模擬電子論文實(shí)訓(xùn)論文說(shuō)明書(shū)

1、 .PAGE21 / NUMPAGES22編號(hào)：模擬電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)（論文）說(shuō)明書(shū) 院 （系）： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 學(xué)生：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：2009年 1月7日摘 要模擬電子技術(shù)是一門研究對(duì)仿真信號(hào)進(jìn)行處理的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/635021.htm t _blank 模擬電路的學(xué)科。它以半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管和場(chǎng)效應(yīng)管為關(guān)鍵電子器件，包括功率放大電路、運(yùn)算放大電路、反饋放大電路、信號(hào)運(yùn)算與處理電路、信號(hào)產(chǎn)生電路、電源穩(wěn)壓電路等研究方向集成運(yùn)算放大器,簡(jiǎn)稱 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1687414.htm

2、 t _blank 集成運(yùn)放，是由多級(jí)直接耦合 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1004244.htm t _blank 放大電路組成的高增益 HYPERLINK :/baike.baidu /view/351595.htm t _blank 模擬集成電路。它的增益高，輸入電阻大，輸出電阻低，共模抑制比高，失調(diào)與飄移小，而且還具有輸入電壓為零時(shí)輸出電壓亦為零的特點(diǎn)，適用于正，負(fù)兩種極性信號(hào)的輸入和輸出。 認(rèn)識(shí)放大，放大倍數(shù)，輸入電阻和輸出電阻，下限頻率、上限頻率和通頻帶，差模信號(hào)和共模信號(hào)，差模放大倍數(shù)和共模放大倍數(shù)，共模抑制比，電壓傳輸特性，理想運(yùn)放，反饋，負(fù)反饋

3、和正反饋，虛短和虛斷。 了解反相、同相、差分比例運(yùn)算電路，反相、同相求和運(yùn)算電路，加減運(yùn)算電路，積分運(yùn)算電路和微分運(yùn)算，電路單限比較器。 最后要懂得運(yùn)算電路和電壓比較器的識(shí)別方法，運(yùn)算電路運(yùn)算關(guān)系的分析方法，電壓比較器電壓輸送特性的求解方法。關(guān)鍵字：、集成運(yùn)算放大器 模擬電子技術(shù) 差分比例運(yùn)算電路目 錄摘 要1引言4第一章 放大器的基礎(chǔ)知識(shí) 411 放大器的簡(jiǎn)述4111 放大器原理412 集成運(yùn)放的基本知識(shí)與應(yīng)用5121 零點(diǎn)漂移5122 差動(dòng)放大電路5123 長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路6124 集成運(yùn)放的組成7125 集成運(yùn)放的性能指標(biāo)7126 低頻等效電路7127 理想集成運(yùn)放7128 集成運(yùn)放工

4、作在線性區(qū)8129 集成運(yùn)放工作在非線性工作區(qū)81210運(yùn)放的供電813 三極管放大電路的基本原理9131三極管的結(jié)構(gòu)和分類9132三極管的電流放大作用10133三極管的放大原理10134三極管的輸入輸出特性10第二章 模擬設(shè)計(jì)原理與其工作1121 PCB板設(shè)計(jì)原理工作112.1.1做板簡(jiǎn)述112.1.1.1 化銀板122.1.1.2 osp板122.1.1.3化錫板122.1.1.4化金板122.1.1.5 噴錫板122.1.2 PCB板制作要求122.1.2.1焊盤與孔徑122.1.2.2 敷銅1322三極管設(shè)計(jì)原理圖與其工作原理132.2.1電源指示燈132.2.2同相比例運(yùn)算放大器14

5、2.2.3反向比例運(yùn)算放大器1423 三極管設(shè)計(jì)原理與其工作152.3.1 三極管簡(jiǎn)述152.3.2三極管放大原理圖162.3.3 三極管放大PCB17總 結(jié)18辭19參考文獻(xiàn) 20引言放大是最基本的模擬信號(hào)處理功能，它是通過(guò)放大電路實(shí)現(xiàn)的，大多數(shù)模擬電子系統(tǒng)中都應(yīng)用了不同類型的放大電路。放大電路也是構(gòu)成其他模擬電路，如：濾波，振蕩，穩(wěn)壓等功能電路的基本單元電路。第一章 放大器的基礎(chǔ)知識(shí)本章主要講放大器的技術(shù)指標(biāo)，集成運(yùn)放的基本知識(shí)與應(yīng)用，三極管放大電路的基本原理。11 放大器的技術(shù)指標(biāo)光纖放大器不但可對(duì)光信號(hào)進(jìn)行直接放大，同時(shí)還具有實(shí)時(shí)、高增益、寬帶、在線、低噪聲、低損耗的全光放大功能，是新

