。IR+第1章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)第二節(jié) 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管一、二極管的結(jié)構(gòu)一、二極管的結(jié)構(gòu)在在PNPN結(jié)的兩端各引出一根電極引線，然后用外殼封裝起來結(jié)的兩端各引出一根電極引線，然后用外殼封裝起來就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡(jiǎn)稱二極管，如圖（就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡(jiǎn)稱二極管，如圖（a a）所示，其圖）所示，其圖形符號(hào)如圖（形符號(hào)如圖（b b）所示。）所示。VD正極負(fù)極圖（圖（a a）圖（圖（b

7、b）二、二極管的類型二、二極管的類型二極管按制造材料分類，主要有硅二極管和鍺二極管；二極管按制造材料分類，主要有硅二極管和鍺二極管； 按用途分類，主要有整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二按用途分類，主要有整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管等；極管、開關(guān)二極管等； 按接觸的面積大小分類，可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型兩按接觸的面積大小分類，可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類。類。三、二極管的伏安特性三、二極管的伏安特性二極管二極管2CP31 加正向電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加正向電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)二極管二極管2CP31 加反向電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加反向電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)三、二極管的伏安特性三、二極管的伏安特性A AB BD

8、DE E（1 1） 正向特性正向特性0A0A段段: :死區(qū)死區(qū)ABAB段段: :正向?qū)▍^(qū)正向?qū)▍^(qū)（2） 反向特性反向特性0D段段:反向截止區(qū)反向截止區(qū)DE段段:反向擊穿區(qū)反向擊穿區(qū)（1 1） 正向特性。正向特性。 0A 0A段稱為段稱為“死區(qū)死區(qū)”，在這一區(qū)間，正向電壓增加時(shí)正向電，在這一區(qū)間，正向電壓增加時(shí)正向電流增加甚微，近似為零。在該區(qū)，二極管呈現(xiàn)很大的正向電阻，流增加甚微，近似為零。在該區(qū)，二極管呈現(xiàn)很大的正向電阻，對(duì)外不導(dǎo)通。對(duì)外不導(dǎo)通。 AB AB段稱為段稱為正向?qū)▍^(qū)正向?qū)▍^(qū)，隨著外加電壓的增加，電流急劇增，隨著外加電壓的增加，電流急劇增大。此時(shí)二極管電阻很小，大。此時(shí)二極

9、管電阻很小， 對(duì)外呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，在電路中相對(duì)外呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，在電路中相當(dāng)于一個(gè)閉合的開關(guān)。二極管在導(dǎo)通狀態(tài)下，管子兩端的正向當(dāng)于一個(gè)閉合的開關(guān)。二極管在導(dǎo)通狀態(tài)下，管子兩端的正向壓降很?。ü韫転閴航岛苄。ü韫転?.7 V0.7 V，鍺管為，鍺管為0.3 V0.3 V），而且比較穩(wěn)定，表），而且比較穩(wěn)定，表現(xiàn)出很好的恒壓特性?，F(xiàn)出很好的恒壓特性。 但所加的正向電壓不能太大，否則但所加的正向電壓不能太大，否則P PN結(jié)會(huì)因過熱而被燒壞。結(jié)會(huì)因過熱而被燒壞。 （2） 反向特性。反向特性。 0D段稱為段稱為反向截止區(qū)反向截止區(qū)。當(dāng)反向電壓增加時(shí)，反向電流增。當(dāng)反向電壓增加時(shí)，反向電流增加很小，幾乎保持

10、不變。此電流稱為反向飽和電流，記作加很小，幾乎保持不變。此電流稱為反向飽和電流，記作IS 。IS愈大，表明二極管單向?qū)щ娦阅苡?。小功率硅管的愈大，表明二極管單向?qū)щ娦阅苡?。小功率硅管的IS小于小于1 A，鍺管的，鍺管的IS為幾為幾 A幾千幾千A。 這也是硅管和鍺管的一個(gè)顯這也是硅管和鍺管的一個(gè)顯著區(qū)別。這時(shí)二極管呈現(xiàn)很高的電阻，在電路中相當(dāng)于一個(gè)斷著區(qū)別。這時(shí)二極管呈現(xiàn)很高的電阻，在電路中相當(dāng)于一個(gè)斷開的開關(guān)，電路呈現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài)。開的開關(guān)，電路呈現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài)。 段稱為段稱為反向擊穿區(qū)反向擊穿區(qū)。 當(dāng)反向電壓增加到一定值時(shí)，當(dāng)反向電壓增加到一定值時(shí)， 反向電流急劇增大，反向電流急劇增大， 這種現(xiàn)

11、象稱為反向擊穿。發(fā)生反向擊穿時(shí)這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。發(fā)生反向擊穿時(shí)所加的電壓稱為反向擊穿電壓，記作所加的電壓稱為反向擊穿電壓，記作UBR。反向擊穿電壓愈大，。反向擊穿電壓愈大，表明二極管的耐壓性能愈好。反向擊穿后的電流不加以限制，表明二極管的耐壓性能愈好。反向擊穿后的電流不加以限制，結(jié)同樣也會(huì)因過熱而被燒壞，這種情況稱為熱擊穿。結(jié)同樣也會(huì)因過熱而被燒壞，這種情況稱為熱擊穿。 1最大整流電流最大整流電流IFMIFM是指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)允許通過的最大正向直流電流。是指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)允許通過的最大正向直流電流。IFM與與PN結(jié)的材料、面積及散熱條件有關(guān)。大功率二極管使用結(jié)的材料、面積及散熱條件有關(guān)

12、。大功率二極管使用時(shí)，一般要加散熱片。在實(shí)際使用時(shí)，流過二極管最大平均電時(shí)，一般要加散熱片。在實(shí)際使用時(shí)，流過二極管最大平均電流不能超過流不能超過IFM，否則二極管會(huì)因過熱而損壞。，否則二極管會(huì)因過熱而損壞。2.2.最高反向工作電壓最高反向工作電壓URM（反向峰值電壓）（反向峰值電壓） URM是指二極管在使用時(shí)允許外加的最大反向電壓，其值是指二極管在使用時(shí)允許外加的最大反向電壓，其值通常取二極管反向擊穿電壓的一半左右。在實(shí)際使用時(shí)，二極通常取二極管反向擊穿電壓的一半左右。在實(shí)際使用時(shí)，二極管所承受的最大反向電壓值不應(yīng)超過管所承受的最大反向電壓值不應(yīng)超過URM，以免二極管發(fā)生反，以免二極管發(fā)生反

