电子技术基础与应用课件全套教学教程整套电子讲义幻灯片.ppt

,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,跳转到第一页,*,电子技术基础与应用,项目一 认识常用的半导体器件,知识目标:,了解半导体的基本知识,掌握半导体二极管和三极管的结构及性能,了解特殊二极管、三极管,技能目标:,掌握常用二极管的管脚识别及检测方法,掌握三极管的管脚识别和检测方法,了解常用的电子焊接知识,任务一 半,导体的基本知识,任务二,P,N结及其单向导电性,任务三,半,导体二极管,任务四 晶,体三极管,项目一认识常用的半导体器件,任务一 半导体的基本知识,任务目标:,了解导体、半导体、绝缘体导电性能的差异,掌握硅和锗本征半导体的原子结构及导电性,掌握杂质半导体（包括P型和N型）的原子结构及导电性,任务一 半导体的基本知识,知识一,导体、半导体、绝缘体,知识二,本征半导体,知识,三,杂质半导体,知识一 导体、半导体、绝缘体,导体,：导电性能良好 如：金、银、铜、铁、铝等,绝缘体,：不导电 如：陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等,半导体,：导电性能介于导体和绝缘体 之间。,如：硅、锗、氧化物、硫化物等,半导体,：,光敏,光照导电能力显著增强。,热敏,加热导电能力显著增强。,搀杂,掺入微量杂质，导电能力,显著增强。,半导体分为：,本征半导体,杂质半导体,知识二 本征半导体,纯净的、结构完整的半导体称本征半导体。如：,硅,、,锗,单晶体。,硅和锗原子结构示意图,a)原子结构示意图 b)简化模型,硅（si）原子,锗（Ge）原子,硅（si）原子,锗（Ge）原子,+14,+32,+14,+32,惯性核,价电子,惯性核,价电子,b),a),硅单晶体共价键结构示意图,本征激发产生空穴电子对,+4,+4,+热（或光）=,自由电子,共价键,空穴,价电子,电子和空穴的移动,1、,自由电子+,2、,空穴,本征半导体中有两种载流子（由本征激发产生）,自由电子数=空穴数,本征半导体导电能力很差！,知识三 杂质半导体,根据所掺杂质不同分为,1.N型半导体,（电子型）,纯净的硅晶体中掺入五价元素磷P,形成N型半导体,2.P型半导体,（空穴型）,纯净的硅晶体中掺入三价元素硼Be,形成P型半导体,N型、P型半导体中的共价键结构,硅,+4,+4,+4,+3,硅,硅,硅,硼,空穴,+4,+4,+4,+5,硅,硅,硅,硅,磷,多余电子,硅,N型硅半导体中的共价键结构,P型硅半导体中的共价键结构,N型半导体中两种载流子,1.,自由电子,多子,（由掺磷和本征激发产生）,2.,空穴,少子（由本征激发产生）,1.,自由电子,少子,（本征激发产生）,2.,空穴,多子,（掺磷和本征激发产生）,P型半导体中两种载流子,N型半导体简化结构示意图,P型半导体简化结构示意图,少子电子,杂质离子,杂质离子,少子空穴,多子电子,多子空穴,a),b),通过以上讨论可知：,在本征半导体中，掺入微量杂质元素，可以使半导体的导电性能显著增强，由于掺入杂质不同，可以形成两种不同的杂质半导体,即N型和P型半导体。,在N型半导体中，自由电子是多子，空穴是少子，在P型半导体中，空穴是多子，自由电子是少子。,N型和P型半导体都是电中性的，对外都不显电性。这是由于本征半导体和掺入的杂质都是电中性的，而在掺杂过程中，既没有得到电荷也没有失去电荷。,任务二 PN结及其单向导电性,任务目标:,了解PN结的形成,掌握PN结的单向导电性。,任务二 PN结及其单向导电性,知识一 PN结的形成,知识二 PN结的单向导电性,电子空穴对（本征激发）,电子空穴对,空穴扩散方向,电子扩散方向,P型,N型,知识一PN结的形成,载流子的扩散运动,扩散运动,：物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动，这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运动。,漂移运动,：在电场力作用下，少数载流子的运动称漂移运动。例如：当空间电荷区形成后，在内电场作用下，少子产生漂移运动，空穴从N区向P区运动，而自由电子从P区向N区运动。,PN结示意图,耗尽层,空间电,荷区,内电场,P型区,N型区,知识二 PN结的单向导电性,R,V,b),I,L,+,-,E,I,R,L,+,-,E,L,+,-,E,I,V,L,+,-,E,a),图1.10 PN结单向导电性实验电路,外加正向电压PN结导通,外加反向电压PN结截止,PN结的单向导电性,任务三 半导体二极管,掌握二极管的结构、符号和类型。