6、一代 HYPERLINK :/baike.baidu /view/565769.htm t _blank 光纖通信系統(tǒng)中必不可少的關(guān)鍵器件；由于這項(xiàng)技術(shù)不僅解決了衰減對(duì)光網(wǎng)絡(luò)傳輸速率與距離的限制，更重要的是它開(kāi)創(chuàng)了1550nm頻段的波分復(fù)用，從而將使超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離的波分復(fù)用（WDM）、密集波分復(fù)用（DWDM）、全光傳輸、光孤子傳輸?shù)瘸蔀楝F(xiàn)實(shí)，是光纖通信發(fā)展史上的一個(gè)劃時(shí)代的里程碑。在目前實(shí)用化的光纖放大器中主要有摻鉺光纖放大器（EDFA）、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/19928.htm t _blank 半導(dǎo)體光放大器（SOA）和光纖拉曼放大器（F

7、RA）等，其中摻鉺光纖放大器以其優(yōu)越的性能現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)距離、大容量、高速率的光纖通信系統(tǒng)、接入網(wǎng)、光纖CATV網(wǎng)、軍用系統(tǒng)（雷達(dá)多路數(shù)據(jù)復(fù)接、數(shù)據(jù)傳輸、制導(dǎo)等）等領(lǐng)域，作為功率放大器、中繼放大器和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/951639.htm t _blank 前置放大器。光纖放大器一般都由增益介質(zhì)、泵浦光和輸入輸出耦合結(jié)構(gòu)組成。目前光纖放大器主要有摻鉺光纖放大器、半導(dǎo)體光放大器和光纖拉曼放大器三種，根據(jù)其在光纖網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，光纖放大器主要有三種不同的用途：在發(fā)射機(jī)側(cè)用作功率放大器以提高發(fā)射機(jī)的功率；在接收機(jī)之前作光預(yù)放大器以極提高 HYPERLINK

8、:/baike.baidu /view/742937.htm t _blank 光接收機(jī)的靈敏度；在光纖傳輸線路中作中繼放大器以補(bǔ)償光纖傳輸損耗，延長(zhǎng)傳輸距離。111能把輸入訊號(hào)的電壓或功率放大的裝置，由電子管或晶體管、電源變壓器和其他電器元件組成。用在通訊、廣播、雷達(dá)、電視、自動(dòng)控制等各種裝置中。原理:高頻 HYPERLINK :/baike.baidu /view/70018.htm t _blank 功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)，作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過(guò) HYPERLINK :/baike.baidu /view/43104.htm t _blan

9、k 天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域的接收機(jī)可以接收到滿意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。12 集成運(yùn)放的基本知識(shí)與應(yīng)用 HYPERLINK :/ ed-china /SEARCH/ART/%D4%CB%CB%E3%B7%C5%B4%F3%C6%F7.HTM 運(yùn)算放大器(簡(jiǎn)稱“ HYPERLINK :/ ed-china /SEARCH/ART/%D4%CB%B7%C5.HTM 運(yùn)放”)的作用是調(diào)節(jié)和放大模擬信號(hào)。常見(jiàn)的應(yīng)用包括數(shù)字示波器和自動(dòng)測(cè)試裝置、視頻和圖像計(jì)算機(jī)板卡、醫(yī)療儀器、電視廣播設(shè)備、航行器用顯示器和航空運(yùn)輸控制系統(tǒng)、汽車傳感器、計(jì)算機(jī)工作站和無(wú)線基站。 121：零點(diǎn)漂移

