高教類課件：電工電子技術(shù)

1、電工電子技術(shù)教學(xué)目的及要求： 1.了解本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體 2.掌握PN結(jié)的形成以及PN結(jié)的特點 3.二極管的結(jié)構(gòu)、符號與特性 4.掌握半導(dǎo)體三極管的電流放大作用和伏安特性曲線。教學(xué)重點： N，P型半導(dǎo)體以及PN結(jié)的特點，二極管的特性；掌握半導(dǎo)體三極管的電流放大作用和伏安特性曲線教學(xué)難點： PN結(jié)的形成；半導(dǎo)體三極管的電流放大原理第1章 半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第一節(jié) 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識第二節(jié) 半導(dǎo)體二極管第三節(jié) 半導(dǎo)體三極管第1章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識一、半導(dǎo)體的概念金屬導(dǎo)體內(nèi)的載流子只有一種，就是自由電子，而且數(shù)目很多，所以具有良好的導(dǎo)電性能。 絕緣體中載流子的數(shù)目很少，因而導(dǎo)電性能很差，幾乎不導(dǎo)電

2、。 半導(dǎo)體中的載流子數(shù)目也不多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬導(dǎo)體，其導(dǎo)電性能比導(dǎo)體差而比絕緣體好。 半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)稱半導(dǎo)體。常用的半導(dǎo)體材料有硅（Si）、鍺（Ge）、硒（Se）和砷化鎵（GaAs）及其他金屬氧化物和硫化物等，半導(dǎo)體一般呈晶體結(jié)構(gòu)。第一節(jié) 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：1.摻雜性：在半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)，可改變其電 阻率和導(dǎo)電類型(可做成各種不同用途的 半導(dǎo)體器件，如二極管和三極管等）。3.光敏感性：光照能改變半導(dǎo)體的電阻率。 (可做 成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極 管、光敏三極管等)。2.溫度敏感性：半導(dǎo)體的電阻率隨溫度變化很敏感,并 隨摻雜濃度不同，具有

3、正或負(fù)的電阻溫度 系數(shù)(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。二、半導(dǎo)體的特性純凈的不含任何雜質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)排列整齊的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。 本征半導(dǎo)體的最外層電子（稱為價電子）除受到原子核吸引外還受到共價鍵束縛，因而它的導(dǎo)電能力差。 價電子從外界獲得能量，掙脫共價鍵的束縛而成為自由電子。這時，在共價鍵結(jié)構(gòu)中留下相同數(shù)量的空位，每次原子失去價電子后，變成正電荷的離子，從等效觀點看，每個空位相當(dāng)于帶一個基本電荷量的正電荷，成為空穴。三、本征半導(dǎo)體共價健共價鍵中的兩個電子，稱為價電子。價電子四、N型和P型半導(dǎo)體 摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為電子型半導(dǎo)體或N

4、型半導(dǎo)體。摻入五價元素多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€電子變?yōu)檎x子 用特殊工藝在本征半導(dǎo)體摻入微量五價元素，如磷或砷。 在N 型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。 摻雜后空穴數(shù)目大量增加，空穴導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為空穴半導(dǎo)體或 P型半導(dǎo)體。摻入三價元素 在 P 型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。硼原子接受一個電子變?yōu)樨?fù)離子空穴在半導(dǎo)體硅或鍺中摻入少量三價元素，如硼元素在外加電壓的作用下，P 型半導(dǎo)體中的電流主要是 ，N 型半導(dǎo)體中的電流主要是 。 （a. 電子電流、b.空穴電流） ba五、PN結(jié) 1PN結(jié)的形成 在一塊純凈的半導(dǎo)體晶

5、片上，采取一定的工藝措施，在兩邊摻入不同的雜質(zhì)，分別形成P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，它們的交界面就形成了PN結(jié)。 PN結(jié)的形成機理多子的擴散運動內(nèi)電場少子的漂移運動濃度差P 型半導(dǎo)體N 型半導(dǎo)體 內(nèi)電場越強，漂移運動越強，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。 擴散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。 擴散和漂移這一對相反的運動最終達(dá)到動態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。+形成空間電荷區(qū) 結(jié)具有單向?qū)щ姷奶匦?，這種特性可以通過實驗加以證明。取一個結(jié)分別接成如圖所示的電路。 實驗證明如圖（a）所示電路的燈泡發(fā)亮，說明此時結(jié)電阻很小， 處于“導(dǎo)通”狀態(tài)。當(dāng)把電路切換成如圖（b）所示的電路時燈泡不亮了，說明此時PN結(jié)電阻很大，處

6、于“截止”狀態(tài)。 2 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?PN結(jié)的單向?qū)щ娦栽?1）PN 結(jié)加正向電壓（正向偏置）PN 結(jié)變窄 P接正、N接負(fù) 外電場IF 內(nèi)電場被削弱，多子的擴散加強，形成較大的擴散電流。 PN 結(jié)加正向電壓時，正向電流較大，正向電阻較小，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。內(nèi)電場PN+2）PN 結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場 P接負(fù)、N接正 內(nèi)電場PN+PN 結(jié)變寬2） PN 結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場 內(nèi)電場被加強，少子的漂移加強，由于少子數(shù)量很少，形成很小的反向電流。IR P接負(fù)、N接正 溫度越高少子的數(shù)目越多，反向電流將隨溫度增加。+ PN 結(jié)加反向電壓時，反向電流較小，反向電阻較大，PN結(jié)處

7、于截止?fàn)顟B(tài)。內(nèi)電場PN+第一節(jié) 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識第二節(jié) 半導(dǎo)體二極管第三節(jié) 半導(dǎo)體三極管第1章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識第二節(jié) 半導(dǎo)體二極管一、二極管的結(jié)構(gòu)在PN結(jié)的兩端各引出一根電極引線，然后用外殼封裝起來就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡稱二極管，如圖（a）所示，其圖形符號如圖（b）所示。圖（a）圖（b）二、二極管的類型二極管按制造材料分類，主要有硅二極管和鍺二極管； 按用途分類，主要有整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管等； 按接觸的面積大小分類，可分為點接觸型和面接觸型兩類。(1) 點接觸型 點接觸型二極管是一根很細(xì)的金屬觸絲（如三價元素鋁）和一塊N型半導(dǎo)體（如鍺）的表面接觸，然后在正方向通過

