第一篇:模電2知識(shí)點(diǎn),考試必備
半導(dǎo)體的特性:呈電中性、熱敏性、濕敏性、摻雜性。
半導(dǎo)體的分類:本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體。純凈的不含其他雜質(zhì)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體,其導(dǎo)電能力很弱。
半導(dǎo)體中存在兩種載流子:帶負(fù)電的自由電子和帶正電的空穴。載流子的特點(diǎn):多子擴(kuò)散,少子漂移
常溫下,由于熱激發(fā)使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛,成為“自由電子”,同時(shí)在原來的共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位,稱為“空穴”。
本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子,即“電子空穴對(duì)”。
半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度,但本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子濃度很低。
本征半導(dǎo)體中載流子的濃度決定因素:材料本身性質(zhì)和溫度(呈指數(shù)關(guān)系)。溫度越高,載流子的濃度越高,本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。雜質(zhì)半導(dǎo)體:在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì),會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著的變化。
其原因是摻雜后的半導(dǎo)體,某種載流子的濃度會(huì)大大增加。使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為N(加入+5價(jià)雜質(zhì)施主原子)型半導(dǎo)體(電子型半導(dǎo)體,多子是自由電子,少子是空穴,雜質(zhì)越多,自由電子越多,導(dǎo)電能力越強(qiáng)),使空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為P(+3價(jià)受主原子)型半導(dǎo)體(空穴型半導(dǎo)體)。
載流子的運(yùn)動(dòng):多子擴(kuò)散,少子漂移。兩者分別受濃度和溫度的影響。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng):由于載流子的濃度差而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。漂移運(yùn)動(dòng):載流子在電場(chǎng)的作用下而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。在同一片半導(dǎo)體基片上,用不同的摻雜工藝使其一邊形成P型半導(dǎo)體,另一邊形成N型半導(dǎo)體,則在兩種半導(dǎo)體的交界面將形成PN結(jié)。PN結(jié)是多子擴(kuò)散和少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。
擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,使空間電荷區(qū)的寬度不再變化,即形成了PN結(jié)(空間電荷區(qū))。由于空間電荷區(qū)內(nèi)缺少可以自由運(yùn)動(dòng)的載流子,所以又稱為耗盡層。
內(nèi)電場(chǎng)的方向是:N區(qū)指向P區(qū),其作用是阻止多子擴(kuò)散、促進(jìn)少子漂移。
在PN結(jié)上外加一個(gè)正向電壓,正極接P區(qū),稱為正向偏置。反之稱為反向偏置。
外電場(chǎng)對(duì)內(nèi)電場(chǎng)的作用:正向削弱,反向增強(qiáng)。對(duì)電荷區(qū)的影響:正向變窄。
PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?/p>
正向偏置:多子的擴(kuò)散加強(qiáng),形成較大的正向電流。反向偏置:少子的漂移加強(qiáng),但只能形成很小的反向電流
雙極型三極管在放大區(qū)的條件:內(nèi)部條件:發(fā)射區(qū)高摻雜,基區(qū)很薄,集電極面積寬;外部條件:發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。
(NPN:Uc>Ub>Ue)溫度上升10°C,Ic升高(Icbo增加一倍,Iceo=(1+β)Icbo).截止區(qū):發(fā)射結(jié)和集電結(jié)反偏。飽和區(qū):發(fā)射結(jié)和集電結(jié)正偏。導(dǎo)通電壓:死區(qū)電壓:
放大電路放大的本質(zhì)是:能量的控制和轉(zhuǎn)換。前提是:保征。單管共發(fā)射極放大電路,基極偏置電路的作用是:隔直通交。
一些電子設(shè)備在常溫下能夠正常工作,但當(dāng)溫度升高時(shí),性能就可能不穩(wěn)定,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因,是電子器件的參數(shù)受溫度影響而發(fā)生改變。溫度升高時(shí),靜態(tài)工作點(diǎn)移近飽和區(qū),使輸出波形產(chǎn)生嚴(yán)重的飽和失真。
單管共集電路(射極跟隨器)的特點(diǎn):①電壓放大倍數(shù)小于1但接近1,輸出電壓與輸入電壓極性相同。②輸入阻抗高③輸出阻抗低④有電流放大作用,也有功率放大⑤輸出與輸入隔離效果好。
Ai=Uo/Ui(電壓放大倍數(shù),輸出電壓與輸入電壓之比)Ri=Ui/Ii(輸入電阻,描述放大電路對(duì)信號(hào)源索取電流的大小)Ro(輸出電阻,表征放大電路帶負(fù)載的能力)
一、集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.直接耦合 2.差動(dòng)放大作輸入級(jí) 3.采用電流源4.采用復(fù)合管 5.用復(fù)雜電路實(shí)現(xiàn)高性能的放大電路,因?yàn)殡娐窂?fù)雜并不增加制作工序。
差模信號(hào):兩個(gè)輸入信號(hào)大小相等、在輸入端極性相反。
Kcmrr=|Aud/Auc|(共模抑制比,差動(dòng)放大器抑制共模的能力)Kcmrr=20Log|Aud/Auc|單位:分貝
集成運(yùn)放,是具有高放大倍數(shù)的集成電路。它的內(nèi)部是直接耦合的多級(jí)放大器,整個(gè)電路可分為偏置電路、輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)三部分。輸入級(jí)采用差分放大電路,輸入電阻高以消除零點(diǎn)漂移和抑制干擾;中間級(jí)一般采用共發(fā)射極電路,以獲得足夠高的電壓增益,其作用是提高運(yùn)算放大器的電壓放大倍數(shù);輸出級(jí)一般采用互補(bǔ)對(duì)稱功放電路,以輸出足夠大的電壓和電流,其輸出電阻小,負(fù)載能力強(qiáng)。偏置電路為各級(jí)提供合適的靜態(tài)工作電流。
集成運(yùn)放輸入輸出有四種組態(tài),雙出的好。理想集成運(yùn)放的特點(diǎn):輸入阻抗無窮大,輸入電流為零;失調(diào)電壓為零;開環(huán)電壓放大倍數(shù):Avo無窮;輸入阻抗無限高;輸出阻抗低到0;無限寬的帶寬增益;寬輸入電壓從0到無限;無噪聲;無失真;無溫度漂移
理想運(yùn)放的特點(diǎn):差模電壓放大倍數(shù)(Aud)無窮大;共模抑制比(Kcmrr)無窮大;輸入電阻無窮大;輸出電阻=0;輸入偏置電流Iib=0;輸入失調(diào)電流Iio= 0;輸入失調(diào)電壓為0;無限寬的帶寬增益(Fh)。運(yùn)放不加反饋稱為開環(huán),此時(shí)的電壓放大倍數(shù)稱為開環(huán)增益。常用分貝表示20Log|Audo|。
引入反饋的原則:1穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)引入直流負(fù)反饋2;改善交流性能引入交流負(fù)反饋;3穩(wěn)定輸出電壓引入電壓負(fù)反饋;4穩(wěn)定輸出電流引入電流負(fù)反饋;5增大輸入電阻引入串聯(lián)負(fù)反饋;6減小輸入電阻引入并聯(lián)負(fù)反饋。自激振蕩的條件是:AF=—1,幅度條件是:|AF|=1,相位條件是:argAF=Ψa+ψf=+(2n+1)π(所有AF上均有小黑點(diǎn))。
負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響:串聯(lián)負(fù)反饋使Ri增大,并聯(lián)使之減小;電壓負(fù)反饋使Ro減小。
正弦振蕩平衡條件:|AF|=1,相位條件是:argAF=Ψa+ψf=+2nπ,起振條件是|A|>3,Rf>2R
電容三點(diǎn)式,優(yōu)點(diǎn):輸出波形好,接近于正弦波;因晶體管的輸入輸出電容與回路電容并聯(lián),可適當(dāng)增加回路電容提高穩(wěn)定性;工作頻率較高。缺點(diǎn):調(diào)整頻率困難,起振困難。
電感三點(diǎn)式,優(yōu)點(diǎn):起振容易,調(diào)整方便。缺點(diǎn):輸出波形不好;在頻率較高時(shí),不易起振。
三點(diǎn)式電路的判斷:射同余反。
功放分類:甲類(輸入信號(hào)在整個(gè)周期類都有電流流過三極管),乙類(只有半個(gè)周期Ic>0),甲乙類(有半個(gè)以上周期Ic>0)
直流電源的組成:電源變壓器—整流電路—濾波器---穩(wěn)壓電路,作用:電源變壓器—降壓;整流電路—把交流電變?yōu)閱畏较虻闹绷麟姡瞧浞底兓艽螅覀儼堰@種直流電叫脈動(dòng)大的直流電;濾波電路—把脈動(dòng)大的直流電處理為平滑的脈動(dòng)小的直流電;穩(wěn)壓電路—得到穩(wěn)定的直流電。
三端集成穩(wěn)壓組成:穩(wěn)壓管、放大電路、基準(zhǔn)電源、采樣電路、啟動(dòng)電路、保護(hù)電路
特點(diǎn):穩(wěn)壓性能良好,外圍元件簡(jiǎn)單,安裝調(diào)試方便,價(jià)格低廉。
半導(dǎo)體的特性:呈電中性、熱敏性、濕敏性、摻雜性。
