模擬電路復(fù)習(xí)總結(jié)[62頁]

1、努力學(xué)習(xí)，注意身體 艱苦的歷程已完成一多半了。,基本器件,第 1 章,基本器件,二極管 三極管 場(chǎng)效應(yīng)管,一、兩種半導(dǎo)體和兩種載流子,兩種載流 子的運(yùn)動(dòng),電子, 自由電子,空穴, 價(jià)電子,兩 種 半導(dǎo)體,N 型 (多電子),P 型 (多空穴),二、二極管,1. 特性, 單向?qū)щ?正向電阻小(理想為 0)，反向電阻大()。,2. 主要參數(shù),正向 最大平均電流 IF,反向 ,最大反向工作電壓 U(BR)(超過則擊穿),反向飽和電流 IR (IS)(受溫度影響),IS,3. 二極管的等效模型,理想模型 (大信號(hào)狀態(tài)采用),正偏導(dǎo)通 電壓降為零 相當(dāng)于理想開關(guān)閉合,反偏截止 電流為零 相當(dāng)于理想開關(guān)斷

2、開,恒壓降模型,UD(on),正偏電壓 UD(on) 時(shí)導(dǎo)通 等效為恒壓源UD(on),否則截止，相當(dāng)于二極管支路斷開,UD(on) = (0.6 0.8) V,估算時(shí)取 0.7 V,硅管：,鍺管：,(0.1 0.3) V,0.2 V,折線近似模型,相當(dāng)于有內(nèi)阻的恒壓源 UD(on),4. 二極管的分析方法,圖解法,微變等效電路法,5. 特殊二極管,工作條件,主要用途,穩(wěn)壓二極管,反 偏,穩(wěn) 壓,發(fā)光二極管,正 偏,發(fā) 光,光敏二極管,反 偏,光電轉(zhuǎn)換,判斷電路中二極管工作狀態(tài)的方法,1. 斷開二極管，分析電路斷開點(diǎn)的開路電壓。如果該電壓能使二極管正偏，且大于二極管的死區(qū)電壓，二極管導(dǎo)通；否則

3、二極管截止。,2. 如果電路中有兩個(gè)二極管，利用方法1分別判斷各個(gè)二極管兩端的開路電壓，開路電壓高的二極管優(yōu)先導(dǎo)通；當(dāng)此二極管導(dǎo)通后，再根據(jù)電路的約束條件，判斷另一個(gè)二極管的工作狀態(tài)。,二極管導(dǎo)通的判定,對(duì)于圖 a，經(jīng)判斷知，D1、D2兩端的開路電壓分別為：,D2反偏電壓為5 V,D1導(dǎo)通,AB = 0 V,D2截止,10 V，5 V,二極管導(dǎo)通的判定,對(duì)于圖 b，經(jīng)判斷知，D1、D2兩端的開路電壓分別為,即 D1上的反偏電壓為15 V,D2優(yōu)先導(dǎo)通,AB = 15 V,D1截止,10 V，25 V,D2導(dǎo)通后,二極管導(dǎo)通的判定,如圖，已知ui10sint(v)，試畫出ui與uo的波形。設(shè)二極

4、管正向?qū)妷嚎珊雎圆挥?jì)。,uO,10,ui (V),t,二極管導(dǎo)通的判定,例：如圖，E6V，二極管正向壓降忽略不計(jì)，畫出 uo波形。,E,V1,ui,uO,10,ui (V),t,6,E,V2,R,6,ui E，V1導(dǎo)通，V2截止 u0=E=6V Eui E ，V1、V2截止， u0=ui,解：,ui E， V2導(dǎo)通，V1截止 u0=E=6V,6,二極管導(dǎo)通的判定,例：如圖，已知UZ=10V，負(fù)載電壓UL（ ） （） 5 （）10 （）15 （）20,A,穩(wěn)壓二極管,例：已知ui = 6sint，UZ =3V，畫輸出波形。,3,3,穩(wěn)壓二極管,三極管,一、兩種半導(dǎo)體放大器件,雙極型半導(dǎo)體三極

5、管(晶體三極管 BJT),單極型半導(dǎo)體三極管(場(chǎng)效應(yīng)管 FET),兩種載流子導(dǎo)電,多數(shù)載流子導(dǎo)電,晶體三極管,1. 形式與結(jié)構(gòu),NPN,PNP,三區(qū)、三極、兩結(jié),2. 特點(diǎn),基極電流控制集電極電流并實(shí)現(xiàn)放大,放大 條件,內(nèi)因：發(fā)射區(qū)載流子濃度高、基區(qū)薄、集電區(qū)面積大,外因：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏,3. 電流關(guān)系,IE = IC + IB,IC = IB + ICEO,IE = (1 + ) IB + ICEO,IE = IC + IB,IC = IB,IE = (1 + ) IB,三極管與二極管不同之處，三極管具有電流放大作用。 放大有兩層含義： 一：放大的對(duì)象是變化量，而不一個(gè)恒定量； 二：

