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模电知识点复习总结.专业资料模拟电路知识体系 总的来说就是以三极管为核心，以集成运放为主 线。集成运放内部主要组成单元是差分输入级、电压 放大级、功率放大级、偏置电路。集成运放的两个不同工作状态：线性和非线性应 用。模拟电路主要就是围绕集成运放的内部结构、外 部特性及应用、性能改善、工作电源产生、信号 源产生等展开。专业资料第一章绪论专业资料1.2 放大电路基本知识一、放大电路的表示方法放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流 在幅度上得到了放大。放大电路为双口网络，即一个信号 输入口和一个信号输出口。专业资料1.3 放大电路的主要技术性能指 标1.放大倍数（增益）表征放大器的放大能力根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器 可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。专业资料(1)电压放大倍数定义为:(2)电流放大倍数定义为:(3)互阻增益定义为：(4)互导增益定义为：Au=Uo/Ui4=1。/AAjUq/IiAg=IoUi专业资料2.输入电阻K从放大电路输入端看进去的等效电 阻，决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。Rs X1CJ-O-UsC)|uj-e-信号源输入端O 输入电阻:Rj=Ui/ij输备端一般来说，K越大越好。(1)此越大，弓就越小，从信号源索取的电流越小。一(2)当信号源有内阻时，此越大，口就越接近出。二专业资料3.输出电阻尺从放大电路输出端看进 去的等效电阻。决定了放大电路带负载的能力。输出电阻的定义:I;A放大电路&二0，Us=0输出电阻是表明放大电路带负载的能力，尺越小，放 大电路带负载的能力越强，反之则差。专业资料4.通和带Am0.7Am/-X放大倍数随频率 变化曲线幅 从频特;性施线 J3dB带宽九下限截 上限截为止频率 止频率f通频带：fBW=fH-fL专业资料第二章运算放大器湖北民族学院信息工程学院专业资料开环电压放大倍数高（1。4-1。7）；输入电阻高（约几百KQ）；输出电阻低（约几百Q）;漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低。电压传输特性理想特性专业资料 I Uo（sat）VO=AVO（VPVN）+5而）j实际特性理想运算放大器理想运放及其分析依据理想化条件:1）开环电压放大倍数 4。一 82）差模输入电阻“厂83）开环输出电阻f。4）共模抑制比4ML8理想运算放大器的特性理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”的特性,这两个特性对分析线性运用的运放电路十分有用。为 了保证线性运用，运放必须在闭环(负反馈)下工作。(1)虚短由于运放的电压放大倍数很大，而运放的输出电 压是有限的，一般在10V14V。因此运放的差模输入 电压不足1 mV,两输入端近似等电位，相当于“短 路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接 近相等。“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态 时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。专业资料(2)虚断由于运放的差模输入电阻很大，一般都在1MQ 以上。因此流入运放输入端的电流往往不足IpiA,远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两 输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接 近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假 开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。下面举两个例子说明虚短和虚断的运用。专业资料几种常见的基本运算电路 反相比例运算 同相比例运算 电压跟随器 加法电路 减法电路 积分电路专业资料3二极管及其基本电路3.1 半导体的基本知识3.2 PN结的形成及特性3.3 半导体二极管3.4 二极管基本电路及其分析方法3.5 特殊二极管专业资料3.1.4杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质,可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质 主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体 称为杂质半导体。