半導(dǎo)體的分類:本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體。純凈的不含其他雜質(zhì)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體,其導(dǎo)電能力很弱。
半導(dǎo)體中存在兩種載流子:帶負(fù)電的自由電子和帶正電的空穴。載流子的特點(diǎn):多子擴(kuò)散,少子漂移
常溫下,由于熱激發(fā)使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛,成為“自由電子”,同時(shí)在原來的共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位,稱為“空穴”。
本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子,即“電子空穴對(duì)”。
半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度,但本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子濃度很低。
本征半導(dǎo)體中載流子的濃度決定因素:材料本身性質(zhì)和溫度(呈指數(shù)關(guān)系)。溫度越高,載流子的濃度越高,本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。雜質(zhì)半導(dǎo)體:在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì),會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著的變化。
其原因是摻雜后的半導(dǎo)體,某種載流子的濃度會(huì)大大增加。使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為N(加入+5價(jià)雜質(zhì)施主原子)型半導(dǎo)體(電子型半導(dǎo)體,多子是自由電子,少子是空穴,雜質(zhì)越多,自由電子越多,導(dǎo)電能力越強(qiáng)),使空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為P(+3價(jià)受主原子)型半導(dǎo)體(空穴型半導(dǎo)體)。
載流子的運(yùn)動(dòng):多子擴(kuò)散,少子漂移。兩者分別受濃度和溫度的影響。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng):由于載流子的濃度差而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。漂移運(yùn)動(dòng):載流子在電場(chǎng)的作用下而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。在同一片半導(dǎo)體基片上,用不同的摻雜工藝使其一邊形成P型半導(dǎo)體,另一邊形成N型半導(dǎo)體,則在兩種半導(dǎo)體的交界面將形成PN結(jié)。PN結(jié)是多子擴(kuò)散和少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。
擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,使空間電荷區(qū)的寬度不再變化,即形成了PN結(jié)(空間電荷區(qū))。由于空間電荷區(qū)內(nèi)缺少可以自由運(yùn)動(dòng)的載流子,所以又稱為耗盡層。
內(nèi)電場(chǎng)的方向是:N區(qū)指向P區(qū),其作用是阻止多子擴(kuò)散、促進(jìn)少子漂移。
在PN結(jié)上外加一個(gè)正向電壓,正極接P區(qū),稱為正向偏置。反之稱為反向偏置。
外電場(chǎng)對(duì)內(nèi)電場(chǎng)的作用:正向削弱,反向增強(qiáng)。對(duì)電荷區(qū)的影響:正向變窄。
PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?/p>
正向偏置:多子的擴(kuò)散加強(qiáng),形成較大的正向電流。反向偏置:少子的漂移加強(qiáng),但只能形成很小的反向電流
雙極型三極管在放大區(qū)的條件:內(nèi)部條件:發(fā)射區(qū)高摻雜,基區(qū)很薄,集電極面積寬;外部條件:發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。
(NPN:Uc>Ub>Ue)溫度上升10°C,Ic升高(Icbo增加一倍,Iceo=(1+β)Icbo).截止區(qū):發(fā)射結(jié)和集電結(jié)反偏。飽和區(qū):發(fā)射結(jié)和集電結(jié)正偏。導(dǎo)通電壓:死區(qū)電壓:
放大電路放大的本質(zhì)是:能量的控制和轉(zhuǎn)換。前提是:保征。單管共發(fā)射極放大電路,基極偏置電路的作用是:隔直通交。
一些電子設(shè)備在常溫下能夠正常工作,但當(dāng)溫度升高時(shí),性能就可能不穩(wěn)定,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因,是電子器件的參數(shù)受溫度影響而發(fā)生改變。溫度升高時(shí),靜態(tài)工作點(diǎn)移近飽和區(qū),使輸出波形產(chǎn)生嚴(yán)重的飽和失真。
單管共集電路(射極跟隨器)的特點(diǎn):①電壓放大倍數(shù)小于1但接近1,輸出電壓與輸入電壓極性相同。②輸入阻抗高③輸出阻抗低④有電流放大作用,也有功率放大⑤輸出與輸入隔離效果好。
Ai=Uo/Ui(電壓放大倍數(shù),輸出電壓與輸入電壓之比)Ri=Ui/Ii(輸入電阻,描述放大電路對(duì)信號(hào)源索取電流的大小)Ro(輸出電阻,表征放大電路帶負(fù)載的能力)
一、集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.直接耦合 2.差動(dòng)放大作輸入級(jí) 3.采用電流源4.采用復(fù)合管 5.用復(fù)雜電路實(shí)現(xiàn)高性能的放大電路,因?yàn)殡娐窂?fù)雜并不增加制作工序。
差模信號(hào):兩個(gè)輸入信號(hào)大小相等、在輸入端極性相反。
Kcmrr=|Aud/Auc|(共模抑制比,差動(dòng)放大器抑制共模的能力)Kcmrr=20Log|Aud/Auc|單位:分貝
集成運(yùn)放,是具有高放大倍數(shù)的集成電路。它的內(nèi)部是直接耦合的多級(jí)放大器,整個(gè)電路可分為偏置電路、輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)三部分。輸入級(jí)采用差分放大電路,輸入電阻高以消除零點(diǎn)漂移和抑制干擾;中間級(jí)一般采用共發(fā)射極電路,以獲得足夠高的電壓增益,其作用是提高運(yùn)算放大器的電壓放大倍數(shù);輸出級(jí)一般采用互補(bǔ)對(duì)稱功放電路,以輸出足夠大的電壓和電流,其輸出電阻小,負(fù)載能力強(qiáng)。偏置電路為各級(jí)提供合適的靜態(tài)工作電流。
集成運(yùn)放輸入輸出有四種組態(tài),雙出的好。理想集成運(yùn)放的特點(diǎn):輸入阻抗無窮大,輸入電流為零;失調(diào)電壓為零;開環(huán)電壓放大倍數(shù):Avo無窮;輸入阻抗無限高;輸出阻抗低到0;無限寬的帶寬增益;寬輸入電壓從0到無限;無噪聲;無失真;無溫度漂移
理想運(yùn)放的特點(diǎn):差模電壓放大倍數(shù)(Aud)無窮大;共模抑制比(Kcmrr)無窮大;輸入電阻無窮大;輸出電阻=0;輸入偏置電流Iib=0;輸入失調(diào)電流Iio= 0;輸入失調(diào)電壓為0;無限寬的帶寬增益(Fh)。運(yùn)放不加反饋稱為開環(huán),此時(shí)的電壓放大倍數(shù)稱為開環(huán)增益。常用分貝表示20Log|Audo|。
引入反饋的原則:1穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)引入直流負(fù)反饋2;改善交流性能引入交流負(fù)反饋;3穩(wěn)定輸出電壓引入電壓負(fù)反饋;4穩(wěn)定輸出電流引入電流負(fù)反饋;5增大輸入電阻引入串聯(lián)負(fù)反饋;6減小輸入電阻引入并聯(lián)負(fù)反饋。自激振蕩的條件是:AF=—1,幅度條件是:|AF|=1,相位條件是:argAF=Ψa+ψf=+(2n+1)π(所有AF上均有小黑點(diǎn))。
負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響:串聯(lián)負(fù)反饋使Ri增大,并聯(lián)使之減小;電壓負(fù)反饋使Ro減小。
正弦振蕩平衡條件:|AF|=1,相位條件是:argAF=Ψa+ψf=+2nπ,起振條件是|A|>3,Rf>2R
電容三點(diǎn)式,優(yōu)點(diǎn):輸出波形好,接近于正弦波;因晶體管的輸入輸出電容與回路電容并聯(lián),可適當(dāng)增加回路電容提高穩(wěn)定性;工作頻率較高。缺點(diǎn):調(diào)整頻率困難,起振困難。
電感三點(diǎn)式,優(yōu)點(diǎn):起振容易,調(diào)整方便。缺點(diǎn):輸出波形不好;在頻率較高時(shí),不易起振。
三點(diǎn)式電路的判斷:射同余反。
功放分類:甲類(輸入信號(hào)在整個(gè)周期類都有電流流過三極管),乙類(只有半個(gè)周期Ic>0),甲乙類(有半個(gè)以上周期Ic>0)
直流電源的組成:電源變壓器—整流電路—濾波器---穩(wěn)壓電路,作用:電源變壓器—降壓;整流電路—把交流電變?yōu)閱畏较虻闹绷麟姡瞧浞底兓艽螅覀儼堰@種直流電叫脈動(dòng)大的直流電;濾波電路—把脈動(dòng)大的直流電處理為平滑的脈動(dòng)小的直流電;穩(wěn)壓電路—得到穩(wěn)定的直流電。
三端集成穩(wěn)壓組成:穩(wěn)壓管、放大電路、基準(zhǔn)電源、采樣電路、啟動(dòng)電路、保護(hù)電路
特點(diǎn):穩(wěn)壓性能良好,外圍元件簡(jiǎn)單,安裝調(diào)試方便,價(jià)格低廉。
半導(dǎo)體的特性:呈電中性、熱敏性、濕敏性、摻雜性。
