模擬電子技術(shù)(電氣工程師培訓(xùn))

1.半導(dǎo)體及二極管1.1掌握二極管和穩(wěn)壓管特性和參數(shù)1.2了解載流子的分散、漂移；PN結(jié)構(gòu)成2放大電路根底2.1掌握根本放大電路、靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)、直流負(fù)載和交流負(fù)載(線)2.2掌握放大電路的根本分析方法2.3了解放大電路頻率特性和主要目的2.4了解反響概念、類型和極性；電壓串聯(lián)負(fù)反響分析計(jì)算2.5了解正負(fù)反響特點(diǎn)；其他類型分析；對(duì)性能影響；自激緣由和條件2.6了解消除自激方法，去耦電路3集成運(yùn)算放大器及其運(yùn)用3.1掌握放大電路計(jì)算；了解典型差放任務(wù)原理；差模、共模、零漂概念，靜動(dòng)態(tài)計(jì)算，輸入輸出相位關(guān)系，集成參數(shù)含義3.2掌握集成運(yùn)放特點(diǎn)和組成；了解多級(jí)放大的耦合方式；零漂抑制原理；了解復(fù)合管的正確接法及等效參數(shù)計(jì)算；恒流源作有源負(fù)載和偏置電路3集成運(yùn)算放大器及其運(yùn)用3.3了解多級(jí)放大器的頻率呼應(yīng)3.4掌握理想運(yùn)放的虛短、虛地、虛斷概念及其分析方法；反相、同相、差動(dòng)輸入比例器及電壓跟隨器任務(wù)原理，傳輸特性；積分、微分電路任務(wù)原理3.5掌握實(shí)踐運(yùn)放電路的分析；了解對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路任務(wù)原理，輸入輸出關(guān)系；運(yùn)用乘法器〔平方、均方根、除法〕3集成運(yùn)算放大器及其運(yùn)用3.6了解模擬乘法器的任務(wù)原理4信號(hào)處置電路4.1了解濾波器的概念、種類和幅頻特性；比較器的任務(wù)原理，傳輸特性和閥值，輸入輸出波形關(guān)系4.2了解一階和二階低通濾波器電路分析；主要性能，傳送函數(shù)，帶通截止頻率，電壓比較器的分析法；檢波器、采樣堅(jiān)持電路任務(wù)原理4.3了解高通、低通、帶通電路和低通電路的對(duì)偶關(guān)系、特性5信號(hào)發(fā)生電路5.1掌握自激振蕩條件，RC文氏電橋振蕩器起振條件，頻率計(jì)算；LC振蕩器任務(wù)原理、相位關(guān)系；了解矩形、三角、鋸齒波發(fā)生電路任務(wù)原理，振蕩周期計(jì)算5.2了解文氏電橋振蕩器的穩(wěn)幅措施；石英晶體振蕩器任務(wù)原理；各種振蕩器適用場(chǎng)所；壓控振蕩器組成，原理，頻率估算，輸入輸出關(guān)系6功率放大電路6.1掌握功率放大電路的特點(diǎn)；了解互補(bǔ)推挽功放電路任務(wù)原理，輸出功率和轉(zhuǎn)換功率計(jì)算6.2掌握集勝利率放大器內(nèi)部組成；了解功率管的選擇、晶體管的幾種任務(wù)形狀6.3了解自舉電路；功放管的發(fā)熱7直流穩(wěn)壓電源7.1掌握橋式整流及濾波電路任務(wù)原理、電路計(jì)算；串聯(lián)型穩(wěn)壓電路任務(wù)原理，參數(shù)選擇，電壓調(diào)理范圍，三端穩(wěn)壓塊的運(yùn)用7.2了解濾波電路外特性；硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路限流電阻選擇7.3了解倍壓整流電路原理；集成穩(wěn)壓電路任務(wù)原理及提高輸出電壓和擴(kuò)流電路任務(wù)原理二極管伏安特性O(shè)A段正向特性O(shè)B段反向特性BC段擊穿特性VD死區(qū)電壓(硅0.6-0.7V,鍺0.1-0.2V)VB擊穿電壓(額定電壓=VB/2)VBiD(mA)vD(V)(μA)oAVDBC前往硅穩(wěn)壓管伏安特性穩(wěn)壓管任務(wù)在反向電擊穿區(qū)VZ穩(wěn)