模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)完整版-課件

1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 負(fù)反饋放大器 5集成運算放大電路 8 基本放大電路 (三極管、場效應(yīng)管 ）22半導(dǎo)體器件 5集成運算放大器應(yīng)用 2復(fù)習(xí) 3內(nèi)容安排特別提醒本課程5學(xué)分 成績 考試80分 平時20分1、本周四確定座位表,以后每位同學(xué)按自己的座位入坐,若座位無人按缺席處理,缺席一次平時成績扣一分，缺席過多按校規(guī)處理。如有重課請盡早到學(xué)院辦理重課單。2、每周一交作業(yè)本，缺交或所做的作業(yè)量小于應(yīng)做作業(yè)量的50%的、有明顯作業(yè)抄襲的則平時成績每次扣一分。3、每周四課后答疑。緒論一 主要內(nèi)容1電子器件 二極管 器件的特性、 管子 晶體管 參數(shù)、等效電路 場效應(yīng)管 （熟悉） 差分對管 組件 集成電路緒論

2、2 、 電子電路 晶體管放大器 電路組成， 放大電路 場效應(yīng)管放大器 工作原理， 集成運算放大器 性能特性， 功率放大器 基本分析方法 負(fù)反饋在放大電路中的應(yīng)用 工程計算方法 放大器的頻率響應(yīng) 緒論二 電子電路的應(yīng)用 自動控制 計算機(jī) 通信 文化娛樂 醫(yī)療儀器 家用電器三 要求 了解器件的內(nèi)部工作原理 掌握器件的應(yīng)用特性（外特性） 掌握各單元電路的工作原理及分析方法 掌握實際技能及各種測試方法四 學(xué)習(xí)方法 1 合理近似 例：I=20 /（1+0.9） =10.5 mA 若把 1K / 10K =1K 則 I=20/2K=10 mA 僅差5% 而采用一般電阻元件其誤差有10% 即1K的元件可能是

3、1.1K或900 2 重視實驗環(huán)節(jié) 堅持理論聯(lián)系實際 緒論+20v-1K1k10k0.9k緒論五 參考書 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 浙大 鄧漢馨 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 清華 童詩白 電子技術(shù)基礎(chǔ) 西安電子科大 孫肖子 模擬電子技術(shù) 北京理工 王遠(yuǎn) 模擬電子線路(I) 謝源清return第一章1.1 PN結(jié)及晶體二極管總結(jié)1.2 晶體三極管半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)1.3 場效應(yīng)管金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管（MOSFET）return半導(dǎo)體器件第一章半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 自然界中物質(zhì)按其導(dǎo)電能力可分為 導(dǎo)體 : 很容易傳導(dǎo)電流的物質(zhì) （銅 鉛）絕緣體: 幾乎不能傳導(dǎo)電流 (橡皮 陶瓷

4、石英 塑料) 半導(dǎo)體: 導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間 (硅 鍺)(本征 雜質(zhì))(都是4階元素 )第一章半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識 一 本征半導(dǎo)體: - 純凈的半導(dǎo)體 共價鍵 在本征半導(dǎo)體晶體中，原子有序排列構(gòu)成空間點陣（晶格），外層電子為相鄰原子共有，形成 共價鍵 在絕對零度(-273.16)時晶體中沒有自由電子,所有價電子都被束縛在共價鍵中.所以 半導(dǎo)體不能導(dǎo)電價電子共價鍵半導(dǎo)體器件第一章半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識 電子空穴對 當(dāng)T 或光線照射下,少數(shù)價電子因熱激發(fā)而獲得足夠的能量掙脫共價鍵的束縛 ,成為自由電子.同時在原來的共價鍵中留下一個空位稱 空穴本征半導(dǎo)體在熱或光照射作用下, 產(chǎn)生電子空穴對-本征激

5、發(fā) T光照電子-空穴對導(dǎo)電能力 所以 半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力 與 T，光照 有關(guān) 在本征半導(dǎo)體中電子和空穴是成對出現(xiàn)的半導(dǎo)體器件本征半導(dǎo)體 (純凈半導(dǎo)體)SiGe+32+14慣性核價電子+4第一章半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識 電子電流 電子在電場作用下移動產(chǎn)生的電流 x3 x2 x1 空穴電流 空穴移動產(chǎn)生的電流 x1 x2 x3 激發(fā) 束縛電子獲能量成為自由電子和空穴 自由電子濃度=空穴濃度電子和空穴稱為載流子半導(dǎo)體器件第一章半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識 復(fù)合 運動中的自由電子如果“跳進(jìn)”空穴.重新被共價鍵束縛起來,電子空穴對消失 稱復(fù)合 復(fù)合在一定溫度下, 使半導(dǎo)體中載流子濃度一定 半導(dǎo)體器件晶體結(jié)構(gòu)+4+4+4+

6、4+4共價健特點電子、空穴兩種載流子成對出現(xiàn)；常溫下載流子數(shù)量少，導(dǎo)電性差；受外界影響大。電子空穴第一章半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識 二 雜質(zhì)半導(dǎo)體- 在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜 質(zhì)使其導(dǎo)電能力產(chǎn)生明顯變化 N型半導(dǎo)體- 摻入微量的五價元素(磷 砷 銻)由于雜質(zhì)原子提供自由電子-稱 施主原子 N型雜質(zhì)半導(dǎo)體中電子濃度比同一溫度下本征半導(dǎo)體的電子濃度大得多 所以 加深了導(dǎo)電能力多子電子 少子空穴半導(dǎo)體器件第一章半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識 P型半導(dǎo)體 摻入微量的三價元素（硼 鋁） 由于雜質(zhì)原子吸收電子受主原子 多子空穴少子電子雜質(zhì)半導(dǎo)體中 多子濃度由摻雜濃度決定 少子濃度由溫度決定 P型雜質(zhì)半導(dǎo)體中空穴濃度比同一溫

7、度下本征半導(dǎo)體的空穴濃度大得多所以 加深了導(dǎo)電能力半導(dǎo)體器件return雜質(zhì)半導(dǎo)體摻入五價元素?fù)饺肴齼r元素+5+4+4+4+4+3+4+4+4+4 + - N型 半導(dǎo)體多子電子少子空穴 P型 半導(dǎo)體多子空穴少子電子1.1 PN結(jié)及二極管 在一塊硅片上，用不同的摻雜工藝。使其 一邊形成N型半導(dǎo)體。另一邊形成P型 半導(dǎo)體 則在其交界面附近形成了PN結(jié)。一 PN結(jié)的形成1.空間電荷區(qū) P型 N型半導(dǎo)體 結(jié)合在一起時， 由于交界面兩測多子與少子 濃度不同 引起 擴(kuò)散運動 （濃度差引起） PN結(jié)+P型N型擴(kuò)散電流-漂移電流濃度差電場作用內(nèi)電場1.1 PN結(jié)及二極管 所以 在交面附近形成了不能移動的帶電離

