常用半導(dǎo)體器件(二)

1、多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路1 組成各級(jí)要求各級(jí)要求 輸入級(jí),又稱前置放大級(jí)：用來(lái)接受信號(hào)源輸入信號(hào),并初步加以放大在工業(yè)控制中,信號(hào)往往來(lái)自一次儀表測(cè)量元件的感受件,通常它是具有一定內(nèi)阻的電壓源。這就要求前置放大級(jí)具有高輸入阻抗和低噪聲。 中間放大級(jí)：主要任務(wù)是電壓放大。要求用較少的級(jí)數(shù)獲得足夠大的電壓放大倍數(shù)。 功率放大輸出級(jí)：向負(fù)載提供一定的輸出功率。要求有較高的效率，較低的輸出阻抗。在要求輸出功率較大時(shí),往往需要增加驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)的未前級(jí)。 設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)選擇靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置:由于前置放大級(jí)信號(hào)幅度小,往往將工作點(diǎn)設(shè)置得很低以降低噪聲。后面各級(jí)放大器信號(hào)幅度逐級(jí)增大。為了提高放大倍數(shù),保證采用甲乙

2、類推挽放大,靜態(tài)電流仍然很小。 提高輸入阻抗的措施:采用射極跟隨器作輸入級(jí),采取自舉措施，采用其它形式的串聯(lián)負(fù)反饋，采用FET或MOS高阻輸入級(jí)。降低輸出的措施:采用射極跟隨器或互補(bǔ)跟隨器作輸出級(jí),采用其它形式的輸出電壓負(fù)反饋。 提高輸出功率和效率的措施:使負(fù)載和放大器的阻抗匹配。可采用耦合變壓器進(jìn)行阻抗變換。輸出級(jí)采用乙類或甲類工作方式。采取自舉措施。 2 級(jí)間耦合級(jí)間耦合耦合：耦合：是指信號(hào)源與放大器之間，放大器中各級(jí)之間，是指信號(hào)源與放大器之間，放大器中各級(jí)之間，放大器與負(fù)載之間的一種連接方式。放大器與負(fù)載之間的一種連接方式。常見的兩種耦合方式：常見的兩種耦合方式：直接耦合；阻容耦合。直

3、接耦合；阻容耦合。阻容耦合：其特點(diǎn)是各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響，電路調(diào)阻容耦合：其特點(diǎn)是各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響，電路調(diào) 試方便，但信號(hào)有損失。試方便，但信號(hào)有損失。直接耦合：其特點(diǎn)是信號(hào)無(wú)損失，但各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相直接耦合：其特點(diǎn)是信號(hào)無(wú)損失，但各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，電路調(diào)試麻煩。互影響，電路調(diào)試麻煩。 多級(jí)放大電路對(duì)耦合電路要求：多級(jí)放大電路對(duì)耦合電路要求：靜態(tài)：保證各級(jí)靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)設(shè)置點(diǎn)設(shè)置 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài): 傳送信號(hào)。傳送信號(hào)。要求：要求：波形不失真波形不失真，減少壓降損失。，減少壓降損失。 （一）直接耦合（一）直接耦合 放大器各級(jí)之間，放大器與信號(hào)源或負(fù)載直接連接起來(lái)，或通過電阻等通過直接

4、的元件連接起來(lái)，稱為直接耦合方式直接耦合兩級(jí)放大器（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的問題提高后級(jí)發(fā)射極電位的直接耦合電路(1)(1)boLubibeeLbeeUI RAUIrRRrR NPN-PNP直接耦合電路直接耦合電路由于 NPN工作在放大區(qū) UcUe PNP工作在放大區(qū) UcUe所以Uc2Ub2=Uc1 降低了直流電位另外，通過調(diào)整元件參數(shù)，使靜態(tài)時(shí)Uc2=0v，實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)為0，輸出信號(hào)也為0的要求（2）零點(diǎn)漂移的問題）零點(diǎn)漂移的問題零點(diǎn)漂移：是指放大電路在輸入端短路(即沒有輸入信號(hào)輸入時(shí))用靈敏的直流表測(cè)量輸出端，也會(huì)有變化緩慢的輸出電壓產(chǎn)生，稱為零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的原因：在放大電路中，任何