,了解二极管的伏安特性。,了解二极管的型号和主要参数。,掌握二极管的识别和简易测试方法。,认识整流二极管、稳压二极管、发光二极管等常用的二极管。,任务目标:,知识一 二极管的结构和类型,知识二 二极管的伏安特性,知识三 二极管的型号和主要参数,知识四 小功率二极管的检测方法,知识五 认识常用二极管,任务三 半导体二极管,V,a)结构,a),b),正极,负极,管壳,P,N,正极,电流方向,a),b),负极,PN结,b)符号,1.结构和符号,知识一 二极管的结构和类型,半导体二极管外型,a)大型金属封状 b)塑料封装 c)玻璃封装,2.二极管分类,3)按用途不同分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管、肖特基二极管等。,1）二极管按所用的半导体材料不同分为硅管和锗管,2）二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。,a)点接触型 b)面接触型 c)平面型,知识二 二极管的伏安特性,分为：正向特性,反向特性（分为反向截止和反向击穿）,图1.16二极管的伏安特性,a)伏安特性示意图 b)硅二极管的伏安特性 c）锗二极管的伏安特性,a),b),c),死区电压最大值叫门限电压，用表示。一般硅二极管的约,0.5伏,，锗二极管的约,0.1伏,。,硅二极管的正向导通压降为,0.7伏,左右，锗管为,0.3伏,左右。,0,i,D,(mA),90,0,C,20,0,C,20,0,C,90,0,C,u,D,(V),温度对二极管特性的影响,当温度升高时，正向特性曲线左移，反向特性曲线向下移。,第一部分,第二部分,第三部分,第四部分,第五部分,用数字表示器件的电极数目,用拼音字母表示器件的材料和极性,用汉语拼音字母表示器件的类型,用数字表示序号,用拼音字母表示规格号,符号,意义,符号,意义,符号,意义,符号,意义,反映二极管参数的差异,反映二极管承受反向击穿电压的高低，如,A,、,B,、,C,、,D其中A承受的反向击穿电压最低，B稍高,2,二极管,A,B,C,D,E,N,型锗材料,P,型锗材料,N,型硅材料,P,型硅材料,化合物,P,Z,W,K,L,普通管,整流管,稳压管,开关管,整流堆,C,U,N,BT,参量管,光电器件,阻尼管,半导体特殊器件,知识三 二极管的型号和主要参数,1.,型号,按照国家标准GB249-74的规定，国产二极管的型号由五部分组成,2 CZ54D,规格号,序号,整流管,N型硅材料,二极管,国家标准对二极管型号的命名举例如下：,2.主要参数,(1)最大整流电流 指二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大正向平均电流。,(2)反向击穿电压 和最大反向工作电压,(3)反向电流,硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管在微安()级。,(4)正向压降,硅二极管的正向压降约0.60.8 V；锗二极管约0.20.3 V。,+,观察外壳上的符号标记,知识四 小功率二极管的检测方法,小功率二极管的检测方法,+,-,-,+,观察外壳上的色点,观察玻璃壳内触丝。对于点接触二极管，如果标记已模糊不清，可以将外壳上的黑色或白色漆层轻轻刮起掉一点，透过玻璃观察二极管的内部结构，有金属触丝的一端就是正极。,小功率二极管的检测方法,将万用表置于,R100,或,R1K,挡，先用红、黑表笔任意测量二极管两端子间的电阻值，然后交换表笔再测量一次，如果二极管是好的，两次测量结果必定出现一大一小。以阻值较小的一次测量为准，黑表笔所接的一端为正极，红表笔所接的一端则为负极。,小功率二极管的检测方法,用万用表测量判别,黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极,红表笔接二极管正极,黑表笔接二极管负极,小电阻,大电阻,小功率二极管的检测方法,用万用表判别,知识五 认识常用二极管,用在检波、限幅和其他小电流整流电路中。如2AP12AP9，2CP12CP20等。,普通二极管,：,整流二极管,：,用在电源设备的整流电路中，将交流电变成脉动直流电。如2CZ112CZ27等。,稳压二极管：,又称齐纳二极管。用在电源供给电路中，稳定电压值。如2CW12CW10等。