模擬電子技術(shù)教案

模擬電子技術(shù)教案術(shù)教案電子與信息工程學(xué)院目錄第三章第十二講第四章第十四講第五章第十六講第十七講第十八講第八章知識雙極型晶體管三極管效應(yīng)管基本放大電路放大電路的主要性能指標(biāo)及基本共射放大電路組成原理放大電路的基本分析方法放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定共集放大電路和共基放大電路場效應(yīng)管放大電路習(xí)題課響應(yīng)功率放大電路模擬集成電路基礎(chǔ)集成電路概述、電流源電路和有源負(fù)載放大電路差動放大電路饋反饋的基本概念和判斷方法及負(fù)反饋放大電路的方框圖深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的估算的影響信號的運(yùn)算和處理電路及其應(yīng)用波形發(fā)生與信號轉(zhuǎn)換電路講正弦波振蕩電路濾波電路和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路管、穩(wěn)壓管的伏安特性、電路模型和主要參數(shù)以及應(yīng)用舉例。然后介紹兩種三極管(BJT和FET)的結(jié)構(gòu)原理、伏安特性、主要參數(shù)以及工作區(qū)的判斷分析結(jié)構(gòu)缺陷的半導(dǎo)體單晶。制造半導(dǎo)體器件的半以掙脫原子核的束縛而參與導(dǎo)電，成為自由電子。這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)(也稱熱激發(fā))。因熱激發(fā)而出現(xiàn)流，因此，在半導(dǎo)體中有自由電子和空穴兩種承載電流的粒子(即載流子)，這是半導(dǎo)體的特殊性質(zhì)。空穴導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是:相鄰原子中的價(jià)電子(共價(jià)鍵中的束縛電子)依次填補(bǔ)空穴而形成電流。由于電子帶負(fù)電，而電子的運(yùn)動與空穴材料。在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素(如磷)，就形成N型(電子型)半導(dǎo)多子(自由電子)的數(shù)量＝正離子數(shù)＋少子(空穴)的數(shù)量多子(空穴)的數(shù)量＝負(fù)離子數(shù)＋少子(自由電子)的數(shù)量和漂移達(dá)到動態(tài)平衡時(shí)，空間電荷區(qū) (亦稱為耗盡層或勢壘區(qū))的寬度基本上穩(wěn)定下來，PN結(jié)就形成了。當(dāng)N區(qū)的電位高于P區(qū)的電位時(shí)，稱為加反向電壓(或稱為反向偏置)，Ni=I(|euU-1|PN結(jié)伏安特性方程：STTT器件熱穩(wěn)定性差的主要原因。1、二極管的伏安特性、單向?qū)щ娦约暗刃щ娐?三個(gè)常用模型)；2、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理及簡單穩(wěn)壓電路；、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理；程媒體演示二極管的結(jié)構(gòu)、伏安特性以及溫度對二生理解和掌握。二極管的箝位、限幅和小信號應(yīng)用P S 溫度對二極管的性能有較大的影響，溫度升高時(shí)，反向電流將呈指數(shù)規(guī)律一倍。的正向壓降將減小，每增加1℃，正向壓降UD4、二極管的等效電路(或稱為等效模型)電管近似看成線性器件而將它等效為一個(gè)動態(tài)電阻r。這種模型僅限于用來計(jì)算疊加在直流工作點(diǎn)Q上的微D1)最大整流電流I：二極管長期工作允許通過的最大正向電流。在規(guī)定F2)最高反向工作電壓UBR：二極管工作時(shí)允許外加的最大反向電壓。若超4)最高工作頻率fM：二極管正常工作的上限頻率。若超過此值，會因結(jié)電容的作用而影響其單向?qū)щ娦浴?、穩(wěn)壓二極管(穩(wěn)壓管)及其伏安特性穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體二極管，通過反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓管的伏安特性與普通二極管類似，其正向特性為指數(shù)曲線；當(dāng)外加反壓的數(shù)值增大到一定程度時(shí)則發(fā)生擊穿，擊穿曲線很陡，幾乎平行于縱軸，擊穿時(shí)，與普通硅管的特性相同；②加反向電壓且擊穿后，相當(dāng)于理想二極1)穩(wěn)定電壓UZ：規(guī)定電流下穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓。2)最大穩(wěn)定工作電流IZMAX和最小穩(wěn)定工作電流IZMIN：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定4)動態(tài)電阻rZ：rz=VZ/IZ，其概念與一般二極管的動態(tài)電阻相同，只不過程媒體演示三極管的結(jié)構(gòu)、輸入與輸出特性以及溫理解和掌握。三極管工作狀態(tài)、電位和管它能控制能量的轉(zhuǎn)換，將輸入的任何微小變化不結(jié)(發(fā)射結(jié)和集電結(jié))、三個(gè)電極(發(fā)射極、集電極和基極)組成；并且發(fā)射很少部分與基區(qū)的多子復(fù)合，形成基極電流，而大部分在集電結(jié)外電場作用下形成漂移電流I，體現(xiàn)出I對的I控制作CBC用。此時(shí)，可將I看成電流I控制的電流源。