5、參數(shù)的變化，如電源電壓的波動(dòng)、元件的老化、半導(dǎo)體元件參數(shù)隨溫度變化而產(chǎn)生的變化，都將產(chǎn)生輸出電壓的漂移 。溫度漂移：由溫度變化所引起的半導(dǎo)體器件參數(shù)的變化是產(chǎn)生零點(diǎn)漂移現(xiàn)象的主要原因，因而也稱零點(diǎn)漂移為溫度漂移，簡(jiǎn)稱溫漂。抑制溫度漂移的方法1、采用高質(zhì)量的穩(wěn)壓電源和使用經(jīng)過老化實(shí)驗(yàn)的元件，可大大減小由此而產(chǎn)生的漂移2、在電路中引入直流負(fù)反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。3、采用高質(zhì)量的硅晶體管4、采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，利用熱敏元件（二極管，熱敏電阻）來(lái)抵消放大管的變化。在分立元件組成的電路中常用二極管補(bǔ)償方式來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)5、采用特性相同和管子，使它們的溫漂相互抵消，構(gòu)成“差分放大電路”。6、采用調(diào)制手段

6、。調(diào)制是指將直流變化量轉(zhuǎn)換為其他形式的變化量(如正弦波幅度的變化)，并通過漂移很小的阻容耦合電路放大，再設(shè)法將放大了的信號(hào)還原為直流成份的變化。直接耦合放大電路的優(yōu)缺點(diǎn)直接耦合放大電路的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：采用直接耦合方式使各級(jí)之間的直流通路相連，因而靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。有零點(diǎn)漂移現(xiàn)象 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：具有良好的低頻特性，可以放大變化緩慢的信號(hào)；由于電路中沒有大容量電容，易于將全部電路集成在一片硅片上，構(gòu)成集成電路 （二）阻容耦合（二）阻容耦合放大電路中各級(jí)間，以及放大電路與信號(hào)源，放大電路與負(fù)載采用電阻和電容的連接來(lái)傳遞信號(hào)，這種稱為阻容耦合方式。 優(yōu)點(diǎn)：它們的各級(jí)直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立，可分級(jí)進(jìn)行調(diào)整

7、；它只能放大交流信號(hào)不能放大直流信號(hào)缺點(diǎn)：低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號(hào)；在集成電路中制造大容量的電容很困難，因此阻容耦合方式不便于集成化。工作原理工作原理直流分析：由于電容對(duì)直流量的電抗為無(wú)窮大，因而阻容耦直流分析：由于電容對(duì)直流量的電抗為無(wú)窮大，因而阻容耦合放大電路各級(jí)之間的直流通路不相通，各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)合放大電路各級(jí)之間的直流通路不相通，各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立相互獨(dú)立交流分析：只要輸入信號(hào)頻率較高，耦合電容容量較大，前交流分析：只要輸入信號(hào)頻率較高，耦合電容容量較大，前級(jí)的輸出信號(hào)可幾乎沒有衰減地傳遞到后級(jí)的輸入端。因此級(jí)的輸出信號(hào)可幾乎沒有衰減地傳遞到后級(jí)的輸入端。因此，在分立

8、元件電路中阻容耦合方式得到非常廣泛的應(yīng)用，在分立元件電路中阻容耦合方式得到非常廣泛的應(yīng)用 在阻容耦合多級(jí)放大器中，由于輸出級(jí)的輸出電壓和輸出在阻容耦合多級(jí)放大器中，由于輸出級(jí)的輸出電壓和輸出電電流都比較大，因而輸出級(jí)的靜態(tài)工作一般都設(shè)置在交流負(fù)載流都比較大，因而輸出級(jí)的靜態(tài)工作一般都設(shè)置在交流負(fù)載線的中點(diǎn)，這樣能獲得最大動(dòng)態(tài)范圍或最大不失真輸出電壓線的中點(diǎn)，這樣能獲得最大動(dòng)態(tài)范圍或最大不失真輸出電壓幅值。幅值。在兩級(jí)阻容耦合放大器中，由于存在耦合電容、旁路電容在兩級(jí)阻容耦合放大器中，由于存在耦合電容、旁路電容、晶體管極間等效電容、導(dǎo)線間分布電容，放大器的放大、晶體管極間等效電容、導(dǎo)線間分布電容