半導(dǎo)體的分類:本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體。純凈的不含其他雜質(zhì)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體,其導(dǎo)電能力很弱。
半導(dǎo)體中存在兩種載流子:帶負(fù)電的自由電子和帶正電的空穴。載流子的特點(diǎn):多子擴(kuò)散,少子漂移
常溫下,由于熱激發(fā)使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛,成為“自由電子”,同時(shí)在原來的共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位,稱為“空穴”。
本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子,即“電子空穴對(duì)”。
半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度,但本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子濃度很低。
本征半導(dǎo)體中載流子的濃度決定因素:材料本身性質(zhì)和溫度(呈指數(shù)關(guān)系)。溫度越高,載流子的濃度越高,本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。雜質(zhì)半導(dǎo)體:在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì),會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著的變化。
其原因是摻雜后的半導(dǎo)體,某種載流子的濃度會(huì)大大增加。使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為N(加入+5價(jià)雜質(zhì)施主原子)型半導(dǎo)體(電子型半導(dǎo)體,多子是自由電子,少子是空穴,雜質(zhì)越多,自由電子越多,導(dǎo)電能力越強(qiáng)),使空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為P(+3價(jià)受主原子)型半導(dǎo)體(空穴型半導(dǎo)體)。
載流子的運(yùn)動(dòng):多子擴(kuò)散,少子漂移。兩者分別受濃度和溫度的影響。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng):由于載流子的濃度差而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。漂移運(yùn)動(dòng):載流子在電場(chǎng)的作用下而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。在同一片半導(dǎo)體基片上,用不同的摻雜工藝使其一邊形成P型半導(dǎo)體,另一邊形成N型半導(dǎo)體,則在兩種半導(dǎo)體的交界面將形成PN結(jié)。PN結(jié)是多子擴(kuò)散和少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。
擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,使空間電荷區(qū)的寬度不再變化,即形成了PN結(jié)(空間電荷區(qū))。由于空間電荷區(qū)內(nèi)缺少可以自由運(yùn)動(dòng)的載流子,所以又稱為耗盡層。
內(nèi)電場(chǎng)的方向是:N區(qū)指向P區(qū),其作用是阻止多子擴(kuò)散、促進(jìn)少子漂移。
在PN結(jié)上外加一個(gè)正向電壓,正極接P區(qū),稱為正向偏置。反之稱為反向偏置。
外電場(chǎng)對(duì)內(nèi)電場(chǎng)的作用:正向削弱,反向增強(qiáng)。對(duì)電荷區(qū)的影響:正向變窄。
PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?/p>
正向偏置:多子的擴(kuò)散加強(qiáng),形成較大的正向電流。反向偏置:少子的漂移加強(qiáng),但只能形成很小的反向電流
雙極型三極管在放大區(qū)的條件:內(nèi)部條件:發(fā)射區(qū)高摻雜,基區(qū)很薄,集電極面積寬;外部條件:發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。
(NPN:Uc>Ub>Ue)溫度上升10°C,Ic升高(Icbo增加一倍,Iceo=(1+β)Icbo).截止區(qū):發(fā)射結(jié)和集電結(jié)反偏。飽和區(qū):發(fā)射結(jié)和集電結(jié)正偏。導(dǎo)通電壓:死區(qū)電壓:
放大電路放大的本質(zhì)是:能量的控制和轉(zhuǎn)換。前提是:保征。單管共發(fā)射極放大電路,基極偏置電路的作用是:隔直通交。
一些電子設(shè)備在常溫下能夠正常工作,但當(dāng)溫度升高時(shí),性能就可能不穩(wěn)定,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因,是電子器件的參數(shù)受溫度影響而發(fā)生改變。溫度升高時(shí),靜態(tài)工作點(diǎn)移近飽和區(qū),使輸出波形產(chǎn)生嚴(yán)重的飽和失真。
單管共集電路(射極跟隨器)的特點(diǎn):①電壓放大倍數(shù)小于1但接近1,輸出電壓與輸入電壓極性相同。②輸入阻抗高③輸出阻抗低④有電流放大作用,也有功率放大⑤輸出與輸入隔離效果好。
Ai=Uo/Ui(電壓放大倍數(shù),輸出電壓與輸入電壓之比)Ri=Ui/Ii(輸入電阻,描述放大電路對(duì)信號(hào)源索取電流的大小)Ro(輸出電阻,表征放大電路帶負(fù)載的能力)
一、集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.直接耦合 2.差動(dòng)放大作輸入級(jí) 3.采用電流源4.采用復(fù)合管 5.用復(fù)雜電路實(shí)現(xiàn)高性能的放大電路,因?yàn)殡娐窂?fù)雜并不增加制作工序。
差模信號(hào):兩個(gè)輸入信號(hào)大小相等、在輸入端極性相反。
Kcmrr=|Aud/Auc|(共模抑制比,差動(dòng)放大器抑制共模的能力)Kcmrr=20Log|Aud/Auc|單位:分貝
集成運(yùn)放,是具有高放大倍數(shù)的集成電路。它的內(nèi)部是直接耦合的多級(jí)放大器,整個(gè)電路可分為偏置電路、輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)三部分。輸入級(jí)采用差分放大電路,輸入電阻高以消除零點(diǎn)漂移和抑制干擾;中間級(jí)一般采用共發(fā)射極電路,以獲得足夠高的電壓增益,其作用是提高運(yùn)算放大器的電壓放大倍數(shù);輸出級(jí)一般采用互補(bǔ)對(duì)稱功放電路,以輸出足夠大的電壓和電流,其輸出電阻小,負(fù)載能力強(qiáng)。偏置電路為各級(jí)提供合適的靜態(tài)工作電流。
集成運(yùn)放輸入輸出有四種組態(tài),雙出的好。理想集成運(yùn)放的特點(diǎn):輸入阻抗無窮大,輸入電流為零;失調(diào)電壓為零;開環(huán)電壓放大倍數(shù):Avo無窮;輸入阻抗無限高;輸出阻抗低到0;無限寬的帶寬增益;寬輸入電壓從0到無限;無噪聲;無失真;無溫度漂移
理想運(yùn)放的特點(diǎn):差模電壓放大倍數(shù)(Aud)無窮大;共模抑制比(Kcmrr)無窮大;輸入電阻無窮大;輸出電阻=0;輸入偏置電流Iib=0;輸入失調(diào)電流Iio= 0;輸入失調(diào)電壓為0;無限寬的帶寬增益(Fh)。運(yùn)放不加反饋稱為開環(huán),此時(shí)的電壓放大倍數(shù)稱為開環(huán)增益。常用分貝表示20Log|Audo|。
引入反饋的原則:1穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)引入直流負(fù)反饋2;改善交流性能引入交流負(fù)反饋;3穩(wěn)定輸出電壓引入電壓負(fù)反饋;4穩(wěn)定輸出電流引入電流負(fù)反饋;5增大輸入電阻引入串聯(lián)負(fù)反饋;6減小輸入電阻引入并聯(lián)負(fù)反饋。自激振蕩的條件是:AF=—1,幅度條件是:|AF|=1,相位條件是:argAF=Ψa+ψf=+(2n+1)π(所有AF上均有小黑點(diǎn))。
負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響:串聯(lián)負(fù)反饋使Ri增大,并聯(lián)使之減小;電壓負(fù)反饋使Ro減小。
正弦振蕩平衡條件:|AF|=1,相位條件是:argAF=Ψa+ψf=+2nπ,起振條件是|A|>3,Rf>2R
電容三點(diǎn)式,優(yōu)點(diǎn):輸出波形好,接近于正弦波;因晶體管的輸入輸出電容與回路電容并聯(lián),可適當(dāng)增加回路電容提高穩(wěn)定性;工作頻率較高。缺點(diǎn):調(diào)整頻率困難,起振困難。
電感三點(diǎn)式,優(yōu)點(diǎn):起振容易,調(diào)整方便。缺點(diǎn):輸出波形不好;在頻率較高時(shí),不易起振。
三點(diǎn)式電路的判斷:射同余反。
功放分類:甲類(輸入信號(hào)在整個(gè)周期類都有電流流過三極管),乙類(只有半個(gè)周期Ic>0),甲乙類(有半個(gè)以上周期Ic>0)
直流電源的組成:電源變壓器—整流電路—濾波器---穩(wěn)壓電路,作用:電源變壓器—降壓;整流電路—把交流電變?yōu)閱畏较虻闹绷麟姡瞧浞底兓艽螅覀儼堰@種直流電叫脈動(dòng)大的直流電;濾波電路—把脈動(dòng)大的直流電處理為平滑的脈動(dòng)小的直流電;穩(wěn)壓電路—得到穩(wěn)定的直流電。
三端集成穩(wěn)壓組成:穩(wěn)壓管、放大電路、基準(zhǔn)電源、采樣電路、啟動(dòng)電路、保護(hù)電路
特點(diǎn):穩(wěn)壓性能良好,外圍元件簡(jiǎn)單,安裝調(diào)試方便,價(jià)格低廉。
第二篇:模電知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
第一章 緒論
