第一篇:模電總結復習資料_模擬電子技術基礎
第一章 半導體二極管
一.半導體的基礎知識
1.*P型半導體: 在本征半導體中摻入微量的三價元素(多子是空穴,少子是電子)。*N型半導體: 在本征半導體中摻入微量的五價元素(多子是電子,少子是空穴)。2.雜質半導體的特性
*載流子的濃度---多子濃度決定于雜質濃度,少子濃度與溫度有關。
3.PN結
* PN結的接觸電位差---硅材料約為0.6~0.8V,鍺材料約為0.2~0.3V。* PN結的單向導電性---正偏導通,反偏截止。4.PN結的伏安特性
二.半導體二極管
*單向導電性------正向導通,反向截止。*二極管伏安特性----同PN結。
分析方法------將二極管斷開,分析二極管兩端電位的高低: 若 V陽 >V陰(正偏),二極管導通(短路);若 V陽 *穩壓二極管的特性---正常工作時處在PN結的反向擊穿區,所以穩壓二極管在電路中要反向連接。 第二章 三極管及其基本放大電路 一.三極管的結構、類型及特點 分為NPN和PNP兩種。 二.三極管的工作原理 1.三極管的三種基本組態 2.* 共發射極電流放大系數(表明三極管是電流控制器件 3.共射電路的特性曲線 * 輸出特性曲線 (飽和管壓降,用UCES表示 放大區---發射結正偏,集電結反偏。截止區---發射結反偏,集電結反偏。三.低頻小信號等效模型(簡化) 四.基本放大電路組成及其原則 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.組成原則----能放大、不失真、能傳輸。2.交流通路與動態分析 *概念---交流電流流通的回路 *畫法---電容視為短路,理想直流電壓源視為短*作用---分析信號被放大的過程。3.靜態工作點與非線性失真 路。 (1)截止失真 *產生原因---Q點設置過低 *失真現象---NPN管削頂,PNP管削底。*消除方法---減小Rb,提高Q。(2)飽和失真 *產生原因---Q點設置過高 *失真現象---NPN管削底,PNP管削頂。*消除方法---增大Rb、減小Rc、增大VCC。 六.放大電路的等效電路法 1.靜態分析 (1)靜態工作點的近似估算 (2)放大電路的動態分析 * 放大倍數 * 輸入電阻 * 輸出電阻 七.分壓式穩定工作點共射 放大電路的等效電路法 1.靜態分析 2.動態分析 *電壓放大倍數 在Re兩端并一電解電容Ce后 輸入電阻 在Re兩端并一電解電容Ce后 * 輸出電阻 八.共集電極基本放大電路 1.靜態分析 2.動態分析 * 電壓放大倍數 * 輸入電阻 * 輸出電阻 3.電路特點 * 電壓放大倍數為正,且略小于1,稱為射極跟隨器。* 輸入電阻高,輸出電阻低。 第三章 放大電路的頻率響應 單級放大電路的頻率響應 1.中頻段(fL≤f≤fH) 波特圖---幅頻曲線是20lgAusm=常數,相頻曲線是φ=-180o。 2.低頻段(f ≤fL) ‘ 3.高頻段(f ≥fH) 4.完整的基本共射放大電路的頻率特性 第四章 功率放大電路 一.功率放大電路的三種工作狀態 1.甲類工作狀態 o 導通角為360,ICQ大,管耗大,效率低。 2.乙類工作狀態 o ICQ≈0,導通角為180,效率高,失真大。3.甲乙類工作狀態 oo 導通角為180~360,效率較高,失真較大。 二.乙類功放電路的指標估算 1.輸出功率2.直流電源提供的平均功率 4.管耗 Pc1m=0.2Pom 5.效率 理想時為78.5% 三.復合管的組成及特點 1.前一個管子c-e極跨接在后一個管子的b-c極間。2.類型取決于第一只管子的類型。3.β=β1·β 2 第五章 集成運算放大電路 一.集成運放電路的基本組成 1.輸入級----采用差放電路,以減小零漂。 2.中間級----多采用共射(或共源)放大電路,以提高放大倍數。 3.輸出級----多采用互補對稱電路以提高帶負載能力。 4.偏置電路----多采用電流源電路,為各級提供合適的靜態電流。 二.長尾差放電路的原理與特點 1靜態分析 1)計算差放電路IC 設UB≈0,則UE=-0.7V,得 2)計算差放電路UCE ? 雙端輸出時 ? 單端輸出時(設VT1集電極接RL)對于VT1: 對于VT2: 2.動態分析 1)差模電壓放大倍數 ? 雙端輸出 ? ? 單端輸出時 從VT1單端輸出 : 從VT2單端輸出 : 2)差模輸入電阻3)差模輸出電阻 ? 雙端輸出:? 單端輸出: 三.集成運放的電壓傳輸特性 當uI在+Uim與-Uim之間,運放工作在線性區域 : 四.理想集成運放的參數及分析方法 1.理想集成運放的參數特征 * 開環電壓放大倍數 Aod→∞; * 差模輸入電阻 Rid→∞; * 輸出電阻 Ro→0; * 共模抑制比KCMR→∞; 2.理想集成運放的分析方法 1)運放工作在線性區: * 電路特征——引入負反饋 * 電路特點——“虛短”和“虛斷”: “虛短”--- “虛斷”--- 2)運放工作在非線性區 * 電路特征——開環或引入正反饋 * 電路特點—— 輸出電壓的兩種飽和狀態: 當u+>u-時,uo=+Uom 當u+ 兩輸入端的輸入電流為零: i+=i-=0 第六章 放大電路中的反饋 一.反饋概念的建立 *開環放大倍數---A *閉環放大倍數---Af *反饋深度---1+AF *環路增益---AF: 1.當AF>0時,Af下降,這種反饋稱為負反饋。 2.當AF=0時,表明反饋效果為零。 3.當AF<0時,Af升高,這種反饋稱為正反饋。 4.當AF=-1時,Af→∞。放大器處于 “ 自激振蕩”狀態。二.反饋的形式和判斷 1.反饋的范圍----本級或級間。 2.反饋的性質----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反饋則為直流反饋,交流通路中存 在反饋則為交流反饋,交、直流通路中都存在反饋 則為交、直流反饋。 3.反饋的取樣----電壓反饋:反饋量取樣于輸出電壓;具有穩定輸出電壓的作用。 (輸出短路時反饋消失) 電流反饋:反饋量取樣于輸出電流。具有穩定輸出電流的作用。 (輸出短路時反饋不消失) 4.反饋的方式-----并聯反饋:反饋量與原輸入量在輸入電路中以電 流形式相疊加。Rs越大反饋效果越好。 反饋信號反饋到輸入端) 串聯反饋:反饋量與原輸入量在輸入電路中以電壓 的形式相疊加。Rs越小反饋效果越好。 反饋信號反饋到非輸入端)5.反饋極性-----瞬時極性法: (1)假定某輸入信號在某瞬時的極性為正(用+表示),并設信號 的頻率在中頻段。 (2)根據該極性,逐級推斷出放大電路中各相關點的瞬時極性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。(3)確定反饋信號的極性。 (4)根據Xi 與X f 的極性,確定凈輸入信號的大小。Xid 減小為負反 饋;Xid 增大為正反饋。 三.反饋形式的描述方法 某反饋元件引入級間(本級)直流負反饋和交流電壓(電流)串 聯(并聯)負反饋。 四.負反饋對放大電路性能的影響 1.提高放大倍數的穩定性 2.3.擴展頻帶 4.減小非線性失真及抑制干擾和噪聲 5.改變放大電路的輸入、輸出電阻 *串聯負反饋使輸入電阻增加1+AF倍 *并聯負反饋使輸入電阻減小1+AF倍 *電壓負反饋使輸出電阻減小1+AF倍 *電流負反饋使輸出電阻增加1+AF倍 五.自激振蕩產生的原因和條件 1.產生自激振蕩的原因 附加相移將負反饋轉化為正反饋。 2.產生自激振蕩的條件 若表示為幅值和相位的條件則為: 第七章 信號的運算與處理 分析依據------“虛斷”和“虛短” 一.基本運算電路 1.反相比例運算電路 R2 =R1//Rf 2.同相比例運算電路 R2=R1//Rf 3.反相求和運算電路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和運算電路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加減運算電路 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.積分和微分運算電路 1.積分運算 2.微分運算 第八章 信號處理電路 濾波電路的作用和分類 第一章 半導體二極管 一.半導體二極管 *單向導電性------正向 ,反向 。(二極管的正向電阻 ,反向電阻 。)*二極管伏安特性---- *正向導通壓降------硅管 V,鍺管 V。*死區電壓------硅管 V,鍺管 V。 3.分析方法------將二極管斷開,分析二極管兩端電位的高低: 若 V陽 >V陰(正偏),二極管導通(短路);若 V陽 ? 