第一篇：模擬電子技術基礎教案

教案

2014/ 2015 學年，第一學期

課程名稱

電路與模擬電子技術

任課教師

周拓

本學期學時數

專業、班級

14物聯網

學生用教科書：《模擬電子技術基礎》劉國巍主編

學生用參考書：

教案：

教案是教師以章節或每次課為單元，根據教學大綱和教學內容，針對不同層次、不同專業學生，對授課的知識群和知識點進行思考設計，周密組織編寫出的整個教學過程方案。

教案也是具體授課的計劃，是實施教學過程的演義方案。它反映了教師的教學水平、教學思路、教學經驗和自身素質，反映了教師鉆研教學大綱、熟悉教材、拓展知識、準確把握教學方式方法和責任心的程度。要求：

教案作為教學實施文件，應在充分備課的基礎上對教學目的、主要內容、重點、難點、學時分配及教學方式方法做出具體設計。

教案的編寫要按章（節）或每次課為單元。

關于講課方式方法，主要包括：傳統教學、多媒體電子課件教學，其中某節采用討論式、現場教學、或是放錄像、放錄音，聽力訓練、習題課等。

第 1 章（次）：半導體器件本章學時數： 12學時

主要內容：本章重點講述半導體器件的結構原理、外特性、主要參數數及其物理意義，工作狀態或工作區的分析。

重點：PN結，二極管、三極管的內部結構及特性

難點：二極管、三極管的內部結構

講授方式方法及要求：采用多媒體課件教學，板書為輔，實物觀察要求學生能夠理解半導體器件的內部結構及工作原理，掌握二極管三極管等半導體器件的特性及作用。

第 2 章：基本放大電路本章（次）學時數：12學時

主要內容：基本共射放大電路，放大電路的分析方法，靜態工作點的穩定以及放大電路的頻率特性

重點：放大電路的分析方法，基本共射放大電路

難點：放大電路的分析方法

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生掌握放大電路的分析方法。

第 3 章：集成電路運算放大器本章（次）學時數：10學時

主要內容：多級放大電路，長尾式差動放大電路

重點：長尾式差動放大電路

難點：長尾式差動放大電路

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生掌握長尾式差動放大電路的分析方法和作用。

第 4 章：電路中的負反饋本章（次）學時數：4學時

主要內容：反饋的概念，反饋的分類，反饋對放大電路性能的影響

重點：反饋的分類，反饋對放大電路性能的影響

難點：反饋對放大電路性能的影響

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生能夠理解反饋的概念并判斷反饋的種類，并能分析反饋對放大電路性能的影響。

第 5 章：集成運算放大器本章（次）學時數：8學時

主要內容：基本運算放大器，集成運算放大器的應用

重點：基本運算放大器

難點：集成運算放大器的應用

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生能夠掌握基本運算電路的性能及應用。

第 6 章：功率放大電路本章（次）學時數：6學時

主要內容：功率放大電路的特點，功率放大電路中的問題

重點：功率放大電路的特點

難點：功率放大電路的特點

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生了解功率放大電路的特點，能夠預見功率放大電路中常見的問題。

第 7 章：波形產生電路本章（次）學時數：6學時

主要內容：正弦波振蕩電路的振蕩條件，RC、LC正弦波振蕩電路

重點：RC、LC正弦波振蕩電路

難點：RC、LC正弦波振蕩電路

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生了解振蕩電路的振蕩條件和振蕩的頻率特性。

第 8 章：直流穩壓電源本章（次）學時數：8學時

主要內容：單項整流電路，濾波電路，穩壓電路，開關穩壓電路

重點：濾波電路，穩壓電路

難點：濾波電路，穩壓電路

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生了解直流穩壓電路的特征。

第 9 章：實驗本章（次）學時數：12學時

主要內容：各種半導體器件的認識，基本共射放大電路的性能分析，負反饋放大電路的研究

重點：負反饋放大電路的研究

難點：負反饋放大電路的研究

講授方式方法及要求：軟件模擬。

總結復習本章（次）學時數：6學時

主要內容：各章知識點

重點：各章知識點

難點：各章知識點

講授方式方法及要求：板書。

習題課本章（次）學時數：12學時

主要內容：各章課后作業

重點：各章課后作業

難點：各章課后作業

講授方式方法及要求：板書。

第二篇：《模擬電子技術基礎》電子教案

《模擬電子技術基礎》教案

1、本課程教學目的：

本課程是電氣信息類專業的主要技術基礎課。其目的與任務是使學生掌握常用半導體器件和典型集成運放的特性與參數，掌握基本放大、負反饋放大、集成運放應用等低頻電子線路的組成、工作原理、性能特點、基本分析方法和工程計算方法；使學生具有一定的實踐技能和應用能力；培養學生分析問題和解決問題的能力，為后續課程和深入學習這方面的內容打好基礎。

2、本課程教學要求：

1．掌握半導體器件的工作原理、外部特性、主要參數、等效電路、分析方法及應用原理。

2．掌握共射、共集、共基、差分、電流源、互補輸出級六種基本電路的組成、工作原理、特點及分析，熟悉改進放大電路，理解多級放大電路的耦合方式及分析方法，理解場效應管放大電路的工作原理及分析方法，理解放大電路的頻率特性概念及分析。

3．掌握反饋的基本概念和反饋類型的判斷方法，理解負反饋對放大電路性能的影響，熟練掌握深度負反饋條件下閉環增益的近似估算，了解負反饋放大電路產生自激振蕩的條件及其消除原則。

4．了解集成運算放大器的組成和典型電路，理解理想運放的概念，熟練掌握集成運放的線性和非線性應用原理及典型電路；掌握一般直流電源的組成，理解整流、濾波、穩壓的工作原理，了解電路主要指標的估算。

3、使用的教材：

楊栓科編，《模擬電子技術基礎》，高教出版社

主要參考書目：

康華光編，《電子技術基礎》（模擬部分）第四版，高教出版社

童詩白編，《模擬電子技術基礎》，高等教育出版社，張鳳言編，《電子電路基礎》第二版，高教出版社，謝嘉奎編，《電子線路》（線性部分）第四版，高教出版社，陳大欽編，《模擬電子技術基礎

問答、例題、試題》，華中理工大學出版社，唐競新編，《模擬電子技術基礎解題指南》，清華大學出版社，孫肖子編，《電子線路輔導》，西安電子科技大學出版社，謝自美編，《電子線路

設計、實驗、測試》（二），華中理工大學出版社，緒論

本章的教學目標和要求：

要求學生了解放大電路的基本知識；要求了解放大電路的分類及主要性能指標。

本章總體教學內容和學時安排：（采用多媒體教學）

§1－1　電子系統與信號

0.5

§1－2

放大電路的基本知識

0.5

本章重點：

放大電路的基本認識；放大電路的分類及主要性能指標。

本章教學方式：

課堂講授

本章課時安排：

本章的具體內容：

1節

介紹本課程目的，教學參考書，本課程的特點以及在學習中應該注意的事項和學習方法；

介紹放大電路的基本認識；放大電路的分類及主要性能指標。

重點:

放大電路的分類及主要性能指標。

第1章　　半導體二極管及其基本電路

本章的教學目標和要求：

要求學生了解半導體基礎知識；理解PN結的結構與形成；熟練掌握普通二極管和穩壓管的V-I特性曲線及其主要參數，熟練掌握普通二極管正向V-I特性的四種建模。

本章總體教學內容和學時安排：（采用多媒體教學）

§1－1　PN結

§1－2

半導體二極管

§1－3　半導體二極管的應用

§1－4　特殊二極管

本章重點：

PN結內部載流子的運動，PN結的特性，二極管的單向導電性、二極管的特性、參數、應用電路分析及穩壓管的特性、參數及其特點。

本章難點：

PN結的形成原理，二極管的非線性伏安特性方程和曲線及其電路分析。

本章主要的切入點：

“管為路用”

從PN結是半導體器件的基礎結構，PN結的形成原理入手，通過對器件的非線性伏安特性的描述，在分析電路時說明存在的問題，引出非線性問題線性化的必要性和可行性。

本章教學方式：

課堂講授

本章課時安排：3

本章習題：

P26

1.1、1.2、1.7、1.9、1.12、1.13。

本章的具體內容：

2、3節

1、介紹本課程目的，教學參考書，本課程的特點以及在學習中應該注意的事項和學習方法；

2、講解半導體基礎知識，半導體，雜質半導體；

3、講解PN結的特點，PN結的幾個特性:單向導電性、伏安特性、溫度特性、電容特性。

重點:

PN結的形成過程、PN結的單向導電性、伏安特性曲線的意義，伏安方程的應用。

4節

1、講解半導體二極管結構和電路符號，基本特點，等效電路；

2、講解穩壓二極管工作原理，電路符號和特點，等效電路；

3、講解典型限幅電路和穩壓電路的分析。

重點：兩種管子的電路符號和特點。

講解課后習題，讓學生更好地了解二極管基本電路及其分析方法。

【例1】電路如圖(a)所示，已知，二極管導通電壓。試畫出uI與uO的波形，并標出幅值。

圖(a)

【相關知識】

二極管的伏安特性及其工作狀態的判定。

【解題思路】

首先根據電路中直流電源與交流信號的幅值關系判斷二極管工作狀態；當二極管的截止時，uO=uI；當二極管的導通時。

【解題過程】

由已知條件可知二極管的伏安特性如圖所示，即開啟電壓Uon和導通電壓均為0.7V。

由于二極管D1的陰極電位為＋3V，而輸入動態電壓uI作用于D1的陽極，故只有當uI高于＋3.7V時

D1才導通，且一旦D1導通，其陽極電位為3.7V，輸出電壓uO=＋3.7V。由于D2的陽極電位為－3V，而uI作用于二極管D2的陰極，故只有當uI低于－3.7V時D2才導通，且一旦D2導通，其陰極電位即為－3.7V，輸出電壓uO=－3.7V。當uI在－3.7V到＋3.7V之間時，兩只管子均截止，故uO=uI。

uI和uO的波形如圖(b)所示。

圖(b)

【例1-8】

設本題圖所示各電路中的二極管性能均為理想。試判斷各電路中的二極管是導通還是截止，并求出A、B兩點之間的電壓ＵAB值。

【相關知識】

二極管的工作狀態的判斷方法。

【解題思路】

（1）首先分析二極管開路時，管子兩端的電位差，從而判斷二極管兩端加的是正向電壓還是反向電壓。若是反向電壓，則說明二極管處于截止狀態；若是正向電壓，但正向電壓小于二極管的死區電壓，則說明二極管仍然處于截止狀態；只有當正向電壓大于死區電壓時，二極管才能導通。

（2）在用上述方法判斷的過程中，若出現兩個以上二極管承受大小不等的正向電壓，則應判定承受正向電壓較大者優先導通，其兩端電壓為正向導通電壓，然后再用上述方法判斷其它二極管的工作狀態。

【解題過程】

在圖電路中，當二極管開路時，由圖可知二極管D1、D2兩端的正向電壓分別為

10V和25V。二極管D2兩端的正向電壓高于D1兩端的正向電壓，二極管D2優先導通。當二極管D2導通后，UAB=－15V，二極管

D1兩端又為反向電壓。故D1截止、D2導通。U

AB

=

－15V。

【例1-9】

硅穩壓管穩壓電路如圖所示。其中硅穩壓管DZ的穩定電壓UZ=8V、動態電阻rZ可以忽略，UI=20V。試求：

(1)

UO、IO、I及IZ的值；

(2)

當UI降低為15V時的UO、IO、I及IZ值。

【相關知識】

穩壓管穩壓電路。

【解題思路】

根據題目給定條件判斷穩壓管的工作狀態，計算輸出電壓及各支路電流值。

【解題過程】

(1)

