第十一章模擬電子[1]

1、1第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)11.1 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管11.2 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管11.3 基本放大電路基本放大電路11.4 集成放大電路集成放大電路11.5 直流電路直流電路2第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)8008的芯片核心的芯片核心 3第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 一、半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦砸?、半?dǎo)體的單向?qū)щ娦?自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體導(dǎo)體，金，金屬一般都是導(dǎo)體。屬一般都是導(dǎo)體。 有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體絕緣體，如橡，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。皮、陶瓷、塑料和石英。 另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體另有一類物質(zhì)的

2、導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為之間，稱為半導(dǎo)體半導(dǎo)體，如鍺，如鍺Ge、硅、硅Si、砷化鎵、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。和一些硫化物、氧化物等。4第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理不同于其它物質(zhì)，所半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點。比如：以它具有不同于其它物質(zhì)的特點。比如：當受外界熱和光的作用時，它的導(dǎo)當受外界熱和光的作用時，它的導(dǎo)電能力明顯變化。電能力明顯變化。往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會使它的導(dǎo)電能力明顯改變。會使它的導(dǎo)電能力明顯改變。如光敏電阻如光敏電阻,熱敏電阻熱敏電阻可增加幾十萬至幾百萬倍。例如在純硅中參入

3、百可增加幾十萬至幾百萬倍。例如在純硅中參入百萬分之一的硼后，硅的電阻率就從大約萬分之一的硼后，硅的電阻率就從大約 2x103 m 減小到減小到 4x10-3 m左右左右. 利用這種特性就做成了各種不同用途的半利用這種特性就做成了各種不同用途的半導(dǎo)體器件，如二極管三極管導(dǎo)體器件，如二極管三極管 、場效應(yīng)管及晶閘管。、場效應(yīng)管及晶閘管。5第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)現(xiàn)代電子學中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和現(xiàn)代電子學中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。GeSi6第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)通過一定的提純工藝過程，可以將半通過一定的提純工藝

4、過程，可以將半導(dǎo)體制成導(dǎo)體制成晶體晶體。完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱為稱為本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體。在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣，每個原子都處在正四面體的中心，晶體點陣，每個原子都處在正四面體的中心，而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子與其相臨的原子之間形成與其相臨的原子之間形成共價鍵共價鍵，共用一對價，共用一對價電子。電子。7第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)8第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)硅和鍺的共價鍵結(jié)構(gòu)硅和鍺的共價鍵結(jié)構(gòu)共價鍵共共價鍵

5、共用電子對用電子對+4+4+4+4+4+4表示除表示除去價電子去價電子后的原子后的原子9第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為鍵中，稱為束縛電子束縛電子，常溫下束縛電子很難，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為脫離共價鍵成為自由電子自由電子，因此本征半導(dǎo)體，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。能力很弱。形成共價鍵后，每個原子的最外層電形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是八個，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。子是八個，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價鍵有很強的結(jié)合力，共價鍵有很強的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列

6、，形成晶體。使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+410第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 當導(dǎo)體處于熱力學溫度當導(dǎo)體處于熱力學溫度0K時，導(dǎo)體中沒有自時，導(dǎo)體中沒有自由電子。當溫度升高或受到光的照射時，價電由電子。當溫度升高或受到光的照射時，價電子能量增高，有的價電子可以掙脫原子核的束子能量增高，有的價電子可以掙脫原子核的束縛，而參與導(dǎo)電，成為縛，而參與導(dǎo)電，成為自由電子自由電子。 自由電子產(chǎn)生的同時，在其原來的共價自由電子產(chǎn)生的同時，在其原來的共價鍵中就出現(xiàn)了一個空位，原子的電中性被破鍵中就出現(xiàn)了一個空位，原子的電中性被破壞，呈現(xiàn)出正電性，其正電量與電子的負電壞，呈現(xiàn)出正電性，其正電量與電子的負

7、電量相等，人們常稱呈現(xiàn)正電性的這個空位為量相等，人們常稱呈現(xiàn)正電性的這個空位為空穴空穴?？昭ㄟ\動相當于正電荷的運動。空穴運動相當于正電荷的運動。 這一現(xiàn)象稱為這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，本征激發(fā)，也稱也稱熱激發(fā)熱激發(fā)。11第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+4+4+4+4本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理自由電子自由電子空穴空穴束縛電子束縛電子 可見因熱激發(fā)而出現(xiàn)的自由電子和空穴是同時成對可見因熱激發(fā)而出現(xiàn)的自由電子和空穴是同時成對出現(xiàn)的，稱為出現(xiàn)的，稱為電子空穴對電子空穴對。游離的部分自由電子也可能。游離的部分自由電子也可能回到空穴中去，稱為回到空穴中去，稱為復(fù)合，復(fù)合，如圖所示。如圖所示。激發(fā)復(fù)合

8、本征激發(fā)和復(fù)合的過程本征激發(fā)和復(fù)合的過程12第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 當半導(dǎo)體兩端加上外電壓時當半導(dǎo)體兩端加上外電壓時,半導(dǎo)體中將出半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流現(xiàn)兩部分電流:一是自由電子作定向運動所形一是自由電子作定向運動所形成的成的電子電流電子電流,一是應(yīng)被原子核束縛的價電子一是應(yīng)被原子核束縛的價電子(注意注意,不是自由電子）遞補空穴所形成的不是自由電子）遞補空穴所形成的空穴空穴電流電流。 在半導(dǎo)體中，同時存在著電子導(dǎo)電和空穴在半導(dǎo)體中，同時存在著電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電，這是半導(dǎo)體導(dǎo)電方式的最大特點，也導(dǎo)電，這是半導(dǎo)體導(dǎo)電方式的最大特點，也是半導(dǎo)體和金屬在導(dǎo)電原理上的本質(zhì)差別。是半導(dǎo)體和金屬在導(dǎo)電