8、子組成的空間電荷區(qū) P區(qū)空穴 N區(qū)與電子復(fù)合在N區(qū)留下帶正電荷的離子 N區(qū)電子 P型與空穴結(jié)合在P區(qū)留下帶負(fù)電荷的離子 空間電荷區(qū)形成一個由N指向P的電場 內(nèi)電場 平衡后的PN結(jié)1.1 PN結(jié)及二極管擴(kuò)散使空間電荷區(qū)加寬。內(nèi)電場加深，而內(nèi)電場阻止擴(kuò)散進(jìn)行 漂移運動（內(nèi)電場引起） 促使P區(qū)電子N N區(qū)空穴P 引起 內(nèi)電場增加，擴(kuò)散減弱，漂移增加。 最后 漂移 = 擴(kuò)散 動態(tài)平衡 通過PN結(jié)之間電流為零 1.1 PN結(jié)及二極管2. 對稱結(jié)與不對稱結(jié) 空間電荷區(qū)中沒有載流子 又稱耗盡層 當(dāng)N與P區(qū)雜質(zhì)濃度相同時，耗盡層在兩個區(qū)內(nèi)的寬度也相等 對稱結(jié)否則雜質(zhì)濃度較高的一側(cè)耗盡層寬度小于低的一側(cè)不對稱結(jié)

9、 P+N結(jié) PN結(jié) 耗盡層中正負(fù)電荷量相等圖 1-8 不對稱PN結(jié) 1.1 PN結(jié)及二極管二 PN結(jié)的特征單向?qū)щ娦?1.正向特征又稱PN結(jié)正向偏置 外電場作用下多子推向耗盡層，使耗盡層變窄，內(nèi)電場削弱 擴(kuò)散 漂移 從而在外電路中出現(xiàn)了一個較大的電流 稱 正向電流 VbV1.1 PN結(jié)及二極管 在正常工作范圍內(nèi)，PN結(jié)上外加電壓只要有變化，就能引起電流的顯著變化。 I 隨 V 急劇上升，PN結(jié)為一個很小的電阻（正向電阻小） 在外電場的作用下，PN結(jié)的平衡狀態(tài) 被打破，使P區(qū)中的空穴和N區(qū)中的電子 都向PN結(jié)移動，使耗盡層變窄 1.1 PN結(jié)及二極管1.PN結(jié)的反向特性 外電場使耗盡層變寬 使

10、漂移（少子） 擴(kuò)散（多子） 回路中的反向電流 I非常微弱一般Si 為nA 級 Ge 為uA 級又少子是本征激發(fā)產(chǎn)生管子制成后其數(shù)值與溫度有關(guān) T I 1.1 PN結(jié)及二極管 反向電流不僅很小，而且當(dāng)外加電壓超過零點幾伏后， 少子供應(yīng)有限，它基本不隨外加電壓的增加而增加。 稱為反向飽和電流 反偏時電壓變化很大，而電流增加極微 PN結(jié)等效為一大電阻（反向電阻大） PN結(jié)這種只允許一個方向電流順利 通過的特性 單向?qū)щ娦訮N結(jié)兩端加電壓P接“+”N接“-”正向偏置I(mA)U(V)P接“-”N接“+”反向偏置-+PNE擊穿單向?qū)щ娦訮N結(jié)7/19/20221.1 PN結(jié)及二極管3.PN結(jié)伏安特性表示

11、式 Is 反向飽和電流 決定于PN結(jié)的材料，制造工藝、溫度 UT =kT/q - 溫度的電壓當(dāng)量或熱電壓 當(dāng) T=300K時, UT = 26mV K波耳茲曼常數(shù) T絕對溫度q電子電荷 u外加電壓U 為反向時，且 1.1 PN結(jié)及二極管U正偏時, VVT I=IseU/UT 實際特性在I較大時與指數(shù)特性有一定差異在上面討論忽略了引出線的接觸電阻，P區(qū)N區(qū)的體電阻及表面漏電流影響 導(dǎo)通電壓- 正向電流有明顯數(shù) 值時所對應(yīng)的電壓 正向電壓較小時,不足影響內(nèi)電場 載流子擴(kuò)散運動尚未明顯增加 正向電流0 IGeSi導(dǎo)通電壓死區(qū)電壓閥植電壓 UGe 0.2-0.3V 0.2VSi 0.6-0.8V 0.

12、7V1.1 PN結(jié)及二極管三 溫度對伏安特性影響 T正向特性左移反向電流明顯增大，T 每升高10攝氏度 Is增加一倍 V(BR)IUTT當(dāng)T到一定程度時，由本征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度超過原來雜質(zhì)電離產(chǎn)生的多子濃度，雜質(zhì)半導(dǎo)體與本征半導(dǎo)體一樣，PN結(jié)不再存在 關(guān)系式:IS1IS2 當(dāng)PN結(jié)處于反向偏置時,在一定范圍內(nèi)的反向電壓作用下,流過PN結(jié)的電流是很小的反向飽和電流,但當(dāng)反向電壓超過某一數(shù)值后,反向電流會急劇增加 稱 PN結(jié)的擊穿 把反向電流開始明顯增大時所對應(yīng)的反向電壓 稱 擊穿電壓 V(BR)1.1 PN結(jié)及二極管 為保證PN結(jié)正常工作。它的工作溫度不能 太高，溫度的限制與摻雜濃度有關(guān)，摻雜

13、越 大，最高工作溫度越高三 PN結(jié)的擊穿 1.1 PN結(jié)及二極管雪崩擊穿輕摻雜 摻雜越低 擊穿電壓越大 PN結(jié)一旦擊穿后,可認(rèn)為反向電壓幾乎不變 近似為V(BR) 擊穿齊納擊穿重?fù)诫s 摻雜越高 擊穿電壓越低V(BR)7V以上 擊穿 (Si)V(BR)IEP IE IEN=IBN+ICN 1.2晶體三極管 B區(qū)：傳遞和控制電子 復(fù)合產(chǎn)生的電流IBN IB=IBNICBO（擴(kuò)散）（復(fù)合） 被復(fù)合的電子數(shù)極少,大部分都擴(kuò)散到c結(jié)邊沿 基區(qū)很薄 空穴濃度低C區(qū)：收集電子ICN（漂移）IC=ICNICBO（反向飽和電流）集電區(qū)和基區(qū)的少子在結(jié)反向電壓作用下漂移到對方 形成ICBO過程：注入 擴(kuò)散 復(fù)合

14、收集1.2晶體三極管 二. 電流分配關(guān)系 根據(jù)輸入輸出回路的公共端不同，可組成三種組態(tài). 無論哪種接法為保證正向受控作用 須使發(fā)射結(jié)正偏、 集電極反偏 且滿足 IE=IB+IC外接電路使發(fā)射結(jié)正偏、 集電極反偏外因：內(nèi)因：提高傳輸效率的條件：1）制成不對稱結(jié)P+NP或N+PN 2）基區(qū)薄3）增加集電結(jié)面積1.2晶體三極管 三種組態(tài)共基極共集電極共發(fā)射極注 意發(fā)射極 即能做輸入端 又能做輸出端基極 只能做輸入端 不能做輸出端 集電極 只能做輸出端 不能做輸入端1.2晶體三極管 電流分配關(guān)系 定義 共基極直流電流放大系數(shù) IC= IE+ICBO IE 定義 共e極直流電流放大系數(shù) ICEO = (