9、，放大器的放大倍數(shù)將隨著信號(hào)頻率的變化而變化。倍數(shù)將隨著信號(hào)頻率的變化而變化。 當(dāng)信號(hào)頻率升高或降低時(shí)，放大倍數(shù)均有較大幅度的當(dāng)信號(hào)頻率升高或降低時(shí)，放大倍數(shù)均有較大幅度的下降。當(dāng)信號(hào)頻率升高，使放大倍數(shù)下降為中頻時(shí)放大倍下降。當(dāng)信號(hào)頻率升高，使放大倍數(shù)下降為中頻時(shí)放大倍數(shù)（數(shù)（A Aumum）的）的0.70.7倍時(shí)，這個(gè)頻率稱為上限截止頻率倍時(shí)，這個(gè)頻率稱為上限截止頻率f fH H；同；同樣，當(dāng)信號(hào)頻率降低，使放大倍數(shù)下降為樣，當(dāng)信號(hào)頻率降低，使放大倍數(shù)下降為A Aumum的的0.70.7倍的頻倍的頻率稱為下限截止頻率率稱為下限截止頻率f fL L。 放大器的放大器的通頻帶通頻帶記作記作f

10、fbwbw, ,且且 它表明放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力。放大器的它表明放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力。放大器的通頻帶越寬，表明對(duì)信號(hào)頻率的適應(yīng)能力越強(qiáng)通頻帶越寬，表明對(duì)信號(hào)頻率的適應(yīng)能力越強(qiáng)LHbwfff3.多級(jí)放大電路分析多級(jí)放大電路分析(1) (1) 由于電容的隔直作用，各級(jí)放大器的靜態(tài)工由于電容的隔直作用，各級(jí)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。作點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。(2) (2) 前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓。前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓。(3) (3) 后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻(4) (4) 總電壓放大倍數(shù)總

11、電壓放大倍數(shù)= =各級(jí)放大倍數(shù)的乘積。各級(jí)放大倍數(shù)的乘積。(5)(5)總輸入電阻總輸入電阻riri即為第一級(jí)的輸入電阻即為第一級(jí)的輸入電阻ri1 ri1 。(6)(6)總輸出電阻即為最后一級(jí)的輸出電阻總輸出電阻即為最后一級(jí)的輸出電阻. .例1下圖是一個(gè)直接耦合兩級(jí)放大電路，晶體管放大倍數(shù)均為50，（1）調(diào)節(jié)Rp輸,使入電壓為0時(shí)，輸出電壓VO=0，并觀察各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)（2）輸入電壓為10mv的正弦源，觀察輸出波形(3)利用交流分析，求動(dòng)態(tài)參數(shù)Au、Ri、Ro。（1）調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)Rp(1)輸入信號(hào)Vi選正弦電壓源，并將其振幅VAMP設(shè)置成0。(2)將Rp設(shè)置成全局變量Rp，對(duì)電路同時(shí)進(jìn)行瞬態(tài)特性分

12、析(Transient Analysis)和參數(shù)掃描分析(Parametric Analysis)?！皰呙枳兞俊边x為Rp，變量的變化范圍：600900，步長(zhǎng)為10(3)運(yùn)行Pspice，在Probe窗口中執(zhí)行電路性能分析命令，得到如圖所示的分析結(jié)果，可見當(dāng)Rp=820.8時(shí)，V0=0 V。Vo與與Rp的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線（2）靜態(tài)工作點(diǎn)）靜態(tài)工作點(diǎn)輸入輸出波形輸入輸出波形輸入電壓為10mv的正弦源（3）求動(dòng)態(tài)參數(shù)）求動(dòng)態(tài)參數(shù)Au=V(VO)/V(Vi),Ri=V (Vi)/I(VI),RO=V (VO)/I(VO),這時(shí)輸入源為0，負(fù)載無(wú)窮大利用交流分析，設(shè)置交流源VAC=10m，參數(shù)設(shè)置為V