8、很大的瞬時電流，使觸絲和半導(dǎo)體牢固接在一起，三價金屬與鍺結(jié)合構(gòu)成PN結(jié)。由于點接觸型二極管金屬觸絲很細(xì)，形成的PN結(jié)很小，所以它不能承受大的電流和高的反向電壓。由于極間電容很小，所以這類管子適用于高頻電路。(2)面接觸型 面接觸型或稱面結(jié)型二極管的PN結(jié)是用合金法或擴散法做成的。由于這種二極管的PN結(jié)面積大，可承受較大的電流。但極間電容較大，這類器件適用于低頻電路，主要用于整流電路。三、二極管的伏安特性二極管2CP31 加正向電壓的實驗數(shù)據(jù)二極管2CP31 加反向電壓的實驗數(shù)據(jù)三、二極管的伏安特性ABDE（1） 正向特性0A段:死區(qū)AB段:正向?qū)▍^(qū)（2） 反向特性0D段:反向截止區(qū)DE段:反

9、向擊穿區(qū)（1） 正向特性。 0A段稱為“死區(qū)”，在這一區(qū)間，正向電壓增加時正向電流增加甚微，近似為零。在該區(qū)，二極管呈現(xiàn)很大的正向電阻，對外不導(dǎo)通。 AB段稱為正向?qū)▍^(qū)，隨著外加電壓的增加，電流急劇增大。此時二極管電阻很小， 對外呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，在電路中相當(dāng)于一個閉合的開關(guān)。二極管在導(dǎo)通狀態(tài)下，管子兩端的正向壓降很?。ü韫転?.7 V，鍺管為0.3 V），而且比較穩(wěn)定，表現(xiàn)出很好的恒壓特性。 但所加的正向電壓不能太大，否則PN結(jié)會因過熱而被燒壞。 （2） 反向特性。 0D段稱為反向截止區(qū)。當(dāng)反向電壓增加時，反向電流增加很小，幾乎保持不變。此電流稱為反向飽和電流，記作IS 。IS愈大，表明二極管

10、單向?qū)щ娦阅苡?。小功率硅管的IS小于1 A，鍺管的IS為幾 A幾千A。 這也是硅管和鍺管的一個顯著區(qū)別。這時二極管呈現(xiàn)很高的電阻，在電路中相當(dāng)于一個斷開的開關(guān)，電路呈現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài)。 段稱為反向擊穿區(qū)。 當(dāng)反向電壓增加到一定值時， 反向電流急劇增大， 這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。發(fā)生反向擊穿時所加的電壓稱為反向擊穿電壓，記作UBR。反向擊穿電壓愈大，表明二極管的耐壓性能愈好。反向擊穿后的電流不加以限制，結(jié)同樣也會因過熱而被燒壞，這種情況稱為熱擊穿。 1最大整流電流IFMIFM是指二極管長期運行時允許通過的最大正向直流電流。IFM與PN結(jié)的材料、面積及散熱條件有關(guān)。大功率二極管使用時，一般要加散熱片。在

11、實際使用時，流過二極管最大平均電流不能超過IFM，否則二極管會因過熱而損壞。2.最高反向工作電壓URM（反向峰值電壓） URM是指二極管在使用時允許外加的最大反向電壓，其值通常取二極管反向擊穿電壓的一半左右。在實際使用時，二極管所承受的最大反向電壓值不應(yīng)超過URM，以免二極管發(fā)生反向擊穿。四、二極管的主要參數(shù)3反向電流IR與最大反向電流IRM IR是指在室溫下，二極管未擊穿時的反向電流值。IRM是指二極管在常溫下承受最高反向工作電壓URM時的反向漏電流，一般很小，但其受溫度影響很大。當(dāng)溫度升高時，IRM顯著增大。 4最高工作頻率fM 二極管的工作頻率若超過一定值，就可能失去單向?qū)щ娦?，這一頻率

12、稱為最高工作頻率。 它主要由PN結(jié)的結(jié)電容的大小來決定。點接觸型二極管結(jié)電容較小，fM可達(dá)幾百兆赫茲。面接觸型二極管結(jié)電容較大，fM只能達(dá)到幾十兆赫茲。 1發(fā)光二極管2光電二極管五、特殊二極管3穩(wěn)壓二極管 (1)穩(wěn)定電壓Uz Uz是穩(wěn)壓管反向擊穿穩(wěn)定工作的電壓。 (2)穩(wěn)定電流Iz Iz是指穩(wěn)壓管工作的最小電流值。如果電流小于Iz，則穩(wěn)壓性能差，甚至失去穩(wěn)壓作用。 (3)動態(tài)電阻rz rz是穩(wěn)壓管在反向擊穿工作區(qū)，電壓的變化量與對應(yīng)的電流變化量的比值，即 rz越小，穩(wěn)壓性能越好。穩(wěn)壓二極管基本參數(shù)定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通截止 分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓

13、UD的正負(fù)。若 V陽 V陰或 UD為正( 正向偏置 )，二極管導(dǎo)通若 V陽 V陰 二極管導(dǎo)通若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB = 6V例1： 取 B 點作參考點，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。D6V12V3kBAUAB+兩個二極管的陰極接在一起取 B 點作參考點，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。V1陽 =6 V，V2陽=0 V，V1陰 = V2陰= 12 VUD1 = 6V，UD2 =12V UD2 UD1 D2 優(yōu)先導(dǎo)通， D1截止。若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB = 0 V求：UABBD16V12V3kAD2UAB+課堂作業(yè)1：ui 8V，二極管導(dǎo)通，可看作

14、短路 uo = 8V ui 8V，二極管截止，可看作開路 uo = ui已知： 二極管是理想的，試畫出 uo 波形。8Vui18V參考點二極管陰極電位為 8 VD8VRuoui+課堂作業(yè)2：1、當(dāng)溫度升高時，二極管的反向飽和電流將 。 A. 減小 B. 不變 C. 增大2、 N型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中加入 物質(zhì)后形成的 A. 電子 B. 空穴 C. 三價硼元素 D. 五價銻元素C課堂作業(yè)3：D1.要得到P型半導(dǎo)體，可在本征半導(dǎo)體硅或鍺中摻少量的( )A.三價元素 B.四價元素C.五價元素 D.六價元素2.理想二極管構(gòu)成的電路如題2圖，則( )3. PN結(jié)反向偏置時，應(yīng)該是N區(qū)的電位比P區(qū)的電位