,V,Z,a),b),图1.22 稳压二极管,a)图形符号 b)外形 c)伏安特性曲线,0,I,zman,U,A,U,z,U,z,i,z,(mA),I,zmin,u,z,(v),c),U,B,A,B,I,z,稳压二极管是一个特殊的面接触型的半导体,硅,二极管，其V-A特性曲线与普通二极管相似，但,反向击穿曲线比较陡,，稳压二极管工作于,反向击穿区,。,发光二极管,发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。,发光二极管,a),外形,b),符号,c),发光二极管应用,发光二极管,发光二极管,七段显示译码器的接法,光电二极管,光电二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。,光电二极管是在反向电压作用下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子-空穴对，称为光生载流子。,光电（敏）二极管,光敏二极管,肖特基二极管,肖特基二极管内部是一个金属半导体结。所谓金属半导体结，是在金属和低掺杂N型半导体的交界处所形成的类似于PN结的空间电荷区，其伏安特性与PN结类似，也具有单向导电性。肖特基二极管与普通二极管相比，有两大主要特点：一是肖特基二极管的导通电压低，约为0.4V；二是肖特基二极管只利用一种载流子（电子）导电，不存在普通二极管的少子，因此工作速度快，适用于高频高速电路。,开关二极管,任务四 晶体三极管,任务目标:,1.掌握三极管的结构和分类。,2.了解三极管电流放大作用原理。,3.掌握三极管的型号了解其主要参数。,4.掌握晶体三极管外型识别方法,5.掌握三极管简易检测方法。,任务四 晶体三极管,知识1 三极管的结构和分类,知识2 三极管的电流放大作用,知识3 三极管的型号和主要参数,知识4 三极管的伏安特性曲线,知识5 晶体三极管的工作状态,知识6 常用晶体三极管的外形识别,知识7 用指针式万用表判断晶体三极 管好坏及辨别三极管的c、b、e电极,知识1 三极管的结构和类型,一、结构和分类,1.结构,通过一定的制作工艺，在一块极薄的硅或锗基片上制作两个PN结就构成三层半导体，从三层半导体上引出三个电极，经过封装就成为三极管。,a)大功率三极管 b)金属封装 c)塑料封装,三极管的外形,c,集电极,N,集电区,P基区,N,发射区,发射极,e,集电结,发射结,b,基极,a),c,b,e,b),c,集电极,P,集电区,N基区,P,发射区,发射极,e,集电结,发射结,b,基极,c),c,b,e,d),NPN,型三极管,a)结构示意图 b)符号,PNP,型三极管,c)结构示意图d)符号,三极管制作时有以下工艺要求：,发射区掺杂浓度要很大，以利于向基区发射很多的载流子。,基区非常薄，其掺杂浓度比发射区要小很多很多，以利于载流子通过。,集电区掺杂浓度要小，体积比发射区大，便于收集载流子和散热。,三极管分类,按,内部结构,分为：NPN型和PNP型,按,设计结构,分为:点接触型、面接触,按,工作频率,分为:高频管、低频管、开关管。,按,功率大小,分为:大功率、中功率、小功率。,按,封装形式,分为:金属封装、塑料封装。,三极管的电流放大作用,三极管的电流放大作用,（1）发射区向基区注入电子,（2）电子在基区的扩散与复合,（3）集电区收集扩散过来的电子,三极管内部载流子分配规律,发射极电流等于基极电流与集电极电流之和。,即 Ie=Ib+Ic,集电极电流与基极电流之比为一个常数，用 表示 （手册中常用表示）,即,集电极电流的变化量与基极电流的变化量之比为一常数，用表示,即,三、三极管的型号和主要参数,1.型号,2、三极管的主要参数,晶体管的电流放大系数,，,也可用,h,FE表示,极间反向饱和电流,集电极-基极反向电流,I,CBO,集电极发射极反向电流,I,CEO,极限参数,集电极最大允许电流,集电极最大允许耗散功率,集电极-发射极反向击穿电压,u,be(V),I,b,(,A,）,0,0.1 0.3 0.5 0.7,80,60,40,20,开启电压0.5V,导通电压0.7V,图1.29三极管的输入特性曲线,四、三极管的伏安特性曲线,1、输入特性曲线,硅管的发射结开启电压为0.5伏,锗管的开启电压为0.1伏,U,ce(V),2 4 6 8 10,I,c,(,mA,）,0,4,3,2,1,图1.30三极管的输出特性曲线,饱和区,放大区,截止区,I,b,=0,20,A,40,60,80,100,I,ceo,I,b,I,c,四、三极管的伏安特性曲线,2、输出特性曲线,五、晶体三极管的三种工作状态,1.