13、向擊穿。向擊穿。四、二極管的主要參數(shù)四、二極管的主要參數(shù)3反向電流反向電流IR與最大反向電流與最大反向電流IRM IR是指在室溫下，二極管未擊穿時(shí)的反向電流值。是指在室溫下，二極管未擊穿時(shí)的反向電流值。IRM是是指二極管在常溫下承受最高反向工作電壓指二極管在常溫下承受最高反向工作電壓URM時(shí)的反向漏電流，時(shí)的反向漏電流，一般很小，但其受溫度影響很大。當(dāng)溫度升高時(shí)，一般很小，但其受溫度影響很大。當(dāng)溫度升高時(shí)，IRM顯著增顯著增大。大。 4最高工作頻率最高工作頻率fM 二極管的工作頻率若超過一定值，就可能失去單向?qū)щ姸O管的工作頻率若超過一定值，就可能失去單向?qū)щ娦裕@一頻率稱為最高工作頻率。性，

14、這一頻率稱為最高工作頻率。 它主要由它主要由PN結(jié)的結(jié)電容的大小來決定。點(diǎn)接觸型二極管結(jié)的結(jié)電容的大小來決定。點(diǎn)接觸型二極管結(jié)電容較小，結(jié)電容較小，fM可達(dá)幾百兆赫茲。面接觸型二極管結(jié)電容較可達(dá)幾百兆赫茲。面接觸型二極管結(jié)電容較大，大，fM只能達(dá)到幾十兆赫茲。只能達(dá)到幾十兆赫茲。 1發(fā)光二極管發(fā)光二極管2光電二極管光電二極管五、特殊二極管五、特殊二極管3穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 (1)穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓Uz Uz是穩(wěn)壓管反向擊穿穩(wěn)定工作的電壓。是穩(wěn)壓管反向擊穿穩(wěn)定工作的電壓。 (2)穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流Iz Iz是指穩(wěn)壓管工作的最小電流值。如果電流小于是指穩(wěn)壓管工作的最小電流值。如果電流小于Iz，則穩(wěn)，

15、則穩(wěn)壓性能差，甚至失去穩(wěn)壓作用。壓性能差，甚至失去穩(wěn)壓作用。 (3)動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻rz rz是穩(wěn)壓管在反向擊穿工作區(qū)，電壓的變化量與對(duì)應(yīng)的電是穩(wěn)壓管在反向擊穿工作區(qū)，電壓的變化量與對(duì)應(yīng)的電流變化量的比值，即流變化量的比值，即 rz越小，穩(wěn)壓性能越好。越小，穩(wěn)壓性能越好。穩(wěn)壓二極管基本參數(shù)穩(wěn)壓二極管基本參數(shù)ZZ ZIUr定性分析：定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止 若二極管是理想的，若二極管是理想的，例例1：D6V12V3k BAUAB+BD16V12V3k AD2UAB+課堂作業(yè)課堂作業(yè)1：V sin18itu t 課堂作業(yè)課堂作業(yè)2：1、當(dāng)溫度升高時(shí)，二極管

16、的反向飽和電流將、當(dāng)溫度升高時(shí)，二極管的反向飽和電流將 。 A. 減小減小 B. 不變不變 C. 增大增大2、 N型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中加入型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中加入 物質(zhì)后形成的物質(zhì)后形成的 A. 電子電子 B. 空穴空穴 C. 三價(jià)硼元素三價(jià)硼元素 D. 五價(jià)銻元素五價(jià)銻元素課堂作業(yè)課堂作業(yè)3：1.要得到要得到P型半導(dǎo)體，可在本征半導(dǎo)體硅或鍺中摻少量的型半導(dǎo)體，可在本征半導(dǎo)體硅或鍺中摻少量的( )A.三價(jià)元素三價(jià)元素 B.四價(jià)元素四價(jià)元素C.五價(jià)元素五價(jià)元素 D.六價(jià)元素六價(jià)元素2.理想二極管構(gòu)成的電路如題理想二極管構(gòu)成的電路如題2圖，則圖，則( )3. PN結(jié)反向偏置時(shí)，應(yīng)該是結(jié)反向

17、偏置時(shí)，應(yīng)該是N區(qū)的電位比區(qū)的電位比P區(qū)的電位區(qū)的電位_。A.V截止截止U0=-4VB.V導(dǎo)通導(dǎo)通U0=+4VC.V截止截止U0=+8VD.V導(dǎo)通導(dǎo)通U0=+12V課堂作業(yè)課堂作業(yè)4：一、三極管的結(jié)構(gòu)和分類一、三極管的結(jié)構(gòu)和分類 按三個(gè)區(qū)的組成形式，三極管可分為按三個(gè)區(qū)的組成形式，三極管可分為NPN型和型和PNP型。型。電流放大原理電流放大原理BECNNPEBRBECIEIC二、三極管的電流放大作用及其放大的基本條件二、三極管的電流放大作用及其放大的基本條件實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路+RbRPUBBUCCRCVTUCEUBEIBICIEmAmA IE=IB+IC （1-2）式（式（1-2）表明，發(fā)射極電

18、流等于基極電流與集電極電流之和。）表明，發(fā)射極電流等于基極電流與集電極電流之和。(1)三極管的電流放大作用三極管的電流放大作用基極電流基極電流IB的微小變化的微小變化,將使集電極電流將使集電極電流IC發(fā)生大的變化發(fā)生大的變化 (2)三極管放大的基本條件三極管放大的基本條件 要使三極管具有放大作用，必須要有合適的偏置條件，即：要使三極管具有放大作用，必須要有合適的偏置條件，即：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。 對(duì)于對(duì)于NPN型三極管，必須保證集電極電壓高于基極電壓，型三極管，必須保證集電極電壓高于基極電壓，基極電壓又高于發(fā)射極電壓，即基極電壓又高于發(fā)射極電壓，即U

