北京航空航天大學《電子電路i》知識點匯總2015v0330by 周強

1、知識點匯總,第一章 1-1(PN結/正反偏) 1-2*(BJT等效模型) 1-3 1-4(JFET等效模型) 第二章 2-1(放大條件/偏置) 2-2(交/直流通路,組態(tài)) 2-3(等效法/三組態(tài)對比) JFET* 多級 2-4(差動) 第三章 3-1(頻段/開路法) 3-2(習題-零點在原點) 第四章 4-1(虛短/斷) 4-2*(三運放) 4-3*(007) 第五章 5-1(四組態(tài)比較表) 5-2(信源內(nèi)阻影響) 5-3*(AB分離比較) 5-4(環(huán)內(nèi)外影響) 5-5*(自激、穩(wěn)定、補償,第一章,PN結的形成？ 二極管的正向伏安特性V-I，圖？表達式？ 二極管的交流小信號模型（微變等效電路

2、）,1-1,返回,小測試：5-10min 解答寫在紙上，標上名字和學號，課間學委收齊交上來,PN結的形成： 擴散-（ P型區(qū)到N型區(qū)的過渡帶，濃度差） 復合（空間電荷區(qū)） 內(nèi)建電場（接觸電位差） 漂移-（內(nèi)建電場作用） 動態(tài)平衡（擴散-漂移,返回,P型半導體區(qū),N型半導體區(qū),擴散的結果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬,內(nèi)電場越強，就使漂移運動越強，而漂移使空間電荷區(qū)變薄,空間電荷區(qū)，也稱耗盡層,所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達到平衡，相當于兩個區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚度固定不變,返回,PN結形成過程中載流子擴散運動/漂移運動對結寬的影響？ 解： 擴散結寬增加 漂移結寬減小 最終 兩者平衡,

3、PN結，正反偏時，載流子擴散運動/漂移運動的變化，結寬的變化？ 解： 正偏 濃度增加結寬減小(由濃度增加引起)漂移抑制 濃度增加擴散增強 總結：在的平衡的基礎上分析；兩者的引起原因不同,返回,PN 結正向偏置,P,N,_,多子濃度增加，結寬變薄，多子的擴散加強能夠形成較大的擴散電流。內(nèi)電場被削弱，電勢差變?yōu)閂f-V，抑制少子漂移,問題：正偏時，多子濃度如何變化？ 結寬如何變化,返回,PN 結反向偏置,N,P,_,多子濃度減少，結寬變厚，多子的擴散受抑制。內(nèi)電場增強，電勢差變?yōu)閂f+V，少子漂移加強，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流,R,E,問題：反偏時，多子濃度如何變化？ 結寬如何變化,

4、返回,2. 二極管的正向伏安特性V-I？圖？表達式,返回,采用恒壓降模型,3. 二極管的交流小信號模型（微變等效電路）,返回,問題：求iD,直流分量,交流分量,直流電路,交流電路,直流等效電路,交流等效電路,二極管恒壓降模型,二極管交流等效模型,疊加原理,結論： 先直后交！先靜后動！ 非線性器件線性化！等效模型,VD=V-IDR,返回,采用恒壓降模型,二極管的交流小信號模型,返回,1-2,畫出共射BJT的基本小信號等效電路？寫出等效參數(shù)表達式？各參數(shù)的數(shù)量級關系,返回,共射BJT的基本小信號等效電路,返回,畫出T2 (籃框部分)的基本小信號等效電路？ 畫出T1 (黃框部分)的基本小信號等效電路

5、？并求B1E1兩端等效輸入電阻？(提示約等于re1,1-3,返回,返回,1-4,畫出JFET的低頻小信號模型？等效參數(shù),返回,1. JFET的低頻小信號模型,柵源電阻非常大，可近似認為開路,數(shù)值上為gmvgs的受控電流源,輸出電阻，溝道長度調(diào)制效應引起,返回,第二章,返回,放大的條件是什么？Q點如何設置？ 放大電路的圖解分析方法步驟？ 求下面幾種典型偏置電路的Q點？ 對6種電流源電路列表比較,2-1,返回,放大的條件是什么？Q點如何設置,有效放大？ 偏置條件 BE結正偏 CB結反偏 Q點設置： 偏置條件符合 動態(tài)范圍大,返回,2. 放大電路的圖解分析方法步驟？ 直流（靜態(tài)工作點Q） 畫出直流通