13、(VO)/V(VI)波形波形從波形上能直觀讀出中頻段的數(shù)值A(chǔ)u= V(VO)/V(VI)=761V(VI)/I(VI)波形波形從波形上能直觀讀出中頻段的數(shù)值Ri= V(Vi)/I(VI)=11.7K求輸出電阻的電路求輸出電阻的電路將輸入源置零，輸出端外接電壓源voV(VO)/I(VO)波形波形從波形上能直觀讀出中頻段的數(shù)值Ro= V(VO)/I(Vo)=104.4K例下面是一個(gè)阻容耦合電路,調(diào)整R13和R14的值使第一級(jí)和第二級(jí)輸出電壓波形都不失真設(shè)置參數(shù)設(shè)置參數(shù)分析參數(shù)設(shè)置分析參數(shù)設(shè)置分析波形分析波形確定確定rp1=80k確定確定rp2=40k場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管(簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)

14、管)是利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制半導(dǎo)體中電流的一種半導(dǎo)體器件，是一種電壓控制器件場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管是在N型硅半導(dǎo)體材料左右兩側(cè)制造兩個(gè)P型區(qū)形成兩個(gè)PN結(jié)，把兩個(gè)P區(qū)相連后引出一個(gè)電極稱為柵極G。在N型硅的上下兩端各引出一個(gè)電極，分別稱為源極S和漏極D。兩個(gè)PN結(jié)中間的N型區(qū)域稱為N型導(dǎo)電溝道。這就構(gòu)成一個(gè)N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管 它是以一塊低摻雜濃度、高電阻率的P型硅片作為襯底，再擴(kuò)散兩個(gè)高濃度摻雜的N型區(qū)，分別引出兩個(gè)極稱為源極S和漏極D，隔離兩個(gè)N型區(qū)的間隙表面覆蓋著一層很薄的二氧化硅絕緣層，并在它上面用金屬鋁引出一個(gè)電極，作為柵極G。由于柵極與其他電極是絕緣的，故稱它為

15、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管 MOS場(chǎng)效應(yīng)管模型參數(shù)場(chǎng)效應(yīng)管模型參數(shù)Mos管工作區(qū)偏壓條件管工作區(qū)偏壓條件例例3 查看查看nMOS增強(qiáng)型的輸入輸出特性曲線增強(qiáng)型的輸入輸出特性曲線轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性分析參數(shù)設(shè)置：保持VDs不變，VGS由0V增至10V，步長(zhǎng)0.02V 轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線輸出特性輸出特性分析設(shè)置：作輸出特性Vds由0V增至10V，步長(zhǎng)0.02V。二次掃描變量Vgs，分別是0 2 4 6 8 10Vds-Id特性曲線特性曲線例例4分析分析N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOSFET反饋偏置放大器反饋偏置放大器Bias Point 分析分析圖解法圖解法 （輸出特性）（輸出特性）分析一下Rd對(duì)Q點(diǎn)的影

16、響？（圖見上頁(yè)） 增大，Q點(diǎn)下移 分析一下Vdd對(duì)Q點(diǎn)的影響？ Vdd減小，Q點(diǎn)向下平移 溫度分析溫度分析溫度分析設(shè)置：“-10 25 40 80 150 場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的性能比較場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的性能比較 1場(chǎng)效應(yīng)管的源極s、柵極g、漏極d分別對(duì)應(yīng)于三極管的發(fā)射極e、基極b、集電極c，它們的作用相似。2場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制電流器件，由Vgs控制Id，其放大系數(shù)gm一般較小，因此場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力較差；三極管是電流控制電流器件，由iB（或iE）控制iC3.場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源取較少電流的情況下,應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管;而在信號(hào)電壓較低,又允許從信號(hào)源取較多電

17、流的條件下,應(yīng)選用晶體管。4場(chǎng)效應(yīng)管柵極幾乎不取電流（ig=0）；而三極管工作時(shí)基極總要吸取一定的電流。因此場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻比三極管的輸入電阻高。5.場(chǎng)效應(yīng)管只有多子參與導(dǎo)電；三極管有多子和少子兩種載流子參與導(dǎo)電，因少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，所以場(chǎng)效應(yīng)管比三極管的溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)。在環(huán)境條件（溫度等）變化很大的情況下應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管。6.場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲系數(shù)很小，在低噪聲放大電路的輸入級(jí)及要求信噪比較高的電路中要選用場(chǎng)效應(yīng)管。 7場(chǎng)效應(yīng)管和三極管均可組成各種放大電路和開關(guān)電路，但由于前者制造工藝簡(jiǎn)單，且具有耗電少，熱穩(wěn)定性好，工作電源電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛用于大規(guī)模和超