15、_。A.V截止U0=-4VB.V導(dǎo)通U0=+4VC.V截止U0=+8VD.V導(dǎo)通U0=+12VDA課堂作業(yè)4：高第三節(jié) 半導(dǎo)體三極管一、三極管的結(jié)構(gòu)和分類 按三個區(qū)的組成形式，三極管可分為NPN型和PNP型?；鶇^(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極結(jié)構(gòu)特點：集電區(qū)：面積最大電流放大原理BECNNPEBRBECIEIC 發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流IE。進(jìn)入P 區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IB ，多數(shù)擴散到集電結(jié)。從基區(qū)擴散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成IC。二、三極管的電流放大作用及其放大的

16、基本條件1三極管各電極上的電流分配實驗電路 基極電源UBB與集電極電源UCC (10-20V) -使三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，三極管處在放大狀態(tài)，同時也是放大電路的能量來源，提供IB和IC。 IE=IB+IC （1-2）式（1-2）表明，發(fā)射極電流等于基極電流與集電極電流之和。(1)三極管的電流放大作用基極電流IB的微小變化,將使集電極電流IC發(fā)生大的變化 (2)三極管放大的基本條件 要使三極管具有放大作用，必須要有合適的偏置條件，即：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。 對于NPN型三極管，必須保證集電極電壓高于基極電壓，基極電壓又高于發(fā)射極電壓，即UCUBUE；而對于PNP型三極管，則與之

17、相反，即UCUBUE。三、三極管的伏安特性1輸入特性曲線特點:非線性正常工作時發(fā)射結(jié)電壓： NPN型硅管 UBE 0.6 0.7VPNP型鍺管 UBE 0.2 0.3V死區(qū)電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V。2輸出特性曲線 在不同的 IB下，可得出不同的曲線，所以晶體管的輸出特性曲線是一組曲線。 晶體管有三種工作狀態(tài)，因而輸出特性曲線分為三個工作區(qū)IC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =01) 放大區(qū) 在放大區(qū) IC = IB ，也稱為線性區(qū)，具有恒流特性。 在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于

18、放大狀態(tài)。Q2Q1大放區(qū)IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =02) 飽和區(qū) 飽和區(qū)是指iB0，uCE0.3V的區(qū)域。 在飽和區(qū)，IB IC，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。 當(dāng) UCE 0)，晶體管工作于飽和狀態(tài)。飽和區(qū)IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =03)截止區(qū)截止時,發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)也處于反向偏置(UBCUBUE，故發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，所以圖（a）中的三極管工作于放大區(qū)。 在圖（b）中，三極管為NPN型, UB

19、=3.7 V,UC=3.3 V,UE=3 V，經(jīng)比較：UBUCUE，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正向偏置，所以圖（b）中的三極管處于飽和區(qū)作業(yè)5：判斷圖中的三極管的工作狀態(tài)。 在圖（c）中，三極管為NPN型, UB=2 V,UC=8 V,U=2.7 V，經(jīng)比較：UCUEUB，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反向偏置，所以圖（c）中的三極管工作于截止區(qū)。 在圖（d）中，三極管為PNP型，對于PNP型三極管， 工作在放大區(qū)時，各極電壓的關(guān)系大小應(yīng)為UEUBUC；工作于截止區(qū)時，各極電壓的大小關(guān)系應(yīng)為UBUE UC； 工作于飽和區(qū)時，各極電壓的大小關(guān)系應(yīng)為UE UCUB。在圖（d）中，UB=-3 V, UE=0 V, UC=-

20、5 V。經(jīng)比較得：UEUB UC，發(fā)射結(jié)正向偏置， 集電結(jié)反向偏置，所以圖（d）中的三極管工作于放大區(qū)。 四、三極管的主要參數(shù)1. 電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時，注意： 和 的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且ICE0 較小的情況下，兩者數(shù)值接近。 常用晶體管的 值在20 200之間。 由于晶體管的輸出特性曲線是非線性的，只有在特性曲線的近于水平部分，IC隨IB成正比變化， 值才可認(rèn)為是基本恒定的。作業(yè)6：在UCE= 6 V時， 在 Q1 點IB=40A,IC=1.5mA；在 Q2 點IB=60 A, IC=2.3mA。求在以后的計算中，一般作近似

21、處理： = 。IB=020A40A60A80A100A36IC / mA1234UCE /V9120Q1Q2在 Q1 點，有由 Q1 和Q2點，得AICEOIB=0+ ICEO受溫度的影響大。溫度ICEO，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。2.穿透電流ICEO3集電極最大允許電流 ICM 集電極電流 IC上升會導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為 ICM。5反向擊穿電壓U(BR)CEO U(BR) CEO是三極管基極開路時，集射極之間的最大允許電壓。當(dāng)集射極之間的電壓大于此值，三極管將被擊穿損壞。 4集電極最大允許耗散功耗PCM PCM取決于三極管允許的溫

22、升，消耗功率過大，溫升過高會燒壞三極管。 PC PCM = UCEIC 硅管允許結(jié)溫約為150C，鍺管約為7090C。1. NPN型三極管處在放大狀態(tài)時是( )A.UBE0, UBC0, UBC0C.UBE0, UBC0 D.UBE02.當(dāng)晶體管工作在放大區(qū)時，發(fā)射結(jié)電壓和集電結(jié)電壓應(yīng)為 。A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏3.某放大狀態(tài)的晶體三極管，當(dāng)IB=20A時，IC=1mA，當(dāng)IB=60A時，IC=3mA。則該管的電流放大系數(shù)值為_ BC課堂作業(yè)7：50第一章結(jié)束！電工電子技術(shù)第二章 基本放大電路第一節(jié)放大的概念和放大電路的主要性能指標(biāo)第二

23、節(jié) 放大電路的分析方法第三節(jié)固定偏置共射極放大電路第四節(jié) 分壓式偏置電路共射極放大電路第五節(jié) 共集電極放大電路與共基極放大電路第七節(jié) 多級放大電路教學(xué)目的及要求： 1.掌握放大電路的組成、工作原理和性能指標(biāo)。 2.掌握放大電路的靜態(tài)、動態(tài)分析方法。 3.掌握微變等效電路的分析方法 4.掌握動態(tài)指標(biāo)的求解方法 5.掌握放大器偏置電路的特點。 6.了解共集電極電路和共基極電路組成 7.掌握多級放大電路的級間耦合方式。 8.理解多級放大電路的分析。教學(xué)重點： 放大電路的靜態(tài)、動態(tài)分析方法；放大電路的微變等效電路及其動態(tài)指標(biāo)教學(xué)難點： 三極管的微變等效電路;多級放大電路的分析方法第2章 放大電路基礎(chǔ)