9、原理上的本質(zhì)差別。自由電子和空穴都稱為載流子。自由電子和空穴都稱為載流子。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理13第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 本征半導(dǎo)體中的自由電子和空穴總是本征半導(dǎo)體中的自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)的，同時又不斷地復(fù)合。在一成對出現(xiàn)的，同時又不斷地復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達到動定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達到動態(tài)平衡，于是半導(dǎo)體中的載流子（自由態(tài)平衡，于是半導(dǎo)體中的載流子（自由電子和空穴）維持一定數(shù)目。溫度越高，電子和空穴）維持一定數(shù)目。溫度越高，載流子數(shù)目越多，導(dǎo)電性能也就越好。載流子數(shù)目越多，導(dǎo)電性能也就越好。所以，所以，溫度對半導(dǎo)體器件性能的影響很溫度對

10、半導(dǎo)體器件性能的影響很大。大。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理14第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。就會使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。大大增加。使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為稱為 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體（電子半導(dǎo)體），使空穴濃（電子半導(dǎo)體），使空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體（空穴半導(dǎo)體）。（空穴半導(dǎo)體）。N(Negative) P(

11、Positive)15第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷（或銻），晶體點陣中的某些半導(dǎo)體原子被（或銻），晶體點陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個價電子，雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個價電子，其中四個與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價鍵，其中四個與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價鍵，必定多出一個電子，這個電子幾乎不受束縛，必定多出一個電子，這個電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動的帶正電的離子。每個磷原就成了不能移動的帶正電的離子。每個磷原子給出一個電子，稱為子給

12、出一個電子，稱為施主原子施主原子。16第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+4+4+5+4N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體多余電子多余電子磷原子磷原子17第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)N型半導(dǎo)體中的載流子是什么？型半導(dǎo)體中的載流子是什么？1、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同相同。2、本征半導(dǎo)體中成對產(chǎn)生的電子和空穴。、本征半導(dǎo)體中成對產(chǎn)生的電子和空穴。3、摻雜濃度遠大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，、摻雜濃度遠大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠大于空穴濃度。自由電所以，自由電子濃度遠大于空穴濃度。自由電子稱為子稱為多數(shù)載流子多數(shù)載流子（多子多子），空穴稱為），空穴稱為

13、少數(shù)載少數(shù)載流子流子（少子少子）。）。18第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如硼（或銦），晶體點陣中的某些半導(dǎo)體原子被硼（或銦），晶體點陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個價電子，與雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個價電子，與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價鍵時，產(chǎn)生一個空相臨的半導(dǎo)體原子形成共價鍵時，產(chǎn)生一個空穴。這個空穴可能吸引束縛電子來填補，使得穴。這個空穴可能吸引束縛電子來填補，使得硼原子成為不能移動的帶負電的離子。由于硼硼原子成為不能移動的帶負電的離子。由于硼原子接受電子，所以稱為原子接受電子，所以稱為受主原子受主原子

14、。19第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+4+4+3+4空穴空穴P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體硼原子硼原子20第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)總總 結(jié)結(jié)1、N型半導(dǎo)體中電子是多子，其中大部分是摻雜提型半導(dǎo)體中電子是多子，其中大部分是摻雜提供的電子，本征半導(dǎo)體中受激產(chǎn)生的電子只占少供的電子，本征半導(dǎo)體中受激產(chǎn)生的電子只占少數(shù)。數(shù)。 N型半導(dǎo)體中空穴是少子，少子的遷移也能型半導(dǎo)體中空穴是少子，少子的遷移也能形成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要形成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子是多子。近似認為多子與雜質(zhì)濃度相等。近似認為多子與雜質(zhì)濃度相等。2、P型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是

15、少子。21第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體22第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（一）（一） PN 結(jié)的形成結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型型半導(dǎo)體和半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴散，型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴散，在它們的在它們的結(jié)合面上形成如下物理過程結(jié)合面上形成如下物理過程: 23第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+擴散運動內(nèi)電場E漂移運動空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)PN結(jié)處載流子的運動結(jié)處載流子的運動24第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)擴散的結(jié)果是使

16、空間電擴散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬荷區(qū)逐漸加寬.漂移運動P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+擴散運動內(nèi)電場EPN結(jié)處載流子的運動結(jié)處載流子的運動內(nèi)電場越強，就使漂內(nèi)電場越強，就使漂移運動越強，而漂移移運動越強，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。使空間電荷區(qū)變薄。25第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 最后最后, ,多子的多子的擴散擴散和少子的和少子的漂移漂移達到達到動態(tài)平衡動態(tài)平衡。對于。對于P P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N N型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層形成的型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層形成的空間電空間電荷區(qū)荷區(qū)稱為稱為PNPN結(jié)結(jié)。在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也。在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也稱稱

