二極管及其基本電路

第2章二極管及其基本電路二極管由P型半導(dǎo)體和Ｎ型半導(dǎo)體構(gòu)成；

P型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子是空穴；N型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子是電子;PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，正向?qū)ǎ籔N結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，反向截止。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?；二極管具有單向?qū)щ娦?。二極管的伏安特性曲線(xiàn):硅二極管的V-I特性(1)最大整流電流IF(2)反向擊穿電壓VBR和最大反向工作電壓VRM(3)反向電流IR(4)正向壓降VF(5)極間電容CJ（CB、CD）二極管的主要參數(shù)：（1）理想模型（a）V-I特性（b）代表符號(hào)（c）正向偏置時(shí)的電路模型（d）反向偏置時(shí)的電路模型

二極管電路的簡(jiǎn)化模型（2）恒壓降模型（a）V-I特性（b）電路模型（3）折線(xiàn)模型（a）V-I特性（b）電路模型

二極管電路的簡(jiǎn)化模型分析方法：（1）整流電路（2）限幅電路

電路如圖，R=1kΩ，VREF=3V，二極管為硅二極管。分別用理想模型和恒壓降模型求解，當(dāng)vI=6sintV時(shí)，繪出相應(yīng)的輸出電壓vO的波形。正常穩(wěn)壓時(shí)：VO=VZ穩(wěn)壓二極管１.晶體管三極管（BJT)，分為NPN和PNP兩種類(lèi)型。第３章晶體三極管及其放大電路３.BJT的電流放大作用IE=IB+IC２.BJT的特性曲線(xiàn)的三個(gè)區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)

三極管發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置時(shí)，工作在放大區(qū)；三極管發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)正向偏置時(shí)，工作在飽和區(qū)；三極管發(fā)射結(jié)反向偏置、集電結(jié)反向偏置時(shí)，工作在截止區(qū)。4.三極管放大電路的分析計(jì)算

共射極放大電路（基極分壓式射極偏置電路）共集電極放大電路（射極電壓跟隨器）共基極放大電路

計(jì)算：1、根據(jù)直流通路，估算靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）；2、根據(jù)交流通路，畫(huà)出交流小信號(hào)等效電路；繪制原則：

畫(huà)直流通路時(shí)：令交流信號(hào)源短路、耦合電容開(kāi)路；畫(huà)交流通路時(shí)：令直流電源短路，耦合電容短路。3、計(jì)算Av、Ri、Ro

例題1

共發(fā)射極放大電路如圖所示。已知β=60，VBEQ=0.7V，電容容量足夠大。試求：

1.電路靜態(tài)工作點(diǎn)：IBQ、ICQ和VCEQ；

2.畫(huà)出交流小信號(hào)等效電路；

3.求AV、AVS、Ri、Ro的值；

4.說(shuō)明RE和CE的作用。解：1.基極分壓式射極偏置電路VBQ2、電路小信號(hào)等效電路：3、

AVS為源電壓增益Ri=RB1//RB2//rbe

；Ro=RC4．Re用于穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；Ce提高電路交流電壓增益。例題2

已知β=50，VBEQ=0.7V。試求：

1.電路靜態(tài)工作點(diǎn)；

2.畫(huà)出交流小信號(hào)等效電路；

3.求AV、Ri、Ro的值；

例題3

射極跟隨器電路如圖所示，β=100，VBEQ=0.7V

，試求：

1.電路靜態(tài)工作點(diǎn)；

2.畫(huà)出小信號(hào)等效電路；

3.求AV、Ri、Ro的值；解：1、

IBQ=ICQ/βVCEQ≈VCC－IEQRE2、小信號(hào)等效電路：3.

4.射極跟隨器的特點(diǎn)：

電壓增益小于1而接近1，輸出電壓與輸入電壓同相位；輸入電阻高，對(duì)電壓信號(hào)源衰減?。惠敵鲭娮璧?，帶負(fù)載能力強(qiáng)。

例題4求：1.電路靜態(tài)工作點(diǎn)；2.畫(huà)出小信號(hào)等效電路；3.求AV、Ri、Ro；第4章場(chǎng)效應(yīng)管放大電路增強(qiáng)型N溝道MOSFET符號(hào)

增強(qiáng)型P溝道MOSFET符號(hào)

N溝道耗盡型MOSFET符號(hào)

P溝道耗盡型MOSFET符號(hào)

N溝道結(jié)型JFET符號(hào)P溝道結(jié)型JFET符號(hào)2.掌握?qǐng)鲂?yīng)管基本放大電路靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析計(jì)算。1.掌握元器件符號(hào)及伏安特性。