N型半导体掺入五价杂质元素（如磷）的 半导体。P型半导体掺入三价杂质元素（如硼）的 半导体。专业资料3.2.1 载流子的漂移与扩散漂移运动：由电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动O扩散运动：由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散运动O专业资料3.2.2 PN结形成在一块本征半导体两侧通过扩散不同的杂质，分别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半 导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程：因浓度差多子的扩散运动由杂质离子形成空间电荷区空间电荷区形成内电场J J内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散 最后,多子的扩散和少五辆移达到动态平衡。3.2.3 PN结的单向导电性PN结加正向电压时，呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单 向导电性。专业资料PN结V-I特性表达式&=人（”/_1）其中Is 反向饱和电流VT温度的电压当量且在常温下（伫300K）kTVT=0.026V反向偏 置特性zD/mA-1.0-0.5Zd=1s-1.0-0.5I正向偏IL0.5 1.0%/VPN结的伏安特性=26 mV专业资料3.2.4 PN结的反向击穿当PN结的反向电压 增加到一定数值时，反 向电流突然快速增加，此现象称为PN结的反向 击穿。热击穿不可逆雪崩击穿A 齐纳击穿电击穿可逆专业资料3.3.2二极管的伏安特性一、PN结的伏安方程反向饱和电流 温度的108，i014A 电压当量玻尔兹曼常数 1.38*1023j/k电子电量J，当 T=300(27)：VT=26 mV专业资料二、二极管的伏安特性0v I vl 0V I I U(BR)VD(o n)=(0.6 0.8)V 硅管 0.7 V(0.2 0.4)V 错管 0.3 ViD=/s V S(硅)几十|LiA(错)I反向电流急剧增大（反向击穿）专业资料3.4.2二极管电路的简化模型分析方法1.二极管片/特性的建模将指数模型iD=/s（e/-1）分段线性化，得到二极 管特性的等效模型。（1）理想模型+0-0 0-0，D=0(也，7d=)(d)（a）广瑞性（b）代表符号（c）正向偏置时的电路模型（d）反向偏置时的电路模型专业资料(2)恒压降模型(3)折线模型+DZD(b)(a)特性(b)电路模型(a)特性(b)电路模型专业资料(4)小信号模型q=0时，。点称为静态工作点，反映直流时的工作状态。为二嗑sinH时(%。专业资料3.5特殊二极管(一)稳压二极管结构:接触型硅二极管主要特点:(a)正向特性同普通二极管(b)反向特性较大的AZf较小的AU工作在反向击穿状态。在一定范围内，反向击穿 具有可逆性。(3)主要参数稳定电压：Uz最小稳定电流：/zmizmm最大稳定电流：Azma x专业资料31第四章 三极管及放大电路基础湖北民族学院信息工程学院专业资料半导体三极管的结 构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型 和PNP型。(a)NPN型管结构示意图(b)PNP型管结构示意图(c)NPN管的电路符号(a)(b)(d)PNP管的电路符号b o专业资料集电极Collector发射极Emitter/集电区 收集栽流子（电子）一基区复合部分电子控制传送比例1发射区发射载流子（电子）结构特点：掺杂浓度低于发射 区且面积大掺杂浓度远低产发 射区且很薄掺杂浓度最高专业资料4.1.2放大状态下BJT的工作原理三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。外部条件：发射结正偏集电结反偏由于三极管内有两种载流子（自 由电子和空穴）参与导电，故称为双 极型三极管或BJT（Bipolar Junction Transistor）o1.内部载流子的传输过程 发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子（以NPN为例）1e=/b+nC+CBO感抑态下BJT中载流子的传输过程HOME2.电流分配关系根据传输过程可知 4=4+Ic Ic=4c+/cbo设专输到集电极的段 发射极注入电流即a=通常，C，CBO贝!有”左 山以为电流放大系数。它只 与管子的结构尺寸和掺杂浓度 有关，与外加电压无关。一般 a=0.9-0.99 o0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的e下4减小，特性曲线右移。