15、1+ ) ICBO ICEO穿透電流 ICBO反向飽和電流IB = IBNICBO= IEIC =（1 ）IEICBO（1 ）IE IE= IC+IB IC=ICN ICBO= IB+(1+ ) ICBO IB IEIEN= IBN+ ICN =(1+ ) IB(1+ ) ICBO(1+ ) IB 1.2晶體三極管 由于 都反映了管中基區(qū)擴(kuò)散與復(fù)合的關(guān)系 由定義可得： 總結(jié)：IC IE IE (1+ ) IB IC IB IB（1 ）IEIE= IC+IB1.2晶體三極管 一. 共射極特性 1. 共射極輸入特性曲線 以 為參量， 與 的關(guān)系 特點：類似二極管特性， 但并非是e結(jié)特性， 因e結(jié)與

16、c結(jié)是相關(guān)的 即受 控制的 Si UBE: 0.60.8V 0.7V Ge UBE: 0.10.3V 0.2V1.2晶體三極管 2. 共射極輸出特性曲線 以為參量時 與 的關(guān)系 輸出特性劃分為三個區(qū)域 放大區(qū)發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏的工作區(qū) 對 有很強(qiáng)的控制作用，反映在共射極交流放大系數(shù)上 定義 =iB=ICBOVCE = VBE飽和區(qū)截止區(qū)放 大 區(qū)1.2晶體三極管 變化對 影響很小 飽和區(qū)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都正偏 VCE的變化對Ic影響很大 而Ic不隨IB變化 僅受VCE控制 把VCE = VBE 稱臨界飽和飽和時 C.E間電壓 稱 飽和壓降 用VCES表示 (Si管約為0.5V)小功率截止區(qū)發(fā)

17、射結(jié)和集電結(jié)均處于反偏 此時 iE=0 ,iC=ICBO 截止區(qū) 即為iB=ICBO 的那條曲線以下的區(qū)域 但小功率管ICBO很小 可忽略 近似以 iB=0 為其截止條件1.2晶體三極管 3. 溫度對晶體管特性的影響溫度對VBE的影響T VBE 即輸入特性曲線左移溫度對ICBO的影響T ICBO 即輸出特性曲線上移溫度對的影響T 即輸出特性曲線上曲線間距離T對 VBE ICBO 的影響反映在集電極電流IC上 都使IC 1.2晶體三極管 二. 晶體管的主要參數(shù) 1. 電流放大系數(shù) 共射直、交 流電流放大系數(shù) 直流交流共基直、交流電流放大系數(shù) 直流交流ICBO ICEO 都很小 在數(shù)值上 1.2晶

18、體三極管 2. 極間反向電流 ICBO 射極開路 集一基反向電流 集電極反向飽和電流 ICEO 基極開路 集一射反向電流 集電極穿透電流 IEBO 集電極開路 射一基反向電流 3. 結(jié)電容 發(fā)射結(jié)電容Cbe，集電結(jié)電容Cbc，它們影響晶體管的頻率特性 4.極限參數(shù) 集電極最大允許功耗PCM 這參數(shù)決定于 管子的溫升。使用時不能超過且注意散熱1.2晶體三極管 由 PCM=ICVCE 在輸出 特性上畫出這一曲線PCMICMU（BR）CEO集電極最大允許電流ICM 引起明顯下降時 的最大集電極電流ICICM時 管子不一定會損壞 但明顯下降在晶體管線性運用時 ic不應(yīng)超過ICM反向擊穿電壓U(BR)C

19、BO 射極開路 集一基反向擊穿電壓 U(BR)CEO 基極開路 集一射反向擊穿電壓 U(BR)EBO 集電極開路 射一基反向擊穿電壓 1.2晶體三極管 1.3 場效應(yīng)管 場效應(yīng)管不僅具有一般晶體管體積小，重量輕，耗電省，壽命長等特點 而且還有輸入阻抗高（可達(dá)1015）、噪音低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)和制造工藝簡單等優(yōu)點。 因而應(yīng)用范圍很廣，特別是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路中應(yīng)用很廣 特點： 也是一種具有正向受控作用的有源器件晶體管 電流控制作用場效應(yīng)管 電壓控制作用1.3 場效應(yīng)管晶體管： 是由電子和空穴二種 載流子運動形成電流的場效應(yīng)管： 是利用改變電場來控 制固體材料的導(dǎo)電能力 場效應(yīng)管（

20、按結(jié)構(gòu)不同）分：結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)絕緣柵場效應(yīng)管(IGFET)N溝道P溝道 MOS管P溝道增強(qiáng)型耗盡型N溝道增強(qiáng)型耗盡型1.3 場效應(yīng)管（利用半導(dǎo)體內(nèi)電場效應(yīng)進(jìn)行工作的） 在一塊N型半導(dǎo)體材料兩邊擴(kuò)散高濃度P型區(qū)（重?fù)诫s）形成兩個P+N結(jié) 為不對稱結(jié)（PN摻雜濃度不同）兩個P中間所夾的N型半導(dǎo)體區(qū)稱為導(dǎo)電溝道N溝道結(jié)型 場效應(yīng)管箭頭方向為柵源PN結(jié)的正偏方向P溝道一、結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)1.3 場效應(yīng)管一.JFET的結(jié)構(gòu)與工作原理(以N溝道為例)1.VGS對漏極電流ID的控制作用 對N溝道JFET，正常工作時 UGS0 ，此時 ID=0 夾斷狀態(tài)時 ID=0 |VGS|P+N結(jié)的耗盡

21、層溝道變窄 （即溝道電阻）（1）改變VGS的大小就可達(dá)到控制溝道寬度的目的，從而實現(xiàn)了對溝道電阻的控制作用。 （2）當(dāng)加VDS0的電壓時ID就隨VGS的變化而變化，從而達(dá)到VGS對ID的控制作用 1.3 場效應(yīng)管 場效應(yīng)管GS上加反向偏壓 ，則反向電流很小， 若忽略反向電流 ， 則柵極電流基本為零， 控制信號的能量消耗很小(輸入電阻大)。 但當(dāng)GS上加正向偏壓時會產(chǎn)生柵極電流若不采取限流措施會燒壞管子 使用時應(yīng)注意+_0VGS 01.3 場效應(yīng)管2. UDS對ID的影響 (VGS=0)一般對N溝道JFET， VDS0(1)當(dāng)VGS=VDS=0時靠漏端與靠源端的 溝道寬度一樣，即具有均勻的溝道(

22、2)當(dāng)VGS=0而 VDS0時， 靠漏端的P+N結(jié)的反偏程度靠源端的P+N結(jié)反偏程度這使溝道兩側(cè)的耗盡區(qū)從源極到漏極逐漸加寬，結(jié)果使溝道逐漸變窄。隨著VDS 溝道不等寬的情況越明顯溝道在漏極附近越來越窄 1.3 場效應(yīng)管 當(dāng)VDS增大到VDS= Vp 時 在漏極附近的耗盡區(qū)開始靠攏 稱預(yù)夾斷在預(yù)夾斷狀態(tài)ID較大為 IDSS(3)當(dāng)VDS再時 耗盡區(qū)沿溝道加長， 它們接觸部分稱夾斷區(qū) 夾斷區(qū)加長并不意味著ID為零，因為若ID為零則夾斷區(qū)也不復(fù)存在。夾斷區(qū)的加長意味著溝道電阻增大， VDS 繼續(xù)時， ID趨于不變。此時的電流稱為 漏極飽和電流IDSS1.3 場效應(yīng)管 但VDS不能無限 VDS到一定