截止状态,发射结反偏,集电结反偏,发射结正偏,集电结反偏,2.,放大状态,3.,饱和状态,发射结反偏,集电结反偏,例如：给三极管加如图1.31a)、b)、c)所示电压时三极管分别处于截止状态、放大状态、饱和状态。,六、常用晶体三极管的外形识别,大功率晶体三极管外形电极识别,用指针式万用表判断基极 b 和三极管的类型,小电阻,黑表笔接b,红表笔接c,小电阻,黑表笔接b,红表笔接e,NPN型三极管,七、用指针式万用表判断晶体三极管好坏及辨别三极管的e、b、c电极,判断集电极c和发射极e,黑笔接c红笔接e为大电阻,将手指搭在c、e之间，再测为小电阻,P,N,N,R,m,R,V,cc,+,黑,红,a)示意图,b)等效电路,完,电子技术基础与应用,主编 刘占娟,2008年8月,项目二,制作低频电压放大器,*掌握共发射极基本放大器的电路组成及各元件的作用,*掌握共发射极放大器的工作原理和分析方法,*了解分压式射极偏置电路及其稳定静态工作点的原理,*了解射极输出器及其特,*了解多级放大器。,知识目标,熟练掌握晶体管元件的识别、检测其质量好坏。,掌握元件装配工艺。,掌握正确安装和调试低频电压放大电路的方法。,学会用手册查阅放大电路中的各类参数。,技能目标,任务一,共发射极基本放大电路组成,任务二共发射极基本放大器分析,任务三分压式射极偏置放大器,任务四共集电极放大器,项目二,制作低频电压放大器,任务一 共发射极基本放大电路的组成,*能画出共发射极基本放大器的电路图。,*掌握共发射极放大器中各元件的作用。,任务目标：,任务一 共发射极基本放大电路的组成,知识一 电路组成,知识二各元件在电路中的作用,a),b),图2.1共发射极基本放大器,a)NPN型 b)PNP型,知识一电路组成,电路组成元件有：,（1）三极管V,（2）直流电源,（3）集电极电阻,（4）基极偏置电阻,（5）耦合电容C1、C2,应该提醒大家注意的是，交流信号源和负载电阻,不是,放大器的组成部分。,知识二,各元件在电路中的作用,（1）三极管V 它是整个放大电路的核心，起电流放大作用。,（2）直流电源,有两个作用:,一是使三极管发射结正偏，集电结反偏，确保三极管工作处于放大状态。,二是给整个电路提供能量。,（3）集电极电阻,它的作用是将集电极电流的变化量转化成集电极电压的变化量。从而获得电压放大，大小一般为几千欧。,（4）基极偏置电阻,经供给三极管合适的基极偏置电流，从而确定三极管的直流工作状态。,(5)耦合电容,的作用有两个。,一是,隔断直流,。,二是,传导交流信号,应该注意，信号源和负载电阻不是放大器的组成部分，但它们对放大器,有影响,。,任务二共发射极放大器的分析,学习目标,（1）能画出共发射极基本放大器的直流通路，并根据直流通路求静态工作点。,（2）掌握共发射极基本放大器动态时工作原理。,（3）能画出共发射极基本放大器的交流通路。,（4）熟练掌握求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的方法。,知识一估算法,知识二图解法,任务二共发射极放大器的分析,知识一估算法,静态,：(ui=0)放大器无输入信号，电压、电流都不变。,动态,：(ui0)电路中的电压、电流随着输入信号作相应变化。,1、静态分析,（1）静态工作点,即,（2）直流通路,直流电流通过的路径称直流通路,由直流通路求静态工作点,确定,确定,确定,ui,2、动态分析,动态时,和ui共同作用,令,则,负号说明，,输出的交流电压与集电极电流反相,。,动态时，,都随输入电压,而变化，它们的作用顺序是,a),b),共发射极基本放大器及其交流通路,求输入电阻、输出电阻、电压放大倍数,三极管的输入电阻,放大器的输入电阻,放大器的输出电阻,放大器空载时的电压放大倍数,放大器有载时电压放大倍数,a),u,i,u,o,u,i,u,o,b),则,放大器带负载时的电压放大倍数为,知识二,图解法,1、作直流负载线,2、确定静态工作点,3、作交流负载线,4、动态分析,三、,温度,变化对静态工作点的影响,1.,饱和失真,和,截止失真,2.温度变化对静态工作点的影响,温度升高,U,be,减小,I,cbo,增大,增大,I,c,增大,任务三 分压式射极偏置放大器,1.掌握分压式射极偏置放大器稳定静态工作点的原理。,2.掌握分压式射极偏置放大器静态工作点的计算方法。,3.掌握其电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算方法。