CB：EBCEBCCECBOEIICECBOE2)共射輸出特性：iC＝f(uCE)︱iB=常數(shù)如P25圖所示，它是以iB為參變量的3)晶體管工作在三種不同工作區(qū)外部的條件和特點(diǎn)V＞V＞VCBECBECCBCECES1)直流參數(shù)t和三極管的安全工作區(qū) ，當(dāng) (4)三極管的安全工作區(qū)：由PCM、ICM和擊穿電壓V(BR)CEO在輸出特性曲時(shí)應(yīng)1)溫度對反向飽和電流的影響：溫度對I和I等由本征激發(fā)產(chǎn)生的平CBOCEOBEBEBEBE3)溫度對輸出特性的影響溫度升高時(shí)，由于I和β增大，且輸入特性左CEOC移，導(dǎo)致集電極電流I增大，輸出特性上移。C本講難點(diǎn)：織過程構(gòu)不同可分為兩大類：結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)和金屬－氧化物－半導(dǎo)體場效應(yīng)型兩種。h1)夾斷區(qū)工作條件3)恒流區(qū)(或飽和區(qū))工作條件可見，對于N溝道增強(qiáng)型MOS管，柵源電壓V對導(dǎo)電溝道有控制作用，即GS壓，就可以形成漏極電流ID。SFETPMOSFET還是耗盡型可有四種轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線，其電壓和電流方向也有所性可以從輸出特性上用作圖法一一對應(yīng)地求出。場效應(yīng)管的輸出特性可分為四個(gè)區(qū)：夾斷區(qū)、可變阻區(qū)、飽和區(qū)(或恒流區(qū))和擊穿區(qū)。在放大電路中，場效應(yīng)管工作在飽和區(qū)。效應(yīng)管的主要參數(shù)：1)直流參數(shù) (1)低頻跨導(dǎo)gm：低頻跨導(dǎo)反映了柵壓對漏極電流的控制作用，這一點(diǎn) )最大漏極電流IDM：是FET正常工作時(shí)漏極電流的上限值。 UBRDSFET進(jìn)入恒流區(qū)后，使iD驟然增大的uDS值稱 (3)最大耗散功率PDM：可由PDM=VDSID決定，與雙極型三極管的PCM雙極型三極管(BJT)。由于少數(shù)載流子的濃度易受溫度影響，因此，在溫度穩(wěn)JT集成電路中應(yīng)用極為廣泛。本章首先介紹了半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識，然后闡述了半導(dǎo)體二極管、晶體管 (BJT)和場效應(yīng)管(FET)的工作原理、特性曲線和主要參數(shù)?，F(xiàn)將各部分歸雜質(zhì)的多少就可以有效地改變其導(dǎo)電性能，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性能的可控性。半導(dǎo)半導(dǎo)體制作在同一塊硅片(或鍺片)上，在它們的交界面處，上述兩種運(yùn)動達(dá)晶體管具有電流放大作用。當(dāng)發(fā)射結(jié)正向偏置而集電結(jié)反向偏置時(shí)，從發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的非平衡少子中僅有很少部分與基區(qū)的多子復(fù)合，形成基極電流，而大部分在集電結(jié)外電場作用下形成漂移電流IC，體現(xiàn)出IB(或IE、UBE)對IC的控制作用。此時(shí)，可將IC看成為電流IB控制的電流源。晶體管的輸入特性和輸出特性表明各極之間電流與電壓的關(guān)系，β、α、ICBO(ICEO)、導(dǎo)電溝道的寬窄，從而控制多子漂移運(yùn)動所產(chǎn)生的漏極電流ID。此時(shí)，可將ID看成電壓UGS控制的電流源，轉(zhuǎn)移特性曲線描述了這種控制關(guān)系。輸出特性曲MPDM和極間電容是它的主要參數(shù)。和晶體管相類似，場效應(yīng)管有夾斷區(qū)(即截止區(qū))、恒流區(qū)(即線性區(qū))和可變電阻區(qū)三個(gè)工作區(qū)域。但在外特性上卻有不少相同之二極管的伏安特性相似；二極管的反向特性 (特別是光電二極管在第三象限的反向特性)與晶體管的輸出特性相似，而場效應(yīng)管與晶體管的輸出特性也相似。T兩種耦合方式、直接耦合多級放大電的靜態(tài)和動態(tài)分析。通過習(xí)題課掌握放大電路。放大電路組成原理作點(diǎn)的作用；能否正常工作；斷放大電路能否正常工作；程媒體演示放大電路的組成原理、信號傳輸過程和變化量，常用的測試信號是正弦波。放大電路放大的本質(zhì)是在輸入信號的作用下，通過有源元件(BJT或FET)對直流電源電流大于輸入電流，或者二者兼而有之。真的情況下放大才有意義。1)輸入電阻Ri：從輸入端看進(jìn)去的等效電阻，反映放大電路從信號源索取2)輸出電阻Ro：從輸出端看進(jìn)去的等效輸出信號源的內(nèi)阻，說明放大電路3)放大倍數(shù)(或增益)：輸出變化量幅值與輸入變化量幅值之比。或二者100%D=100%D=U UA.=A.=iI IiiiA.=A.=iiiI IiI.AI.A.=oiu.A.=oIIii4)最大不失真輸出電壓：未產(chǎn)生截止失真和飽和失真時(shí)，最大輸出信號的5)上限頻率、下限頻率和通頻帶：由于放大電路中存在電感、電容及半導(dǎo)體器件結(jié)電容，在輸入信號頻率較低或較高時(shí)，放大倍數(shù)的幅值會下降并產(chǎn)生上限頻率fH(或稱為上限截止頻率)：在信號頻率下降到一定程度時(shí)，放下限頻率fL(或稱為下限截止頻率)：在信號頻率上升到一定程度時(shí)，放6)最大輸出功率POM與效率n：n=OMn為直流電源能量的利用率。PV式中pv為電源消耗的功率7)非線性失真系數(shù)D：在某一正弦信號輸入下，輸出波形因放大器件的非線AA2+A2+…23值；用1)直接耦合共射放大電路：信號源與放大電路、放大電路與負(fù)載之間均直接相連。適合于放大直流信號和變化緩慢的交流信號。2)阻容耦合共射放大電路：信號源與放大電路、放大電路與負(fù)載之間均通過耦合電容相連。不能放大直流信號和變化緩慢的交流信號；3)放大電路中元件及作用 (1)三極管T——起放大作用。 (2)集電極負(fù)載電阻R——將變化的集電極電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。C VR作在放大區(qū)，V還為輸出提供能CCbCC (4)耦合電容C，C——輸入電容C保證信號加到發(fā)射結(jié)，不影響發(fā)射結(jié)12，二是能放大。只有保證在交流信號的產(chǎn)生失真。故需要設(shè)置合的靜態(tài)工作點(diǎn)，使交流信號馱載在直流在輸入信號的整個(gè)周期內(nèi)始終工作在放大狀態(tài)，輸出作用是利用晶體管的電流放大作用，并依靠2)在輸入回路加入ui應(yīng)能引起uBE的變化,從而引起iB和iC的變化。3)輸出回路的接法應(yīng)當(dāng)使iC盡可能多地流到負(fù)載RL中去,或者說應(yīng)將集電流的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化送到輸出端。法算；算；法；2、放大電路輸入電阻、輸出電阻與電壓放大倍數(shù)的計(jì)算；織過程態(tài)參數(shù)計(jì)算等，便于學(xué)生理解和掌握。主要內(nèi)容1、直流通路、交流通路及其畫法 (1)直流通路：在直流電源的作用下，直流電流流經(jīng)的通路，用于求解靜 (2)直流通路的畫法：電容視為開路、電感視為短路；信號源視為短路，但應(yīng)保留內(nèi)阻。 (3)交流通路：在輸入信號作用下，交流信號流經(jīng)的通路，用于研究和求 (4)交流通路的畫法：耦合電容視為短路；無內(nèi)阻直流電源視為短路； (2)動態(tài)分析就是求解各動態(tài)參數(shù)和分析輸出波形。通常，利用三極管h出放大電路在小信號作用下的微變等效電路，并進(jìn)而計(jì)算輸入與電壓放大倍數(shù)?；蚶脠D解法確定最大不失真輸出電壓的幅靜態(tài)，后動態(tài)”。的原則，只有靜態(tài)工作點(diǎn)合 (1)用圖解法確定Q點(diǎn)的步驟：已知晶體管的輸出特性曲線族→由直流通路求得I→列直流通路的輸出回路電壓方程得直流負(fù)載線→在輸出特性曲線平BQ面上作出直流負(fù)載線→由I所確定的輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)即為QBQ (2)輸出波形的非線性失真 (3)直流負(fù)載線和交流負(fù)載線 (4)最大不失輸出壓有效值UOM,}UOM=2MinUCEQUCES,ICQ.RL式中：RL,=Rc//RL電路帶上負(fù)載后，在輸入信號不變的情況下，輸出信號的幅4、等效電路法求解靜態(tài)工作點(diǎn)U (1)列放大電路輸入回路電壓方程可求得IBQ； (2)根據(jù)放大區(qū)三極管電流方程ICQ=IBQ可求得ICQ； (3)列放大電路輸出回路電壓方程可求得UCEQ； BJT：三極管可以用一個(gè)二端口模型來代替；對于低頻模型可以不考慮結(jié)電容的影響；小信號意味著三極管近似在線性條件下 U.=hI.+hU.be11eb12eceI.=hI.+hU.c21eb22eceBJT的h參數(shù)等效模型如P31U.=rI.bebeb1cbceI.=I.cbcere e三極管可用近似公式計(jì)算如下：2h12e電壓反饋系數(shù)：反映三極管內(nèi)部的電壓反饋，因數(shù)值很小，一般可4h22e：三極管輸出電導(dǎo)，反映輸出特性上翹的程度。常稱1/h22e為c-e析變等效電路計(jì)算輸入電電路微變等效電路畫法及動態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算；，而且還影響著電壓放大倍數(shù)和上，電源電壓的波動、元件老化以及因溫度變化所會造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定，從而使動態(tài)參數(shù)不穩(wěn)現(xiàn)為，溫度變化影響晶體管的三個(gè)主Q硅管的ICBO小，受溫度影響小，故其β和UBE受溫度影響是主要的；ICBO溫度影響是主要的。置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，并保證工作點(diǎn)的穩(wěn)定。(1)采用不同偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原則是：當(dāng)溫度升高使IC增大時(shí)，IB要自動減小以牽制IC的增大。 (2)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)可以歸納為三種方法：P89圖所示。 (1)溫度補(bǔ)償； (2)直流負(fù)反饋； (3)集成電路中采用恒流源偏置技術(shù)；4、典型靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路——分壓式偏置電路的分析1BBBE1BBBEURb1VQ回到I輸入回路I來影響輸入量UBE的措施稱為反饋2)分壓式偏置電路的靜態(tài)分析路的靜態(tài)分析有兩種方法：一是戴維南等效電路法；二是估BE。BE。容旁路，正確畫出“交流地”的位置，根應(yīng)用場合；、共集和共基放大電路微變等效電路的輸入、輸出電阻計(jì)算；；程媒體演示三種接法電路的構(gòu)成方法，便于學(xué)生理三極管放大電路的基本接法亦稱為基本組態(tài)，有共射(包括工作點(diǎn)穩(wěn)定電路)、共基和共集三種。共射放大電路以發(fā)射極為公共端，通過iB對ic的控制EB1)共集放大電路的組成電路亦稱為射極輸出器如P92圖(a)所示，為了保證晶體管工作提供合適的管壓降U。2)共集放大電路的靜態(tài)分析CE (1)列放大電路輸入方程可求得IBQ；(2)根據(jù)放大區(qū)三極管電流方程IEQ=(1+)IBQ可求得IEQ；(3)列放大電路輸出方程可求得UCEQ；3)共集放大電路的動態(tài)分析3、共基放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析1)共基放大電路的靜態(tài)分析與共射電路靜態(tài)分析方法基本相同。 (1)列放大電路輸入回路電壓方程可求得IEQ；II=EQ (2)根據(jù)放大區(qū)三極管電流方程BQ1+可求得IBQ； (3)列放大電路輸出回路電壓方程可求得UCEQ；2)共基放大電路的動態(tài)分析，只是由于共基放大電“地”畫在下方，所以微變等效電路的畫法略有，輸入電阻居三種電路大。共集放大電路只有電流放大作用而沒常做為多級放大電路的輸入級，因其輸出用而沒有電流放大作用，輸入電阻小，高、場效應(yīng)管放大電路小信號模型分析法；、場效應(yīng)管放大電路小信號模型分析法；程I=01)自給偏壓放大電路如圖所示 (1)估算法靜態(tài)分析JFET(或耗盡型FET)的電流方程：DQDSS(UGS(off))聯(lián)解上述兩式并舍去不合理的一組解，可求得UGSQ和IDQ。 (2)圖解法靜態(tài)分析V1~uGS坐標(biāo)平面上作出iD=f(uGS)曲線，(動態(tài)轉(zhuǎn)移特性曲線)S交點(diǎn)Q。在圖(a)和(b)圖上讀出Q點(diǎn)的值(UGSQ、IDQ和UDSQ)。 (1)估算法方程：RU=U=g1.VU=IRSQU=IRSQDQSDDgg2RU=g1.V一IRgg(U)2(U)2聯(lián)解上述兩式并舍去不合理的一組解，可求得UGSQ和IDQ。RdRs (2)圖解法①作出動態(tài)轉(zhuǎn)移特性曲線；②作出輸入回路的直流負(fù)載線，它與橫越軸交于RR.V_1顯然，動態(tài)轉(zhuǎn)移特性曲線與負(fù)載線的交點(diǎn)Q即為該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。FET，柵極與源極之間為輸入端口，漏極與源極之出電阻rce很大可視為開路，在此可暫時(shí)保留。其它部分與雙極型三極管放大電路情況一樣。MOS管小信號工作時(shí)的電壓方程為：dmgsrdsds綱為電導(dǎo)。可通過對MOS管電流方程求導(dǎo)，得出gm的表達(dá)式。將FET的小信號等效模型代入放大電路的交流通路中畫出微變等效電路，分與雙極型三極管放大電路情況基本一致。點(diǎn)法；程媒體演示直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)分析方法等，便于學(xué)生理解和掌握。啟發(fā)討論多路的性能有多方面的要求：如輸入電阻大于MΩ等，依靠單管放大電路的滿足要求。這時(shí)，就可以選擇多個(gè)基本放大電路，并。路稱為一級，級與級之間的連1)直接耦合：耦合電路采用直接連接或電阻連接，不采用電抗性元件。直在溫度漂移問題，但因其低頻特性好，能夠放大變化緩慢的應(yīng)注意靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題。2)阻容耦合：將放大電路前一級的輸出端通過電容接到后一級的輸入端。電容隔離直流，較好地解決了溫漂問題，但其低頻3)變壓器耦合：將放大電路前一級的輸出端通過變壓器接到后一級的輸入壓器耦合也可以隔除直流，傳遞一定頻率的交流信現(xiàn)響，這是構(gòu)成直接耦合多的問題。VB2+VCB2＞VB2(VC1)這樣，集電極電位就要逐級提高，為此后面的放大級要集成電路中常采用一種電流源電平移動電路，電流源在電路中的作1)零點(diǎn)漂移：當(dāng)放大器的輸入信號ui=0時(shí)，其輸出電壓uo往往不為常隨時(shí)間而逐漸偏離原有靜態(tài)值的現(xiàn)象。參數(shù)隨溫度而變化。其中主要原因是溫度的影響，所以有時(shí)也用溫漂移來表示。工作點(diǎn)參數(shù)的變化往往由相應(yīng)的指標(biāo)來衡量。一定溫度變化范圍內(nèi)的輸出級工作點(diǎn)的變化值除n1)直接耦合放大電路的靜態(tài)分析2)阻容耦合多級放大電路的靜態(tài)分析電路電壓放大倍數(shù)第十一講習(xí)題課本講的教學(xué)目的為了使同學(xué)們在學(xué)完第一~二章常用半導(dǎo)體器件，以及由其組成的基本放大電路和多級放大電路后,能熟練掌握二極管、三極管和放大電路的基本概念；半導(dǎo)體器件的特性、主要參數(shù)的物理意義及其選用原則；放大電路組成原則和工作原理、分析方法；穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性和穩(wěn)Q的措施；以及輸出波形產(chǎn)生失真的原因和改善方法。同時(shí)提高同學(xué)們實(shí)際選用半導(dǎo)體器件、設(shè)計(jì)與使用放大電路的能力，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，我們特地安排這次習(xí)題課。本講教學(xué)內(nèi)容1、電路中的二極管工作狀態(tài)(導(dǎo)通與截止)判斷，二極管的箝位與限幅作用；2、在放大電路中，三極管管腳電位與管型、材料、電極名稱之間的關(guān)系；3、三極管在電路中所處狀態(tài)(放大、飽和、截止)的判斷；4、單管放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析；5、多級放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析。本講教學(xué)方法1.課前布置學(xué)生思考上述相關(guān)習(xí)題；生做題情況，選擇優(yōu)秀學(xué)生上講臺講授自己的解題思路和解題方法；.4.教師總結(jié)；本章小節(jié)本章是學(xué)習(xí)后面各章的基礎(chǔ)，因此是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)之一。