23、值時會產(chǎn)生反向擊穿現(xiàn)象。 3. VGS0 時的情況VGS越負(fù)使耗盡區(qū)變寬、導(dǎo)電溝道變窄，VDS越正使耗盡區(qū)和導(dǎo)電溝道進(jìn)一步變得不等寬，(1)同一VDS下，改變VGS 使溝道寬度不同， ID也隨之改變 即 ID的大小受VGS控制。 隨著|VGS|，導(dǎo)電溝道變窄，電阻變大， 在同樣VDS作用下，產(chǎn)生的ID |VGS| 溝道電阻 ID 1.3 場效應(yīng)管 VDS VP 即 VDS - VP 預(yù)夾斷狀態(tài) 而又 VDS= VDG器件達(dá)到預(yù)夾斷狀態(tài)的條件是 VGDVP VGD=VGS-VDS VDS VGS-VP(2)VGS不同，產(chǎn)生預(yù)夾斷的VDS值也不同。(3)只有當(dāng) VGS=VP 時 溝道全部夾斷，此時

24、 ID=01.3 場效應(yīng)管二. N溝道JFET的特性曲線1.轉(zhuǎn)移特性曲線UDS一定時，UGS對iD的控制作用為保證JFET工作在恒流區(qū) 要求VDSVGS-VP可用方程描述定義: 漏極飽和電流IDSS VGS=0時iD的值夾斷電壓 VP iD =0時VGS的值1.3 場效應(yīng)管2.輸出特性曲線(1)壓控電阻區(qū)（線性電阻區(qū)，非飽和區(qū)）條件是：VP VGS00 VDS VGS-VPUDS=UGS-UGD1.3 場效應(yīng)管 在該狀態(tài)時 導(dǎo)電溝道暢通，漏源之間呈線性電阻特性 又稱 線性電阻區(qū) 且該阻值大小與VGS有關(guān)： VGS越大(越向0電壓逼近)，導(dǎo)電溝道越寬，溝道電阻越小，在相同的VDS值時，iD越大

25、通過改變VGS的大小可控制漏源之間溝道電阻的大小，因而又稱 壓控電阻區(qū)。1.3 場效應(yīng)管(2)飽和區(qū)（恒流區(qū)，放大區(qū)）條件是：VP VGS VGS-VP這時器件工作于所謂預(yù)夾斷區(qū)，iD主要受VGS控制，與VDS基本無關(guān)，呈恒流特性 ，作放大器時工作于該區(qū)域。1.3 場效應(yīng)管(3)截止區(qū)條件是：VDS 0 VGS VP這時漏源之間處于開路狀態(tài) iD=0 應(yīng)用于開關(guān)電路(4)擊穿區(qū)為防器件損壞，工作時應(yīng)避免進(jìn)入該區(qū)須保證 VDSVT 才會形成導(dǎo)電溝道開啟電壓iD=0 時VGS的值 1.3.4金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOS管)器件達(dá)到預(yù)夾斷的條件為 VDS VGS-VT 對 N 增 MOS管

26、VGS0 VDS0iD+01.3.4金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOS管)對P 增 MOS管VGS0 VDS0 對P 耗 MOS管 VGS可+ - 0 VDS0 ，P溝道 VDS0耗盡型 當(dāng)VGS=0時， iD =0夾斷電壓VGS(off)顯然JFET也是耗盡型MOS VGS可 + - 0JFET要求VGS0 P (3) 增強(qiáng)型當(dāng)VGS=0時 iD =0對轉(zhuǎn)移特性：結(jié)型不過零，過零是MOS1.3.4金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOS管)三. 場效應(yīng)管的參數(shù)1. 直流參數(shù) VT、VP、IDSS 2. 交流參數(shù)低頻跨導(dǎo)gm定義對耗盡型對增強(qiáng)型總結(jié)：本征半導(dǎo)體 四價元素硅、鍺 化合物砷化鎵 共價

27、鍵 載流子（光、電、熱） P型半導(dǎo)體空穴電子 多子 少子 N型半導(dǎo)體 電子空穴 多子 少子 摻入三價元素硼鋁銦等 摻入五價元素 砷磷銻等濃度差 先多子擴(kuò)散 電場力 后少子漂移 電子空穴動態(tài)平衡后形成 PN結(jié) 本征激發(fā)總結(jié)：平衡后不存在載流子稱耗盡區(qū) 正負(fù)離子形成內(nèi)建電場UB阻擋了擴(kuò)散 稱阻擋區(qū)或勢壘區(qū) PN結(jié)反偏內(nèi)電場增加為 PN結(jié)正偏內(nèi)電場下降為 多子推離耗盡區(qū)使之變寬 利多子擴(kuò)散 耗盡區(qū)變窄 利少子漂移形成小的IR 小電壓引起大的IF 外加電壓對結(jié)的調(diào)寬效應(yīng) 勢壘電容CT 擴(kuò)散電容 CDPN結(jié)結(jié)電容 總結(jié)：PN結(jié)的V-A特性 正向特性 反向特性 u:外加正向電壓 =Is:反向飽和電流 常溫

28、下：，UBR反向擊穿電壓 反向擊穿 總結(jié)： 輕摻雜耗盡區(qū)寬 雪崩擊穿 反向電壓使少子加速撞出區(qū)內(nèi)中性原子的電子 形成新的電子空穴對 再加速撞出更多 連鎖反應(yīng) 雪崩現(xiàn)象 反向電流IR激增 重?fù)诫s耗盡區(qū)窄 齊納擊穿 不大的反向電壓 區(qū)內(nèi)中性原子的 引起電子空穴對激增 反向擊穿 電子空穴對形成大的耗盡區(qū)電場價電子拉出鍵反向電流IR激增總結(jié)：硅材料PN結(jié) 雪崩擊穿 雪崩加齊納擊穿 齊納擊穿 The end. return第二章 基本電路 2.1 晶體二極管電路2.2 晶體三極管放大電路二極管電路例題2.4 場效應(yīng)管放大器范例分析第二章 基本電路2.1 晶體二極管電路一、 二極管的基本應(yīng)用電路 1.二極

29、管整流電路 a. 半波整流若二極管視為理想，正半周D導(dǎo)通 uo=ui 負(fù)半周時D截止uo=0 電路輸入輸出第二章 基本電路b.全波整流 利用四個二極管構(gòu)成的橋堆可實現(xiàn)全波整流電路 電路堆棧簡化電路輸入輸出波形2.1 晶體二極管電路當(dāng) 時V導(dǎo)通第二章 基本電路2.二極管限幅電路 二極管上限幅電路及波形 當(dāng) 時, V截止 E、V倒置可得下限幅 輸入輸出2.1 晶體二極管電路第二章 基本電路雙向限幅器輸入、輸出波形 上圖是一簡單雙向限幅電路選擇不同的D，可得不同的限幅電平 輸入輸出波形雙向限幅器2.1 晶體二極管電路第二章 基本電路二 穩(wěn)壓二極管及穩(wěn)壓電路 利用PN結(jié)反向擊穿時，具有穩(wěn)壓特性而制作成