24、一、放大的概念 放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。 對放大電路的基本要求 ： 1. 要有足夠的放大倍數(shù)(電壓、電流、功率)。 2. 盡可能小的波形失真。 本章主要討論電壓放大電路。 第一節(jié)放大的概念和 放大電路的主要性能指標(biāo)二、放大電路的主要性能指標(biāo)1.放大倍數(shù)2.輸入電阻Ri放大電路對信號源(或?qū)η凹壏糯箅娐?來說，是一個負(fù)載，可用一個電阻來等效代替。這個電阻是信號源的負(fù)載電阻,也就是放大電路的輸入電阻。定義： 輸入電阻是對交流信號而言的，是動態(tài)電阻。+-信號源+-Au放大電路輸入電阻是表明放大電路從信號源分壓大小的參數(shù)。電路的輸入電阻Ri從信號源取得的電壓ui，因此一般總是希望

25、得到較大的輸入電阻。放大電路信號源+-+-3. 輸出電阻ro放大電路對負(fù)載(或?qū)蠹壏糯箅娐?來說，是一個信號源，可以將它進(jìn)行戴維寧等效，等效電源的內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻。+_RLro+_定義： 輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載能力的參數(shù)。電路的輸出電阻愈小，負(fù)載變化時輸出電壓的變化愈小，因此一般總是希望得到較小的輸出電阻。RSRL+_Au放大電路+_三、直流通路與交流通路 靜態(tài)分析的對象是直流量，用來確定管子的靜態(tài)工作點；動態(tài)分析的對象是交流量，用來分析放大電路的性能指標(biāo)。1.直流通路的畫法 畫法:將電容視為開路，電感視為短路，其他元器件不變2.交流通路的畫法畫法:信號頻率較高時，將容量較大

26、的電容視為短路，將電感視為開路，將直流電源（設(shè)內(nèi)阻為零）視為短路，其他不變。第二節(jié) 放大電路的分析方法一、估算法:用在靜態(tài)直流分析由KVL: UCC = IB RB+ UBE三極管工作在放大區(qū)，則由KVL: UCC = ICQ RC+ UCE所以 UCE= UCC ICQRC 1.靜態(tài)分析用作圖的方法確定靜態(tài)值步驟： (1) 用估算法確定IB 優(yōu)點： 能直觀地分析和了解靜態(tài)值的變化對放大電路的影響。(3)由輸出特性確定iC 和UCCUCC=icRC+UCE直流負(fù)載線方程+UCCRbRCT+UBEQUCEQICIBQ（2）根據(jù)IB值在輸出特性曲線中找到對應(yīng)的曲線，如圖2.5（）所示。 二、圖解法

27、 既可作靜態(tài)分析，也可作動態(tài)分析。UCE /VIC/mAOICQUCEQUCC直流負(fù)載線Q由IB確定的那條輸出特性與直流負(fù)載線的交點就是Q點iC=0,UCE=UCCUCE=0, iC= UCC/RCUCC=icRC+UCE作業(yè)1：求如圖 (a)所示電路的靜態(tài)工作點,并求靜態(tài)值。 電路中各參數(shù)如圖所示，三極管為硅管，=50。 放大電路圖解法（） 放大電路； （）直流通路； （）靜態(tài)工作點 解（1） 估算法。 由(2-1)、 (2-2)和(2-3)可得CEQCCCQR C = 20(21036103)=8V (2) 圖解法在圖2.4 (c) 中, 根據(jù)IC cc/ Rc3.3mA,cc 20 作直

28、流負(fù)載線MN,與BBQ 40 A的曲線相交得靜態(tài)工作點, 根據(jù)點所對應(yīng)的坐標(biāo)得CQ=2 mA, CEQ = 8V。作業(yè)2：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：UCC=12V，RC=4k，Rb=300k， =37.5。解：+UCCRbRCT+UBEUCEICIB2.動態(tài)分析 用圖解法進(jìn)行動態(tài)分析： 缺點：精度低、不能用于復(fù)雜電路、不能算出輸入電阻ri，輸出電阻ro。 交流負(fù)載線是一條通過Q點的直線，其斜率為3.靜態(tài)工作點對輸出波形的影響(a)截止失真 (b)飽和失真 4.圖解法的適用范圍 圖解法的優(yōu)點是能直觀形象地反映三極管的工作情況，但必須實測所用管子的特性曲線，且用它進(jìn)行定量分析時誤差較大，此外僅

29、能反映信號頻率較低時的電壓、電流關(guān)系。 因此，圖解法一般適用于輸出幅值較大而頻率不高時的電路分析。 在實際應(yīng)用中，多用于分析Q點位置、最大不失真輸出電壓、失真情況及低頻功放電路等。 微變等效電路： 把非線性元件三極管所組成的放大電路等效為一個線性電路。即把非線性的三極管線性化，等效為一個線性元件。線性化的條件： 三極管在小信號（微變量）情況下工作。因此，在靜態(tài)工作點附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近似代替。微變等效電路法： 利用放大電路的微變等效電路分析計算放大電路電壓放大倍數(shù) 、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。三、微變等效電路分析法-用于動態(tài)分析 當(dāng)信號很小時，在靜態(tài)工作點附近的輸入特性在小范圍

30、內(nèi)可近似線性化。（1）三極管基極與發(fā)射極之間等效交流電阻rberbe一般為幾百歐到幾千歐。即輸入端等效三極管的輸入電阻 三極管的輸入回路(B、E之間)可用rbe等效代替，即由rbe來確定ube和 ib之間的關(guān)系。UBEIBQ輸入特性IBUBEO（2）三極管集電極與發(fā)射極之間等效為受控電流源，即輸出端等效輸出特性 輸出特性在線性工作區(qū)是一組近似等距的平行直線。 三極管的輸出回路(C、E之間)可用一受控電流源 ic= ib等效代替，即由來確定ic和 ib之間的關(guān)系。一般在20200之間。ICUCEQOibicicBCEibib晶體三極管微變等效電路ube+-uce+-ube+-uce+-放大電路的

31、微變等效電路 rbeBEC 三極管的B、E之間可用rbe等效代替。 三極管的C、E之間可用一受控電流源ic=ib等效代替。第三節(jié)固定偏置共射極放大電路一、組成及各元器件的作用1.電路組成2各元件的作用 三極管VT-放大元件, IC= IB。要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,使三極管工作在放大區(qū) 。 集電極電源Ucc：它除了為輸出信號提供能量外，還為集電結(jié)和發(fā)射結(jié)提供偏置，以使晶體管起到放大作用。Ucc一般為幾伏到幾十伏。 集電極負(fù)載電阻Rc：它的主要作用是將已經(jīng)放大的集電極電流的轉(zhuǎn)化變換為電壓的變化，以實現(xiàn)電壓放大。Rc阻值一般為幾千歐到幾十千歐。 基極偏置電阻Rb：串聯(lián)Rb是為了控制基極電流IB