17、耗盡層耗盡層。 26第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) PN結(jié)的形成過程結(jié)的形成過程當漂移運動與擴散運動達到動態(tài)平衡時，當漂移運動與擴散運動達到動態(tài)平衡時，空間電荷區(qū)便穩(wěn)定下來，空間電荷區(qū)便穩(wěn)定下來，PN節(jié)形成節(jié)形成27第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1、空間電荷區(qū)中沒有載流子，、空間電荷區(qū)中沒有載流子， 所以電阻率很高。所以電阻率很高?！啊?、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場阻礙阻礙P中的空穴、中的空穴、N中的電子（中的電子（都是都是多子多子）向?qū)Ψ竭\動）向?qū)Ψ竭\動（擴散運動擴散運動）。）。“”3、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場推動推動P中的電子和中的電子和N中的空穴（中的空穴（都是都是少子

18、少子）向?qū)Ψ竭\動）向?qū)Ψ竭\動（漂移運動漂移運動） 。請注意請注意28第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 如果外加電壓使如果外加電壓使PNPN結(jié)中：結(jié)中： P P區(qū)的電位高于區(qū)的電位高于N N區(qū)的電位，稱為加區(qū)的電位，稱為加正向電壓正向電壓，簡稱簡稱正偏正偏； PNPN結(jié)具有單向?qū)щ娦越Y(jié)具有單向?qū)щ娦?，若外加電壓使電流從，若外加電壓使電流從P P區(qū)流到區(qū)流到N N區(qū)，區(qū)， PNPN結(jié)呈低阻性，所以電流大；反之是結(jié)呈低阻性，所以電流大；反之是高阻性，電流小。高阻性，電流小。 P P區(qū)的電位低于區(qū)的電位低于N N區(qū)的電位，稱為加區(qū)的電位，稱為加反向電壓反向電壓，簡稱簡稱反偏反偏。 29第十一章 模擬電子技術(shù)

19、基礎(chǔ)+RE1.1.PN 結(jié)正向偏置結(jié)正向偏置內(nèi)電場內(nèi)電場外電場外電場變薄變薄PN+_內(nèi)電場被削弱，多子內(nèi)電場被削弱，多子的擴散加強能夠形成的擴散加強能夠形成較大的擴散電流。較大的擴散電流。30第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.2.PN 結(jié)反向偏置結(jié)反向偏置+內(nèi)電場內(nèi)電場外電場外電場變厚變厚NP+_內(nèi)電場被被加強，多子內(nèi)電場被被加強，多子的擴散受抑制。少子漂的擴散受抑制。少子漂移加強，但少子數(shù)量有移加強，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反限，只能形成較小的反向電流。向電流。RE31第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 在在PNPN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個二極管。結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個二極管。其符號

20、如圖其符號如圖 1 1 所示。二極管按結(jié)構(gòu)分有所示。二極管按結(jié)構(gòu)分有點接觸型、點接觸型、面接觸型和平面型面接觸型和平面型三大類。三大類。（一）結(jié)構(gòu)與參數(shù)（一）結(jié)構(gòu)與參數(shù)圖圖 1 132第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(二二) 伏安特性伏安特性 UI死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅硅管管0.5V,鍺管鍺管0.1V。導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降: : 硅管硅管0.60.7V,鍺管鍺管0.20.3V。反向擊穿電反向擊穿電壓壓U(BR) 死區(qū)死區(qū)電壓電壓外電場不足以克服外電場不足以克服內(nèi)電場內(nèi)電場,電流很小電流很小外電場不足以克服外電場不足以克服內(nèi)電場內(nèi)電場,電流很小電流很小33第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(三三) 主要參數(shù)主要參數(shù)

21、1）最大整流電流）最大整流電流 IOM二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。向平均電流。2）反向擊穿電壓）反向擊穿電壓VBR二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^熱而劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓VWRM一般一般是是VBR的一半。的一半。34第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3）反向電流）反向電流 IR指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。反向電流大

22、，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要大幾十到幾百倍。的反向電流要大幾十到幾百倍。以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用主以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用主要利用它的單向?qū)щ娦?，包括整流、限幅、保護等。要利用它的單向?qū)щ娦?，包括整流、限幅、保護等。35第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 穩(wěn)壓管是特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管穩(wěn)壓管是特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管,其反向擊穿是可逆的其反向

23、擊穿是可逆的,且反向電壓較穩(wěn)定且反向電壓較穩(wěn)定.1. 伏安特性曲線伏安特性曲線UIUZIZminIZmax UZ IZ穩(wěn)壓誤差穩(wěn)壓誤差曲線越曲線越陡，電陡，電壓越穩(wěn)壓越穩(wěn)定。定。-+36第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2. 穩(wěn)壓二極管的參數(shù)穩(wěn)壓二極管的參數(shù)（1）穩(wěn)定電壓）穩(wěn)定電壓 UZ: 反向擊穿電壓反向擊穿電壓（2）穩(wěn)定電流）穩(wěn)定電流IZ： Izmin IZmax（3）最大允許功耗）最大允許功耗maxZZZMIUP 37第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)一、一、 結(jié)構(gòu)和特點結(jié)構(gòu)和特點BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極NPN型型PNP集電極集電極基極基極發(fā)射極發(fā)射極BCEPNP型型38第十一章 模

24、擬電子技術(shù)基礎(chǔ)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄，摻雜濃度低摻雜濃度低集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高雜濃度較高39第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)40第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 1. 實驗線路實驗線路41第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)ICIBIE2.實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)42第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(1) IE = IB+IC(2) IC (或或IE )IB 3 .3806. 03 . 2BCII4004. 006. 05 . 13