30、 穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管及其特性曲線 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路 2.1 晶體二極管電路第二章 基本電路特點:反向工作(具有穩(wěn)壓作用) 電路中需加限流電阻(防止熱擊穿)1.穩(wěn)壓二極管的參數(shù) 穩(wěn)定電壓Uz- 流過二極管電流為規(guī)定值時 穩(wěn)壓管二端的電壓額定功耗Pz- 由管子溫升所限 穩(wěn)定電流Iz-正常工作時的參考電流,電流小于其,穩(wěn)定效果差，反之好,但受限制最大電流 2.1 晶體二極管電路第二章 基本電路動態(tài)電阻 rz - 擊穿特性,工作點上切線斜率之倒數(shù)，工作電流越大其愈小。 溫度系數(shù) - 溫度變化1時 穩(wěn)定電壓的變化量 硅穩(wěn)壓管時 為負(fù)溫系數(shù)（齊納）時 為正溫系數(shù)（雪崩） 時溫度系數(shù)很小 而在左右的穩(wěn)

31、壓管有廣泛應(yīng)用2.1 晶體二極管電路第二章 基本電路2.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路 電路如圖 R為限流電阻RL為負(fù)載 穩(wěn)壓 是指Ui ,RL變化時， Uo保持不變 基本不變，需使 Iz在IZMIN和IZMAX之間為使2.1 晶體二極管電路第二章 基本電路考慮 Ui在（Uimin，Uimax）內(nèi) IL在（Ilmin，ILmax）內(nèi)確定 限流電阻 R 的取值范圍 所謂電路設(shè)計時，Iz最小當(dāng) 要使必須即2.1 晶體二極管電路第二章 基本電路，Iz最大 當(dāng)必須即可見 R的取值范圍是在 Rmin與Rmax之間若計算結(jié)果出現(xiàn)說明給定條件下Uz已超出了的穩(wěn)壓工作范圍 2.1 晶體二極管電路限幅電路例題（輸入波形：幅

32、值為5V的正弦波）2V2VD導(dǎo)通：Vo=D截止：通：止：限幅電路例題導(dǎo)通：截止：通：止：限幅電路例題時通，止時止，通時止，通2.2 三極管放大電路主要功能：不失真地放大電信號 一. 基本放大器電路組成及其工作原理 (以NPN型共發(fā)射極放大電路為例)輸入回路與輸出回路電流、電壓的關(guān)系 大小 靜態(tài)動態(tài)結(jié)合 大寫小寫 （瞬時值） 輸入回路（瞬時值）輸出回路書寫格式1.電路的組成及各節(jié)點信號 2.2 三極管放大電路習(xí)慣畫法iBiC2.2 三極管放大電路晶體管： 電路的核心無件，工作在放大狀態(tài)。 控制能量的轉(zhuǎn)換，將直流供電電源 UCC轉(zhuǎn)換成輸出信號的能量 VBB: 基極直流電源，保證e結(jié)在整個信號周期

33、內(nèi)均處于正偏狀態(tài) (不加VBB時，NPN管只有在正半周導(dǎo)通而負(fù)半周 截止，輸出信號失真了)RB: (幾十幾百K)基極偏置電阻，防止交流 短路。由VBB和RB供給基極一個合適的基 極電流IBQ2.2 三極管放大電路VCC: 集電極直流電源（1.保證C結(jié)處于反向偏置狀態(tài) 2.提供了整個放大器的能源） 放大電路實質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換器 作用是將直流能量轉(zhuǎn)化為所需的交流能量 RC: (幾幾十K)集電極電阻 將電流的變化轉(zhuǎn)化 為電壓變化，從而獲得電壓放大作用C1,C2: (幾u(yù)f幾十uf)隔斷直流，耦合交流信號 (1.對直流相當(dāng)于開路 2.對交流相當(dāng)于短路) 2.2 三極管放大電路2. 放大原理及電流電壓

34、波形 待放大的信號須加在be回路由公式可知：當(dāng)VBE VBE(ON)后VBE 對iC 有敏感的控制作用而VCE 對iC 的影響十分微弱 所以待放大的信號加在b或e極能有效的得到放大，而不能加在c極。 2.2 三極管放大電路 須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點直流工作狀態(tài)： （靜態(tài)）當(dāng)vi0時 電路中各處的電壓電流都是不變的直流 對應(yīng)的電流，電壓為IBQ、ICQ、VCEQ、VBEQ他們代表了輸入輸出特性上的一個點 習(xí)慣上稱 靜態(tài)工作點 即Q點交流工作狀態(tài)： （動態(tài)）當(dāng)vi0時靜態(tài)工作點設(shè)置是否合適對放大器的性能有很大影響 即要保證 輸出電壓要不失真地放大 2.2三極管放大電路如圖 若Q點選得很小則產(chǎn)生了截止

35、失真 這種由于器件非線性而引起的畸變稱為 非線性失真為了防止非線性失真，在沒有輸入信號時Q點也不能為0而必須有合適的數(shù)值 以保證在vi的整個變化過程中晶體管始終工作在 放大區(qū) 若Q點過大措施是Q點下移使IB變小若Q點過小措施是Q點上移使IB變大2.2 三極管放大電路 放大狀態(tài)下管子的電壓，電流波形 晶體管上各端電壓，端電流為 直流+交流且 交流分量的幅值 直流分量的幅值，所以 在任一時刻e結(jié)正偏c結(jié)反偏 可見 放大作用是指輸出交流分量與輸入信號的關(guān)系， 因為只有交流分量才能反映輸入信號的變化 vO與vi反相 2.2 三極管放大電路二. 放大器的主要性能指標(biāo) 對信號源而言，放大器相當(dāng)于它的負(fù)載。

36、 放大器的輸入特性用輸入電阻Ri表示 1.放大器的二端口模型 對負(fù)載而言，放大器相當(dāng)于負(fù)載的信號源。 放大器的特性用輸出電阻RO和一個受控電壓源（電流源）來表示 2.2 三極管放大電路放大倍數(shù)或增益 2.主要指標(biāo)定義為放大器輸出量和輸入量之比值 根據(jù)二端口模型中輸入量（Ui，Ii）和輸出量（Uo ，Io）的不同，有四種不同定義的放大倍數(shù) 電壓增益 ：電流增益 ：互導(dǎo)增益 :互阻增益： 2.2 三極管放大電路為方便，Au,Ai有時用分貝dB來表示 Au,Ai之積稱放大器的 功率增益 輸入電阻Ri 用來衡量放大電路對信號源的影響 2.2 三極管放大電路 當(dāng)RiRs時 ViVs， Ri越大得到的輸入