由于

＞UZ

穩壓管工作于反向電擊穿狀態，電路具有穩壓功能。故

UO

=

UZ

=

8V

IZ=

I－IO=6－4=2

mA

(2)

由于這時的＜UZ

穩壓管沒有被擊穿，穩壓管處于截止狀態。故

IZ

=

0

【例1-10】電路如圖(a)所示。其中未經穩定的直流輸入電壓UI值可變，穩壓管DZ采用2CW58型硅穩壓二極管，在管子的穩壓范圍內，當IZ為5mA時，其端電壓UZ為10V、為20Ω，且該管的IZM為26mA。

(1)

試求當該穩壓管用圖(b)所示模型等效時的UZ0值；

(2)

當UO

=10V時，UI

應為多大？

(3)

若UI在上面求得的數值基礎上變化±10%，即從0.9UI變到1.1UI，問UO

將從多少變化到多少？相對于原來的10V，輸出電壓變化了百分之幾？在這種條件下，IZ變化范圍為多大？

(4)

若UI值上升到使IZ=IZM，而rZ值始終為20Ω，這時的UI和UO分別為多少？

(5)

若UI值在6~9V間可調，UO將怎樣變化？

圖

(a)

圖

(b)

【相關知識】

穩壓管的工作原理、參數及等效模型。

【解題思路】

根據穩壓管的等效模型，畫出等效電路，即可對電路進行分析。

【解題過程】

(1)

由穩壓管等效電路知，(2)

(3)

設不變。當時

當時

(4)

(5)

由于U

I＜UZ0，穩壓管DZ沒有被擊穿，處于截止狀態

故UO將隨U

I在6~9

V之間變化

第2章　　半導體三極管及放大電路基礎

本章的教學目標和要求：

要求學生正確理解放大器的一些基本概念，掌握BJT的簡化模型及其模型參數的求解方法，掌握BJT的偏置電路，及靜態工作點的估算方法；掌握BJT的三種基本組態放大電路的組成，指標，特點及分析方法；理解放大器的頻率響應的概念和描述，掌握放大器的低頻、高頻截止頻率的估算，單管放大器的頻率響應的分析，波特圖的折線畫法。

本章總體教學內容和學時安排：（采用多媒體與板書相結合的教學方式）

§2－1

半導體BJT

§2－2

共射極放大電路

§2－3

圖解分析法

§2－4

小信號模型分析法

§2－5

放大電路的工作點穩定問題

§2－6

共集電極電路和共基極電路

§2－7

多級放大電路

§2－8

放大電路的頻率響應

習題課

本章重點：

以共射極放大電路為例介紹基本放大電路的組成、工作原理、靜態工作點的計算、性能指標計算。

頻率響應的概述，波特圖的定義；BJT的簡化混合高頻等效模型，單管共射放大器中頻段、低頻段、高頻段的頻率響應的分析和波特圖的畫法。

本章難點：

對放大概念的理解；等效模型的應用；對電路近似分析的把握。

本章主要的切入點：

通過易于理解的物理概念、作圖的方法理解放大的概念；通過數學推導與物理意義的結合，加強對器件等效模型的理解；通過CB、CC、CS等基本電路的分析，強化工程分析的意識和分析問題的能力。

本章教學方式：

課堂講授+仿真分析演示

本章課時安排：

本章習題：

P84

2.3、2.4、2.7、2.8、2.11、2.12、2.13、2.14、2.15、2.16、2.18、2.19、2.20。

本章的具體內容：5、6、7節：

介紹半導體BJT的結構、工作原理、特性曲線和主要參數。

重點：BJT內部載流子的移動、電流的分配關系和特性曲線。8、9、10節：

介紹共射放大器組成原則，電路各元件的作用，介紹Q點定義及其合理設置的重要性，放大電路的工作原理，信號在放大電路各點的傳輸波形變化；放大電路組成原則。

重點:

強調對于各個基本概念的理解和掌握。11、12、13、14節：

對放大電路進行分析，介紹直流、交流通路的畫法原則，并例舉幾個電路示范；

采用圖解法對放大電路的Q點、電壓放大倍數和失真情況進行分析，強調交、直流負載線的區別。

再對一個典型共射放大電路進行完整的動態參數分析，并對其分析結果進行詳細分析和討論，從而作為此部分的一個小結。

重點:

直流、交流通路的畫法原則，典型共射放大電路進行完整的動態參數分析。

15、16節：

介紹三極管的小信號等效模型、并用小信號模型法分析基本放大電路的主要性能指標Av，Ri，Ro。

重點：建立小信號電路模型，將非線性問題線性化。

講解課后習題，使學生熟悉用圖解法和小信號模型法分析放大電路的方式方法。

討論放大電路Q點的穩定性。從影響Q點穩定的因素入手，在固定偏流電路的基礎上介紹分壓偏置電路，并對其穩定靜態工作點的原理進行詳細分析。

對典型分壓偏置共射放大器進行直流分析，強調直流分析中VCC的分割，工程近似法計算Q點；

重點:

對典型分壓偏置共射放大器進行交直流分析。

17、18節：

簡要介紹有穩Q能力的其它電路結構形式，介紹共集放大器（CC）的原理圖、直流通路、交流通路、交直流分析，介紹其特點和典型應用；給出一個典型CC放大器和其分析結論由學生課外完成分析；

介紹共基放大器（CB），原理圖，直流通路，交流通路，交直流分析，介紹其特點和典型應用；

給出一個典型CB放大器和其分析結論由學生課外完成分析。

結合一個簡單綜合性例題小結三組態的特點。

給出一個CE，CC，CB放大器比較對照表由學生課外完成分析。

重點:

共集放大器（CC）的交直流分析，共基放大器（CB）的交直流分析。

頻率響應的概述，基本概念，三個頻段的劃分，引入RC高通電路模擬低頻響應，RC低通電路模擬高頻響應，它們的幅頻響應，相頻響應；的頻率響應；波特圖的定義；BJT的完整混合模型，簡化高頻等效模型，主要參數的推導；單管共射放大器中頻段、低頻段、高頻段的頻率響應的分析和波特圖的畫法。放大器增益帶寬積的概念，影響因素，多級放大器的頻率響應。以一個單管共射放大電路的分析為例題對以上內容做一個小結。

重點:

頻率響應的基本概念，簡化高頻等效模型，主要參數的推導；單管共射放大器頻率響應的分析。

講解課后習題，并對本章內容作個簡單的小結。

【例2-1】電路如圖所示，晶體管的β＝100，UBE＝0.7

V，飽和管壓降UCES＝0.4

V；穩壓管的穩定電壓UZ＝4V，正向導通電壓UD＝0.7

V，穩定電流IZ＝5

mA，最大穩定電流IZM＝25

mA。試問：

（1）當uI為0

V、1.5

V、25

V時uO各為多少？

（2）若Rc短路，將產生什么現象？

【相關知識】

晶體管工作狀態的判斷，穩壓管是否工作在穩壓狀態的判斷以及限流電阻的作用。

【解題思路】

（1）

根據uI的值判斷晶體管的工作狀態。

（2）

根據穩壓管的工作狀態判斷uO的值。

【解題過程】

（1）當uI＝0時，晶體管截止；穩壓管的電流

在IZ和IZM之間，故uO＝UZ＝4

V。

當uI＝15V時，晶體管導通，基極電流

假設晶體管工作在放大狀態，則集電極電流

由于uO＞UCES＝0.4

V，說明假設成立，即晶體管工作在放大狀態。

值得指出的是，雖然當uI為0

V和1.5

V時uO均為4

V，但是原因不同；前者因晶體管截止、穩壓管工作在穩壓區，且穩定電壓為4

V，使uO＝4

V；后者因晶體管工作在放大區使uO＝4

V，此時穩壓管因電流為零而截止。

當uI＝2.5

V時，晶體管導通，基極電流

假設晶體管工作在放大狀態，則集電極電流

在正電源供電的情況下，uO不可能小于零，故假設不成立，說明晶體管工作在飽和狀態。

實際上，也可以假設晶體管工作在飽和狀態，求出臨界飽和時的基極電流為

IB=0.18

mA＞IBS，說明假設成立，即晶體管工作在飽和狀態。

（2）若Rc短路，電源電壓將加在穩壓管兩端，使穩壓管損壞。若穩壓管燒斷，則uO＝VCC＝12

V。

若穩壓管燒成短路，則將電源短路；如果電源沒有短路保護措施，則也將因輸出電流過大而損壞。

【方法總結】

（1）

晶體管工作狀態的判斷：對于NPN型管，若uBE＞Uon（開啟電壓），則處于導通狀態；若同時滿足UC≥UB>UE，則處于放大狀態，IC＝βIB；若此時基極電流

則處于飽和狀態，式中ICS為集電極飽和電流，IBS是使管子臨界飽和時的基極電流。（2）穩壓管是否工作在穩壓狀態的判斷：穩壓管所流過的反向電流大于穩定電流IZ才工作在穩壓區，反向電流小于最大穩定電流IZM才不會因功耗過大而損壞，因而在穩壓管電路中限流電阻必不可少。圖示電路中Rc既是晶體管的集電極電阻，又是穩壓管的限流電阻。

【例2-2】電路如圖所示，晶體管導通時UBE＝0.7V，β=50。試分析uI為0V、1V、1.5V三種情況下T的工作狀態及輸出電壓uO的值。

【相關知識】

晶體管的伏安特性。

【解題思路】

根據晶體管的管壓降與，以及基極電流和集電極電流的特點，直接可以判別出管子的工作狀態，算出輸出電壓。

【解題過程】

（1）當VBB＝0時，T截止，uO＝12V。

（2）當VBB＝1V時，因為

μA

所以T處于放大狀態。

（3）當VBB＝3V時，因為

μA

所以T處于飽和狀態。

【例2-3】試問圖示各電路能否實現電壓放大？若不能，請指出電路中的錯誤。圖中各電容對交流可視為短路。

圖(a)

圖(b)

圖(c)

圖(d)

【相關知識】

放大電路的組成原理。

【解題思路】

放大電路的作用是把微弱的電信號不失真地放大到負載所需要的數值。即要求放大電路既要有一定的放大能力，又要不產生失真。因此，首先要檢查電路中的晶體管（非線性器件）是否有合適的直流偏置，是否工作在放大狀態（線性狀態），其次檢查信號源、放大器和負載之間的信號傳遞通道是否暢通，并具有電壓放大的能力。

【解題過程】

圖(a)電路不能實現電壓放大。電路缺少集電極電阻，動態時電源相當于短路，輸出端沒有交流電壓信號。

圖(b)電路不能實現電壓放大。電路中缺少基極偏置電阻，動態時電源相當于短路，輸入交流電壓信號也被短路。

圖(c)