主要內(nèi)容如下：1、放大的概念在電子電路中，放大的對象是變化量，常用的測試信號是正弦波。放大的本質(zhì)是在輸入信號的作用下，通過有源元件(晶體管或場效應(yīng)管)對直流電源的能量進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換，使負(fù)載從電源中獲得的輸出信號能量，比信號源向放大電路提供的能量大得多，因此放大的特征是功率放大。放大的前提是不失，如果電路輸出波形產(chǎn)生失真便談不上放大。2、放大電路的組成原則電路的核心元件是有源元件，即晶體管或場效應(yīng)管；②正確的直流參數(shù)應(yīng)保證晶體管工作在放大區(qū)、場效應(yīng)管工態(tài)工作點(diǎn)，保證電路不失真；③輸入信號應(yīng)能上限截止頻率fL和fH、通頻帶fW、最大輸出功率、效率n。1)靜態(tài)分析就是求解靜態(tài)工作點(diǎn)Q，在輸入信號為零時(shí)，晶體管和場效應(yīng)Q2)動態(tài)分析就是求解各動態(tài)參數(shù)和分析輸出波形。通常，利用h參數(shù)等效m5、晶體管和場效應(yīng)管基本放大電路電流放大作用又有電壓放大作用，輸入電阻居三種電路之中，輸出電阻較大，適用于做電壓放大電路的輸入級。直接耦合放大電路存在溫度漂移問題，但因其低頻特性好，能夠放大變化多級放大電路的電壓放大倍數(shù)等于組成它的各級電路電壓放大倍數(shù)之積。其輸入電阻是第一級的輸入電阻，輸出電阻是末級的輸出電阻。在求解某一級的電壓放大倍數(shù)時(shí)，應(yīng)將后級輸入電阻做為負(fù)載。出電壓就是整個(gè)電路的最大不失真輸出電壓。第三章放大電路的頻率響應(yīng)的基本概念，晶體管的高頻小信號等效模型，單A.(f)=A(f)三0(f)件的極間電容的影響不可忽略，放大倍數(shù)亦下降。fL和fH分別稱為下限截止頻率(簡稱下限頻率)和上限截止頻率(簡稱上的12倍時(shí)所確定的兩個(gè)頻率。中頻區(qū)：介于fL和fH之間頻率范圍稱為中頻區(qū)，通常又稱為放大電路的通頻帶fbw=fH－fL。度，而幅值(以dB表示的電壓放大倍數(shù))或相位角則采用線性分度。 RC低通電路和高通電路來模擬。 (2)截止頻率fL和fH是頻率響應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)，無論是幅頻特性還是相頻特性，基本都是以它為中心而變化的，求出fL和fH后就可近似地描繪放大電路完整的 (3)fL和fH都是與對應(yīng)的回路時(shí)間常數(shù)τ=RC成反比。β β (2)fT：特征頻率，使β下降到1時(shí)所對應(yīng)的頻率。fT=βfβ第十三講共射放大電路的頻率響應(yīng)以及增益帶寬積應(yīng)。 (1)中頻交流等效電路如P136圖所示。大容量電容看成短路，三極管極間電 (2)中頻放大倍數(shù)表達(dá)式2)低頻放大倍數(shù)的頻率響應(yīng) P (3)低頻放大倍數(shù)表達(dá)式式中fL為下限頻率，其表達(dá)式為 (4)幅頻特性和相頻特性的表達(dá)式3)高頻放大倍數(shù)的頻率響應(yīng) (2)高頻交流等效電路如P137圖所示。 (3)高頻放大倍數(shù)表達(dá)式 (4)幅頻特性和相頻特性的表達(dá)式1)放大電路的耦合電容是引起低頻響應(yīng)的主要原因，下限截止頻率主要由低頻時(shí)間常數(shù)中較小的一個(gè)決定；2)三極管的結(jié)電容和分布電容是引起放大電路高頻響應(yīng)的主要原因，上限截止頻率由高頻時(shí)間常數(shù)中較大的一個(gè)決定；cRL窄。增益和帶寬是一對矛盾，所以常把增益帶寬積作為衡量放大電路性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)；回路為高通電路，在低頻段使放大倍數(shù)的數(shù)值下降，且產(chǎn)生超前相移。極間電容所在回路為低通電路，在高頻段使放大倍數(shù)的數(shù)值下降，且產(chǎn)生滯后相頻等效模型。在晶體管高頻等效模型中，極間電容等效為C’。π3、放大電路的上限截率fH和下限頻率fL決定于電容所在回路的時(shí)間常數(shù)τ。通頻帶fbw等于fH與fL之差(fH－fL)。4、若已知單管共射放大電路的fH、fL和中頻放大倍數(shù)A.um(或A.usm)，便可畫2)能夠計(jì)算放大電路中只含一個(gè)時(shí)間常數(shù)時(shí)的fH和fL，并能畫出波特圖。第四章功率放大電路點(diǎn)放大電路的分析與計(jì)算。教學(xué)組織過程 (1)大信號工作，采用圖解分析法 (2)功率、效率、非線性失真為主要技術(shù)指標(biāo) (3)功率器件的安全工作非常重要2)功率放大電路的幾種工作狀態(tài) (1)甲類工作狀態(tài)，晶體管的導(dǎo)通角θ＝2π，最大效率為50%。 (2)乙類工作狀態(tài)，晶體管的導(dǎo)通角θ＝π，最大效率為%。 (3)甲乙類工作狀態(tài)，晶體管的導(dǎo)通角π＜θ＜2π，最大效率介于甲類和乙類3)功率放大電路的類型 (1)變壓器耦合功率放大電路、笨重、消耗有色金屬，且效率低，低頻和高頻特 (2)無輸出變壓器的功率放大電路無輸出變壓器的功率放大電路(簡稱OTL電路)用一個(gè)大電容代替了變壓情況下功率放大電路的負(fù)載電流很大，電容容量常選為幾千微法，且為電解電 (3)無輸出電容的功率放大電路OCL)如P476圖9.1.5所示。此電子均截止，輸出電壓為零。 (4)橋式推挽功率放大電路橋式推挽功率放大電路(簡稱BTL電路)如P477圖9.1.6所示。該電路為單電源供電，且不用變壓器和大電容。由圖可見電路由四只特性對稱的晶體管載上的電壓為零。BTL電路所用管子數(shù) (1)電路的組成 (2)存在的問題——交越失真 (1)電路組成及工作原理T 壓，即(VCC－UCES)。