25、. 2BCII5 .3704. 05 . 1BCII這就是晶體管的這就是晶體管的電流放大作用電流放大作用3. 四個結(jié)論四個結(jié)論：(3)當當IB=0時時, IC =ICEOIC，UCE 0.3V稱為飽和區(qū)。稱為飽和區(qū)。52第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE IB ，則基極電壓近似為常數(shù)。發(fā)射極電流近似為常數(shù)。發(fā)射極電流2121BBCCRRUII穩(wěn)定穩(wěn)定Q Q點的原理如下：點的原理如下：若設(shè)計電路參數(shù)，使若設(shè)計電路參數(shù)，使（2） UB UBE , 則則EBEC

26、RUII此式說明，此式說明，IC與三與三極管的參數(shù)無關(guān)，極管的參數(shù)無關(guān)，也就說基本不受也就說基本不受溫度影響。溫度影響。101第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)TUBEIBICUEIC本電路穩(wěn)壓的本電路穩(wěn)壓的過程實際是由過程實際是由于加了于加了RE形成形成了了負反饋負反饋過程過程分壓式偏置電路分壓式偏置電路uiI1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuo102第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)問題：問題：如果去掉如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？放大倍數(shù)怎樣？I1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoCE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中， CE將將RE短路，短路，RE對交

27、流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。對交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。103第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)去掉去掉 CE 后的微變等效電路后的微變等效電路)1 (/EbeBiRrRRCoRR rbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRB將將RE折算到基極折算到基極EbbebiRIrIU)1 (LboRIUEbeLuRrRA)1 (104第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)uo+UCCI1I2IBRB1RCC1C2RB2CERERL 例：已知例：已知R RB1B1=15k=15k， R RB2B2=5k=5k，R RE E=1k , R=1k , RL L= R= RC C=2k ,=2k , V VCCCC=1

28、2V=12V，6060。 （1 1）求放大電路的靜態(tài)工作點）求放大電路的靜態(tài)工作點 （2 2）求電壓放大倍數(shù)和輸入輸出電阻）求電壓放大倍數(shù)和輸入輸出電阻 （3 3） C CE E開路時對方大電路會產(chǎn)生什么影響開路時對方大電路會產(chǎn)生什么影響105第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)I1I2IBRB1+VCCRCRB2REBIEAIIVRRIVRIRIVUmARUUIVVRRRUCBECCCCEECCCCCEEBEBECCBBBB38603 . 21 . 533 . 212)(3 . 217 . 0335151251212）估算靜態(tài)值解：（106第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)kRRkrRRRrRAkRRRRRI

29、rCbeBBibeLuCLCLLEQbe278399.0/5/15/6 .6019903 .2266130026)1 (3002021圖示）畫出微變等效電路如（iIbIcIrbeRB2RCRLiUoUbIRB1107第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) (3)去掉去掉 CE 后的微變等效電路后的微變等效電路kRRkRrRRCEbeBi253. 3)1 (/0rbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRB將將RE折算到基極折算到基極97. 0)1 (EbeLuRrRA108第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)RB+UCCRE圖圖(b)RB+UCCC1C2RERLuiuo圖圖(a)圖（圖（a a）為共集電極單管放大電

30、路。圖（）為共集電極單管放大電路。圖（b b）為其直流通路。）為其直流通路。 109第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 其交流通路如下圖所示。其交流通路如下圖所示。RBRERLoUiUT由交流通路可知：集電極是輸入信號和輸出信號由交流通路可知：集電極是輸入信號和輸出信號的公共端，所以稱為的公共端，所以稱為共集電極電路。共集電極電路。又由于輸出又由于輸出信號從發(fā)射極引出，所以又稱為信號從發(fā)射極引出，所以又稱為射極輸出器射極輸出器。第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1101、靜態(tài)工作點的計算、靜態(tài)工作點的計算IBICEBBECCBRRUUI)1 (RB+UCCRE直流通道直流通道BCIIECCCCERIUUBEB

31、BCCURIUEBRI )1 (IE第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)111LELRRR/LeoRIULbRI）（1LebebiRIrIULbbebRIrI)1 (2. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI由交流通路畫出微變等效電路，如下圖所示。由交流通路畫出微變等效電路，如下圖所示。.0.)1 ()1 (LbbebLbiuRIrIRIUUA)1 ()1 (LbeLRrR第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1121.,)1 (LbeRr所以所以，1uA但是，輸出電流但是，輸出電流Ie增加了。增加了。2. 輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱故

32、稱電壓跟隨器電壓跟隨器。結(jié)論：結(jié)論：LbeLuRrRA)1 (1）（第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1133. 輸入電阻輸入電阻)1 (/LbeBiRrRR輸入電阻較大，作為前一級的負載，對前輸入電阻較大，作為前一級的負載，對前一級的放大倍數(shù)影響較小。一級的放大倍數(shù)影響較小。rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路由由微變等效電路微變等效電路可知，射極輸出器的輸入電阻為可知，射極輸出器的輸入電阻為 iBiRRR/bLbebbiIRrIIUR)1 (iLbeRr)1 (第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1144. 輸出電阻輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。用加壓求流法求輸出電阻。Rob

33、IiIrbeRERBcIbISURSrbeRERBRSbIcIbIiIRIoUoIBssRRR/:設(shè)電源置電源置0RbRbbReOIIIIIIII)1 (EoSbeoRURrU)1 (第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)115ESbeRRrIUR/1000一般：1sbeERrR所以：1sbeoRrR射極輸出器的輸出電阻很小，射極輸出器的輸出電阻很小，一般為幾十歐幾一般為幾十歐幾百歐百歐, ,比共射放大電路的輸出電阻小得多比共射放大電路的輸出電阻小得多, ,帶負載帶負載能力強。能力強。116第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)共集電極電路的特點是：共集電極電路的特點是：射極輸出器的使用射極輸出器的使用1. 將射極輸