電路也不能實現電壓放大。電路中晶體管發射結沒有直流偏置電壓，靜態電流，放大電路工作在截止狀態。

圖(d)電路能實現小信號電壓放大。為了保證輸出信號不失真（截止、飽和），當輸入信號為正時，應不足以使三極管飽和；當輸入信號為負時，應不會使三極管截止。

【例2-4】單級放大電路如圖所示，已知Vcc=15V，，此時調到，，，晶體管飽和壓降UCES為1V，晶體管的結電容可以忽略。試求：

（1）靜態工作點，：

（2）中頻電壓放大倍數、輸出電阻、輸入電阻；

（3）估計上限截止頻率和下限截止頻率；

（4）動態范圍=？輸入電壓最大值Ui

p=？

（5）當輸入電壓的最大值大于Ui

p時將首先出現什么失真？

【相關知識】

（1）共射極放大電路。

（2）放大電路的頻率特性。

【解題思路】

（1）根據直流通路可求得放大電路的靜態工作點。

（2）根據交流通路可求得放大電路的、、。

（3）根據高頻區、低頻區的等效電路可分別求出和。

（4）根據靜態工作點及交流負載線的斜率可求得動態范圍，同時可判斷電路出現失真的狀況。

（5）根據電壓放大倍數和動態范圍可求出Ui

p。

【解題過程】

（1）采用估算法求解靜態工作點。由圖可知

故

（2）利用微變等效電路法，求解放大電路的動態指標。

（3）當電路中只有一個慣性環節時，電路的截止頻率可以表示為，其中

為電容

所在回路的等效電阻。

在高頻區，根據題意，晶體管的結電容可以忽略，影響電路上限截止頻率的電容只有負載等效電容。故電路的上限截止頻率為

在低頻區，影響下限截止頻率的電容有、和。可以分別考慮輸入回路電容（、）和輸出回路電容（）的影響，再綜合考慮它們共同作用時對電路下限截止頻率的影響。

只考慮輸出回路電容時

只考慮輸入回路電容和時，為了簡化計算，忽略偏置電阻及射極電阻的影響，把射極旁路電容折算到基極回路，則有

由于，所以電路的下限截止頻率為

（4）

由于，即電路的最大不失真輸出電壓受截止失真的限制，故電路的動態范圍

輸入電壓最大值

（5）

由上述分析可知，當輸入電壓的最大值大于U

ip時，電路將首先出現截止失真。

【例2-5】

圖示放大電路為自舉式射極輸出器。在電路中，設，，晶體管的，各電容的容量足夠大。試求：

（1）斷開電容，求放大電路的輸入電阻和輸出電阻。

（2）接上電容，寫出的表達式，并求出具體數值，再與（1）中的數值比較。

（3）接上電容，若通過增大來提高，那么的極限值等于多少？

圖(a)

【解相關知識】

射極輸出器、自舉原理、密勒定理。

【解題思路】

根據放大電路的微變等效電路求放大電路的輸入電阻。

【解題過程】

在分析電路的指標之前，先對自舉式射極輸出器的工作原理作一簡要說明。在靜態時，電容相

當于開路；在動態時，大電容相當于短路，點

E和點A的交流電位相等。由于點E的交流電位跟隨輸入信號（點B的交流電位）變化，所以兩端的交流電位接近相等，流過的交流電流接近

于零。對交流信號來說，相當于一個很大的電阻，從而減小了、對電路輸入電阻的影響。由于大電容C的存在，點A的交流電位會隨著輸入信號而自行舉起，所以叫自舉式射極輸出器。

這種自舉作用能夠減小直流偏置電阻對電路輸入電阻的影響，可以進一步提高射極輸出器的輸入電阻。

（1）在斷開電容C后，電路的微變等效電路如圖

(b)所示。圖中

圖（b）。

由圖可以求出

可見，射極輸出器的原來是很大的，但由于直流偏置電阻的并聯，使減小了很多。

（2）接上自舉電容后，用密勒定理把等效為兩個電阻，一個是接在B點和地之間的，另一個是接在A(E)點和地之間的，其中是考慮了與、以及并聯后的，如圖(c)所示。

圖(c)

由于，但小于1，所以是一個比大得多的負電阻，它與、、并聯后，總的電阻仍為正。由于很大，它的并聯效應可以忽略，從而使

此時

所以，自舉式射極輸出器的輸入電阻

由于對的并聯影響小得多，所以比沒有自舉電容時增大了。

（3）

通過增大以增大的極限情況為，即用自舉電阻提高的結果，使

只取絕于從管子基極看進去的電阻，與偏置電阻幾乎無關。

【例2-6】試判斷圖示各電路屬于何種組態的放大電路，并說明輸出電壓相對輸入電壓的相位關系。

（a）

（b）

（c）（d）

【相關知識】

共集－共射，共射－共集，共集－共基組合放大電路。

【解題思路】

根據信號流向分析各個晶體管放大電路的組態及輸出電壓與輸入電壓的相位關系。

【解題過程】

圖（a）所示電路第一級是共集電極放大電路，輸出電壓與輸入電壓同相；第二級是共射極放大電路，輸出電壓與輸入電壓反相。因此，整個電路是共集－共射組合電路，輸出電壓與輸入電壓反相。

圖（b）所示電路第一級是共射極放大電路，輸出電壓與輸入電壓反相；第二級是共基極放大電路，輸出電壓與輸入電壓同相。因此，整個電路是共射－共基組合電路，輸出電壓與輸入電壓反相。

圖（c）所示電路第一級是共集電極放大電路，輸出電壓與輸入電壓同相；第二級是共基極放大電

路，輸出電壓與輸入電壓同相。因此整個電路是共集－共基組合電路，輸出電壓與輸入電壓同相。

圖（d）所示電路由于T1管集電極具有恒流特性，因而T1管是T2管的有源負載，所以T2管組成了有源負載的共射放大器，輸出電壓與輸入電壓反相。

【例2-7】

晶體管組成的共集－共射、共射－共集、共射－共基等幾種組合放大電路各有其獨特的優點，請你選擇合適的組合放大電路，以滿足如下所述不同應用場合的需求。

（1）電壓測量放大器的輸入級電路。

（2）輸出電壓受負載變化影響小的放大電路。

（3）負載為0.2kΩ，要求電壓增益大于60dB的放大電路。

（4）輸入信號頻率較高的放大電路。

【相關知識】

共集－共射，共射－共集，共射－共基組合放大電路。

【解題思路】

根據三種組合放大電路的特點，選擇滿足應用需求的組合放大電路。三種組合放大電路的特點如下：

（1）共集－共射組合放大電路，不僅具有共集電極電路輸入電阻大的特點，而且具有共射電路電壓放大倍數大的特點；

（2）共射－共集組合放大電路，不僅具有共射電路電壓放大倍數大的特點，而且具有共集電極電路輸出電阻小的特點；

（3）共射－共基組合放大電路，共基極電路本身就有較好的高頻特性，同時將輸入電阻很小的共基極電路接在共射極電路之后，減小了共射極電路的電壓放大倍數，使共射極接法的管子集電結電容效應減小，改善了放大電路的頻率特性。因此，共射－共基組合放大電路在高頻電路中獲得了廣泛的應用。該組合電路的電壓放大倍數近似等于一般共射電路的電壓放大倍數。

【解題過程】

（1）電壓測量放大器的輸入級既要有較大的輸入電阻，又要有一定的電壓放大能力，應采用共集－共射組合放大電路。

（2）輸出電壓受負載變化影響小的放大電路應具有較小的輸出電阻，也要有一定的電壓放大能力，應采用共射－共集組合放大電路。

（3）負載為0.2kΩ，電壓增益大于60dB的放大電路應采用電壓放大倍數大、輸出電阻小的共射－共集組合電路，最好在輸入級再增加一級具有高輸入電阻的共集電極電路。

（4）輸入信號頻率較高時，應采用頻率特性好的共射－共基組合放大電路。

第3章

場效應管放大電路

本章的教學目標和要求：

要求學生了解JFET、MOSFET的結構特點，理解其工作原理；掌握JFET、MOSFET的特性曲線及其主要參數，掌握BJT、JFET、MOSFET三者之間的差別；掌握FET的偏置電路，工作點估算方法，掌握FET的小信號跨導模型，掌握FET的共源和共漏電路的分析和特點。

本章總體教學內容和學時安排：（采用多媒體教學方式）

§3－1

結型場效應管

§3－2

金屬－氧化物－半導體場效應管

§3－3

場效應管放大電路

習題課

本章重點：

各種場效應管的外特性及參數，場效應管放大電路的偏置電路及特點。

本章難點：

場效應管的工作原理以及靜態工作點的計算。

本章教學方式：課堂講授

本章課時安排：8

本章的具體內容：

19、20節：

介紹結型場效應管的工作原理、結型場效應管的特性曲線以及主要參數。

重點：對結型場效應管的特性曲線的理解。21、22、23節：

介紹MOS效應管的工作原理、MOS效應管的特性曲線以及主要參數。

重點：對MOS效應管的特性曲線的理解。24、25、26節：

FET放大電路的分類，Q點設置方法，兩種偏置方法的特點，以及用圖解法、計算法對電路進行分析。FET的小信號模型，并用它對共源、共漏放大器分析；加一習題課講解習題并對本章作一小結。

重點:強調分析方法的掌握，以及電路結構、分析過程與BJT放大器的對比。

【例3-1】在圖示電路中，已知場效應管的；問在下列三種情況，管子分別工作在那個區？

（1）,（2）,（3）,【相關知識】

場效應管的伏安特性。

【解題思路】

根據管子工作在不同區域的特點，判斷管子的工作狀態。

【解題過程】

(1)

因為

管子工作在截止區。

(2)

因為

管子工作在放大區。

(3)

因為

管子工作在可變電阻區。

【例3-2】

電路如圖(a)示。其中，，場效應管的輸出特性如圖（b）

所示。試求電路的靜態工作點、和之值。

圖(a)

圖(b)

【相關知識】

結型場效應管及其外特性，自給偏壓電路，放大電路的直流通路、解析法、圖解法。

【解題思路】

根據放大電路的直流通路，利用解析法或圖解法可求得電路的靜態工作點。

【解題過程】

由場效應管的輸出特性可知管子的，由式

及

得

與雙極型晶體管放大電路類似，分析場效應管放大電路的靜態工作點，也有兩種方法，解析法和圖解法

【另一種解法】

（1）在輸出特性曲線上，根據輸出回路直流負載線方程

作直流負載線MN，如圖(d)所示。MN與不同的輸出特性曲線有不同的交點。Q點應該在MN上。

圖(c)

圖(d)

（2）由交點對應的、值在~坐標上作曲線，稱為~控制特性，如圖

(c)所示。

（3）在控制特性上，根據輸入回路直流負載線方程

代入，可作出輸入回路直流負載線。該負載線過原點，其斜率為，與控制特性曲線的　　交點即為靜態工作點。由此可得，（4）根據，在輸出回路直流負載線上可求得工作點，再由點可得。

【例3-3】

兩個場效應管的轉移特性曲線分別如圖

(a)、(b)所示，分別確定這兩個場效應管的類型，并求其主要參數（開啟電壓或夾斷電壓，低頻跨導）。測試時電流iD的參考方向為從漏極D到源極S。

(a)

(b)

【相關知識】

（1）場效應管的轉移特性。

（2）場效應管的電參數。

【解題思路】

根據場效應管的轉移特性確定其開啟電壓或夾斷電壓，及在某一工作點處的跨導。

【解題過程】

（a）圖曲線所示的是P溝道增強型MOS管的轉移特性曲線。其開啟電壓UGS（th）＝－2V，IDQ=

-1mA

在工作點（UGS＝－5V，ID＝－2.25mA）處，跨導

（b）圖曲線所示的是N溝道耗盡型MOSFET的轉移特性曲線，其夾斷電壓，在工作點（UGS＝－2V，ID＝1mA）處，跨導

第4章

集成運算放大器

本章的教學目標和要求：

要求學生了解差分式放大低電路的基本概念，簡單差分式放大電路的組成、工作原理，差分放大電路靜態工作點與主要性能指標的計算；了解集成運放電路的組成及特點；了解集成運放的主要參數和性能指標；理解理想運放的概念，掌握理想運放的線性工作區的特點，運放在線性工作區的典型應用；掌握理想運放的非線性工作區的特點，運放在非線性工作區的典型應用。