18、大規(guī)模集成電路中。CMOS反相器反相器說明說明若在一組電路中同時(shí)使用到nMOS及Pmos元件，則稱之為CMOS（Coplementary MOS）CMOS模擬電路沒有早期的NMOS電路中令人困擾的體效應(yīng)（Body Effect）。故電路特性較佳，而在數(shù)字電路應(yīng)用中，由于CMOS電路的靜態(tài)電流（Static Current）很小，幾乎等于零，所以非常省電。由于CMOS電路有以上所提到的優(yōu)點(diǎn)，所以雖然其工藝較復(fù)雜，但是仍然廣受歡迎，現(xiàn)在已經(jīng)稱為集成電路的設(shè)計(jì)主流。電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)CMOS反相器電路如圖所示它由兩個(gè)增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成，其中VTN為NMOS管，稱驅(qū)動(dòng)管，VTP為PMOS管，稱負(fù)載

19、管。 NMOS管的柵源開啟電壓UTN為正值，PMOS管的柵源開啟電壓是負(fù)值，其數(shù)值范圍在25V之間。為了使電路能正常工作，要求電源電壓UDD(UTN+|UTP|)。UDD可在310V之間工作，其適用范圍較寬 工作原理工作原理當(dāng)u uI I= U= UILIL=0V=0V時(shí)，VTVTN N截止，VTVTP P導(dǎo)通， u uO O =U=UOHOHVVDDDD 當(dāng)u uI I =U =UIHIH = V = VDDDD ，VTVTN N導(dǎo)通，VTVTP P截止，u uO O =U =UOLOL0V0V實(shí)現(xiàn)反相器功能（非邏輯）VTPVTP和VTNVTN總是一管導(dǎo)通而另一管截止，流過VTPVTP和VT

20、NVTN的靜態(tài)電流極小（納安數(shù)量級(jí)），因而CMOSCMOS反相器的靜態(tài)功耗極小。這是CMOSCMOS電路最突出的優(yōu)點(diǎn)之一。特點(diǎn)特點(diǎn)例例5 分析分析CMOS反相器的輸入輸出特性反相器的輸入輸出特性瞬態(tài)分析設(shè)置瞬態(tài)分析設(shè)置輸入輸出波形輸入輸出波形I(C1)和和I(VDD)的電流波形的電流波形設(shè)置直流掃描分析參數(shù)設(shè)置直流掃描分析參數(shù)輸入輸出轉(zhuǎn)換波形輸入輸出轉(zhuǎn)換波形例例5分析分析CMOS二輸入或非門電路二輸入或非門電路瞬態(tài)分析參數(shù)設(shè)置瞬態(tài)分析參數(shù)設(shè)置輸入輸出結(jié)果輸入輸出結(jié)果將兩個(gè)輸入腳接在一起，觀察其輸入輸出轉(zhuǎn)換波形將兩個(gè)輸入腳接在一起，觀察其輸入輸出轉(zhuǎn)換波形交流掃描分析參數(shù)設(shè)置交流掃描分析參數(shù)設(shè)置

21、Op-Amp（運(yùn)算放大器）（運(yùn)算放大器） 在模擬集成電路中，集成運(yùn)算放大器（Op-Amp簡(jiǎn)稱運(yùn)放）應(yīng)用極為廣泛。本小節(jié)介紹實(shí)用運(yùn)放電路，CAD分析方法Op-amp的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖 1 用用uA741運(yùn)放組成的倒向比例器運(yùn)放組成的倒向比例器 用pspice分析時(shí)，可以設(shè)置DC Sweep，V1從0V-2V變化，增量為0.1V 非倒向比例器非倒向比例器 電壓跟隨器電壓跟隨器 加法器加法器 積分器積分器 輸出波形輸出波形圖中這個(gè)負(fù)電壓降斜率是-20000V/s，由于電壓是由+20V降至-20V，因此，下降時(shí)間為40V/20000=2ms多級(jí)多級(jí)Op-Amp電路電路 U1是電壓跟隨