,任务目标：,a),b),知识一电路及稳定静态工作点的原理,稳定静态工作点的原理,知识二 静态工作点的计算,（,1）画出直流通路求,（2）求,（3）求集电极电流,（,4）求集-射极电压,（5）求基极偏置电流,知识三、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算,分压式射极偏置放大器交流通路,1、求电压放大倍数,2.求输入电阻,3.求输出电阻,任务四 共集电极放大器,任务目标,1.了解共集电极放大器电路及特点。,2.了解共集电极放大器的用途。,知识一 电路组成,共集电极放大器和交流通路,知识二 电路的特点,1.电压放大倍数小于,1,，且接近于,1,。,2.输出电压与输入电压大小相等，相位相同。所以称射极输出器有电压跟随性，射极输出器又叫做,射极跟随器,，简称射随器。,3.输入电阻,大,，输出电阻,小,。,知识三射极输出器的应用,1.因其输入电阻大，可用于多级放大器的输入级，以减轻信号源的负担。,2.因其输出电阻小，可用于多级放大器的输出级，以提高带负载能力。,3.用作中间级，因其具有电压跟随作用，且输入电阻大，对前级的影响小，输出电阻小对后级影响也小。用作中间级起到缓冲作用。,任务目标,1.了解多级放大器电路组成。,2.掌握多级放大器的级间耦合方式及各耦合方式的特点。,3.掌握多级放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。,任务五 多级放大器,多级放大器的组成,1.阻容耦合,2.变压器耦合,3.直接耦合,4.光电耦合,知识一 级间耦合方式,知识二多级放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻,1.电压放大倍数,2.输入电阻,3.输出电阻,完,电子技术基础与应用,主编 刘占娟,2008年8月,项目三 制作电子门铃,这里要制作的电子门铃，实质是一个音频信号自激振荡器。,了解反馈的概念；,熟悉正反馈和负反馈的判断方法；,了解正反馈和负反馈在电路中的应用；,了解自激振荡器的有关知识。,正确判别相关元件及其参数；,学会使用电烙铁焊接以及锡焊技术；,学会电子门铃的组装与调试。,知识目标：,技能目标：,项目三 制作电子门铃,任务一反馈的概念,任务二 自激振荡器基本知识,任务三LC振荡器,任务一 反馈的概念,2）熟练掌握正反馈和负反馈的判断方法,任务目标,：,1）深入了解什么叫做反馈；,任务一 反馈的概念,知识一反馈的基本概念,知识二正反馈与负反馈,知识一反馈的基本概念,将输出量送回到输入端，并对输入量产生影响的过程称为反馈。,反馈电路,F,反馈电路,A,信号源,净输入信号,u,i,(i,i,),反馈信号,输出信号,u,f,(i,f,),u,o,(i,o,),u,i,(i,i,),图3-1 反馈放大器框图,知识二正反馈与负反馈,使用,瞬时极性法,，可以快捷的判断正反馈和负反馈,步骤如下：,1、先假定放大器的输入信号某一瞬间为“+”；,2、从输入端经三极管一级或多级放大、倒相，依次标出放大器各点的瞬时极性“+”或者“”；,3、观察经由反馈电路反馈到输入端的反馈信号的瞬时极性，如果为“+”，会使“净输入信号”增大，是正反馈；反馈信号的瞬时极性如果为“”，会使“净输入信号”减小，为负反馈。,负反馈,正反馈,V,u,i,Rf,图3-2 反馈分析示例,图3-2是一个反馈分析示例，图中表示假定的瞬时输入信号。,经由反馈电路Rf反馈回的信号瞬间极性如果为，输入端信号被,减弱，,则为,负反馈,。,经由反馈电路Rf反馈回的信号瞬间极性如果为+，输入端信号被,增强，为正反馈,；,任务二自激振荡器基本知识,任务目标：,1.掌握自激振荡必须满足的两个条件,2.了解自激振荡器应具备的四个环节,知识一 自激振荡器必须满足的两个条件,1.相位平衡条件,自放大器输出端反馈到输入端的信号要和原输入信号同相位，这就要求必须是正反馈。,2.振幅平衡条件,反馈信号电压的幅值应大于或者等于原输入信号的幅值，这就要求电路有足够的放大倍数和反馈量。,知识二 自激振荡器应具备的四个环节,1、,放大环节,2、,正反馈环节,3、,选频环节,4、,限幅环节,由三极管、集成电路等构成基本放大器；,将输出信号反馈回输入端，并且要形成正反馈；,由RC或LC等电路构成具有频率选择特性的网络，使得某一频率信号被选择放大；,放大器本身具有一定的放大倍数，能将输出信号振幅控制在一定值。