模电复习专题培训市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,半导体,本征半导体,杂质半导体,本征激发,自由电子,空穴,载流子,N型,P型,自由电子（多子）,空穴（少子）,自由电子（少子）,空穴（多子）,掺杂,热激发,半导体：,少子对温度非常敏感；而多子浓度基本上等于杂质原子浓度，因此受温度影响不大。,第1页,第1页,PN结特性单向导电性,要求：,P区接电源正，N区接电源负为PN结加,正向,电压,N区接电源正，P区接电源负为PN结加,反向,电压,单向导电性,PN结加,正向,电压时（正偏），,导通,PN结加,反向,电压时（反偏），,截止,P,N,+,+,+,+,+,+,第2页,第2页,U/V,二极管,硅,二极管死区电压约为：,U,th,=0.5 V,左右,，,锗,二极管死区电压约为：,U,th,=0.1 V,左右。,第3页,第3页,60,40,20,0.02,0,0.4,25,50,i,D,/mA,u,D,/V,20,C,90,C,伴随温度升高，,正向,特性曲线,左移,，即正向压降减小；,反向,特性曲线,下移,，即反向电流增大。,普通在室温附近，温度每,升高1,，其,正向压降减小2-2.5mV,；,温度每,升高10,，,反向电流,大约,增大1倍左右。,半导体二极管温度特性,第4页,第4页,S,正偏导通，,u,D,=0；,反偏截止，,i,D,=0,S,抱负模型,第5页,第5页,恒压降模型,当流过二极管电流近似等于或不小于1mA时，能够认为二极管导通后，管压降是恒定，且不随电流而变；硅管为0.7伏，锗管为0.2伏。,第6页,第6页,二极管单向导电性应用很广，可用于：检波、整流、限幅、钳位、开关、元件保护等。,1）断开二极管，判断二极管两端电位,2）依据题目要求利用抱负模型或者恒压降模型进行等效，再求解,类型题：,1）求输出电压，画输出波形,2）开关电路求输出电压（压降大二极管优先导通）,第7页,第7页,1）正偏导通，反偏截止；,2）当反向电压加到某一定值时,U,Z,，产生反向击穿，反向电流急剧增长，,只要控制反向,电流,不超出一定值,，管子就不会损坏。,稳压二极管,稳压二极管是应用在,反向击穿区,特殊二极管。,第8页,第8页,应用：,1）稳定电压和稳定电流；,2）给输入电压求输出电压及波形；,3）稳压管串并联,第9页,第9页,发射区掺杂浓度高,，,基区很薄,，,集电结面积大,是确保三极管能够实现电流放大,内因,；发射结正偏，集电结反偏是确保三极管实现电流放大,外因,；,电流控制电流,半导体三极管（BJT）-电流放大特性（,）,第10页,第10页,（模电）放大区：发射极正偏，集电结反偏；线性放大,饱和区：发射结正偏，集电结正偏；,U,CES,（饱和管压降）；近似开关闭合；,截止区：发射结反偏，集电结反偏；,近似开关断开；,第11页,第11页,发射结正偏，集电结反偏，即,V,c,V,b,V,e,(NPN),V,c,V,b,V,e,、V,b,V,c,(NPN),V,b,V,e,、V,b,V,c,(PNP),两个结都反偏，即,V,b,V,e,V,b,V,e,V,b,V,c,(PNP),放大,饱和,截止,依据三极管电位判断是硅管锗管（看发射结电压）、是NPN还是PNP（结合PN结单向导电性），是放大，饱和还是截止,第12页,第12页,双极型三极管,场效应三极管,结构,NPN型,结型 N沟道 P沟道,PNP型,绝缘栅增强型,N沟道 P沟道,绝缘栅耗尽型,N沟道 P沟道,C与E普通不可倒置使用,D与S有型号可倒置使用,载流子,多子扩散少子漂移,多子漂移,输入量,电流输入,电压输入,控制,电流控制电流源CCCS(),电压控制电流源VCCS(gm),场效应管,第13页,第13页,分立元件放大电路,固定偏置放大电路,分压偏置放大电路,第14页,第14页,直流,、,交,信号同时存在,交流信号是被放大信号,直流信号确保三极管,不失真,放大交流信号,直流信号,交流信号,分开处理,直流,电路分析,（,静态,分析,）,I,BQ,I,CQ,U,BEQ,U,CEQ,估算法,图解法,交流,电路分析,（动态,分析,）,A,u,R,i,R,o,（A,us,）,小信号模型,r,be,Q,rbb+(1+,),26/,I,EQ,(mA),第15页,第15页,饱和失真,截止失真,由于放大电路工作点达到了三极管,饱和区而引起非线性失真。对于NPN,管，,输出电压表现为底部失真。,由于放大电路工作点达到了三极管截止,区而引起非线性失真。对于NPN管，,输出,电压表现为顶部失真。,波形非线性失真,注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真表现形式，与NPN管正好相反。