22、器與前級(jí)起“隔離”作用；U2為倒向器放大倍數(shù)Av=-10，輸出電壓應(yīng)為2V，靜態(tài)工作點(diǎn)分析為-1.984V；U3為非倒向運(yùn)放Av=（1+200k/10k）=21，輸出電壓應(yīng)為Vo3=21*（200mV）=4.2V，靜態(tài)工作點(diǎn)分析為4.216V，所差無(wú)幾 低通有源濾波器低通有源濾波器 分析結(jié)果分析結(jié)果 分析設(shè)置：AC Sweep，1Hz10Khz，使用Dec對(duì)數(shù)坐標(biāo)，間隔之間掃描點(diǎn)數(shù)為 10。其分析結(jié)果如圖所示，圖中，F(xiàn)oh=160Hz 高通有源濾波器高通有源濾波器分析結(jié)果分析結(jié)果分析設(shè)置：AC Sweep，10Hz100Khz，使用Dec對(duì)數(shù)坐標(biāo)，間隔之間掃描點(diǎn)數(shù)為 10。其分析結(jié)果如圖所示，

23、圖中，F(xiàn)oh=2.94kHz 帶通濾波器帶通濾波器 分析結(jié)果分析結(jié)果分析設(shè)置：AC Sweep，10Hz1megHz，使用Dec對(duì)數(shù)坐標(biāo)，掃描間隔之間的點(diǎn)數(shù)為 10。其分析結(jié)果如圖所示 。從圖看出低頻截止頻率fol=159Hz，高頻截止頻率foh=7.9kHz，接近計(jì)算值 OP-AMP推挽式功率放大器推挽式功率放大器 觀察分析其電壓、功率和效率 輸入輸出電壓波形輸入輸出電壓波形電壓增益電壓增益說明Vo、Vi是反向放大關(guān)系，電壓閉環(huán)增益可用有效值求出 ，Av= Vo/ Vi=2.48 輸出功率輸出功率AVG（）為求平均值，輸出功率為Po=4.5811W 輸入功率輸入功率輸入功率由于是雙電源供電應(yīng)

24、將二者都記入如圖所示輸出功率為Pi=8.4775W 效率效率n%=53.76%光控報(bào)警器光控報(bào)警器實(shí)現(xiàn)功能：當(dāng)外界亮度足夠時(shí)，報(bào)警器不做任何反應(yīng)，當(dāng)外界亮度低于一定值時(shí)，報(bào)警器會(huì)發(fā)出報(bào)警。報(bào)警器靈敏度可通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)光敏電阻隨外界光線強(qiáng)度變?nèi)醵兇?，一般在幾百歐到幾M歐之間，我們假定光線變?nèi)跏构饷綦娮璧?0k的時(shí)候，開始報(bào)警分析設(shè)置分析設(shè)置用Q2SC1815代替9014，把揚(yáng)聲器用8歐的電阻代替進(jìn)行參數(shù)分析設(shè)置。選擇DC SWEEP分析類型主掃描為V1，從3到6v變化，步長(zhǎng)為0.1次掃描為可調(diào)電阻，從20k到100k直接變化，步長(zhǎng)為10kIC（Q2）與電壓和可調(diào)電阻的關(guān)系）與電壓和可調(diào)電

25、阻的關(guān)系振蕩器振蕩器振蕩的原理：把已經(jīng)放大的信號(hào)按照與輸入同相的方式送到輸入端，稱為正反饋。在正反饋電路里，輸入信號(hào)經(jīng)過放大器后又進(jìn)入輸入端，這樣信號(hào)不斷被放大，但是信號(hào)不可能無(wú)限增大，到達(dá)某個(gè)定值就不再增大了，這個(gè)定值就是振蕩的穩(wěn)定狀態(tài)。放大器正反饋組件VOVOVfVf單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器工作過程工作過程1 當(dāng)加上電源vcc后,由RB2供給偏壓使Q2ONCB經(jīng)VCCRC1CBQ2的B級(jí) TR2的E級(jí)充電，Q2ON,VCE20.3,使Q1無(wú)法導(dǎo)通,因此TR1OFF2 當(dāng)外加正觸發(fā)方波輸入時(shí), 輸入到Q1的基極.在正脈沖的瞬間,Q1由OFFON,Q2因CB加上逆向偏壓而ONOFF,