37、信號電壓較大 信號源采用電壓源即輸入電阻越大 - 信號源電壓Vs更有效地加到放大器的輸入端 反之（RiRs）Ri越小得到的輸入信號電流較大 信號源采用電流源 輸出電阻Ro（計算方法與電路分析一致）反映放大電路帶負(fù)載能力2.2 三極管放大電路當(dāng)Ro越小則RL變化對輸出電壓的影響越小VoVo 即輸出電壓Vo越穩(wěn)定 帶負(fù)載能力強(qiáng)反之，若想在負(fù)載上得到電流較穩(wěn)定則應(yīng)使Ro大 非線性失真系數(shù)THD 由于放大管輸入輸出特性的非線性，不可避免地要產(chǎn)生非線性失真，即放大器非線性失真的大小與工作點位置，信號大小有關(guān) 但如果放大器的靜態(tài)工作點設(shè)置在 放大區(qū) 且輸入信號足夠小， 則 非線性失真系數(shù)將很小 2.2 三

38、極管放大電路一般只有在大信號工作時才考慮非線性失真問題 非線性失真產(chǎn)生了新的頻率分量 頻率失真(線性失真)輸入信號由許多頻率分量組成，由于放大器對不同頻率信號的增益產(chǎn)生不同的放大而造成的失真。(此時輸出信號中并未增加新的頻率分量) 2.2 三極管放大電路三. 直流工作狀態(tài)的分析-估算法 1. 固定偏置電路直流通路注意:在直流通路中只有直流分量注意：只有在放大區(qū)才是正確的。2.2 三極管放大電路討論：1) 若基極接地或負(fù)電壓，則偏置電流為0。管子截止，此時VCEQ=Vcc(2) 若RB 變小，則 IBQ ICQ VCEQ ， 當(dāng)VCEQ IB 時有穩(wěn)定工作點的作用 2.2 三極管放大電路* 在此

39、電路中RB1 ,RB2 ,RE如何選擇？為確保UB固定，則I1IBQ 所以RB1 ,RB2 選小些， 但太小時 將增大電源 Vcc 的損耗， 且會使放大器的輸入電阻減小 設(shè)計電路時使 發(fā)射極電阻RE越大,穩(wěn)定性越好，但直流壓降(IEQRE)越大，使VCEQ減小一般選2.2 三極管放大電路3. 其他偏置電路分析法： a.2.2 三極管放大電路*反之，若式改為則RB對IE的影響是RE的 倍將RB折合到發(fā)射極時要乘2.2 三極管放大電路b.2.2 三極管放大電路管子截止時：VCEQ=VCC飽和時：VCEQ=VCES 0二. 交流通路（在交流通路中只有交流分量） 在畫交流通路時，電源相當(dāng)于短路即接地電

40、容-隔直通交2.2 三極管放大電路2.2.2放大器的圖解分析法 放大器的分析方法有二種：圖解分析法：形象、直觀，但難以準(zhǔn)確定量分析等效電路法：對器件建模進(jìn)行電路分析，運算簡便，結(jié)果誤差小一. 直流圖解分析法（以共射極放大器為例） 由前述方法，估算出IBQ，UCEQ，ICQ。在晶體管的輸出特性上找出二個特殊的點M（0,UCC/RC）N（UCC,0），用直線連接MN，其斜率為-1/ RC稱 直流負(fù)載線 2.2.2放大器的圖解分析法 它和IBQ 線的交點Q 稱為靜態(tài)工作點，該點對應(yīng)的 縱座標(biāo)值為ICQ 橫座標(biāo)值為UCEO Ucc/Rc M NiB=iBQICQUCEOUcc當(dāng)RC不變，RB,IBQ，

41、Q 點沿負(fù)載線上移，極限位置為Q2，對應(yīng)的橫座標(biāo)值為UCE(sat)，表明靜態(tài)時晶體管已在飽和狀態(tài)。 反之 RB,IBQ，Q點沿負(fù)載線下移至Q1， 極限位置N，對應(yīng)的橫座標(biāo)值為UCC， 表示晶體管已工作在截止?fàn)顟B(tài)了。 QRB Q2RB Q1 Q Q3 Q4RCRC2.2.2放大器的圖解分析法 上述兩種狀態(tài)下晶體管都不能正常放大信號 正確方法是Q點應(yīng)偏置在負(fù)載線的中點 當(dāng)IBQ不變時，RC，負(fù)載線斜率變小，Q點移至Q3反之，RC，負(fù)載線斜率增大，Q點移至Q4Q點都不在負(fù)載線中點，將影響正常放大這時應(yīng)重新設(shè)置IBQ值 一.交流圖解分析法 交流負(fù)載線 - 是一條通過Q點斜率為 -1/RL 的一條線,

42、 其中 RL=Rc/RL2.2.2放大器的圖解分析法 原因: 交直流負(fù)載線必然在Q點相交,因為在線性 工作范圍內(nèi),Vi在變化過程中一定經(jīng)過O點 即 Vi=0,而這一時刻既是動態(tài)過程中的一個點, 又與靜態(tài)工作情況相符.根據(jù) Vce=ic*RL 設(shè) ic 為 由Q點減小到0, 即 ic=ICQ Vce=ICQ*RL 方法:2.2.2放大器的圖解分析法 三.直流工作點與放大器非線性失真 良好設(shè)計的放大器工作點應(yīng)位于交流負(fù)載線的中點。不然當(dāng)工作點過低，在信號負(fù)半周時會進(jìn)入截止區(qū)。所以，因受截止失真限制，最大不失真輸出電壓幅度為截止失真2.2.2放大器的圖解分析法 當(dāng)工作點過高在信號正半周時會進(jìn)入飽和區(qū)

43、，因飽和失真限制，最大不失真輸出電壓幅度為飽和失真工作點在負(fù)載線中點時，上二式是近似相等的工作點不在中點時，則取小的一個作為Vom， 最大不失真信號的 峰峰值 即 為該值的兩倍2.2.3放大器的交流等效電路分析法 一. 晶體管交流小信號模型（共射為例） 應(yīng)用條件： 靜態(tài)工作點選擇恰當(dāng)，晶體管工作在放大區(qū) 輸入信號較小，非線性失真可忽略 1. 混合型電路模型 共發(fā)射極晶體管 電路模型 2.2.3放大器的交流等效電路分析法 ube對ib的控制，等效為b-e間交流結(jié)電阻rbe，其值： ube 通過 ib對 ic的控制可等效為一個流控電流源 2.2.3放大器的交流等效電路分析法 或直接用一個壓控電流源

44、來表示 其中跨導(dǎo) 輸出特性上Q點處切線斜率之倒數(shù)， 表明了 對 的影響 幾百K數(shù)量級 輸入特性上Q點處 對 的影響 極大，可忽略 2.2.3放大器的交流等效電路分析法 真正的晶體管還有寄生效應(yīng)的影響，它們是三個摻雜區(qū)的體電阻,其中基區(qū)體電阻因該區(qū)很窄，數(shù)值較大，一般高頻管數(shù)十，低頻管數(shù)百。 另二個較小，可忽略。還有二個結(jié)的結(jié)電容：發(fā)射結(jié)電容（正偏勢壘）集電結(jié)電容（反偏擴(kuò)散）低頻工作時可忽略。 完整的混合型電路模型（a）高頻時的電路模型；（b）低頻時的電路模型 2.2.3放大器的交流等效電路分析法 2. 低頻H參數(shù)電路模型 將晶體管視為一個雙端口回路時，可將其看成一個黑匣子，僅根據(jù)其輸入，輸出回