6、路 (電容開路) 確定直流負載線 (負載線方程) 得到Q 交流（微變信號分析） 畫出交流通路 (電容短路，直流電源置零) 確定交流流負載線 性能分析,RB,EC,RC,C1,C2,T,RL,交流負載線,返回,討論題,1. 在什么參數(shù)、如何變化時Q1 Q2 Q3 Q4？ 2. 從輸出電壓上看，哪個Q點下最易產(chǎn)生截止失真？哪個Q點下最易產(chǎn)生飽和失真？哪個Q點下Uom最大,返回,3. 常用偏置電路的Q點,返回,4. 六種 電流源電路,返回,電流源電路-續(xù)1,返回,電流源電路-續(xù)2,返回,返回,分述直流通路、交流通路含義及化簡方法？ 放大電路組態(tài)CE/CB/CC如何判斷？ 放大電路Ro/Ri/Av/A

7、vs的含義及表達式,2-2,返回,1. 分述直流通路、交流通路含義及化簡方法,返回,1.放大電路組態(tài)判斷方法： 交流信號 -輸入點 -對應極 交流信號 -輸出點 -對應極 交流信號 -公共端,找-輸出點,輸入點,公共端,返回,1.放大電路組態(tài)判斷方法： 交流信號 -輸入點 -對應極 交流信號 -輸出點 -對應極 交流信號 -公共端,找-輸出點,輸入點,公共端,返回,返回,3.放大電路Ro/ Ri/Av/Avs的 定義及表達式,返回,返回,2-3,放大器小信號等效模型分析的步驟？ BJT的基本小信號等效電路？參數(shù)表達（與Ic的關系）？數(shù)量級關系？ 2. 三種基本組態(tài)放大電路比對表Av,Ri,Ro

8、,返回,共射BJT的基本小信號等效電路,返回,BJT的基本小信號等效電路,低頻小信號混合形等效模型,返回,2.基本組態(tài)放大電路比對表,返回,場效應管（FET）及放大電路 特點： 電場控制電流-輸入電阻高 僅多子導電-溫度穩(wěn)定性好 類型： 結型：JFET N溝道、P溝道 絕緣柵型MOSFET ：N溝道D/E；P溝道D/E; 原理： JFET利用PN結反向電壓控制耗盡層厚度，改變溝道寬窄，控制漏極電流； MOSFET利用柵源電壓改變表面感生電荷，控制漏極電流,返回,返回,場效應管（FET）及放大電路 圖2.2.5 P74 直流偏置： 求Id和Vgs。 放大電路類型： 共源-CE；共漏-CC；共柵-

9、CB。 特性方程： 耗盡型,返回,返回,JFET 放大電路,得,問題：FET放大電路的小信號等效分析法的步驟,返回,輸入電阻,返回,電壓增益,輸出電阻,返回,返回,返回,vi1,Vo2,上級ro相當于下級的rs ro1=rs2,下級ri相當于上級的RL ri2= RL1,多級放大電路,返回,返回,2-4,1.差動電路的差模信號 等效通路？ 2.差動電路的共模信號 等效通路？ 3.四種(雙/單入-雙/單出) 比對表Av,Ri,Ro,返回,差模特性,交流通路,交流通路的差模等效電路,Rcm上的差模電壓為零。相當接地,返回,共模特性,交流通路,交流通路的共模等效電路,共模特性抑制. Rcm上的共模電