26、VCE2上升為VCC,由RB1供應(yīng)正向偏壓,使Q1保持ON.3 CB由Q1VCCRB2放電,經(jīng)過T=0.7RB2C以后,CB放電完畢，而使Q2的B-E逆向電壓消失,Q2由RB2得正向偏壓而恢復(fù)ON之狀態(tài).Q2恢復(fù)ON后,VCE20.3,使TR1OFF,CB充電,此狀態(tài)一直維持趣味測(cè)謊儀電路趣味測(cè)謊儀電路 三極管Q1和Q2構(gòu)成互補(bǔ)音頻振蕩器，振蕩頻率由電阻R1、電容C1以及兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間的電阻共同決定。當(dāng)兩點(diǎn)之間電阻大時(shí)，振蕩頻率低；兩點(diǎn)之間電阻小時(shí)，振蕩頻率高；兩點(diǎn)斷開，電路停止振蕩。當(dāng)人說謊時(shí)，汗腺分泌增加，使得節(jié)點(diǎn)手指間電阻降低，振蕩頻率升高，揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音音調(diào)變高Rp=100k時(shí)輸出波

27、形時(shí)輸出波形Rp=1000k時(shí)輸出波形時(shí)輸出波形簡(jiǎn)易擴(kuò)音器電路簡(jiǎn)易擴(kuò)音器電路擴(kuò)音器電路擴(kuò)音器電路輸入級(jí)-前置放大級(jí)-推動(dòng)級(jí)-OCL功率級(jí)-揚(yáng)聲器觸摸式報(bào)警器觸摸式報(bào)警器三極管BG1和BG2等組成模擬開關(guān)電路，平時(shí)兩管處于截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)有人觸及金屬板A時(shí)，兩管就迅速導(dǎo)通。三極管BG3和BG4等組成互補(bǔ)音頻振蕩器，在BG1和BG2管截止時(shí)，振蕩器停振。BG1及BG2管一旦導(dǎo)通，振蕩器立即起振，揚(yáng)聲器中馬上發(fā)出持續(xù)不斷的報(bào)警聲。按鈕開關(guān)SW為報(bào)警解除開關(guān)，當(dāng)SW按下后，三極管BG1和BG2截止，振蕩器也停止振蕩。 單管調(diào)頻發(fā)射機(jī)單管調(diào)頻發(fā)射機(jī)1）話筒MIC采集外界的聲音信號(hào)，電阻R3為MIC提供一定的

28、直流偏壓，R3的阻值越大，話筒采集聲音的靈敏度越弱，電阻越小話筒的靈敏度越高。 2）話筒采集到的交流聲音信號(hào)通過C2耦合和R2匹配后送到三極管的基極3）電路中D1和D2兩個(gè)二極管反向并聯(lián)，主要起一個(gè)雙向限幅的功能，二極管的導(dǎo)通電壓只有0.7V，如果信號(hào)電壓超過0.7V就會(huì)被二極管導(dǎo)通分流，這樣可以確保聲音信號(hào)的幅度可以限制在正負(fù)0.7V之間，過強(qiáng)的聲音信號(hào)會(huì)使三極管過調(diào)制，產(chǎn)生聲音失真甚至無(wú)法正常工作4）C1是一個(gè)耦合電容。5）R4是V1的基極偏置電阻，給三極管提供一定的基極電流，使V1工作在放大區(qū)， R5是直流反饋電阻，起到穩(wěn)定三極管工作點(diǎn)的作用6）高頻三極管V1和電容C3、C5、C6組成一

29、個(gè)電容三點(diǎn)式的振蕩器 7）C4、L組成一個(gè)諧振器：諧振頻率就是調(diào)頻話筒的發(fā)射頻率，根據(jù)圖中元件的參數(shù)發(fā)射頻率可以在88108MHZ之間，正好覆蓋調(diào)頻收音機(jī)的接收頻率，通過調(diào)整L的數(shù)值（拉伸或者壓縮線圈L）可以方便地改變發(fā)射頻率，避開調(diào)頻電臺(tái)。發(fā)射信號(hào)通過C7耦合到天線上再發(fā)射出去。8）電路中發(fā)光二極管D3用來(lái)指示工作狀態(tài)，當(dāng)調(diào)頻話筒得電工作時(shí)就會(huì)點(diǎn)亮，R6是發(fā)光二極管的限流電阻。C8、C9是電源濾波電容，因?yàn)榇箅娙菀话悴捎镁砝@工藝制作的，所以等效電感比較大，并聯(lián)一個(gè)小電容C8可以使電源的高頻內(nèi)阻。 9）CK是外部信號(hào)輸出插座，可以將電視機(jī)耳機(jī)插座或者隨身聽耳機(jī)插座等外部聲音信號(hào)源通過專用的連接