32、的大小，使放大電路獲得較合適的工作點。Rb阻值一般為幾十千歐。 耦合電容C1 、C2 (幾F)-隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系。電容有通交流、隔直流的作用二、固定偏置共射極放大電路的分析1. 固定偏置共射極放大電路的靜態(tài)工作點由+UccRbb極e極地 可得:當(dāng)UBEIB，忽略IB ， 則 UB=Rb2UCC/（Rb1+Rb2）四、分壓式偏置電路共射極放大電路的分析1.分壓式偏置電路共射極放大電路的靜態(tài)分析由b極e極Re地 可得:由+UccRcc極e極Re地可得 作業(yè)：在圖（a）中，若已知=50，UBEQ=0.7 V， Rb2=20 k，Rb1=50 k，Rc=5 k，Re=2.7 k，UC

33、C=12 V， 求靜態(tài)工作點參數(shù)。 解 2. 分壓式偏置電路共射極放大電路的動態(tài)分析 作業(yè)：在圖中，若已知=50，UBE=0.7 V，Rb2=20 k，Rb1=50 k，Rc=5 k，Re=2.7 k，UCC=12 V，若RL=5 k，求Au，ri，ro解： 第五節(jié) 共集電極放大電路與共基極放大電路一、共集電極放大電路(射極輸出器) 因?qū)涣餍盘柖?，集電極是輸入與輸出回路的公共端，所以是共集電極放大電路。 因從發(fā)射極輸出，所以稱射極輸出器。1 靜態(tài)分析直流通路+UCCRbRe+UCE+UBEIEIBICRb+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS2 動態(tài)分析（1） 電壓放大倍數(shù) 電壓放

34、大倍數(shù)Au1且輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。微變等效電路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE（2） 輸入電阻Ri（3） 輸出電阻Ro將信號源短路，保留其內(nèi)阻，在輸出端去掉RL，加一交流電壓，產(chǎn)生電流 ，則：例2-3若如圖2-13(a)所示電路中各元件參數(shù)為：UCC=12V，RB=240k ,RE=3.9k ,RS=600 ,RL=12k 。=60 。C1和C2容量足夠大，試求：Au,Ri,Ro。 在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，三極管=60， UBE=0.6V, 信號源內(nèi)阻RS= 100，試求:(1) 靜態(tài)工

35、作點 IB、IE 及 UCE；(2) 畫出微變等效電路；(3) Au、ri 和 ro 。作業(yè)4:RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS解:(1)由直流通路求靜態(tài)工作點。直流通路+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBIC(2) 由微變等效電路求Au、 ri 、 ro。微變等效電路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE二、共基極放大電路1.靜態(tài)分析 共基極放大電路的直流通路與圖2-11共射極分壓式偏置電路的直流通路一樣，所以與共射極放大電路的靜態(tài)工作點的計算相同。2. 動態(tài)分析（1）放大倍數(shù)。 利用圖2-16微變等效電路， 可得 式中 （2）輸入電阻。當(dāng)不考慮Re的并聯(lián)支路時，當(dāng)考

36、慮Re時， （3）輸出電阻。ro=Rc 由于在求輸出電阻RO時令。則有，受控電流源作開路處理，故輸出電阻第七節(jié) 多級放大電路 在實際的電子設(shè)備中，為了得到足夠大的放大倍數(shù)或者使輸入電阻和輸出電阻達(dá)到指標(biāo)要求，一個放大電路往往由多級組成。 多級放大電路由輸入級、中間級及輸出級組成一、級間耦合方式1.阻容耦合阻容耦合是利用電容器作為耦合元件將前級和后級連接起來。 這個電容器稱為耦合電容，如圖2.24所示。第一級的輸出信號通過電容器C2和第二級的輸入端相連接。 阻容耦合的優(yōu)點是：前級和后級直流通路彼此隔開，每一級的靜態(tài)工件點相互獨立，互不影響。便于分析和設(shè)計電路。因此，阻容耦合在多級交流放大電路中得

37、到了廣泛應(yīng)用。 阻容耦合的缺點是：在集成電路里制造大電容很困難，不利于集成化。所以，阻容耦合只適用于分立元件組成的電路。 2. 變壓器耦合 變壓器耦合是利用變壓器將前級的輸出端與后級的輸入端連接起來，這種耦合方式稱為變壓器耦合。 將V1的輸出信號經(jīng)過變壓器T1送到V2的基極和發(fā)射極之間。V2的輸出信號經(jīng)T2耦合到負(fù)載RL上。 變壓器耦合的優(yōu)點是：由于變壓器不能傳輸直流信號，且有隔直作用，因此各級靜態(tài)工作點相互獨立，互不影響。 變壓器耦合的缺點是：體積大、笨重等，不能實現(xiàn)集成化應(yīng)用。 3. 直接耦合 直接耦合是將前級放大電路和后級放大電路直接相連的耦合方式，這種耦合方式稱為直接耦合。 直接耦合所

38、用元件少，體積小，低頻特性好，便于集成化。直接耦合的缺點是：由于失去隔離作用，使前級和后級的直流通路相通，靜態(tài)電位相互牽制，使得各級靜態(tài)工作點相互影響。另外還存在著零點漂移現(xiàn)象。 4.光電耦合 放大器的級與級之間通過光電耦合器相連接的方式，稱為光電耦合。 由于它是通過電光電的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)級間耦合，各級的直流工作點相互獨立。采用光電耦合，可以提高電路的抗干擾能力。1.電壓放大倍數(shù)所以總的電壓放大倍數(shù)為 即總的電壓放大倍數(shù)為各級放大倍數(shù)的連乘積。 二、多級放大電路的主要性能指標(biāo)2.輸入電阻Ri= Ri1 3.輸出電阻Ro=Ron第二章結(jié)束！電工電子技術(shù)第三章 集成運算放大器的基本概念第一節(jié) 集成運算