直流等效電路法 *總的解題手段----將二極管斷開,分析二極管兩端電位的高低: 若 V陽 >V陰(正偏),二極管導通(短路);若 V陽 二、穩壓二極管及其穩壓電路 *穩壓二極管的特性---正常工作時處在PN結的,所以穩壓二極管在電路中要 連接。 第二章 三極管及其基本放大電路 一.三極管的結構、類型及特點 1.類型---分為 和 兩種。 2.特點---基區 ,且摻雜濃度 ;發射區摻雜濃度 ,與基區接觸面積較??;集電區摻雜濃度較高,與基區接觸面積 。二.三極管的工作原理 1.三極管的三種基本組態 2.三極管內各極電流的分配: * 共發射極電流放大系數: 3.共射電路的特性曲線 *輸入特性曲線---同二極管。 * 輸出特性曲線 飽和管壓降,用UCES表示 放大區---發射結 ,集電結 。截止區---發射結 ,集電結 。飽和區---發射結 ,集電結 。4.溫度影響 溫度升高,輸入特性曲線向左移動。溫度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低頻小信號等效模型(畫出簡化模型) hie---輸出端交流短路時的輸入電阻,常用rbe表示; hfe---輸出端交流短路時的正向電流傳輸比,常用β表示; 四.基本放大電路組成及其原則 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.組成原則----能放大、不失真、能傳輸。五.放大電路的圖解分析法 1.直流通路與靜態分析 *概念---直流電流通的回路。*畫法---電容視為開路。*作用---確定靜態工作點 *直流負載線---由VCC=ICRC+UCE 確定的直線。 *電路參數對靜態工作點的影響 1)改變Rb :Q點將沿直流負載線上下移動。 2)改變Rc :Q點在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動。3)改變VCC:直流負載線平移,Q點發生移動。2.交流通路與動態分析 *概念---交流電流流通的回路 *畫法---電容視為短路,理想直流電壓源視為短路。*作用---分析信號被放大的過程。 *交流負載線---連接Q點和V CC’點 V CC’= UCEQ+ICQR L’的 直線。 3.靜態工作點與非線性失真 (1)截止失真 *產生原因---*失真現象---*消除方法---(2)飽和失真 *產生原因---*失真現象---*消除方法--- 4.放大器的動態范圍 (1)Uopp---是指放大器最大不失真輸出電壓的峰峰值。(2)范圍 *當(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ)時,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *當(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ)時,受飽和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*當(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ),放大器將有最大的不失真輸出電壓。六.放大電路的等效電路法 1.靜態分析(1)直流通路 (2)靜態工作點的近似估算 (2)Q點在放大區的條件 欲使Q點不進入飽和區,應滿足RB>βRc。 2、放大電路的動態分析 交流通路 微變等效電路 rbe * 放大倍數 * 輸入電阻 * 輸出電阻 七.分壓式穩定工作點共射 放大電路的等效電路法 1.靜態分析(1)直流通路 (2)靜態工作點的近似估算 2.動態分析 交流通路 微變等效電路 電壓放大倍數 輸入電阻 輸出電阻 1.靜態分析(1)直流通路 (2)靜態工作點的近似估算 2.動態分析 交流通路 微變等效電路 電壓放大倍數 輸入電阻 輸出電阻 八.共集電極基本放大電路 電路特點 第四章 多級放大電路 一.級間耦合方式 *零點漂移----當溫度變化或電源電壓改變時,靜態工作點也隨之變化,致使uo偏離初始值“零點”而作隨機變動。 二、多級放大電路性能指標 電壓放大倍數 輸入電阻 輸出電阻 第四章 集成運算放大電路 一.集成運放電路的基本組成 1.輸入級----采用 電路,以減小。2.中間級----多采用 電路,以提高。3.輸出級----多采用 電路以提高。 4.偏置電路----多采用電流源電路,為各級提供合適的靜態電流。二.長尾差放電路的原理與特點 1.抑制零點漂移的過程----2靜態分析 3.動態分析 1)差模電壓放大倍數 ? ? 雙端輸出 單端輸出時 從VT1單端輸出 : 從VT2單端輸出 : 2)差模輸入電阻 3)差模輸出電阻 ? ? 雙端輸出: 單端輸出: 三.集成運放的電壓傳輸特性 當uI在+Uim與-Uim之間,運放工作在線性區域 :uo= 四.理想集成運放的參數及分析方法 1.理想集成運放的參數特征 * 開環電壓放大倍數 Aod→ * 差模輸入電阻 Rid→ ; * 輸出電阻 Ro→ ; * 共模抑制比KCMR→ 2.理想集成運放的分析方法 1)運放工作在線性區: * 電路特征—— * 電路特點——: 2)運放工作在非線性區 * 電路特征—— * 電路特點—— 第六章 放大電路中的反饋 一.反饋概念的建立 反饋放大倍數一般表達式: 二.反饋的形式和判斷 1、有無反饋的判斷 是否有聯系輸入、輸出回路的反饋通路;是否影響放大電路的凈輸入。 2、反饋極性的判斷方法:瞬時極性法。 假定某輸入信號Xi在某瞬時的極性為正(用+表示),根據該極性,逐級推斷出放大電路中各相關點的瞬時極性(對分立元件而言,C與B極性相反,E與B極性相同。對集成運放而言,uO與uN極性相反,uO與uP極性相同。)。確定反饋信號Xf的極性。 若反饋信號與輸入信號加在不同輸入端(或兩個電極)上,兩者極性相同時,凈輸入電壓減小, 為 負反饋;反之,極性相反為正反饋。若反饋信號與輸入信號加在同一輸入端(或同一電極)上,若反饋信號與輸入信號加在同一輸入端(或同一電極)上,兩者極性相反時,凈輸入電壓減小, 為 負反饋;反之,極性相同為正反饋。 3、直流反饋與交流反饋的判斷 反饋通路如果存在隔直電容,就是交流反饋;反饋通路如果存在旁路電容,就是直流反饋;如果不存在電容,就是交直流反饋。 4、反饋阻態的判斷 并聯:反饋量Xf和輸入量Xi接于同一輸入端。串聯:反饋量Xf和輸入量Xi接于不同輸入端。 反饋電路直接從輸出端引出的,是電壓反饋;從負載電阻RL的靠近“地”端引出的,是電流反饋。 三.負反饋對放大電路性能的影響 四、引入負反饋的一般原則 第七章 信號的運算 分析依據------“虛斷”和“虛短” 一.基本運算電路 1.反相比例運算電路 2.同相比例運算電路 3.反相求和運算電路 4.同相求和運算電路 5.加減運算電路 二.積分和微分運算電路 1.積分運算 2.微分運算 第八章 信號的處理 1、濾波器分類 用低通和高通濾波器實現帶通濾波器的條件是 ,實現帶阻濾波器的條件是 。在某個信號處理系統,要求從輸入信號中取出低于2kHz的信號,應該選用。 第九章 信號發生電路 一.正弦波振蕩電路的基本概念 1.產生正弦波振蕩的條件(人為的直接引入正反饋)自激振蕩的平衡條件 : 即幅值平衡條件: 相位平衡條件: 2.起振條件: 幅值條件 : 相位條件: 3.正弦波振蕩器的組成、分類 正弦波振蕩器的組成 正弦波振蕩器的分類 二.RC正弦波振蕩電路 1.RC串并聯正弦波振蕩電路 (1)電路的起振條件是什么?(2)電路的振蕩頻率是多少?(3)Rf應該為多大? 三.LC正弦波振蕩電路 判斷是否能振蕩: 振蕩頻率: (1)電感反饋三點式振蕩器(哈特萊電路)振蕩頻率: (2)電容反饋三點式振蕩器(考畢茲電路)(3)串聯改進型電容反饋三點式振蕩器(克拉潑電路)振蕩頻率: (4)并聯改進型電容反饋三點式振蕩器(西勒電路)振蕩頻率: 四.石英晶體振蕩電路 1.并聯型石英晶體振蕩器 2.串聯型石英晶體振蕩器 第十章 功率放大電路 一.功率放大電路的三種工作狀態 1.甲類工作狀態 導通角為 ICQ,管耗,效率。2.乙類工作狀態 ICQ≈0,導通角為,效率,失真。3.甲乙類工作狀態 導通角為,效率較高,失真較大。二.乙類功放電路的指標估算 1.工作狀態 ? 任意狀態:Uom≈Uim ? 盡限狀態:Uom=VCC-UCES ? 理想狀態:Uom≈VCC 2.輸出功率 3.直流電源提供的平均功率 4.管耗 5.效率 三.甲乙類互補對稱功率放大電路 1.問題的提出 在兩管交替時出現波形失真—— 失真。2.解決辦法 ? 甲乙類雙電源互補對稱功率放大器OCL----利用二極管、三極管和電阻上的壓降產生偏置電壓。 動態指標按乙類狀態估算。 ? 