,第16页,第16页,1、产生饱和失真原因,Q点靠近饱和区,2、消除饱和失真办法,使Q点移动到放大区，经常减小I,B,来消除饱和失真,第17页,第17页,1、产生截止失真原因,Q点靠近截止区,2、消除截止失真办法,使Q点移动到放大区，经常增长I,B,消除截止失真,第18页,第18页,共集电极,共射极,电压增益,低,高,电流增益,高,高,输入电阻,高,中,输出电阻,低,高,输入和输出相位关系,同相,反相,第19页,第19页,R,L,第一级,第二级,第n-1级,第 n级,输入级,中间级,输出级（末级）,前置级（放大电压）（共发射极）,放大功率,（共集电极）,多级放大电路,第20页,第20页,阻容耦合多级放大电路分析,静态,分析,两级电路分别分析，相称,于分析两个单级电路,动态,分析,总电压放大电路放大倍数,总输入电阻,总输出电阻,第21页,第21页,在求分立元件多级放大电路动态参数时可将电路作两种等效。,是将后一级输入电阻,作为前一级负载考虑，,即将第二级输入电阻,等效为第一级负载电,阻,R,L1,=R,i2,。,第1种等效,第22页,第22页,将后一级与前一级,开路，计算出前一级,开路电压放大倍数,和输出电阻，将其等,效为后一级信号源,和信号源内阻。,第2种等效,第23页,第23页,直接耦合放大电路静态分析,第24页,第24页,第25页,第25页,u,i1,u,i2,共模,信号,差模,信号,差动放大电路（克制零点漂移）,第26页,第26页,长尾电路静态计算,双端输出时,接入负载后静态工作点无改变,T,2,管静态工作点与T,1,管相同,单端输出时,T2管静态工作点与T1管只有VC不同，其它均相同，且和双出相等,第27页,第27页,长尾电路动态计算,第28页,第28页,双端输出时,差模输入时：RE短路；有输出负载：RL/2,共模输入时：AC=0,第29页,第29页,单端输出时,共模输入时（2R,E,）,第30页,第30页,差模输入时：RE短路；有输出负载：RL,若从3端输出,若从4端输出,第31页,第31页,动态分析与长尾电路同样，即增长元件不影响动态参数,为提升共模克制比，引入了恒流源差放电路：,第32页,第32页,功率放大电路,效率,.单电源供电；,.输出加有大电容。,OTL：,OCL：,.双电源供电；,.输出无大电容。,第33页,第33页,最大不失真输出时,OTL,第34页,第34页,OCL,最大不失真输出时,第35页,第35页,输入信号很小时，达不到三极管启动电压，三极管不导电。因此在正、负半周交替过零处会出现一些,非线性失真,，这个失真称为,交越失真,。,为处理交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。可采用二极管及三极管偏置电路。,交越失真,第36页,第36页,复合管特点,复合管是两个管,1,、,2,乘积。,复合管类型与第一管类型相同。,复合管输入电阻大，约为单管输入电阻倍。,第一个管子用小功率管，第二个管子用大功率管。则配对时，只需配第二个同类型大功率管。,在功率放大电路中使用复合管时，要注意问题是：第二个管子输入电流应与第一个管子输出电流一致。且每个复合管发射结均能正偏。,第37页,第37页,放大电路中反馈,瞬时极性法传递方向为,即：,放大器：,从输入到输出；,反馈网络：,从输出到输入,规则,三极管和场效应管极性改变为：,-,+,+,+,+,-,+,+,-,+,+,-,1 极性判断：,用瞬时极性法,反馈类型和极性判断办法,第38页,第38页,耦合电容和电阻不改变极性。,差放极性改变,+,+,-,若反馈信号直接引回输入端,，,反馈信号极性与输入信号极性,相反为负反馈,；反馈信号极性与输入信号极性,相同为正反馈,。,若反馈信号没有直接引回输入端,，,反馈信号极性与输入信号极性,相反为正反馈,；反馈信号极性与输入信号极性,相同为负反馈,。,第39页,第39页,2、组态判断,输入端,串联反馈,：,反馈信号没有直接引回输入端,反馈,并联反馈,：反馈信号直接引回输入端反馈,输出端,电压反馈,：,反馈元件上直接连到输出端,反馈,电流反馈,：,反馈元件上没有直接连到输出,端反馈,第40页,第40页,负反馈对放大电路性能影响,直流负反馈,对放大电路性能影响,稳定静态工作点,交流负反馈对放大电路性能影响,使放大倍数减少；提升放大倍数相对稳定性；,串联负反馈使输入电阻增长；,并联负反馈使输入电阻减小；,电压负反馈使输出电阻减小，并能稳定输出电压；电流负反馈使输出电阻增长，并能稳定输出电流；,第41页,第41页,深负反馈放大电路交流参数估算,对串联深负反馈放大电路，有,对并联深负反馈放大电路，有,反馈信号要在输入端寻找,电压：,电流：,电压：,电流：,虚地,第42页,第42页,输入级,中间级,输出级,直流偏置,u,i,u,o,差动放大电路，有两个输入端,共发射极放大电路，放大电压,功率放大电路，输出电阻小，带负载能力强,集成运算放大器构成及表示,集成运放电路,第43页,第43页,u,+,=u,-,虚短,1、线性分析依据:（有负反馈或闭环）,集成运放特点,2、非线性分析依据（无负反馈或开环）,u,+,u-,时，,u,0,=U,OM,u,+,u,-,时，,u,0,=-U,OM,u,+,-u,-,u,O,U,OM,-,U,OM,(u,+,-,u,-,),A,u,0,=,u,o,A,u,0,=,u,o,=有限值,运算电路和比较器,第44页,第44页,