另外由圖可知，負(fù)載電阻上通過的電流就是管子的發(fā)射VT1T2OT1OVT1T2OT1O (3)最大管耗PT1max與輸出功率的關(guān)系式中的為不考慮晶體管飽和壓降(即UCES為0)時(shí)的最大輸出功率。 (4)功放管的選擇的1)功率管的安全工作區(qū)，受集電極允許的最大電流ICM，最大電壓2)功率管的散熱問題在一定的溫度下，散熱能力越強(qiáng)，晶體管允許的功耗P就越大；另一方CM面，環(huán)境溫度T越低，允許的功耗P也越大。aCM1)復(fù)合管的組成原則 (2)應(yīng)將第一只管子的集電極或發(fā)射極電流做為第二只管子的基極電流。 (3)后級管子的UBE不能將前級管子的UCE箝位； 1)復(fù)合管共射放大電路的動態(tài)分析2)復(fù)合管共射放大電路的特點(diǎn)3)四種類型的復(fù)合管甲乙類,如圖所放大號功作在盡限應(yīng)用狀OCL路，為了消除交越失真，靜態(tài)時(shí)應(yīng)使功放第五章模擬集成電路基礎(chǔ)式上的特點(diǎn)；第十六講集成電路概述、電流源電路和有源負(fù)載放大電路本講重點(diǎn)電流源電路本講難點(diǎn)有源負(fù)載放大電路教學(xué)組織過程1)集成電路中的元器件特點(diǎn)響后的變化也相同，因而特別有利于在集成元器件中占用硅片面積最小、性能好、β值高，用的也最多；而橫向稱性來提高電路穩(wěn)定性1)鏡像電流源圖鏡像電流源電路電路電流的鏡像(相等)。2)微電流源3)多路電流源、IC3。e不同處理方法；、差動放大電路動態(tài)參數(shù)計(jì)算；程媒體演示典型差動放大電路——長尾電路的特。漂造成的。在基本差動放制溫漂。在長尾電路和具有恒流源1)電路組成2)電路特性 (1)差動放大電路對零漂在內(nèi)的共模信號有抑制作用； (2)差動放大電路對差模信號有放大作用； 定2)信號的輸入方式：若信號同時(shí)加到同相輸入端和反相輸入端，稱為雙端3)信號的輸出方式：差動放大電路可以有兩個(gè)輸出端：集電極C和C。12從C和C輸出稱為雙端輸出；僅從集電極C或C對地輸出稱為單端輸出。12121)差模信號：幅度相等、極性相反的一對輸入信號。通常為有用信號。2)共模信號：幅度相等、極性相同的一對輸入信號。通常為溫漂和干擾信icQICQ2)單端輸出動態(tài)性能指標(biāo) (1)差模電壓放大倍數(shù)Ad：描述電路放大差模信號的能力； (2)差模輸入電阻Rid：差模信號作用下的輸入電阻。 (3)差模輸出電阻Rod：差模信號作用下的輸出電阻。 (4)共模電壓放大倍數(shù)Ac：描述電路抑制共模信號的能力；AK=d (5)共模 (5)共模抑制比c；理想情況下，共模放大倍數(shù)為0，共模抑制的組成及各部分的作用，然后采用學(xué)生自學(xué)為1)輸入級要使用高性能的差分放大電路，它必須對共模信號有很強(qiáng)的抑制2)中間放大級要提供高的電壓增益，以保證運(yùn)放的運(yùn)算精度。中間級的電路3)互補(bǔ)輸出級由PNP和NPN兩種極性的三極管或復(fù)合管組成，以獲得正負(fù)兩4)偏置電流源可提供穩(wěn)定的幾乎不隨溫度而變化的偏置電流，以穩(wěn)定工作和符號1)集成運(yùn)算放大器的符號中有三個(gè)引線端，兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端。一個(gè)稱2)集成運(yùn)算放大器的符號 (a)國家標(biāo)準(zhǔn)符號(b)原符號 (1)運(yùn)算放大器的靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)1)輸入失調(diào)電壓V(inputoffsetvoltage)：輸入電壓為零IO時(shí)，將輸出電壓除以電壓增益，即為折算到輸入端的失調(diào)電壓。V是表IO2)輸入失調(diào)電流I(inputoffsetcurrent)：在零輸入時(shí)，差分輸入級IO3)輸入偏置電流I(inputbiascurrent)：運(yùn)放兩個(gè)輸入端偏置電流的B4)輸入失調(diào)電壓溫漂dVIOdT：在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓隨溫度的變化量與溫度變化量之比值。5)輸入失調(diào)電流溫漂dIIOdT：在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電流隨溫度的變化量與溫度變化量之比值。6)最大差模輸入電壓Vidmax(maximumdifferentialmodeinput7)最大共模輸入電壓Vicmax(maximumcommonmodeinputvoltage)：在保證運(yùn)放正常工作條件下，共模輸入電壓的允許范圍。共模電壓超過此值時(shí)，輸入差分對管出現(xiàn)飽和，放大器失去共模抑制能力。 (2)運(yùn)算放大器的動態(tài)技術(shù)指標(biāo)加反饋條件下，輸出電壓與輸入電壓的變化量之比。ridinputresistance：輸入差模信號時(shí)，運(yùn)放的輸入3)共模抑制比KCMR(commonmoderejectionratio)：與差動放大電路Avd益Avc之比，常用分貝數(shù)來表K=20lg(A/A)(dB)CMRvdvc對應(yīng)的頻率，定義為單位增益帶寬fC。力。轉(zhuǎn)換速率SR的表達(dá)式為7)等效輸入噪聲電壓V(equivalentinputnoisevoltage)：輸入端短路n3、集成運(yùn)放電路的低頻等效電路4、集成運(yùn)放的電壓傳輸特性2)Rid＝∞4)KCMR＝∞5)fH＝∞I (1)uo＝Aod(uP－uN) (2)具有虛短(即uP=uN)、虛斷(即iP=iN=0)的特點(diǎn)。2)非線性工作區(qū) (2)具有虛斷的特點(diǎn)。章后要求：電路的工作原理；第六章放大電路的反饋基本概念；第十九講反饋的基本概念和判斷方法及負(fù)反饋放大電路的方框圖點(diǎn)點(diǎn)并聯(lián)和串聯(lián)負(fù)反饋及電流負(fù)反饋的判斷教學(xué)過程組織1)什么是反饋入信號。