甲乙類單電源互補對稱功率放大器OTL----電容 C2 上靜態電壓為VCC/2,并且取代了OCL功放中的負電源-VCC。 動態指標按乙類狀態估算,只是用VCC/2代替。四.復合管的組成及特點 1.前一個管子c-e極跨接在后一個管子的b-c極間。2.類型取決于第一只管子的類型。3.β= 第十一章 直流電源 一.直流電源的組成框圖 二.單相半波整流電路 1.輸出電壓的平均值UO(AV)2.正向平均電流ID(AV) 3.最大反向電壓URM 三.單相全波整流電路 1.輸出電壓的平均值UO(AV) 2.整流二極管的平均電流I D(AV) 3.最大反向電壓URM 四.單相橋式整流電路 UO(AV)、ID(AV)與全波整流電路相同,URM與半波整流電路相同。 五.電容濾波電路 1. 放電時間常數的取值 2.輸出電壓的平均值UO(AV) 3.整流二極管的平均電流I D(AV) 六.三種單相整流電容濾波電路的比較和故障分析 七.并聯型穩壓電路 1.穩壓電路及其工作原理 2.電路參數的計算 * 穩壓管的選擇 * 輸入電壓的確定 * 限流電阻R的計算 八、串聯型穩壓電路 九、三端集成穩壓器 1、分類 2、輸出為固定電壓的電路 3、輸出正負電壓的電路 第一章 半導體二極管 一.半導體的基礎知識 1.半導體---導電能力介于導體和絕緣體之間的物質(如硅Si、鍺Ge)。2.特性---光敏、熱敏和摻雜特性。 3.本征半導體----純凈的具有單晶體結構的半導體。 4.兩種載流子----帶有正、負電荷的可移動的空穴和電子統稱為載流子。 5.雜質半導體----在本征半導體中摻入微量雜質形成的半導體。體現的是半導體的摻雜特性。*P型半導體: 在本征半導體中摻入微量的三價元素(多子是空穴,少子是電子)。*N型半導體: 在本征半導體中摻入微量的五價元素(多子是電子,少子是空穴)。6.雜質半導體的特性 *載流子的濃度---多子濃度決定于雜質濃度,少子濃度與溫度有關。 *體電阻---通常把雜質半導體自身的電阻稱為體電阻。 *轉型---通過改變摻雜濃度,一種雜質半導體可以改型為另外一種雜質半導體。7.PN結 * PN結的接觸電位差---硅材料約為0.6~0.8V,鍺材料約為0.2~0.3V。* PN結的單向導電性---正偏導通,反偏截止。8.PN結的伏安特性 二.半導體二極管 *單向導電性------正向導通,反向截止。*二極管伏安特性----同PN結。 *正向導通壓降------硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。*死區電壓------硅管0.5V,鍺管0.1V。 3.分析方法------將二極管斷開,分析二極管兩端電位的高低: 若 V陽 >V陰(正偏),二極管導通(短路);若 V陽 該式與伏安特性曲線的交點叫靜態工作點Q。 2)等效電路法 ? 直流等效電路法 *總的解題手段----將二極管斷開,分析二極管兩端電位的高低: 若 V陽 >V陰(正偏),二極管導通(短路);若 V陽 ? 微變等效電路法 三.穩壓二極管及其穩壓電路 *穩壓二極管的特性---正常工作時處在PN結的反向擊穿區,所以穩壓二極管在電路中要反向連接。 第二章 三極管及其基本放大電路 一.三極管的結構、類型及特點 1.類型---分為NPN和PNP兩種。 2.特點---基區很薄,且摻雜濃度最低;發射區摻雜濃度很高,與基區接觸 面積較?。患妳^摻雜濃度較高,與基區接觸面積較大。二.三極管的工作原理 1.三極管的三種基本組態 2.三極管內各極電流的分配 * 共發射極電流放大系數(表明三極管是電流控制器件 式子3.共射電路的特性曲線 *輸入特性曲線---同二極管。 稱為穿透電流。 * 輸出特性曲線 (飽和管壓降,用UCES表示 放大區---發射結正偏,集電結反偏。截止區---發射結反偏,集電結反偏。4.溫度影響 溫度升高,輸入特性曲線向左移動。溫度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低頻小信號等效模型(簡化) hie---輸出端交流短路時的輸入電阻,常用rbe表示; hfe---輸出端交流短路時的正向電流傳輸比,常用β表示; 四.基本放大電路組成及其原則 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.組成原則----能放大、不失真、能傳輸。五.放大電路的圖解分析法 1.直流通路與靜態分析 *概念---直流電流通的回路。*畫法---電容視為開路。*作用---確定靜態工作點 *直流負載線---由VCC=ICRC+UCE 確定的直線。 *電路參數對靜態工作點的影響 1)改變Rb :Q點將沿直流負載線上下移動。 2)改變Rc :Q點在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動。3)改變VCC:直流負載線平移,Q點發生移動。2.交流通路與動態分析 *概念---交流電流流通的回路 *畫法---電容視為短路,理想直流電壓源視為短路。*作用---分析信號被放大的過程。 *交流負載線---連接Q點和V CC’點 V CC’= UCEQ+ICQR L’的直線。 3.靜態工作點與非線性失真 (1)截止失真 *產生原因---Q點設置過低 *失真現象---NPN管削頂,PNP管削底。*消除方法---減小Rb,提高Q。(2)飽和失真 *產生原因---Q點設置過高 *失真現象---NPN管削底,PNP管削頂。*消除方法---增大Rb、減小Rc、增大VCC。 4.放大器的動態范圍 (1)Uopp---是指放大器最大不失真輸出電壓的峰峰值。(2)范圍 *當(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ)時,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *當(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ)時,受飽和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*當(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ),放大器將有最大的不失真輸出電壓。六.放大電路的等效電路法 1.靜態分析 (1)靜態工作點的近似估算 (2)Q點在放大區的條件 欲使Q點不進入飽和區,應滿足RB>βRc。 2.放大電路的動態分析 * 放大倍數 * 輸入電阻 * 輸出電阻 七.分壓式穩定工作點共射放大電路的等效電路法 1.靜態分析 2.動態分析 *電壓放大倍數 在Re兩端并一電解電容Ce后 輸入電阻 在Re兩端并一電解電容Ce后 * 輸出電阻 八.共集電極基本放大電路 1.靜態分析 2.動態分析 * 電壓放大倍數 * 輸入電阻 * 輸出電阻 3.電路特點 * 電壓放大倍數為正,且略小于1,稱為射極跟隨器,簡稱射隨器。* 輸入電阻高,輸出電阻低。 第三章 場效應管及其基本放大電路 一.結型場效應管(JFET)1.結構示意圖和電路符號 2.輸出特性曲線 (可變電阻區、放大區、截止區、擊穿區) 轉移特性曲線 UP-----截止電壓 二.絕緣柵型場效應管(MOSFET) 分為增強型(EMOS)和耗盡型(DMOS)兩種。結構示意圖和電路符號 2.特性曲線 *N-EMOS的輸出特性曲線 * N-EMOS的轉移特性曲線式中,IDO是UGS=2UT時所對應的iD值。* N-DMOS的輸出特性曲線 注意:uGS可正、可零、可負。轉移特性曲線上iD=0處的值是夾斷電壓UP,此曲線表示式與結型場效應管一致。 三.場效應管的主要參數 1.漏極飽和電流IDSS 2.夾斷電壓Up 3.開啟電壓UT 4.直流輸入電阻RGS 5.低頻跨導gm(表明場效應管是電壓控制器件) 四.場效應管的小信號等效模型 E-MOS 的跨導gm--- 五.共源極基本放大電路 1.自偏壓式偏置放大電路 * 靜態分析 動態分析 若帶有Cs,則 2.分壓式偏置放大電路 * 靜態分析 * 動態分析 若源極帶有Cs,則 六.共漏極基本放大電路 * 靜態分析 或 * 動態分析 第四章 多級放大電路 一.級間耦合方式 1.阻容耦合----各級靜態工作點彼此獨立;能有效地傳輸交流信號;體積小,成本低。但不便于集成,低頻特性差。 2.變壓器耦合---各級靜態工作點彼此獨立,可以實現阻抗變換。體積大,成本高,無法采用集成工藝; 不利于傳輸低頻和高頻信號。 3.直接耦合----低頻特性好,便于集成。各級靜態工作點不獨立,互相有影響。存在“零點漂移”現象。*零點漂移----當溫度變化或電源電壓改變時,靜態工作點也隨之變化,致使uo偏離初始值“零點”而作隨機變動。 