場(chǎng)效應(yīng)管的小信號(hào)模型及動(dòng)態(tài)分析計(jì)算圖4.2.5場(chǎng)效應(yīng)管的低頻小信號(hào)模型第5章集成運(yùn)算放大電路1.集成運(yùn)算放大器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)一般由：

差分輸入級(jí)、電壓放大級(jí)、功率輸出級(jí)、偏置電路組成。

2.集成運(yùn)放的輸入級(jí)通常采用差分放大式電路，具有放大差模信號(hào)，抑制共模信號(hào)的作用。3.兩輸入端中的共模信號(hào)大小相等，相位相同；差模信號(hào)大小相等，相位相反。4.理想運(yùn)算放大器工作在線(xiàn)性區(qū)時(shí)，兩個(gè)輸入端的電位相等稱(chēng)為虛短，兩個(gè)輸入端的輸入電流為零稱(chēng)為虛斷。圖5.3.5雙入、雙出方式的差分放大電路長(zhǎng)尾式差分放大器：

共模抑制比；（反映抑制零漂能力的指標(biāo)）一、反饋類(lèi)型的判別步驟1.有無(wú)反饋是否存在把輸出回路和輸入回路連接起來(lái)的支路。2.交流反饋與直流反饋反饋存在于直流或交流或交直流通路中。3.正反饋與負(fù)反饋瞬時(shí)極性法。4.

反饋的組態(tài)

第6章負(fù)反饋放大電路并聯(lián)：反饋量輸入量接于同一輸入端。接于不同的輸入端。串聯(lián)：反饋量輸入量電流：將負(fù)載短路，反饋量仍然存在。電壓：將負(fù)載短路，反饋量為零。電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路二、負(fù)反饋放大電路的四種反饋組態(tài)三、負(fù)反饋放大電路閉環(huán)增益一般表達(dá)式（填空）閉環(huán)增益一般表達(dá)式：為反饋深度；為深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋條件下：

xid=

xi-

xf

0，存在虛短、虛斷深度負(fù)反饋條件下閉環(huán)增益的表達(dá)式：串聯(lián)負(fù)反饋——

并聯(lián)負(fù)反饋——

電壓負(fù)反饋——

電流負(fù)反饋——

增大輸入電阻減小輸入電阻減小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流四、負(fù)反饋的作用

降低增益、提高增益穩(wěn)定性、降低噪聲、減小失真、擴(kuò)展通頻帶、改變輸入輸出電阻。思考：若要穩(wěn)定輸出電壓并減小輸入電阻，應(yīng)引入何種負(fù)反饋組態(tài)？例題1

判斷電路反饋組態(tài)，并求出電路在深度反饋條件下的閉環(huán)電壓增益。

解：1）電流并聯(lián)負(fù)反饋；2）深度負(fù)反饋時(shí)：

+-+-

根據(jù)“虛短”和“虛斷”，1.電壓串聯(lián)負(fù)反饋

2.深度負(fù)反饋時(shí)：解：1）電路引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋；2）深度負(fù)反饋時(shí)：

電路2例題2根據(jù)“虛短”和“虛斷”，+-+++1.電壓并聯(lián)負(fù)反饋；

求閉環(huán)電壓增益2.深度負(fù)反饋時(shí)，根據(jù)“虛短”和“虛斷”，得例題3

設(shè)集成運(yùn)算放大器為理想運(yùn)算放大器，判斷下面電路中交流級(jí)間反饋的類(lèi)型；若為負(fù)反饋，估算深度負(fù)反饋條件下的Avf值。

解：1．電壓并聯(lián)負(fù)反饋；

+--+則Avf=v0/vi=……-2．根據(jù)“虛短”和“虛斷”，列出節(jié)點(diǎn)N的電流方程：③實(shí)際輸出功率第7章功率放大電路忽略VCES時(shí)①最大不失真輸出功率單個(gè)管子在半個(gè)周期內(nèi)的管耗2.管耗PT兩管管耗7.2乙類(lèi)雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路1.輸出功率3.電源供給的功率PV當(dāng)4.效率當(dāng)5.功率管BJT的選擇

1)PT1m≈0.2Pom

≤PCM2)VBRCEM=2VCC≤VBRCEO3)Icm=VCC/RL≤ICM7.3甲乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路——克服交越失真乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路存在的問(wèn)題：甲乙類(lèi)雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路：1.靜態(tài)偏置可克服交越失真2.動(dòng)態(tài)工作情況二極管等效為恒壓模型交流相當(dāng)于短路例題1