19、CUBUE；而對(duì)于；而對(duì)于PNP型三型三極管，則與之相反，即極管，則與之相反，即UCUBUE。三、三極管的伏安特性三、三極管的伏安特性1輸入特性曲線輸入特性曲線()|CEBBEuif u常數(shù) 在不同的在不同的 IB下，可得出不同的曲線，所以晶體管下，可得出不同的曲線，所以晶體管的的輸出特性曲線輸出特性曲線是一組曲線。是一組曲線。()|iBcCEuif u常數(shù) 晶體管有三種工作狀態(tài)，因而晶體管有三種工作狀態(tài)，因而輸出特性曲線輸出特性曲線分為分為三個(gè)工作區(qū)三個(gè)工作區(qū)IC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0IC/mAUCE

20、/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0 飽和區(qū)是指飽和區(qū)是指iB0，uCE0.3V的區(qū)域。的區(qū)域。 當(dāng)當(dāng) UCE 0) )，晶體管工作于飽和狀態(tài)。晶體管工作于飽和狀態(tài)。IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0截止時(shí)截止時(shí),發(fā)射結(jié)反偏發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)集電結(jié)也處于反向偏置也處于反向偏置( (UBCUBUE，故發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，所，故發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，所以圖（以圖（a）中的三極管工作于放大區(qū)。）中的三極管工作于放大區(qū)。 在圖（在圖（b）中，三

21、極管為）中，三極管為NPN型型, UB =3.7 V,UC=3.3 V,UE=3 V，經(jīng)比較：，經(jīng)比較：UBUCUE，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正向偏置，所以，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正向偏置，所以圖（圖（b）中的三極管處于飽和區(qū)）中的三極管處于飽和區(qū)作業(yè)作業(yè)5 5：判斷圖中的三極管的工作狀態(tài)。判斷圖中的三極管的工作狀態(tài)。 在圖（在圖（c）中，三極管為）中，三極管為NPN型型, UB=2 V,UC=8 V,U=2.7 V，經(jīng)比較：，經(jīng)比較：UCUEUB，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反向偏置，所以圖（，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反向偏置，所以圖（c）中的三極管工作）中的三極管工作于截止區(qū)。于截止區(qū)。 在圖（在圖（d）中，三極管為）中，

22、三極管為PNP型，對(duì)于型，對(duì)于PNP型三極管，型三極管， 工作在放大區(qū)工作在放大區(qū)時(shí)，各極電壓的關(guān)系大小應(yīng)為時(shí)，各極電壓的關(guān)系大小應(yīng)為UEUBUC；工作于截止區(qū)時(shí)，各極電壓的；工作于截止區(qū)時(shí)，各極電壓的大小關(guān)系應(yīng)為大小關(guān)系應(yīng)為UBUE UC； 工作于飽和區(qū)時(shí)，各極電壓的大小關(guān)系應(yīng)為工作于飽和區(qū)時(shí)，各極電壓的大小關(guān)系應(yīng)為UE UCUB。在圖（。在圖（d）中，）中，UB=-3 V, UE=0 V, UC=-5 V。經(jīng)比較得：。經(jīng)比較得：UEUB UC，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，所以圖（集電結(jié)反向偏置，所以圖（d）中的三極）中的三極管工作于放大區(qū)。管工作于放大區(qū)。 BCII_

23、 BCII 53704051BC.II 400400605132BC .II AICEOIB=0+2.2.穿透電流穿透電流ICEO是三極管基極開路時(shí)，集射極之間的最大允是三極管基極開路時(shí)，集射極之間的最大允許電壓。當(dāng)集射極之間的電壓大于此值，三極管將被擊穿許電壓。當(dāng)集射極之間的電壓大于此值，三極管將被擊穿損壞。損壞。 1. NPN型三極管處在放大狀態(tài)時(shí)是型三極管處在放大狀態(tài)時(shí)是( )A.UBE0, UBC0, UBC0C.UBE0, UBC0 D.UBE02.當(dāng)晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，發(fā)射結(jié)電壓和集電結(jié)電壓應(yīng)為當(dāng)晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，發(fā)射結(jié)電壓和集電結(jié)電壓應(yīng)為 。A. 前者反偏、后者也反偏前者反

24、偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏前者正偏、后者也正偏3.某放大狀態(tài)的晶體三極管，當(dāng)某放大狀態(tài)的晶體三極管，當(dāng)IB=20A時(shí)，時(shí)，IC=1mA，當(dāng)當(dāng)IB=60A時(shí)，時(shí)，IC=3mA。則該管的電流放大系數(shù)。則該管的電流放大系數(shù)值為值為_ 課堂作業(yè)課堂作業(yè)7：二、放大電路的主要性能指標(biāo)二、放大電路的主要性能指標(biāo)1.放大倍數(shù)放大倍數(shù)r1KRRL+i放大電路+s輸入+Ui信號(hào)源（含直流電源）uo負(fù)載iiioiou uuA iii iuR 輸入電阻SESRiiiuirSESRiIiUoUoEoUSE0,R|sLoouRoui輸出電阻：三、直流通路與交流

25、通路三、直流通路與交流通路 靜態(tài)分析的對(duì)象是直流量，用來確定管子的靜態(tài)工作點(diǎn)；靜態(tài)分析的對(duì)象是直流量，用來確定管子的靜態(tài)工作點(diǎn)；動(dòng)態(tài)分析的對(duì)象是交流量，用來分析放大電路的性能指標(biāo)。動(dòng)態(tài)分析的對(duì)象是交流量，用來分析放大電路的性能指標(biāo)。1.直流通路的畫法直流通路的畫法 畫法畫法:將電容視將電容視為開路，電感為開路，電感視為短路，其視為短路，其他元器件不變他元器件不變2.交流通路的畫法交流通路的畫法R300KRR3.9KR5.1KCCVT+Ucc21b1Lusc+sui+uoRRRRVTbLusc+s+uoui+uceiiiiibco畫法畫法:信號(hào)頻率較高時(shí)，將容量較大的電容視為短路，將電感信號(hào)頻率