1.掌握放大電路的主要性能指標(biāo):輸入電阻,輸出電阻,增益,頻率響應(yīng),非線性失真 2.根據(jù)增益,放大電路有那些分類:電壓放大,電流放大,互阻放大,互導(dǎo)放大 第二章 預(yù)算放大器
1.集成運(yùn)放適合于放大差模信號(hào)
2.判斷集成運(yùn)放2個(gè)輸入端虛短虛斷 如:在運(yùn)算電路中,集成運(yùn)放的反相輸入端是否均為虛地。3.運(yùn)放組成的運(yùn)算電路一般均引入負(fù)反饋
4.當(dāng)集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí),輸出電壓不是高電平,就是低電平。5.根據(jù)輸入輸出表達(dá)式判斷電路種類
同相:兩輸入端電壓大小接近相等,相位相等。
反相:虛地。
第三章 二極管及其基本電路
1.二極管最主要的特征:?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦?/p>
2.半導(dǎo)體二極管按其結(jié)構(gòu)的不同,分為面接觸型和點(diǎn)接觸型 3.面接觸型用于整流。點(diǎn)接觸型用于高頻電路和數(shù)字電路
4.雜質(zhì)半導(dǎo)體中少數(shù)載流子濃度只與溫度有關(guān) 5.摻雜半導(dǎo)體中多數(shù)載流子主要來源于摻雜
6.在常溫下硅二極管的開啟電壓為0.5伏,鍺二極管的開啟電壓為0.1伏 7.硅二極管管壓降0.7伏,鍺二極管管壓降0.2伏 8.PN結(jié)的電容效應(yīng)是勢(shì)壘電容,擴(kuò)散電容
9.PN結(jié)加電壓時(shí),空間電荷區(qū)的變化情況
正向電壓:外電場(chǎng)將多數(shù)載流子推向空間電荷區(qū),使其變窄,削弱內(nèi)電場(chǎng),擴(kuò)散加劇 反向電壓:外電場(chǎng)使空間電荷區(qū)變寬,加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng),阻止擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)進(jìn)行 10.當(dāng)PN結(jié)處于正向偏置時(shí),擴(kuò)散電容大.當(dāng)PN結(jié)反向偏置時(shí),勢(shì)壘電容大 11.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時(shí),工作在反向擊穿區(qū).發(fā)光二極管發(fā)光時(shí),工作在正向?qū)▍^(qū) 12.穩(wěn)壓管稱為齊納二極管
13.光電二極管是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,它在PN結(jié)反向偏置狀態(tài)下運(yùn)行,反向電壓下進(jìn)行,反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升
14.如何用萬用表測(cè)量二極管的陰陽(yáng)極和判斷二極管的質(zhì)量?jī)?yōu)劣?用萬用表的歐姆檔測(cè)量二極管的電阻,記錄下數(shù)值,然后交換表筆在測(cè)量一次,記錄下來.兩個(gè)結(jié)果,應(yīng)一大一小,讀數(shù)小的那次,黑表筆接的是陽(yáng)極,紅表筆接的是陰極.這個(gè)讀數(shù)相差越多,二極管的質(zhì)量越好.當(dāng)兩個(gè)讀數(shù)都趨于無窮大時(shí),二極管斷路.當(dāng)兩個(gè)讀數(shù)都趨于零時(shí),二極管短路 第四章 雙極結(jié)型三極管及放大電路
1.半導(dǎo)體三極管又稱雙極結(jié)型三極管,簡(jiǎn)稱BJT是放大器的核心器件 2.采用微變等效電路求放大電路在小信號(hào)運(yùn)用時(shí),動(dòng)態(tài)特性參數(shù) 3.晶體三極管可以工作在: 放大區(qū),發(fā)射結(jié)正偏,集電極反偏 飽和區(qū),發(fā)射結(jié)集電極正偏 截止區(qū),發(fā)射結(jié)集電極反偏 4.NPN,PNP,硅鍺管的判斷
5.工作在放大區(qū)的三極管,若當(dāng)Ib以12?A增大到22?A時(shí),Ic從1mA變?yōu)?mA,?約為100 6.直流偏置電路的作用是給放大電路設(shè)置一個(gè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn),若工作點(diǎn)選的太高——飽和失真。選得太低——截止失真 7.頂部削平——截止失真。底部削平——飽和失真
8.共集電極放大電路,電壓增益小于1而接近于1,輸出電壓與輸入電壓同相,輸入電阻高,輸出電阻低,起阻抗變換的作用——緩沖級(jí),輸入級(jí),輸出級(jí),有電壓跟隨作用 9.共射級(jí)放大電路的電壓和電流增益都大于1,輸入電阻在三中組態(tài)中,輸出電阻與集電極電阻有關(guān),作為中間級(jí) 10.共基極放大電路只有電壓放大作用,沒有電流放大作用,有電流跟隨作用,輸入電阻小,輸出電阻與集電極電阻有關(guān)。高頻特性好,常用于高頻或?qū)掝l帶低輸入阻抗的場(chǎng)合,集成電路兼有點(diǎn)位移動(dòng)的功能
11.共射—共集:總的電壓增益是多級(jí)電壓增益乘積,要考慮級(jí)間互相影響 12.共集—共集:復(fù)合管電流放大系數(shù)等于各組成管電流放大系數(shù)乘積 13.放大電路需加合適的直流電源才能工作 14.影響放大器工作點(diǎn)的主要因素是溫度 15.電壓放大倍數(shù)空載是指RL=?
16.為增大電壓放大倍數(shù),集成運(yùn)放的中間級(jí)多采用共射放大電路 17.帶負(fù)載能力強(qiáng)的放大器一定是輸出電阻低 18.射級(jí)跟隨器是共集電極放大電路
19.雙極型三極管是電流控制器件,工作在放大區(qū)時(shí),發(fā)射結(jié)正偏,發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏 20.場(chǎng)效管是電壓控制器件 21.各級(jí)放大電路增益關(guān)系
22.獲得輸入電壓中的低頻信號(hào),選用低通濾波電路
23.已知輸入信號(hào)12KHz-14KHz,為防止干擾信號(hào)混入,選用帶通濾波電路
24.為使濾波電路的輸出電阻足夠小,保證負(fù)載電阻變化時(shí),濾波特性不變,選用有源濾波電路 第五章 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路
1.場(chǎng)效管本質(zhì)上是一個(gè)電壓控制電流源器件
2.在大規(guī)模集成電路的制造中,更多采用的是MOS工藝集成電路,而不是雙極型集成電路 3.場(chǎng)效應(yīng)管的類型:金屬—氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效管,結(jié)型場(chǎng)效管 4.場(chǎng)效管的輸出特性分為幾個(gè)區(qū):可變電阻區(qū),飽和區(qū),截止區(qū) 5.場(chǎng)效管工作在飽和區(qū)
6.對(duì)MOS管中的漏極和源級(jí)接入電路能對(duì)調(diào)使用
7.增強(qiáng)型與耗盡型差別:VDS=0時(shí),增強(qiáng)型無溝道,耗盡型有溝道 8.柵極電流受參數(shù)控制:VGS 第六章 模擬集成電路
1.鏡像電流源電路——毫安級(jí)。微電流源電路——微安級(jí) 2.典型差動(dòng)放大電路的公共射級(jí)電阻Re,對(duì)共模信號(hào)有抑制作用
3.在差動(dòng)式放大電路中,差模輸入信號(hào)等于兩個(gè)輸入端信號(hào)的差,共模輸入信號(hào)等于兩個(gè)輸入信號(hào)的算術(shù)平均值
4.差模信號(hào)和共模信號(hào)一般是用電壓信號(hào)來描述的。兩輸入電壓之差稱為差模電壓。兩輸出電壓的算術(shù)平均值稱為共模電壓 5.差動(dòng)放大器對(duì)共模信號(hào)具有較強(qiáng)的抑制作用,真正要放大的是差模信號(hào)
6.通用型集成運(yùn)放的輸入級(jí)一般采用差分式放大電路,主要目的是抑制零點(diǎn)漂移 第七章 反饋放大電路
1.對(duì)于放大電路,開環(huán)指無反饋通路,閉環(huán)指有反饋通路 2.直流負(fù)反饋的作用:穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn) 3.負(fù)反饋四種組態(tài)及其特點(diǎn)
電壓串并負(fù)反饋——穩(wěn)定電壓
電流串并負(fù)反饋——穩(wěn)定電流
4.并聯(lián)反饋——減小輸入電阻。串聯(lián)反饋——增大輸入電阻
5.在深度負(fù)反饋時(shí),閉環(huán)增益與開環(huán)增益無關(guān)
6.使凈輸入信號(hào)量比沒有引入反饋時(shí)減小了,稱這種反饋為負(fù)反饋。
性能影響:
1.閉環(huán)增益下降 2.提高增益的穩(wěn)定性 3.減小非線性失真 4.抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲 第八章 功率放大電路
1.功放的分類:甲類,乙類,甲乙類 2.每種運(yùn)放的特點(diǎn)
第九章 信號(hào)處理與信號(hào)產(chǎn)生電路 1.振蕩條件和起振條件
2.RC橋式振蕩電路的振蕩頻率 第十章 直流穩(wěn)壓電源 1.直流穩(wěn)壓電源電路組成
2.常用濾波器:電容濾波器,電感濾波器,?形濾波器 3.接線對(duì)調(diào),極性不會(huì)相反
4.三端集成穩(wěn)壓器定義:最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入、輸出、公共引出端,故稱為三端集成穩(wěn)壓器 5.具有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電路中,電源調(diào)整工作在放大狀態(tài)。在開關(guān)電源中,調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)
第三篇:模電實(shí)驗(yàn)考試
實(shí)驗(yàn)三單級(jí)低頻放大器的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試
1.RC和RL的變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)有否影響?