電路如圖所示，已知RL和T1、T2的飽和壓降|VCES|的值：

1．說(shuō)明R3、R4和T3的作用；

2．求最大不失真輸出功率Pom和電路效率η；

3．若輸入電壓有效值為VI，為使電路最大不失真輸出電壓的峰值達(dá)到Vom，R6至少應(yīng)取多少？解：1.由VCE3=(R3+R4)VBE3/R4，R3、R4和T3為T(mén)1、T2提供靜態(tài)偏置電壓，使電路工作在甲乙類(lèi)，克服交越失真。2．3．例題2

電路如圖所示，已知T1、T2的飽和壓降|VCES|=1V：1．說(shuō)明R2、D1和D2的作用；2．負(fù)載上獲得最大不失真輸出功率Pom和此時(shí)電路的轉(zhuǎn)換效率η；3．為使電路最大不失真輸出電壓幅值達(dá)到14V，輸入信號(hào)電壓最大有效值為多少伏?1.R2、D1和D2的作用：為T(mén)1、T2提供靜態(tài)偏置電壓，使電路工作在甲乙類(lèi)，克服交越失真。

2、Pom=(VCC-VCES)2/2RL；33、第8章模擬信號(hào)的運(yùn)算和處理1.基本線(xiàn)性運(yùn)放電路同相比例放大電路反相放大電路電壓跟隨器

從結(jié)構(gòu)上看，它是反相輸入和同相輸入相結(jié)合的放大電路。當(dāng)則若繼續(xù)有則

根據(jù)虛短、虛斷和N、P點(diǎn)的KCL得：2求差電路一種高輸入電阻的差分電路3.求和電路

根據(jù)虛短、虛斷和N點(diǎn)的KCL得：若則有（該電路也稱(chēng)為加法電路）1.

振蕩條件振幅平衡條件相位平衡條件2.

起振和穩(wěn)幅

穩(wěn)幅的作用就是，當(dāng)輸出信號(hào)幅值增加到一定程度時(shí)，使振幅平衡條件從回到放大電路3.

振蕩電路組成正反饋網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)（經(jīng)常與正反饋網(wǎng)絡(luò)合二為一。）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)(非線(xiàn)性原件：熱敏電阻、二極管、場(chǎng)效應(yīng)管等)第9章信號(hào)發(fā)生電路1、RC文氏橋振蕩電路:2、LC振蕩電路:振蕩頻率和周期A(yíng)V=3掌握：1).判斷能否振蕩(用瞬時(shí)極性法,設(shè)AV足夠大)能振蕩不能振蕩

若運(yùn)放的-、+兩個(gè)端子對(duì)調(diào)聯(lián)接,則不能振蕩!

若L2的兩端對(duì)調(diào)聯(lián)接,則能振蕩!能振蕩能振蕩能振蕩能振蕩能振蕩能振蕩能振蕩能振蕩能振蕩振蕩(+)(-)(+)(+)振蕩例題1已知下圖中運(yùn)放A是理想的，電路已穩(wěn)定地振蕩起來(lái)。振幅穩(wěn)定后二極管兩端的電壓為VD=0.6V。求：1)電路的振蕩頻率fO；2)二極管D1、D2的作用?3)輸出電壓Vom；4)若要改變振蕩頻率,怎樣改動(dòng)電路？解:1)2)二極管D1、D2的作用?

輸出電壓增大到一定值時(shí)，D1

或D2導(dǎo)通，其等效電阻R’d下降，則反饋電阻（R2+R’d//R3）隨之減小，放大電路的增益下降，使AVF↓→AVF=3時(shí)，輸出維持等振幅振蕩，故二極管起穩(wěn)幅作用。3)若電路已產(chǎn)生穩(wěn)幅正弦波振蕩，當(dāng)輸出電壓達(dá)到正弦波峰值時(shí)，二極管的正向壓降約為0.6V，試估算輸出電壓Vom

。

得由由得D.

若要改變振蕩頻率,怎樣改動(dòng)電路？減小R或C的值,可以增大頻率;增大R或C的值,可以減小頻率。例題22)要使電路起振，反饋電阻至少為多少？滿(mǎn)足起振條件:1)標(biāo)出運(yùn)放A的同相端和反相端，以滿(mǎn)足振蕩條件；3)電路的振蕩頻率解：1）運(yùn)放：上“+”下

“-”；2）3）第10章直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源的各部分組成：降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓，及各環(huán)節(jié)的元器件的選擇。小功率整流濾波電路原理、參數(shù)確定、以及輸出電壓；串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路（包括三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用）。圖10.4.2例10.4.1的穩(wěn)壓電路

圖10.4.9CW1