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文檔簡介

第一章半導(dǎo)體器件1、半導(dǎo)體與二極管2、特殊二極管3、半導(dǎo)體三極管4、場效應(yīng)管小結(jié)第一節(jié)半導(dǎo)體與二極管半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì),如硅(Si)、鍺(Ge)。硅和鍺是4價元素,原子的最外層軌道上有4個價電子。提問:什么是導(dǎo)體?什么是絕緣體?熱激發(fā)產(chǎn)生自由電子和空穴室溫下,由于熱運動少數(shù)價電子掙脫共價鍵的束縛成為自由電子,同時在共價鍵中留下一個空位這個空位稱為空穴。失去價電子的原子成為正離子,就好象空穴帶正電荷一樣。在電子技術(shù)中,將空穴看成帶正電荷的載流子。每個原子周圍有四個相鄰的原子,原子之間通過共價鍵緊密結(jié)合在一起。兩個相鄰原子共用一對電子。1.半導(dǎo)體的導(dǎo)電特征空穴運動(與自由電子的運動不同)有了空穴,鄰近共價鍵中的價電子很容易過來填補這個空穴,這樣空穴便轉(zhuǎn)移到鄰近共價鍵中。新的空穴又會被鄰近的價電子填補。帶負電荷的價電子依次填補空穴的運動,從效果上看,相當(dāng)于帶正電荷的空穴作相反方向的運動。本征半導(dǎo)體中有兩種載流子:帶負電荷的自由電子和帶正電荷的空穴熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子和空穴是成對出現(xiàn)的,電子和空穴又可能重新結(jié)合而成對消失,稱為復(fù)合。在一定溫度下自由電子和空穴維持一定的濃度。在純凈半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì),其導(dǎo)電能力將大大增強。在純凈半導(dǎo)體硅或鍺中摻入磷、砷等5價元素,由于這類元素的原子最外層有5個價電子,故在構(gòu)成的共價鍵結(jié)構(gòu)中,由于存在多余的價電子而產(chǎn)生大量自由電子,這種半導(dǎo)體主要靠自由電子導(dǎo)電,稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體,其中自由電子為多數(shù)載流子,熱激發(fā)形成的空穴為少數(shù)載流子。N型半導(dǎo)體自由電子多數(shù)載流子(簡稱多子)空穴少數(shù)載流子(簡稱少子)

N型半導(dǎo)體中電子數(shù)遠遠大于空穴數(shù)。

多子是電子(其數(shù)量主要取決于雜質(zhì)的摻雜濃度)少子是空穴(其數(shù)量主要取決于環(huán)境的溫度)N型半導(dǎo)體(在硅(鍺)中摻入5

價元素(磷、砷等))多子P型半導(dǎo)體在純凈半導(dǎo)體硅或鍺中摻入硼、鋁等3價元素,由于這類元素的原子最外層只有3個價電子,故在構(gòu)成的共價鍵結(jié)構(gòu)中,由于缺少價電子而形成大量空穴,這類摻雜后的半導(dǎo)體其導(dǎo)電作用主要靠空穴運動,稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體,其中空穴為多數(shù)載流子,熱激發(fā)形成的自由電子是少數(shù)載流子。自由電子多數(shù)載流子(簡稱多子)空穴少數(shù)載流子(簡稱少子)

P型半導(dǎo)體中空穴數(shù)遠遠大于電子數(shù)。

多子是空穴(其數(shù)量主要取決于雜質(zhì)的摻雜濃度)少子是電子(其數(shù)量主要取決于環(huán)境的溫度)

P型半導(dǎo)體(在硅(鍺)中摻入3

價元素(硼、銦等))空穴多子無論是P型半導(dǎo)體還是N型半導(dǎo)體都是中性的,對外不顯電性。摻入的雜質(zhì)元素的濃度越高,多數(shù)載流子的數(shù)量越多。少數(shù)載流子是熱激發(fā)而產(chǎn)生的,其數(shù)量的多少決定于溫度。2.PN結(jié)及其單向?qū)щ娦訮N結(jié)的形成半導(dǎo)體中載流子有擴散運動和漂移運動兩種運動方式。載流子在電場作用下的定向運動稱為漂移運動。在半導(dǎo)體中,如果載流子濃度分布不均勻,因為濃度差,載流子將會從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運動,這種運動稱為擴散運動。將一塊半導(dǎo)體的一側(cè)摻雜成P型半導(dǎo)體,另一側(cè)摻雜成N型半導(dǎo)體,在兩種半導(dǎo)體的交界面處將形成一個特殊的薄層→

PN結(jié)。

多子擴散

形成空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場

少子漂移促使阻止

擴散與漂移達到動態(tài)平衡形成一定寬度的PN結(jié)①外加正向電壓(也叫正向偏置)外加電場與內(nèi)電場方向相反,內(nèi)電場削弱,擴散運動大大超過漂移運動,N區(qū)電子不斷擴散到P區(qū),P區(qū)空穴不斷擴散到N區(qū),形成較大的正向電流,這時稱PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。PN結(jié)的單向?qū)щ娦寓谕饧臃聪螂妷海ㄒ步蟹聪蚱茫┩饧与妶雠c內(nèi)電場方向相同,增強了內(nèi)電場,多子擴散難以進行,少子在電場作用下形成反向電流IR,因為是少子漂移運動產(chǎn)生的,IR很小,這時稱PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。3.半導(dǎo)體二極管一個PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并用管殼封裝起來,就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管,簡稱二極管。半導(dǎo)體二極管按其結(jié)構(gòu)不同可分為點接觸型和面接觸型兩類。點接觸型二極管PN結(jié)面積很小,結(jié)電容很小,多用于高頻檢波及脈沖數(shù)字電路中的開關(guān)元件。面接觸型二極管PN結(jié)面積大,結(jié)電容也小,多用在低頻整流電路中。1.半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)與符號二極管的結(jié)構(gòu)1、組成

PN結(jié)、陽極引線、陰極引線、管殼;2、分類點接觸型(圖a)

高頻、工作電流小面接觸型(圖b)

低頻、工作電流較大2、符號

(圖c)2.半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線(1)正向特性外加正向電壓較小時,外電場不足以克服內(nèi)電場對多子擴散的阻力,PN結(jié)仍處于截止?fàn)顟B(tài)。正向電壓大于死區(qū)電壓后,正向電流

隨著正向電壓增大迅速上升。外加反向電壓時,PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài),反向電流