30、線引入調(diào)頻發(fā)射機(jī)，外部聲音信號(hào)通過R1衰減和D1、D2限幅后送到三極管基極進(jìn)行頻率調(diào)制。 通過改變?nèi)龢O管的基極和發(fā)射極之間電容來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的，當(dāng)聲音電壓信號(hào)加到三極管的基極上時(shí)，三極管的基極和發(fā)射極之間電容會(huì)隨著聲音電壓信號(hào)大小發(fā)生同步的變化，同時(shí)使三極管的發(fā)射頻率發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制OTL功率放大器電路原理功率放大器電路原理 A.電壓放大器：將音樂輸出的微小信號(hào)加以放大，通常采用共射級(jí)放大。 B.功率放大：功率放大級(jí)電路是用來(lái)提高電路的工作效率，通常共射級(jí)放大的輸出電流很小，所以透過功放來(lái)推動(dòng)輸出的喇叭。C.偏壓裝置：偏壓裝置為提供功率三極管正向偏壓，使功率放大級(jí)電路工作于AB類放大，防止交

31、叉失真的產(chǎn)生。 D.負(fù)反饋：利用負(fù)反饋的特性，控制整個(gè)放大電路的增益，并且提高電路穩(wěn)定性。各元件在電路中起到的作用各元件在電路中起到的作用A.音量控制：由VR1可變電阻調(diào)整，依串聯(lián)分壓原理可控制輸入電壓大小。 B.第一級(jí)共射極放大：R1、R2、R3、R4、R5、R6提供Q1共射極放大之基本直流偏壓。 C.第二級(jí)共射極放大：SVR1、R10、R11及R9共同提供Q2直流電壓。D.增阻電路：R9、C4組成增阻電路來(lái)增加交流阻抗。（C4稱為增阻電容）。E.偏壓及溫度補(bǔ)償：VR3、D1、D2、D3組成，VR3可調(diào)整靜態(tài)電流大小。F.達(dá)林頓推挽放大：Q3、Q5組成正半周推挽放大，Q4、Q6組成負(fù)半周推挽

32、放大， 此級(jí)只放大電流而無(wú)電壓放大，其電流放大倍數(shù)大約為12。 G.高頻寄生振蕩防止：C5電容可消除高頻振蕩，通常為數(shù)十pF100Pf。 H.反交連電路：R7、C9組成，主要目的為防止第一級(jí)共射極放大受電源交流信號(hào)干擾。I.旁路電容：C2、C6增加共射極放大級(jí)的電壓增益。J.高頻相移補(bǔ)償：C8、R17高頻放大時(shí)，各放大級(jí)交流信號(hào)相位受到交流電容及三極管之輸出、入電容的影響，而產(chǎn)生相位移，在高頻時(shí)有補(bǔ)償?shù)淖饔谩?K.輸出電容：C7隔離中點(diǎn)直流電壓，電容會(huì)影響放大器的低頻響應(yīng)，通常都在1000uF 以上。 L.負(fù)反饋電路：R5、R6組成。（VoR6/R5+R6=VE1，所以Av=Vo/ViVo/VE1=R5+R6/R6）。作業(yè)作業(yè)140k20kTRc1k1.4k301k50vi-+306V根據(jù)下圖：1 求電路的靜態(tài)工作點(diǎn)2 如vi為一個(gè)正弦源，觀察輸出波形3 給出幅頻特性和相頻特性作業(yè)作業(yè)2 分析共射極分壓偏置電路的時(shí)域和頻域特性分析共射極分壓偏置電路的時(shí)域和頻域特性R1和R2形成電阻分壓，提供基極合適的直流電