10、壓不為零,返回,差模特性,交流通路,交流通路的差模等效電路,Rcm上的差模電壓為零。相當接地,Re上的差模引起變化,返回,共模特性,交流通路,交流通路的共模等效電路,共模特性抑制. Rcm上的共模電壓不為零，變化為2,Re上的差模引起變化,差動電路類型比照,單端和雙端輸入的差模和共模特性及其分析是相同的 單端和雙端輸出的差模和共模特性及其分析有明顯的區(qū)別,返回,返回,第三章,返回,1. 放大電路的低、中、高頻段的等效電路？ 2.開路時間常數(shù)法-求fH的步驟,3-1,返回,在不同的頻率段，這些大、小電容容抗不同。 （1）中頻段： 大電容短路，小電容開路， 不考慮各類電容的影響， 中頻段電壓增益與

11、頻率無關(實數(shù))。 前面對放大電路分析，就是對應于信號中頻段范圍,中頻段小信號等效電路,返回,2）低頻段：引起電路頻率響應的因素是大電容 大電容不再視為短路，對信號分壓使電壓增益下降并產(chǎn)生附加 相移（正）； 而小電容則更可視為開路,返回,3）高頻段：引起電路頻率響應的因素是小電容 小電容不再視為開路，使Av下降并產(chǎn)生附加相移(負)； 大電容更可視為短路,返回,截止頻率的計算方法,截止頻率的計算方法,增益函數(shù)法,時間常數(shù)法,AM,FL(s,FH(s,fL,fH,短路時間常數(shù)法,開路時間常數(shù)法,fL,fH,注意：1）零點與極點對消的可能性 2）利用主極點的概念簡化分析,返回,開路時間常數(shù)法-求fH

12、的步驟,高頻段小信號等效電路 找出相關的電容（通常C、C）。 針對每個電容，求開路時間常數(shù)電阻。 其它電容開路；從本電容兩端看進去的等效電阻。 計算開路時間常數(shù)Rj0Cj求和。求出fH,返回,習題 3.1 已知某級聯(lián)放大電路的電壓增益函數(shù)為 畫出其幅頻和相頻波特圖,由網(wǎng)絡函數(shù)表達式，畫波特圖。 1）確定常數(shù)項、零極點。 2）畫各個圖，綜合圖,解：寫出一般表達式 1）常數(shù)項 幅頻 相頻,返回,習題 3.1 已知某級聯(lián)放大電路的電壓增益函數(shù)為 畫出其幅頻和相頻波特圖,返回,常數(shù)項為負：相位180度,返回,習題 3. 2 某電路的電壓增益函數(shù)為 畫出其幅頻波特圖,解：寫出一般表達式,極點,零點,返回

13、,習題 3. 2 某電路的電壓增益函數(shù)為 畫出其幅頻波特圖,解：寫出一般表達式 1）常數(shù)項 幅頻 相頻,返回,習題 3. 2 波特圖,返回,第四章,返回,畫出集成運算放大器的組成框圖。各部分的作用？各部分通常采用何種單元電路？ 什么是理想運放中“虛短”、 “虛開”？ 畫出由理想運放構成的反相比例運算電路。利用虛短、虛開概念分析其 放大倍數(shù)？Ri？Ro,4-1,返回,集成放大電路組成框圖,輸出級放大電路,中間級放大電路,輸入級放大電路,信號輸入,信號輸出,偏置電路,反饋電路,差動放大電路單元,電流源單元,電壓放大電路單元,功率放大 電路單元,返回,虛短路,2. 虛短、虛開,返回,_,返回,i1=

14、 i2,1. 放大倍數(shù),虛短路,虛開路,3.反相比例運算電路,虛開路,2. 電路的輸入電阻,ri= ui / i1 =R1,3. 電路的輸出電阻,ro=0,4. 共模電壓,返回,Rt ：熱敏電阻,集成化:儀表放大器,返回,4-2,例：由三運放放大器組成的溫度測量電路,返回,Rt=f (TC,返回,返回,4-2 *圖4.2.1 P191,1. 輸入級類型、組成、原理,2. 中間級類型、組成、原理,3. 輸出級類型、組成、原理,4. 偏置電路類型、組成、原理,5. C作用,6. 原理及框圖,解答,返回,第五章,返回,1.反饋形式判斷,返回,電流反饋,串聯(lián)反饋,交直流反饋,主反饋,負反饋,返回,a)