很小。

反向電壓大于擊穿電壓時,反向電流急劇增加。(2)反向特性二極管的VA特性I=f(U)正向特性死區(qū)電壓:硅:0.5V

鍺:0.1V正常工作時的管壓降硅:0.7V

鍺:0.3V反向特性

反向電流由少子形成,因此反向電流一般很小;小功率硅管:小于1微安;小功率鍺管:幾十微安;反向擊穿特性

反向擊穿:外加電壓達到一定數(shù)值時,在PN結(jié)中形成強大的電場,強制產(chǎn)生大量的電子和空穴,使反向電流劇增;提問:溫度對VA特性的有沒有影響?3.半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)1)最大整流電流IF:指管子長期運行時,允許通過的最大正向平均電流。2)反向擊穿電壓UB:指管子反向擊穿時的電壓值。3)最大反向工作電壓UDRM:二極管運行時允許承受的最大反向電壓(約為UB

的一半)。4)反向電流IR:指管子未擊穿時的反向電流,其值越小,則管子的單向?qū)щ娦栽胶谩?)最高工作頻率fm:主要取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小。理想二極管:正向電阻為零,正向?qū)〞r為短路特性,正向壓降忽略不計;反向電阻為無窮大,反向截止時為開路特性,反向漏電流忽略不計。例1-1ui=10sinwt(v)E=5vR=1k歐姆忽略二極管的正向壓降和反向電流畫出uo的波形(1)ui<E時,二極管反向截止,uo=ui;(2)ui>E時,二極管正向?qū)ǎ瑄o=E;例1-2

判斷二極管的工作狀態(tài)。判斷方法:正向偏置VA>VB;導(dǎo)通;反向偏置VA<VB;截止;解題方法:斷開二極管2AP1,求VA和VBVA=15×(10/(10+140))=1V;VB=-10×(2/(18+2))+15×(5/(25+5))=1.5V;

VA<VB,所以,二極管2AP1截止;第二節(jié)特殊二極管穩(wěn)壓二極管變?nèi)荻O管光電二極管發(fā)光二極管1.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管是一種用特殊工藝制造的半導(dǎo)體二極管,穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓就是反向擊穿電壓。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用在于:電流增量很大,只引起很小的電壓變化。穩(wěn)壓管的主要參數(shù):(1)穩(wěn)定電壓UZ。反向擊穿后穩(wěn)定工作的電壓。(2)穩(wěn)定電流IZ。工作電壓等于穩(wěn)定電壓時的電流。(3)動態(tài)電阻rZ。穩(wěn)定工作范圍內(nèi),管子兩端電壓的變化量與相應(yīng)電流的變化量之比。即:rZ=ΔUZ/ΔIZ(4)額定功率PZ和最大穩(wěn)定電流IZM。額定功率PZ是在穩(wěn)壓管允許結(jié)溫下的最大功率損耗。最大穩(wěn)定電流IZM是指穩(wěn)壓管允許通過的最大電流。它們之間的關(guān)系是:

PZ=UZIZM例1-3UZ=12V,IZM=18mA,為保證管子不致燒壞,確定限流電阻?當(dāng)電路中電流為IZM時,R兩端的電壓為US-UZ

因此,R的最小值應(yīng)該是:(US-UZ

)/IZM=440歐姆;穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路舉例實現(xiàn)穩(wěn)壓的基本思路:當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)波動時,依靠穩(wěn)壓管的VA特性,并配合電阻R,將輸出電壓做反方向調(diào)整,以使輸出電壓基本穩(wěn)定。2.光電二極管1、符號以及特性曲線(如圖所示)2、光電轉(zhuǎn)換原理:將光信號轉(zhuǎn)換為電信號3、用途:光控元件3.發(fā)光二極管1、工作原理(與光電二極管相反)當(dāng)管子正向偏置并通過一定的電流時,會發(fā)出一定波長的光;2、發(fā)光光譜比較窄;波長由二極管基本材料決定;5VSR例S閉和,LED亮S端開,LED滅LED第三節(jié)半導(dǎo)體三極管1.三極管的分類和結(jié)構(gòu)2.三極管的電流分配關(guān)系和放大作用3.三極管的伏安特性4.三極管的主要參數(shù)5.三極管的基本連接方式1.

三極管的結(jié)構(gòu)及類型半導(dǎo)體三極管是由兩個背靠背的PN結(jié)構(gòu)成的。在工作過程中,兩種載流子(電子和空穴)都參與導(dǎo)電,故又稱為雙極型晶體管,簡稱晶體管或三極管。

兩個PN結(jié),把半導(dǎo)體分成三個區(qū)域。這三個區(qū)域的排列,可以是N-P-N,也可以是P-N-P。因此,三極管有兩種類型:NPN型和PNP型。

半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。它有兩種類型:NPN型和PNP型。兩種類型的三極管發(fā)射結(jié)(Je)

集電結(jié)(Jc)

基極,用B或b表示(Base)

發(fā)射極,用E或e表示(Emitter);集電極,用C或c表示(Collector)。

發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)三極管符號三極管的結(jié)構(gòu)與符號NPN型PNP型箭頭方向表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時的電流的方向為什么要這樣制造呢?

結(jié)構(gòu)特點:?發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高;?集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū),且面積大;?基區(qū)很薄,一般在幾個微米至幾十個微米,且摻雜濃度最低。管芯結(jié)構(gòu)剖面圖2.電流分配和電流放大作用(1)產(chǎn)生放大作用的條件內(nèi)部:a)發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度>>基區(qū)>>集電區(qū)

b)基區(qū)很薄外部:發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏(2)三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程a)發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子,形成發(fā)射極電流iEb)電子在基區(qū)中的擴散與復(fù)合,形成基極電流iBc)集電區(qū)收集擴散過來的電子,形成集電極電流iC(3)電流分配關(guān)系:

iE=iC+iB

實際偏置電路IcIEIBRBEBECRCNNP一般參數(shù)EC

>

EBRB

>

RC實驗表明IC比IB大數(shù)十至數(shù)百倍,因而有。IB雖然很小,但對IC有控制作用,IC隨IB的改變而改變,即基極電流較小的變化可以引起集電極電流較大的變化,表明基極電流對集電極具有小量控制大量的作用,這就是三極管的電流放大作用。三極管的電流分配關(guān)系:

IE=IB+IC而且IC》IB

,△IC》△IB

IC=

IB

;IE=(1+

)IB

iC=

iB

;iE=(1+

)iB

;三極管的交流放大系數(shù):

=△IC/△IB

三極管的直流放大系數(shù):