45、路的電流、電壓關(guān)系及黑匣子的參數(shù)來求解電路。若取iB和uCE為自變量，則輸入輸出回路有函數(shù) 在工作點Q處對上二式取全微分有 2.2.3放大器的交流等效電路分析法 當(dāng)輸入為正弦量，并用有效值表示上二式為 用矩陣式可表示為 共發(fā)射極晶體管H參數(shù)電路模型 2.2.3放大器的交流等效電路分析法 實用的低頻H參數(shù)電路模型 其中：（令Uce=0表示輸出短路；Ib=0表示輸入開路） 交流輸入電阻 反向電壓傳輸系數(shù) 2.2.3放大器的交流等效電路分析法 交流輸出電導(dǎo) H參數(shù)與混合型電路參數(shù)之關(guān)系為： 正向電流放大系數(shù)2.2.3放大器的交流等效電路分析法 2. 共射極放大器的交流等效電路分析法 分析步驟有三：

46、L 估算直流工作點l 確定放大器交流通路(晶體管用小信號交流模型表示) 根據(jù)交流等效電路計算放大器的各項交流指標(biāo) 2.2.3放大器的交流等效電路分析法 2.2.3放大器的交流等效電路分析法 2.2.3放大器的交流等效電路分析法 輸入交流電壓 Ui=Ibrbe 輸出交流電壓 U0=Ic(Rc/RL)=Ib(RC/RL)交流性能1). 電壓增益Au 電壓放大倍數(shù) 式中 2). 輸入電阻放大器的輸入電阻:2.2.3放大器的交流等效電路分析法 晶體管的輸入電阻：3). 輸出電阻：4). 源電壓放大倍數(shù)： 原因：Ui是信號源內(nèi)阻與放大器輸入電阻分壓的結(jié)果當(dāng)Ri Rs時Aus Au 2.2.3放大器的交流

47、等效電路分析法 3. 接有Re的共發(fā)電路小信號交流等效電路交流分析: 2.2.3放大器的交流等效電路分析法 討論:1.直流工作點對放大器性能的影響， 是通過ICQ,rbe起作用的。 所以，當(dāng)Q點過低使管子到截止區(qū)時，可調(diào)節(jié)RB2 ,脫離截止區(qū)即當(dāng)調(diào)節(jié)2.2.3放大器的交流等效電路分析法 反之 當(dāng)Q點過高時,管子到了飽和區(qū)，這時可調(diào)節(jié)脫離飽和區(qū)。也可調(diào)節(jié)RE來改變。Rc增加對ICQ基本無影響,但注意：若Rc太大時使VCEQ太小易進(jìn)入飽和區(qū)。2.2.4共集電極和共基極放大器 一. 共集電極放大器 采用分壓式偏置的共集電極電路及其交流等效圖如圖（注意：集電極交流接地）利用晶體管的交流模型可分析其交流

48、性能指標(biāo) 共集電極放大器電路 交流等效電路 2.2.4共集電極和共基極放大器 1. Au 共集電極輸入和輸出電壓同相，增益近似為1似輸出跟隨輸入變化而變化，故又稱射極跟隨器簡稱射隨器 2.2.4共集電極和共基極放大器 2. Ai (Ie-Io)RE=IoRL 當(dāng)忽略RB1、RB2分流作用時，Ib =Ii 故功率增益 2.2.4共集電極和共基極放大器 3 Ri 從b極看進(jìn)去 Ri=rbe+(1+)RL 第二項是射極支路電阻折合到基極的值 Ri=RB1/ RB2/ Ri 與共射電路相比，由于Ri顯著提高共集電路的輸入電阻大大提高了 2.2.4為看得清楚重畫等效電路并按Ro定義,短路US 則從e極看

49、進(jìn)去電阻為 故輸出電阻 是基極支路總電阻折合到射極的值，Ro 是該值與RE之并聯(lián), 故Ro很小 而共集電極和共基極放大器 4. Ro2.2.4共集電極和共基極放大器 通過以上分析可知射隨器的特點： Au近似為1 Ai很大 Ri很大 Ro很小 可見 輸出電阻Ro很小,這就意味著負(fù)載變化時輸出電壓穩(wěn)定- 即帶負(fù)載的能力強(qiáng),是共集組態(tài)的又一大優(yōu)點 共集電路Ri大、Ro小， 利用這一特性可制作緩沖極、隔離極。2.2.4共集電極和共基極放大器 二進(jìn)一步提高輸入阻抗的措施利用復(fù)合管來提高輸入阻抗 -使上升T2管對T1管的影響相當(dāng)于T2是T1的負(fù)載2.2.4共集電極和共基極放大器 可用輸入電阻Ri來表示它對

50、T1的負(fù)載作用可見 復(fù)合管的輸入電阻增大了. 復(fù)合管可等效成一個值為 兩管相乘的晶體管。2.2.4共集電極和共基極放大器 采用復(fù)合管可使Ri很大但總的輸入電阻Ri=RB1/RB2/Ri2.自舉電路若RB1,RB2不能增大，Ri再大也無用，而實際中為保證偏置穩(wěn)定，RB1,RB2的取值是不能太大的所以由自舉電路來解決這個問題增加了RB3 和C3C3-對交流短路， 它將輸出電壓耦 合到RB3 的下端2.2.4共集電極和共基極放大器 從而提高了A點的電位，所以稱自舉電路使RB3 兩端電壓0，即流過RB3 的電流0該支路的等效阻抗Ri=RB3/Ri RB3支路的等效電阻很大 三. 三種基本組態(tài)放大器的比

51、較： （P57 表2-1) 2.2.4多級放大器 在要求有較大的放大倍數(shù)時，若單級不能實現(xiàn)，可用幾個單級放大器級聯(lián)起來。多級放大器有許多不同的組合方式，按總的技術(shù)要求，來設(shè)計組合 一. 級間耦合方式 各級之間的連接方式稱級間耦合方式 耦合時注意要點： 確保各級直流工作點不受影響 應(yīng)使前級信號盡可能不衰減地輸至下級 常用耦合方式及其優(yōu)缺點 直接耦合 優(yōu)點：可放大緩變的信號、便于電路集成化 2.2.4多級放大器 缺點： 靜態(tài)工作點要根據(jù)要求統(tǒng)一考慮，不能 獨立計算，即所謂電平配置，溫度變化 會引起各極工作點漂移 變壓器耦合 優(yōu)點：易實現(xiàn)阻抗匹配。原、副邊可以不共地。 輸出電壓的極性可隨意改變 缺點

52、：體積大，尤其是低頻工作時 阻容耦合 優(yōu)點： 容易實現(xiàn)，工作點可以獨立計算。缺點：低頻工作時，信號較難通過耦合電容 2.2.4多級放大器二. 組合放大器 實際應(yīng)用的放大器有電壓增益，輸入電阻，輸出電阻等具體的技術(shù)要求，根據(jù)三種基本組態(tài)放大器特點將其合理級聯(lián)起來，構(gòu)成組合放大器，以滿足實際要求 1、CE-CE級聯(lián) 兩級共射極放大器電路 交流通路 2.2.4多級放大器 特點： Ri，Ro與單級C-E電路類似， Au是二級電壓增益之乘積 （1）Au 2.2.4多級放大器（2） Ri=RB1/R B2/rbe1 取決于第一級 （3）Ro=Ro2=RC2 取決于末級 2、CE-CB級聯(lián) CE-CB組合放