+O0BEZbcicO+T Oce共射极连接专业资料HOME支区JBJT的IA/特性曲线2.输出特性曲线ZCCE)I iB=c o nst输出特性曲线的三个区域：饱和区：达明显受外E控制的区域，该区域内，一般%E0.7V（硅管）。此时，发射结正偏,集电结正偏或 反偏电压很小。截止区：M接近零的区域，相当 的曲线的下方。此时，be小于死区 电压。放大区：无平行于九E轴的区域，曲 线基本平行等距。此时，发射结正 偏，集电结反偏。专业资料4.1.4 BJT的主要参数极限参数(1)集电极最大允许电流/cm(2)集电极最大允许功率损耗O叫 BR)CEO%e/VHOME匕 BR)CEO1一基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。专业资料4.3.1图解分析法1.静态工作点的图解分析在输入特性曲线上，作出直线%e=%b-%4，两线的交点 即是。点，得到，bq。在输出特性曲线上，作出直流负载线%E二%c Tc凡，与，BQ曲 线的交点即为。点，从而得到EQ和，CQ。2.动态工作情况的图解分析根据%的波形，在BJT的输入特性曲线图上画出用E、，B的专业资料HOME2.动态工作情况的图解分析根据的变化范围在输出特性曲线图上画出和vCE的波形专业资料HOME3.静态工作点对波形失真的影响截止失真的波形专业资料HOME3.静态工作点对波形失真的影响专业资料4.3.2小信号模型分析法1.BJT的H参数及小信号模型建立小信号模型的意义 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。建立小信号模型的思路当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极 管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以 把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来 处理。专业资料HOMEBJT的H参数及小信号模型 H参数的确定4 bO-=+oc+般也用公式估算，be（忽略，e）Ube eV c e，be=，bb，+（l+/），eoeO其中对于低频小功率管6b，k200cc=K(mV)26(mV)而八=-=-/eq(mA)/eq(mA)(T=300K)厂bbb Ob则 A 200Q+(l+y)26(mV)%(mA)e专业资料HOME4.4.2射极偏置电路重点掌握固定偏流射极电路和分压式射极 电路专业资料小信号模型等效电路法的步骤:1.首先利用图解法或近似估算法确定放大电路 的静态工作点Qo2.求出静态工作点处的微变等效电路参数P和%3.画出放大电路的微变等效电路。可先画出三 极管的等效电路，然后画出放大电路其余部分的交 流通路。4.列出电路方程并求解。专业资料三种组态的特点及用途共鼾做双大甩路：电压和电流增益都大于L输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多 级放大电路的中间级。共集电极放大电路：只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在 三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可 用于输入级、输出级或缓冲级。共基极放大电路：只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输 入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用 于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电 位移动的功能。专业资料4.6放大电路的频率响应阻容耦合放大电路由于存在级间耦合电容、发射极旁路电 容及三极管的结电容等，它们的容抗随频率变化，故当信号 频率不同时，放大电路的输出电压相对于输入电压的幅值和 相位都将发生变化。频率特性Au=Au(f)Z(p(f)/幅频特性：电压放大倍数的模I4J与频率/的关系 A(/)幅频特性、相频特性：输出电压相对于输入电压的 相位移。与频率/的关系妫一)专W或相频特性HJ14。I0.707|40。|三极管结电容、力造成耦合、旁路电 容造成。o(p-90-180-270相频痔悭料4.7多级（组合）放大电路耦合方式有 务点4.7.1 级间耦合方式基本放大电路 一多级放大电路 一级级间耦合：级与级之间的连接 r直接耦合耦合方式 阻容耦合 变压器耦合光电耦合1.直接耦合将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端称为直接耦合。