二.單級放大電路的頻率響應 1.中頻段(fL≤f≤fH) 波特圖---幅頻曲線是20lgAusm=常數,相頻曲線是φ=-180o。2.低頻段(f ≤fL) ‘ 3.高頻段(f ≥fH) 4.完整的基本共射放大電路的頻率特性 三.分壓式穩定工作點電路的頻率響應 1.下限頻率的估算 2.上限頻率的估算 四.多級放大電路的頻率響應 1.頻響表達式 2.波特圖 第五章 功率放大電路 一.功率放大電路的三種工作狀態 1.甲類工作狀態 導通角為360,ICQ大,管耗大,效率低。2.乙類工作狀態 ICQ≈0,導通角為180,效率高,失真大。3.甲乙類工作狀態 導通角為180~360,效率較高,失真較大。二.乙類功放電路的指標估算 1.工作狀態 ? 任意狀態:Uom≈Uim ? 盡限狀態:Uom=VCC-UCES ? 理想狀態:Uom≈VCC oooo2.輸出功率3.直流電源提供的平均功率 4.管耗 Pc1m=0.2Pom 5.效率 1.問題的提出 在兩管交替時出現波形失真——交越失真(本質上是截止失真)。2.解決辦法 ? 甲乙類雙電源互補對稱功率放大器OCL----利用二極管、三極管和電阻上的壓降產生偏置電壓。 動態指標按乙類狀態估算。 ? 甲乙類單電源互補對稱功率放大器OTL----電容 C2 上靜態電壓為VCC/2,并且取代了OCL功放中的負電源-VCC。 動態指標按乙類狀態估算,只是用VCC/2代替。四.復合管的組成及特點 1.前一個管子c-e極跨接在后一個管子的b-c極間。2.類型取決于第一只管子的類型。3.β=β1·β 2 第六章 集成運算放大電路 一.集成運放電路的基本組成 1.輸入級----采用差放電路,以減小零漂。 2.中間級----多采用共射(或共源)放大電路,以提高放大倍數。 理想時為78.5% 三.甲乙類互補對稱功率放大電路 3.輸出級----多采用互補對稱電路以提高帶負載能力。 4.偏置電路----多采用電流源電路,為各級提供合適的靜態電流。二.長尾差放電路的原理與特點 1.抑制零點漂移的過程----當T↑→ iC1、iC2↑→ iE1、iE2 ↑→ uE↑→ uBE1、uBE2↓→ iB1、iB2↓→ iC1、iC2↓。 Re對溫度漂移及各種共模信號有強烈的抑制作用,被稱為“共模反饋電阻”。 2靜態分析 1)計算差放電路IC 設UB≈0,則UE=-0.7V,得 2)計算差放電路UCE ? ? ? 雙端輸出時 單端輸出時(設VT1集電極接RL) 對于VT1: 對于VT2: 3.動態分析 1)差模電壓放大倍數 ? ? 雙端輸出 ? 單端輸出時 從VT1單端輸出 : 從VT2單端輸出 : 2)差模輸入電阻3)差模輸出電阻 ? ? 雙端輸出:單端輸出: 三.集成運放的電壓傳輸特性 當uI在+Uim與-Uim之間,運放工作在線性區域 : 四.理想集成運放的參數及分析方法 1.理想集成運放的參數特征 * 開環電壓放大倍數 Aod→∞;* 差模輸入電阻 Rid→∞; * 輸出電阻 Ro→0;* 共模抑制比KCMR→∞; 2.理想集成運放的分析方法 1)運放工作在線性區: * 電路特征——引入負反饋 * 電路特點——“虛短”和“虛斷”: “虛短”---2)運放工作在非線性區 * 電路特征——開環或引入正反饋 * 電路特點—— 輸出電壓的兩種飽和狀態: 當u+>u-時,uo=+Uom 當u+ “虛斷”--- i+=i-=0 第七章 放大電路中的反饋 一.反饋概念的建立 *開環放大倍數---A *閉環放大倍數---Af *反饋深度---1+AF *環路增益---AF: 1.當AF>0時,Af下降,這種反饋稱為負反饋。2.當AF=0時,表明反饋效果為零。 3.當AF<0時,Af升高,這種反饋稱為正反饋。 4.當AF=-1時,Af→∞。放大器處于 “ 自激振蕩”狀態。二.反饋的形式和判斷 1.反饋的范圍----本級或級間。 2.反饋的性質----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反饋則為直流反饋,交流通路中存 在反饋則為交流反饋,交、直流通路中都存在反饋 則為交、直流反饋。 3.反饋的取樣----電壓反饋:反饋量取樣于輸出電壓;具有穩定輸出電壓的作用。 (輸出短路時反饋消失) 電流反饋:反饋量取樣于輸出電流。具有穩定輸出電流的作用。 (輸出短路時反饋不消失) 4.反饋的方式-----并聯反饋:反饋量與原輸入量在輸入電路中以電 流形式相疊加。Rs越大反饋效果越好。 反饋信號反饋到輸入端) 串聯反饋:反饋量與原輸入量在輸入電路中以電壓的形式相疊加。Rs越小反饋效果越好。 反饋信號反饋到非輸入端)5.反饋極性-----瞬時極性法: (1)假定某輸入信號在某瞬時的極性為正(用+表示),并設信號的頻率在中頻段。 (2)根據該極性,逐級推斷出放大電路中各相關點的瞬時極性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。(3)確定反饋信號的極性。 (4)根據Xi 與X f 的極性,確定凈輸入信號的大小。Xid 減小為負反 饋;Xid 增大為正反饋。 三.反饋形式的描述方法 某反饋元件引入級間(本級)直流負反饋和交流電壓(電流)串 聯(并聯)負反饋。四.負反饋對放大電路性能的影響 1.提高放大倍數的穩定性 2.3.擴展頻帶 4.減小非線性失真及抑制干擾和噪聲 5.改變放大電路的輸入、輸出電阻 *串聯負反饋使輸入電阻增加1+AF倍 *并聯負反饋使輸入電阻減小1+AF倍 *電壓負反饋使輸出電阻減小1+AF倍 *電流負反饋使輸出電阻增加1+AF倍 五.自激振蕩產生的原因和條件 1.產生自激振蕩的原因 附加相移將負反饋轉化為正反饋。 2.產生自激振蕩的條件 若表示為幅值和相位的條件則為: 第八章 信號的運算與處理 分析依據------“虛斷”和“虛短” 一.基本運算電路 1.反相比例運算電路 R2 =R1//Rf 2.同相比例運算電路 R2=R1//Rf 3.反相求和運算電路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和運算電路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加減運算電路 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.積分和微分運算電路 1.積分運算 2.微分運算 第九章 信號發生電路 一.正弦波振蕩電路的基本概念 1.產生正弦波振蕩的條件(人為的直接引入正反饋)自激振蕩的平衡條件 : 相位平衡條件: 2.起振條件: 幅值條件 :3.正弦波振蕩器的組成、分類 正弦波振蕩器的組成 (1)放大電路-------建立和維持振蕩。 (2)正反饋網絡----與放大電路共同滿足振蕩條件。(3)選頻網絡-------以選擇某一頻率進行振蕩。 (4)穩幅環節-------使波形幅值穩定,且波形的形狀良好。 相位條件: 即幅值平衡條件: * 正弦波振蕩器的分類 (1)RC振蕩器-----振蕩頻率較低,1M以下;(2)LC振蕩器-----振蕩頻率較高,1M以上;(3)石英晶體振蕩器----振蕩頻率高且穩定。二.RC正弦波振蕩電路 1.RC串并聯正弦波振蕩電路 RC移相式正弦波振蕩電路 三.LC正弦波振蕩電路 1.變壓器耦合式LC振蕩電路 判斷相位的方法: 斷回路、引輸入、看相位 2.三點式LC振蕩器 *相位條件的判斷------“射同基反”或 “三步曲法” 電感反饋三點式振蕩器(哈特萊電路) (2)電容反饋三點式振蕩器(考畢茲電路) (3)串聯改進型電容反饋三點式振蕩器(克拉潑電路) (4)并聯改進型電容反饋三點式振蕩器(西勒電路) (5)四.石英晶體振蕩電路 1.并聯型石英晶體振蕩器 2.串聯型石英晶體振蕩器 第十章 直流電源 一.直流電源的組成框圖 ? ? ? ? ? 電源變壓器:將電網交流電壓變換為符合整流電路所需要的交流電壓。整流電路:將正負交替的交流電壓整流成為單方向的脈動電壓。濾波電路:將交流成分濾掉,使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。穩壓電路:自動保持負載電壓的穩定。二.單相半波整流電路 1.輸出電壓的平均值UO(AV) 2.輸出電壓的脈動系數S 3.正向平均電流ID(AV) 4.最大反向電壓URM 三.單相全波整流電路 1.輸出電壓的平均值UO(AV) 2.輸出電壓的脈動系數S 3.正向平均電流ID(AV) 4.最大反向電壓URM 四.單相橋式整流電路 UO(AV)、S、ID(AV) 與全波整流電路相同,URM與半波整流電路相同。 五.電容濾波電路 1. 