26、較高時(shí)，將容量較大的電容視為短路，將電感視為開路，將直流電源（設(shè)內(nèi)阻為零）視為短路，其他不變。視為開路，將直流電源（設(shè)內(nèi)阻為零）視為短路，其他不變。第二節(jié)第二節(jié) 放大電路的分析方法放大電路的分析方法一、估算法一、估算法: :用用在靜態(tài)直流分析在靜態(tài)直流分析RRVT+UccbcUCEBEUiiCBBBECCBRUUI三極管工作在放大區(qū)，則三極管工作在放大區(qū)，則BCIIUCC=icRC+UCE+UCCRbRCT+UBEQUCEQICIBQ（2 2）根據(jù)）根據(jù)I IB B值在輸出特性曲線中找到對(duì)應(yīng)的曲線，值在輸出特性曲線中找到對(duì)應(yīng)的曲線，如圖如圖2.52.5（）所示。（）所示。 二、圖解法二、圖解法

27、 既可作靜態(tài)分析，也可作動(dòng)態(tài)分析。既可作靜態(tài)分析，也可作動(dòng)態(tài)分析。UCE /VIC/mAOBBECCBRUUI ICQUCEQCCCRUUCC直流負(fù)載線直流負(fù)載線Q由由IB確定的那確定的那條輸出特性與條輸出特性與直流負(fù)載線的直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是交點(diǎn)就是Q點(diǎn)點(diǎn)UCC=icRC+UCE4004. 0470)7 . 020(mkVRUUIbBEQCCBQmA24050BQIICQ已知：已知：UCC=12V，RC=4k ，Rb=300k ， =37.5。解：解：mA04. 0mA3007 . 012bBECCBQRUUImA5 . 1mA04. 05 .37BQCQIIV6V45 . 112 CCQC

28、CCEQRIUU+UCCRbRCT+UBEUCEICIB輸入電阻輸入電阻輸出電阻輸出電阻 交流負(fù)載線是一條通過交流負(fù)載線是一條通過Q點(diǎn)的直線，其斜率為點(diǎn)的直線，其斜率為L(zhǎng)Rk1tanLCL/ RRR (a)截止失真截止失真 (b)飽和失真飽和失真 把非線性元件三極管所組成的放大電路等效為一把非線性元件三極管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。即把非線性的三極管線性化，等效為個(gè)線性電路。即把非線性的三極管線性化，等效為一個(gè)線性元件。一個(gè)線性元件。 三極管在小信號(hào)（微變量）情況下工作。因此，三極管在小信號(hào)（微變量）情況下工作。因此，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍

29、內(nèi)的特性曲線可用直線近似代替。似代替。 利用放大電路的微變等效電路分析利用放大電路的微變等效電路分析計(jì)算計(jì)算放大電路放大電路電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) 、輸入電阻、輸入電阻ri、輸出電阻、輸出電阻ro等。等。uA三、微變等效電路分析法三、微變等效電路分析法-用于動(dòng)態(tài)分析用于動(dòng)態(tài)分析（1）三極管基極與發(fā)射極之間等效交流電阻）三極管基極與發(fā)射極之間等效交流電阻rbeOBBEbeiur)mA()mV(26)1 ()(300)mA()mV(26)1 (EEbeIIrrbb（2）三極管集電極與發(fā)射極之間等效為受控電）三極管集電極與發(fā)射極之間等效為受控電流源，即流源，即OibicicBCEib ib晶體三極

30、管晶體三極管微變等效電路微變等效電路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rbeBEC 三極管的三極管的B、E之間之間可用可用rbe等效代替。等效代替。 三極管的三極管的C、E之間可用一之間可用一受控電流源受控電流源ic= ib等效代替。等效代替。第三節(jié)固定偏置共射極放大電路第三節(jié)固定偏置共射極放大電路一、組成及各元器件的作用一、組成及各元器件的作用RRCVT+Ucc1b+uiC2RL+uoc2各元件的作用各元件的作用 集電極負(fù)載電阻集電極負(fù)載電阻Rc：它的主要作用是將已經(jīng)放大：它的主要作用是將已經(jīng)放大的集電極電流的轉(zhuǎn)化變換為電壓的變化，以實(shí)現(xiàn)電壓的集電極電流

31、的轉(zhuǎn)化變換為電壓的變化，以實(shí)現(xiàn)電壓放大。放大。Rc阻值一般為幾千歐到幾十千歐。阻值一般為幾千歐到幾十千歐。 基極偏置電阻基極偏置電阻Rb：串聯(lián)：串聯(lián)Rb是為了控制基極電流是為了控制基極電流IB的大小，的大小，使放大電路獲得較合適的工作使放大電路獲得較合適的工作點(diǎn)。點(diǎn)。Rb阻值一般為幾十千歐。阻值一般為幾十千歐。RRCVT+Ucc1b+uiC2RL+uoc二、固定偏置共射極放大電路的分析二、固定偏置共射極放大電路的分析1. 固定偏置共射極放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)固定偏置共射極放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)RRVT+UccbcUCEBEUiiCB由由+UccRbb極極e極極地地 可得可得:BCCBRUUIBEQ

32、當(dāng)當(dāng)UBEIB，忽略，忽略IB ， 則則 UB=Rb2UCC/（Rb1+Rb2）四、分壓式偏置電路共射極放大電路的分析四、分壓式偏置電路共射極放大電路的分析1.分壓式偏置電路共射極放大電路的靜態(tài)分析分壓式偏置電路共射極放大電路的靜態(tài)分析(a)Rb1RcUCCVRb2ReUBQIBQIEQUEQI1ICQ由由b極極e極極Re地地 可得可得:EBEQCCBBBEBEQBQEEQEQCQRUURRRRUURUII211EQCQBQIII由由+UccRcc極極e極極Re地可得地可得)(ECCQCCCEQRRIUU 作業(yè)：作業(yè)：在圖（在圖（a）中，若已知）中，若已知=50，UB E Q=0.7 V， R

33、b2=20 k，Rb1=50 k，Rc=5 k，Re=2.7 k，UCC=12 V， 求靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)。求靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)。 解解 V4 . 350201220212bbCCbBQURURUBBECE3e3.40.71mA2.7 10UUIIRV3 . 4)7 . 25(112)(ecCQCCCEQRRIUUCB0.0220AIImARb2(b)rbeRceUi.IbUo.RLbIi.Rb1Ib.Ic.cebebebbio)/()/(rRRrIRRIUUALCLCuberRRr/b21biccceo/00RRrrIIcb 作業(yè)：作業(yè)：在圖中，若已知在圖中，若已知=50，UBE=0.7 V，Rb2