15、 電壓串 b) 電流串 c) 電壓并 d) 電流并,2.畫出四種反饋的原理框圖,返回,返回,5-1,填表-四種組態(tài)負反饋放大電路比較,返回,填表-四種組態(tài)負反饋放大電路比較,返回,填表-四種組態(tài)負反饋放大電路比較,返回,填表-四種組態(tài)負反饋放大電路比較,返回,5-2,2. 如何降低信號源內(nèi)阻對串聯(lián)負反饋和并聯(lián)負反饋的影響？ 思路：i）串聯(lián)時， ii）并聯(lián)時,返回,5-3,3. AB分離法步驟？ 4.填表-四種組態(tài)AB分離,返回,3. AB分離法步驟？ 4.填表-四種組態(tài)AB分離,返回,5-4,引入串聯(lián)負反饋，放大電路Ri是否一定提高1+AB倍？什么時候是/不是？ 引入并聯(lián)負反饋呢？ 3. 填表

16、-環(huán)內(nèi)外的影響,四組態(tài)圖-環(huán)內(nèi)外,返回,環(huán)內(nèi)？環(huán)外,返回,引入串聯(lián)負反饋，放大電路Ri是否一定提高1+AB倍？什么時候是/不是？ 引入并聯(lián)負反饋呢？ 2.填表-環(huán)內(nèi)外的影響,返回,5-5,負反饋后，對單極點系統(tǒng)其閉環(huán)中頻增益是開環(huán)增益多少倍？閉環(huán)帶寬呢？ 反饋電路的自激條件？ 相位裕度？增益裕度？ 穩(wěn)定性條件？波特圖判定方法？ 相位補償方法的原理？主極點補償與密勒電容補償?shù)膶Ρ?返回,負反饋后，對單極點系統(tǒng)其閉環(huán)中頻增益是開環(huán)增益多少倍？閉環(huán)帶寬呢,返回,結論：(1)閉環(huán)極點值增大到原來的 （1AB）倍，閉環(huán)通頻帶 增大到原來的（1+AB）倍 (2) AfhfAh 增益帶寬積 在反饋前后沒有變

17、化。 (3) 閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定系統(tǒng),返回,返回,2. 反饋電路的自激條件,返回,自激振蕩的條件,必要條件：附加相移為180度，即,充分條件：在附加相移為180度時，環(huán)路增益不小于 1，即,環(huán)路增益大于1時，振蕩幅度增長，等于1時振蕩幅度穩(wěn)定,3. 相位裕度？增益裕度,返回,返回,相位裕度 m,在T（j）波特圖上， T（j）=0dB點對應的T（） 與（180度）的差值，稱為相位裕度,為使系統(tǒng)穩(wěn)定，m的典型值應,返回,返回,增益裕度Gm,在T（j）波特圖上， T（） =180度對應的|T（j）|低于0dB的值，稱為增益裕度,為使系統(tǒng)穩(wěn)定， Gm的典型值應為（1012）dB,返回,返回,返回,4. 穩(wěn)定性條件？波特圖判定方法,返回,返回,返回,判斷系統(tǒng)穩(wěn)定的方法：環(huán)路增益幅頻波特圖以20dB/十倍頻的速率穿越0dB線，則系統(tǒng)穩(wěn)定,返回,相位補償方法的原理？主極點補償與密勒電容補償?shù)膶Ρ龋?相同點： 通過補償極點位置，使電路穩(wěn)定。 與補償前相比，損失了帶寬。 引入了容性器件 不同點： 改變一個極點（主），兩個極點分離（密勒） 帶寬損失（主）大于（密勒） 單向引入（主），雙向引入-輸入輸出均相關（密勒,返回,返回,主極點補償,返回,極點分離的密勒電容補償,利用密勒效應，將易于集成的小電容（幾PF幾十PF）C接在 高增益級反相輸出和輸入端之間，稱為密勒電容補償,返回,返回,極