定電壓(IW=IWmin-IWmax)IW穩(wěn)定電流電擊穿-可恢復(fù)熱擊穿-不可恢復(fù)-VZiD(mA)vD(V)o-IWmax-IWmin電擊穿區(qū)熱擊穿區(qū)前往載流子運(yùn)動(dòng)與PN結(jié)構(gòu)成P型資料-多子空穴,少子電子N型資料-多子電子,少子空穴分散-多子濃度差產(chǎn)生的載流子定向運(yùn)動(dòng)漂移-少子受電場(chǎng)作用產(chǎn)生的定向運(yùn)動(dòng)PN結(jié)-分散與漂挪動(dòng)態(tài)平衡(勢(shì)壘,耗盡層)PN空間電荷區(qū)漂移分散前往根本放大電路三種組態(tài)-共射，共集，共基三極管放大條件-內(nèi)部,外部VCCRBRCRECICO++TvbvcVCCRB1RECICO++TRB2CBVCCRB1RECICO++TRB2RC前往共發(fā)射極放大器共集電極放大器共基極放大器靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)及其估算1.直流通路和直流負(fù)載直流通路-直流電流流通途徑(電容開(kāi)路)直流負(fù)載-三極管集電極直流電阻2.固定偏置和射極偏置VCCRB1REIBICTRCI2VCCRB1REIBICTRB2RC前往固定偏置電路VCCRBREIBICTRC前往射極偏置電路I2VCCRB1REIBICTRB2RC前往交流通路和交流負(fù)載1.交流通路-交流電流的通路(耦合傍路電容短路,直流恒壓源短路電流源開(kāi)路)2.交流負(fù)載-三極管集電極交流電阻R'LVCCRBRCRECICO++TRLRLRBRCRETR'L=RC//RL前往放大電路根本分析方法1.圖解分析法——非線性電路的普通分析方法，需求非線性曲線求解精度不高2.微變等效電路分析法——在靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)處線性展開(kāi)，適宜小信號(hào)分析前往圖解分析法直流負(fù)載線－ＭＮ直線交流負(fù)載線－過(guò)Ｑ點(diǎn)斜率等于-1/R'L直線vCEiCQOVCCVCEQICQMNPIB=0IB=20IB=40IB=60IB=802/mA/V直流負(fù)載線交流負(fù)載線α前往微變等效電路分析法1.畫放大器交流通路2.用三極管微變等效模型替代三極管3.由所得線性電路求解放大器動(dòng)態(tài)目的共發(fā)、共集、共基放大電路RLRBRCRETRLRBRCRErbe?bβ?b前往共集電極放大電路共集放大電路又稱射極跟隨器，隔離級(jí)A=1，輸入電阻大，輸出電阻小VCCRB1RECICO++TRB2RLR'BRE?bβ?brbeRLR'BRET前往放大電路頻率特性1頻率呼應(yīng)幅頻特性-放大倍數(shù)與頻率關(guān)系相頻特性-輸入輸出相位移與頻率關(guān)系ffLfHAVM0.707AVMfH上限頻率fL下限頻率通頻帶BW=fH–fLAVM中頻放大倍數(shù)前往電壓放大電路主要目的電壓放大器主要技術(shù)目的有：1。電壓放大倍數(shù)AV=ΔVO/ΔVI|RL=C2。輸入電阻Ri=ΔVI/ΔII|RL=C3。輸出電阻RO=ΔVO/ΔIO|RL=∞放大器等效電路+-r0RL-+～放大器riRS前往放大器等效電路放大器對(duì)信號(hào)源而言是一負(fù)載，用ri等效對(duì)負(fù)載RL而言，放大器等效為信號(hào)源Eo和ro+-r0RL-+～放大器riRS前往反響概念反響-放大器輸出信號(hào)反送到輸入端，從而影響放大器性能正反響〔使凈輸入添加〕和負(fù)反響〔使凈輸入減小〕直流反響〔穩(wěn)定任務(wù)點(diǎn)〕和交流反響〔改善交流特性〕部分反響〔影響部分性能〕和級(jí)間反響〔影響整體性能〕前往四種反響類型電壓反響：XO=VO，Xf∝VO；電流反響：XO=IO，Xf∝IO串聯(lián)反響：Xf=Vf，并聯(lián)反響：Xf=If反響普通表達(dá)式：Af=A/(1+AF)根本放大器反響網(wǎng)絡(luò)+–1。