模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)ppt

《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》面向21世紀課程教材清華大學電子學教研組編第三版童詩白華成英主編嘉應(yīng)學院物理系電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友教材：

《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》

(第三版，童詩白華成英，高等教育出版社)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗》

(楊剛，電子工業(yè)出版社)參考書：

1.《電子技術(shù)基礎(chǔ)》(模擬部分)

(康華光，高等教育出版社)2.《模擬電子技術(shù)》

(程開明，重慶大學出版社)3.《模擬電子技術(shù)》

(胡宴如，高等教育出版社)電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友目錄：

第一章半導體器件基礎(chǔ)

第二章基本放大電路(重點章節(jié))

第三章多級放大電路

第四章

集成運算放大電路(選讀)

第五章

放大電路的頻率響應(yīng)(簡介)

第六章

放大電路中的反饋(重點章節(jié))

電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友目錄：

第七章信號的運算和處理(選讀)

第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換(選讀)

第九章功率放大電路(選讀)

第十章直流電源(選讀)

第十一章讀圖(自學)電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友第二章基本放大電路

主要內(nèi)容：

2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標

2.2基本共射放大電路的工作原理

2.3放大電路的分析方法

2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定

2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法

2.6晶體管基本放大電路的派生電路

2.7場效應(yīng)管放大電路的三種接法(自學)重點章節(jié)電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標2.1.1

放大的概念放大的對象是變化量放大的實質(zhì)是能量控制和轉(zhuǎn)換電子電路放大的基本特征是功率放大放大的基本要求(前提)：不失真電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.1.2

放大電路的性能指標輸入電阻Ri輸出電阻Ro電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友1.放大倍數(shù)定義：電壓放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)互阻放大倍數(shù)互導放大倍數(shù)衡量放大電路的放大能力電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.輸入電阻Ri定義：有效值衡量放大電路獲取信號的能力3.輸出電阻Ro定義：由得衡量放大電路帶負載的能力電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友

輸入電阻和輸出電阻對放大能力的影響電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友4.通頻帶fbwffH

上限截止頻率fL

下限截止頻率fbw=fH-fLA↓=0.7Am衡量放大電路對信號頻率的適應(yīng)能力電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友5.非線性失真系數(shù)D定義：A1——基波幅值A(chǔ)2，A3

，…——諧波幅值電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友6.最大不失真輸出電壓Uom7.最大輸出功率Pom與效率負載獲得的最大功率電源消耗的功率電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友UBE

UCE

IB

IC

電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.2基本共射放大電路的工作原理2.2.1基本共射放大電路的組成及各元件的作用組成：T,Rb,RC,VBB,VCC,ui作用：①T:放大②VBB:JE正偏

Rb:IB③VCC:JC反偏

RC:△ic→△uoui=0:VBB→IB→IC→URC→UCEui≠0:VBB+ui→IB+ib→IC+ic→URC+urc→UCE+uce(uo)直流量Q電量{

交流量性能和圖1.3.3相同電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.2.2

設(shè)置靜態(tài)工作點的必要性一.靜態(tài)工作點ui=0IB,UBE,IC,UCE

記為IBQ,UBEQ,ICQ,UCEQ

輸入特性曲線上的點（UBEQ,IBQ)和輸出特性曲線上的點（UCEQ,ICQ)，稱之為靜態(tài)工作點Q。電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友二.為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點當ui<Uon時，uo嚴重失真。對放大電路的最基本要求：一、不失真二、能放大UBE

電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.2.3基本共射放大電路的工作原理及波形分析ui=0:VBB→IB→IC→URC→UCEui≠0:

VBB+ui→IB+ib→IC+ic→URC+urc→UCE+uce(uo)電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.2.4放大電路的組成原則一.組成原則①電源→T放大（JE正偏，JC反偏）②電阻→Q合理(不產(chǎn)生明顯失真）③輸入回路:ui

→ube→ii(ib)④輸出回路:io(ic)流過負載產(chǎn)生uo電源正確、電阻適當、信號可入、信號能出電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友二.常見的兩種共射放大電路1）直接耦合共射放大電路2）阻容耦合共射放大電路電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友二.常見的兩種共射放大電路1）直接耦合共射放大電路電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友二.常見的兩種共射放大電路2）阻容耦合共射放大電路電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.3放大電路的分析方法統(tǒng)一考慮電子電路的特點：交直流量并存直流Q