=IC/IB

極間電壓和各極電流之間的關(guān)系;包括輸入特性和輸出特性兩組;EB輸入回路:EB

、RB

、B、E;輸出回路:EC

、RC

、C、E;3.三極管的特性曲線1.輸入特性曲線與二極管類似2.輸出特性曲線(1)放大區(qū):發(fā)射極正向偏置,集電結(jié)反向偏置(2)截止區(qū):發(fā)射結(jié)反向偏置,集電結(jié)反向偏置

(3)飽和區(qū):發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)正向偏置

4.主要參數(shù)1、交流放大倍數(shù)與支流放大倍數(shù)2、ICBO

集電極-基極反向飽和電流:受溫度影響較大,是影響管子工作特性的主要因素;3、ICEO

穿透電流:受溫度影響較大,是影響管子工作特性的主要因素;4、幾個極限參數(shù):

ICM:集電極最大電流;

UCEO:

集-射反向擊穿電壓;

PCM:集電極最大允許功耗;溫度對參數(shù)的影響1、對ICEO和ICBO的影響;2、:溫度升高1℃,值增大0.5%~1%;3、對UBE的影響:溫度升高1℃,UBE

約下降2~2.5mv;4、溫度升高,IC值增大;第四節(jié).場效應(yīng)管

1.場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和分類2.場效應(yīng)管的主要參數(shù)1.結(jié)構(gòu)分類場效應(yīng)管分為結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵場效應(yīng)管(MOS管)SDG(2)N溝道結(jié)型場效應(yīng)管P溝道結(jié)型場效應(yīng)管漏極D柵極G 源極S氧化層金屬鋁電極耗盡層兩個高摻雜區(qū)N型導(dǎo)電溝道N溝道結(jié)型場效應(yīng)管正常工作時,在漏-源之間加正向電壓,形成漏極

電流。UGS<0,耗盡層承受反向電壓,既保證柵-源之間內(nèi)阻很高,又

實現(xiàn)對溝道電流的控制。

工作原理

★=0時,對導(dǎo)電溝道的控制作用

=0時,

=0,耗盡層很窄,導(dǎo)電溝道很寬。

增大時,耗盡層加寬,溝道變窄,溝道電阻增大。

增大到某一數(shù)值時,耗盡層閉合,溝道消失,溝道電阻趨于無窮大,稱此時

的值為夾斷電壓

。

從零逐漸增大時,=-逐漸減小,

靠近漏極一邊的導(dǎo)電溝道隨之變窄。

電流隨線性增大。

增大,使=,漏極一邊耗盡層出現(xiàn)

夾斷區(qū),稱=為預(yù)夾斷。

為~0中某一固定值時,對漏極電流的影響

=0,由所確定的一定寬的導(dǎo)電溝道,但由于d-s間電壓為零,多子不會產(chǎn)生定向移動,=0。

>0,有電流從漏極流向源極,從而使溝道各點與柵極間的電壓不再相等,沿溝道從源極到漏極逐漸增大,造成靠近漏極一邊的耗盡層比靠近源極一邊的寬。

繼續(xù)增大,<,夾斷區(qū)加長。這時,一方面自由電子從漏極向源極定向移動所受阻力加大,從而導(dǎo)致減??;另一方面,隨著的增大,使d-s間的縱向電場增強,導(dǎo)致增大。兩種變化趨勢相抵消,表現(xiàn)出恒流特性。轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線輸出特性曲線可調(diào)電阻區(qū)恒流區(qū)擊穿區(qū)漏-源極電壓

VDS柵-源極電壓

VGSN+N+PSDBN溝道增強型場效應(yīng)管工作原理S:源極;G:柵極;D:漏極;B:襯底;GBSDGN+N+PSGDEGBID

圖2UGS>=開啟電壓UGS(TH)時,形成源極和漏極間的N型導(dǎo)電溝道N+N+PSGDEGB

圖1UGS

很小時,形成連通的耗盡層IDRDEDSN+N+PGDBID圖3:當(dāng)EDS增加時,產(chǎn)生電流ID

出現(xiàn)不等的溝道;圖4:當(dāng)ED增加到一定值時,漏極附近的溝道消失;

ED繼續(xù)增加時,溝道幾乎不變,電流ID

基本穩(wěn)定;RDEDSN+N+PGDBID控制規(guī)則:通過UGS的大小控制D、S間的導(dǎo)通或關(guān)閉;UGS>UGS(TH)

,D、S間導(dǎo)通;(UDS

0

)UGS<UGS(TH)

,D、S間斷開;(D、S間呈高阻狀態(tài))二、應(yīng)用BSG+12VRIDuiuoUGS(TH)=5Vui=10sin(

t)tuituo5v10v12V場效應(yīng)管與三極管的比較場效應(yīng)管是以UGS控制ID,稱電壓控制元件三極管是以IB控制IC

,稱電流控制元件。2.場效應(yīng)管的放大系數(shù)為gm,三極管的放大系數(shù)為β。3.場效應(yīng)管與三極管電極的對應(yīng)關(guān)系為G—B、D—C、S—E。4.絕緣柵場效應(yīng)管存放時,三個電極應(yīng)短接在一起,防止外界靜電感應(yīng)電壓過高時擊穿絕緣層使其損壞。焊接時,烙鐵應(yīng)有良好的接地,最好拔下烙鐵電源插頭再焊。第二章放大電路的基本知識第一節(jié).放大電路的基本概念第二節(jié).共發(fā)射極基本放大電路第三節(jié).放大電路工作點的穩(wěn)定第四節(jié).共集電極與共基極放大電路第五節(jié).阻容耦合放大電路的頻率特性1.基本放大電路一、放大器的一般概念電壓放大器功率放大器直流電源話筒揚聲器晶體管放大器AUUOUi=電壓放大器+-RSUSUiUoRL1122AUUOUi=電壓放大倍數(shù)電壓放大器的基本要求:具有足夠高的電壓放大倍數(shù),盡可能小的失真。1、例子:2、電壓放大器

AU

UiUo電壓放大器框圖二、放大器的組成放大電路說明:

1、必須保證三極管處于放大狀態(tài):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏;

2、耦合電容:隔直通交,交流耦合;C1+RBEBECRCIEUi+C2UoRL(1)V(2)C1+RBECRCIEUi+C2UoRLV

C1+RB+UCCRCIEUi+C2RL(3)放大電路的電位圖VUo三、靜態(tài)分析(ui=0,各部分電壓、電流均為直流)1、輸入回路(1)UBE

=0.7V(硅管);0.3(鍺管)RCIEV+UCCRBICIBUCEUBEUCC-UBE(2)