答:RC的變化會(huì)影響靜態(tài)工作點(diǎn),如其它參數(shù)不變,則RC↑==>VCE↓。RL的變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)無影響,原因是C2的隔直作用。
2.RC和RL的變化對(duì)放大器的電壓增益有何影響?
??RL答:本實(shí)驗(yàn)電路中AU?rbe?,RL′= RC // RL,RL′增加時(shí),∣AU∣的值變大,反之則減小。
3.放大器的上、下偏置電阻RB1和RB2若取得過小,將對(duì)放大器的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)產(chǎn)生什么影響?
答:上、下偏置電阻RB1和RB2取得很小時(shí),靜態(tài)穩(wěn)定性提高,但靜態(tài)功耗大增而浪費(fèi)能源,而且還會(huì)使放大器的輸入動(dòng)態(tài)電阻減小以致信號(hào)分流過大。
4.C3若嚴(yán)重漏電或者容量失效而開路,兩種器件故障分別對(duì)放大器產(chǎn)生什么影響?
答:C3若嚴(yán)重漏電會(huì)使R4短路失效,放大器不能穩(wěn)定工作,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成放大器處于飽和工作狀態(tài),而不能放大信號(hào)。
C3容量失效而開路時(shí),由于R4的作用,使放大器處于深度負(fù)反饋工作狀態(tài),不能放大信號(hào),AU≈-1。
Au=VOL/Vi>>1,所以Vi< 實(shí)驗(yàn)八集成運(yùn)放的線性應(yīng)用 1.集成運(yùn)放用于交流信號(hào)放大時(shí),采用單、雙電源供電時(shí)各有什么優(yōu)缺點(diǎn)? 答:運(yùn)放采用單電源供電:優(yōu)點(diǎn):電源種類少。缺點(diǎn):電路中需增加器件,運(yùn)放輸出端的靜態(tài)電位不為零(VCC/2或-VCC/2)。 采用雙電源供電:優(yōu)點(diǎn):應(yīng)用電路相對(duì)簡(jiǎn)單,輸出端靜態(tài)電位近似為零。缺點(diǎn):電源種類多。 2.理想運(yùn)放具有哪些最主要的特點(diǎn)? 答:(1)差模電壓增益Ad為無窮大;(2)共模電壓增益AC為零;(3)輸入阻抗Rin為無窮大;(4)輸出阻抗RO為零;(5)有無限的帶寬,傳輸時(shí)無相移;(6)失調(diào)、溫漂、噪聲均為零。 3.集成運(yùn)放用于直流信號(hào)放大時(shí),為何要進(jìn)行調(diào)零? 答:實(shí)際的集成運(yùn)放不是理想的運(yùn)放,往往存在失調(diào)電壓,為了提高實(shí)驗(yàn)測(cè)量精度,所以要進(jìn)行調(diào)零。 實(shí)驗(yàn)十負(fù)反饋放大器 1.負(fù)反饋放大器有哪四種組成形式,各種組成形式的作用是什么? 答:負(fù)反饋放大器有電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串聯(lián)和電流并聯(lián)負(fù)反饋四種組成形式。電壓串聯(lián)負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓,降低輸出電阻,提高輸入電阻的作用。電壓并聯(lián)負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓、降低輸出電阻和輸入電阻的作用。電流串聯(lián)負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流,提高輸出電阻和輸入電阻的作用。電流并聯(lián)負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流,提高輸出電阻,降低輸入電阻的作用。 2.如果把失真的信號(hào)加入到放大器的輸入端,能否用負(fù)反饋的方式來改善放大器的輸出失真波形? 答:不能。因?yàn)樨?fù)反饋放大器只能改善和消除電路內(nèi)部因素造成的失真。 實(shí)驗(yàn)十一 電平檢測(cè)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 4)二極管VD1和VD2分別起什么作用? 答:分別保證發(fā)射極和集電極的偏置。 5)實(shí)驗(yàn)中,驅(qū)動(dòng)二極管V的基極電阻Rb的阻值如何確定?取值過大或者過小產(chǎn)生什么問題? 答:Rb?14?2?0.714?2?0.7??25.2k?過大或者過小影響集電極電流的值,過大無法驅(qū)動(dòng)繼電器,過小燒壞三極管,紅燈不亮。ICQ/?50/100 實(shí)驗(yàn)三單級(jí)低頻放大器的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試 1.RC和RL的變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)有否影響? 答:RC的變化會(huì)影響靜態(tài)工作點(diǎn),如其它參數(shù)不變,則RC↑==>VCE↓。RL的變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)無影響,原因是C2的隔直作用。 2.RC和RL的變化對(duì)放大器的電壓增益有何影響? ??RL答:本實(shí)驗(yàn)電路中AU?rbe?,RL′= RC // RL,RL′增加時(shí),∣AU∣的值變大,反之則減小。 3.放大器的上、下偏置電阻RB1和RB2若取得過小,將對(duì)放大器的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)產(chǎn)生什么影響? 答:上、下偏置電阻RB1和RB2取得很小時(shí),靜態(tài)穩(wěn)定性提高,但靜態(tài)功耗大增而浪費(fèi)能源,而且還會(huì)使放大器的輸入動(dòng)態(tài)電阻減小以致信號(hào)分流過大。 4.C3若嚴(yán)重漏電或者容量失效而開路,兩種器件故障分別對(duì)放大器產(chǎn)生什么影響? 答:C3若嚴(yán)重漏電會(huì)使R4短路失效,放大器不能穩(wěn)定工作,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成放大器處于飽和工作狀態(tài),而不能放大信號(hào)。 C3容量失效而開路時(shí),由于R4的作用,使放大器處于深度負(fù)反饋工作狀態(tài),不能放大信號(hào),AU≈-1。 Au=VOL/Vi>>1,所以Vi< 實(shí)驗(yàn)八集成運(yùn)放的線性應(yīng)用 1.集成運(yùn)放用于交流信號(hào)放大時(shí),采用單、雙電源供電時(shí)各有什么優(yōu)缺點(diǎn)? 答:運(yùn)放采用單電源供電:優(yōu)點(diǎn):電源種類少。缺點(diǎn):電路中需增加器件,運(yùn)放輸出端的靜態(tài)電位不為零(VCC/2或-VCC/2)。 采用雙電源供電:優(yōu)點(diǎn):應(yīng)用電路相對(duì)簡(jiǎn)單,輸出端靜態(tài)電位近似為零。缺點(diǎn):電源種類多。 2.理想運(yùn)放具有哪些最主要的特點(diǎn)? 答:(1)差模電壓增益Ad為無窮大;(2)共模電壓增益AC為零;(3)輸入阻抗Rin為無窮大;(4)輸出阻抗RO為零;(5)有無限的帶寬,傳輸時(shí)無相移;(6)失調(diào)、溫漂、噪聲均為零。 3.集成運(yùn)放用于直流信號(hào)放大時(shí),為何要進(jìn)行調(diào)零? 答:實(shí)際的集成運(yùn)放不是理想的運(yùn)放,往往存在失調(diào)電壓,為了提高實(shí)驗(yàn)測(cè)量精度,所以要進(jìn)行調(diào)零。 實(shí)驗(yàn)十負(fù)反饋放大器 1.負(fù)反饋放大器有哪四種組成形式,各種組成形式的作用是什么? 答:負(fù)反饋放大器有電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串聯(lián)和電流并聯(lián)負(fù)反饋四種組成形式。電壓串聯(lián)負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓,降低輸出電阻,提高輸入電阻的作用。電壓并聯(lián)負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓、降低輸出電阻和輸入電阻的作用。電流串聯(lián)負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流,提高輸出電阻和輸入電阻的作用。電流并聯(lián)負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流,提高輸出電阻,降低輸入電阻的作用。 2.如果把失真的信號(hào)加入到放大器的輸入端,能否用負(fù)反饋的方式來改善放大器的輸出失真波形? 答:不能。因?yàn)樨?fù)反饋放大器只能改善和消除電路內(nèi)部因素造成的失真。 實(shí)驗(yàn)十一 電平檢測(cè)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 4)二極管VD1和VD2分別起什么作用? 答:分別保證發(fā)射極和集電極的偏置。 5)實(shí)驗(yàn)中,驅(qū)動(dòng)二極管V的基極電阻Rb的阻值如何確定?取值過大或者過小產(chǎn)生什么問題? 答:Rb? 14?2?0.714?2?0.7??25.2k?過大或者過小影響集電極電流的值,過大無法驅(qū)動(dòng)繼電器,過小燒壞三極管,紅燈不亮。ICQ/?50/100 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電子信息工程系 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題目:集成功率放大器 專業(yè): 電子信息工程 班級(jí): 電信一班 姓名: 鐘志敏 同組隊(duì)員: 黃楚然、胡白云、陳杰華 梁書華、馮海東、李純、王秋秋 學(xué)號(hào): 201038795044 日期:2011年 6 月 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電子信息工程系 一、設(shè)計(jì)目的 1、解集成功率放大器內(nèi)部電路工作原理 2、掌握其外圍電路的設(shè)計(jì)與主要性能參數(shù)測(cè)試方法 二、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo) 1、技術(shù)指標(biāo) (1)功率放大器輸出負(fù)載為一個(gè) 不失真功率(2)低頻截止頻率范圍為(3)集成功放選擇: 2、設(shè)計(jì)要求 (1)選定元器件和參數(shù),并設(shè)計(jì)好電路原理圖;(2)組裝調(diào)試所設(shè)計(jì)的電路,使其正常工作;(3)在萬能板或面包板上進(jìn)行電路安裝調(diào)測(cè);(4)測(cè)量最大不失真輸出功率(5)低頻截止頻率(6)寫出設(shè)計(jì)報(bào)告,提出元器件清單。 三、設(shè)計(jì)方案 可用于音頻功率放大器的芯片有很多,比如LA4100等。考慮到性能以及價(jià)格等因素,本次設(shè)計(jì)采用的是設(shè)計(jì)方案采用集成器件的LM系列功放集成電路是一種比較常用的功率放大器件,本電路采用LM384作為核心功放器件,8Ω/0.5w≥500mW; fL≤80Hz; LM384功率5W,電源電壓Pomax是否滿足設(shè)計(jì)要求;fL是否滿足設(shè)計(jì)要求; OTL電路。 優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的計(jì)算,12--26V, LM386、TDA1514A8的揚(yáng)聲器,最大輸出 Pomax負(fù)載歐。 、LM384。外接元件 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電子信息工程系 少,調(diào)試方便,布局方便。如圖所示為L(zhǎng)M384的外部電路典型接法,本設(shè)計(jì)方案便采用此圖。