,任务三 LC振荡器,任务目标,了解多种LC振荡器的电路构成；,掌握LC振荡器电路的分析方法；,了解LC振荡器电路振荡频率的计算公式。,任务三 LC振荡器,知识1 变压器耦合式LC振荡器,知识2 电感三点式LC正弦波振荡器,知识3 电容三点式LC正弦波振荡器,知识一 变压器耦合式LC振荡器,1、相位平衡条件,假设三极管输入信号瞬时极性为“+”，由于LC回路谐振时为纯阻，因此，三极管集电极瞬时极性为“-”，反馈线圈L1的同名端瞬时极性为“+”，反馈到输入端，与输入信号极性相同，满足,相位平衡条件。,2、振幅平衡条件,只要三极管的电流放大系数合适，L1与L2的匝数比合适，即可满足,振幅平衡条件,。,3、振荡频率,该电路振荡频率为,4、振荡的建立过程,当LC振荡器接通电源后，由于电路中存在,噪声,，其频谱分布很广，其中也包含着这个频率成份。这种频率信号开始时非常微弱，然而经过放大，通过正反馈选频网络，再加至运放的同相输入端，又一次放大、选频，这样循环往复，使f=f0的信号幅度越来越大。,知识二 电感三点式LG正弦波振荡器,1、相位平衡条件,用,瞬时极性法,可判断电路满足相位平衡条件,2、振幅平衡条件,由于反馈电压Uf取自电感L1，,改变中间轴头的位置,就可改变L1的大小，即改变Uf的大小，因此比较容易满足起振条件AF1。,3、振荡频率,LC并联谐振回路的谐振频率即振荡器的,振荡频率,为,4、电路特点,(4)由于反馈信号Uf取自电感L1，它对高次谐波呈现较大的阻抗，所以输出波形中含高频成份较多，,波形较差,。,(1)电感L1和L2，采用,紧耦合,，电路容易起振。,(2)改变电感线圈的,中间抽头,，即可改变反馈深度，获得幅度较大的正弦波。,(3)频率调节方便，只要,改变电容,C就能改变振荡频率f0，而且频率调节范围宽。,完,项目四 差分放大器的安装与调试,知识目标,了解什么是直流放大器。,掌握直接耦合放大器存在的两个特殊问题,及采用哪些措施得以改善。,掌握差分放大器的工作原理,技能目标,能按电路图焊接组装差分放大电路。,学会查阅手册，并通过电路分析查找故障点。,熟练掌握仪器仪表的使用方法。,掌握差分放大电路的调整与测试。,任务一 直流放大器概述,任务目标,（1）掌握直接耦合放大器存在的两个特殊问题及在技术上采用的措施,（2）知道什么是零点漂移、产生原因和克服办法,这种用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化（统称为直流信号）的放大电路，称为直流放大器。实际上，,直流放大器不是仅仅用来放大直流信号，它还可以放大不同频率的交流信号,。,交、直流放大电路频率特性比较,a）直流放大电路频率特性,b）交流放大电路频率特性,任务一 直流放大器概述,知识一 前后级静态工作点相互影响,知识二零点漂移现象,知识一 前后级静态工作点的相互影响,在阻容耦合或变压器耦合的交流放大器中，各级静态工作点是各自独立，互不影响的。直流放大器采用直接耦合方式，因而带来了前后级静态工作点相互影响、相互牵制的特殊问题。,图4.2 两级直接耦合放大电路,U,i,U,O,采取措施：,1.在后一级发射极加接电阻Re2,2.在后一级发射极加二极管或硅稳压管,改善前后级工作点相互牵制的措施,a）射极加接电阻 b）射极加接稳压管 c）NPN管和PNP管配合使用,U,i,U,O,U,i,U,O,U,i,U,O,a),b,),c),采用NPN和PNP管组成直接耦合电路，也能改善前后级工作点的互相牵制。因NPN管集电极电位高于基极电位，而PNP管的集电极电位低于基极电位。这样配合使用，可使两级静态工作点均能较好地满足放大的要求。,3.用NPN和PNP管直接耦合,改善前后级工作点相互牵制的措施,a）射极加接电阻 b）射极加接稳压管 c）NPN管和PNP管配合使用,U,i,U,O,U,i,U,O,U,i,U,O,a),b),c),知识二 零点漂移现象,“,零点漂移,”是指将直流放大器输入端对地短路，使之处于静止状态时，在输出端用直流毫伏表进行测量，会出现不规则变化的电压，即表针会时快时慢作不规则摆动（见图）这种现象称为零点漂移，简称零漂。在直接耦合放大电路中，前一级的零漂电压会传到后级被逐级放大，严重时零漂电压会超过有用的信号，将导致测量和控制系统出错。,零点漂移现象,a）零点漂移的检测,b）输出电压漂移曲线,u,o,Ui=0,Uo,造成零漂的原因：,1.电源电压的波动,2.三极管参数随温度的变化,3.温度变化,最主要原因,抑制零漂的方法,1.采用高稳定度的稳压电源来抑制电源波动引起的零漂；,2.利用恒温系统来消除温度变化的影响,3.