分開考慮交流性能圖解法器件的非線性等效電路法

電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.3.1直流通路與交流通路直流通路：直流量流經(jīng)的通路→Q交流通路：交流信號流經(jīng)的通路→性能直流通路交流通路例1熟練掌握電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友1.直流通路與交流通路

放大電路的分析：（1）靜態(tài)分析；（2）動態(tài)分析。（1）直流通路：直流電流流經(jīng)的通路，用于靜態(tài)分析。對于直流通路：電容視為開路；電感視為短路；信號源視為短路，但保留其內(nèi)阻。（2）交流通路：交流電流流經(jīng)的通路，用于動態(tài)分析。對于交流通路：大容量電容（耦合電容、旁路電容等）視為短路；大容量電感視為開路；直流電源視為短路。電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友

思考題：（1）為什么直流通路中“電容視為開路、電感視為短路、信號源視為短路”？（2）為什么交流通路中“大容量電容視為短路、大容量電感視為開路、直流電源視為短路”？電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友例2.電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友例3.電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.3.2圖解法一.靜態(tài)工作點的分析輸入特性曲線輸入回路方程：uBE=VBB-iBRbIBQ、UBEQ在特性曲線上，通過作圖的方法對放大電路進行分析。熟練掌握輸入回路的直流負載線電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友圖解法靜態(tài)工作點的分析輸出特性曲線輸出回路方程：uCE=VCC-iCRcICQ、UCEQ輸出回路的直流負載線電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友三.波形非線性失真的分析圖2.3.6基本共射放大電路的波形分析動畫：2-1放大電路的動態(tài)圖解分析電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友波形非線性失真的分析圖2.3.7基本共射放大電路的截止失真基本共射放大電路的截止失真電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友基本共射放大電路的飽和失真動畫：2-2放大器截止失真和飽和失真動畫：2-3放大器截止失真和飽和失真波形電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友波形的失真：飽和失真截止失真

由于放大電路的工作點達到了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。

由于放大電路的工作點達到了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。注意：對于PNP管，由于是負電源供電，失真的表現(xiàn)形式，與NPN管正好相反。電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友放大電路動態(tài)范圍放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度，要求：

工作點Q要設(shè)置在輸出特性曲線放大區(qū)的中間部位；要有合適的交流負載線。

Vom1Vom2圖2.3.11最大不失真輸出電壓Vom=min{Vom1，Vom2}電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友四.直流負載線與交流負載線直流負載線交流負載線其中：RL’=RL∥RC五.圖解法的適用范圍圖解法直觀，適合低頻大信號的分析動畫：2-4放大器的最大不失真輸出幅度電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友交流負載線的畫法(二點法)Ｑ點電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友HomeNextBack過輸出特性曲線上的Q點做一條斜率為-1/RL直線，該直線即為交流負載線。如圖2.3.8所示

電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友圖2.3.10例2.3.1圖電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友例電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.3.3等效電路法將晶體管的非線性特性線性化，即用線性電路代替晶體管。1.晶體管的直流模型及靜態(tài)工作點的估算法1）直流模型電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2）靜態(tài)工作點的估算法例1：圖2.2.4直接耦合共射放大電路電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2）靜態(tài)工作點的估算法例2：圖2.2.5阻容耦合共射放大電路電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.晶體管共射h參數(shù)等效模型晶體管線性雙口網(wǎng)絡(luò)等效電路1）h參數(shù)等效模型電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.晶體管共射h參數(shù)等效模型1）h參數(shù)等效模型全微分電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友電壓相加是串聯(lián)電流相加是并聯(lián)電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2）h參數(shù)的物理意義≈rbe＜10-2≈1/rce電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友忽略h12e,h22e得：3）簡化的h參數(shù)等效模型電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友4）rbe的近似表達式低頻小功率管rbb’≈200

電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友3.共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析交流等效電路動畫：2-7微變等效電路的畫法電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友3.共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析由輸入回路由輸出回路按定義：電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友HomeNextBack微變等效電路法進行共射放大電路的動態(tài)分析首先，畫出交流通路，如圖2.3.18所示。電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友HomeNextBack畫出放大電路的微變等效電路如圖2.3.19所示。RbRcRLRs圖2.3.19微變等效電路RiRo電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定T2.4.1靜態(tài)工作點穩(wěn)定的必要性晶體管參數(shù)變化Q電路動態(tài)參數(shù)變化動畫：2-8溫度對Q點的影響電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.4.2典型的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路一.電路組成和Q點穩(wěn)定原理加入Re！電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友Q點穩(wěn)定原理:電路中，滿足I1》IBQT↑Ic(IE)↑UE