如图所示专业资料二、直接耦合方式的优缺点优点：低频特性好（可放大变化缓慢的信号）；易于集成化。缺点：Q点相互影响不便于分析、设计和调试。电平偏移存在零点漂移（简称零漂）现象 适用场合：集成电路中。2.阻容耦合将前级的输出端通过电容接到后级的输入端称为阻容耦合。专业资料优点:Q点相互独立:便于分析、设计和调试。缺点：低频特性差（不能放大变化缓慢的低频信号）；不便于集成化。适用场合：特殊需要的分立元件电路中。专业资料3、变压器耦合将前级的输出端通过变压器接到后级的输入端或负载电阻上称(b)优点：Q点相互独立便于分析、设计和调试;能实现阻抗变换“咨鼎专业负科4.7.2多级（组合）放大电路的动态分析伙）5dO+口级放大电路交流等效电路的方框图一、电压放大倍数放大电路中，前一级的输出电压等于后一级的输入电压，即小+*U即“1=U迫、Uo2=3、f/o(n4)=Uin4 ui2 uin 41 4 1m4小J=1汪思必须将后级输入电阻作为前级的负载电阻。专业资料二、输入电阻三、输出电阻专业资料5场效应管放大电路5.1 金属氧化物半导体(MOS)场效应管5.2 MOSFET放大电路5.3 结型场效应管(JFET)*5.4神化镀金属半导体场效应管5.5各种放大器件电路性能比较专业资料场效应管的分类：MOSFET(IGFET)FET 绝缘栅型场效应管Yjfet r 结型ir增强型I耗尽型r N沟道 t P沟道-N沟道二P沟道N沟道P沟道(耗尽型)耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道场效应管是电压控制型器件、易是电流控制型器件5.1.1 N沟道增强型MOSFET专业资料5.1.1 N沟道增强型MOSFET1.结构（N沟道）gd I 衬底H-oI-BS o符号专业资料5.1.1 N沟道增强型MOSFET2.工作原理（D 0GS对沟道的控制作用当。gsWO时无导电沟道，d、s间加电压时，也 无电流产生。当OGgs 及时在电场作用下产生导电沟道，d、s间 加电压后，将有电流产生。%s越大，导电沟道越厚及称为开启电压S%G|Z DJNZZZ2耗汝层N型（感生）沟道、P1b衬底弓I线专业资料2.工作原理（2）%s对沟道的控制作用当0Gs一定（%S%）时，%sT f 4T f沟道电位梯度T-靠近漏极d处的电位升高f电场强度减小-沟道变薄整个沟道呈楔形分布N型（感生）沟道PJb衬底引线2.工作原理(2)Ods对沟道的控制作用当0Gs一定当GS 1)时，%s T f 4T f沟道电位梯度T当0DS增加到使%)二%时，在紧靠漏极处出现预夹断。在预夹断处：Ogd=%sPds=/PB衬底引线专业资料2.工作原理(2)Ods对沟道的控制作用预夹断后，pdsT 一夹断区延长一沟道电阻T f4基本不变B衬底引线专业资料2.工作原理（3）%S和0Gs同时作用时0DS一定，0Gs变化时给定一个0Gs，就有一条不 同的6-%s曲线。B衬底引线3.特性曲线及大信号特性方程(1)输出特性及大信号特性方程，D=Z(DS)0Gs=c o nst.预夹断临界点轨迹ZD/mA|VdS=GS%(或 GDyGSyDS t)截止区当心s 9 且%S2（%S-%）V-I特性：，D=Ki（%S-%产=KM（等-1）2=Ido（等 T）2JDO=是。gs=2%时的%专业资料3.特性曲线及大信号特性方程(2)转移特性片=Ido（等-If%专业资料5.2 MOSFET放大电路5.2.1 MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算2.图解分析3.小信号模型分析专业资料5.2.1 MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算(1)简单的共源极放大电路(N沟道)Cbi.0】n%g直流通路oDD共源极放大电路专业资料HOME5.2.1 MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算(1)简单的共源极放大电路(N沟道)Rg i+Rg 2须满足Ls/，否则工作在截止区假设工作在饱和区，即 Vps (VGS-VT)o丘DVdS=%D-Id4验证是否满足%(VGS-VT)如果不满足，则说明假设错误再假设工作在可变电阻区即%(VGS-VT)专业资料HOME5.2.1 MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算静态时，P1=0,VG=0,/D=/Id=K（Vgs匕了（饱和区）%=%专业资料HOME5.2.1 MOSFET放大电路2.图解分析?f DD 7?d j|ZD由于负载开路，交流负载线与直 流负载线相同专业资料HOME2g s非线性失 真项521 MOSFET放大电路3.小信号模型分析（D模型“D=K（GS%=Kn（%SQ=KJ（匕 SQ%）+%F=（%-/f+ZKK%-%）%+（=IdQ+g mOg s+KnV静态值 动态值（直流）（交流）当，%s 2（%q-5）时，,D=IdQ+g m0g s=Ij)Q+d专业资料HOME高频小信号模型5.22 MOSFET放大蛆3.