34、出器放在電路的首級，可以提高將射極輸出器放在電路的首級，可以提高輸入電阻輸入電阻2. 將射極輸出器放在電路的末級，可以降將射極輸出器放在電路的末級，可以降 低低輸出電阻，提高帶負載能力。輸出電阻，提高帶負載能力。3. 將射極輸出器放在電路的兩級之間，可以將射極輸出器放在電路的兩級之間，可以起到電路的匹配作用。起到電路的匹配作用。 3. 3.輸出電壓與輸入電壓近似相等，相位相同輸出電壓與輸入電壓近似相等，相位相同 1.輸入電阻大2.輸出電阻小第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)117五、多級放大電路及耦合方式多級放大電路及耦合方式 耦合方式：耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合。直接耦合；阻容耦合；變

35、壓器耦合。第一級第一級放大電路放大電路輸輸 入入 輸輸 出出第二級第二級放大電路放大電路第第 n 級級放大電路放大電路 第第 n-1 級級放大電路放大電路耦合：耦合：多級放大電路級與級之間的連接方式多級放大電路級與級之間的連接方式 功放級功放級第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)118（一）阻容耦合（一）阻容耦合在多級放大電路中，級與級之間通過電容和電阻在多級放大電路中，級與級之間通過電容和電阻相連接的方式，稱為相連接的方式，稱為阻容耦合阻容耦合。 右圖是兩級右圖是兩級放大電路，放大電路，由兩個共射由兩個共射基本放大電基本放大電路組成。路組成。 oU+UCCRSRB1C2C3RB22RB21RLRE2C

36、1RC2T1RE1CE2T2SUiURC11oU第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1191.1.靜態(tài)分析靜態(tài)分析 由于電容器的隔直作用，各級的靜態(tài)工作點互由于電容器的隔直作用，各級的靜態(tài)工作點互不影響，所以可以由各級的直流通路分別計算不影響，所以可以由各級的直流通路分別計算靜態(tài)工作點。靜態(tài)工作點。 2.2.動態(tài)分析動態(tài)分析 以前面的圖為例，討論多級放大電路的動態(tài)以前面的圖為例，討論多級放大電路的動態(tài)指標。該電路的微變等效電路如下圖所示。指標。該電路的微變等效電路如下圖所示。 1bi2biiR2iRRE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi2biOUoR第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)12

37、0關(guān)鍵關(guān)鍵: :考慮級間影響?？紤]級間影響。方法方法:Ri2 = RL121ioUU（1 1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù) .2.1.01.0.01.0.uuiiuAAUUUUUUA圖中第一級的電壓放大倍數(shù)為圖中第一級的電壓放大倍數(shù)為 而而Ri2 是第二級的是第二級的輸入電阻輸入電阻222212/beBBirRRR111111) 1() 1(LbeLuRrRA式中RL1 = RE1/ Ri2第二級的電壓放大倍第二級的電壓放大倍數(shù)為數(shù)為 beLCurRRA)/(.121第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（2 2）輸入電阻和輸出電阻）輸入電阻和輸出電阻 多級放大電路的輸入電阻多級放大電路的輸入電阻Ri就是第

38、一級的輸入電阻。就是第一級的輸入電阻。輸出電阻輸出電阻RO就是最后一級的輸出電阻。就是最后一級的輸出電阻。 Ri = RB / rbe1 +（ 1 + )RL1 其中其中: :RL1 =RE1/RL1= RE1/ Ri2= RE1/ RB21 / RB11 /rbe2 Ro = RC2 說明：計算多級放大電路的說明：計算多級放大電路的 、Ri、 Ro可以畫出可以畫出整個電路的微變等效電路計算；也可以將多級放整個電路的微變等效電路計算；也可以將多級放大電路分解為單級放大電路，將后級的輸入電阻大電路分解為單級放大電路，將后級的輸入電阻作為前級的負載電阻，分別畫出每一級的微變等作為前級的負載電阻，分

39、別畫出每一級的微變等效電路計算。效電路計算。 uA122第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)將前級的輸出端直接通過電阻或?qū)Ь€連將前級的輸出端直接通過電阻或?qū)Ь€連接到下一級的輸入端的連接方式。接到下一級的輸入端的連接方式。 直接耦合：直接耦合：右圖是兩級右圖是兩級直接耦合放直接耦合放大電路。圖大電路。圖中采用正負中采用正負電源，可以電源，可以實現(xiàn)零輸入實現(xiàn)零輸入時輸出為零。時輸出為零。 123第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)由于沒有隔直電容，所以直接耦合放大電路能由于沒有隔直電容，所以直接耦合放大電路能放大緩慢變化的信號，也適于集成化。放大緩慢變化的信號，也適于集成化。 直接耦合放大電路的優(yōu)點：直接耦合放大電路

40、的優(yōu)點：直接耦合放大電路的兩個特殊問題：直接耦合放大電路的兩個特殊問題：問題問題 1 :各級的靜態(tài)工作點互相影響各級的靜態(tài)工作點互相影響 。 問題問題 2 :零點漂移零點漂移。是指輸入信號為零時，輸出電壓偏離靜態(tài)值隨時間和溫度出現(xiàn)忽大忽小的不規(guī)則變化。 124第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)產(chǎn)生零漂的原因產(chǎn)生零漂的原因 : 元件參數(shù)的老化元件參數(shù)的老化 電源電壓的波動電源電壓的波動 三極管的參數(shù)隨溫度的變化三極管的參數(shù)隨溫度的變化減小零漂的減小零漂的措施措施 : 對元器件進行老化處理和篩選對元器件進行老化處理和篩選 高穩(wěn)定度的穩(wěn)壓電源高穩(wěn)定度的穩(wěn)壓電源 采用差動式放大電路采用差動式放大電路 125第