10、 零點(diǎn)漂移可描述為：輸入電壓為零，輸出電壓偏離零值的變化。零點(diǎn)漂移是怎樣形成的： 運(yùn)算放大器均是采用直接耦合的方式，我們知道直接耦合式放大電路的各級(jí)的Q點(diǎn)是相互影響的，由于各級(jí)的放大作用，第一級(jí)的微弱變化，會(huì)使輸出級(jí)產(chǎn)生很大的變化。當(dāng)輸入短路時(shí)（由于一些原因使輸入級(jí)的Q點(diǎn)發(fā)生微弱變化 象：溫度），輸出將隨時(shí)間緩慢變化，這樣就形成了零點(diǎn)漂移。 產(chǎn)生零漂的原因是：晶體三極管的參數(shù)受溫度的影響。解決零漂最有效的措施是：采用差動(dòng)電路。 122：差動(dòng)放大電路 1、差動(dòng)放大電路的基本形式 基本形式對(duì)電路的要：兩個(gè)電路的參數(shù)完全對(duì)稱兩個(gè)管子的溫度特性也完全對(duì)稱。 它的工作原理是：當(dāng)輸入信號(hào)Ui=0時(shí)，則兩管

11、的電流相等，兩管的集點(diǎn)極電位也相等，所以輸出電壓Uo=UC1-UC2=0。溫度上升時(shí)，兩管電流均增加，則集電極電位均下降，由于它們處于同一溫度環(huán)境，因此兩管的電流和電壓變化量均相等，其輸出電壓仍然為零。 它的放大作用（輸入信號(hào)有兩種類型） （1）共模信號(hào)與共模電壓的放大倍數(shù) Auc 共模信號(hào)在差動(dòng)放大管T1和T2的基極接入幅度相等、極性一樣的信號(hào)。共模信號(hào)的作用，對(duì)兩管的作用是同向的，將引起兩管電流同量的增加，集電極電位也同量減小，因此兩管集電極輸出共模電壓Uoc為零。因此：。 于是差動(dòng)電路對(duì)稱時(shí)，對(duì)共模信號(hào)的抑制能力強(qiáng) （2）差模信號(hào)與差模電壓放大倍數(shù) Aud 差模信號(hào)在差動(dòng)放大管T1和T2

12、的基極分別加入幅度相等而極性相反的信號(hào)。 差模信號(hào)的作用，由于信號(hào)的極性相反，因此T1管集電極電壓下降，T2管的集電極電壓上升，且二者的變化量的絕對(duì)值相等，因此： 此時(shí)的兩管基極的信號(hào)為： 所以：，由此我們可以看出差動(dòng)電路的差模電壓放大倍數(shù)等于單管電壓的放大倍數(shù)?；静顒?dòng)電路存在如下問(wèn)題： 電路難于絕對(duì)對(duì)稱，因此輸出仍然存在零漂；管子沒(méi)有采取消除零漂的措施，有時(shí)會(huì)使電路失去放大能力；它要對(duì)地輸出，此時(shí)的零漂與單管放大電路一樣。為此我們要學(xué)習(xí)另一種差動(dòng)放大電路長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路 123：長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路 它又被稱為射極耦合差動(dòng)放大電路，如右圖所示：圖中的兩個(gè)管子通過(guò)射極電阻Re和Uee耦合。集

13、成運(yùn)放一些指標(biāo) (1)靜態(tài)工作點(diǎn) 靜態(tài)時(shí)，輸入短路，由于流過(guò)電阻Re的電流為IE1和IE2之和，且電路對(duì)稱，IE1=IE2，因此： (2)對(duì)共模信號(hào)的抑制作用 在這里我們只學(xué)習(xí)共模信號(hào)對(duì)長(zhǎng)尾電路中的Re的作用。由于是同向變化的，因此流過(guò)Re的共模信號(hào)電流是Ie1+Ie2=2Ie，對(duì)每一管來(lái)說(shuō)，可視為在射極接入電阻為2Re。它的共模放大倍數(shù)為： （用第二章學(xué)的方法求得）由此式我們可以看出Re的接入，使每管的共模放大倍數(shù)下降了很多（對(duì)零漂具有很強(qiáng)的抑制作用） (3)對(duì)差模信號(hào)的放大作用 差模信號(hào)引起兩管電流的反向變化（一管電流上升，一管電流下降），流過(guò)射極電阻Re的差模電流為Ie1-Ie2，由于電