小信号模型分析模型 tD=IDQ+gmgs=IDQ+tdd gm%sJd _-g-臼 d 1-1 o-o-od+|1+J%令,d s%g%S+-Is s.限0g Jd _ d+%s 令 g m%s%7 s 九M时Cg d id1 1 ,工丁|的心依丁 Kis备+“Y|Cd sS专业资料3.小信号模型分析电D(2)放大电路分析(例525)解：例5.2.2的直流分析已求得：1nq=0.5mA VGSQ=2V%=4.75 V d 卜 D 人Sg m=2Kn(%sQ_%)=2xO.5x(2-l)mA/V=l mA/V专业资料HOME3.小信号模型分析(2)放大电路分析(例525)%=_gm%Rd缶=。即+(gm0gs)R=。即(1+gmR)A=o=gmA 0%1+gmRK=Rgi R淳R。Rd4=2=%=4.丹0s 4 0s Ri+Rs专业资料JIOME3.小信号模型分析（2）放大电路分析（例526）4%（g mOg s）（R，ds）Z1=-=-q Og s+g mg s（R表ds）二 g m（RG）=i1+即（氏5）A=o_=o.lvs为 0 S二心（氏5）（R）-i+gm（RA）Ri+RsHOME3.小信号模型分析g,（2）放大电路分析Rj=RgiRg2-O+7?gi II Ag2 0 Visg mg s R n0HOME5.3结型场效应管5.3.1 JFET(Junction FET)的结构和工作原 理5.3.2 JFET的特性曲线及参数5.3.3 JFET放大电路的小信号模型分析法专业资料5.3.1 JFET的结构和工作原理1.结构dg#符号中的箭头方向表示什么？专业资料HOMEBACKNEXT2.工作原理（以N沟道JFET为例）0GS对沟道的控制作用 当。GSO时PN结反偏-耗尽层加厚.沟道变窄。0 Gs继续减小，沟道 继续变窄。当沟道夹断时，对应P的栅源电压0Gs称为夹断+g电压吟（或%s（o ff）。对于N沟道的JFET,Vp d4-pg当。DS增加到使不耗尽匠 AX八 N X耗尽喝,p+0DS%D=%时，在紧靠漏s极处出现预夹断。此时。dsT一夹断区延长-沟道电阻T/d基本不变7”耗尽层 f 1,N、，D迅速增大ShDDr 一耗尽层/丁 二 一+p专业资料HOME和 饱.如 gP专业资料2.工作原理（以N沟道JFET为例）%s和%s同时作用时当 CgsvO时，导电沟道更容易夹断,对于同样的s,4）的值比0Gs=。时的值要小。在预夹断处vgd-vgsTvds=4专业资料HOME综上分析可知沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电,所以场效应管也称为单极型三极管O JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因 输入电阻很高（可以达到107。以上）。JFET是电压控制电流器件，4受虫控制。预夹断前/d与%s呈近似线性关系；预夹断后，/D趋于饱和。#为什么JFET的输入电阻比BJT高得多?专业资料HOME5.3.2 JFET的特性曲线及参数1.输出特性/D=/(DS)=00.2.转移特性d /(GS Ops=c o nst.(Vp%s 0)专业资料HOME期笆性曲线及参数3.主要参数与MOSFET类似专业资料HOME5.3.3 FET放大电路的小信号模型分析法1.FET小信号模型(1)中频模型专业资料HOME(2)高频模型g o-+嚓Cg d4Fd j d-f l+dso专业资料HOME2.动态指标分析（1）中频小信号模型f0&D专业资料HOME2.动态指标分析(2)中频电压增益忽略Qs,由输入输出回路得化=Ogs+g网 R=0 曲(I+gmR)Oo=_gm%Rd则gm4 1+gmKg d Ji7r+gm%)A-二噎+(1+)R(3)输入电阻V+gsK=K；线3+(4142)通常%+Q+qgm)RRg3+(Rg，Rg2)(4)输出电阻VRd HOME例531 电路如图538(a)所示，设Rg3=10MQ,Rg1=2MQ,Rg2=47kQ,Rd=30kQ,R=2kQ,VDD=18V5 JFET0(VGSQ-VP)=-0.22-(-1)=0.78V,JFET确实工作在饱和区,与假设一致，因此前面的计算正确。专业资料例5,3,2场效应管的跨导是大一些好还是小一些好？如果管子已经确定，为了使跨导大一些应该如何改变%s的变化范围?解：跨导是衡量场效应管栅极控制作用的一个重要 参数，它和双极型晶体管的B相类似。跨导愈大，控制作用愈强，放大倍数也愈大。