放電時間常數的取值 2.輸出電壓的平均值UO(AV) 3.輸出電壓的脈動系數S.整流二極管的平均電流I D(AV) 六.三種單相整流電容濾波電路的比較 七.并聯型穩壓電路 1.穩壓電路及其工作原理 *當負載不變,電網電壓 變化時的穩壓過程: *當電網電壓不變,負載變化時的穩壓過程 : 2.電路參數的計算 * 穩壓管的選擇 常取UZ=UO;IZM=(1.5~3)IOmax * 輸入電壓的確定 一般取UI(AV)=(2~3)UO * 限流電阻R的計算 R的選用原則是:IZmin 第一章 半導體二極管 一.半導體的基礎知識 1.半導體---導電能力介于導體和絕緣體之間的物質(如硅Si、鍺Ge)。2.特性---光敏、熱敏和摻雜特性。 3.本征半導體----純凈的具有單晶體結構的半導體。 4.兩種載流子----帶有正、負電荷的可移動的空穴和電子統稱為載流子。 5.雜質半導體----在本征半導體中摻入微量雜質形成的半導體。體現的是半導體的摻雜特性。*P型半導體: 在本征半導體中摻入微量的三價元素(多子是空穴,少子是電子)。*N型半導體: 在本征半導體中摻入微量的五價元素(多子是電子,少子是空穴)。6.雜質半導體的特性 *載流子的濃度---多子濃度決定于雜質濃度,少子濃度與溫度有關。 *體電阻---通常把雜質半導體自身的電阻稱為體電阻。 *轉型---通過改變摻雜濃度,一種雜質半導體可以改型為另外一種雜質半導體。7.PN結 * PN結的接觸電位差---硅材料約為0.6~0.8V,鍺材料約為0.2~0.3V。* PN結的單向導電性---正偏導通,反偏截止。8.PN結的伏安特性 二.半導體二極管 *單向導電性------正向導通,反向截止。*二極管伏安特性----同PN結。 *正向導通壓降------硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。*死區電壓------硅管0.5V,鍺管0.1V。 3.分析方法------將二極管斷開,分析二極管兩端電位的高低: 若 V陽 >V陰(正偏),二極管導通(短路);若 V陽 該式與伏安特性曲線 的交點叫靜態工作點Q。 2)等效電路法 ? 直流等效電路法 *總的解題手段----將二極管斷開,分析二極管兩端電位的高低: 若 V陽 >V陰(正偏),二極管導通(短路);若 V陽 ? 微變等效電路法 三.穩壓二極管及其穩壓電路 *穩壓二極管的特性---正常工作時處在PN結的反向擊穿區,所以穩壓二極管在電路中要反向連接。 第二章 三極管及其基本放大電路 一.三極管的結構、類型及特點 1.類型---分為NPN和PNP兩種。 2.特點---基區很薄,且摻雜濃度最低;發射區摻雜濃度很高,與基區接觸 面積較小;集電區摻雜濃度較高,與基區接觸面積較大。二.三極管的工作原理 1.三極管的三種基本組態 2.三極管內各極電流的分配 * 共發射極電流放大系數(表明三極管是電流控制器件 式子3.共射電路的特性曲線 *輸入特性曲線---同二極管。 稱為穿透電流。 * 輸出特性曲線 (飽和管壓降,用UCES表示 放大區---發射結正偏,集電結反偏。截止區---發射結反偏,集電結反偏。4.溫度影響 溫度升高,輸入特性曲線向左移動。溫度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低頻小信號等效模型(簡化) hie---輸出端交流短路時的輸入電阻,常用rbe表示; hfe---輸出端交流短路時的正向電流傳輸比,常用β表示; 四.基本放大電路組成及其原則 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.組成原則----能放大、不失真、能傳輸。五.放大電路的圖解分析法 1.直流通路與靜態分析 *概念---直流電流通的回路。*畫法---電容視為開路。*作用---確定靜態工作點 *直流負載線---由VCC=ICRC+UCE 確定的直線。 *電路參數對靜態工作點的影響 1)改變Rb :Q點將沿直流負載線上下移動。 2)改變Rc :Q點在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動。3)改變VCC:直流負載線平移,Q點發生移動。2.交流通路與動態分析 *概念---交流電流流通的回路 *畫法---電容視為短路,理想直流電壓源視為短路。*作用---分析信號被放大的過程。 *交流負載線---連接Q點和V CC’點 V CC’= UCEQ+ICQR L’的直線。 3.靜態工作點與非線性失真 (1)截止失真 *產生原因---Q點設置過低 *失真現象---NPN管削頂,PNP管削底。*消除方法---減小Rb,提高Q。(2)飽和失真 *產生原因---Q點設置過高 *失真現象---NPN管削底,PNP管削頂。*消除方法---增大Rb、減小Rc、增大VCC。 4.放大器的動態范圍 (1)Uopp---是指放大器最大不失真輸出電壓的峰峰值。(2)范圍 *當(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ)時,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *當(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ)時,受飽和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*當(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ),放大器將有最大的不失真輸出電壓。六.放大電路的等效電路法 1.靜態分析 (1)靜態工作點的近似估算 (2)Q點在放大區的條件 欲使Q點不進入飽和區,應滿足RB>βRc。 2.放大電路的動態分析 * 放大倍數 * 輸入電阻 * 輸出電阻 七.分壓式穩定工作點共射 放大電路的等效電路法 1.靜態分析 2.動態分析 *電壓放大倍數 在Re兩端并一電解電容Ce后 輸入電阻 在Re兩端并一電解電容Ce后 * 輸出電阻 八.共集電極基本放大電路 1.靜態分析 2.動態分析 * 電壓放大倍數 * 輸入電阻 * 輸出電阻 3.電路特點 * 電壓放大倍數為正,且略小于1,稱為射極跟隨器,簡稱射隨器。* 輸入電阻高,輸出電阻低。 第三章 場效應管及其基本放大電路 一.結型場效應管(JFET)1.結構示意圖和電路符號 2.輸出特性曲線 (可變電阻區、放大區、截止區、擊穿區) 轉移特性曲線 UP-----截止電壓 二.絕緣柵型場效應管(MOSFET) 分為增強型(EMOS)和耗盡型(DMOS)兩種。結構示意圖和電路符號 2.特性曲線 *N-EMOS的輸出特性曲線 * N-EMOS的轉移特性曲線式中,IDO是UGS=2UT時所對應的iD值。* N-DMOS的輸出特性曲線 注意:uGS可正、可零、可負。轉移特性曲線上iD=0處的值是夾斷電壓UP,此曲線表示式與結型場效應管一致。 三.場效應管的主要參數 1.漏極飽和電流IDSS 2.夾斷電壓Up 3.開啟電壓UT 4.直流輸入電阻RGS 5.低頻跨導gm(表明場效應管是電壓控制器件) 四.場效應管的小信號等效模型 E-MOS 的跨導gm--- 五.共源極基本放大電路 1.自偏壓式偏置放大電路 * 靜態分析 動態分析 若帶有Cs,則 2.分壓式偏置放大電路 * 靜態分析 * 動態分析 若源極帶有Cs,則 六.共漏極基本放大電路 * 靜態分析 或 * 動態分析 第四章 多級放大電路 一.級間耦合方式 1.阻容耦合----各級靜態工作點彼此獨立;能有效地傳輸交流信號;體積小,成本低。但不便于集成,低頻特性差。 2.變壓器耦合---各級靜態工作點彼此獨立,可以實現阻抗變換。體積大,成本高,無法采用集成工藝;不利于傳輸低頻和高頻信號。 3.直接耦合----低頻特性好,便于集成。各級靜態工作點不獨立,互相有影響。存在“零點漂移”現象。 *零點漂移----當溫度變化或電源電壓改變時,靜態工作點也隨之變化,致使uo偏離初始值“零點”而作隨機變動。 第五章 功率放大電路 一.功率放大電路的三種工作狀態 1.甲類工作狀態 導通角為360,ICQ大,管耗大,效率低。 2.乙類工作狀態 ICQ≈0,導通角為180,效率高,失真大。3.甲乙類工作狀態 導通角為180~360,效率較高,失真較大。 二.乙類功放電路的指標估算 1.工作狀態 ? 任意狀態:Uom≈Uim ? 盡限狀態:Uom=VCC-UCES ? 理想狀態:Uom≈VCC oo oo2.輸出功率3.直流電源提供的平均功率 4.管耗 Pc1m=0.2Pom 5.效率 理想時為78.5% 三.