14、路對(duì)稱，所以流過(guò)Re的差模電流為零，Re上的差模信號(hào)電壓也為零，因此射極視為地電位，此處“地”稱為“虛地”。因此差模信號(hào)時(shí)，Re不產(chǎn)生影響。 由于Re對(duì)差模信號(hào)不產(chǎn)生影響，故雙端輸出的差模放大倍數(shù)仍為單管放大倍數(shù)： (4)共模抑制比(CMRR)我們一般用共模抑制比來(lái)衡量差動(dòng)放大電路性能的優(yōu)劣。CMRR定義如下：它的值越大，表明電路對(duì)共模信號(hào)的抑制能力越好。 有時(shí)還用對(duì)數(shù)的形式表示共模抑制比，即：，其中為差模增益。CMR的單位為：分貝 （dB） (5)一般輸入信號(hào)情況 如果差動(dòng)電路的輸入信號(hào)，即不是共模也不是差模信號(hào)時(shí)：我們要把輸入信號(hào)分解為一對(duì)共模信號(hào)和一對(duì)差模信號(hào)，它們共同作用在差動(dòng)電路的輸

15、入端。124：集成運(yùn)放的組成 它由四部分組成：1、偏置電路； 2、輸入級(jí)：為了抑制零漂，采用差動(dòng)放大電路 3、中間級(jí)：為了提高放大倍數(shù)，一般采用有源負(fù)載的共射放大電路。 4、輸出級(jí)：為了提高電路驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力，一般采用互補(bǔ)對(duì)稱輸出級(jí)電路 125：集成運(yùn)放的性能指標(biāo) 1、開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù) Aod它是指集成運(yùn)放在無(wú)外加反饋回路的情況下的差模電壓的放大倍數(shù)。 2、最大輸出電壓 Uop-p它是指一定電壓下，集成運(yùn)放的最大不失真輸出電壓的峰-峰值。3、差模輸入電阻rid它的大小反映了集成運(yùn)放輸入端向差模輸入信號(hào)源索取電流的大小。要求它愈大愈好。 4、輸出電阻 rO它的大小反映了集成運(yùn)放在小信號(hào)輸出時(shí)

16、的負(fù)載能力。 5、共模抑制比 CMRR它放映了集成運(yùn)放對(duì)共模輸入信號(hào)的抑制能力，其定義同差動(dòng)放大電路。CMRR越大越好。 126：低頻等效電路 在電路中集成運(yùn)放作為一個(gè)完整的獨(dú)立的器件來(lái)對(duì)待。于是在分析、計(jì)算時(shí)我們用等效電路來(lái)代替集成運(yùn)放。 由于集成運(yùn)放主要用于頻率不高的場(chǎng)合，因此我們只學(xué)習(xí)低頻率時(shí)的等效電路。 右圖所示為集成運(yùn)放的符號(hào)，它有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。 其中：標(biāo)有的為同相輸入端(輸出電壓的相位與該輸入電壓的相位一樣) 標(biāo)有的為反相輸入端(輸出電壓的相位與該輸入電壓的相位相反) 127：理想集成運(yùn)放一般我們是把集成運(yùn)放視為理想的（將集成運(yùn)放的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)理想化） 開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)：

17、 輸入電阻： 輸入偏置電流： 共模抑制比： 輸出電阻： -3dB帶寬： 無(wú)干擾無(wú)噪聲 失調(diào)電壓、失調(diào)電流 與它們的溫漂均為零 128：集成運(yùn)放工作在線性區(qū)的特性 當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性放大區(qū)時(shí)的條件是： (1) (2) 注：(1)即:同相輸入端與反相輸入端的電位相等，但不是短路。我們把滿足這個(gè)條件稱為虛短 (2)即:理想運(yùn)放的輸入電阻為,因此集成運(yùn)放輸入端不取電流。 我們?cè)谟?jì)算電路時(shí)，只要是線性應(yīng)用，均可以應(yīng)用以上的兩個(gè)結(jié)論，因此我們要掌握好！ 當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，它的輸入、輸出的關(guān)系式為： 129：集成運(yùn)放工作在非線性工作區(qū) 當(dāng)集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)的條件是：集成運(yùn)放在非線性工作區(qū)一般