跨导的大小与工 作电流有关(见P209式(5.1.1.9)g m(愈大，跨导愈大，所以为了使跨导大一些，应把工作电流加大而不是改变%s专业资料5.5各种放大器件电路性能比较表5,5.2各种放大器件电路性能比较专业资料5.5各种放大器件电路性能比较组态对应关系：BJT FETCE CSCC CD电压增益：CB CGBJTFET0(0&)(1+0(4&)/+(1+0(4&)0(凡&)cs：-gmSMA)e gmSRRCUD:-l+gm(ARRL)(gm+)(&！)CG：_丫也11 R/Rl-专业资料5.5各种放大器件电路性能比较输入电阻:BJT FETCE：小k CS：很高CC：&%+(1+/)(凡4)CD：很高CB：R/-CG：R“L6 1+P g m输出电阻：CE：RCC：R（灰4）+%e 1+/3CB：RCS：。Rdcd：a hrhCG：小 R&专业资料HOME例题放大电路如图所示。已知g m=18mS,p=100,“e=1 求电路的中频增益、输入电阻和输出电阻。-%c20 VCb2J 10 pFk3jG4%1-o-+Tl-0.47*CS146解：画中频小信号等效电路Rs5kC以o%50Ri100 c当4.7 QT47HF电流跟随 倒相电压放大HOME例题根据电路有 r?，立鹏+心匕居 q g m9-L+应b。应b 匕（）“=一双凡士一治匕凡一.o+dg ml40Mnbo+几口均则电压增益为AyM=Vigm凡1+gm 凡=-128.6则上上BVsM%匕 Vi瑞=5MCJ?J?=20kQ VF L由于 Ri=Ro Rw 1 8 SRs+Ri4vmh 4VM=-128.6e nd专业资料HOME第六章模拟集成电路湖北民族学院信息工程学院6.1.1 BJT电流源电路1.镜像电流源、丁2的参数全同T=TrCEOl rCEO2%E2%E1C2Cl即 4=%，当BJT的/较大时，基极电流4可以忽略T=T=1 xo,C2 2 REFKc 一)匕C+%ER R代表符号专业资料HOME6.1.1 BJT电流源电路1.镜像电流源动态电阻=(C2 rlo c)OCE2rc e一般q在几百千欧以上专业资料HOME6.2.1差分式放大电路的一般结构2.有关概念id=Vil-Vi2差模信号Lc=；（。il+Vi2）共模信号A；d=差模电压增益%4c 二三共模电压增益其中4差模信号产生的输出次共模信号产生的输出总输出电压笠。=+4F 专业盗判HOME7.3负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路中各种信号量的含义信号量或信号传递比反馈类型电压串联电流并联电压并联电流串联工0电压电流电压电流工、久f、2id电压电流电流电压A=x0/xidAv=u0/vid4=八记A=vo/iidF=xf/x0Fv=uf/v0&=%/%月二%。Af=xjxi=A1+AFAvf=v0/vi=44f=4f=%我_ A_ 41+Ag Fr+AuFu1+4可l+ArFg功能火控制叶,电压放大力控制i。，电流放大%控制%,电流转换为 电压S控制小，电压转换为 电流专业资料7.3负反馈放大电路增益的一般表达式2.反馈深度讨论一般情况下，A和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影 响时，4、A和歹分别用4、4和P表示。*即4=(1+AF)称为反馈深度1+AF(1)1+4户1时，AF 1时，深度负反馈(3)1+4 vl 时，AF A,正反馈(4)1+4户=0时，4-00,自激振荡专业资料；e ndHOME7.4负反馈对放大电 路性能的影响7.41 提高增益的稳定性7.4.2 减小非线性失真7.4.3 抑制反馈环内噪声7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响专业资料HOME257.4.4对输入电阻和输出电阻的影响串联负反馈增大输入电阻并联负反馈一减小输入电阻电压负反馈一减小输出电阻，稳定输出电压电流负反馈增大输出电阻，稳定输出电流特别注意表7.4.1的内容负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。专业资料；e ndHOME为改善性能引入负反馈的一般原则 要稳定直流量一引直流负反馈 要稳定交流量一引交流负反馈口要稳定输出电压-引电压负反馈口要稳定输出电流引电流负反馈 要增大输入电阻一 引串联负反馈 要减小输入电阻一引并联负反馈 要增大输出电阻一引电流负反馈O要减小输出电阻-引电压负反馈 对于电压信号源一引串联负反馈效果更明显 对于电流信号源一引并联负反馈效果更明显7.5深度负反馈条件下 的近似计算1.深度负反馈的特点2.举例专业资料1.深度负反馈的特点 由于 1+AF 1 贝 1|4=土1+AF AF F即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关*又因为4=今F=i 代入上式得氏*(也常写为Xf Q%)输入量近似等于反馈量r xa=x-xfo(xid 0)净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚”的概念专业资料HOME1;深度负的特点深度负反馈条件下久id=久1_ Kf才0串联负反馈，输入端电压求和.rid=Oj Of=0 虚短/id=0 虚断并联负反馈，输入端电流求和，id=-4 Q 0 虚断“id=h d 虚短l id专业资料HOME2.