利用两只特性相同的三极管接成差分放大器,最常用的方法,任务二 差分放大器,任务目标,1）掌握基本差分放大器和典型差分放大器的电路组成、元件作用,2）熟悉零点漂移现象及抑制措施,3）了解差分放大器的四种接法并分析其特点,知识一 基本差分放大器,差分放大器是一种能够有效地抑制零漂的直流放大器。,（,1）,电路结构,输入端,U,i,电源负端,电源正端,输出端,差分放大器基本电路,a）原理电路 b）分立元件实物连接图,U,i,U,i1,i1,U,i2,U,o,OOOOO,U,o1,U,o2,U,o,a),b),因左右两个放大电路完全对称,所以在输入信号Ui=0时,UO1=UO2,因此输出电压UO=0,即表明差分放大器具有零输入时零输出的特点。,（2）,抑制零漂原理,输入信号Ui被R1、R2分压为,大小相等,、,极性相反,的一对输入信号分别输入到两管的基极，称为差模信号。,（3）,差模输入,（4）,共模输入,在两个输入端加上一对大小相等、极性相同的信号，称为共模信号。这种输入方式称为共模输入,共模抑制比愈大，差分放大器的性能愈好。,差分放大器常用共模抑制比KCMR来衡量放大器对有用信号的放大能力及对无用漂移信号的抑制能力。,知识二 典型差分放大电路,基本差分放大器是借助电路的对称性来抑制零漂，但绝对的对称是理想状况，更何况每个单管的零漂并未被抑制。因此在单管输出信号时，仍然存在零点漂移的问题，为了克服以上缺点，差分放大器通常采用图4.6所示的典型电路。此电路增加了调零电位器RP和负电源VEE。,典型差分放大器,U,i,U,o,o,O,知识三 差分放大器的几种输入输出方式,差分放大器有4种连接方式。,（1）双端输入和双端输出差分放大器,(2)双端输入、单端输出差分放大器,（3）单端输入、双端输出差分放大器,（4）单端输入、单端输出差分放大器,a）双端输入、双端输出差分电路,b）双端输入、单端输出差分电路,d）单端输入、单端输出差分电路,U,i,U,o,U,i,U,o,c）单端输入、双端输出差分电路,主编 刘占娟,2008年8月,电子技术基础与应用,项目五 集成运算放大器,知识目标：,技能目标：,了解和掌握集成电路的基本组成部分和结构组成；,了解复杂电路的分析方法；,集成运算放大器管脚排列的顺序的识别方法；,学会查阅手册，通过电路分析查找故障点；,能根据集成运放的功能和特点设计实际电路。,项目五 集成运算放大器,任务一、集成运算放大器概述,任务二、基本运算电路,任务三、使用集成运放应注意的问题,任务一 集成运算放大器概述,任务目标：,（1）掌握集成运放的内部结构，能熟练地画出它的符号。,（2）了解集成运放和理想运放的主要参数。,（3）掌握集成运放两个工作区的特点,集成运放电路的组成及各部分的作用,1、集成运放的电路符号,(a)旧标准,(b)新标准,+,_,u,N,u,P,u,O,+,+,u,N,u,P,u,O,2、集成运放的内部结构,u,N,u,P,输入级,中间级,输出级,偏置电路,u,O,3、集成运放的主要参数,1）开环电压放大倍数Aud,2）共模抑制比KCMR,3）差模输入电阻Rid,4）输出峰-峰Vopp 又称输出电压动态范围,4、理想集成运放,理想运放的各项参数：,（1）开环差模放大倍数Aud=+；,（2）差模输入电阻Rid=+；,（3）输出电阻Ro=0；,（4）共模抑制比KCMR=+；,（5）理想运放的各工作区域的特点,B,线性区,O,+u,Omax,A,+u,ID,u,O,-u,Omax,线性区,A,-u,Omax,+u,Omax,B,u,O,O,+u,ID,图5.4 集成运放的传输特性,a）实际运放的传输特性,b）理想运放的传输特性,任务二、基本运算电路,2）掌握各类基本运算电路的分析方法。,任务目标,1）了解集成运放构成的各种基本运算电路。,任务二 基本运算电路,知识一 比例运算,知识二 加法运算,知识三 减法运算,知识四 积分运算,知识五 微分运算,知识一 比例运算,u,I,R,f,i,I,i,F,+,+,u,O,R,2,R,f,i,F,R,1,+,+,u,O,u,I,i,I,R,2,a)反相比例放大器,b）同相比例放大器,uo=（1+Rf/1）/u,I,Auf=1+Rf/1,知识二、加法运算,If,+,U,O,R,f,Ii,1,R,2,U,i2,Ii,2,+,U,i1,R,3,R,1,uo=-Rf（uI1/R1+uI2/R1）,令R1=R 2=R3 =Rf,uo=-（uI1+uI2）,输出电压在大小上等于各输入电压之和，在相位上和各输入电压的相位相反。