甲乙類互補對稱功率放大電路 1.問題的提出 在兩管交替時出現波形失真——交越失真(本質上是截止失真)。2.解決辦法 ? 甲乙類雙電源互補對稱功率放大器OCL----利用二極管、三極管和電阻上的壓降產生偏置電壓。 動態指標按乙類狀態估算。 ? 甲乙類單電源互補對稱功率放大器OTL----電容 C2 上靜態電壓為VCC/2,并且取代了OCL功放中的負電源-VCC。 動態指標按乙類狀態估算,只是用VCC/2代替。四.復合管的組成及特點 1.前一個管子c-e極跨接在后一個管子的b-c極間。2.類型取決于第一只管子的類型。3.β=β1·β 2 第六章 集成運算放大電路 一.集成運放電路的基本組成 1.輸入級----采用差放電路,以減小零漂。 2.中間級----多采用共射(或共源)放大電路,以提高放大倍數。 3.輸出級----多采用互補對稱電路以提高帶負載能力。 4.偏置電路----多采用電流源電路,為各級提供合適的靜態電流。 二.長尾差放電路的原理與特點 1.抑制零點漂移的過程---- 當T↑→ iC1、iC2↑→ iE1、iE2 ↑→ uE↑→ uBE1、uBE2↓→ iB1、iB2↓→ iC1、iC2↓。 Re對溫度漂移及各種共模信號有強烈的抑制作用,被稱為“共模反饋電阻”。 2靜態分析 1)計算差放電路IC 設UB≈0,則UE=-0.7V,得 2)計算差放電路UCE ? ? ? 雙端輸出時 單端輸出時(設VT1集電極接RL) 對于VT1: 對于VT2: 3.動態分析 1)差模電壓放大倍數 ? ? 雙端輸出 ? 單端輸出時 從VT1單端輸出 : 從VT2單端輸出 : 2)差模輸入電阻3)差模輸出電阻 ? ? 雙端輸出:單端輸出: 三.集成運放的電壓傳輸特性 當uI在+Uim與-Uim之間,運放工作在線性區域 : 四.理想集成運放的參數及分析方法 1.理想集成運放的參數特征 * 開環電壓放大倍數 Aod→∞; * 差模輸入電阻 Rid→∞; * 輸出電阻 Ro→0; * 共模抑制比KCMR→∞; 2.理想集成運放的分析方法 1)運放工作在線性區: * 電路特征——引入負反饋 * 電路特點——“虛短”和“虛斷”: “虛短”--- “虛斷”---2)運放工作在非線性區 * 電路特征——開環或引入正反饋 * 電路特點—— 輸出電壓的兩種飽和狀態: 當u+>u-時,uo=+Uom 當u+ i+=i-=0 第七章 放大電路中的反饋 一.反饋概念的建立 *開環放大倍數---A *閉環放大倍數---Af *反饋深度---1+AF *環路增益---AF: 1.當AF>0時,Af下降,這種反饋稱為負反饋。 2.當AF=0時,表明反饋效果為零。 3.當AF<0時,Af升高,這種反饋稱為正反饋。 4.當AF=-1時,Af→∞。放大器處于 “ 自激振蕩”狀態。二.反饋的形式和判斷 1.反饋的范圍----本級或級間。 2.反饋的性質----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反饋則為直流反饋,交流通路中存 在反饋則為交流反饋,交、直流通路中都存在反饋 則為交、直流反饋。 3.反饋的取樣----電壓反饋:反饋量取樣于輸出電壓;具有穩定輸出電壓的作用。 (輸出短路時反饋消失) 電流反饋:反饋量取樣于輸出電流。具有穩定輸出電流的作用。 (輸出短路時反饋不消失) 4.反饋的方式-----并聯反饋:反饋量與原輸入量在輸入電路中以電 流形式相疊加。Rs越大反饋效果越好。 反饋信號反饋到輸入端) 串聯反饋:反饋量與原輸入量在輸入電路中以電壓 的形式相疊加。Rs越小反饋效果越好。 反饋信號反饋到非輸入端)5.反饋極性-----瞬時極性法: (1)假定某輸入信號在某瞬時的極性為正(用+表示),并設信號 的頻率在中頻段。 (2)根據該極性,逐級推斷出放大電路中各相關點的瞬時極性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。(3)確定反饋信號的極性。 (4)根據Xi 與X f 的極性,確定凈輸入信號的大小。Xid 減小為負反 饋;Xid 增大為正反饋。 三.反饋形式的描述方法 某反饋元件引入級間(本級)直流負反饋和交流電壓(電流)串 聯(并聯)負反饋。四.負反饋對放大電路性能的影響 1.提高放大倍數的穩定性 2.3.擴展頻帶 4.減小非線性失真及抑制干擾和噪聲 5.改變放大電路的輸入、輸出電阻 *串聯負反饋使輸入電阻增加1+AF倍 *并聯負反饋使輸入電阻減小1+AF倍 *電壓負反饋使輸出電阻減小1+AF倍 *電流負反饋使輸出電阻增加1+AF倍 五.自激振蕩產生的原因和條件 1.產生自激振蕩的原因 附加相移將負反饋轉化為正反饋。 2.產生自激振蕩的條件 若表示為幅值和相位的條件則為: 第八章 信號的運算與處理 分析依據------“虛斷”和“虛短” 一.基本運算電路 1.反相比例運算電路 R2 =R1//Rf 2.同相比例運算電路 R2=R1//Rf 3.反相求和運算電路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和運算電路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加減運算電路 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.積分和微分運算電路 1.積分運算 2.微分運算 第九章 信號發生電路 一.正弦波振蕩電路的基本概念 1.產生正弦波振蕩的條件(人為的直接引入正反饋) 自激振蕩的平衡條件 : 即幅值平衡條件: 相位平衡條件: 2.起振條件: 幅值條件 :相位條件:3.正弦波振蕩器的組成、分類 正弦波振蕩器的組成 (1)放大電路-------建立和維持振蕩。 (2)正反饋網絡----與放大電路共同滿足振蕩條件。(3)選頻網絡-------以選擇某一頻率進行振蕩。 (4)穩幅環節-------使波形幅值穩定,且波形的形狀良好。* 正弦波振蕩器的分類 (1)RC振蕩器-----振蕩頻率較低,1M以下;(2)LC振蕩器-----振蕩頻率較高,1M以上;(3)石英晶體振蕩器----振蕩頻率高且穩定。二.RC正弦波振蕩電路 1.RC串并聯正弦波振蕩電路 2.RC移相式正弦波振蕩電路 三.LC正弦波振蕩電路 1.變壓器耦合式LC振蕩電路 判斷相位的方法: 斷回路、引輸入、看相位 2.三點式LC振蕩器 *相位條件的判斷------“射同基反”或 “三步曲法” (1)電感反饋三點式振蕩器(哈特萊電路) (2)電容反饋三點式振蕩器(考畢茲電路) (3)串聯改進型電容反饋三點式振蕩器(克拉潑電路) (4)并聯改進型電容反饋三點式振蕩器(西勒電路) (5)四.石英晶體振蕩電路 1.并聯型石英晶體振蕩器 2.串聯型石英晶體振蕩器 第十章 直流電源 一.直流電源的組成框圖 ? ? ? ? ? 電源變壓器:將電網交流電壓變換為符合整流電路所需要的交流電壓。整流電路:將正負交替的交流電壓整流成為單方向的脈動電壓。濾波電路:將交流成分濾掉,使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。穩壓電路:自動保持負載電壓的穩定。二.單相半波整流電路 1.輸出電壓的平均值UO(AV) 2.輸出電壓的脈動系數S 3.正向平均電流ID(AV) 4.最大反向電壓URM 三.單相全波整流電路 1.輸出電壓的平均值UO(AV) 2.輸出電壓的脈動系數S 3.正向平均電流ID(AV) 4.最大反向電壓URM 四.單相橋式整流電路 UO(AV)、S、ID(AV) 與全波整流電路相同,URM與半波整流電路相同。 五.電容濾波電路 1. 放電時間常數的取值 2.輸出電壓的平均值UO(AV) 3.輸出電壓的脈動系數S.整流二極管的平均電流I D(AV) 六.三種單相整流電容濾波電路的比較 七.并聯型穩壓電路 1.穩壓電路及其工作原理 *當負載不變,電網電壓 變化時的穩壓過程: *當電網電壓不變,負載變化時的穩壓過程 : 2.電路參數的計算 * 穩壓管的選擇 常取UZ=UO;IZM=(1.5~3)IOmax * 輸入電壓的確定 一般取UI(AV)=(2~3)UO * 限流電阻R的計算 R的選用原則是:IZmin 本文檔由十月團隊收集制作 緒論 一.符號約定 ?大寫字母、大寫下標表示直流量。如:VCE、IC等。 ?小寫字母、大寫下標表示總量(含交、直流)。如: vCE、iB等。?小寫字母、小寫下標表示純交流量。如: vce、ib等。?上方有圓點的大寫字母、小寫下標表示相量。如:等。 二. 信號 (1)模型的轉換 (2)分類 (3)頻譜 二.放大電路(1)模型 本文檔由十月團隊收集制作 (2)增益 如何確定電路的輸出電阻ro ? 