分析负反馈放大电路的一般步骤(1)找出信号放大通路和反馈通路(2)用瞬时极性法判断正、负反馈(3)判断交、直流反馈(4)判断反馈组态(5)标出输入量、输出量及反馈量(6)估算深度负反馈条件下电路的F、Avf o(常常利用虚短和虚断直接列表达式求解)8.1功率放大电路的一般问题1.功率放大电路的特点及主要研究对象2,功率放大电路提高效率的主要途径专业资料HOME8.0功率放大电路概述能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为 功率放大电路，简称功放。功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯 追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的 情况下，输出尽可能大的功率。功放电路的要求：大，三极管极限工作二 Pmax/Pv 要高，失真要小专业资料一、主要技术指标1.最大输出功率Pm功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。是 交流功率，表达式为尸最大输出功率是在电路参数确定的情况下，负载上可能 获得的最大交流功率2.转换效率功率放大电路的最大输出功率与电源提供的直流功率之 比。直流功率等于电源输出电流平均值及电压之积。3.最大输出电压Vm专业资料二、功率放大电路中的晶体管在功率放大电路中，为使输出功率尽可能大，要求 晶体管工作在极限应用状态。【晶体管集电极电流最大时接近/CM（集电极最大允许电流）晶体管管压降最大时接近V（BR）CEO晶体管耗散功率最大时接近Pcm（集电极最大允许耗散功率）选择功放管时，要注意极限参数的选择，还要注意其散 热条件，使用时必须安装合适的散热片和各种保护措施。三、功率放大电路的分析方法采用图解法专业资料种工作状态根据正弦信号整个周期内三 极管的导通情况划分甲类：一个周期内均导通 乙类:导通角等于180 甲乙类：导通角大于180 丙类：导通角小于180营业贝科8.2 射极输出器甲类放大的实例S()+Vcc一除E简化电路带电流源详图的电路图特点：电压增益近似为1,电流增益很大，可获得较大的功率增益，输出电阻小，带负载能力强。专业资料8.3 乙类双电源互补对称 功率放大电路8.3.1 电路组成832分析计算8.3.3 功率BJT的选择专业资料831乙类双电源互补对称功率放大电路1.电路组成由一对NPN、PNP特性相同 的互补三极管组成，采用正、负 双电源供电。这种电路也称为 OCL(Output Capacitorless)互 补功率放大电路。2.工作原理两个三极管在信号正、负 半周轮流导通，使负载得到一 个完整的波形。专业资聚3.分析计算图解分析3.分析计算（1）最大不失真输出功率Pmax/Vc c-KcES 2 p J-L o ma x d4=（匕c-Kes 尸一 2&实际输出功率P。.=Vj=Km Km 一 Kn/42 42 2 公 料因电压增益近似为1,当输 入信号足够大，Vces很小 时，使 Vim=Vo m*Vc c 时，可 获得最大功率输出。3.分析计算（2）管耗Pt单个管子在半个周期内的管耗(Vcc _ KmSin收)虫口 t)2兀J。居Lsincot sin2)d(a)t)氏1(k m两管管耗 PT=PTi+PT2=_n_）R.n 4L-电源榆入的直流功率,有一部分通过三极管转换为输出功率，剩余的部分则消耗 在三极管上，形成三极管的管耗。最大管耗与最大输出功率的关系:匕（凡因为:Kc KmV,om n令 dPTi/dVm=O，则1：n 42即：当,%P=明纹因n2 2-VCC 冗n 0.6Vc（2%）2 万4时，具有最大管子功耗。1 2%2 V 2）,CC一1 V 2.CC/瓦2纹I九2选管依据之一专业资料3.分析计算Kc 时，PyVm当 vo m=2%曦嗑）Rl兀 4=2.%n R、L(4)效率n=-=.YPv 4 Vc co m当Km”时，It 77=专业袭料 478.5%5、功率BJT的选择:由上面的分析知，若想得到最大输 出功率，BJT的参数必须满 足下列条件：每只BJT的最大允许管耗Pcm必须大于PnmaO2Pm；考虑到当T2导通时，当VCE2。时，Vcei具有最大值，且等 于2Vc c。因此，应选用|V（br）ceoI2Vcc的管子；通过BJT的最大集电极电流为Vcc/Rl，所选BJT的I 般不宜低于此值。CM-专业资料8.4甲乙类互补对称功率 放大电路8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路专业资料8.4.1甲乙类双电源互补对称电路乙类互补对称电路存在的问题由于4、管输入特性存在死区，所以输出波形在信 号过萋附近产生失真交越失真。