該集成塊電源電壓范圍為12—26V,當(dāng)電源電壓為22V,負(fù)載RL為8Ω時(shí),最大輸出不失真功率不小于0.5W,低頻截止頻率小于80Hz,足以滿足設(shè)計(jì)要求。 四、工作原理說明和結(jié)果分析 1、集成功放LM384內(nèi)部原理圖 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電子信息工程系 2、總原理圖 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電子信息工程系 如圖,集成功放的電壓增益為32dB,利用10千歐的可變電阻可調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器的音量。2.7歐的電阻與0.1微法的電容串聯(lián)可低通濾波,去高頻聲。 靜態(tài)時(shí)輸出電容上電壓為Vcc/2,LM384的最大輸出不失真電壓的峰-峰值約為電源電壓Vcc。設(shè)負(fù)載電阻為Rl,最大輸出功率表達(dá)式為 P=Vcc*Vcc/8RL,當(dāng)Vcc=22V,RL=8ΩSHI ,P=7.5W。符合最大不失真功率大于0.5W的要求。 五、本設(shè)計(jì)改進(jìn)建議 我認(rèn)為本次課程設(shè)計(jì)不錯(cuò),只是時(shí)間有點(diǎn)緊張,我們沒有更好地設(shè)計(jì)出更理想的結(jié)果。缺點(diǎn)是有的,比如在焊接時(shí),沒有考慮到整體的布局和美觀,導(dǎo)致把導(dǎo)線和元件焊在了同一面上。這樣雖然不影響功放的效果,但造成了電路整體布局的不規(guī)范和不美觀。我的建議是將導(dǎo)線和元件焊接在電路板正反兩面,這樣視覺效果會(huì)好一點(diǎn)。 六、總結(jié)(感想和心得等) 在本學(xué)期中,模電的課程設(shè)計(jì)是我們的重要課程實(shí)踐。在實(shí)踐中,華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電子信息工程系 我們學(xué)到了許多課本以外的知識(shí),比如LM384的使用,電路板的焊接,整體電路的調(diào)試和測(cè)量等。 兩周時(shí)間就過了,雖然時(shí)間短了點(diǎn),而且由于我們的知識(shí)有限,因此設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單沒有太過仔細(xì),不過我感覺收獲良多。我們這次設(shè)計(jì)的是一個(gè)集成功率放大電路,為了實(shí)現(xiàn)功率的放大,經(jīng)過查閱資料與組員的商討,最終我們形成方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。上面的電路就是我們的努力成果,它是由一個(gè)集成功放,幾個(gè)電阻和幾個(gè)電容組成的。其基本功能是對(duì)輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行功率放大。 我們利用設(shè)計(jì)好的電路圖,用仿真軟件進(jìn)行多次的仿真設(shè)計(jì)分析。在此過程中,我們對(duì)集成功放的功能進(jìn)一步的了解,同時(shí)掌握了集成功放的原理。接下來便是電路的焊接,由于不太熟悉,所以出現(xiàn)了許多可以避免的錯(cuò)誤,比如沒有合理安排元件的位置,導(dǎo)致有些元件放不下,將電容的兩極弄錯(cuò),導(dǎo)致電容燒毀。最后我們還是一一克服了這些問題。然后是對(duì)已經(jīng)完成的電路板進(jìn)行最后的測(cè)試,結(jié)果讓我們還算滿意。 兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì),讓我們受益匪淺。不僅學(xué)到了新知識(shí),還培養(yǎng)了我們的實(shí)際動(dòng)手能力,團(tuán)隊(duì)合作能力等。令我們認(rèn)識(shí)到,要珍惜和認(rèn)真對(duì)待每一次自己動(dòng)手的機(jī)會(huì),從中學(xué)到一些課堂上學(xué)習(xí)不到的東西。在往后的日子,在學(xué)習(xí)理論的同時(shí)要更多的注重實(shí)踐,讓自己的知識(shí)更豐富。 七、元器件清單 1、實(shí)驗(yàn)電路板:1個(gè); 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電子信息工程系 2、LM384:1個(gè); 3、揚(yáng)聲器(8Ω/0.5w):1個(gè); 4、可變電阻(0-10KΩ):1個(gè); 5、電阻(2.7Ω):1個(gè); 6、電解電容(500微法/25V):1個(gè); 7、電容(5.0微法/50V):1個(gè); 8、電容(0.1微法):2個(gè)。 八、參考文獻(xiàn) 1、《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第4版) 2、《電子技術(shù)試驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)(第版社 3、《Multisim&Ultiboard 10原理圖與子工業(yè)出版社 第 7 頁(yè) 華成英主編,高等教育出版社3版)》 畢滿清主編,機(jī)械工業(yè)出PCB設(shè)計(jì)》 7 頁(yè) 》 劉剛等主編,電 共 第一章 半導(dǎo)體二極管 一.半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí) 1.半導(dǎo)體---導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)(如硅Si、鍺Ge)。2.特性---光敏、熱敏和摻雜特性。 3.本征半導(dǎo)體----純凈的具有單晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。 4.兩種載流子----帶有正、負(fù)電荷的可移動(dòng)的空穴和電子統(tǒng)稱為載流子。 5.雜質(zhì)半導(dǎo)體----在本征半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)形成的半導(dǎo)體。體現(xiàn)的是半導(dǎo)體的摻雜特性。 *P型半導(dǎo)體: 在本征半導(dǎo)體中摻入微量的三價(jià)元素(多子是空穴,少子是電子)。 *N型半導(dǎo)體: 在本征半導(dǎo)體中摻入微量的五價(jià)元素(多子是電子,少子是空穴)。6.雜質(zhì)半導(dǎo)體的特性 *載流子的濃度---多子濃度決定于雜質(zhì)濃度,少子濃度與溫度有關(guān)。 *體電阻---通常把雜質(zhì)半導(dǎo)體自身的電阻稱為體電阻。 *轉(zhuǎn)型---通過改變摻雜濃度,一種雜質(zhì)半導(dǎo)體可以改型為另外一種雜質(zhì)半導(dǎo)體。7.PN結(jié) * PN結(jié)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(jié)的單向?qū)щ娦?--正偏導(dǎo)通,反偏截止。8.PN結(jié)的伏安特性 二.半導(dǎo)體二極管 *單向?qū)щ娦?-----正向?qū)ǎ聪蚪刂埂?二極管伏安特性----同PN結(jié)。 *正向?qū)▔航?-----硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。*死區(qū)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(yáng) >V陰(正偏),二極管導(dǎo)通(短路);若 V陽(yáng) 該式與伏安特性曲線 的交點(diǎn)叫靜態(tài)工作點(diǎn)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(yáng) >V陰(正偏),二極管導(dǎo)通(短路);若 V陽(yáng) ? 微變等效電路法 三.穩(wěn)壓二極管及其穩(wěn)壓電路 *穩(wěn)壓二極管的特性---正常工作時(shí)處在PN結(jié)的反向擊穿區(qū),所以穩(wěn)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(jié)構(gòu)、類型及特點(diǎn) 1.類型---分為NPN和PNP兩種。2.特點(diǎn)---基區(qū)很薄,且摻雜濃度最低;發(fā)射區(qū)摻雜濃度很高,與基區(qū)接觸 面積較小;集電區(qū)摻雜濃度較高,與基區(qū)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(tài) 2.三極管內(nèi)各極電流的分配 * 共發(fā)射極電流放大系數(shù)(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(qū)---發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。截止區(qū)---發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)反偏。4.溫度影響 溫度升高,輸入特性曲線向左移動(dòng)。溫度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低頻小信號(hào)等效模型(簡(jiǎn)化) hie---輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻,常用rbe表示; hfe---輸出端交流短路時(shí)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(tài)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(tài)工作點(diǎn) *直流負(fù)載線---由VCC=ICRC+UCE 確定的直線。*電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 1)改變Rb :Q點(diǎn)將沿直流負(fù)載線上下移動(dòng)。 2)改變Rc :Q點(diǎn)在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動(dòng)。3)改變VCC:直流負(fù)載線平移,Q點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)。2.交流通路與動(dòng)態(tài)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(hào)被放大的過程。*交流負(fù)載線---連接Q點(diǎn)和V CC’點(diǎn) V CC’= UCEQ+ICQR L’的 直線。 3.靜態(tài)工作點(diǎn)與非線性失真 (1)截止失真 *產(chǎn)生原因---Q點(diǎn)設(shè)置過低 *失真現(xiàn)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(chǎn)生原因---Q點(diǎn)設(shè)置過高 *失真現(xiàn)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(dòng)態(tài)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(dāng)(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ)時(shí),受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *當(dāng)(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ)時(shí),受飽和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。 *當(dāng)(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(tài)分析 (1)靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估算 (2)Q點(diǎn)在放大區(qū)的條件 欲使Q點(diǎn)不進(jìn)入飽和區(qū),應(yīng)滿足RB>βRc。 