本文檔由十月團隊收集制作 三.頻率響應以及帶寬 第一章半導體二極管 一.半導體的基礎知識 1.半導體---導電能力介于導體和絕緣體之間的物質(如硅Si、鍺Ge)。2.特性---光敏、熱敏和摻雜特性。 3.本征半導體----純凈的具有單晶體結構的半導體。 4.兩種載流子----帶有正、負電荷的可移動的空穴和電子統稱為載流子。 5.雜質半導體----在本征半導體中摻入微量雜質形成的半導體。體現的是半導體的摻雜特性。*P型半導體:在本征半導體中摻入微量的三價元素(多子是空穴,少子是電子)。*N型半導體: 在本征半導體中摻入微量的五價元素(多子是電子,少子是空穴)。6.雜質半導體的特性 *載流子的濃度---多子濃度決定于雜質濃度,少子濃度與溫度有關。 *體電阻---通常把雜質半導體自身的電阻稱為體電阻。 *轉型---通過改變摻雜濃度,一種雜質半導體可以改型為另外一種雜質半導體。7.PN結 * PN結的接觸電位差---硅材料約為0.6~0.8V,鍺材料約為0.2~0.3V。* PN結的單向導電性---正偏導通,反偏截止。8.PN結的伏安特性 二.半導體二極管 *單向導電性------正向導通,反向截止。*二極管伏安特性----同PN結。 *正向導通壓降------硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。*死區電壓------硅管0.5V,鍺管0.1V。 3.分析方法------將二極管斷開,分析二極管兩端電位的高低: 本文檔由十月團隊收集制作 若 V陽>V陰(正偏),二極管導通(短路);若 V陽 該式與伏安特性曲線 的交點叫靜態工作點Q。 2)等效電路法 ? 直流等效電路法 *總的解題手段----將二極管斷開,分析二極管兩端電位的高低: 若 V陽>V陰(正偏),二極管導通(短路);若 V陽 ? 微變等效電路法 三.穩壓二極管及其穩壓電路 *穩壓二極管的特性---正常工作時處在PN結的反向擊穿區,所以穩壓二極管在電路中要反向連接。 本文檔由十月團隊收集制作 第二章三極管及其基本放大電路 一.三極管的結構、類型及特點 1.類型---分為NPN和PNP兩種。 2.特點---基區很薄,且摻雜濃度最低;發射區摻雜濃度很高,與基區接觸 面積較小;集電區摻雜濃度較高,與基區接觸面積較大。二.三極管的工作原理 1.三極管的三種基本組態 2.三極管內各極電流的分配 * 共發射極電流放大系數(表明三極管是電流控制器件 式子 稱為穿透電流。 3.共射電路的特性曲線 *輸入特性曲線---同二極管。 * 輸出特性曲線 (飽和管壓降,用UCES表示 放大區---發射結正偏,集電結反偏。截止區---發射結反偏,集電結反偏。4.溫度影響 溫度升高,輸入特性曲線向左移動。溫度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低頻小信號等效模型(簡化) hie---輸出端交流短路時的輸入電阻,常用rbe表示; 本文檔由十月團隊收集制作 hfe---輸出端交流短路時的正向電流傳輸比,常用β表示; 四.基本放大電路組成及其原則 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.組成原則----能放大、不失真、能傳輸。五.放大電路的圖解分析法 1.直流通路與靜態分析 *概念---直流電流通的回路。*畫法---電容視為開路。*作用---確定靜態工作點 *直流負載線---由VCC=ICRC+UCE確定的直線。 *電路參數對靜態工作點的影響 1)改變Rb:Q點將沿直流負載線上下移動。 2)改變Rc:Q點在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動。3)改變VCC:直流負載線平移,Q點發生移動。2.交流通路與動態分析 *概念---交流電流流通的回路 *畫法---電容視為短路,理想直流電壓源視為短路。*作用---分析信號被放大的過程。 *交流負載線---連接Q點和V CC’點V CC’= UCEQ+ICQR L’的 直線。 3.靜態工作點與非線性失真 (1)截止失真 *產生原因---Q點設置過低 *失真現象---NPN管削頂,PNP管削底。*消除方法---減小Rb,提高Q。(2)飽和失真 *產生原因---Q點設置過高 *失真現象---NPN管削底,PNP管削頂。 本文檔由十月團隊收集制作 *消除方法---增大Rb、減小Rc、增大VCC。4.放大器的動態范圍 (1)Uopp---是指放大器最大不失真輸出電壓的峰峰值。(2)范圍 *當(UCEQ-UCES)>(VCC’- UCEQ)時,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *當(UCEQ-UCES)<(VCC’- UCEQ)時,受飽和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*當(UCEQ-UCES)=(VCC’- UCEQ),放大器將有最大的不失真輸出電壓。六.放大電路的等效電路法 1.靜態分析 (1)靜態工作點的近似估算 (2)Q點在放大區的條件 欲使Q點不進入飽和區,應滿足RB>βRc。 2.放大電路的動態分析 * 放大倍數 本文檔由十月團隊收集制作 * 輸入電阻 * 輸出電阻 七.分壓式穩定工作點共射 放大電路的等效電路法 1.靜態分析 2.動態分析 *電壓放大倍數 在Re兩端并一電解電容Ce后 輸入電阻 在Re兩端并一電解電容Ce后 * 輸出電阻 八.共集電極基本放大電路 1.靜態分析 本文檔由十月團隊收集制作 2.動態分析 * 電壓放大倍數 * 輸入電阻 * 輸出電阻 3.電路特點 * 電壓放大倍數為正,且略小于1,稱為射極跟隨器,簡稱射隨器。* 輸入電阻高,輸出電阻低。 第三章場效應管及其基本放大電路 一.結型場效應管(JFET)1.結構示意圖和電路符號 2.輸出特性曲線 (可變電阻區、放大區、截止區、擊穿區) 本文檔由十月團隊收集制作 轉移特性曲線 UP-----截止電壓 二.絕緣柵型場效應管(MOSFET) 分為增強型(EMOS)和耗盡型(DMOS)兩種。結構示意圖和電路符號 2.特性曲線 *N-EMOS的輸出特性曲線 * N-EMOS的轉移特性曲線式中,IDO是UGS=2UT時所對應的iD值。* N-DMOS的輸出特性曲線 本文檔由十月團隊收集制作 注意:uGS可正、可零、可負。轉移特性曲線上iD=0處的值是夾斷電壓UP,此曲線表示式與結型場效應管一致。 三.場效應管的主要參數 1.漏極飽和電流IDSS 2.夾斷電壓Up 3.開啟電壓UT 4.直流輸入電阻RGS 5.低頻跨導gm(表明場效應管是電壓控制器件) 四.場效應管的小信號等效模型 E-MOS 的跨導gm--- 五.共源極基本放大電路 1.自偏壓式偏置放大電路 * 靜態分析 動態分析 若帶有Cs,則 2.分壓式偏置放大電路 * 靜態分析 本文檔由十月團隊收集制作 * 動態分析 若源極帶有Cs,則 六.共漏極基本放大電路 * 靜態分析 或 * 動態分析 第四章多級放大電路 一.級間耦合方式 1.阻容耦合----各級靜態工作點彼此獨立;能有效地傳輸交流信號;體積小,成本低。但不便于集成,低頻特性差。 2.變壓器耦合---各級靜態工作點彼此獨立,可以實現阻抗變換。體積大,成本高,無法采用集成工藝;不利于傳輸低頻和高頻信號。 3.直接耦合----低頻特性好,便于集成。各級靜態工作點不獨立,互相有影響。存在“零點漂移”現象。 *零點漂移----當溫度變化或電源電壓改變時,靜態工作點也隨之變化,致使uo偏離初始 本文檔由十月團隊收集制作 值“零點”而作隨機變動。二.單級放大電路的頻率響應 1.中頻段(fL≤f≤fH) 波特圖---幅頻曲線是20lgAusm=常數,相頻曲線是φ=-180o。 2.低頻段(f ≤fL) ‘ 3.高頻段(f ≥fH) 本文檔由十月團隊收集制作 4.完整的基本共射放大電路的頻率特性 三.分壓式穩定工作點電路的頻率1.下限頻率的估算 2.上限頻率的估算 四.多級放大電路的頻率響應 1.頻響表達式 2.波特圖 響應 本文檔由十月團隊收集制作 第五章功率放大電路 一.功率放大電路的三種工作狀態 1.甲類工作狀態 導通角為360o,ICQ大,管耗大,效率低。2.乙類工作狀態 ICQ≈0,導通角為180o,效率高,失真大。 3.甲乙類工作狀態 導通角為180o~360o,效率較高,失真較大。二.乙類功放電路的指標估算 1.工作狀態 ? 任意狀態:Uom≈Uim ? 盡限狀態:Uom=VCC-UCES ? 理想狀態:Uom≈VCC 2.輸出功率 3.直流電源提供的平均功率 4.