所以有X.i=X.ifX負(fù)反饋：加入反饋后，凈輸入信號i<i，輸出幅度下降。穩(wěn)壓、XX正反饋：加入反饋后，凈輸入信號i>i，輸出幅度增加。饋：反饋信號只有直流成分；饋：反饋信號只有交流成分； 反饋?zhàn)饔茫悍€(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)； 1)有無反饋的判斷 即反饋通路； (2)反饋至輸入端不能接地，否則不是反饋。2)正、負(fù)反饋極性的判斷之一—瞬時(shí)極性法 (3)最后觀察引回到輸入端反饋信號的瞬時(shí)極性，若使凈輸入信號增強(qiáng)，為正放一般有：反饋接至反相輸入端為負(fù)反饋饋3)電壓反饋和電流反饋 (1)電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比例(采樣輸出電壓)； (2)電流反饋，反饋信號的大小與輸出電流成比例(采樣輸出電流)。 (3)判斷方法：將輸出電壓‘短路’，若反饋回來的反饋信號為零，則為電壓反饋；4)串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋(根據(jù)反饋信號在輸入端的求和方式) (1)串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的兩個(gè)電極上，此 (2)并聯(lián)反饋，反饋信號加在放大電路輸入回路的同一個(gè)電極，此時(shí)反饋信號 (3)判別方法：將反饋節(jié)點(diǎn)對地短接，若輸入信號仍能送入放大電路，則反饋信號同時(shí)加在輸入三極管的基極或發(fā)射與輸入信號同時(shí)加在同相輸入端或反相輸一個(gè)加在同相輸入端，另一個(gè)加在反相輸入端則為串聯(lián)5)正、負(fù)反饋極性的判斷法之二：在明確串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋后，正、負(fù)反饋極性可用下列方法來判斷： (1)反饋信號和輸入信號加于輸入回路同一點(diǎn)時(shí)：的為正反饋；瞬時(shí)極性相反的是負(fù)反饋； (2)反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點(diǎn)時(shí)： 極和發(fā)射極，對運(yùn)算放大器來說是同相性。6)直、交流反饋方法判斷：根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)中是否有動態(tài)元件進(jìn)行判斷。 (1)若反饋網(wǎng)絡(luò)無動態(tài)元件(通常為電容)，則反饋信號交、直流并存； (2)若反饋網(wǎng)絡(luò)有電容串聯(lián)，則只有交流反饋； (3)若反饋網(wǎng)絡(luò)有電容并聯(lián)，則只有直流反饋。1)負(fù)反饋的基本組態(tài)類型：負(fù)反饋放大電路反饋組態(tài)的判斷方法： (1)從放大器輸出端的采樣物理量，看反饋量取自電壓還是電流； (2)從輸入端的連接方式，判斷反饋是串聯(lián)還是并聯(lián)。3)四種負(fù)反饋組態(tài)及組態(tài)的判斷 (1)電壓串聯(lián)負(fù)反饋現(xiàn)形式：輸出和反饋均以電壓的形式出現(xiàn)*參量表示：A=o=o=A=o=o=vvF.=f=fvvoo。F.oo。F.Re1,A.=1+RfvvfReF.R1A.=1+Rf對于圖下(b)vvRf+R1,vvfR1*判斷方法對上圖(a)所示電路，根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷，經(jīng)R加在發(fā)射極E上的反饋電f1同時(shí)R上還有第一級本身的負(fù)反饋。e1 (2)電流串聯(lián)負(fù)反饋(a)(b)*參量表示：AivfRRf益為*判斷方法：e (3)電壓并聯(lián)負(fù)反饋AA.=o=vivifI.i1+A.viF.ivAvif稱為互阻增益，F(xiàn).iv稱為互導(dǎo)反饋系數(shù)，A.viF.iv相乘無量綱。而電壓增益為*判斷方法：， (4)電流并聯(lián)負(fù)反饋均以電流的形式出現(xiàn)*參量表示：第二十講深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的估算i放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù):fXi成為二端口網(wǎng)絡(luò)，則倍數(shù)具有不同的物理意義。但在不同大倍數(shù)的一般表達(dá)式和反饋深度：1)一般表達(dá)式由于:X.i=X.if,AXiXiXf)= AA=2)反饋深度環(huán)路增益A.F.是指放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)所形成環(huán)路的增益，，F(xiàn).>>1時(shí)必AFAfAFF.在深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)放大倍數(shù)與有源器件的參數(shù)基本無關(guān)。一般反饋網(wǎng)絡(luò)是無源元件構(gòu)成的，其穩(wěn)定性優(yōu)于有源器件，因此深度負(fù)反饋時(shí)的放大倍數(shù)比較穩(wěn)定。A A.它反映了反饋對放大電路影響的程度?？煞譃橄铝腥N情況A.=1)利用閉環(huán)放大倍數(shù)fF.求解。f’F.=f’O聯(lián)反饋，將輸人回路開路，可求出反饋系數(shù)XO’2)利用X.fX.i求解。V.V.對于串聯(lián)反饋，fi，相當(dāng)于基本放大器輸人端電壓為O(虛短特性體現(xiàn))。