IB

=RBUCCRB≈2、輸出回路(1)IC

IB

或(IC

=

IB)(2)UCE=UCC-ICRC靜態(tài)工作點:靜態(tài)工作狀態(tài)時IB

、IC

和UCE

的數(shù)值。注意事項:靜態(tài)分析時各個電量的書寫方法。必須用大寫字母和大寫下標表示。Vi=0四、動態(tài)分析(ui≠0)C1+RB+UCCRCIEUi+C2RLVUo1、輸入端(1)

uBE

=UBE+ui

;(2)iB=IB+ib=IB+ibmsinwt;2、輸出端(1)iC=IC

+ic=IC+icmsinwt(2)uCE=UCE+uce

UCE

=UCC-ICRC

uce

=-icRC=IcmRCsinwt=Ucemsin(wt-180o)(3)uo

=uce=Ucemsin(wt-180o);ui=Umsin

t五、波形失真與靜態(tài)工作點的關(guān)系1、截止失真(IB太小)ui=Umsin

t(1)失真原因

RB很大,使得靜態(tài)工作點太低,位于三極管截止區(qū);(2)避免措施設(shè)法提高管子的靜態(tài)工作點,如減小RB。(3)放大電路的電位圖C1+RB+UCCRCIEUi+C2RLVUo2、飽和失真(IB太大,接近ICS)ui=Umsin

tIcs(1)失真原因

RB太小,使得靜態(tài)工作點過高,(IB太大),位于或靠近三極管飽和區(qū)使得IC=ICES

;(2)避免措施

設(shè)法降低管子的靜態(tài)工作點,如增加RB。六、靜態(tài)工作點的穩(wěn)定

當(dāng)環(huán)境條件如溫度等變化時,無法維持合適的靜態(tài)工作點。可以很好的穩(wěn)定靜態(tài)工作點。1、使I1》IB

,則UB基本穩(wěn)定。2、使UB》UBE

,則IC、IB基本穩(wěn)定。C1+RB+UCCRCIEUi+C2RLVUo固定偏置放大電路C1+RB1+UCCRCUi+C2RLVUoIECE+RERB2IBICI1分壓式偏置放大電路CE為交流旁路電容UB溫度ICIEREUBE

ICIB

電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點的過程(反饋)RE越大,穩(wěn)定性越好;但RE不能太大,否則管子飽和。一般選取方法:I1=(5~10)IB(硅管)I1=(10~20)IB(鍺管)UB=(3~5)V(硅管)UB=(1~3)V(鍺管)C1+RB1+UCCRCUi+C2RLVUoIECE+RERB2IBICI1UBC1+RB+UCCRCUi+C2VUo放大電路分析方法300KΩ4KΩ+12V第一圖解分析法分析思路:

利用三極管的輸入特性和輸出特性,用作圖方法來分析放大電路的工作情況?;痉治霾襟E:1、靜態(tài)分析(1)估算IB;(2)由輸出特性曲線找出

IC和

UCE

;2、動態(tài)分析(1)從輸入特性曲線找出iB的變化規(guī)律;(2)從輸出特性曲線找出ic

、uCE變化規(guī)律;注意:必須有輸入、輸出特性曲線;圖解法適用于大信號的放大電路;+12VRB+UCCRCV300KΩ4KΩ一、靜態(tài)分析1、估算IBIB=(UCC-UBE)/RB

≈UCC/RB=40μA2、由輸出特性曲線找IC和

UCE;(1)做直流負載線AB

UCE=UCC-ICRC

AB(2)根據(jù)直流負載線與IB估算值對應(yīng)曲線的交點Q(靜態(tài)工作點),找出對應(yīng)的UCE

和IC

UCEICIB二、動態(tài)分析1、根據(jù)輸入特性曲線找出iB的變化規(guī)律(1)、圖解過程a、IBQUBEb、uiuBEiB(2)iB變化規(guī)律iB=IB+ib=40+20sin

t(μA)2、從輸出特性曲線找出ic

、uCE變化規(guī)律(1)圖解過程a、iB變化iC變化b、iB變化uBE變化

(2)iC變化規(guī)律iC=IC+ic=1.5+0.75sin

t(mA)2.250.75(3)uCE變化規(guī)律uCE=UCE+uce=6+3sin(

t-180

)V第二微變等效電路分析方法一、三極管的微變等效電路BCEEibicuceube輸入口輸出口1、輸入口等效ib(μA)ube(v)△ubeQ△ibAB

將A、B曲線線性化則△ibB與△ube成正比輸入口可以等效為一個電阻定義:輸入電阻

Rbe

=

△ube

/

△ib

;對正弦量,Rbe

=

Ube/Ib

;說明:(1)Rbe是Q處切線斜率的倒數(shù);(2)Rbe是動態(tài)電阻;靜態(tài)工作點不同,Rbe也不同;(3)小功率管:Rbe=300Ω+(1+β)×26mV÷IE(mA)輸入端等效電路:BERbeUbeIb第二微變等效電路分析方法一、三極管的微變等效電路BCEEibicuceube輸入口輸出口1、輸入口等效ib(μA)ube(v)△ubeQ△ibAB

將A、B曲線線性化則△ibB與△ube成正比輸入口可以等效為一個電阻定義:輸入電阻

Rbe

=

△ube

/

△ib

;對正弦量,Rbe

=

Ube/Ib

;說明:(1)Rbe是Q處切線斜率的倒數(shù);(2)Rbe是動態(tài)電阻;靜態(tài)工作點不同,Rbe也不同;(3)小功率管:Rbe=300Ω+(1+β)×26mV÷IE(mA)輸入端等效電路:BERbeUbeIb3、三極管的微變等效電路BERbeUbeIbCEβIbRceUceIc三極管的微變等效電路Rce很大,工程分析時常將其開路去掉,得到簡化微變等效電路RbeIbUbeBECEIcβIbUce注意

使用微變等效電路時:(1)只能分析計算交流分量,不能用于計算靜態(tài)工作點;(2)Ib

、βIb

、Ic

的參考方向不能隨意假設(shè);二、放大電路的微變等效電路將放大電路轉(zhuǎn)換為微變等效電路:(1)畫出放大電路的交流通路(電容短路,直流電源置零)(2)將三極管用微變等效電路代替RBRCUiVUoRSUS+-RL放大電路的微變等效電路RbeβIBRCRLUoRSUS+-RBUiIbUSC1+RB+UCCRCUi+C2VUoRS+-RLRbeβIBRCRLUoRS+-RB1、輸入電阻USUiIbRiIi定義:Ri=Ui/Ii(1)Ri計算Ri=Ui/Ii=RB//Rbe