本章總體教學內容和學時安排：（采用多媒體教學）

§4－1

集成運放概述

§4－2

集成運放中的基本單元電路

§4－3　通用集成運放

§4－4　運放的主要參數幾簡化低頻等效電路

本章重點：

差分式放大電路的組成、工作原理，差分放大電路靜態工作點與主要性能指標的計算；零點漂移現象；差動放大器對差模信號的放大作用和對共模信號的抑制作用；半電路分析方法。

電流源電路的結構和工作原理、特點；

直接耦合互補輸出級電路的結構原理、特點，交越失真的概念；

本章難點：

對差模信號共模信號的理解，對任意信號單端輸入、單端輸出差動放大器的分析；多級放大器前后級之間的相互影響。

本章教學方式：課堂講授

本章課時安排：6

本章習題：

P144

4.1、4.2、4.3、4.5、4.6、4.10、4.11、4.12、4.13、4.19、4.20。

本章的具體內容：27、28、29節：

介紹集成電路運算放大器中的幾種電流源形式；介紹引入直接耦合放大電路的產生零點漂移的原因，零點漂移的抑制方法；直接耦合放大電路的直流分析。任意信號的差模共模分解，典型差分放大器的結構，對共模差模信號的不同響應。

重點:

產生零點漂移的原因，零點漂移的抑制方法；典型差分放大器的原理。30、31、32節：

差分放大器對差模信號的放大作用的詳細分析，共模抑制比的概念。差放的四種典型接法，并對幾種結構的交流特性做分析。簡要介紹改進型差放的改進原理。

介紹集成電路運算放大器的內部結構、工作原理、主要參數和性能指標。

重點：共模抑制比，差放的四種典型接法和集成運放的工作原理。

【例4-1】三個兩級放大電路如下圖所示，已知圖中所有晶體管的β均為100，rbe均為1

kΩ，所有電容均為10

μF，VCC均相同。

填空：

（1）填入共射放大電路、共基放大電路等電路名稱。

圖（a）的第一級為_________，第二級為_________；

圖（b）的第一級為_________，第二級為_________；

圖（c）的第一級為_________，第二級為_________。

（2）三個電路中輸入電阻最大的電路是_________，最小的電路是_________；輸出電阻最大的電路是_________，最小的電路是_________；電壓放大倍數數值最大的電路是_________；低頻特性最好的電路是_________；若能調節Q點，則最大不失真輸出電壓最大的電路是_________；輸出電壓與輸入電壓同相的電路是_________。

【相關知識】

晶體管放大電路三種接法的性能特點，多級放大電路不同耦合方式及其特點，多級放大電路動態參數與組成它的各級電路的關系。

【解題思路】

（1）通過信號的流通方向，觀察輸入信號作用于晶體管和場效應管的哪一極以及從哪一極輸出的信號作用于負載，判斷多級放大電路中各級電路屬于哪種基本放大電路。

（2）根據各種晶體管基本放大電路的參數特點，以及單級放大電路連接成多級后相互間參數的影響，分析各多級放大電路參數的特點。

【解題過程】

（1）在電路（a）中，T1為第一級的放大管，信號作用于其發射極，又從集電極輸出，作用于負載（即第二級電路），故第一級是共基放大電路；T2和T3組成的復合管為第二級的放大管，第一級的輸出信號作用于T2的基極，又從復合管的發射極輸出，故第二級是共集放大電路。

在電路（b）中，T1和T2為第一級的放大管，構成差分放大電路，信號作用于T1和T2的基極，又從T2的集電極輸出，作用于負載（即第二級電路），是雙端輸入單端輸出形式，故第一級是（共射）差分放大電路；T3為第二級的放大管，第一級的輸出信號作用于T3的基極，又從其發射極輸出，故第二級是共集放大電路。

在電路（c）中，第一級是典型的Q點穩定電路，信號作用于T1的基極，又從集電極輸出，作用于負載（即第二級電路），故為共射放大電路；T2為第二級的放大管，第一級的輸出信號作用于T

2的基極，又從其集電極輸出，故第二級是共射放大電路。

應當特別指出，電路（c）中T3和三個電阻（8.2

kΩ、1.8

kΩ、1

kΩ）組成的電路構成電流源，等效成T2的集電極負載，理想情況下等效電阻趨于無窮大。電流源的特征是其輸入回路沒有動態信號的作用。要特別注意電路（c）的第二級電路與互補輸出級的區別。

（2）比較三個電路的輸入回路，電路（a）的輸入級為共基電路，它的e?b間等效電阻為rbe/(1+β)，Ri小于rbe/(1+β)；電路（b）的輸入級為差分電路，Ri大于2rbe；電路（c）輸入級為共射電路，Ri是rbe與10

kΩ、3.3

kΩ電阻并聯，Ri不可能小于rbe/(1+β)；因此，輸入電阻最小的電路為（a），最大的電路為（b）。

電路（c）的輸出端接T2和T3的集電極，對于具有理想輸出特性的晶體管，它們對“地”看進去的等效電阻均為無窮大，故電路（c）的輸出電阻最大。比較電路（a）和電路（b），雖然它們的輸出級均為射極輸出器，但前者的信號源內阻為3.3

kΩ，后者的信號源內阻為10

kΩ；且由于前者采用復合管作放大管，從射極回路看進去的等效電阻表達式中有1/(1+β)2，而后者從射極回路看進去的等效電阻表達式中僅為有1/(1+β)，故電路（a）的輸出電阻最小。

由于電路（c）采用兩級共射放大電路，且第二級的電壓放大倍數數值趨于無窮大，而電路（a）和（b）均只有第一級有電壓放大作用，故電壓放大倍數數值最大的電路是（c）。

由于只有電路（b）采用直接耦合方式，故其低頻特性最好。

由于只有電路（b）采用±VCC兩路電源供電，若Q點可調節，則其最大不失真輸出電壓的峰值可接近VCC，故最大不失真輸出電壓最大的電路是（b）。

由于共射電路的輸出電壓與輸入電壓反相，共集和共基電路的輸出電壓與輸入電壓同相，可以逐級判斷相位關系，從而得出各電路輸出電壓與輸入電壓的相位關系。電路（a）和（b）中兩級電路的輸出電壓與輸入電壓均同相，故兩個電路的輸出電壓與輸入電壓均同相。電路（c）中兩級電路的輸出電壓與輸入電壓均反相，故整個電路的輸出電壓與輸入電壓也同相。

綜上所述，答案為（1）共基放大電路，共集放大電路；差分放大電路，共集放大電路；共射放大電路，共射放大電路；（2）（b），（a）；（c），（a）；（c）；（b）；（b）；（a），（b），（c）。

【例4-2】電路如圖所示。已知，，。時。

（1）試說明和、和、以及分別組成什么電路？

（2）若要求上電壓的極性為上正下負，則輸入電壓的極性如何？

（3）寫出差模電壓放大倍數的表達式，并求其值。

【相關知識】

（1）差分放大電路。

（2）多級放大電路。

（3）電流源電路。

【解題過程】

根據差分放大電路、多級放大電路的分析方法分析電路。

【解題過程】

（1）、管組成恒流源電路，作和管的漏極有源電阻，、管組成差分放大電路，并且恒流源作源極有源電阻。管組成共射極放大電路，并起到電平轉化作用，使整個放大

電路能達到零輸入時零輸出。管組成射極輸出器，降低電路的輸出電阻，提高帶載能力，這

里恒流源作為管的射極有源電阻。

（2）為了獲得題目所要求的輸出電壓的極性，則必須使基極電壓極性為正，基極電壓極性為負，也就是管的柵極電壓極性應為正，而管的柵極電壓極性應為負。

（3）整個放大電路可分輸入級（差分放大電路）、中間級（共射放大電路）和輸出級（射極輸出器）。

對于輸入級（差分放大電路），由于恒流源作漏極負載電阻，使單端輸出具有與雙端輸出相同的放大倍數。所以

式中，漏極負載電阻，而

為管的等效電阻。為管組成的共射放大電路的輸入電阻。

由于恒流源的。所以：

管組成的共射放大電路的電壓放大倍數

由于管組成的射極輸出器的輸入電阻，所以：

管組成的射極輸出器的電壓放大倍數

則總的差模電壓放大倍數的表達式為

其值為

【例4-3】下圖所示為簡化的集成運放電路，輸入級具有理想對稱性。選擇正確答案填入空內。

（1）該電路輸入級采用了__________。

A．共集?共射接法

B.共集?共基接法

C.共射?共基接法

（2）輸入級采用上述接法是為了__________。

A.展寬頻帶

B.增大輸入電阻

C.增大電流放大系數

（3）T5和T6作為T3和T4的有源負載是為了__________。

A.增大輸入電阻

B.抑制溫漂

C.增大差模放大倍數

（4）該電路的中間級采用__________。

A.共射電路

B.共基電路

C.共集電路

（5）中間級的放大管為__________。

A.T7

B.T8

C.T7和T8組成的復合管

（6）該電路的輸出級采用__________。

A.共射電路

B.共基電路

C.互補輸出級

（7）D1和D2的作用是為了消除輸出級的__________。

A.交越失真

B.飽和失真

C.截止失真

（8）輸出電壓uO與uI1的相位關系為__________。

A.反相

B.同相

C.不可知

【相關知識】

集成運放電路（輸入級，中間級，互補輸出級），基本放大電路的接法及性能指標，有源負載，差模放大倍數，復合管。

【解題思路】

（1）用基本的讀圖方法對放大電路進行分塊，分析出輸入級、中間級和輸出級電路。

（2）分析各級電路的基本接法及性能特點。

【解題過程】

（1）輸入信號作用于T1和T2管的基極，并從它們的發射極輸出分別作用于T3和T4管的發射極，又從T3和T4管的集電極輸出作用于第二級，故為共集?共基接法。

（2）上述接法可以展寬頻帶。

為什么不是增大輸入電阻呢？因為共基接法的輸入電阻很小，即T1和T2管等效的發射極電阻很小，所以輸入電阻的增大很受限。因為共基接法不放大電流，所以不能增大電流放大系數。

（3）T5和T6作為T3和T4的有源負載是為了增大差模放大倍數。利用鏡像電流源作有源負載，可使單端輸出差分放大電路的差模放大倍數增大到近似等于雙端輸出時的差模放大倍數。

（4）為了完成“主放大器”的功能，中間級采用共射放大電路。

（5）由于第一級的輸出信號作用于T7的基極以及T7和T8的連接方式，說明T7和T8組成的復合管為中間級的放大管。

（6）T9和T10的基極相連作為輸入端，發射極相連作為輸出端，故輸出級為互補輸出級。

（7）D1和D2的作用是為了消除輸出級的交越失真。

（8）若在輸入端uI1加“＋”、uI2加“－”的差模信號，則T2的共集接法使其發射極（即T4的發射極）電位為“－”，T4的共基接法使其集電極（即T7的基極）電位也為“－”；以T7、T8構成的復合管為放大管的共射放大電路輸出與輸入反相，它們的集電極電位為“＋”；互補輸出級的輸出與輸入同相，輸出電壓為“＋”；故uI1一端為同相輸入端，uI2一端為反相輸入端。

綜上所述，答案為（1）B，（2）A，（3）C，（4）A，（5）C，（6）C，（7）A，（8）B。

第5章

反饋和負反饋放大電路

本章的教學目標和要求：

要求學生理解反饋的基本概念，掌握四種反饋類型；掌握實際反饋放大器的類型和極性的判斷；掌握負反饋對放大電路的影響；掌握在深度負反饋條件下的計算；了解負反饋放大器的穩定性。