34、=20 k，Rb1=50 k，Rc=5 k，Re=2.7 k，UCC=12 V，若，若RL=5 k，求，求Au，ri，rok326. 1126)501 (30026)1 (300EQbeIrcLbeib1b2oc5 5/ /2.5k5550 2.594.31.326/ / /20/ /10/ /1.3261.1k5kLLubeRRRRArrRRrrR Rb2(b)rbeRceUi.IbUo.RLbIi.Rb1Ib.Ic.ce解：解： 第五節(jié)第五節(jié) 共集電極放大電路與共基極放大電路共集電極放大電路與共基極放大電路+UCCRbR+UCE+UBEIIBICRb+UCCC1C2RRLui+uo+es+

35、RSEBBEbBCCRIURIU)1 ( EEQCCCEQRIUUEbQRRUUI)1 (BECCBEQQCIIIBLeoRIU Lb1RI ）（ LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIrI LbbebLb)1()1(RIrIRIAu LbeL)1(1RrR ）（LEL/ RRR rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiubicioUbISueIREiBi/RRR RiLbeBi)1 (/RrRRLbebLEebebbii)1 (/RrIRRIrIIURLEL/RRR iRiR將信號(hào)源短路，保留其內(nèi)將信號(hào)源短路，保留其內(nèi)阻，在輸出端去掉阻，在輸出端去掉RL，加，加

36、一交流電壓，產(chǎn)生電一交流電壓，產(chǎn)生電流流 ，則：，則：oUoI)/(BsbeboRRrIUbeoIII)1 (1/BsbeoooRRrIUr1/BsbeEoRRrRr例例2-3若如圖若如圖2-13(a)所示電路中各元件參數(shù)為：所示電路中各元件參數(shù)為：UCC=12V，RB=240k ,RE=3.9k ,RS=600 ,RL=12k 。=60 。C1和和C2容量容量足夠大，試求：足夠大，試求：Au,Ri,Ro。 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，三極管，三極管=60， UBE=0.6V, 信號(hào)源內(nèi)阻信號(hào)源內(nèi)阻RS= 1

37、00，試求試求: :(1) 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) IB、IE 及及 UCE； 畫出微變等效電路；畫出微變等效電路；(3) Au、ri 和和 ro 。RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSmA035. 0mA260)(12006 . 012) (1EBBECCB RRUUImA14. 2 0.035mA60)(1 )(1BE II V727V142212EECCCE.RIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBIC3 .17k04. 114. 2266130026) (1300EbeIr LbeBi) 1 (/RrRr k7 .41 LbeL) 1()(1RrRAu 98.0 rbe

38、RBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRE1/BsbeEoRRrRr二、共基極放大電路二、共基極放大電路RRRRCVTCC+V2cc+euiB1B2Buo+C11.靜態(tài)分析靜態(tài)分析(a)Rb1RcUCCVRb2ReUBQIBQIEQUEQI1ICQ 共基極放大電路的直流通路與圖共基極放大電路的直流通路與圖2-11共射極分壓式共射極分壓式偏置電路的直流通路一樣，所以與共射極放大電路的靜偏置電路的直流通路一樣，所以與共射極放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算相同。態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算相同。RRRRCVTCC+V2cc+euiB1B2Buo+C12. 2. 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分

39、析（1）放大倍數(shù)。）放大倍數(shù)。 利用圖利用圖2-16微變等效電路，微變等效電路， 可得可得 beLioubebiLcLLbLcorRuuAriuRRRRiRiu/式中式中 （2）輸入電阻。當(dāng)不考慮）輸入電阻。當(dāng)不考慮Re的并聯(lián)支路時(shí)，的并聯(lián)支路時(shí)，eiibebbbeiiRRRrIIrIUR/1)1 (e當(dāng)考慮當(dāng)考慮Re時(shí)，時(shí)， （3）輸出電阻。）輸出電阻。ro=Rc 0su bI =0 bI =0 由于在求輸出電阻由于在求輸出電阻RO時(shí)令時(shí)令。則有則有，受控電流源作開路處理，故輸出電阻受控電流源作開路處理，故輸出電阻第七節(jié)第七節(jié) 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路 在實(shí)際的電子設(shè)備中，為了得到足夠大的放

40、在實(shí)際的電子設(shè)備中，為了得到足夠大的放大倍數(shù)或者使輸入電阻和輸出電阻達(dá)到指標(biāo)要求大倍數(shù)或者使輸入電阻和輸出電阻達(dá)到指標(biāo)要求，一個(gè)放大電路往往由多級(jí)組成。，一個(gè)放大電路往往由多級(jí)組成。 多級(jí)放大電路由輸入級(jí)、中間級(jí)及輸出級(jí)組成多級(jí)放大電路由輸入級(jí)、中間級(jí)及輸出級(jí)組成一、級(jí)間耦合方式一、級(jí)間耦合方式1.1.阻容耦合阻容耦合阻容耦合是利用電容器作為耦合元件將前級(jí)和后級(jí)連接阻容耦合是利用電容器作為耦合元件將前級(jí)和后級(jí)連接起來。起來。 這個(gè)電容器稱為耦合電容，如圖這個(gè)電容器稱為耦合電容，如圖2.24所示。第一級(jí)的所示。第一級(jí)的輸出信號(hào)通過電容器輸出信號(hào)通過電容器C2和第二級(jí)的輸入端相連接。和第二級(jí)的輸入

41、端相連接。 RRRRCCCVT+Ucc21b11e1b12e1c1+uiRRRRCCVT3b21e2b22e2c2uoi2R12 阻容耦合的阻容耦合的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：前級(jí)和后級(jí)直流通路是：前級(jí)和后級(jí)直流通路彼此隔開，每一級(jí)的靜態(tài)工件點(diǎn)相互獨(dú)立，互不彼此隔開，每一級(jí)的靜態(tài)工件點(diǎn)相互獨(dú)立，互不影響。便于分析和設(shè)計(jì)電路。因此，阻容耦合在影響。便于分析和設(shè)計(jì)電路。因此，阻容耦合在多級(jí)交流放大電路中得到了廣泛應(yīng)用。多級(jí)交流放大電路中得到了廣泛應(yīng)用。 阻容耦合的阻容耦合的缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：在集成電路里制造大是：在集成電路里制造大電容很困難，不利于集成化。所以，阻容耦合只電容很困難，不利于集成化。所以，阻容耦合只適用