41、十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)uo+UCCRCT1RB2RCT2RB2ui1ui2RB1RB1下圖所示為下圖所示為基本差動放大電路原理圖?；静顒臃糯箅娐吩韴D。 它是由兩個左右它是由兩個左右完全對稱完全對稱的單管共射放大電路組成的單管共射放大電路組成。 三極管三極管T1，T2的特性相同的特性相同 集電極和基極對應(yīng)的電阻也相等集電極和基極對應(yīng)的電阻也相等 126第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（1）靜態(tài)時，靜態(tài)時，ui1=ui2=0, 即輸入端接地。即輸入端接地。 uo= uC1 - uC2 = 0（2）加加共模輸入信號共模輸入信號，即，即ui1 = ui2 = uC。 共模電壓共模電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù):

42、 coccUUA結(jié)論：結(jié)論：在在完全對稱完全對稱的理想情的理想情況下，電況下，電路對共模路對共模信號沒有信號沒有放大能力。放大能力。iC1=iC2 uC1=uC2uo= uC1uC2 =0uo= ACuiAC=0127第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（3）加加差模輸入信號差模輸入信號，即，即ui1 = - ui2 ，如下圖所示。如下圖所示。 +UCCuoRCT1RB2RCT2RB2ui1RB1RB1ui2uiRRiiuu211iiuu212Au1=Au2=Au iiuu211iiuu212Au1=Au2=Au iiuAuAUu1u1c121iiuAuAUu2u2c221iuCCouAUUu21uod

43、AuuAi（3）共模抑制比共模抑制比 CdAACMRR 定義定義顯然顯然, , CMRR越大，放大電路受共模信號越大，放大電路受共模信號的影響就越小，電路的性能越好的影響就越小，電路的性能越好， 輸入端輸入端 接法接法雙端雙端單端單端輸出端輸出端 接法接法雙端雙端單端單端雙入雙出雙入雙出雙入單出雙入單出單入雙出單入雙出單入單出單入單出131第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 圖示為圖示為單端輸入單端輸出的差放電路單端輸入單端輸出的差放電路 132第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)雙端輸出雙端輸出靠電路的左右靠電路的左右對稱性對稱性來抑制零漂移。來抑制零漂移。 單端輸出單端輸出時零漂未被抑制時零漂未被抑制 。主

44、要是集電極電流主要是集電極電流I IC C是溫度的函數(shù)，是溫度的函數(shù)，導(dǎo)致導(dǎo)致Q Q點變化點變化 原因：原因：1.1.電路接入了恒流源來穩(wěn)定工作點電路接入了恒流源來穩(wěn)定工作點 措施：措施：2.2.負電源負電源UEE來抵消恒流源上的直來抵消恒流源上的直流電壓，使得三極管發(fā)射極電位流電壓，使得三極管發(fā)射極電位近似為地電位。近似為地電位。133第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)小結(jié)小結(jié)1.1.差動放大電路能放大差模信號，抑制共模信差動放大電路能放大差模信號，抑制共模信號和零點漂移。號和零點漂移。 2.2.差模放大倍數(shù)只與輸出方式有關(guān)，而與輸入差模放大倍數(shù)只與輸出方式有關(guān)，而與輸入方式無關(guān)。方式無關(guān)。 雙端輸

45、出雙端輸出時，電壓放大倍數(shù)就和單管電時，電壓放大倍數(shù)就和單管電壓放大倍數(shù)壓放大倍數(shù)相同相同 。 單端輸出單端輸出時，電壓放大倍數(shù)就和單管電時，電壓放大倍數(shù)就和單管電壓放大倍數(shù)的壓放大倍數(shù)的一半一半 。 3.3.選擇不同的輸入端輸入信號，可實現(xiàn)反相放選擇不同的輸入端輸入信號，可實現(xiàn)反相放大或同相放大大或同相放大 134第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)135第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)集成電路集成電路: 將整個電路的各個元件做在同一個半導(dǎo)將整個電路的各個元件做在同一個半導(dǎo)體基片上。體基片上。集成電路的優(yōu)點：集成電路的優(yōu)點：體積小、重量輕、功耗小、體積小、重量輕、功耗小、可靠性高、價格低可靠性高、價格低 。

46、集成電路的分類：集成電路的分類：模擬集成電路、數(shù)字集成電路；模擬集成電路、數(shù)字集成電路；小、中、大、超大規(guī)模集成電路；小、中、大、超大規(guī)模集成電路； 集成電路的分類：集成電路的分類：運算放大器、電壓比較器、功率放大器、運算放大器、電壓比較器、功率放大器、模擬乘法器、穩(wěn)壓器、數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)器等模擬乘法器、穩(wěn)壓器、數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)器等 136第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)137第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)對中間級的要求：對中間級的要求：足夠大的電壓放大倍數(shù)。通常由足夠大的電壓放大倍數(shù)。通常由共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路組成組成 。對輸入級的要求：對輸入級的要求：盡量減小零點漂移盡量減小零點漂移, ,盡量提高盡量提