53、大器電路 交流通路 2.2.4多級放大器特點： CB的輸入電阻是CE的負(fù)載，CE增益 很小，主要取決于CB的增益 Ic2e2c1，CE的輸出電流幾乎不衰減地傳輸?shù)捷敵龆?，所謂 電流接續(xù)器 第一級的低增益，可帶來電路工作穩(wěn)定，頻率響應(yīng)好的優(yōu)點，適用于高頻工作 （1）Au2.2.4多級放大器而 則 : 增益相當(dāng)于以負(fù)載為RL 的一級CE電路 (3) Ro=RC(2)The end.return2.4場效應(yīng)管放大器一.場效應(yīng)管直流偏置電路及靜態(tài)分析QIDQVGSQVDSQ1.自偏壓電路適用于VGS=0時iD=0的FET管，即耗盡型的管子(增強(qiáng)型的管子?xùn)旁措妷喉毚笥陂_啟 電壓才有電流) VG=0 而

54、VS=IDRS VGS= -IDRSVDSQ=VDD -ID(RD+RS)ID2.4場效應(yīng)管放大器VS=ID(RS1+RS2)=IDRS解 IDQ VDSQ 2. 分壓式偏置2.4場效應(yīng)管放大器二. 等效電路 場效應(yīng)管是非線性器，當(dāng)它工作在放大區(qū)作小信號運用時，可用線性有源網(wǎng)絡(luò)來等效。輸入端 因為電流很小阻抗很大，可看作開路輸出端 iD是受VGS控制的受控源，用gmVgs表示2.4場效應(yīng)管放大器三.共源放大器電路 1 自偏壓2.4場效應(yīng)管放大器四.共漏、共柵電路Vi =VGS-VOS=VGO = VGS+gmRS1VGS =(1+gmRS1 )VGS2 分壓式2.4場效應(yīng)管放大器例1. 已知：

55、IDSS=3mA VP=-4VV GS（off）求： IDQ VDSQ解IDQ = 3mAVDSQ=15V2.4場效應(yīng)管放大器例2.已知：IDSS=4mA VP= -2V解（不合理） 此時VGS= -4VV GS(off)2.4場效應(yīng)管放大器例3.判斷管子所處區(qū)域1.先根據(jù)管子類型，判別是否在截止區(qū)2.再分析是恒流區(qū)(放大區(qū)、飽和區(qū)） 還是非恒流區(qū)(放大區(qū)、飽和區(qū)）VGS V P為N溝道JFET不在截至區(qū) 由于VGDVGS-VDS-2-1-3vVP 未預(yù)夾斷 為非飽和區(qū)（放大區(qū)），即可變電阻區(qū) VDS=1v V P為N溝道JFET不在截至區(qū)又VDS VGS- V P 即7-2+4=2v為飽和區(qū)

56、（放大區(qū)）(三).10V3V1V已知：V P = -4v2.4場效應(yīng)管放大器 VDS0 為P溝道JFETVGS0v VGS- V P=0-4= -4v工作在可變電阻區(qū)(四).0V-0.5V0V已知：V P=4v2.4場效應(yīng)管放大器例4. 已知求: 1. IDQ VDSQ ICQ VCEQ 2. AV RO 2.4場效應(yīng)管放大器1. VGS= -1.5ID解得： IDQ=1mA IDQ4mA（舍去） 舍去的原因： VGS-1.5* ID= -6v V GS (off) = -3v 截止 VDS= 4.5 v VGS= -1.5 v 2.4場效應(yīng)管放大器 ICQ=2mA VCEQ=12-2*3.3

57、=5.4 v VE= 7.2-0.6=6.6 v2. Ri=2Mrbe=300+（1+）*26/2=1.6KRi2 =RBrbe+(1+)RERL =166.6K240K360K=77KRL1=RdRi2=6K 2.4場效應(yīng)管放大器其中或2.4場效應(yīng)管放大器(1) 已知：V T= -3v IDS=2mA 例5：1.判斷VGS = -4v V T為N溝道 耗盡型MOSFET ID0 VDS-10V 截止區(qū)2.4場效應(yīng)管放大器VGS =0 V P為P溝道JFET 不在截至區(qū)V P=4vIDSS=2mA=IDSS ( VGS=0)VDS= -10+2*2 = -6v VGSV P= -4v 放大區(qū)（

58、飽和區(qū)） VGSV P= -4v 非飽和區(qū) 可變電阻區(qū)(3).已知：V P=4vIDSS=2mA2.4場效應(yīng)管放大器2判斷ID的范圍 IDIDSS IDIDSS ID0 (當(dāng)VGS =0時，IDIDSS是在放大區(qū)成立 而在可變電阻區(qū)，IDV P (不是截止區(qū))VDS=2v0 （N溝道）VGSV P= 3v 可變電阻區(qū)（1）已知：V GS (off)= VP = -3v IDSS= 2mAIDV P VDS= 4v3v 在放大區(qū)IDIDSS 6V2V2V2.4場效應(yīng)管放大器例6已知：IDSS=4mA VP= +2V解:P溝道JFET2.4場效應(yīng)管放大器(不合理 VGS=3.5VVP 截止)2.判

59、工作區(qū)域RC， |AVC單|1即: 差動放大電路對 共模信號（因T變化, 電源 波動等引起的漂移電壓相當(dāng)于一對共模信號, 如果雙端輸出，則差動電路能有效克服零點 漂移現(xiàn)象）是抑制的。共模負(fù)反饋電阻REE越大，抑制作用越強(qiáng)。4. 共模抑制比 KCMR 差動放大器的共模增益遠(yuǎn)小于差模增益輸入級 差動放大電路3.3 差動放大器對共模信號具有很強(qiáng)的抑制作用,這種抑制作用可用共模抑制比來評價它定義為: 差模放大倍數(shù)與共模放大倍數(shù)之 比的絕對值KCMR越大時，共模信號的抑制越強(qiáng)在雙端輸出時:Auc=0，KCMR 在單端輸出時：用dB表示 ：實際上是不可能的，一般在80120dB左右 輸入級 差動放大電路3

60、.3 為了提高KCMR值，可使REE, 但REE太大 IC ，rbe 所以，不能真正使KCMR又REE上直流壓降太大，放大器要正常工作 必然要使VEE，而且在集成電路中制造 大電阻較困難。 一般采用恒流電路，其特點: 直流電阻小：不影響rbe 交流電阻大：使AVC（單）輸入級 差動放大電路3.35. 對任意輸入信號的放大特性對任意數(shù)值的輸入信號可看成是由一對差模信號和一對共模信號組成設(shè)任意信號為Vi1，Vi2輸入級 差動放大電路3.3則，雙端輸出時： 單端輸出時： * 帶有恒流源的差動放大器輸入級 差動放大電路3.3恒流源具有直流電阻小、交流電阻大的特點例求 VCQ1 VBQ1 ICQ1 IC