18、是開(kāi)環(huán)運(yùn)用或加正反饋。它的輸入輸出關(guān)系是： 它的輸出電壓有兩種形態(tài)：（1）當(dāng)時(shí)， （2）當(dāng)時(shí)， 它的輸入電流仍為零（因?yàn)椋┘矗?集成運(yùn)放工作在不同區(qū)域時(shí)，近似條件不同，我們?cè)诜治黾蛇\(yùn)放時(shí)，應(yīng)先判斷它工作在什麼區(qū)域，然后再用上述公式對(duì)集成運(yùn)放進(jìn)行分析、計(jì)算。1210運(yùn)放的供電第一款單片運(yùn)放正常工作所需的電源電壓圍為15V。如今，由于電路速度的提高和采用低功率電源(如電池)供電，運(yùn)放的電源正在向低電壓方向發(fā)展。 盡管運(yùn)放的電壓規(guī)格通常被指定為對(duì)稱的兩極電壓(如15 V)，但是這些電壓卻不一定要對(duì)稱電壓或兩極電壓。對(duì)運(yùn)放而言，只要輸入端被偏置在有源區(qū)域(即在共模電壓圍)，那么15V的電源就相當(dāng)于+

19、30V/0V電源，或者+20V/10V電源。運(yùn)放沒(méi)有接地引腳，除非在單電源供電應(yīng)用中把負(fù)電壓軌接地。運(yùn)放電路的任何器件都不需要接地。 高速電路的輸入電壓擺幅小于低速器件。器件的速度越高，其幾何形狀就越小，這意味著擊穿電壓就越低。由于擊穿電壓較低，器件就必須工作在較低電源電壓下。 如今，運(yùn)放的擊穿電壓一般為7V左右，因此高速運(yùn)放的電源電壓一般為5V，它們也能工作在+5V的單電源電壓下。 對(duì)通用運(yùn)放來(lái)說(shuō)，電源電壓可以低至+1.8V。這類運(yùn)放由單電源供電，但這不一定意味必須采用低電源電壓。單電源電壓和低電壓這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)是兩個(gè)相關(guān)而獨(dú)立的概念。 13 三極管放大電路的基本原理三極管是電流放大器件，有三個(gè)

20、極，分別叫做集電極C，基極B，發(fā)射極E。分成NPN和PNP兩種。我們僅以NPN三極管的共發(fā)射極放大電路為例來(lái)說(shuō)明一下三極管放大電路的基本原理。131三極管的結(jié)構(gòu)和分類 其共同特征就是具有三個(gè)電極，這就是“三極管”簡(jiǎn)稱的來(lái)歷。通俗來(lái)講，三極管部為由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的三層結(jié)構(gòu)，根據(jù)分層次序分為NPN型和PNP型兩大類。 上述三層結(jié)構(gòu)即為三極管的三個(gè)區(qū), 中間比較薄的一層為基區(qū)，另外兩層同為N型或P型，其中尺寸相對(duì)較小、多數(shù)載流子濃度相對(duì)較高的一層為發(fā)射區(qū)，另一層則為集電區(qū)。三極管的這種部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是三極管能夠起放大作用的部條件。 三個(gè)區(qū)各自引出三個(gè)電極，分別為基極（b） 、發(fā)射極（e）和

21、集電極（c）。 如圖b所示，三層結(jié)構(gòu)可以形成兩個(gè)PN結(jié)，分別稱為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)。三極管符號(hào)中的箭頭方向就是表示發(fā)射結(jié)的方向。 三極管部結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)具有單向?qū)щ娦缘腜N結(jié)，因此當(dāng)然可以用作開(kāi)關(guān)元件，但同時(shí)三極管還是一個(gè)放大元件，正是它的出現(xiàn)促使了電子技術(shù)的飛躍發(fā)展。 132 三極管的電流放大作用 直流電壓源Vcc應(yīng)大于Vbb，從而使電路滿足放大的外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電極反向偏置。改變可調(diào)電阻Rb，基極電流IB，集電極電流Ic 和發(fā)射極電流IE都會(huì)發(fā)生變化，由測(cè)量結(jié)果可以得出以下結(jié)論： （1） IE IB IC （2） IC IB ? （3） IC IB ? 由上可見(jiàn)，三極管是一種具有電流