39、放大器的基本組成第二節(jié) 差分放大電路第三節(jié) 集成運算放大器的分類及主要參數(shù)教學(xué)目的及要求： 1.了解集成運算放大器的基本組成。 2.掌握差動放大電路。 3.掌握集成運算放大器的主要參數(shù)。教學(xué)重點： 掌握差動放大電路教學(xué)難點： 差動放大電路；集成運算放大器的主要參數(shù) 第三章 集成運算放大器的基本概念集成運算放大器簡介 集成運算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的一種模擬集成電路。(放大倍數(shù)104107) 集成電路 是把整個電路的各個元件以及相互之間的聯(lián)接同時制造在一塊半導(dǎo)體芯片上, 組成一個不可分的整體。 集成電路特點：體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價

40、格低。集成運算放大器件外形圖實際集成運算放大器的管腳和符號反相輸入端同相輸入端+UCCUEEuo+uu +Auo信號傳輸方向輸出端(a)(b)(a) 符號; (b)引腳實際運放開環(huán)電壓放大倍數(shù)第一節(jié) 集成運算放大器的基本組成 集成運放由四部分組成：輸入級、中間級（電壓放大級）、輸出級和偏置電路。 1.輸入級 對于高增益的直接耦合放大電路，減小零點漂移的關(guān)鍵在第一級，因此集成運放的輸入級一般是由差分放大電路組成的。 利用差分放大電路的對稱性，可以減小零點漂移的影響。 它的兩個輸入端構(gòu)成整個電路的反相輸入端和同相輸入端。 2.中間級 中間級（電壓放大級）的主要作用是提高電壓增益，大多采用由恒流源作

41、為有源負(fù)載的共發(fā)射極放大電路，其放大倍數(shù)一般在幾千倍以上。 3.輸出級 輸出級應(yīng)具有較大的電壓輸出幅度、較高的輸出功率和較低的輸出電阻，一般采用甲乙類互補對稱放大電路。 4.偏置電路 偏置電路提供給各級直流偏置電流，使之獲得合適的靜態(tài)工作點。它由各種電流源電路組成。此外還有一些輔助環(huán)節(jié)，如電平移動電路、過載保護(hù)電路以及高頻補償環(huán)節(jié)等。零點漂移：指輸入信號電壓為零時，輸出電壓發(fā)生 緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因：三極管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓 波動、電路元件參數(shù)的變化。第二節(jié) 差分放大電路零點漂移的危害： 直接影響對輸入信號測量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。 嚴(yán)重時，由于后級放大電路的放大作用，

42、可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效信號電壓還是漂移電壓。差動放大電路 (差分式放大電路) -是抑制零點漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。第二節(jié) 差分放大電路 電路結(jié)構(gòu)對稱，在理想的情況下，兩管的特性及對應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。兩管特性相同，靜態(tài)工作點相同左右對稱。一、基本差分放大電路1.電路組成及特點 靜態(tài)時，即ui1=ui2=0時，放大電路處于靜態(tài)。由于電路完全對稱，兩三極管集電極電位Uc1=Uc2，則輸出電壓Uo=Uc1-Uc2=0。 當(dāng)溫度變化時，兩三極管集電極電流Ic1和Ic2同時增加，集電極電位Uc1和Uc2同時下降，且Uc1=Uc2,uo=(Uc1+Uc1)-(Uc2+Uc2)=0，故輸出

43、端沒有零點漂移，這就是差分放大電路抑制零點漂移的基本原理。 2.零點漂移的抑制3.差模信號與差模放大倍數(shù)（大小相等、極性相反）兩個差模信號分別用uid1和uid2表示，uid1=-uid2。ui1=uid1,ui2=uid2=-uid1差模輸入電壓uid=uid1-uid2=2uid1=-2uid2差模輸出電壓uod=uc1-uc2=2uc1差模電壓放大倍數(shù) 即對差模信號放大能力沒有影響。4.共模信號與共模放大倍數(shù)：大小相等、極性相同ui1=ui2=uic 在共模信號作用下，由于電路完全對稱，輸出電壓uoc=0 兩管集電極電位呈等量同向變化，所以輸出電壓為零，即對共模信號沒有放大能力。(Com

44、mon Mode Rejection Ratio)差模放大倍數(shù)=差模輸出電壓/差模輸入電壓共模放大倍數(shù)=共模輸出電壓/共模輸入電壓 KCMR越大，說明差放分辨差模信號的能力越強，而抑制共模信號的能力越強。5. 共模抑制比kCMR共模抑制比二、典型差分放大電路1.電路組成 電路由兩個對稱的共射電路通過公共的發(fā)射極電阻Re相耦合，故又稱為射極耦合差分放大電路。電路由正負(fù)電源供電。Re的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點，限制每個管子的漂移UEE：用于補償Re上的壓降，以使VT1、VT2獲得合適的工作點。第三節(jié) 集成運算放大器的分類及主要參數(shù)一、集成運算放大器的分類 集成運算放大器是電子技術(shù)領(lǐng)域中的一種最基本的放

45、大元件，在自動控制、測量技術(shù)、家用電器等多種領(lǐng)域中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 國產(chǎn)集成運算放大器有通用型和特殊型兩大類。（1）通用型 通用型有通用1型（低增益），通用2型（中增益），通用3型（高增益）三 類。（2）特殊型 特殊型有高精度型、高阻抗型、高速型、高壓型、低功耗型及大功率型等。 通用型的指標(biāo)比較均衡全面，適用于一般電路；特殊型的指標(biāo)大多數(shù)有一項指標(biāo)非常突出，它是為滿足某些專用的電路需要而設(shè)計的。 1 開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod 當(dāng)集成運放工作在線性區(qū)時，輸出開路時的輸出電壓uO與輸入端的差模輸入電壓uid=(u+-u-)的比值稱為開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod。 2 輸入失調(diào)電壓uiO及輸入失調(diào)電壓

46、溫度系數(shù)auiO 為使運放輸出電壓為零，在輸入端之間所加的補償電壓，稱為輸入失調(diào)電壓uiO。 auiO是指在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓胡隨隨溫度的變化率，即 一般集成運放的auiO小于 。 3 輸入失調(diào)電流Iio及輸入失調(diào)電流溫度系數(shù)aIIo 當(dāng)輸入信號為零時，集成運放兩輸入端靜態(tài)電流之差，稱為輸入失調(diào)電流Iio，即Iio=IB+-IB-，Iio愈小愈好。二、集成運算放大器的主要參數(shù) 4 共模抑制比KCMR 其定義同差動放大電路。若用分貝數(shù)表示時，集成運算的共模抑制比KCMR通常在80180dB之間。 5 輸入偏置電流IIB 當(dāng)輸入信號為零時，集成運放兩輸入端的靜態(tài)電流IB+和IB-的平均值