,知识三 减法运算,R,f,R,1,i,F,+,u,O,i,I1,R,2,u,I2,i,I2,+,u,I1,R,3,减法运算路,Uo=-（Ui1-Ui2）Rf/R1,Uo=Ui2-Ui1,知识四、积分运算,c,-,+,i,I,+,+,u,O,C,f,i,C,u,I,R,1,R,2,积分运算电路,u,O,=-（1/R,1,C）U,i,dt,积分电路的输出电压的大小与输入电压的积分成比例关系，式中负号表示输出和输入反相。,知识五 微分运算,i,1,R,1,u,I,u,c,C,f,-,+,i,C,+,+,u,O,R,2,微分运算电路,u,O,=-R,f,C(dU,i,/dt),微分电路输出电压大小和输入电压的微分成比例关系，式中负号表示输出和输入反相。,任务三 使用集成运放应注意的问题,了解集成运放在使用时要注意的事项。,掌握集成运放的管脚的确定方法。,掌握集成运放在使用时的保护措施。,任务目标：,任务三 使用集成运放应注意的问题,知识一 使用注意事项,知识二 集成运放的保护,知识一、使用注意事项,1、输入信号,2、调零,3、消振,4、管脚的确定,知识二、集成运放的保护,1、电源保护,+,+,u,N,u,P,u,O,V,cc,-V,EE,利用二极管的单向导电性，当电源极性正确时，两只二极管正常导通，运放正常工作。一旦电源极性接反，两个二极管均反偏截止，电源不通，保护了运放。应用时，二极管的反向工作电压必须高于电源电压。,R,f,VD2,-,VD1,R,1,+,+,u,I,u,O,2、输入保护,VD,Z1,VD,Z2,R,R,U,O,R,f,U,i,+,+,R,1,3、输出保护,2、输入保护,R,f,VD2,-,VD1,R,1,+,+,u,I,u,O,集成运放的输入保护,3、输出保护,VD,Z1,VD,Z2,R,R,u,O,R,f,u,I,+,+,R,1,输出保护电路,电子技术基础与应用,主编 刘占娟,2008年8月,项目六：功率放大器的安装测试,*学会对集成功放管脚判别。,*分析互补对称功率放大器。,*学会对功放管出功率。,*了解功率放大器一般要求及工作状态。,*会使用万用表测电压和用示波器观测波形。,*了解集成功率放大器。,知识目标：,技能目标,：,项目六：功率放大器的安装测试,任务一 功率放大器概述,任务二 互补对称功率放大器,任务三 集成功率放大器,任务一 功率放大器概述,任务目标：,（1）了解功率放大器。,（2）了解功率放大器的基本要求。,（3）掌握功率放大器的分类。,任务一 功率放大器概述,知识一 低频功率放大器,知识二 功率放大器基本要求,知识三 功率放大器的工作状态,知识一 低频功率放大器,以,输出功率,为主要目的,使用,功放管,。,知识,二 功率放大器基本要求,1、要有较大的输出功率,2、效率要高,3、非线性失真要小,4、功放管散热要好,知识,三 功率放大器的工作状态,1、甲类放大状态,功放的静态工作点设置在三极管输出特性曲线线性区，交流负载线的中点,2、乙类放大状态,功放的静态工作点设置在交流负载线上的截止区与放大区交界处,3、甲乙类放大状态,功放的静态工作点介于甲类和乙类之间,任务二 互补对称功率放大器,（1）会分析乙类互补对称功率放大器,（2）掌握产生交越失真原因。,（3）了解甲乙类、单电源互补对称功率放大电路,任务目标：,任务二 互补对称功率放大器,知识1 乙类互补对称功率放大器,知识2 甲乙类互补对称功率放大器,知识,一 乙类互补对称功率放大器,无输入信号时，即,基极电位为零，发射极经负载R,L,接地，所以功放管V,1,、V,2,发射结处于零偏，V,1,、V,2,处于截止状态，因而功放管不消耗功率。,输入信号为,正半周,时,：,当输入电压大于门限电压时，,V1导通,，成为射极输出器,V2管截止,由V1管实现对输入,正半周,信号的功率放大,输入信号为,负半周,时,由V2管实现对输入信号,负半周,的功率放大。,当输入电压大于门限电压时，,V2管导通,成为射极输出器,V1管截止,输出功率P,O,功放管的管耗P,V,直流电源供给的功率P,E,效率,实际效率要比这个值低一些,功放管的选择,知识,二 甲乙类互补对称功放,1、,交越失真,2、甲乙类互补对称功率放大器（OCL）,该电路基本清除了交越失真！,知识,三 单电源互补对称功率放大器（OTL）,在输入信号,V,2,管,发射结正偏而,导通,，,V,1,管,发射结反偏而,截止,，,与负载,此时电容C放电，代替电源供给电能，有电流流过负载。这时负载上获得,负半周,信号。,联系,切断电源,为,正半周,时,输入信号,为,负半周,时,