47、高KCMRR , , 輸入阻抗輸入阻抗Ri 盡可能大。該級通常盡可能大。該級通常由由差動放大電路差動放大電路組成組成 。對輸出級的要求：對輸出級的要求：主要輸出電阻主要輸出電阻Ro小、輸出功率大小、輸出功率大、 且有過載保護且有過載保護 。該級通常由。該級通常由共集電極共集電極電路電路構(gòu)成的構(gòu)成的互補對稱式電路互補對稱式電路組成。組成。 偏置電路偏置電路 ：主要是為各級提供靜態(tài)工作電流。主要是為各級提供靜態(tài)工作電流。 138第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)反相輸入端反相輸入端同相輸入端同相輸入端集成運放的符號如下圖所示集成運放的符號如下圖所示 外接的補償電容，外接的補償電容，用于消除自激振蕩用于消除

48、自激振蕩 外接的調(diào)零電位器，外接的調(diào)零電位器，調(diào)整它可實現(xiàn)零輸入調(diào)整它可實現(xiàn)零輸入時零輸出時零輸出 表示信號由輸入到表示信號由輸入到輸出的傳送方向；輸出的傳送方向；A表示放大器表示放大器 139第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) u u+ uoA ri 大大: :幾十幾十k k 幾百幾百 k k 運放的特點：運放的特點：KCMRR 很大很大 ro 小：幾十?。簬资?幾百幾百 A o 很很大大:10:104 4 10 107 7uu+ uoA140第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)反饋反饋: : 就是就是把放大電路輸出信號（電壓或電流）把放大電路輸出信號（電壓或電流）的一部分或全部，通過一定的元件或網(wǎng)的一部分或

49、全部，通過一定的元件或網(wǎng)絡(luò)送回到輸入回路，從而對放大電路的絡(luò)送回到輸入回路，從而對放大電路的輸入量進行自動調(diào)節(jié)的過程。輸入量進行自動調(diào)節(jié)的過程。 反饋放大器或閉環(huán)放大器反饋放大器或閉環(huán)放大器 : :有反饋的放大器。有反饋的放大器。 開環(huán)放大器或基本放大器開環(huán)放大器或基本放大器 : :沒有反饋的放大器。沒有反饋的放大器。 141第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)反饋放大器的方框圖如圖所示。反饋放大器的方框圖如圖所示。 基本放大基本放大 電路電路dXoX反饋回路反饋回路 fXiX+AF反饋電路的三個環(huán)節(jié)：反饋電路的三個環(huán)節(jié)：放大：放大：dooXXA反饋：反饋：ofXXF疊加：疊加：fidXXX142第十一

50、章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（1）正反饋和負反饋）正反饋和負反饋若引回的信號削弱了輸入信號，就稱為若引回的信號削弱了輸入信號，就稱為負反饋負反饋。若引回的信號增強了輸入信號，就稱為若引回的信號增強了輸入信號，就稱為正反饋正反饋。區(qū)分正負反饋的方法：區(qū)分正負反饋的方法：瞬時極性法瞬時極性法 假設(shè)輸入端信號為某一瞬時極性，然后逐級假設(shè)輸入端信號為某一瞬時極性，然后逐級推出電路其他有關(guān)各點瞬時信號的變化情況，最推出電路其他有關(guān)各點瞬時信號的變化情況，最后判斷反饋到輸入端的信號的瞬時極性是增強還后判斷反饋到輸入端的信號的瞬時極性是增強還是削弱了原來的信號。是削弱了原來的信號。143第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)例

51、：判斷圖示電路的正負反饋正負反饋類型例：判斷圖示電路的正負反饋正負反饋類型)(.iUOU)(.fU)(idUU負反饋負反饋144第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（2）交流反饋和直流反饋）交流反饋和直流反饋交流反饋：交流反饋：反饋只對交流信號起作用。反饋只對交流信號起作用。直流反饋：直流反饋：反饋只對直流起作用。反饋只對直流起作用。直流反饋的作用：直流反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點。穩(wěn)定靜態(tài)工作點。交流反饋的作用：交流反饋的作用：改善放大器的性能指標。改善放大器的性能指標。 有的反饋只對交流信號起作用；有的反有的反饋只對交流信號起作用；有的反饋只對直流信號起作用；有的反饋對交、饋只對直流信號起作用；有的反

52、饋對交、直流信號均起作用。直流信號均起作用。145第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)若在反饋網(wǎng)絡(luò)中若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容串接隔直電容，則可以隔斷，則可以隔斷直流，此時反饋只對交流起作用。直流，此時反饋只對交流起作用。在起反饋作用的電阻兩端在起反饋作用的電阻兩端并聯(lián)旁路電容并聯(lián)旁路電容，可，可以使其只對直流起作用。以使其只對直流起作用。例例:判斷圖示電路的交直流反饋判斷圖示電路的交直流反饋該電路交該電路交直流反饋直流反饋都有。都有。146第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（3）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同，可以分為串

53、聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：反饋信號反饋信號以以電壓電壓的形式出現(xiàn)，的形式出現(xiàn)，與輸與輸入信號串聯(lián)。入信號串聯(lián)。其電路結(jié)構(gòu)的特點是其電路結(jié)構(gòu)的特點是輸入信號和反饋元件分別連接在運輸入信號和反饋元件分別連接在運放的兩個輸入端子上放的兩個輸入端子上 。圖示電路為串聯(lián)圖示電路為串聯(lián)負反饋。負反饋。147第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號并聯(lián)，反饋信號與輸入信號并聯(lián)，電路結(jié)電路結(jié)構(gòu)的特點是輸入信號和反饋元件分構(gòu)的特點是輸入信號和反饋元件分別接在運放的同一端子上。別接在運放的同一端子上。 。圖示電路為并圖示電路為并聯(lián)負反饋。聯(lián)負