電壓串聯(lián)負(fù)反響2。電流串聯(lián)負(fù)反響3。電壓并聯(lián)負(fù)反響4。電流并聯(lián)負(fù)反響前往反響框圖電壓串聯(lián)負(fù)反響共集放大器，同相比例運(yùn)算電路都是電壓串聯(lián)反響根本放大器反響網(wǎng)絡(luò)前往放大電路根底例一前往四種反響類型電壓串聯(lián)負(fù)反響分析計(jì)算電路分析：1。兩級(jí)電容耦合NPN放大電路〔負(fù)電源〕2。級(jí)間反響元件引入電壓串聯(lián)反響3。瞬時(shí)極性斷定為負(fù)反響4。反響信號(hào)是RE1上電壓Vf正比于輸出電壓Vf100k30k10k3.3k1001.5k10k1.5k6.2k1k9.12.7k2.7kRLRf=4.7kvOvI10μF10μF10μF100μF33μF-VCCRE1T1T2S深度負(fù)反響分析：Vf=VoRE1/(RE1+Rf)AVf=Vo/Vf=(RE1+Rf)/RE1前往1電壓串聯(lián)負(fù)反響前往2放大電路根底電壓并聯(lián)負(fù)反響集基偏置電路，反相比例運(yùn)算電路都是電壓并聯(lián)反響

根本放大器反響網(wǎng)絡(luò)前往電流串聯(lián)負(fù)反響射極偏置共發(fā)電路〔微變等效電路中RE≠0〕是電流串聯(lián)負(fù)反響根本放大器反響網(wǎng)絡(luò)前往電流并聯(lián)負(fù)反響電流并聯(lián)負(fù)反響電路根本放大器反響網(wǎng)絡(luò)前往電壓并聯(lián)負(fù)反響電路電流串聯(lián)負(fù)反響電路電流并聯(lián)負(fù)反響電路負(fù)反響對(duì)放大電路性能影響1.閉環(huán)放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高2.減小環(huán)路內(nèi)非線性失真3.閉環(huán)帶寬增大4.對(duì)輸入輸出電阻影響：電壓反響輸出電阻減小電流反響輸出電阻增大串聯(lián)反響輸入電阻增大并聯(lián)反響輸入電阻減小前往差動(dòng)放大器根本概念直流放大器零漂問(wèn)題差模(輸入)信號(hào)vi1=-vi2=vid/2共模(輸入)信號(hào)vi1=vi2=vic差模放大倍數(shù)Avd=vod/vid共模放大倍數(shù)Avc=voc/vic共模抑制比KCMR(CMRR)=Avd/Avc放大器vi1vi2vivovo2vo1RRvid=vi1-vi2vic=(vi1+vi2)/2零漂問(wèn)題和抑制零漂的差動(dòng)原理采用直接耦合以放大極低頻率及直流信號(hào)。但因溫度變化前級(jí)任務(wù)點(diǎn)形狀變化被后級(jí)作為信號(hào)而加以放大,呵斥零輸入而非零輸出景象—零點(diǎn)漂移利用差動(dòng)原理可抑制零漂vi2vo2Av2vi1vo1Av1vivovi1vo1Av1vo=vo1-vo2=Av1vi1-Av2vi2=Av1vid=Av2vid=Avdvid前往差放根本概念前往集成運(yùn)放典型差放動(dòng)態(tài)和靜態(tài)分析長(zhǎng)尾電路和帶恒流源差放靜態(tài)計(jì)算典型差放動(dòng)態(tài)計(jì)算vi1vO+VCCT1RERWT2-VCCvi2RRRbARbRcRcvi1vO+VCCT1RERWT2-VCCvi2RbARbRcRcRb2Rb1T3前往典型差放動(dòng)態(tài)分析雙端輸出：Avd=Av1(R'L=Rc//(RL/2)),Ro=2Rc,Rid=2Ri1單端輸出：Avd=Av1(R'L=Rc//RL)/2,Ro=Rc,Rid=2Ri1Avc=A'v1(R'L=Rc//RL)vi1vO1T1RW/2RbRcvi1vO1T1RW/2RbRc2RE恒流源電路用替代RE前往差放動(dòng)靜態(tài)分析前往集成運(yùn)放集成運(yùn)放主要參數(shù)開(kāi)環(huán)(差模)電壓放大倍數(shù)Avd(Avo)(差模)輸入電阻Ri(d)和輸出電阻Ro共模抑制比KCMR輸入失調(diào)電壓VIO和輸入失調(diào)電流IIO基極電流IB開(kāi)環(huán)帶寬BW和單位增益帶寬BWG最大差模輸入電壓Vidmax最大共模輸入電壓VIcmax等前往集成運(yùn)放特點(diǎn)和組成特點(diǎn)：三極管參數(shù)一致性好；電阻為溝道電阻，大電阻需外接；PN結(jié)電容，大電容需外接；恒流源作偏置電路和有源負(fù)載四部分組成：差動(dòng)輸入級(jí)，中間電壓放大級(jí)，〔功率〕輸出級(jí)和偏置電路新舊符號(hào)+-+∞vPvNvO+-vPvNvO前往恒流源電路恒流源具有靜態(tài)電阻小動(dòng)態(tài)電阻大的特點(diǎn)有三極管恒流源，鏡像恒流源和微電流源+VCCT1IoT2RIREF2IBREIO+VCCTRb1Rb2D前往復(fù)合管NPN+NPN復(fù)合NPN+PNP復(fù)合PNP+NPN復(fù)合PNP+PNP復(fù)合T1T2IC1IC2ICIB1IBIE2IET1T2IBIEICIEIBT1T2ICIBT1T2ICIE前往理想運(yùn)算放大器及其分析法理想運(yùn)放條件：AVO→∞，Ri→∞，Ro→0，KCMR→∞，BW→∞運(yùn)放線性運(yùn)用特點(diǎn)：VP=VN，Ii=0，“虛短〞+-+∞vPvNvO前往反相比例運(yùn)算由于Ii=0，所以VP=0由于VN=VP=0，所以N點(diǎn)地電位“虛地〞R平衡電阻+-+∞vivORR1RFI1IiIF前往同相比例運(yùn)算由于Ii=0，所以VP=vi由于運(yùn)放輸入端電流為0，所以反相端“虛斷〞R平衡電阻前往+-+∞vivORR1RFIi差動(dòng)運(yùn)算利用迭加原理和虛短虛斷概念+-+∞vi1vOR1RFIiR2R3vi2前往電壓跟隨器+-+∞vOIivi前往積分、微分電路積分電路，時(shí)間常數(shù)τ=RC要大于Tvi=E，Vo=0時(shí)+-+∞vivORCiitvivoRC越大三角波幅度越小前往微分電路微分電路時(shí)間常數(shù)τ=RC要小于T/2+-+∞vivORCiitvivo前往對(duì)數(shù)、反對(duì)數(shù)運(yùn)算對(duì)數(shù)運(yùn)算+-+∞vivORiEiF反對(duì)數(shù)運(yùn)算+-+∞vivORiCi都與溫度有關(guān)前往模擬乘法器及運(yùn)用乘法器符號(hào)乘法器運(yùn)用留意負(fù)反響,運(yùn)放線性運(yùn)用vXvYvO=KvXvY+-+∞vi1vORv2Rvi2+-+∞vivORv2R前往二象限除法vi2大于0負(fù)電壓開(kāi)方有源濾波器概念傳送函數(shù)頻率特性(幅頻和相頻)理想特性ωωHωωLωωLωHω0ωωLωH前往一階低通濾波器其中是通帶內(nèi)放大倍數(shù)是上限截止角頻率+-∞+236RvOR1vICRFωA00.707A0ωH20dB/10倍頻前往二階低通濾波器二階壓控電壓源有源低通濾波器二階有源低通濾波器類似的頻率特性(幅頻特性)+-∞+vOvIRRCCR1RF+-∞+RvORvIC2C1前往二階低通濾波器幅頻特性等效質(zhì)量要素Q對(duì)幅頻特性影響Q=0.707時(shí)有最大平坦通頻帶衰減特性40dB/10倍頻程Q越大峰值越大ωA00.707A0ωHQ=5Q=2Q=0.707Q=0.5前往信號(hào)處置電路前往二階低通濾波器比較器及其傳輸特性運(yùn)放開(kāi)環(huán)(非線性)運(yùn)用電壓傳輸特性遲滯比較器電壓傳輸特性V0+

vIV0-

線性范圍+-+∞vIvO+-+∞vIvOVREFvIV0+V0-

