模擬電子技術(shù)復(fù)習(xí)

模擬電子技術(shù)復(fù)習(xí)第一章緒論一、信號：信息的載體電信號源的電路表達形式二、模擬信號和數(shù)字信號模擬信號：在時間和幅值上都是連續(xù)的信號。數(shù)字信號：在時間和幅值上都是離散的信號。處理模擬信號的電子電路稱為模擬電路。三、放大電路模型輸出開路（RL=∞）時的電壓增益主要性能指標

1、輸入電阻

2、輸出電阻

3、增益頻率響應(yīng)在輸入正弦信號情況下，輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，稱為放大電路的頻率響應(yīng)。頻率失真（線性失真）幅度失真：對不同頻率的信號增益不同，產(chǎn)生的失真相位失真：對不同頻率的信號相移不同，產(chǎn)生的失真。非線性失真

由元器件非線性特性引起的失真。第二章二極管及其基本電路半導(dǎo)體基本知識本征半導(dǎo)體：純凈的、不含雜質(zhì)的半導(dǎo)體載流子：自由電子和空穴本征激發(fā)、復(fù)合室溫附近，溫度每升高8℃，硅的載流子濃度增加一倍。摻雜半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性如在本征半導(dǎo)體中摻入微量的其他元素原子（雜質(zhì)），得到雜質(zhì)半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體摻入微量的5價元素（磷原子）磷提供一個1個多余電子被稱為施主雜質(zhì)固定正電荷（摻雜）電子為多數(shù)載流子（摻雜＋熱激發(fā)）空穴為少數(shù)載流子（熱激發(fā)）P型半導(dǎo)體摻入微量的3價元素（硼原子）硼提供一個1個空穴被稱為受主雜質(zhì)固定負電荷（摻雜）空穴為多數(shù)載流子（摻雜+熱激發(fā)）電子為少數(shù)載流子（熱激發(fā)）摻雜對半導(dǎo)體導(dǎo)電能力影響很大，摻入0.01%的雜質(zhì)，載流子濃度將增加10000倍。PN結(jié)的形成PN結(jié)的特性平衡時的PN結(jié)電子和空穴兩種載流子N指向P的內(nèi)建電場多子擴散形成正向電流少子漂移形成反向電流擴散和漂移電流處于動態(tài)平衡通過其總電流為0PN結(jié)為平衡結(jié)PN結(jié)：單向?qū)щ娦酝饧诱螂妷海篜N結(jié)P端接電源正極，N端接電源負極。削弱內(nèi)電場耗盡層變窄多子擴散運動加劇正向電流為主PN結(jié)外加正向電壓時處于導(dǎo)通狀態(tài)外加反向電壓：PN結(jié)N端接電源正極，P端接電源負極。加強內(nèi)電場耗盡層變寬多子擴散運動減弱反向電流為主少子為本征激發(fā)，一定范圍內(nèi)不隨外加反向電壓變化，稱為反向飽和電流ISATPN結(jié)外加反向電壓時處于截止狀態(tài)PN結(jié)的伏安特性

反向飽和電流擊穿電壓反向特性反向擊穿PN結(jié)的三種工作狀態(tài)正向?qū)ǚ聪蚪刂狗聪驌舸┱蛱匦裕洪T限電壓（開啟電壓）二極管的伏安特性實際二極管伏安特性和PN結(jié)伏安特性略有差別二極管的主要參數(shù)1、最大正向電流IFM：二極管長期工作運行通過的最大正向平均電流。2、反向峰值電壓VRM：為保證管子安全工作，通常取為擊穿電壓的一半。3、反向直流電流IR(sat)：是管子未擊穿時反向直流電流的數(shù)值。4、最高工作頻率fM：是二極管具有單向?qū)щ娦缘淖罡吖ぷ黝l率二極管電路的簡化模型分析方法（1）理想模型（a）V-I特性（b）代表符號（c）正向偏置時的電路模型（d）反向偏置時的電路模型（2）恒壓降模型（a）V-I特性（b）電路模型二極管電路例：限幅電路穩(wěn)壓二極管

具有陡峭的反向擊穿特性，工作在反向擊穿狀態(tài)。穩(wěn)壓管的參數(shù)1、穩(wěn)定電壓VZ2、穩(wěn)定電流IZ：3、動態(tài)電阻rZ

：4、最大穩(wěn)定電流IZmax和最小穩(wěn)定電流IZmin穩(wěn)壓電路第三章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)晶體管的結(jié)構(gòu)及符號結(jié)構(gòu)：三個區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)三個極：發(fā)射極、基極和集電極 兩個結(jié)：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)晶體管結(jié)構(gòu)示意圖晶體管符號要實現(xiàn)電流放大作用，要求：發(fā)射區(qū)摻雜濃度高；基區(qū)薄且摻雜濃度低；集電結(jié)面積大。晶體管的電流放大作用晶體管正常工作的外部條件：發(fā)射結(jié)外加正向電壓VBE，集電結(jié)加上較大的反向偏壓VCB。管內(nèi)載流子的傳輸過程傳輸過程可分三步：1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入載流子，形成發(fā)射結(jié)電流IE