↑

(=IERe)UBE↓

(=UB-UE)IB↓↓動畫：2-5射極偏置電路電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友關(guān)于放大電路中的反饋，將在第六章進一步詳細討論。Ｐ102：將輸出量通過一定的方式引回到輸入回路來影響輸入量的措施稱為反饋。由于反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小，稱為負反饋。由于反饋出現(xiàn)在直流通路中，稱為直流負反饋。電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友二.靜態(tài)工作點的估算法方法一：電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友方法二：Rb=Rb1∥Rb2由輸入回路：

VBB=IBQRb+UBEQ+IEQRe解得：電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友三.動態(tài)參數(shù)的估算交流等效電路電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友Ri=Rb1∥Rb2∥rbeRo=Rc電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友動態(tài)參數(shù)的估算若無旁路電容，交流等效電路電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友Ri=Rb1∥Rb2∥[rbe+（1+β）Re]Ro=Rc電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友例2.4.1電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.4.3穩(wěn)定靜態(tài)工作點的措施(其他措施)溫度補償?shù)姆椒▉矸€(wěn)定Q電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法(三種組態(tài))三種基本接法公共端輸入端輸出端(交流通路中)共射CEEBC共基CBBEC共集CCCBE電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.5.1基本共集放大電路(CC)一.電路的組成電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友二.靜態(tài)分析電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友三.動態(tài)分析交流等效電路電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友由輸入回路由輸出回路交流等效電路規(guī)律：射極電阻折合至基極回路，應(yīng)乘以（1+β)動畫：2-6共集放大電路電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友結(jié)論：Ri大、Ro小、Av<1,常作輸入級、輸出級和級間的緩沖放大。規(guī)律：基極電阻折合至射極回路，應(yīng)除以（1+β)電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.5.2基本共基放大電路(CB)1.電路的組成圖2.5.4基本共基放大電路2.靜態(tài)分析電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友3.動態(tài)分析交流等效電路圖2.5.4基本共基放大電路電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友由輸入回路由輸出回路交流等效電路結(jié)論：Ri小、Ro大、Ai<1,頻率特性好，常作寬帶放大。電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.5.3三種接法(組態(tài))的比較CECCCBAu

AiRi

Ro應(yīng)用大(反相)<1大(同相)大大<1中大小大小大低頻電壓放大輸入、輸出寬帶放大電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友CECCCB2.152.18三種組態(tài)的比較電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友CECCCBAu

Ri

Ro

三種組態(tài)的比較電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.6晶體管基本放大電路的派生電路2.6.1復合管(達林頓管)放大電路一.復合管的組成及其電流放大系數(shù)復合管的組成原則：1）C1或E1連接B2為實現(xiàn)電流放大β↑2）均工作在放大區(qū)原則：復合管內(nèi)部各電極的電流應(yīng)方向一致，復合后的電極電流是內(nèi)部各電極電流之和。(a)電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友結(jié)論：復合管的類型由T1決定；復合管的電流放大系數(shù)β≈β1β2。(c)(b)(d)電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友原則：復合管內(nèi)部各電極的電流應(yīng)方向一致，復合后的電極電流是內(nèi)部各電極電流之和。電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友(a)、(b)：同類復合；(c)、(d)：異類復合。結(jié)論：復合管的類型由T1決定；復合管的電流放大系數(shù)β≈β1β2。哪個管是T1？T1的基極就是復合管的基極。電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友二.復合管共射放大電路Ri=Rb∥[rbe1+(1+β)rbe2]結(jié)論：輸入電阻增大，增強電流放大能力。電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友三.復合管共集放大電路結(jié)論：輸入電阻增大，輸出電阻減小。電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.6.2共射-共基放大電路(不要把兩個管子看成一個復合管，而是兩個管之間是直接耦合。)特點：既保持共射放大電路電壓放大能力較大的優(yōu)點，又獲得共基放大電路較好的高頻特性。電子技術(shù)論壇電子發(fā)燒友2.6.3共集-共基放大電路(不要把兩個管子看成一個復合管，而是兩個管之間是直接耦合。)特點：具有較寬的通頻帶。若β1=β2=β

，則：