原因：假设%、丫2的死区电压都是0.6V,那么在输入 信号电压IUH0.6V期间，和丫2截止，输出电压为零,得到如图所示失真了的波形，交越为矗源形8.4|设T3已有合适：Il源互补对称电路的静态工作点1.静态偏置可克服交越失真2.动态工作情况二极管等效为恒压模型理想二极管1C2-利用二极管进行偏置的 互卜对称电路#在输入信号的整个周期内，两二极管是否会出 现反向偏置状态？专业资料8.4.1甲乙类双电源互补对称电路V=&+衣2,ykCE4 kBE4八2%E4可认为是定值(0.6-0.7V)利用扩大电路进行 偏置的卜对称电路是定值,电源。/不变时，%E4也可看作是一个直流只要调节R/、R2的比值,就可改变叫、T2的偏压。该方法在集成电路中常用 到。专业资料8.4.2甲乙类单电源互补对称电路静态时，偏置电路使VK=VC-VCC/2（电容C充电达 到稳态）。当有信号q时 负半周明导通，有电流通过负载公，同时向。充电正半周T2导通，则已充电的电 容C通过负载与放电。只要满足公。，信，电容。就 可充当原来的一 Vc c；计算p。、Pv和尸Tm的公式 必须加以修正，以Vc J2代替原 来公式中的V“。Vcc专业资料；e ndHOME第九章信号处理与信号产生电路湖北民族学院信息工程学院专业资料9.1滤波电路的基本概念与分类1.基本概念滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。滤波电路传递函数定义A(s)=匕 乂防 o-滤波电路-0s=j0 时，有=|A(jfi?)|ej()-F(a)=1振幅平衡条件0a 3)+0f(=2加相位平衡条件HOME只有正反馈雄能产生自激振荡2.起振和稳幅起振条件r A(f()1I(Pa()+伙()=2mt#振荡电路是单口网络,无须输入信号就能起振,起振的信号源来自何处？电路器件内部噪声以及电源接通扰动选频:噪声中，满足相位平衡条件的某一频率g的噪声信号被 放大，成为振荡电路的输出信号。稳巾雷当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增,否则波形将出现失真。稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时,使振幅平衡条件从AF1回到A尸=1。利用负反馈专业资料HOME3.振荡电路基本组成部分放大电路（包括负反馈放大电路）卜反馈网络（构成正反馈的）选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈 网络合二为一。）稳幅环节HOMELe nd专业资料9.6/7C正弦波振荡电路1.电路组成2-RC串并联选频网络的选频特性3,振荡电路工作原理4.稳幅措施专业资料HOME1.电路组成AC桥式振荡电路反馈网络兼做选频 网络专业资料HOME3.振荡电路工作原理当0=4=上时，0f=oIvC用瞬时极性法判断可知,电路满足相位平衡条件0a+0f=2兀此时若放大电路的电压增益为 放大出路选频网络A居则振荡电路满足振幅平衡条件 耳=3x=1电路可以输出频率为/。=-7的正弦波ZTTl vCKC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于1 MHz的正弦波专业资料9.7 LC正弦波振荡电路9.7.1 LC选频放大电路9.7.2 变压器反馈式乙嗨荡电路9.7.3 三点式L端荡电路9.7.4 石英晶体振荡电路专业资料HOME9.73三点式LC振荡电路1.三点式LC并联电路仍然由LC并联谐振电路构成选频网络中间端的瞬时电位一定在首、尾端 电位之间。三点的相位关系A.若中间点交流接地，则首端与尾端 相位相反。B.若首端或尾端交流接地，则其他两 端相位相同。电感三点式专业资料HOME9.7.3三点式乙嗨荡电路2.电感三点式振荡电路LC并联谐振电路中的电感有首端、中间抽头和尾端三个端点，其交流通路分别与放大电路的集电极、发射极和基极相连，反馈信me电感L2上的电压。专业资料HOME9.7.3三点式乙嗨荡电路3.电容三点式振荡电路9.8非正弦信号产生电路9.8J电压比较器单门限电压比较器 迟滞比较器集成电压比较器982方波产生电路9.8.3锯齿波产生电路专业资料HOME通过几种电压比较器的分析，可得出如下结论:(1)用于电压比较器的运放，通常工作在开环或正反馈状态和非线性区，其输出电压只有高电平匕汨和低电%L两种情况。(2)关系。(3)一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的函数电压传输特性的关键要素输出电压的高电平/H和低电平 门限电压输出电压的跳变方向令=%所求出的巧就是门限电压A%等于门限电压时输出电压发生跳变跳变方向取决于是同相输入方式