(2)Ri的意義

Ri的大小直接影響放大器輸入端信號Ui的大小,即反映了

放大器從信號源獲取信號的能力;因此,通常要求電壓放大器具有盡可能高的輸入電阻;

同時,高的輸入電阻使得信號源輸出電流Ii很小,從而降低了信號源的負載電流;Io

Ui=USRi/(Ri+RS)三、放大電路的動態(tài)性能分析RbeβIBRCRLUoRS+-RB2、輸出電阻USUiIbIiRoIoRo是有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻。(1)Ro計算將放大電路的獨立源置零,從負載兩端向前看進去求等效電阻;或用加壓求流、加流求壓、開短法等方法。(2)Ro的意義因此,通常要求電壓放大器具有盡可能低的輸出電阻;+-UiIiRi+-RSUSRLUoUoRoIoRoRiRo+RLRLUoUo=Ro越小,說明放大電路帶負載的能力越強;Uo3、電壓放大倍數(shù)AU===–

–βIb(RC//RL)IbRbeUoUiβ

(RC//RL)Rbe其中:β、RC、RL已知;

Rbe=300Ω+(1+β)×26mV÷IE(mA);

負號:表示輸出與輸入相位相反;當(dāng)不考慮相位時:β

(RC//RL)RbeAU

=※

對信號源的放大倍數(shù)AUS

RbeβIBRCRLRS+-RBUSUiIbIiIo(并非公式)AUS===AU

UoUSUiUsUoUiRi+RSRi例題:已知β=40,UBE=0.7V,RS=500Ω,各電阻阻值已知。1、計算靜態(tài)工作點;2、計算AU、AUS

、Ri

、Ro

3、若CE開路,計算AU、AUS

、Ri

、Ro+UCCRB1RB2RCRECE++C2RLUoRS+-USUiC1+1、計算靜態(tài)工作點(1)UB=UCCRB2/(RB1+RB2)=2.31V(2)IE=(UB-UBE)/RE

=1.61mAIC≈IE

=1.61mA(3)IB=IC/β=0.04mA(4)UCE=UCC-ICRC-IERE

=5.56V+UCCRB1RB2RCRECE++C2RLUoRS+-USUiC1++UCCRB1RB2RCIEICIBUCEUBRE直流通路2、動態(tài)分析(1)Rbe=300+(1+β)×26mV÷IE(mA)=962Ω(2)AU=Uo/Ui=(–βIb(

RC//RL))/(IbRbe)=–83.2(5)AUS=Uo/US=(Uo/Ui)(Ui/US)=AU×(Rbe//RB2//RB1)

/((Rbe//RB2//RB1)+RS)=-52.1(3)Ri=Rbe//RB2//RB1=0.837KΩ(4)Ro=RC=3KΩRoRi(1)Rbe=962Ω(3)AU=Uo/Ui=–βIb(

RC//RL)/(IbRbe+(1+β)IbRE)

=–1.91(4)Ri=Ui/Ii=(RB1//RB2//RX)

那么RX=?

(2)Ro=RC

=3KΩ當(dāng)CE

開路去掉時靜態(tài)工作點不變所以Rbe不變;Ui=IbRbe+(1+β)IbRE

RX=Ui/Ib=Rbe+(1+β)RE

=41.962KΩRi=RB1//RB2//RX=5.47KΩRiRo+UCCRB11RB21RC1RE1CE1++C2Uo1RS+-USUi1C1+阻容耦合多級放大器RB12RB22RC2RE2CE2++C3Uo+Ui2=▲兩級之間通過前級的耦合電容連接起來,各級靜態(tài)分析互不影響;▲前級的輸出電壓作為后級的輸入電壓;▲后級的輸入電阻是前級的負載電阻;▲整個多級放大電路的輸入電阻為第一級(輸入級)的輸入電阻;▲整個多級放大電路的輸出電阻為最后一級(輸出級)的輸出電阻;▲整個多級放大電路的電壓放大倍數(shù)為各級電壓放大倍數(shù)的連乘;RLV1V2射極輸出器US一、電路組成+UCCRBRERS+-UiC1+UoRLV+C2C1、C1

:隔直通交,交流耦合輸出由發(fā)射極引出無集電極電阻二、靜態(tài)分析1、IBKVL:UCC=IBRB+UBE+IE

RE

=IBRB+UBE+(1+β)IBREIB=UCC-UBERB+(1+β)RE2、IC

=βIB3、UCE

=UCC-UE=UCC-IERE=UCC-(1+β)IBRE

RERBICIEIBUE+UCCUCE∵IE≈IC∴

UCE=UCC-IERE≈UCC-ICRE三、動態(tài)分析1、電壓放大倍數(shù)Uo=Ie(RE//RL)=(1+β)Ib(RE//RL)Ui=IbRbe+Ie(RE//RL)=IbRbe+(1+β)Ib(RE//RL)UoUiAU==Rbe+(1+β)(RE//RL)(1+β)

(RE//RL)2、輸入電阻Ui=IbRbe+Ie(RE//RL)=IbRbe+(1+β)Ib(RE//RL)Ri/==Rbe+(1+β)(RE//RL)UiIbRi=RB//Ri/βIbUiUoRLRbeIbRERS+-USRBIeIcRiRi/Ii射極輸出器具有很高的輸入電阻射極輸出器電壓放大倍數(shù)小于1而接近于1;3、輸出電阻KCL:I=IRE–Ib

–βIb

其中:IRE=Uo

RE

Rbe+(RB//RS)Ib=Uo–整理得:==+UoI

RE

Rbe+(RB//RS)11+βRo1RE//

Rbe+(RB//RS)1+βRo=I=–(1+β)()Uo

REUo

Rbe+(RB//RS)–βIbUoRLRbeIbRERS+-USRBIeIcRiRi/IRo方法:加壓求流(內(nèi)部電源置零)Ro

=UoIIRE四、射極輸出器的特點及用途1、特點(1)輸入電阻高;(幾十千歐~幾百千歐)(2)輸出電阻低;(幾十歐~幾百歐)(3)無電壓放大作用,但可放大電流和功率。2、用途(1)可用作多級放大器的輸入級,以減輕信號源負擔(dān),同時提高對信號的獲取能力;(2)可用作多級放大器的輸出級,以提高帶負載的能力;(3)可用作多級放大器的中間級,隔離前后級之間的影響,利用輸入電阻高輸出電阻低的特點來做阻抗變換;2.4共基極放大電路1.電路組成結(jié)構(gòu):

Rc集電極電阻

Rb1、Rb2為基極分壓偏置電阻

usuoRcRb1Rb2CbC1+Vcc+_+_C2Re2.靜態(tài)工作點分析:直流通路:Rb1Rb2ReRc+VCCⅠcⅠbVB=RB2/(RB1+RB2)VCCVCEQ=VCC-ICRC-IERE≈VCC-IC(RC+RE)IB=IC/β3.動態(tài)分析圖(5)所示電路,用微變等效電路法分析它的Au、Ai、rO、ri其等效電路為:如圖(6)所示

(1)電壓放大倍數(shù)Au

因為:Uo=-?IbR'L

R'L=Rc//RL

Ui=-Ⅰbrbe

所以:Au=?R'L/rbe(2)電流放大倍數(shù)Ai

因為:Ⅰo=Ⅰc

Ⅰi=Ⅰe所以:

Ai=Ⅰc/Ⅰe=a

(3)輸入電阻ri

因為:ri=Re//r'i

r'i=rbe/(1+?)