2.放大電路的動(dòng)態(tài)分析 * 放大倍數(shù) * 輸入電阻 * 輸出電阻 七.分壓式穩(wěn)定工作點(diǎn)共射 放大電路的等效電路法 1.靜態(tài)分析 2.動(dòng)態(tài)分析 *電壓放大倍數(shù) 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(tài)分析 2.動(dòng)態(tài)分* 電壓放 析 大倍數(shù) * 輸入電阻 * 輸出電阻 3.電路特點(diǎn) * 電壓放大倍數(shù)為正,且略小于1,稱為射極跟隨器,簡(jiǎn)稱射隨器。* 輸入電阻高,輸出電阻低。 第三章 場(chǎng)效應(yīng)管及其基本放大電路 一.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)1.結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào) 2.輸出特性曲線 (可變電阻區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)、擊穿區(qū)) 轉(zhuǎn)移特性曲線 UP-----截止電壓 二.絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET) 分為增強(qiáng)型(EMOS)和耗盡型(DMOS)兩種。結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào) 2.特性曲線 *N-EMOS的輸出特性曲線 * N-EMOS的轉(zhuǎn)移特性曲線式中,IDO是UGS=2UT時(shí)所對(duì)應(yīng)的iD值。* N-DMOS的輸出特性曲線 注意:uGS可正、可零、可負(fù)。轉(zhuǎn)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(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一致。三.場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù) 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(dǎo)gm(表明場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件) 四.場(chǎng)效應(yīng)管的小信號(hào)等效模型 E-MOS 的跨導(dǎo)gm--- 五.共源極基本放大電路 1.自偏壓式偏置放大電路 * 靜態(tài)分析 動(dòng)態(tài)分析 若帶有Cs,則 2.分壓式偏置放大電路 * 靜態(tài)分析 * 動(dòng)態(tài)分析 若源極帶有Cs,則 六.共漏極基本放大電路 * 靜態(tài)分析 或 * 動(dòng)態(tài)分析 第四章 多級(jí)放大電路 一.級(jí)間耦合方 1.阻容耦合----各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立;能有效地傳輸交流信號(hào);式體積小,成本低。但不便于集成,低頻特性差。2.變壓器耦合---各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立,可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換。體積大,成本高,無法采用集成工藝;不利于傳輸?shù)皖l和高頻信號(hào)。3.直接耦合----低頻特性好,便于集成。各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)不獨(dú)立,互相有影響。存在“零點(diǎn)漂移”現(xiàn)象。 *零點(diǎn)漂移----當(dāng)溫度變化或電源電壓改變時(shí),靜態(tài)工作點(diǎn)也隨之變化,致使uo偏離初始值“零點(diǎn)”而作隨機(jī)變動(dòng)。二.單級(jí)放大電路的頻率響應(yīng) 1.中頻段(fL≤f≤fH) 波特圖---幅頻曲線是20lgAusm=常數(shù),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(wěn)定工作點(diǎn)電路的頻率響應(yīng) 1.下限頻率的估算 2.上限頻率的估算 四.多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng) 1.頻響表達(dá)式 2.波特圖 3.五章 功率放大電路 一.功率放大電路的三種工作狀態(tài) 1.甲類工作狀態(tài) 導(dǎo)通角為360o,ICQ大,管耗大,效率低。2.乙類工作狀態(tài) ICQ≈0,導(dǎo)通角為180o,效率高,失真大。3.甲乙類工作狀態(tài) 導(dǎo)通角為180o~360o,效率較高,失真較大。二.乙類功放電路的指標(biāo)估算 1.工作狀態(tài) ? 任意狀態(tài):Uom≈Uim ? 盡限狀態(tài):Uom=VCC-UCES ? 理想狀態(tài):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(shí)為78.5% 三.甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路 1.問題的提出 在兩管交替時(shí)出現(xiàn)波形失真——交越失真(本質(zhì)上是截止失真)。 2.解決辦法 ? 甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器OCL----利用二極管、三極管和電阻上的壓降產(chǎn)生偏置電壓。 動(dòng)態(tài)指標(biāo)按乙類狀態(tài)估算。 ? 甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器OTL----電容 C2 上靜態(tài)電壓為VCC/2,并且取代了OCL功放中的負(fù)電源-VCC。 動(dòng)態(tài)指標(biāo)按乙類狀態(tài)估算,只是用VCC/2代替。四.復(fù)合管的組成及特點(diǎn) 1.前一個(gè)管子c-e極跨接在后一個(gè)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(yùn)算放大電路 一.集成運(yùn)放電路的基本組成 1.輸入級(jí)----采用差放電路,以減小零漂。 2.中間級(jí)----多采用共射(或共源)放大電路,以提高放大倍數(shù)。3.輸出級(jí)----多采用互補(bǔ)對(duì)稱電路以提高帶負(fù)載能力。 4.偏置電路----多采用電流源電路,為各級(jí)提供合適的靜態(tài)電流。二.長(zhǎng)尾差放電路的原理與特點(diǎn) 1.抑制零點(diǎn)漂移的過程----當(dāng)T↑→ iC1、iC2↑→ iE1、iE2 ↑→ uE↑→ uBE1、uBE2↓→ iB1、iB2↓→ iC1、iC2↓。 Re對(duì)溫度漂移及各種共模信號(hào)有強(qiáng)烈的抑制作用,被稱為“共模反饋電阻”。2靜態(tài)分析 1)計(jì)算差放電路IC 設(shè)UB≈0,則UE=-0.7V,得 2)計(jì)算差放電路UCE ? 雙端輸出時(shí) ? 單端輸出時(shí)(設(shè)VT1集電極接RL)對(duì)于VT1: 對(duì)于VT2: 3.動(dòng)態(tài)分析 1)差模電壓放大倍數(shù) ? 雙端輸出 ? 單端輸出時(shí) 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(yùn)放的電壓傳輸特性 當(dāng)uI在+Uim與-Uim之間,運(yùn)放工作在線性區(qū)域 : 四.理想集成運(yùn)放的參數(shù)及分析方法 1.理想集成運(yùn)放的參數(shù)特征 * 開環(huán)電壓放大倍數(shù) 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(yùn)放的分析方法 1)運(yùn)放工作在線性區(qū): * 電路特征——引入負(fù)反饋 * 電路特點(diǎn)——“虛短”和“虛斷”: “虛短”---“虛斷”---2)運(yùn)放工作在非線性區(qū) * 電路特征——開環(huán)或引入正反饋 * 電路特點(diǎn)—— 輸出電壓的兩種飽和狀態(tài): 當(dāng)u+>u-時(shí),uo=+Uom 當(dāng)u+ 第七章 放大電路中的反饋 一.反饋概念的建立 *開環(huán)放大倍數(shù)---A *閉環(huán)放大倍數(shù)---Af *反饋深度---1+AF *環(huán)路增益---AF: 1.當(dāng)AF>0時(shí),Af下降,這種反饋稱為負(fù)反饋。2.當(dāng)AF=0時(shí),表明反饋效果為零。 3.當(dāng)AF<0時(shí),Af升高,這種反饋稱為正反饋。 4.當(dāng)AF=-1時(shí),Af→∞。放大器處于 “ 自激振蕩”狀態(tài)。二.反饋的形式和判斷 1.反饋的范圍----本級(jí)或級(jí)間。2.反饋的性質(zhì)----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(wěn)定輸出電壓的作用。 (輸出短路時(shí)反饋消失)電流反饋:反饋量取樣于輸出電流。具有穩(wěn)定輸出電流的作用。 (輸出短路時(shí)反饋不消失) 4.反饋的方式-----并聯(lián)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(hào)反饋到輸入端) 串聯(lián)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(hào)反饋到非輸入端)5.反饋極性-----瞬時(shí)極性法: (1)假定某輸入信號(hào)在某瞬時(shí)的極性為正(用+表示),并設(shè)信號(hào)的頻率在中頻段。 (2)根據(jù)該極性,逐級(jí)推斷出放大電路中各相關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)極性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。(3)確定反饋信號(hào)的極性。(4)根據(jù)Xi 與X f 的極性,確定凈輸入信號(hào)的大小。Xid 減小為負(fù)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(jí)間(本級(jí))直流負(fù)反饋和交流電壓(電流)串 聯(lián)(并聯(lián))負(fù)反饋。四.負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響 1.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 2.3.擴(kuò)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(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加1+AF倍 *并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小1+AF倍 *電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小1+AF倍 *電流負(fù)反饋使輸出電阻增加1+AF倍 五.自激振蕩產(chǎn)生的原因和條件 1.產(chǎn)生自激振蕩的原因 附加相移將負(fù)反饋轉(zhuǎn)化為正反饋。2.產(chǎn)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(hào)的運(yùn)算與處理 分析依據(jù)------“虛斷”和“虛短” 一.基本運(yùn)算電路 1.反相比例運(yùn)算電路 R2 =R1//Rf 2.同相比例運(yùn)算電路 R2=R1//Rf 3.反相求和運(yùn)算電路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和運(yùn)算電路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加減運(yùn)算電路 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.