47、，稱為輸入偏置電流IIB，即 ，這個電流也是愈小愈好，典型值為幾百納安。 6 差模輸入電阻rid和輸出電阻rod 7 最大差模輸入電壓Uidmax 指集成運放對共模信號具有很強的抑制性能，但這個性能必須在規(guī)定的共模輸入電壓范圍之內(nèi)，若共模輸入電壓超出Uidmax,則集成運放輸入級就會擊穿而損壞。8 最大共模輸入電壓Uidmax 集成運放對共模信號具有很強的抑制性能，但這個性能必須在規(guī)定的共模輸入電壓范圍之內(nèi)，若共模輸入電壓超出Uidmax，集成運放的輸入級就會不正常，KCMR將顯著下降。 9 最大輸出電壓幅度Uopp 指能使輸出電壓與輸入電壓保持不失真關(guān)系的最大輸出電壓。 10 靜態(tài)功耗Pco

48、 指不接負(fù)載且輸入信號為零時，集成運放本身所消耗的電源總功率。Pco 一般為幾十毫瓦。三、理想運放的概念1.理想運放的主要條件為： 為了便于分析集成運放的線性應(yīng)用，我們還需要建立“虛短”與“虛斷”這兩個概念。 (1) “虛短” 2、理想運放的特點 (2) “虛斷” 2)由于開環(huán)輸入電阻rid無窮大， 輸入電流約等于 0 即 I+= I =(U+- U )/ rid 0 ,稱“虛斷” 1)因為 Uo = Aod(U+ U ) 而且 所以輸入電壓約等于 0 即 U+= U =0,稱“虛地”如果U+= U 0，稱“虛短”第4節(jié)集成運算放大器的應(yīng)用第一節(jié) 理想運算放大器第二節(jié) 集成運算放大器的線性應(yīng)用

49、第三節(jié) 集成運算放大器的非線性應(yīng)用電壓比較器第四節(jié) 集成運算放大器應(yīng)用時的事項教學(xué)目的及要求： 1.掌握理想運放的特點。 2.掌握運放的比例、加、減、微分、積分運算。 教學(xué)重點： 運放的線性應(yīng)用教學(xué)難點： 運放的線性應(yīng)用和非線性應(yīng)用第4節(jié)集成運算放大器應(yīng)用電路一、理想運算放大器工作在線性區(qū)的特點 當(dāng)集成運放電路引入負(fù)反饋時，集成運放工作在線性區(qū)。如圖4-1所示，引入負(fù)反饋是集成運放工作在線性區(qū)的基本特征。工作在線性放大狀態(tài)的理想運放具有“虛短”和“虛斷”的兩個重要特點。第一節(jié) 理想運算放大器 集成運放在應(yīng)用過程中若處于開環(huán)狀態(tài)，或只引入了正反饋，則表明成運放工作在非線性區(qū)。 對于理想運放，輸出

50、電壓uo與輸入電壓（u+-u-）不再是線性關(guān)系，稱集成運放工作在非線性工作區(qū)，其電壓傳輸特性如圖4-2所示。二、理想運算放大器工作在非線性區(qū)的特點1.輸出電壓uo 只有兩種可能的情況:當(dāng)u+ u-時，uo=+ Uom;當(dāng)u+ u-時，uo=- Uom。2.由于理想運放的 Rid ，則有i+=i-=0即輸入端幾乎不取用電流。 由此可見，理想運放工作在非線性區(qū)時的具有“虛斷”的特點。第二節(jié) 集成運算放大器的線性應(yīng)用 集成運算放大器與外部電阻、電容、半導(dǎo)體器件等構(gòu)成閉環(huán)電路后，能對各種模擬信號進(jìn)行比例、加法、減法、微分、積分、對數(shù)、反對數(shù)、乘法和除法等運算。1.反相比例運算電路因虛地, 所以u=u=

51、0 ，因虛斷， i+=i=0 ， 平衡電阻 R=R/Rf一、 比例運算 -代數(shù)方程式是uo=kui ，比例常數(shù)k為電路的電壓放大系數(shù)Auf節(jié)點N的電流方程為iR=if+i- 結(jié)論： (1) Auf為負(fù)值，即 uo與 ui 極性相反。因為 ui 加在反相輸入端。 (2) Auf 只與外部電阻 R、RF 有關(guān)，與運放本身參數(shù)無關(guān)。 (3) | Auf | 可大于 1，也可等于 1 或小于 1 。 作業(yè)1：電路如下圖所示，已知 R= 10 k ，Rf = 50 k 。求: Auf 、 R ； 解：Auf = Rf R = 50 10 = 5R=R/Rf =10 50 (10+50) = 8.3 k2

52、.同相比例運算電路因虛斷，所以i+=i=0 ， 因虛短，所以 u=u=ui分壓原理平衡電阻 R=R/Rf 當(dāng) R= ，為有限值（包括零） ，uo = ui ， Auf = 1， 稱電壓跟隨器。 結(jié)論： (1) Auf 為正值，即 Uo與 Ui 極性相同。因為 Ui 加在同相輸入端。 (2) Auf只與外部電阻 R、RF 有關(guān)，與運放本身參數(shù)無關(guān)。 (3) Auf 1 ，不能小于 1 。 (4) U = U+ 0, 反相輸入端不存在“虛地”現(xiàn)象。二、加、減運算電路代數(shù)方程式是 y=K1X1+K2X2+K3X3+因虛地, u=u= 0 平衡電阻： R=R1/R2/R3/Rf因虛斷，i = 0if=

53、i1+i2+i3 1）反相求和運算電路1.求和運算電路 上式可模擬的代數(shù)方程式為 式中 當(dāng)R1=R2=R3=R時，上式變?yōu)楫?dāng)Rf=R時， 上式中比例系數(shù)為-1，實現(xiàn)了加法運算。 2）同相求和運算電路根據(jù) “虛斷”概念i1+i2+i3=0R1/R2/R3=R/Rf2.加減運算電路 利用疊加定理求uo與ui1、ui2、ui3各ui4之間的關(guān)系當(dāng)ui3、ui4短路時當(dāng)ui1、ui2短路時當(dāng)Ui1、Ui2、Ui3、Ui4共同作用時若又滿足Rf =R1=R2=R3=R4時則如果電路有兩個輸入，且參數(shù)對稱因虛斷，所以i+= i- = 0因虛地, 所以u=u+= 0，所以 iC=iR三、微分和積分運算電路1