所以:ri=Re//rbe/(1+?)

(4)輸出電阻ro

當(dāng)Us=0時,Ib=0,?Ib=0

因此:ro=Rc

小結(jié):通過上面的學(xué)習(xí),我們可以發(fā)現(xiàn),放大電路共發(fā)射極時,Ai和Au都比較大,但是輸出電壓和輸入電壓的相位相反;共集電極時,Ai比較大,但是Au較小,輸出電壓與輸入電壓同相,并且具有跟隨關(guān)系,它可作為輸入級,輸出級或起隔離作用的中間級;共基極時,Ai較小,Au較大,輸出電壓與輸入電壓同相,多用于寬頻帶放大等。2.6放大電路的頻率特性一、頻率特性簡述

(1)由于放大電路中存在電抗元件C,因此它對不同頻率呈現(xiàn)的阻抗不同,所以放大電路對不同頻率成分的放大倍數(shù)和相位移不同。放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系稱為幅頻關(guān)系;相位與頻率的關(guān)系稱為相頻關(guān)系。放大電路工作在中頻區(qū)時,電壓的放大倍數(shù)基本不隨頻率變化,保持一常數(shù)。

低頻區(qū):當(dāng)放大倍數(shù)下降到中頻區(qū)放大倍數(shù)的0.707倍時,我們稱此時的頻率為下限頻率fl.放大器工作在此區(qū)時,所呈現(xiàn)的容抗增大,因此放大倍數(shù)下降,同時輸出電壓與輸入電壓之間產(chǎn)生附加相移。

高頻區(qū):高頻區(qū)時的放大倍數(shù)也下降。因為放大器工作在高頻區(qū)時,電路的容抗變小,頻率上升時,使加至放大電路輸入信號減小,從而使放大倍數(shù)下降。(2)通頻帶寬:上、下限頻率之差,既是通頻帶寬。它是表征放大電路對不同頻率的輸入信號的響應(yīng)能力。它定義為:(3)截止頻率:確定原則是:某電容所確定的截止頻率,與該電容所在回路的時常數(shù)呈下述關(guān)系:二、多級放大電路的頻率特性:(1)多級放大電路通頻寬

多級放大電路的頻寬窄于單級放大電路的頻寬。它的上限頻率小于單級放大器的上限頻率;下限頻率大與單級放大器的下限頻率。(2)上、下限頻率的計算

上限頻率滿足關(guān)系式:下限頻率滿足關(guān)系是:

2.7多級放大電路重點:多級放大電路的組成及有關(guān)概念一.多級放大電路組成方框圖輸入級:因直接連接信號源,要求它輸入電阻高一些。并有一定電壓放大能力多級放大器作用:將微弱信號放大到足以推動負載工作中間級:主要任務(wù)是電壓放大。根據(jù)需要可以是多級的電壓放大電路,將微弱的輸入電壓放大到足夠大。輸出級:功率放大,向負載輸出足夠大的功率。二.級間耦合方式耦合:兩個單級放大電路之間的連接1.阻容耦合:級間通過耦合電容與下級輸入電阻連接特點:各級的靜態(tài)工作點相互沒有影響,因而各級放大電路的靜態(tài)工作點可以單獨計算。只能放大交流信號。+UCCRB11RB21RC1RE1CE1++C2Uo1RS+-USUi1C1+阻容耦合多級放大器RB12RB22RC2RE2CE2++C3Uo+Ui2=▲兩級之間通過前級的耦合電容連接起來,各級靜態(tài)分析互不影響;▲前級的輸出電壓作為后級的輸入電壓;▲后級的輸入電阻是前級的負載電阻;▲整個多級放大電路的輸入電阻為第一級(輸入級)的輸入電阻;▲整個多級放大電路的輸出電阻為最后一級(輸出級)的輸出電阻;▲整個多級放大電路的電壓放大倍數(shù)為各級電壓放大倍數(shù)的連乘;RLV1V22.直接耦合:不經(jīng)電抗元件,前后級直接連接起來特點:各級靜態(tài)工作點相互牽制,使靜態(tài)工作點調(diào)整發(fā)生困難;不僅能放大交流信號,也能放大直流或緩慢變化的信號,應(yīng)用廣泛;集成電路中因無法制作大容量的電容而必須采用直接耦合電路;頻率響應(yīng)特性較好。3.變壓器耦合:通過變壓器實現(xiàn)級間耦合特點:能隔斷直流量、傳輸交流信號;容易實現(xiàn)阻抗匹配,使負載獲得足夠的輸出功率。變壓器比較笨重、體積大、成本高、又無法集成化,只有特殊需要時,例如利用變壓器進行阻抗變換時才采用。三.多級放大器的放大倍數(shù)、輸入電阻及輸出電阻總的電壓放大倍數(shù)將為各級放大倍數(shù)的乘積注意:計算每一級的電壓放大倍數(shù)時要把后一級的輸入電阻作為前一級的負載電阻。第一級的輸入電阻即為整個多級放大器的輸入電阻;最后一級的輸出電阻即為整個多級放大器的輸出電阻分析原則:[例2.6]單級放大電路如圖(a)所示,Ri1=10kΩ,RO1=5.1kΩ,不接負載時AV1=-22;第二級放大電路Ri2=1.4kΩ,RO2=3kΩ,不接負載時AV2=-70。如果組成如圖(b)所示的兩級放大器,估算兩級放大器的AV、Ri、和RO。解:題目給出的兩個單級放大器的電壓放大倍數(shù)都是空載時的,當(dāng)兩個單級放大器級聯(lián)成兩級放大器時,第一級放大器相當(dāng)于接了一個負載,這個負載就是第二級輸入電阻。這樣當(dāng)兩級相連時,第一級輸出電壓要下降故第一級電壓放大倍數(shù)也要下降兩級電壓放大倍數(shù)兩級輸入電阻Ri=Ri1=10kΩ兩級輸出電阻RO=RO2=3kΩ四.放大倍數(shù)的分貝表示法課堂練習(xí)某三級電壓放大器AV1=10、AV2=100、AV3=10,試求總的電壓放大倍數(shù)AV,并用分貝(dB)表示解:AV=AV1·AV2·AV3=10×100×10=104(倍)AV(dB)=20lg104=80(dB)第三章直接耦合放大電路和