本章總體教學內容和學時安排：（采用多媒體教學）

§5－1

反饋的基本概念及類型

§5－2

負反饋對放大電路性能的影響

§5－3　負反饋放大電路的分析及近似計算

§5－4　負反饋放大電路的自激振蕩幾消除

本章重點：

反饋的基本概念；反饋類型的判斷；負反饋對放大器性能的影響；在深度負反饋條件下放大器增益的估算。

本章難點：

反饋的基本概念；反饋類型的判斷；自給振蕩條件及消除振蕩的措施

本章主要的切入點：為改善放大器的性能，引入負反饋的概念，通過方塊圖理解負反饋放大器的組成；通過方框圖理解負反饋放大器的四種組態；定性理解負反饋對放大器的性能的理解；根據深度負反饋條件，估算放大器的增益。

本章教學方式：課堂講授

本章課時安排：12

本章習題：

P183

5.3、5.4、5.5、5.8、5.9、5.10、5.11、5.13。

本章的具體內容：33、34、35、36節：

反饋的基本概念，反饋放大器的組成，工作原理，反饋的判斷（有無、正負、交流直流），結合對運放和分離元件放大器反饋電路的分析介紹。

四種基本反饋方式的劃分，典型結構的分析，結合例題判斷反饋組態。

重點:

反饋的基本概念，反饋組態判斷。37、38、39、40、41節：

反饋的引入對放大電路性能的影響，增益帶寬積，負反饋引入的原則；

負反饋放大器的結構，特點，一般表達式的分析和推導。

在深度負反饋條件，在深度負反饋條件下負反饋放大器的性能分析，例題2個；

四種基本反饋在深度負反饋條件下放大器不同增益的表達式；

重點:

反饋的引入對放大電路性能的影響，負反饋引入的原則；一般表達式的分析和理解。42、43、44節：

負反饋放大器的穩定性分析：負反饋放大器自激振蕩產生的原因和條件，負反饋放大器的穩定性的定性分析和判斷，負反饋放大器自激振蕩的消除方法。

重點:

負反饋放大器自激振蕩產生的原因和條件，負反饋放大器的穩定性的判斷，負反饋放大器自激振蕩的消除方法。

【例5-1】在括號內填入“√”或“×”，表明下列說法是否正確。

（1）若從放大電路的輸出回路有通路引回其輸入回路，則說明電路引入了反饋。

（2）若放大電路的放大倍數為“＋”，則引入的反饋一定是正反饋，若放大電路的放大倍數為“?”，則引入的反饋一定是負反饋。

（3）直接耦合放大電路引入的反饋為直流反饋，阻容耦合放大電路引入的反饋為交流反饋。

（4）既然電壓負反饋可以穩定輸出電壓，即負載上的電壓，那么它也就穩定了負載電流。

（5）放大電路的凈輸入電壓等于輸入電壓與反饋電壓之差，說明電路引入了串聯負反饋；凈輸入電流等于輸入電流與反饋電流之差，說明電路引入了并聯負反饋。

（6）將負反饋放大電路的反饋斷開，就得到電路方框圖中的基本放大電路。

（7）反饋網絡是由影響反饋系數的所有的元件組成的網絡。

（8）阻容耦合放大電路的耦合電容、旁路電容越多，引入負反饋后，越容易產生低頻振蕩。

【相關知識】

反饋的有關概念，包括什么是反饋、直流反饋和交流反饋、電壓負反饋和電流負反饋、串聯負反饋和并聯負反饋、負反饋放大電路的方框圖、放大電路的穩定性

【解題思路】

正確理解反饋的相關概念，根據這些概念判斷各題的正誤。

【解題過程】

（1）通常，稱將輸出量引回并影響凈輸入量的電流通路為反饋通路。反饋是指輸出量通過一定的方式“回授”，影響凈輸入量。因而只要輸出回路與輸入回路之間有反饋通路，就說明電路引入了反饋，而反饋通路不一定將放大電路的輸出端和輸入端相連接。例如，在下圖所示反饋放大電路中，R2構成反饋通路，但它并沒有把輸出端和輸入端連接起來。故本題說法正確。



（2）正、負反饋決定于反饋的結果是使放大電路的凈輸入量或輸出量的變化增大了還是減小了，若增大則為正反饋，否則為負反饋；與放大電路放大倍數的極性無關。換言之，無論放大倍數的符號是“＋”還是“?”，放大電路均可引入正反饋，也可引入負反饋。故本題說法錯誤。

（3）直流反饋是放大電路直流通路中的反饋，交流反饋是放大電路交流通路中的反饋，與放大電路的耦合方式無直接關系。本題說法錯誤。

（4）電壓負反饋穩定輸出電壓，是指在輸出端負載變化時輸出電壓變化很小，因而若負載變化則其電流會隨之變化。故本題說法錯誤。

（5）根據串聯負反饋和并聯負反饋的定義，本題說法正確。

（6）本題說法錯誤。負反饋放大電路方框圖中的基本放大電路需滿足兩個條件，一是斷開反饋，二是考慮反饋網絡對放大電路的負載效應。雖然本課程并不要求利用方框圖求解負反饋放大電路，但是應正確理解方框圖的組成。

（7）反饋網絡包含所有影響反饋系數的元件組成反饋網絡。例如，在上圖所示電路中，反饋網絡由R1、R2和R4組成，而不僅僅是R2。故本題說法正確。

（8）在低頻段，阻容耦合負反饋放大電路由于耦合電容、旁路電容的存在而產生附加相移，若滿足了自激振蕩的條件，則產生低頻振蕩。根據自激振蕩的相位條件，在放大電路中有三個或三個以上耦合電容、旁路電容，引入負反饋后就有可能產生低頻振蕩，而且電容數量越多越容易產生自激振蕩。故本題說法正確。



綜上所述，答案為：（1）√，（2）×，（3）×，（4）×，（5）√，（6）×，（7）√，（8）√

【例5-2】

電路如圖所示，圖中耦合電容器和射極旁路電容器的容量足夠大，在中頻范圍內，它們的容抗近似為零。試判斷電路中反饋的極性和類型（說明各電路中的反饋是正、負、直流、交流、電壓、電流、串聯、并聯反饋）。

【相關知識】

反饋放大電路。

【解題思路】

根據反饋的判斷方法判斷電路中反饋的極性和類型。

【解題過程】

圖示放大電路輸出與輸入之間沒有反饋，第一級也沒有反饋，第二級放大電路有兩條反饋支路。一條反饋支路是，另一條反饋支路是和串聯支路。支路有旁路電容，所以它是本級直流反饋，可以穩定第二級電路的靜態工作點。和串聯支路接在第二級放大電路的輸出（集電極）和輸入之間（基極），由于的“隔直”作用，該反饋是交流反饋。

和串聯支路交流反饋極性的判斷：

當給第二級放大電路加上對地極性為?的信號時，輸出電壓極性為一，由于電容對交流信號可認為短路，所以反饋信號極性也為一，因而反饋信號削弱輸入信號的作用，該反饋為負反饋。判斷過程如圖所示。

負反饋組態的判斷：

若令輸出電壓信號等于零，從輸出端返送到輸入電路的信號等于零，即反饋信號與輸出電壓信號成正比，那么該反饋是電壓反饋；反饋信號與輸入信號以電流的形式在基極疊加，所以它是并聯反饋。

總結上述判別可知，圖示電路中和串聯支路構成交流電壓并聯負反饋。

【例5-3】試判斷圖示各電路中是否引入了反饋；若引入了反饋，則判斷是正反饋還是負反饋，是直流反饋還是交流反饋；若引入了交流負反饋，則判斷是哪種組態的負反饋。設圖中所有電容對交流信號均可視為短路。

【相關知識】

分立元件放大電路（雙極型管放大電路和單極型管放大電路）各種接法的極性判斷，反饋的判斷方法，包括判斷是否引入了反饋、判斷反饋的正負、判斷直流反饋和交流反饋、判斷交流負反饋的四種組態。

【解題思路】

（1）根據反饋的定義，判斷電路中是否存在反饋通路，從而判斷是否引入了反饋。

（2）若引入了反饋，利用瞬時極性法判斷反饋的正負。

（3）根據直流反饋和交流反饋的定義，判斷引入的反饋屬于哪種反饋。

（4）根據交流反饋四種組態的判斷方法，判斷引入的反饋屬于哪種組態。

【解題過程】

在圖（a）電路中，Rf將輸出回路與輸入回路連接起來，故電路引入了反饋；且反饋既存在于直流通路又存在于交流通路，故電路引入了直流反饋和交流反饋。利用瞬時極性法，在規定輸入電壓瞬時極性時，可得到放大管基極、集電極電位的瞬時極性以及輸入電流、反饋電流的方向，如圖（e）所示。晶體管的基極電流等于輸入電流與反饋電流之差，故電路引入了負反饋，且為并聯負反饋。當輸出電壓為零（即輸出端短路）時，Rf將并聯在T的b?e之間，如圖（e）中虛線所示；此時盡管Rf中有電流，但這個電流是uI作用的結果，輸出電壓作用所得的反饋電流為零，故電路引入了電壓負反饋。綜上所述，電路引入了直流負反饋和交流電壓并聯負反饋。

在圖（b）電路中，R1將輸出回路與輸入回路連接起來，故電路引入了反饋；且反饋既存在于直流通路又存在于交流通路，故電路引入了直流反饋和交流反饋。利用瞬時極性法，在規定輸入電壓瞬時極性時，可得到放大管各極電位的瞬時極性以及輸入電流、反饋電流方向，如圖（f）所示。由于反饋減小了T1管的射極電流，故電路引入了并聯負反饋。令輸出電壓為零，由于T2管的集電極電流（為輸出電流）僅受控于它的基極電流，且R1、R2對其分流關系沒變，反饋電流依然存在，故電路引入了電流負反饋。綜上所述，該電路引入了直流負反饋和交流電流并聯負反饋。

在圖（c）電路中，R4在直流通路和交流通路中均將輸出回路與輸入回路連接起來，故電路引入了直流反饋和交流反饋。按u

I的假設方向，可得電路中各點的瞬時極性，如圖（g）所示。輸出電壓uO作用于R4、R1，在R1上產生的電壓就是反饋電壓uF，它使得差分管的凈輸入電壓減小，故電路引入了串聯負反饋。由于uF取自于uO，電路引入了電壓負反饋。綜上所述，電路引入了直流負反饋和交流電壓串聯負反饋。

根據上述分析方法，圖（d）電路的瞬時極性如圖（h）所示。電路引入了直流負反饋和交流電流串聯負反饋。

從圖（c）和（d）電路可知，它們的輸出電流均為輸出級放大管的集電極電流，而不是負載電流。

【方法總結】

分立元件放大電路反饋的判斷與集成運放負反饋放大電路相比有其特殊性。電路的凈輸入電壓往往指輸入級放大管輸入回路所加的電壓（如晶體管的b?e或e?b間的電壓、場效應管的g?s或s?g間的電壓），凈輸入電流往往指輸入級放大管的基極電流或射極電流。在電流負反饋放大電路中，輸出電流往往指輸出級晶體管的集電極電流、發射極電流或場效應管的漏極電流、源極電流。

【常見錯誤】

在分立元件電流負反饋放大電路中，認為輸出電流是負載RL上的電流。

【例5-4】某一負反饋放大電路的開環電壓放大倍數，反饋系數。試問：

（1）閉環電壓放大倍數為多少？

（2）如果發生20%的變化，則的相對變化為多少？

【相關知識】

（1）相對變化率

（2）閉環增益的一般表示式

【解題思路】

當已知的相對變化率來計算的相對變化率時，應根據的相對變化率的大小采用不同的方法。當的相對變化率較小時，可對求導推出與的關系式后再計算。當的相對變化率較大時，應通過計算出后再計算。