；2）電子在基區(qū)擴散和與基區(qū)空穴復(fù)合，形成基極電流IB

；3）集電結(jié)收集電子，形成集電極電流ICE

晶體管直流電流傳輸方程晶體管可分為三種不同的連接方式：共基集、共發(fā)射極和共集電極連接。共基極直流電流傳輸方程：

共發(fā)射極直流電流傳輸方程：

穿透電流：共集電極直流電流傳輸方程：晶體管的共射組態(tài)特性曲線晶體管的主要參數(shù)放大的對象：變化量。放大的本質(zhì)：能量的控制和轉(zhuǎn)換。放大電路的特征：功率放大。放大電路的必備元件：有源器件（晶體管或場效應(yīng)管）。放大的前提：不失真。放大器的功能及組成至少一路直流電源供電判斷電路能否放大的基本出發(fā)點功能：放大電信號把微弱的電信號通過電子器件的控制作用，將直流電源的功率轉(zhuǎn)換為一定幅度。隨輸入信號變化的輸出信號。組成輸入信號源半導(dǎo)體器件輸出負載直流電源和偏置電路共發(fā)射極放大器對放大器的分析可分為直流分析和交流分析直流分析：確定晶體管的靜態(tài)工作點（各節(jié)點的直流電壓值）直流通路交流分析：確定電路中各交流信號之間的關(guān)系。交流通路圖解分析法：在特性曲線上作圖，定量地分析放大器地基本特性。分析步驟：由于交直流共存，先分析直流，求出靜態(tài)工作點，然后確定各極電壓電流的波形，求交流分量。放大器的圖解分析法各極電流、電壓波形特點和相位關(guān)系所有電流電壓都是方向和極性不變的脈動直流，是直流分量和交流分量的疊加。交流分量的相位：vbe和vce反相。用圖解法分析放大器的非線性失真由晶體管特性的非線性引起的波形失真，稱為非線性失真。靜態(tài)工作點選取不當、輸入信號過大或要求的放大倍數(shù)過大都可能造成非線性失真。工作點過低、vce正半周削峰、截止失真工作點過高、vce負半周削峰、飽和失真截止失真飽和失真放大器的小信號模型分析法靜態(tài)工作點估算求交流性能指標：畫交流通路：直流電壓短路，電容短路畫交流等效電路：先畫晶體管h參數(shù)等效電路，再畫晶體管外部電路，最后標出電壓的極性和電流的方向。交流通路晶體管h參數(shù)等效電路交流等效電路畫法：先內(nèi)部，再外部，最后標極性溫度變化對工作點的影響:放大器工作點的穩(wěn)定溫度對晶體管的影響使在IC變化，穩(wěn)定工作點，必須抑制IC的變化。T

ICIE

VE、VB不變

VBE

IBIC（反饋控制）基極分壓式射極偏置電路(a)原理電路(b)直流通路IREF>>IBIREF=(5—10)IBUB>>VBEVB=(5—10)VBE穩(wěn)定工作點的條件：兩種放大電路的分析計算三種組態(tài)的特點及用途共射極放大電路：電壓和電流增益都大于1，輸入電阻在三種組態(tài)中居中，輸出電阻與集電極電阻有很大關(guān)系。適用于低頻情況下，作多級放大電路的中間級。共集電極放大電路：只有電流放大作用，沒有電壓放大，有電壓跟隨作用。在三種組態(tài)中，輸入電阻最高，輸出電阻最小，頻率特性好?？捎糜谳斎爰?、輸出級或緩沖級。共基極放大電路：只有電壓放大作用，沒有電流放大，有電流跟隨作用，輸入電阻小，輸出電阻與集電極電阻有關(guān)。高頻特性較好，常用于高頻或?qū)掝l帶低輸入阻抗的場合，模擬集成電路中亦兼有電位移動的功能。

放大電路的頻率響應(yīng)放大器頻率特性的概念放大電路中由于有耦合電容、旁路電容、分布電容以及放大管的極間電容等電抗元件的存在，使放大倍數(shù)與信號的各頻率分量有關(guān)，這種關(guān)系稱為放大器的頻率特性，又稱頻率響應(yīng)。放大器的頻率特性可表示為

表示電壓放大倍數(shù)的模與頻率的關(guān)系，稱為放大器的幅頻特性，表示輸出電壓與輸入電壓間的相位差和頻率的關(guān)系，稱為相頻特性。幾點結(jié)論：1.放大電路的耦合電容是引起低頻響應(yīng)的主要原因2.三極管的結(jié)電容和分布電容是引起放大電路高頻響應(yīng)的主要原因3.增益和帶寬是一對矛盾，所以常把增益帶寬積作為衡量放大電路性能的一項重要指標。4.CB組態(tài)放大電路由于輸入電容小，所以CB組態(tài)放大電路的上限截止頻率比CE組態(tài)要高許多。差分放大電路第五章集成電路運算放大器有關(guān)概念差模信號共模信號差模電壓增益共模電壓增益總輸出電壓其中——差模信號產(chǎn)生的輸出——共模信號產(chǎn)生的輸出共模抑制比反映抑制零漂能力的指標兩輸入端中的共模信號大小相等，相位相同；差模信號大小相等，相位相反。抑制零點漂移原理