集成運算放大器第一節(jié)直接耦合放大電路第二節(jié)差動放大電路第三節(jié)集成運算放大器2、零點漂移

ui=0,輸出電壓偏離靜態(tài)值上下波動的現(xiàn)象稱為零點漂移。零點漂移主要由溫度變化產(chǎn)生,稱為溫漂。零點漂移的逐級放大以及影響。Ui1第一節(jié)直接耦合放大器RBRC1RE1RC2V1V2V3Uo+UCCR直接耦合放大器存在兩個特殊問題1、各級靜態(tài)工作點相互影響Ui1=0tUo第二節(jié)差動放大器一、差動放大電路V1V2uoui1ui2RERCRCC1C2E+UCC-UCC2、靜態(tài)時(ui1=ui1=0)的特點:(1)VC1=VC2;(2)uo=0;1、電路特點:(1)理想對稱電路;(2)共用射極電阻RE

;(3)兩輸入端、兩輸出端;12AD1uo1

ui1-ui2uo12ui1uo1-uo2ui1-ui22uo12ui1V1V2uoui1ui2RERCRCC1C2E+UCC-UCCui二、差模輸入與共模輸入<一>、差模輸入<二>、共模輸入(1)、差模信號:一對大小相等,極性相反的信號。uo1uo2(2)、雙端輸出時的電壓放大倍數(shù)AD===AD1(3)單端輸出時的電壓放大倍數(shù)AD===(1)、共模信號:一對大小相等,極性相同的信號;(2)、雙端輸出時AC=0;(3)、單端輸出時AC=AC1

;三、差動輸入V1V2uoui1ui2RERCRCC1C2E+UCC-UCCuo1uo21、差動輸入:任意的兩個信號ui1

、ui2

分別加在兩個輸入端;2、信號分解uiC=(ui1+ui2)/2uiD=(ui1-ui2)/2ui1=uiC+uiD

ui2=uiC-uiD3、雙端輸出電壓uo共模信號作用時:uoC

=0差模信號作用時:

uoD

=uo1D-uo1D

=(AD

uiD+AD

uiD)=2

AD

uiD=AD(ui1-ui2)4、差動放大器的放大特點:

放大差模成分,抑制共模成分共模抑制比:KCMR=|AD/AC|第三節(jié)集成運算放大器運算放大器的組成差動輸入級中間級輸出級偏置電路為各級提供合適工作點1、差動輸入級具有共模抑制比很高、輸入電阻很大的特點,使零飄在輸入級得到有效地抑制;2、中間級完成電壓放大,可由多級放大電路組成,決定了運放的電壓放大倍數(shù)AU很高;3、輸出級通常由互補射極輸出器構(gòu)成,可以提供足夠的輸出功率,具有較強的帶負載能力(Ro很小)。主要參數(shù)(1)輸入失調(diào)電壓

UIO

(mV級)對于實際運放,當(dāng)ui=0時,uo

≠0;必須在輸入端加一個補償電壓才能使uo=0;這個補償電壓稱為輸入失調(diào)電壓UIO;(UIO

越小越好)(2)輸入失調(diào)電流

IIO

(μA級)IIO=IB1-IB2IIO越小越好;(3)輸入偏置電流

IIB

(μA級)IIB=(IB1+IB2)/2IIB越小越好;(4)開環(huán)電壓放大倍數(shù)

AU輸出開路且無反饋回路時測得的電壓放大倍數(shù)。(104~107)AU越高而且越穩(wěn)定,則運算精度越高;(5)最大輸出電壓

UOM在輸出不失真條件下,運放的最大輸出電壓。此外還有共模抑制比(KCMR)、電源電壓U+

、U-等。AU+-+u-u+uoui第四章放大電路中的負反饋第一節(jié)反饋的基本概念及判斷方法第二節(jié)負反饋放大電路的一般分析方法第三節(jié)負反饋對放大電路的性能影響反饋的概念反饋網(wǎng)絡(luò)前向通道XOXi+-XiXf反饋:將系統(tǒng)輸出量的一部分或全部,經(jīng)一定電路回送到輸入端;負反饋:反饋信號削弱輸入信號;正反饋:反饋信號增強輸入信號;C1+RB1+UCCRCUi+C2RLVUoIECE+RERB2IBICI1UBICIB

溫度ICIEREUBE

電路中反饋的作用正反饋:輸入量不變時,引入反饋后輸出量變大了。負反饋:輸入量不變時,引入反饋后輸出量變小了。另一角度正反饋:引入反饋后,使凈輸入量變大了。負反饋:引入反饋后,使凈輸入量變小了。判別方法:瞬時極性法。即在電路中,從輸入端開始,沿著信號流向,標出某一瞬間有關(guān)節(jié)點電壓的瞬時極性,用“+”、“-”號表示。例vIvO-+RLR2R1(+)(+)(-)(-)(-)凈輸入量vIvO-+RLR2R1(+)(+)(-)(-)凈輸入量負反饋正反饋vO-+R4R5R3-+vIR1R2反饋通路反饋通路級間反饋通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)凈輸入量級間負反饋反饋通路本級反饋通路++++負反饋放大器的基本公式基本放大器AXOXi反饋網(wǎng)絡(luò)

F+-XiXf開環(huán)放大倍數(shù)A=XOXi反饋系數(shù)F=XfXO放大器的凈輸入信號:Xi=XiXf(反饋信號削弱輸入,負反饋)閉環(huán)放大倍數(shù):=XOAXi=A(-)XiXfA(-)XiF=XOXO=AXiF1+AAf=XOXi=AF1+A引入負反饋后,放大倍數(shù)下降;F1+A稱為反饋深度負反饋的類型1、電壓串聯(lián)負反饋

+-+uiuoR2R1Rfu-u+ifi1ufuf=R1R1+Rfuo電壓反饋凈輸入ui=uiuf串聯(lián)反饋作用:穩(wěn)定輸出電壓;RLuoufuiuo2、電壓并聯(lián)負反饋