【解題過程】

（1）閉環電壓放大倍數

（2）當變化20%，那么，則的相對變化為

當變化-20%，那么

則的相對變化為

【常見錯誤】

本例中已有20%的變化，的相對變化率較大，應通過計算出后再計算。

【例5-5】電路如圖所示，試合理連線，引入合適組態的反饋，分別滿足下列要求。

（1）減小放大電路從信號源索取的電流，并增強帶負載能力；

（2）減小放大電路從信號源索取的電流，穩定輸出電流。

【相關知識】

雙極型管放大電路和單極型管放大電路各種接法的分析及其極性分析，反饋的基本概念，負反饋對放大電路性能的影響，放大電路中引入負反饋的一般原則。

【解題思路】

（1）分析圖中兩個放大電路的基本接法。

（2）設定兩個放大電路輸入端的極性為正，分別判斷兩個放大電路其它輸入端和輸出端的極性。

（3）根據要求引入合適的負反饋。

【解題過程】

圖示電路的第一級為差分放大電路，輸入電壓uI對“地”為“＋”時差分管T1的集電極（即④）電位為“?”，T2的集電極（即⑤）電位為“＋”。第二級為共射放大電路，若T3管基極（即⑥）的瞬時極性為“＋”，則其集電極（即⑧）電位為“?”，發射極（即⑦）電位為“＋”；若反之，則⑧的電位為“＋”，⑦的電位為“?”。

（1）減小放大電路從信號源索取的電流，即增大輸入電阻；增強帶負載能力，即減小輸出電阻；故應引入電壓串聯負反饋。

因為要引入電壓負反饋，所以應從⑧引出反饋；因為要引入串聯負反饋，以減小差分管的凈輸入電壓，所以應將反饋引回到③，故而應把電阻Rf接在③、⑧之間。Rb2上獲得的電壓為反饋電壓，極性應為上“＋”下“?”，即③的電位為“＋”。因而要求在輸入電壓對“地”為“＋”時⑧的電位為“＋”，由此可推導出⑥的電位為“?”，需將⑥接到④。

結論是，需將③接⑨、⑩接⑧、⑥接④。

（2）減小放大電路從信號源索取的電流，即增大輸入電阻；穩定輸出電流，即增大輸出電阻；故應引入電流串聯負反饋。



根據上述分析，Rf的一端應接在③上；由于需引入電流負反饋，Rf的另一端應接在⑦上。為了引入負反饋，要求⑦的電位為“＋”，由此可推導出⑥的電位為“＋”，需將⑥接到⑤。

結論是，需將③接⑨、⑩接⑦、⑥接⑤。

【方法總結】

（1）減小放大電路從信號源索取的電流，即增大輸入電阻，應引入串聯負反饋。

（2）增強帶負載能力，即減小輸出電阻，應引入電壓負反饋；穩定輸出電壓，即減小輸出電阻，應引入電壓負反饋。

（3）穩定輸出電流，即增大輸出電阻，應引入電流負反饋。

【常見錯誤】

在引入反饋時只注意保證引入的反饋組態正確，但沒有保證引入的反饋為負反饋。

第6、7章

信號的運算與處理電路

本章的教學目標和要求：

要求學生理解掌握理想運放的虛短與虛斷的特點，熟練掌握比例、加法、減法、微分、積分等幾種基本理想運算電路的工作原理及應用；掌握實際運放的誤差分析；理解對數和反對數運算電路以及模擬乘法器的基本概念及應用，有源濾波器的基本概念及一階、二階有源濾波器電路分析，單門限、雙門限電壓比較器電路分析。

本章的總體教學內容：（采用多媒體教學）

§6－1

基本運算電路

§6－2

對數和反對數運算電路

§6－3

模擬乘法器及其應用

§6－4

集成運放使用中的幾個問題

§7－1

電子系統概述

§7－2

信號檢測系統中的放大電路

§7－3

有源濾波電路

§7－4

電壓比較器

習題課

本章重點：

理想運放線性應用的規律分析、基本運算電路分析、模擬乘法器的基本概念及應用、有源濾波器、電壓比較器的基本概念、雙門限電壓比較器電路分析。

本章難點：

正確判斷運放的工作區，并靈活運用所在區的特點分析電路的功能。

本章主要的切入點：

通過引入理想運放的概念，建立虛短與虛斷的概念和零子模型電路；圍繞理想運放的兩個工作區各自的特點，分析比例、求和、，從而掌握運放應用電路的一般分析方法。

本章教學方式：課堂講授

本章課時安排：8

本章習題：P203

P233

6.1、6.9、6.10、6.11、6.13、6.14、6.16、7.3、7.13、7.20、7.21、7.22。

45、46節：

運用虛短與虛斷概念分析反相比例、同相比例、加法、減法、積分和微分運算電路的工作原理；對實際運算電路的誤差進行分析。

重點：基本運算電路的工作原理。47、48、49節：

運用虛短與虛斷概念分析對數和反對數運算電路的工作原理。介紹模擬乘法器的工作原理及應用。

重點:

模擬乘法器的工作原理。

習題課：應用基本運算放大電路進行電路分析及計算。50、51、52節：

濾波器的概念，分類，頻帶特性，對用運放構成的簡單高通、低通濾波器電路進行分析。電壓比較器的概念，分類，應用

重點:

有源高通、低通濾波器電路的分析；電壓比較器的分析方法、原理及應用。

【例6-1】如圖所示的理想運放電路，可輸出對“地”對稱的輸出電壓和。設。

（1）試求/。

（2）若電源電壓用15V，電路能否正常工作？

【相關知識】

（1）運放特性。

（2）反相輸入比例運算電路。

【解題思路】

分析各運放組成哪種單元電路，根據各單元電路輸出與輸入關系，推導出總的輸出電壓的關系式。

【解題過程】

（1）由圖可知，運放A1和A2分別組成反相輸入比例運算電路。故

（2）

若電源電壓用15V，那么，運放的最大輸出電壓，當時。運放A1和A2的輸出電壓均小于電源電壓，這說明兩個運放都工作在線性區，故電路能正常工作。

【例6-2】電路如圖所示，設運放均有理想的特性，寫出輸出電壓與輸入電壓、的關系式。

【相關知識】

運放組成的運算電路。

【解題思路】

分析各運放組成哪種單元電路，根據各單元電路輸出與輸入關系，推導出總的輸出電壓的關系式。

【解題過程】

由圖可知，運放A1、A2組成電壓跟隨器。，運放A4組成反相輸入比例運算電路

運放A3組成差分比例運算電路

運放A3組成差分比例運算電路

以上各式聯立求解得：

【例6-3】理想運放電路如圖所示，試求輸出電壓與輸入電壓的關系式。

【相關知識】

加法器、減法器。

【解題思路】

由圖可知，本電路為多輸入的減法運算電路，利用疊加原理求解比較方便。

【解題過程】

當時

當時

利用疊加原理可求得上式中，運放同相輸入端電壓

于是得輸出電壓

【例7-1】現有有源濾波電路如下：

A、高通濾波器

B、低通濾波器

C、帶通濾波器

D、帶阻濾波器

選擇合適答案填入空內。

（1）為避免50Hz電網電壓的干擾進入放大器，應選用。

（2）已知輸入信號的頻率為1～2kHz，為了防止干擾信號的混入，應選用。

（3）為獲得輸入電壓中的低頻信號，應選用。

（4）為獲得輸入電壓中的低頻信號，應選用。

（5）輸入信號頻率趨于零時輸出電壓幅值趨于零的電路為。

（6）輸入信號頻率趨于無窮大時輸出電壓幅值趨于零的電路為。

（7）輸入信號頻率趨于零和無窮大時輸出電壓幅值趨于零的電路為。

（8）輸入信號頻率趨于零和無窮大時電壓放大倍數為通帶放大倍數的電路為。

【相關知識】

四種有源濾波電路的基本特性及其用途。

【解題思路】

根據四種有源濾波電路的基本特性及其用途來選擇填入。

【解題過程】

根據表7.1.3可知

答案為（1）D，（2）C，（3）B，（4）A，（5）A、C，（6）B、C，（7）C，（8）D。

【例7-2】已知由理想運放組成的三個電路的電壓傳輸特性及它們的輸入電壓uI的波形如圖所示。

（1）分別說明三個電路的名稱；

（2）畫出uO1～uO3的波形。

【相關知識】

單限比較器、滯回比較器和窗口比較器電壓傳輸特性的特征。

【解題思路】

（1）根據電壓傳輸特性判斷所對應的電壓比較器的類型。

（2）電壓傳輸特性及電壓比較器的類型畫出輸出電壓的波形。

【解題過程】

（1）圖（a）說明電路只有一個閾值電壓UT（=2

V），且uI＜UT時uO1

=

UOL

=-0.7

V，uI＞UT時uO1

=UOH=6

V；故該電路為單限比較器。

圖（b）所示電壓傳輸特性的兩個閾值電壓UT1=2

V、UT2=4

V，有回差。uI＜UT1時uO2=

UOH

=+6

V，uI＞UT2時uO2=

UOL

=-6

V,UT1＜uI＜UT2時uO決定于uI從哪兒變化而來；說明電路為滯回比較器。

圖（c）所示電壓傳輸特性的兩個閾值電壓UT1=1

V、UT2=3

V，由于uI＜UT1和uI＞UT2時uO3=

UOL=-6

V，UT1＜uI＜UT2時uO1=

UOH

=+6

V，故該電路為窗口比較器。

答案是具有如圖（a）、（b）、（c）所示電壓傳輸特性的三個電路分別為單限比較器、滯回比較器和窗口比較器。

（2）根據題目給出的電壓傳輸特性和上述分析，可畫出uO1～uO3的波形，如圖(e)所示。

應當特別提醒的是，在uI＜4

V之前的任何變化，滯回比較器的輸出電壓uO2

都保持不變，且在uI=4

V時uO2從高電平躍變為低電平，直至uI=2

V時uO2才從低電平躍變為高電平。

【方法總結】

根據滯回比較器電壓傳輸特性畫輸出電壓波形時，當輸入電壓單方向變化（即從小逐漸變大，或從大逐漸變小）經過兩個閾值時，輸出電壓只跳變一次。例如本題中，當uI從小逐漸變大時，只有經過閾值電壓UT2=4

V時輸出電壓才跳變；而當uI從大逐漸變小時，只有經過閾值電壓UT1=2

V時輸出電壓才跳變。

【常見錯誤】

認為只要uI變化經過閾值電壓UT1=2

V或UT2=4

V時輸出電壓就跳變。

圖(e)

第8章　　信號發生器

本章的教學目標和要求：

要求學生理解掌握正弦波信號產生電路的基本概念，RC串聯、LC并聯正弦信號產生電路的組成、振蕩條件判斷、振蕩頻率計算；掌握理想運放非線性應用的分析規律，方波產生電路組成及工作原理。

本章的總體教學內容：（采用多媒體教學）

§8－1

正弦波信號發生器

§8－2

非正弦波信號發生器

本章重點：

正弦波振蕩電路的振蕩條件及比較器的基本原理。

本章難點：

振蕩條件的判別

本章教學方式：課堂講授

本章課時安排：4

本章習題：

P259

8.1、8.2、9.2.3、8.4、8.5、8.7、8.8、8.9、8.10、8.1253、54節：

介紹正弦波發生器的工作原理，組成結構，產生正弦波振蕩的條件；

重點:

正弦波發生器的工作原理。

55、56節：

典型的RC橋式電路的結構及其工作原理；電容三點式、電感三點式振蕩電路的結構及工作原理，振蕩條件的判別；石英晶體振蕩電路的工作原來。

重點:

RC、LC振蕩電路的工作原理。

方波、鋸齒波產生電路的工作原理。

【例8-1】圖(a)所示電路是沒有畫完整的正弦波振蕩器。

（1）完成各節點的連接；

（2）選擇電阻的阻值；

（3）計算電路的振蕩頻率；

（4）若用熱敏電阻（的特性如圖(b)所示）代替反饋電阻，當（有效值）多大時該電路出現穩定的正弦波振蕩？此時輸出電壓有多大？

圖(a)

圖(b)

【相關知識】

RC正弦波振蕩器。

【解題思路】

根據RC正弦波振蕩器的組成和工作原理對題目分析、求解。

【解題過程】

（1）在本題圖中，當時，RC串—并聯選頻網絡的相移為零，為了滿足相位條件，放大器的相移也應為零，所以結點應與相連接；為了減少非線性失真，放大電路引入負反饋，結點

應與相連接。

（2）為了滿足電路自行起振的條件，由于正反饋網絡（選頻網絡）的反饋系數等于1/3（時），所以電路放大倍數應大于等于3，即。故應選則大于的電阻。

（3）電路的振蕩頻率

（4）由圖(b)可知，當，即當電路出現穩定的正弦波振蕩時，此時輸出電壓的有效值

【例8-2】試判斷圖(a)所示電路是否有可能產生振蕩。若不可能產生振蕩，請指出電路中的錯誤，畫出一種正確的電路，寫出電路振蕩頻率表達式。

【相關知識】

LC型正弦波振蕩器。

【解題思路】

(1)

從相位平衡條件分析電路能否產生振蕩。

(2)

LC電路的振蕩頻率，L、C分別為諧振電路的等效電感和電容。

【解題過程】

圖（a）電路中的選頻網絡由電容C和電感L（變壓器的等效電感）組成；晶體管T及其直流偏置電路構成基本放大電路；變壓器副邊電壓反饋到晶體管的基極，構成閉環系統統；本電路利用晶體管的非線性特性穩幅。靜態時，電容開路、電感短路，從電路結構來看，本電路可使晶體管工作在放大狀態，若參數選擇合理，可使本電路有合適的靜態工作點。動態時，射極旁路電容和基極耦合電容短路，集電極的LC并聯網絡諧振，其等效阻抗呈阻性，構成共射極放大電路。利用瞬時極性法判斷相位條件：首先斷開反饋信號（變壓器副邊與晶體管基極之間），給晶體管基極接入對地極性為的輸入信號，則集電極對地的輸出信號極性為一，即變壓器同名端極性為一，反饋信號對地極性也為一。反饋信號輸入信號極性相反，不可能產生振蕩。若要電路滿足相位平衡條件，只要對調變壓器副邊繞組接線，使反饋信號對地極性為即可。改正后的電路如圖（c）所示。本電路振蕩頻率的表達式為

圖(c)

圖

(d)

圖（b）電路中的選頻網絡由電容C1、C2和電感L組成；晶體管T是放大元件，但直流偏置不合適；電容C1兩端電壓可作為反饋信號，但放大電路的輸出信號（晶體管集電極信號）沒有傳遞到選頻網絡。本電路不可能產生振蕩。首先修改放大電路的直流偏置電路：為了設置合理的偏置電路，選頻網絡與晶體管的基極連接時要加隔直電容，晶體管的偏置電路有兩種選擇，一種是固定基極偏置電阻的共射電路，另一種是分壓式偏置的共射電路。選用靜態工作點比較穩定的電路（分壓式偏置電路）比較合理。修改交流信號通路：把選頻網絡的接地點移到C1和C2之間，并把原電路圖中的節點2連接到晶體管T的集電極。修改后的電路如圖（d）所示。然后再判斷相位條件：在圖（d）電路中，斷開反饋信號（選頻網絡與晶體管基極之間），給晶體管基極接入對地極性為的輸入信號，集電極輸出信號對地極性為一（共射放大電路），當LC選頻網絡發生并聯諧振時，LC網絡的等效阻抗呈阻性，反饋信號（電容C1兩端電壓）對地極性為。反饋信號與輸入信號極性相同，表明，修改后的電路能滿足相位平衡條件，電路有可能產生振蕩。本電路振蕩頻率的表達式為

第9章

功率放大電路

本章的教學目標和要求：

要求學生了解功率放大電路的基本概念和特點；掌握乙類雙電源互補對稱功率放大電路的組成、工作原理及性能指標的計算；掌握甲乙類互補對稱功率放大電路OCL和OTL的組成、工作原理及性能指標的計算。

本章總體教學內容和學時安排：（采用多媒體教學方式）

§9－1

功率放大電路的特點及分類

§9－2

互補推挽功率放大電路

本章重點：

乙類、甲乙類互補對稱功率放大電路的輸出功率和效率的計算。

本章難點：

功率放大電路的工作原理及計算分析。

本章教學方式：課堂講授

本章課時安排：4

本章的具體內容：

57、58節：

介紹結型場效應管的工作原理、結型場效應管的特性曲線以及主要參數。

重點：對結型場效應管的特性曲線的理解。

59、60節：

介紹MOS效應管的工作原理、MOS效應管的特性曲線以及主要參數。

重點：對MOS效應管的特性曲線的理解。

FET放大電路的分類，Q點設置方法，兩種偏置方法的特點，以及用圖解法、計算法對電路進行分析。FET的小信號模型，并用它對共源、共漏放大器分析；加一習題課講解習題并對本章作一小結。

重點:強調分析方法的掌握，以及電路結構、分析過程與BJT放大器的對比。

【例9-1】單電源互補功率放大電路如圖所示。設功率管、的特性完全對稱,管子的飽和壓降，發射結正向壓降，，并且電容器和的容量足夠大。

（1）靜態時，A點的電位、電容器C兩端壓降和輸入端信號中的直流分量分別為多大？

（2）動態時，若輸出電壓仍有交越失真，應該增大還是減小?

（3）試確定電路的最大輸出功率、能量轉換效率，及此時需要的輸入激勵電流的值；

（4）如果二極管D開路，將會出現什么后果?

【相關知識】

甲乙類互補推挽功放電路的工作原理。

【解題思路】

（1）為了使單電源互補推挽功放電路輸出信號正負兩個半周的幅值對稱，靜態時，A點的電位應等于電源電壓的一半，由此可推算電容器C兩端壓降和輸入端信號中的直流分量的大小。

（2）分析產生交越失真的原因，討論的作用。

（3）確定輸出電壓最大值，求解最大輸出功率、能量轉換效率及此時需要的輸入激勵電流的值。

（4）斷開二極管，分析電路可能出現的狀況。

【解題過程】

(1)

靜態時，調整電阻、和，保證功率管和處于微導通狀態，使A點電位等于電源電壓的一半，即。此時耦合電容C被充電，電容C兩端的電壓；輸入信號中的直流分量的大小，應保證輸入信號接通后不影響放大電路的直流工作點，即。

(2)

電路中設置電位器和二極管D的目的是為功率管提供合適的靜態偏置，從而減小互補推挽電路的交越失真。若接通交流信號后輸出電壓仍有交越失真，說明偏置電壓不夠大，適當增大電位器的值之后，交越失真將會減小。

（3）

功率管飽和時，輸出電壓的幅值達到最大值，則電路的最大輸出功率

此功放電路的能量轉換效率最大

當輸出電壓的幅值達最大值時，功率管基極電流的瞬時值應為

（4）當D開路時，原電路中由電位器和二極管D給功率管和提供微導通的作用消失。、、和的發射結及將構成直流通路，有可能使和管完全導通。若和的值較小時，將會出現，從而使功放管燒壞。

【例9-2】在圖示的電路中，已知運放性能理想，其最大的輸出電流、電壓幅值分別為15mA和15V。設晶體管和的性能完全相同，=60。試問：

（1）該電路采用什么方法來減小交越失真?請簡述理由。

（2）如負載分別為20、10時，其最大不失真輸出功率分別為多大?

【相關知識】

（1）乙類互補推挽功放。

（2）運算放大器。

（3）電壓并聯負反饋。

【解題思路】

（1）推導晶體管和即將導通時，管子發射結兩端電壓與輸入電壓關系，并由此分析電路減小交越失真的措施。

（2）根據運放輸出電流和輸出電壓的最大值，確定功放電路輸出電流和輸出電壓的最大值。在不同負載條件下，分析電路最大不失真輸出功率是受輸出電流的限制還是受輸出電壓的限制，從而可求出其最大不失真輸出功率。

【解題過程】

（1）當輸入信號小到還不足以使晶體管和導通時，電路中還沒有形成負反饋。此時由電路圖可列出以下關系式

與

和死區電壓的關系為

當時，和未導通；

當時，和導通。

由于運放的很大，即使非常小時，或也會導通，與未加運放的乙類推挽功放電路相比，輸入電壓的不靈敏區減小了，從而減小了電路的交越失真。

（2）由圖可知，功放電路最大的輸出電流幅值為

最大的輸出電壓幅值為

當時，因為，那么，受輸出電壓的限制，電路的最大輸出功率為

當時，因為，受輸出電流的限制，電路的最大輸出功率為

【例9-3】圖示為三種功率放大電路。已知圖中所有晶體管的電流放大系數、飽和管壓降的數值等參數完全相同，導通時b-e間電壓可忽略不計；電源電壓VCC和負載電阻RL均相等。填空：

（1）分別將各電路的名稱（OCL、OTL或BTL）填入空內，圖（a）所示為_______電路，圖（b）所示為_______電路，圖（c）所示為_______電路。

（2）靜態時，晶體管發射極電位uE為零的電路為有_______。

（3）在輸入正弦波信號的正半周，圖（a）中導通的晶體管是_______，圖（b）中導通的晶體管是_______，圖（c）中導通的晶體管是_______。

（4）負載電阻RL獲得的最大輸出功率最大的電路為_______。

（5）效率最低的電路為_______。

【相關知識】

常用功率放大電路（OCL、OTL或BTL）。

【解題思路】

（1）根據三種功率放大電路（OCL、OTL或BTL）的結構特點來選擇相應的電路填空。

（2）功率放大電路采用雙電源供電時，其晶體管發射極電位uE為零。

（3）根據三種功率放大電路（OCL、OTL或BTL）的基本工作原理來選擇相應的晶體管填空。

（4）分析三種功率放大電路的最大不失真輸出電壓，從而選出輸出功率最大的電路。

（5）根據三種功率放大電路的最大輸出功率以及功放管消耗的能量大小來確定效率最低的電路。

【解題過程】

（1）答案為OTL、OCL、BTL。

（2）由于圖（a）和（c）所示電路是單電源供電，為使電路的最大不失真輸出電壓最大，靜態應設置晶體管發射極電位為VCC/2。因此，只有圖（b）所示的OCL電路在靜態時晶體管發射極電位為零。因此答案為OCL。

（3）根據電路的工作原理，圖（a）和（b）所示電路中的兩只管子在輸入為正弦波信號時應交替導通，圖（c）所示電路中的四只管子在輸入為正弦波信號時應兩對管子（T1和T4、T2和T3）交替導通。

因此答案為T1，T1，T1和T4。

（4）在三個電路中，哪個電路的最大不失真輸出電壓最大，哪個電路的負載電阻RL獲得的最大輸出功率就最大。三個電路最大不失真輸出電壓的峰值分別為，（5）根據（3）、（4）中的分析可知，三個電路中只有BTL電路在正弦波信號的正、負半周均有兩只功放管的消耗能量，損耗最大，故轉換效率最低。因而答案為（c）。