22、放大作用的模擬器件。 133三極管的放大原理 以下用NPN三極管為例說(shuō)明其部載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律和電流放大 原理， 1、發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子：由于發(fā)射結(jié)處于正向偏置，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（自由電子）不斷擴(kuò)散到基區(qū)，并不斷從電源補(bǔ)充進(jìn)電子，形成發(fā)射極電流IE。 2、電子在基區(qū)擴(kuò)散和復(fù)合：由于基區(qū)很薄，其多數(shù)載流子（空穴）濃度很低，所以從發(fā)射極擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子只有很少部分可以和基區(qū)空穴復(fù)合，形成比較小的基極電流IB，而剩下的絕大部分電子都能擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣。 3、集電區(qū)收集從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子：由于集電結(jié)反向偏置，可將從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)并到達(dá)集電區(qū)邊緣的電子拉入集電區(qū)，從而形成較大的集電極電流IC。 13

23、4 三極管的輸入輸出特性 三極管的輸入特性是指當(dāng)集-射極電壓UCE為常數(shù)時(shí)，基極電流IB與基-射極電壓UBE之間的關(guān)系曲線。 對(duì)硅管而言，當(dāng)UCE超過(guò)1V時(shí)，集電結(jié)已經(jīng)達(dá)到足夠反偏，可以把從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的電子中的絕大部分拉入集電區(qū)。如果此時(shí)再增大UCE ，只要UBE保持不變（從發(fā)射區(qū)發(fā)射到基區(qū)的電子數(shù)就一定）， IB也就基本不變。就是說(shuō)，當(dāng)UCE超過(guò)1V后的輸入特性曲線基本上是重合的。 由圖可見(jiàn)，和二極管的伏安特性一樣，三極管的輸入特性也有一段死區(qū)，只有當(dāng)UBE大于死區(qū)電壓時(shí)，三極管才會(huì)出現(xiàn)基極電流IB。通常硅管的死區(qū)電壓約為0.5V，鍺管約為0.1V。在正常工作情況下，NPN型硅管的發(fā)射

24、結(jié)電壓UBE為0.60.7V，PNP型鍺管的發(fā)射結(jié)電壓UBE為-0.2 -0.3V。 三極管的輸出特性是指當(dāng)基極電流IB一定時(shí)，集電極電流IC與集-射極電壓UCE之間的關(guān)系曲線。在不同的IB下，可得出不同的曲線，所以三極管的輸出特性是一組曲線。通常把輸出特性曲線分為三個(gè)工作區(qū)： 1、放大區(qū)：輸出特性曲線的近于水平部分是放大區(qū)。在放大區(qū), IC IB ?,由于在不同IB下電流放大系數(shù)近似相等，所以放大區(qū)也稱為線性區(qū)。三級(jí)管要工作在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)必須處于正向偏置，集電結(jié)則應(yīng)處于反向偏置，對(duì)硅管而言應(yīng)使UBE0，UBC0。 2、截止區(qū)： IB 0的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。實(shí)際上，對(duì)NPN硅管而言，

25、當(dāng)UBE0.5V時(shí)即已開(kāi)始截止，但是為了使三極管可靠截止，常使UBE0V，此時(shí)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于反向偏置。 3、飽和區(qū)：輸出特性曲線的陡直部分是飽和區(qū)，此時(shí)IB的變化對(duì) IC的影響較小，放大區(qū)的?不再適用于飽和區(qū) 。在飽和區(qū)， UCEUBE，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向偏置。第二章 模擬設(shè)計(jì)原理與其工作2.1.1做板簡(jiǎn)述2.1.1.1 化銀板真空包裝前后之存放條件:溫度300C,相對(duì)濕度60%.真空包裝后壽命半年一年.化銀板儲(chǔ)存超過(guò)六個(gè)月時(shí),通常拆封后即可組裝,但為了避免板材儲(chǔ)藏濕氣造成爆板,可以烘烤方式來(lái)去除板濕氣,烘烤條件為1200C,1小時(shí).(最長(zhǎng)時(shí)間不要超過(guò)2小時(shí)),使用乾凈清潔之專用烤