+-+uiuoR2R1Rfu-u+ifiiiiif=Rfuo電壓反饋凈輸入ii=iiif并聯(lián)反饋作用:穩(wěn)定輸出電壓;RLuoifiiuo4、電流并聯(lián)負反饋if是io的分流電流反饋凈輸入ii=iiif并聯(lián)反饋作用:穩(wěn)定輸出電流;RLioifiiio

+-+uiuoRRfu-u+RLioR1R2ifiiii3、電流串聯(lián)負反饋uf=Rfio電流反饋凈輸入ui=uiuf串聯(lián)反饋作用:穩(wěn)定輸出電流;

+-+uiuoR1Rfu-u+RLuiufioRLioufuiio▲負反饋的判斷方法1、反饋的存在與否:看有無反饋網(wǎng)絡(luò)2、正負反饋:瞬時極性方法;在運放電路中判斷反饋的類型:

(1)反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入信號連接于運放同一個輸入端,則為并聯(lián)反饋;否則為串聯(lián)反饋;

(2)輸出短路法(uo置0):若反饋信號仍能作用于輸入端,則為電流反饋;否則為電壓反饋;(注意輸出uo的位置)在晶體管放大電路中判斷反饋的類型(共射電路):

(1)從C極引回反饋信號,為電壓反饋;從E極引回反饋信號,為電流反饋;3、反饋類型的判斷方法:

(2)反饋信號引回到B極,為并聯(lián)反饋;反饋信號引回到E極,為串聯(lián)反饋;4、負反饋的主要功能:電壓負反饋:穩(wěn)定輸出電壓;電流負反饋,穩(wěn)定輸出電流;-+AU+RLuouiR1R2RfU+1、電路存在反饋網(wǎng)絡(luò);2、根據(jù)瞬時極性法,反饋為負反饋;3、反饋信號與輸出電壓相關(guān),若uo=0,則無反饋;所以屬于電壓反饋;4、反饋回路作用于運放反向輸入端,

輸入信號作用于運放同向輸入端。因此,屬于串聯(lián)反饋5、反饋類型為:電壓串聯(lián)負反饋;+++++io=01、電路存在反饋網(wǎng)絡(luò);2、并聯(lián)反饋,凈輸入電流=ii-if;3、根據(jù)瞬時極性法,反饋為負反饋4、反饋信號與輸出電壓相關(guān),若uo=0,則無反饋;所以屬于電壓反饋;5、所以,反饋類型為:電壓并聯(lián)負反饋;-+AU+uouiR1R2U+RfU-RLV1V2iiiiif負反饋對運放性能的改進1、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性Af=XOXi=AF1+A當(dāng)反饋深度很大時,1+FA很大,Af

F1

閉環(huán)放大倍數(shù)與運放特性無關(guān),只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù);而組成反饋網(wǎng)絡(luò)的無源線性元件均很穩(wěn)定,所以閉環(huán)放大倍數(shù)Af很穩(wěn)定。采用相對變化量描述dA/A閉環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性Af=AF1+AdAfdA=(1+AF)21=(1+AF)1AfAdAfAf=(1+AF)1dAA閉環(huán)放大倍數(shù)的相對變化量開環(huán)放大倍數(shù)的相對變化量2、對輸入電阻和輸出的電阻的影響(1)輸入電阻的大小受串、并聯(lián)反饋類型的影響

+-+Fuiuoufuiii串聯(lián)負反饋ui=uiuf串聯(lián)負反饋使ui

減??;同樣使輸入電流ii減小;RiRi=ui/ii

增大;串聯(lián)負反饋使Ri提高;

+-+Fuiuoii并聯(lián)負反饋Riifii開環(huán)時ii=ii

;閉環(huán)時ii=ii+if

增加;Ri=ui/ii

減?。徊⒙?lián)負反饋使Ri降低;(2)輸出電阻的大小受電壓、電流反饋類型的影響電壓負反饋用于穩(wěn)定輸出電壓,其輸出特性接近恒壓源;Uo=E-IRoRoRLUoEI+-Ro

越小,輸出電壓Uo的穩(wěn)定性越好;電壓負反饋能夠降低輸出電阻Ro

;電流負反饋用于穩(wěn)定輸出電流,其輸出特性接近于恒流源;IoUoRLRoISIo=IS-Uo/RoRo

越大,輸出電流Io的穩(wěn)定性越好;電流負反饋能夠提高輸出電阻Ro

;3、展寬通頻帶依靠凈輸入信號(輸入信號與反饋信號)補償失真的輸出波形;4、拓寬頻帶AffLfH通頻帶Af

F1開環(huán)頻率特性

閉環(huán)放大倍數(shù)只取決于線性元件組成的與頻率無關(guān)的反饋網(wǎng)絡(luò),因此可以拓寬頻帶;在深度負反饋下:4、減小波形失真第五章集成運算放大器的應(yīng)用第一節(jié)集成運放的理想化及基本電路第二節(jié)運算電路第三節(jié)電壓比較器第四節(jié)集成運放的應(yīng)用常識第一節(jié)集成運放理想化及基本電路集成電路的特點(同分立器件電路相比):1.電路結(jié)構(gòu)與元件參數(shù)具有對稱性;

同一硅片,相同工藝→元件特性相同(絕對值的同向偏差,溫度均一性)2.大電阻不易集成;

硅半導(dǎo)體的體電阻→阻值范圍不大(幾十歐到幾十K歐),誤差大(10%到20%);盡量少用電阻

3.大電容不易集成。PN結(jié)電容→幾十皮法以下,級間耦合:阻容→直接理想運算放大器的傳輸特性u+-u-

uo+UOM–UOM運算放大器的傳輸特性線性區(qū):

uo=AU(u+-u-)飽和區(qū):

輸出電壓飽和值約等于電源電壓;線性區(qū)飽和區(qū)u+-u-

uo運算放大器的符號、引線及參數(shù)1、符號AU+-+u-u+uo-:反相輸入端信號u-由此端輸入時,uo與u-反相;+

:同相輸入端信號u+由此端輸入時,uo與u+

同相;uo:電壓輸出端uo=AU(u+-u-)=-AU(u

--u+)2、外部引線AU+-+43215678F007型集成運放u-u+U-調(diào)零uoU+調(diào)零空U-負電源輸入端U+正電源輸入端(2)u+-u-=0,Ri=

;i-=0,i+=0稱為虛斷(1)u+-u-=uo/AU=0u+=u-

稱為虛短集成運放的

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