第10章　　直流穩壓電源

本章的教學目標和要求：

要求學生掌握直流電源的組成，各部分的作用，了解穩壓電源的發展趨勢和典型的元件。

本章總體教學內容和學時安排：（采用多媒體教學）

§10－1　概述

§10－2　單相整流及電容濾波電路

§10－3　串聯反饋型線性穩壓電路

習題課，復習

本章重點：

直流電源的組成及各部分的作用；單相橋式整流電路、電容濾波、穩壓管穩壓的工作原理。

本章難點：

濾波電路的定量計算。

本章主要的切入點：

從前幾章電子電路對直流電源的要求，簡略說明直流電源的任務，進而說明直流電源的組成。

本章教學方式：課堂講授

本章課時安排：4

本章習題：

P299

10.1、10.3、10.6、10.13、10.10、10.1761、62節：

直流電源的組成框圖，各個部分的作用，主要參數，對器件的選擇的要求。介紹半波整流電路，分析典型的單相橋式整流電路。介紹濾波、穩壓部分的典型結構。重點:

單相橋式整流電路的工作原理。

63、64節

典型穩壓電源電路的工作原理：簡介串聯反饋式穩壓電路和串聯開關式穩壓電路的工作原理；介紹常用的三端集成穩壓器件78XX和79XX系列。

重點:

串聯反饋式穩壓電路的工作原理。

習題課，講解本章節的重難點習題，傳授解題技巧；對本課程做總結性回顧。

【例10-1】在某一具有電容濾波的橋式整流電路中，設交流電源的頻率為1000HZ，整流二極管正向壓降為0.7V，變壓器的內阻為2。要求直流輸出電流IO=100mA，輸出直流電壓UO=12V，試計算：

（1）估算變壓器副邊電壓有效值U2。

（2）選擇整流二極管的參數值。

（3）選擇濾波電容器的電容值。

【相關知識】

電容濾波的橋式整流電路。

【解題思路】

（1）根據估算變壓器副邊電壓有效值U2。

（2）根據電路中流過二極管的電流及二極管承受的最高反壓電壓選擇整流二極管。

（3）根據及電容器的耐壓選擇濾波電容器。

【解題過程】

(1)

由可得。

(2)

流過二極管的電流

二極管承受的反壓為

選2CP33型二極管，其參數為URM＝25V，IDM＝500mA。

(3)

由，可得

取，那么

選C＝22μF，耐壓25V的電解電容。

【例10-2】串聯型穩壓電路如圖所示。已知穩壓管的穩定電壓，負載。

(1)

標出運算放大器A的同相和反相輸入端。

(2)

試求輸出電壓的調整范圍。

(3)

為了使調整管的，試求輸入電壓的值。

【相關知識】

串聯型穩壓電路。

【解題思路】

(1)

運算放大器的同相和反相輸入端的連接要保證電路引入電壓負反饋。

(2)

根據確定輸出電壓的調整范圍。

(3)

由，并考慮到電網電壓有波動，確定輸入電壓的值。

【解題過程】

(1)

由于串聯型穩壓電路實際上是電壓串聯負反饋電路。為了實現負反饋，取樣網絡（反饋網絡）應接到運放的反相輸入端，基準電壓應接到運放的同相輸入端。所以，運放A的上端為反相輸入端（–），下端為同相端（+）。

(2)

根據串聯型穩壓電路的穩壓原理，由圖可知

式中，為可變電阻滑動觸頭以下部分的電阻。

當時，最小

當時，最大

因此，輸出電壓的可調范圍為。

（3）由于

當時，為保證，輸入電壓

若考慮到電網電壓有波動時，也能保證，那么，實際應用中，輸入電壓應取。

【常見的錯誤】

容易忽視電網電壓有波動。

【例10-3】圖中畫出了兩個用三端集成穩壓器組成的電路，已知靜態電流IQ=2mA。

（1）寫出圖（a）中電流IO的表達式，并算出其具體數值；

（2）寫出圖（b）中電壓UO的表達式，并算出當R2=0.51k時的具體數值；

（3）說明這兩個電路分別具有什么功能？

圖(a)

圖(b)

【相關知識】

三端集成穩壓器。

【解題思路】

(4)

寫出圖(a)電路輸出電流與穩壓器輸出電壓的表達式。

(5)寫出圖(b)電路輸出電壓與穩壓器輸出電壓的表達式。

(6)由表達式分析各電路的功能。

【解題過程】

（1）

（2）

（3）圖（a）所示電路具有恒流特性，圖（b）所示的電路具有恒壓特性。

第三篇：模擬電子技術基礎學習心得

模擬電子技術基礎——電容篇（讀書心得）

一、電容的不同用途

1.應用于電源電路，實現旁路、去耦、濾波和儲能的作用。下面分類詳述之：

1）旁路：旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩壓器的輸出均勻化，降低負載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導致的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。

2）去耦：又稱解耦。從電路來說，總是可以區分為驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大，驅動電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時候，電流比較大，這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產生反彈），這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作，這就是所謂的“耦合”。去耦電容就是起到一個“電池”的作用，滿足驅動電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾。將旁路電容和去耦電容結合起來將更容易理解。旁路電容也是去耦合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據諧振頻率一般取0.1μF、0.01μF等；而去耦合電容一般較大，可能是10μF或者更大，依據電路中分布參數、以及驅動電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。這應該是他們的本質區別。

3）退耦是指對電源采取進一步的濾波措施，去除兩級間信號通過電源互相干擾的影響。耦合常數是指耦合電容值與第二級輸入阻抗值乘積對應的時間常數。2.退耦三個目的：

1）將電源中的高頻紋波去除，將多級放大器的高頻信號通過電源相互串擾的通路切斷；

2）大信號工作時，電路對電源需求加大，引起電源波動，通過退耦降低大信號時電源波動對輸入級/高電壓增益級的影響；

3）形成懸浮地或是懸浮電源，在復雜的系統中完成各部分地線或是電源的協調匹有源器件在開關時產生的高頻開關噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個局部的直流電源給有源器件，以減少開關噪聲在板上的傳播和將噪聲引導到地。

4）濾波：從理論上（即假設電容為純電容）說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實際上超過1μF的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯了一個小電容，這時大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過，電容越小高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容（1000μF）濾低頻，小電容（20pF）濾高頻。濾波就是充電，放電的過程。

5）儲能：儲能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC、電容值在220～150 000μF之間的鋁電解電容器（如B43504或B43505是較為常用的。根據不同的電源要求，器件有時會采用串聯、并聯或其組合的形式，對于功率級超過10KW的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。

3.應用于信號電路，主要完成耦合、振蕩/同步及時間常數的作用：

1）耦合：舉個例子來講，晶體管放大器發射極有一個自給偏壓電阻，它同時又使信號產生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號耦合，這個電阻就是產生了耦合的元件，如果在這個電阻兩端并聯一個電容，由于適當容量的電容器對交流信號較小的阻抗，這樣就減小了電阻產生的耦合效應，故稱此電容為去耦電容。

耦合指信號由第一級向第二級傳遞的過程，一般不加注明時往往是指交流耦合。從電路來說，總是可以區分為驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大，驅動電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時候，電流比較大，這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產生反彈），這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作。這就是耦合

2）振蕩/同步：包括RC、LC振蕩器及晶體的負載電容都屬于這一范疇。3）時間常數：這就是常見的 R、C 串聯構成的積分電路。當輸入信號電壓加在輸入端時，電容（C）上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻（R）、電容（C）的特性通過下面的公式描述： i =(V / R)e-(t / CR)。

二、電容的分類

1、鋁電解電容：電容容量范圍為0.1μF ～ 22000μF，高脈動電流、長壽命、大容量的不二之選，廣泛應用于電源濾波、解耦等場合。

2、薄膜電容：電容容量范圍為0.1pF ～ 10μF，具有較小公差、較高容量穩定性及極低的壓電效應，因此是X、Y安全電容、EMI/EMC的首選。

3、鉭電容：電容容量范圍為2.2μF ～ 560μF，低等效串聯電阻（ESR）、低等效串聯電感（ESL）。脈動吸收、瞬態響應及噪聲抑制都優于鋁電解電容，是高穩定電源的理想選擇。

4、陶瓷電容：電容容量范圍為0.5pF ～ 100μF，獨特的材料和薄膜技術的結晶，迎合了當今“更輕、更薄、更節能“的設計理念。

5、超級電容：電容容量范圍為0.022F ～ 70F，極高的容值，因此又稱做“金電容”或者“法拉電容”。主要特點是：超高容值、良好的充/放電特性，適合于電能存儲和電源備份。缺點是耐壓較低，工作溫度范圍較窄。

去耦電容在集成電路電源和地之間有兩個作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數字電路中典型的去耦電容值是0.1μF，這個電容的分布電感的典型值是5μH。0.1μF的去耦電容有5μH的分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說，對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果，對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。1μF、10μF的電容，并行共振頻率在20MHz以上，去除高頻噪聲的效果要好一些。每10片左右集成電路要加一片充放電電容，或1個蓄能電容，可選10μF左右。最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結構在高頻時表現為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴格，可按C=1/F，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。

總結如下：對于低頻信號，用100μF電解電容。對于高頻信號，用0.1μF的瓷片電容。

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第四篇：模擬電子技術基礎課程設計

從理論到實踐

——機電學院創新設計圓滿完成 6月17日到23日機電學院12級電氣工程及其自動化專業全體學生進行了為期七天的模擬電子技術基礎課程設計，本次課程設計是對收音機進行焊接、組裝、調試，旨在對前一年學習的理論知識進行實踐。課程設計分為兩個模塊：首先是在老師的帶領下對電烙鐵、萬用表等一些常用工具的使用和如何進行電阻導線的焊接進行學習，同學們認真聽取老師的講解并且反復練習，為收音機的成功焊接打下了堅實的基礎；第二模塊就是對收音機進行組裝、調試，老師把注意事項進行了詳細講解后，其余工作全部由同學自己摸索進行，這不僅鍛煉了學生們的自主學習能力也提高了同學們的創新積極性。

本次課程設計進行的相當成功，在老師的帶領下同學們克服了天氣炎熱、實驗設施匱乏等困難，有90%以上的同學完成了收音機的制作。同學們也在此次課程設計中學到了更多的實踐知識，提升了自己的創新能力，為以后的學習生活積累了豐富的經驗，為機電學院深入實踐工作打下良好基礎。

機電學院 郭偉鑫

2014年6月23日

第五篇：模擬電子技術基礎電子教案簡介

模擬電子技術基礎電子教案簡介

模擬電子技術基礎電子教案，是為康華光教授主編的《電子技術基礎》（模擬部分）第五版配套的多媒體教學課件，是為教師在課堂上講授“模擬電子技術基礎”課程而制作的。教案內容緊扣教材，服務于教材。凡是采用康華光教授主編的《電子技術基礎》（模擬部分）第五版教材的各高校教師，均可使用本電子教案進行教學。該電子教案能幫助教師用現代化的教學手段在有限的課堂教學時間內，傳授更多的信息，取得更好的教學效果。

教案特點：

1． 完全的開放性。除動畫外，采用PowerPoint編輯制作，教師可按自己的意愿隨意修改；

2．操作、修改簡單。只要會使用PowerPoint就行；

3．近300幅圖片，省去了教師極大的工作量，提高了單位時間內的信息量。教案主要內容： 1．緒論：

2．運算放大器

3．半導體二極管及其基本電路

4．雙極結型三極管及放大電路基礎 5．場效應管放大電路 6．模擬集成電路 7．反饋放大電路 8．功率放大電路

9．信號處理與信號產生電路 10．直流穩壓電源

本電子教案設計、編輯、制作由張林完成。