42、于適用于分立元件分立元件組成的電路。組成的電路。 2. 變壓器耦合變壓器耦合 變壓器耦合是利用變壓器耦合是利用變壓器變壓器將前級(jí)的輸出端與后級(jí)的輸將前級(jí)的輸出端與后級(jí)的輸入端連接起來，這種耦合方式稱為變壓器耦合。入端連接起來，這種耦合方式稱為變壓器耦合。 將將V1的輸出信號(hào)經(jīng)過變壓器的輸出信號(hào)經(jīng)過變壓器T1送到送到V2的基極和發(fā)射極的基極和發(fā)射極之間。之間。V2的輸出信號(hào)經(jīng)的輸出信號(hào)經(jīng)T2耦合到負(fù)載耦合到負(fù)載RL上。上。 RRRCCVT+Ucc1b11e1b12e1+uiRRRCVTb21e2b22e2oTTRLuC21212 變壓器耦合的變壓器耦合的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：由于變壓器不能傳輸是：由于變壓

43、器不能傳輸直流信號(hào)，且有隔直作用，因此各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)直流信號(hào)，且有隔直作用，因此各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，互不影響。相互獨(dú)立，互不影響。 變壓器耦合的變壓器耦合的缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：體積大、笨重等，是：體積大、笨重等，不能實(shí)現(xiàn)集成化應(yīng)用。不能實(shí)現(xiàn)集成化應(yīng)用。 3. 直接耦合直接耦合 直接耦合是將前級(jí)放大電路和后級(jí)放大電路直接直接耦合是將前級(jí)放大電路和后級(jí)放大電路直接相連的耦合方式，這種耦合方式稱為直接耦合。相連的耦合方式，這種耦合方式稱為直接耦合。 RRRVT+Uccbc1uiRRe2c2uo12sVTUBB 直接耦合所用元件少，體積小，低頻特性好，便直接耦合所用元件少，體積小，低頻特性好，便于集成化。

44、直接耦合的于集成化。直接耦合的缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：由于失去隔離作用是：由于失去隔離作用，使前級(jí)和后級(jí)的直流通路相通，靜態(tài)電位相互牽制，使前級(jí)和后級(jí)的直流通路相通，靜態(tài)電位相互牽制，使得各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。另外還存在著，使得各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。另外還存在著零零點(diǎn)漂移現(xiàn)象點(diǎn)漂移現(xiàn)象。 4.光電耦合光電耦合 放大器的級(jí)與級(jí)之間通過光電耦合器相連接的方式，稱放大器的級(jí)與級(jí)之間通過光電耦合器相連接的方式，稱為光電耦合。為光電耦合。 由于它是通過電由于它是通過電光光電的轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)級(jí)間耦電的轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)級(jí)間耦合，各級(jí)的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立。采用光電耦合，合，各級(jí)的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立。采用光電耦合，可以提高電路的

45、抗干擾能力?？梢蕴岣唠娐返目垢蓴_能力。1.電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù))1(322122211o1, nionioioinonuniouiuUUUUUUUUAUUAUUA所以總的電壓放大倍數(shù)為所以總的電壓放大倍數(shù)為 unuuionuAAAUUA 211即總的電壓放大倍數(shù)為各級(jí)放大倍數(shù)的連乘積。即總的電壓放大倍數(shù)為各級(jí)放大倍數(shù)的連乘積。 二、多級(jí)放大電路的主要性能指標(biāo)二、多級(jí)放大電路的主要性能指標(biāo)2.輸入電阻輸入電阻Ri= Ri1 3.輸出電阻輸出電阻Ro=Ron第三章 集成運(yùn)算放大器的基本概念第一節(jié)第一節(jié) 集成運(yùn)算放大器的基本組成集成運(yùn)算放大器的基本組成第二節(jié)第二節(jié) 差分放大電路差分放大電路第三節(jié)

46、第三節(jié) 集成運(yùn)算放大器的分類及主要參數(shù)集成運(yùn)算放大器的分類及主要參數(shù)第三章 集成運(yùn)算放大器的基本概念 集成運(yùn)算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多集成運(yùn)算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的級(jí)直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的一種模擬集成電路。一種模擬集成電路。(放大倍數(shù)放大倍數(shù)104107)集成電路集成電路 是把整個(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之是把整個(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之間的聯(lián)接同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上間的聯(lián)接同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上, 組成一個(gè)不組成一個(gè)不可分的整體?？煞值恼w。：體積小、重量輕、功耗低、可體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價(jià)

47、格低。靠性高、價(jià)格低。運(yùn)算放大器的管腳和符號(hào)運(yùn)算放大器的管腳和符號(hào)反相反相輸入端輸入端同相同相輸入端輸入端+UCCUEEuo+uu +Auo信號(hào)傳信號(hào)傳輸方向輸方向輸出端輸出端(a)(b)(a) 符號(hào)符號(hào); (b)引腳引腳實(shí)際實(shí)際運(yùn)放開環(huán)運(yùn)放開環(huán)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 集成運(yùn)算放大器的基本組成集成運(yùn)算放大器的基本組成 集成運(yùn)放由四部分組成：輸入級(jí)、中間級(jí)（電壓放大集成運(yùn)放由四部分組成：輸入級(jí)、中間級(jí)（電壓放大級(jí)）、輸出級(jí)和偏置電路。級(jí)）、輸出級(jí)和偏置電路。輸入級(jí)中間電壓放大級(jí)輸出級(jí)偏置電路ui+uo 1.輸入級(jí)輸入級(jí) 對(duì)于高增益的直接耦合放大電路，減小零點(diǎn)漂移對(duì)于高增益的直接耦合

48、放大電路，減小零點(diǎn)漂移的關(guān)鍵在第一級(jí)，因此集成運(yùn)放的輸入級(jí)一般是由的關(guān)鍵在第一級(jí)，因此集成運(yùn)放的輸入級(jí)一般是由差分放大電路組成的。差分放大電路組成的。 利用差分放大電路的對(duì)稱性，可以減小利用差分放大電路的對(duì)稱性，可以減小零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移的影響。的影響。 它的兩個(gè)輸入端構(gòu)成整個(gè)電路的反相輸入端和它的兩個(gè)輸入端構(gòu)成整個(gè)電路的反相輸入端和同相輸入端。同相輸入端。 2.中間級(jí)中間級(jí) 中間級(jí)（電壓放大級(jí)）的主要作用是提高電壓增益，中間級(jí)（電壓放大級(jí)）的主要作用是提高電壓增益，大多采用由恒流源作為有源負(fù)載的共發(fā)射極放大電路，大多采用由恒流源作為有源負(fù)載的共發(fā)射極放大電路，其放大倍數(shù)一般在幾千倍以上。其放大