I.I.對于并聯(lián)反饋，fi，相當(dāng)于基本放大器輸入端電流為0(虛斷特性體現(xiàn))。3)對非深反饋電路，利用由方塊圖導(dǎo)出的公式求解R、Ry及A.f。ifof第二十一講負(fù)反饋對放大電路的影響?zhàn)侂娐返挠?jì)算?？芍恢v參數(shù)的含義和計(jì)算方法，可不作仔細(xì)的數(shù)學(xué)過程組織負(fù)反饋對放大倍數(shù)的影響F條件下放大倍數(shù)的穩(wěn)定性也得到了提高。2)負(fù)反饋對輸入和輸出電阻的影響 (1)對輸入電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加，并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小 (2)電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小，電流負(fù)反饋可以使輸出電阻增加，3)負(fù)反饋對通頻帶的影響4)負(fù)反饋對非線性失真的影響5)負(fù)反饋對噪聲、干擾和溫漂的影響6)放大電路中引人負(fù)反饋的一般原則在電子電路中，將輸出量(輸出電壓或輸出電流)的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路，用來影響其輸入量(放大電路的輸入電壓或輸入電流)的措施稱為反饋。若反饋的結(jié)果使輸出量的變化(或凈輸入量)減流U.oI.OR'L。利用A.f1/F.可以求出四種反饋組態(tài)放大電路的電壓放大倍數(shù)A.A.uf和uSf。第七章信號的運(yùn)算和處理第二十二講運(yùn)算電路概述和基本運(yùn)算電路過程法，利用虛短、虛斷的概念和基爾霍夫電流定理列出放大倍數(shù)表達(dá) (1)電路的組成如圖所示。 (2)電路的放大倍數(shù)及特點(diǎn)路不存在共模信號。2)同相比例運(yùn)算電路 (1)電路的組成如圖所示。 (2)電路的放大倍數(shù)及特點(diǎn)斷的概念、結(jié)電電壓法或疊加定理列出輸出方 (1)電路的組成如下圖所示 (2)電路的分析及特點(diǎn)2)同相求和運(yùn)算電路 (1)電路的組成如下圖所示 (2)電路的分析及特點(diǎn)3)加減運(yùn)算電路 (1)電路的組成如下圖所示 (2)電路的分析及特點(diǎn)RR=RR如果選取電阻值滿足f132，則有抑制比高的集成運(yùn)放，才能保證一還可用兩級反相求和運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)，此時(shí)電路不存斷的概念和基爾霍夫電流定理及電容端電壓與通2)電路的分析在求解t1到t2時(shí)間段的積分電壓值時(shí)式中uo(t1)為t1時(shí)刻電容上存的初始電壓。3)電路對不同輸入信號的響應(yīng) 4)實(shí)用積分電路2)電路的分析式3)實(shí)用微分運(yùn)算電路2)電路的分析利用上述分析方法可得電路的輸出表達(dá)式為2)電路的分析的輸出表達(dá)式為第二十三講模擬乘法器及其應(yīng)用用它可以方便地泛地應(yīng)用于廣播電成電路的重要分支之1)簡單的變跨導(dǎo)二象限模擬乘法器2)雙平衡式模擬乘法器1)濾波電路的種類fpffpBPF：通帶為fp1＜f＜fp2的頻率范圍，阻帶為f＜fp1和f＞fp2的頻率范圍。BEF：通帶為f＜fp1和f＞fp2的頻率范圍，阻帶為fp1＜f＜fp2的頻率范圍。2)濾波電路幅頻特性中的概念無源濾波電路和有源濾波電路由無源源件(如R、C、L等)組成的濾波電路稱為無源濾波電路。此電路有源濾波電路由無源濾波電路加有源源件(如晶體管、集成運(yùn)放等)所組 有源低通濾波器斷的概念、結(jié)電電壓法列出電路放大倍數(shù)的傳遞 (1)一階低通濾波器用jω代替上式中的s可得電路的頻率響應(yīng)的截止頻率fp等于f0。 (2)簡單二階低通濾波器 (3)壓控電壓源二階低通濾波器用jω代替上式中的s可得電路的頻率響應(yīng)式中的Q稱為電路的等效品質(zhì)因數(shù)，它的物理意義是當(dāng)f=f0時(shí)電壓放大倍、分析和特點(diǎn)，由學(xué)生自行分析。P312圖所示電路為壓控電壓源二階高通濾波器，圖(b)所示為無限增益2)帶通濾波電路將低通濾波器和高通濾波器串聯(lián)，且低通濾波器的截止頻率fp1大于高通濾3)帶阻濾波電路壓求和，并且低通濾波器的截止頻率fp1小于高通濾波器的截止頻率fp2，就可以得到帶阻濾波器，其阻帶為(fp2－fp1)。信號的比例、加減、乘除、積各種基本運(yùn)算。求解運(yùn)算電路輸出電壓與輸入電壓運(yùn)算關(guān)系的基本方法有兩種：幅頻特性可分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種電路。應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)有用2)有源濾波電路一般均引入電壓負(fù)反饋，因而集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，故分析第八章波形發(fā)生與信號轉(zhuǎn)換電路第二十五講正弦波振蕩電路蕩相同。若反饋信號與放大器凈輸人信號同相饋信號得以維持，則即使外加輸人信號為零，輸出2)振蕩的條件：V.=V.fi，即：相位條件——同相，幅值條件——等幅。幅度平衡條件=1AFAFn3)正弦波振蕩電路的組成和類型4)正弦波振蕩電路分析方法和步驟： (1)觀察電路是否是否包含振蕩電路的四部分組成； (2)判斷放大電路正常工作，即是否有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，且動態(tài)信號是否能輸出和放大； (3)判斷電路能否振蕩 (4)估算振蕩頻率OOOOOO (5)分析起振條件(幅值條件) (6)穩(wěn)幅與穩(wěn)頻AF|