26、箱,且化銀板最上下一面需先以鋁箔紙覆蓋,以避免銀面氧化或有介電質(zhì)吸附污染.2.1.1.2 osp板 真空包裝前后之存放條件:溫度20300C,相對(duì)濕度50%.真空包裝后壽命3個(gè)月一年.儲(chǔ)存時(shí)間超過(guò)六個(gè)月時(shí),通常拆封后即可組裝,但為了避免板材儲(chǔ)藏濕氣造成爆板,可以烘烤方式來(lái)去除板濕氣,烘烤條件為1101200C,1小時(shí).(最長(zhǎng)時(shí)間不要超過(guò)1.5小時(shí)).2.1.1.3化錫板真空包裝前后之存放條件:溫度250C,相對(duì)濕度65%.真空包裝后壽命一年.成品后一般不可以烘烤.一次IR后2天要使用完畢.2.1.1.4化金板真空包裝前后之存放條件:溫度300C,相對(duì)濕度60%.真空包裝后壽命半年.儲(chǔ)存時(shí)間超過(guò)

27、六個(gè)月時(shí),通常拆封后即可組裝,但為了避免板材儲(chǔ)藏濕氣造成爆板,可以烘烤方式來(lái)去除板濕氣,烘烤條件為1200C,1小時(shí).(最長(zhǎng)時(shí)間不要超過(guò)2小時(shí)).2.1.1.5 噴錫板真空包裝前后之存放條件:溫度250C,相對(duì)濕度60%.真空包裝后壽命一年.儲(chǔ)存時(shí)間超過(guò)六個(gè)月時(shí),通常拆封后即可組裝,但為了避免板材儲(chǔ)藏濕氣造成爆板,可以烘烤方式來(lái)去除板濕氣,烘烤條件為1200C,1小時(shí).(最長(zhǎng)時(shí)間不要超過(guò)1.5小時(shí)).2.1.2 PCB板制作要求2.1.2.1焊盤與孔徑在保證布線最小間距不違反設(shè)計(jì)的電氣間距的情況下,焊盤的設(shè)計(jì)應(yīng)較大,以保證足夠的環(huán)寬。一般焊盤的孔要比元器件的引線直徑稍微大一點(diǎn),設(shè)計(jì)過(guò)大,容易在

28、焊接中形成虛焊。焊盤外徑D 一般不小于(d+1.2)mm,其中d為焊盤孔徑,對(duì)于一些密度比較大的PCB ,焊盤的最小值可以取(d+1.0) mm。焊盤的形狀通常設(shè)置為圓形,但是對(duì)于DIP封裝的集成電路的焊盤最好采用跑道形,這樣可以在有限的空間增大焊盤的面積,有利于集成電路的焊接。布線與焊盤的連接應(yīng)平滑過(guò)渡,即當(dāng)布線進(jìn)入圓焊盤的寬度較圓焊盤的直徑小時(shí),應(yīng)采用補(bǔ)淚滴設(shè)計(jì)。 需要注意的是,焊盤孔徑d的大小是不同的,應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際元器件引線直徑的大小加以考慮,如元件孔、安裝孔和槽孔等。而焊盤的孔距也要根據(jù)實(shí)際元器件的安裝方式進(jìn)行考慮,如電阻、二極管、管狀電容器等元件有“立式”、“臥式”兩種安裝方式,這兩

29、種方式的孔距是不同的。此外,焊盤孔距的設(shè)計(jì)還要考慮元器件之間的最小間隙要求,特別是特殊元器件之間的間隙需要由焊盤間的孔距來(lái)保證。 在高頻PCB中,還要盡量減少過(guò)孔的數(shù)量,這樣既可減少分布電容,又能增加PCB的機(jī)械強(qiáng)度?？傊?在高頻PCB的設(shè)計(jì)中,焊盤與其形狀、孔徑與孔距的設(shè)計(jì)既要考慮其特殊性,又要滿足生產(chǎn)工藝的要求。采用規(guī)化的設(shè)計(jì),既可降低產(chǎn)品成本,又可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率。2.1.2.2 敷銅敷銅的主要目的是提高電路的抗干擾能力,同時(shí)對(duì)于PCB散熱和PCB的強(qiáng)度有很大好處,敷銅接地又能起到屏蔽的作用。但是不能使用大面積條狀銅箔,因?yàn)樵赑CB的使用中時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大熱量,此時(shí)