54、反饋。148第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（4）電壓反饋和電流反饋）電壓反饋和電流反饋電壓反饋：電壓反饋：反饋信號與輸出電壓成正比。反饋信號與輸出電壓成正比。電流反饋：電流反饋：反饋信號與輸出電流成正比。反饋信號與輸出電流成正比。根據(jù)反饋所采樣的信號不同，可以分為電壓根據(jù)反饋所采樣的信號不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。反饋和電流反饋。判斷電壓反饋和電流反饋的方法：判斷電壓反饋和電流反饋的方法：可先假設(shè)輸出電壓為零，若反饋信號可先假設(shè)輸出電壓為零，若反饋信號消失則為電壓反饋；若仍有反饋信號，消失則為電壓反饋；若仍有反饋信號，則為電流反饋。則為電流反饋。 149第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)圖示電路中圖

55、示電路中是電壓反饋是電壓反饋0121URRRUf例例:判斷圖示電路是電壓反饋還是電流反饋判斷圖示電路是電壓反饋還是電流反饋150第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)例例:判斷圖示電路是電壓反饋還是電流反饋判斷圖示電路是電壓反饋還是電流反饋圖示電路中圖示電路中是電流反饋是電流反饋0121IRRRIf151第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)負負反反饋饋交流反饋交流反饋直流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點穩(wěn)定靜態(tài)工作點負反饋的分類小結(jié)負反饋的分類小結(jié)152第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（1）電壓負反饋能穩(wěn)定輸出電壓，

56、電流負反）電壓負反饋能穩(wěn)定輸出電壓，電流負反饋能穩(wěn)定輸出電流。饋能穩(wěn)定輸出電流。 （2）負反饋對輸入電阻的影響）負反饋對輸入電阻的影響 對于串聯(lián)負反饋從輸入信號往里看，基對于串聯(lián)負反饋從輸入信號往里看，基本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入回路是串本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入回路是串聯(lián)的，所以使輸入電阻增大；對于并聯(lián)聯(lián)的，所以使輸入電阻增大；對于并聯(lián)負反饋從輸入信號往里看，基本放大電負反饋從輸入信號往里看，基本放大電路與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入回路是并聯(lián)的，所路與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入回路是并聯(lián)的，所以使輸入電阻減小。以使輸入電阻減小。 153第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（3）負反饋對輸出電阻的影響負反饋對輸出電阻的影響前面

57、提到前面提到電壓負反饋電壓負反饋能穩(wěn)定輸出電壓。能穩(wěn)定輸出電壓。這就意味著當負載變化時，輸出電壓近這就意味著當負載變化時，輸出電壓近似不變，即放大電路的輸出電壓趨于理似不變，即放大電路的輸出電壓趨于理想電壓源特性，因此使輸出電阻想電壓源特性，因此使輸出電阻減小減小。 同理，因為同理，因為電流負反饋電流負反饋能穩(wěn)定輸出電流，能穩(wěn)定輸出電流，當負載變化時，輸出電流近似不變，即當負載變化時，輸出電流近似不變，即放大器輸出趨向于恒流特性，所以使輸放大器輸出趨向于恒流特性，所以使輸出電阻出電阻增大增大。154第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)A越大，運放的線性范圍越小，必須在越大，運放的線性范圍越小，必須在輸出

58、與輸入之間輸出與輸入之間加負反饋才能使其工作加負反饋才能使其工作于線性區(qū)。于線性區(qū)。uiuo_+Auiuo+UOM-UOMui=u+-u-第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)155由于運放的開環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻由于運放的開環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻高，輸出電阻小，在分析時常將其理想化，高，輸出電阻小，在分析時常將其理想化，稱其所謂的稱其所謂的理想運放理想運放。理想運放的條件理想運放的條件AiR0iR)(uuAuo虛短路虛短路uu輸出端是理想的電壓源輸出端是理想的電壓源0ii虛斷虛斷運放工作在線性區(qū)的特點運放工作在線性區(qū)的特點第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1561.1.反相比例運算放大器反相比例運算放大器

59、0uui1= i221RuRuoi121RRuuAouuo_+ + R2R1RPuii1i2四、集四、集成運放的線性應(yīng)用成運放的線性應(yīng)用 第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)157電位為電位為0 0，虛地，虛地_+ + R2R1RPuii1iF當當R2=R1時時：121RRuuAouAu = 1稱為反相器稱為反相器：RP=R1 / R2第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1582.2.同相比例運算放大器同相比例運算放大器_+ + RFR1RPuiuou-= u+= ui1RuRuuiFioiFouRRu)1 (1111RRuuAFou第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)159可見：可見：同相比例運算電路的電壓放大倍數(shù)同相比

60、例運算電路的電壓放大倍數(shù)始終始終大于或等于大于或等于1 1，公式中沒有負號表明輸，公式中沒有負號表明輸出電壓與輸入電壓出電壓與輸入電壓同相同相。 當當 R1 開路（開路（ R1 ） 時，時， Af =1，即，即uo = ui。電路稱為電壓跟隨器。電路稱為電壓跟隨器。_+ + uiuo第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)160_+ + RfR1R1ui2uoRfui1 uufiRuuRuu011fiRuRuu12)(121iifouuRRu解出：解出：3.3.差動比例運算放大器（減法運算放大器）差動比例運算放大器（減法運算放大器） 第十一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1610uuFiii1211)(21221112