54、.微分運算電路三、微分和積分運算電路2.積分運算因虛斷，所以i+= i- = 0因虛地, 所以u=u+= 0，所以 iR=iC（1）過零比較器 所謂過零比較器就是參考電壓為零。 待比較電壓（輸入信號）和零參考電壓（基準(zhǔn)電壓）在輸入端進(jìn)等比較，輸出端得到比較后的電壓。第三節(jié) 集成運算放大器的非線性應(yīng)用電壓比較器 集成運放工作在開環(huán)狀態(tài)，根據(jù)運放工作在非線性的特點,輸出電壓為U0M。當(dāng)輸入電壓ui0時uo=UOM 。2.一般單限比較器 圖4-22所示的電路是一般單限比較器. UREF為外加參考電壓。集成運放的反相輸入端接信號ui，同相輸入端接參考電壓UREF。 由于Aod,所以當(dāng)UU+時，uiUR

55、EF時，受電源電壓的限制，uo只能為正極限值UOM,即UOH=UOM；反之，當(dāng)UU+時，uo為負(fù)極限值，即UOL=UOM。其傳輸入特性如圖4-22(b)實線所示。 第四節(jié) 集成運算放大器應(yīng)用時的事項一、使用時應(yīng)注意的問題1、根據(jù)實用電路要求，選擇合適型號 集成運算放大器的品種繁多，按其性能不同來分類，除高益的通用型集成運放外，還有高輸入阻抗、低漂移、低功耗、高速、高壓、高精度和大功率等各種專用型集成成運放。2、按各類運放的外形結(jié)構(gòu)特點、型號和管腳標(biāo)記，看清它的引線，明了各管腳作用，正確進(jìn)行連線。 目前集成運放的常見封裝方式有金屬殼封裝和雙列直插式封裝。雙列直插式有8、10、12、14、16管腳

56、等種類。3、使用前應(yīng)對所選的集成運放進(jìn)行參數(shù)測量 使用運放之前往往要用簡易測試法判斷其好壞，例如用萬用表歐姆（“100”或“10”）對照管腳測試有無短路和斷路現(xiàn)象，必要時還可采用測試設(shè)備測量運放的主要參數(shù)。4、要注意調(diào)零及消除自激振蕩 由于失調(diào)電壓及失調(diào)電流的存在，輸入為零時輸出往往不為零，此時一般需外加調(diào)零電路。 為防止電路產(chǎn)生自激振蕩，應(yīng)在運放電源端加上去耗電容，有的運放還需外接頻率補償電路。第三章結(jié)束！電工電子技術(shù)第 4章 負(fù)反饋放大電路第一節(jié) 反饋的基本概念第二節(jié) 反饋電路的類型與判別第三節(jié) 負(fù)反饋對放大電路性能的影響教學(xué)目的及要求： 1.掌握負(fù)反饋的概念及含義 。 2.理解負(fù)反饋放大

57、電路。 3.理解負(fù)反饋對放大電路性能的影響。教學(xué)重點： 負(fù)反饋的概念及含義、負(fù)反饋對放大電路性能的影響教學(xué)難點： 負(fù)反饋對放大電路性能的影響第 4 章 負(fù)反饋放大電路一、反饋與反饋支路 反饋：就是將放大電路輸出信號（電壓或電流信號）的全部或一部分，通過反饋支路形成反饋信號引回到輸入端，和輸入信號作比較（相加或相減），再由比較所得的信號去控制輸出。這樣一來，輸出不但取決于輸入，也取決于輸出本身。第一節(jié) 反饋的基本概念二、反饋放大電路的組成 Xo 輸出信號Xi輸入信號Xf 反饋信號 Xd 凈輸入信號凈輸入信號： Xd 若XdXi，即反饋信號起了增強凈輸入信號的作用則為正反饋。第二節(jié) 反饋電路的類型

58、與判別一、負(fù)反饋放大電路的基本類型 四種基本類型(1)電壓串聯(lián)負(fù)反饋：負(fù)反饋信號取自輸出電壓，反饋信號與輸入信號相串聯(lián)。(2)電壓并聯(lián)負(fù)反饋：負(fù)反饋信號取自輸出電壓，反饋信號與輸入信號相并聯(lián)。(3)電流串聯(lián)負(fù)反饋：負(fù)反饋信號取自輸出電流，反饋信號與輸入信號相串聯(lián)。(4)電流并聯(lián)負(fù)反饋：負(fù)反饋信號取自輸出電流，反饋信號與輸入信號相并聯(lián)。二、反饋極性的判別(瞬時極性法) 利用瞬時極性法判別負(fù)反饋與正反饋的步驟 2. 若電路中某點的瞬時電位高于參考點(對交流為電壓的正半周)，則該點電位的瞬時極性為正(用表示)；反之為負(fù)(用 表示)。1.設(shè)接“地”參考點的電位為零。 4. 若反饋信號與輸入信號加在同一

59、輸入端(或同一電極)上， 兩者極性相反時，凈輸入電壓減小, 為負(fù)反饋；反之，極性相同為正反饋。 3. 若反饋信號與輸入信號加在不同輸入端(或兩個電極)上， 兩者極性相同時，凈輸入電壓減小, 為負(fù)反饋；反之，極性相反為正反饋。 晶體管的瞬時極性法 （1）NPN：集電極信號電位的瞬時極性與基極的瞬時極性相反，而發(fā)射極信號電位的瞬時極性與基極的瞬時極性相同。 （2）PNP：與NPN相反。通過反饋是存在于直流通路中還是交流通路中，來判斷電路引入的是直流反饋還是交流反饋。 圖 (a) 直流反饋圖(b) 交流反饋 三、直流負(fù)反饋與交流負(fù)反饋方法總結(jié)：電容觀察法判斷直流反饋還是交流反饋：電容觀察法反饋通路如

60、果存在隔直電容，就是交流反饋；反饋通路如果存在旁路電容，就是直流反饋；如果不存在電容，就是交直流反饋；四、電壓反饋和電流反饋的判別(判斷輸出端) 方法總結(jié)：判斷輸出端反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋；從負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出的，是電流反饋；五、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判別 輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端(同相和反相)上的，是串聯(lián)反饋； 加在同一個輸入端(同相或反相)上的，是并聯(lián)反饋；運算放大器電路反饋類型的判別方法(總結(jié))： 1.判斷輸出端反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋；從負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出的，是電流反饋； 2.判斷輸入端輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端