30、條狀銅箔容易發(fā)生膨脹和脫落現(xiàn)象,因此,在敷銅時(shí)最好采用柵格狀銅箔,并將此柵格與電路的接地網(wǎng)絡(luò)連通,這樣?xùn)鸥駥?huì)有較好的屏蔽效果,柵格網(wǎng)的尺寸由所要重點(diǎn)屏蔽的干擾頻率而定。 在完成布線、焊盤和過(guò)孔的設(shè)計(jì)后,應(yīng)執(zhí)行DRC(設(shè)計(jì)規(guī)則檢查) 。在檢查結(jié)果中詳細(xì)列出了所設(shè)計(jì)的圖與所定義的規(guī)則之間的差異,可查出不符合要求的網(wǎng)絡(luò)。但是,首先應(yīng)在布線前對(duì)DRC進(jìn)行參數(shù)設(shè)定才可運(yùn)行DRC,即執(zhí)行ToolsDesign Rule Check命令。2.2. 集成運(yùn)算放大的電路設(shè)計(jì)原理圖連接方法如圖所示。IC2作為電路的第一級(jí)，IC3 作為電路的第二級(jí)。輸出的倍數(shù)為兩級(jí)的倍數(shù)積。下面部分為電源指示燈。2.2.1電源指

31、示燈電源指示燈原理圖D1、D2的作用是保護(hù)電路，LED1、LED2是發(fā)光二極管啟動(dòng)電壓為2V，R11、R12是電路保護(hù)電阻。R11的取值方法：設(shè)R11的電流為5mA,R11=(VCC-ULWD2)/5mA=0.8K 故R11取750。2.2.2同相比例放大器公式:U=(1+ RF/R) Ui一級(jí)圖如圖所示，先用導(dǎo)線把2、3連接，使其成為一個(gè)同相相比例放大電路。之后連接如圖，再給出一個(gè)信號(hào)，從5或6輸入。所以：Au=1+R4/R2=1+14=15 R1=R4/R2=10 R1取102.2.3反向比例運(yùn)算放大器公式:U=-RF/R* Ui二級(jí)圖如圖：6、7連接，使其成為一個(gè)反相比例放大器電路。2、

32、3信號(hào)輸入。所以：Au=R9/R6=15 R9/R6=R7/R8 故得出R9=30K,R6=2K,R7=2K,R8=30K.2.3 三極管設(shè)計(jì)原理與其工作2.3.1 三極管簡(jiǎn)述三極管基極的判別：根據(jù)三極管的結(jié)構(gòu)示意圖，我們知道三極管的基極是三極管中兩個(gè)PN結(jié)的公共極，因此，在判別三極管的基極時(shí)，只要找出兩個(gè)PN結(jié)的公共極，即為三極管的基極。具體方法是將多用電表調(diào)至電阻擋的R1k擋，先用紅表筆放在三極管的一只腳上，用黑表筆去碰三極管的另兩只腳，如果兩次全通，則紅表筆所放的腳就是三極管的基極。如果一次沒(méi)找到，則紅表筆換到三極管的另一個(gè)腳，再測(cè)兩次；如還沒(méi)找到，則紅表筆再換一下，再測(cè)兩次。如果還沒(méi)找

33、到，則改用黑表筆放在三極管的一個(gè)腳上，用紅表筆去測(cè)兩次看是否全通，若一次沒(méi)成功再換。這樣最多沒(méi)量12次，總可以找到基極。2.3.2三極管放大原理圖如圖，最下方的那部分原理圖為電源指示燈與集成運(yùn)放的電源指示工作原理一樣，在此就不多作說(shuō)明了。原理圖中先通過(guò)第一級(jí)放大,接著第二級(jí)放大.最后兩級(jí)相乘.三極管放大除去R11反饋部分交流等效圖我們由圖可得知，這個(gè)三級(jí)三極管放大器，其中前兩級(jí)為共射放大，最后一級(jí)為共集放大。由資料可得=100, rbb=200，由于我們?cè)O(shè)三個(gè)三極管的Ie=1mA,IeIc, rbe3=rbe2=rbe1=rbb+UT /Ic=2.8K,Uc保持在6V左右。所以第一級(jí)得Ie=Ue/(R4+R10)Ub1=Ue+0.7VUb1=R2/(R1+R2)*VCC所以可以求得R1、R2、R3、R4、R10的值，同理可得其他電阻的阻值，如圖。Au1=-(R