VREF前往遲滯比較器及其傳輸特性正向閾值V+和反向閾值V–電壓回差電壓VH=V+-V–運(yùn)用：波形變換R2+-+∞vIvOR1RDZvRvIV0+=VZV0-=-VZV+V-前往比較器前往信號(hào)處置電路遲滯比較器波形變換電壓增大時(shí)與V+比較電壓減小時(shí)與V–比較電壓介于V+和V–之間輸出堅(jiān)持原先值tvivoV+V―VO+VO―前往遲滯比較器前往比較器前往信號(hào)處置電路自激振蕩條件自激振蕩-無(wú)輸入信號(hào)電路自動(dòng)輸出一定頻率和幅度的信號(hào)正弦波振蕩器-輸出為正弦信號(hào)的振蕩器振蕩條件相位平衡條件幅度平衡條件起振條件放大器選頻網(wǎng)絡(luò)相位平衡條件決議能否振蕩及振蕩頻率前往RC選頻特性和(電橋)振蕩器單級(jí)RC電路移相0~90度(超前或滯后)RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)選頻特性RRCCωω0φF+90–90ωω0F1/3前往文氏電橋振蕩器運(yùn)放和R1RF組成同相放大器A=(R1+RF)/R1φA=0由相位平衡條件必需φF=0,得振蕩頻率由幅度和起振平衡條件,A必需略大于3D起穩(wěn)幅作用18kR28.2k12kRW2.7k+-∞+236vOR3D1D2RRCC6.8kABR1RF前往RC振蕩器前往信號(hào)產(chǎn)生電路LC選頻特性和LC振蕩器LC選頻特性(諧振)相位條件轉(zhuǎn)化為瞬時(shí)極性(正反響)變壓器反響LC振蕩器三點(diǎn)式振蕩器(構(gòu)造判別)T1VCCRB1RE++C1C2L**+++++RB2φA=0(共基),φF=0前往三點(diǎn)式振蕩器Z1和Z2同電抗性質(zhì)Z3和Z2(Z1)不同電抗Z1+-∞+Z2Z3T1VCCRB1RE+C1C2L+++RB2T1VCCRB1RE++CL+++RB2L1L2電容三點(diǎn)式電感三點(diǎn)式前往LC振蕩器前往信號(hào)發(fā)生電路非正弦波振蕩器滯廻比較器加延時(shí)環(huán)節(jié)改動(dòng)時(shí)間常數(shù)RC改動(dòng)頻率改動(dòng)VR改動(dòng)頻率(壓控振蕩)R并聯(lián)D充放電時(shí)間不同占空比不同R2+-+∞vO1R1RDZvRCvO2前往V+V–Vo+Vo–vO1vO2vO1積分石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器特性石英晶體振蕩電路任務(wù)于串聯(lián)諧振頻率fS和并聯(lián)諧振頻率fP之間調(diào)理C可微調(diào)輸出頻率fO電容性電感性XffSfPO+-+∞vOR1XC前往功放電路的特點(diǎn)大信號(hào)電壓電流大可輸出交流功率大小電源效率問(wèn)題(甲類功放乙類功放等)失真問(wèn)題(甲乙類功放)器件極限參數(shù)(平安)問(wèn)題前往互補(bǔ)對(duì)稱功放電路雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功放電路,靜態(tài)VA=0單電源互補(bǔ)對(duì)稱功放電路,靜態(tài)VA=VCC/2T1,T2輪番任務(wù),各導(dǎo)電(T/2)180度(乙類)目的計(jì)算vIvO+VCCRLT1T2A-VCCvIvO+VCCRLCLT1T2A+前往乙類功放目的計(jì)算最大不失真輸出功率Pomax最大電源效率ηmax最大管耗PTmax單電源用VCC/2替代公式中VCCvIvO+VCCRLT1T2A-VCC前往互補(bǔ)對(duì)稱功放前往功率放大電路甲乙類功放T1組成推進(jìn)(鼓勵(lì))級(jí)，T2、T4和T3、T5分別構(gòu)成復(fù)合功放管，組成互補(bǔ)對(duì)稱輸出級(jí)。僅從輸出級(jí)思索，OTL功率放大器的下限頻率fL主要由巧合電容CL和負(fù)載電阻RL決議vIvO+VCC2200μFIC4T1DC2RW1100k3.9kRLCLRW21k8202k10k1.5/p>