管耗Pc1m=0.2Pom 5.效率 理想時為78.5% 三.甲乙類互補對稱功率放大電路 1.問題的提出 在兩管交替時出現波形失真——交越失真(本質上是截止失真)。2.解決辦法 ? 甲乙類雙電源互補對稱功率放大器OCL----利用二極管、三極管和電阻上的壓降產生偏置電壓。 本文檔由十月團隊收集制作 動態指標按乙類狀態估算。 ? 甲乙類單電源互補對稱功率放大器OTL----電容C2上靜態電壓為VCC/2,并且取代了OCL功放中的負電源-VCC。 動態指標按乙類狀態估算,只是用VCC/2代替。四.復合管的組成及特點 1.前一個管子c-e極跨接在后一個管子的b-c極間。2.類型取決于第一只管子的類型。3.β=β1·β2 第六章集成運算放大電路 一.集成運放電路的基本組成 1.輸入級----采用差放電路,以減小零漂。 2.中間級----多采用共射(或共源)放大電路,以提高放大倍數。3.輸出級----多采用互補對稱電路以提高帶負載能力。 4.偏置電路----多采用電流源電路,為各級提供合適的靜態電流。二.長尾差放電路的原理與特點 1.抑制零點漂移的過程---- 當T↑→iC1、iC2↑→iE1、iE2 ↑→uE↑→uBE1、uBE2↓→iB1、iB2↓→iC1、iC2↓。 Re對溫度漂移及各種共模信號有強烈的抑制作用,被稱為“共模反饋電阻”。 2靜態分析 1)計算差放電路IC 設UB≈0,則UE=-0.7V,得 2)計算差放電路UCE ? 雙端輸出時 ? 單端輸出時(設VT1集電極接RL)對于VT1: 對于VT2: 3.動態分析 1)差模電壓放大倍數 ? 雙端輸出 ? 本文檔由十月團隊收集制作 ? 單端輸出時 從VT1單端輸出: 從VT2單端輸出: 2)差模輸入電阻 3)差模輸出電阻 ? 雙端輸出: ? 單端輸出: 三.集成運放的電壓傳輸特性 當uI在+Uim與-Uim之間,運放工作在線性區域: 四.理想集成運放的參數及分析方法 1.理想集成運放的參數特征 * 開環電壓放大倍數Aod→∞; * 差模輸入電阻Rid→∞; * 輸出電阻Ro→0; * 共模抑制比KCMR→∞; 2.理想集成運放的分析方法 1)運放工作在線性區: * 電路特征——引入負反饋 * 電路特點——“虛短”和“虛斷”: “虛短”---“虛斷”--- 2)運放工作在非線性區 * 電路特征——開環或引入正反饋 * 電路特點—— 輸出電壓的兩種飽和狀態: 當u+>u-時,uo=+Uom 當u+ 兩輸入端的輸入電流為零: i+=i-=0 本文檔由十月團隊收集制作 第七章放大電路中的反饋 一.反饋概念的建立 *開環放大倍數---A *閉環放大倍數---Af *反饋深度---1+AF *環路增益---AF: 1.當AF>0時,Af下降,這種反饋稱為負反饋。2.當AF=0時,表明反饋效果為零。 3.當AF<0時,Af升高,這種反饋稱為正反饋。 4.當AF=-1時,Af→∞。放大器處于“自激振蕩”狀態。二.反饋的形式和判斷 1.反饋的范圍----本級或級間。 2.反饋的性質----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反饋則為直流反饋,交流通路中存 在反饋則為交流反饋,交、直流通路中都存在反饋 則為交、直流反饋。 反饋的取樣----電壓反饋:反饋量取樣于輸出電壓;具有穩定輸出電壓的作用。 (輸出短路時反饋消失) 電流反饋:反饋量取樣于輸出電流。具有穩定輸出電流的作用。(輸出短路時反饋不消失) 4.反饋的方式-----并聯反饋:反饋量與原輸入量在輸入電路中以電 流形式相疊加。Rs越大反饋效果越好。反饋信號反饋到輸入端) 串聯反饋:反饋量與原輸入量在輸入電路中以電壓 的形式相疊加。Rs越小反饋效果越好。反饋信號反饋到非輸入端)5.反饋極性-----瞬時極性法: (1)假定某輸入信號在某瞬時的極性為正(用+表示),并設信號的頻率在中頻段。(2)根據該極性,逐級推斷出放大電路中各相關點的瞬時極性(升 高用 + 表示,降低用-表示)。(3)確定反饋信號的極性。 (4)根據Xi與X f的極性,確定凈輸入信號的大小。Xid減小為負反 饋;Xid增大為正反饋。 三.反饋形式的描述方法 某反饋元件引入級間(本級)直流負反饋和交流電壓(電流)串 聯(并聯)負反饋。 四.負反饋對放大電路性能的影響 3.本文檔由十月團隊收集制作 1.提高放大倍數的穩定性 2.3.擴展頻帶 4.減小非線性失真及抑制干擾和噪聲 5.改變放大電路的輸入、輸出電阻 *串聯負反饋使輸入電阻增加1+AF倍 *并聯負反饋使輸入電阻減小1+AF倍 *電壓負反饋使輸出電阻減小1+AF倍 *電流負反饋使輸出電阻增加1+AF倍 五.自激振蕩產生的原因和條件 1.產生自激振蕩的原因 附加相移將負反饋轉化為正反饋。 2.產生自激振蕩的條件 若表示為幅值和相位的條件則為: 第八章信號的運算與處理 分析依據------“虛斷”和“虛短” 一.基本運算電路 1.反相比例運算電路 R2 =R1//Rf 2.同相比例運算電路 R2=R1//Rf 3.反相求和運算電路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和運算電路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加減運算電路 本文檔由十月團隊收集制作 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.積分和微分運算電路 1.積分運算 2.微分運算 第九章信號發生電路一.正弦波振蕩電路的基本概念 1.產生正弦波振蕩的條件(人為的直接引入正反饋) 自激振蕩的平衡條件 : 即幅值平衡條件: 相位平衡條件: 2.起振條件: 幅值條件: 相位條件: 3.正弦波振蕩器的組成、分類 正弦波振蕩器的組成 (1)放大電路-------建立和維持振蕩。 (2)正反饋網絡----與放大電路共同滿足振蕩條件。(3)選頻網絡-------以選擇某一頻率進行振蕩。 (4)穩幅環節-------使波形幅值穩定,且波形的形狀良好。* 正弦波振蕩器的分類 (1)RC振蕩器-----振蕩頻率較低,1M以下;(2)LC振蕩器-----振蕩頻率較高,1M以上;(3)石英晶體振蕩器----振蕩頻率高且穩定。二.RC正弦波振蕩電路 1.RC串并聯正弦波振蕩電路 本文檔由十月團隊收集制作 2.RC移相式正弦波振蕩電路 三.LC正弦波振蕩電路 1.變壓器耦合式LC振蕩電路 判斷相位的方法: 斷回路、引輸入、看相位 2.三點式LC振蕩器 *相位條件的判斷------“射同基反”或“三步曲法” (1)電感反饋三點式振蕩器(哈特萊電路) (2)電容反饋三點式振蕩器(考畢茲電路) (3)串聯改進型電容反饋三點式振蕩器(克拉潑電路) 本文檔由十月團隊收集制作 (4)并聯改進型電容反饋三點式振蕩器(西勒電路) (5)四.石英晶體振蕩電路 1.并聯型石英晶體振蕩器 2.串聯型石英晶體振蕩器 第十章直流電源 一.直流電源的組成框圖 ? 電源變壓器:將電網交流電壓變換為符合整流電路所需要的交流電壓。 本文檔由十月團隊收集制作 ? 整流電路:將正負交替的交流電壓整流成為單方向的脈動電壓。? 濾波電路:將交流成分濾掉,使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。? 穩壓電路:自動保持負載電壓的穩定。? 二.單相半波整流電路 1.輸出電壓的平均值UO(AV) 2.輸出電壓的脈動系數S 3.正向平均電流ID(AV) 4.最大反向電壓URM 三.單相全波整流電路 1.輸出電壓的平均值UO(AV) 2.輸出電壓的脈動系數S 3.正向平均電流ID(AV) 4.最大反向電壓URM 四.單相橋式整流電路 UO(AV)、S、ID(AV) 與全波整流電路相同,URM與半波整流電路相同。 五.電容濾波電路 1. 放電時間常數的取值 2.輸出電壓的平均值UO(AV) 3.輸出電壓的脈動系數S 本文檔由十月團隊收集制作.整流二極管的平均電流I D(AV) 六.三種單相整流電容濾波電路的比較 七.并聯型穩壓電路 1.穩壓電路及其工作原理 *當負載不變,電網電壓 變化時的穩壓過程: *當電網電壓不變,負載變化時的穩壓過程 : 2.電路參數的計算 * 穩壓管的選擇 常取UZ=UO;IZM=(1.5~3)IOmax * 輸入電壓的確定 一般取UI(AV)=(2~3)UO * 限流電阻R的計算 R的選用原則是:IZmin第二篇:模電總結復習資料_模擬電子技術基礎
第三篇:模電總結復習資料_模擬電子技術基礎1
第四篇:南京工業大學 模電總結復習資料_模擬電子技術基礎
第五篇:模電總結復習資料_模擬電子技術基礎(第五版)