積分和微分運(yùn)算電路 1.積分運(yùn)算 2.微分運(yùn)算 第九章 信號(hào)發(fā)生電路 一.正弦波振蕩電路的基本概念 1.產(chǎn)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(wǎng)絡(luò)----與放大電路共同滿足振蕩條件。(3)選頻網(wǎng)絡(luò)-------以選擇某一頻率進(jìn)行振蕩。 (4)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)-------使波形幅值穩(wěn)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(wěn)定。二.RC正弦波振蕩電1.RC串并聯(lián)正弦波振 2.RC移相式正弦波振蕩電路 路 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(diǎn)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(diǎn)式振蕩器(哈特萊電路) (2)電容反饋三點(diǎn)式振蕩器(考畢茲電路) (3)串聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)式振蕩器(克拉潑電路) (4)并聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)式振蕩器(西勒電路) (5)四.石英晶體振蕩電路 1.并聯(lián)型石英晶體振蕩器 2.串聯(lián)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(wǎng)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(fù)交替的交流電壓整流成為單方向的脈動(dòng)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(wěn)壓電路:自動(dòng)保持負(fù)載電壓的穩(wěn)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(dòng)系數(shù)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(dòng)系數(shù)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(shí)間常數(shù)的取值 2.輸出電壓的平均值UO(AV) 3.輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)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(lián)型穩(wěn)壓電路 1.穩(wěn)壓電路及其工作原理 *當(dāng)負(fù)載不變,電網(wǎng)電壓 變化時(shí)的穩(wěn)壓過程: *當(dāng)電網(wǎng)電壓不變,負(fù)載變化時(shí)的穩(wěn)壓過程 : 2.電路參數(shù)的計(jì)算 * 穩(wěn)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(jì)算 R的選用原則是:IZmin 第一章 半導(dǎo)體二極管 一.半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí) 1.半導(dǎo)體---導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)(如硅Si、鍺Ge)。 2.特性---光敏、熱敏和摻雜特性。 3.本征半導(dǎo)體----純凈的具有單晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。 4.兩種載流子----帶有正、負(fù)電荷的可移動(dòng)的空穴和電子統(tǒng)稱為載流子。 5.雜質(zhì)半導(dǎo)體----在本征半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)形成的半導(dǎo)體。體現(xiàn)的是半導(dǎo)體的摻雜特性。 *P型半導(dǎo)體: 在本征半導(dǎo)體中摻入微量的三價(jià)元素(多子是空穴,少子是電子)。 *N型半導(dǎo)體: 在本征半導(dǎo)體中摻入微量的五價(jià)元素(多子是電子,少子是空穴)。6.雜質(zhì)半導(dǎo)體的特性 *載流子的濃度---多子濃度決定于雜質(zhì)濃度,少子濃度與溫度有關(guān)。 *體電阻---通常把雜質(zhì)半導(dǎo)體自身的電阻稱為體電阻。 *轉(zhuǎn)型---通過改變摻雜濃度,一種雜質(zhì)半導(dǎo)體可以改型為另外一種雜質(zhì)半導(dǎo)體。7.PN結(jié) * PN結(jié)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(jié)的單向?qū)щ娦?--正偏導(dǎo)通,反偏截止。 8.PN結(jié)的伏安特性 二.半導(dǎo)體二極管 *單向?qū)щ娦?-----正向?qū)ǎ聪蚪刂埂?/p> *二極管伏安特性----同PN結(jié)。 *正向?qū)▔航?-----硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。 *死區(qū)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(yáng) >V陰(正偏),二極管導(dǎo)通(短路); 若 V陽(yáng) 該式與伏安特性曲線 的交點(diǎn)叫靜態(tài)工作點(diǎn)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(yáng) >V陰(正偏),二極管導(dǎo)通(短路); 若 V陽(yáng) *三種模型 ? 微變等效電路法 三.穩(wěn)壓二極管及其穩(wěn)壓電路 *穩(wěn)壓二極管的特性---正常工作時(shí)處在PN結(jié)的反向擊穿區(qū),所以穩(wěn)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(jié)構(gòu)、類型及特點(diǎn) 1.類型---分為NPN和PNP兩種。 2.特點(diǎn)---基區(qū)很薄,且摻雜濃度最低;發(fā)射區(qū)摻雜濃度很高,與基區(qū)接觸 面積較小;集電區(qū)摻雜濃度較高,與基區(qū)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(tài) 2.三極管內(nèi)各極電流的分配 * 共發(fā)射極電流放大系數(shù)(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(qū)---發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反截止區(qū)---發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)反偏。4.溫度影響 溫度升高,輸入特性曲線向左移動(dòng)。溫度升高ICBO、ICEO、IC以及β三.低頻小信號(hào)等效模型(簡(jiǎn)化)hie---輸出端交流短路時(shí)的輸入 常用rbe表示; hfe---輸出端交流短路時(shí)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用。 2.組成原則----能放大、不失真、輸。 能傳的作電阻,均增加。偏。五.放大電路的圖解分析法 1.直流通路與靜態(tài)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(tài)工作點(diǎn) *直流負(fù)載線---由VCC=ICRC+UCE 確定的直線。*電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 1)改變Rb :Q點(diǎn)將沿直流負(fù)載線上下移動(dòng)。 2)改變Rc :Q點(diǎn)在IBQ所在的那條輸出特性曲線上移動(dòng)。 3)改變VCC:直流負(fù)載線平移,Q點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)。 2.交流通路與動(dòng)態(tài)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(hào)被放大的過程。 *交流負(fù)載線---連接Q點(diǎn)和V CC’點(diǎn) V CC’= UCEQ+ICQR L’的 直線。 3.靜態(tài)工作點(diǎn)與非線性失真 (1)截止失真 *產(chǎn)生原因---Q點(diǎn)設(shè)置過低 *失真現(xiàn)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(chǎn)生原因---Q點(diǎn)設(shè)置過高 *失真現(xiàn)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(dòng)態(tài)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(dāng)(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ)時(shí),受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *當(dāng)(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ)時(shí),受飽和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。 *當(dāng)(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(tài)分析 (1)靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估 (2)Q點(diǎn)在放大區(qū)的條件 欲使Q點(diǎn)不進(jìn)入飽和區(qū),應(yīng)滿足RB>βRc。 2.放大電路的動(dòng)態(tài)分析 * 放大倍數(shù) * 輸入電阻 算 * 輸出電阻 七.分壓式穩(wěn)定工 放大電路的1.靜態(tài)分析 2.動(dòng)態(tài)分析 *電壓放大倍數(shù) 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 作點(diǎn)共射 等效電路法 八.共集電極基本放大電路 1.靜態(tài)分析 2.動(dòng)態(tài)分析 * 電壓 放大倍數(shù) * 輸入電阻 * 輸出電阻 3.電路特點(diǎn) * 電壓放大倍數(shù)為正,且略小于1,稱為射極跟隨器,簡(jiǎn)稱射隨器。 * 輸入電阻高,輸出電阻低。 場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路 一.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET) 1.結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào) 2.輸出特性曲線 (可變電阻區(qū)、放大區(qū)、區(qū)、擊穿區(qū)) 轉(zhuǎn)移特性曲線 截止UP-----截止電壓 二.絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET) 分為增強(qiáng)型(EMOS)和耗盡型(DMOS)兩種。結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào) 2.特性曲線 *N-EMOS的輸出特性曲線 * N-EMOS的轉(zhuǎn)移特性曲線式中,IDO是UGS=2UT時(shí)所對(duì)應(yīng)的iD值。* N-DMOS的輸出特性曲線第四篇:模電課程設(shè)計(jì)報(bào)告 (2
第五篇:模電考試精華總結(jié)版