溫度變化和電源電壓波動，都將使集電極電流產(chǎn)生變化，且變化趨勢是相同的。

其效果相當于在兩個輸入端加入了共模信號。以雙倍的元器件換取抑制零漂的能力集成電路運算放大器集成運放大體上可分為四個部分輸入級：采用差分放大電路實現(xiàn)信號引入。中間級：一至兩級直接耦合共射放大電路，提供足夠大的AV。輸出級：單端或互補射極跟隨電路，提高負載能力。偏置電路：由恒流源組成，為各器件提供合適的靜態(tài)工作點及有源負載。理想運放的特性理想運放有以下主要特性：開環(huán)電壓放大倍數(shù)AV0=∽差模輸入電阻Rid=∽共模輸入電阻Ric=∽輸出電阻Ro=0共模抑制比KCMR=∽輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流以及它們的漂移均為0

利用運放的理想?yún)?shù)，可導(dǎo)出以下兩個重要結(jié)論：理想運放的輸入電流i=0，又稱虛斷。理想運放的差模輸入電壓為零，又稱虛短。基本線性運放電路第六章反饋放大電路反饋：將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），送回到輸入回路的過程。反饋通路反饋通路就是輸出信號（電壓或電流）被送到輸入回路的通路。信號只有一個流向：輸入→輸出，不存在反饋通路，這種情況無反饋，稱為開環(huán)。信號能通過反饋通路回到輸入回路，稱為閉環(huán)。直流反饋與交流反饋反饋到輸入回路的信號只含有直流成分的反饋稱為直流反饋。直流反饋的作用在于影響電路的靜態(tài)工作點等直流特性。反饋到輸入回路的信號只含有交流成分的反饋稱為交流反饋。交流反饋的作用在于影響電路的交流特性。若直流和交流反饋同時存在，則影響電路的交/直流特性正反饋與負反饋若反饋的結(jié)果使加到基本放大器輸入端的信號減弱，即|Xid|=|Xi|-|Xf|，其結(jié)果使得輸出信號也減弱，這種反饋稱為負反饋，多用于改善放大器的性能；反之，若反饋的結(jié)果使得基本放大器輸入端的信號增強，即|Xid|=|Xi|+|Xf|，其結(jié)果使得輸出信號增強，這種反饋稱為正反饋，多用于振蕩電路中。判別方法：瞬時極性法。即在電路中，從輸入端開始，沿著信號流向，到輸出端，標出某一時刻有關(guān)節(jié)點電壓的極性（用“+”、“-”號表示），再根據(jù)輸出端極性判斷反饋信號的極性，最后得到反饋的極性。反饋放大電路的四種組態(tài)根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)和放大器在輸出回路是并聯(lián)連接還是串聯(lián)連接，即反饋信號取自輸出電壓還是輸出電流，可分為電壓反饋和電流反饋。根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)和放大器在輸入回路是串聯(lián)連接還是并聯(lián)連接，即以電壓形式求和還是電流形式求和，可分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。因此，反饋放大器有以下四種組態(tài)：

電壓串聯(lián)反饋

電流串聯(lián)反饋

電壓并聯(lián)反饋

電流并聯(lián)反饋反饋放大器的閉環(huán)（反饋環(huán)路閉合）放大倍數(shù)為在深度負反饋的條件下，反饋深度1＋AF>>1，有負反饋對放大器性能的影響提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性減小非線性失真抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大器輸入電阻和輸出電阻的影響串聯(lián)負反饋使輸入電阻增加并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小電壓負反饋使輸出電阻減小電流負反饋使輸出電阻增加即，深度負反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)由于則又因為代入上式得（也常寫為xfxi）凈輸入量近似等于零由此可得深度負反饋條件下，基本放大電路“兩虛”的概念輸入量近似等于反饋量（xid0）深度負反饋的近似計算負反饋放大電路的頻率響應(yīng)引入負反饋能顯著地擴展放大器的頻帶。引入負反饋后，低頻段的放大倍數(shù)下降較大，高頻段的放大倍數(shù)下降較小。對不同頻率的放大倍數(shù)差別縮小了，展寬了頻帶。放大器的“增益－帶寬積”保持不變1.自激振蕩現(xiàn)象

在不加任何輸入信號的情況下，放大電路仍會產(chǎn)生一定頻率的信號輸出。2.產(chǎn)生原因

在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的附加相移達到180，使中頻區(qū)的負反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋，當滿足了一定的幅值條件時，便產(chǎn)生自激振蕩。負反饋放大電路的穩(wěn)定性3.