49、倍數(shù)一般在幾千倍以上。 3.輸出級(jí)輸出級(jí) 輸出級(jí)應(yīng)具有較大的電壓輸出幅度、較高的輸出輸出級(jí)應(yīng)具有較大的電壓輸出幅度、較高的輸出功率和較低的輸出電阻，一般采用甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率和較低的輸出電阻，一般采用甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱放大電路。放大電路。 4.偏置電路偏置電路 偏置電路提供給各級(jí)直流偏置電流，使之獲得合偏置電路提供給各級(jí)直流偏置電流，使之獲得合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。它由各種電流源電路組成。此外適的靜態(tài)工作點(diǎn)。它由各種電流源電路組成。此外還有一些輔助環(huán)節(jié)，如電平移動(dòng)電路、過載保護(hù)電路還有一些輔助環(huán)節(jié)，如電平移動(dòng)電路、過載保護(hù)電路以及高頻補(bǔ)償環(huán)節(jié)等。以及高頻補(bǔ)償環(huán)節(jié)等。指輸入信號(hào)電壓為零時(shí)，輸出電壓發(fā)生指輸

50、入信號(hào)電壓為零時(shí)，輸出電壓發(fā)生 緩慢地、無(wú)規(guī)則地變化的現(xiàn)象。緩慢地、無(wú)規(guī)則地變化的現(xiàn)象。參數(shù)隨溫度變化、電源電壓參數(shù)隨溫度變化、電源電壓 波動(dòng)、電路元件參數(shù)的變化。波動(dòng)、電路元件參數(shù)的變化。uotO第二節(jié)第二節(jié) 差分放大電路差分放大電路 直接影響對(duì)輸入信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。直接影響對(duì)輸入信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。 嚴(yán)重時(shí)，由于后級(jí)放大電路的放大作用，可能淹沒有嚴(yán)重時(shí)，由于后級(jí)放大電路的放大作用，可能淹沒有效信號(hào)電壓，無(wú)法分辨是有效信號(hào)電壓還是漂移電壓。效信號(hào)電壓，無(wú)法分辨是有效信號(hào)電壓還是漂移電壓。差動(dòng)差動(dòng)放大電路放大電路 (差分差分式放大電路式放大電路) -是抑制零點(diǎn)漂移最有效的

51、電路結(jié)構(gòu)。是抑制零點(diǎn)漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。第二節(jié)第二節(jié) 差分放大電路差分放大電路 電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，在理想的情況下，兩管的特性及電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，在理想的情況下，兩管的特性及對(duì)應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。對(duì)應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。兩管特性相同，兩管特性相同，靜態(tài)工作點(diǎn)相同靜態(tài)工作點(diǎn)相同左右對(duì)稱。左右對(duì)稱。一、基本差分放大電路一、基本差分放大電路1.電路組成及特點(diǎn)電路組成及特點(diǎn) 靜態(tài)時(shí)，即靜態(tài)時(shí)，即ui1=ui2=0時(shí)，放大電路處于靜態(tài)。時(shí)，放大電路處于靜態(tài)。由于電路完全對(duì)稱，兩三極管集電極電位由于電路完全對(duì)稱，兩三極管集電極電位Uc1=Uc2，則輸出電壓則輸出電壓Uo=Uc1-Uc2=0。 當(dāng)溫度變化

52、時(shí)，兩三極管集電極電流當(dāng)溫度變化時(shí)，兩三極管集電極電流Ic1和和Ic2同時(shí)增加，集電極電位同時(shí)增加，集電極電位Uc1和和Uc2同時(shí)下降，同時(shí)下降，且且Uc1=Uc2,uo=(Uc1+Uc1)-(Uc2+Uc2)=0，故輸出端沒有零點(diǎn)漂移，這就是差分放大電路故輸出端沒有零點(diǎn)漂移，這就是差分放大電路抑制零點(diǎn)漂移的基本原理。抑制零點(diǎn)漂移的基本原理。 2.零點(diǎn)漂移的抑制零點(diǎn)漂移的抑制3.差模信號(hào)與差模放大倍數(shù)差模信號(hào)與差模放大倍數(shù)（）兩個(gè)差模信號(hào)分別用兩個(gè)差模信號(hào)分別用uid1和和uid2表示，表示，uid1=-uid2。ui1=uid1,ui2=uid2=-uid1差模輸入電壓差模輸入電壓uid=u

53、id1-uid2=2uid1=-2uid2差模輸出電壓差模輸出電壓uod=uc1-uc2=2uc1差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù) u2u1id1c1id2id1c2c1idodud22AAuuuuuuuuA4.共模信號(hào)與共模放大倍數(shù)：共模信號(hào)與共模放大倍數(shù)：大小相等、極性相同大小相等、極性相同ui1=ui2=uic 在共模信號(hào)作用下，在共模信號(hào)作用下，由于電路完全對(duì)稱，由于電路完全對(duì)稱，輸出電壓輸出電壓uoc=00ocucicuAu(Common Mode Rejection Ratio)uCudCMRAAK KCMR越大，說明差放分辨越大，說明差放分辨差模信號(hào)的能力越強(qiáng)，而抑制差模信號(hào)的能

54、力越強(qiáng)，而抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。5. 共模抑制比共模抑制比kCMR二、典型差分放大電路二、典型差分放大電路1.電路組成電路組成RRRRVTVTRUUEECCc1b1b2c2e+_ui1+_+_ui2uo+_12 電路由兩個(gè)對(duì)稱電路由兩個(gè)對(duì)稱的共射電路通過公共的共射電路通過公共的發(fā)射極電阻的發(fā)射極電阻Re相耦相耦合，故又稱為射極耦合，故又稱為射極耦合差分放大電路。電合差分放大電路。電路由正負(fù)電源供電。路由正負(fù)電源供電。穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個(gè)管子的漂移穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個(gè)管子的漂移UEE：用于補(bǔ)償用于補(bǔ)償Re上的壓降，以使上的壓降，以使VT1、VT2獲得合適的工作點(diǎn)。獲

55、得合適的工作點(diǎn)。第三節(jié)第三節(jié) 集成運(yùn)算放大器的分類及主要參數(shù)集成運(yùn)算放大器的分類及主要參數(shù)一、集成運(yùn)算放大器的分類一、集成運(yùn)算放大器的分類 集成運(yùn)算放大器是電子技術(shù)領(lǐng)域中的一種最基本集成運(yùn)算放大器是電子技術(shù)領(lǐng)域中的一種最基本的放大元件，在自動(dòng)控制、測(cè)量技術(shù)、家用電器等的放大元件，在自動(dòng)控制、測(cè)量技術(shù)、家用電器等多種領(lǐng)域中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。多種領(lǐng)域中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 國(guó)產(chǎn)集成運(yùn)算放大器有通用型和特殊型兩大類。國(guó)產(chǎn)集成運(yùn)算放大器有通用型和特殊型兩大類。（1）通用型）通用型 通用型有通用通用型有通用1型（低增益），通用型（低增益），通用2型（中增益），型（中增益），通用通用3型（高增益）三型（高增益）三

56、類。類。（2）特殊型）特殊型 特殊型有高精度型、高阻抗型、高速型、高壓型、特殊型有高精度型、高阻抗型、高速型、高壓型、低功耗型及大功率型等。低功耗型及大功率型等。 通用型的指標(biāo)比較均衡全面，適用于一般電路；通用型的指標(biāo)比較均衡全面，適用于一般電路；特殊型的指標(biāo)大多數(shù)有一項(xiàng)指標(biāo)非常突出，它是為滿足特殊型的指標(biāo)大多數(shù)有一項(xiàng)指標(biāo)非常突出，它是為滿足某些專用的電路需要而設(shè)計(jì)的。某些專用的電路需要而設(shè)計(jì)的。 1 開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod 當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，輸出開路時(shí)的輸出當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，輸出開路時(shí)的輸出電壓電壓uO與輸入端的差模輸入電壓與輸入端的差模輸入電壓uid

57、=(u+-u-)的比值稱為的比值稱為開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod。 2 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓uiO及輸入失調(diào)電壓溫度系數(shù)及輸入失調(diào)電壓溫度系數(shù)auiO 為使運(yùn)放輸出電壓為零，在輸入端之間所加的補(bǔ)償為使運(yùn)放輸出電壓為零，在輸入端之間所加的補(bǔ)償電壓，稱為輸入失調(diào)電壓電壓，稱為輸入失調(diào)電壓uiO。 auiO是指在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓胡隨隨溫是指在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓胡隨隨溫度的變化率，即度的變化率，即 一般集成運(yùn)放的一般集成運(yùn)放的auiO小于小于 。 3 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流Iio及輸入失調(diào)電流溫度系數(shù)及輸入失調(diào)電流溫度系數(shù)aIIo 當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，集成運(yùn)

58、放兩輸入端靜態(tài)電流之當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，集成運(yùn)放兩輸入端靜態(tài)電流之差，稱為輸入失調(diào)電流差，稱為輸入失調(diào)電流Iio，即，即Iio=IB+-IB-，Iio愈小愈好。愈小愈好。二、集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)二、集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)(1020) V/ C 4 共模抑制比共模抑制比KCMR 其定義同差動(dòng)放大電路。若用分貝數(shù)表示時(shí)，集成其定義同差動(dòng)放大電路。若用分貝數(shù)表示時(shí)，集成運(yùn)算的共模抑制比運(yùn)算的共模抑制比KCMR通常在通常在80180dB之間。之間。 5 輸入偏置電流輸入偏置電流IIB 當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，集成運(yùn)放兩輸入端的靜態(tài)電流當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，集成運(yùn)放兩輸入端的靜態(tài)電流IB+和和IB-的平均值，

59、稱為輸入偏置電流的平均值，稱為輸入偏置電流IIB，即，即 ，這個(gè)，這個(gè)電流也是愈小愈好，典型值為幾百納安。電流也是愈小愈好，典型值為幾百納安。 6 差模輸入電阻差模輸入電阻rid和輸出電阻和輸出電阻rod 7 最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓Uidmax 指集成運(yùn)放對(duì)共模信號(hào)具有很強(qiáng)的抑制性能，但這指集成運(yùn)放對(duì)共模信號(hào)具有很強(qiáng)的抑制性能，但這個(gè)性能必須在規(guī)定的共模輸入電壓范圍之內(nèi)，若共個(gè)性能必須在規(guī)定的共模輸入電壓范圍之內(nèi)，若共模輸入電壓超出模輸入電壓超出Uidmax,則集成運(yùn)放輸入級(jí)就會(huì)擊穿則集成運(yùn)放輸入級(jí)就會(huì)擊穿而損壞。而損壞。8 最大共模輸入電壓最大共模輸入電壓Uidmax 集成運(yùn)放對(duì)共

60、模信號(hào)具有很強(qiáng)的抑制性能，但這個(gè)集成運(yùn)放對(duì)共模信號(hào)具有很強(qiáng)的抑制性能，但這個(gè)性能必須在規(guī)定的共模輸入電壓范圍之內(nèi)，若共模輸入性能必須在規(guī)定的共模輸入電壓范圍之內(nèi)，若共模輸入電壓超出電壓超出Uidmax，集成運(yùn)放的輸入級(jí)就會(huì)不正常，集成運(yùn)放的輸入級(jí)就會(huì)不正常，KCMR將顯著下降。將顯著下降。 9 最大輸出電壓幅度最大輸出電壓幅度Uopp 指能使輸出電壓與輸入電壓保持不失真關(guān)系的最大指能使輸出電壓與輸入電壓保持不失真關(guān)系的最大輸出電壓。輸出電壓。 10 靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗Pco 指不接負(fù)載且輸入信號(hào)為零時(shí)，集成運(yùn)放本身所消指不接負(fù)載且輸入信號(hào)為零時(shí)，集成運(yùn)放本身所消耗的電源總功率。耗的電源總功率。P