6、是放大作用實(shí)質(zhì)上是一種控制作用，即用弱小的基極電流IB控制較大的集電極電流IC的大小。 因此，三極管也可以理解為受控電流源。,三極管與二極管不同之處,4. 特性,死區(qū)電壓(Uth)：,0.5 V (硅管),0.1 V (鍺管),工作電壓(UBE(on) ) ：,0.6 0.8 V 取 0.7 V (硅管),0.2 0.3 V 取 0.3 V (鍺管),放大區(qū),飽 和 區(qū),截止區(qū),放大區(qū)特點(diǎn)：,1)iB 決定 iC,2)曲線水平表示恒流,3)曲線間隔表示受控,5. 參數(shù),特性參數(shù),電流放大倍數(shù), = /(1 ), = /(1 + ),極間反向電流,ICBO,ICEO,極限參數(shù),ICM,PCM,U

7、(BR)CEO,ICM,U(BR)CEO,PCM,安 全 工 作 區(qū),= (1 + ) ICBO,（1）根據(jù)管腳電位，判別管腳的極性。 三個(gè)電極的電位從低到高依次排序；,中間電位對(duì)應(yīng)的管腳是基極B；,與中間電位相差約一個(gè)導(dǎo)通電壓,的管腳是發(fā)射極E,（2）根據(jù)基極B與發(fā)射極E的電位差，判斷三極管的材料。,（3）根據(jù)各極電位，判斷三極管的類型。,三極管管腳、材料、類型的判斷方法,例：由三極管各管腳電位判定三極管屬性 （1） A: 1V B：0. 3V C: 3V （2 ）A: 0. 2V B: 0V C: 3V,UBE 0. 2V(鍺管） UBE 0. 7V(硅管）,解：,（1） 硅管 、NPN管

8、 A：基極 ；B: 發(fā)射極； C: 集電極 （2） 鍺管 、 PNP管 A: 基極； B: 發(fā)射極 ； C: 集電極,步驟：1. 區(qū)分硅管、鍺管，并確定C極（以 相近兩個(gè)電極的電壓差為據(jù)， UBE硅0.7 UBE鍺0.3 ） 2. 區(qū)分NPN、PNP管 （NPN：UC最高 ， PNP： UC最低 ） 3. 區(qū)分三極 （ NPN： UC UB UE PNP： UC UB UE）,場(chǎng)效應(yīng)管,1. 分類,按導(dǎo)電 溝道分,N 溝道,P 溝道,按結(jié)構(gòu)分,絕緣柵型 (MOS),結(jié)型,按特性分,增強(qiáng)型,耗盡型,uGS = 0 時(shí)， iD = 0,uGS = 0 時(shí)， iD 0,增強(qiáng)型,耗盡型,(耗盡型),2

9、. 特點(diǎn),柵源電壓改變溝道寬度從而控制漏極電流,輸入電阻高，工藝簡單，易集成,由于 FET 無柵極電流，故采用轉(zhuǎn)移特性和輸出特性描述,不同類型 FET 轉(zhuǎn)移特性比較,3. 特性,結(jié)型,N 溝道,增強(qiáng)型,耗盡型,MOS 管,(耗盡型),IDSS,開啟電壓 UGS(th),夾斷電壓UGS(off),IDO 是 uGS = 2UGS(th) 時(shí)的 iD 值,例題： 例: (南京航空航天大學(xué)2000年研究生入學(xué) 試題)場(chǎng)效應(yīng)管是( )控制元件，而雙極 性三極管是( )控制元件。 答案：(電壓)，(電流)。 例: (北京交通大學(xué)1997年研究生入學(xué)試題) 在放大電路中，場(chǎng)效應(yīng)管工作在( )區(qū)。 答案：(

10、飽和區(qū)或恒流區(qū))。,例: 一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的輸 出特性如圖所示，試分 析: (1)它是屬于何種類型的 場(chǎng)效應(yīng)管； (2)它的開啟電壓VT ( 或 夾斷電壓VP )大約是多 少？ (3)它的飽和漏極電流DSS是多少?,N溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管,VP= -3V,DSS6mA。,場(chǎng)效應(yīng)管判定,基本放大電路,一、晶體管電路的基本問題和分析方法,三種工作狀態(tài),放大,I C = IB,發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏,飽和,I C IB,兩個(gè)結(jié)正偏,ICS = IBS 集電結(jié)零偏,臨界,截止,IB 0, IC = 0,兩個(gè)結(jié)反偏,判斷導(dǎo)通還是截止：,UBE U(th) 則導(dǎo)通,以 NPN為 例：,UBE U(th) 則截止

11、,判斷飽和還是放大：,1. 電位判別法,NPN 管,UC UB UE,放大,UE UC UB,飽和,PNP 管,UC UB UE,放大,UE UC U B,飽和,兩個(gè)基本問題,靜態(tài) (Q ) ,動(dòng)態(tài) (Au) ,解決不失真的問題,“Q”偏高引起飽和失真,“Q”偏低引起截止失真,解決能放大的問題,兩種分析方法,1. 計(jì)算法,1) 直流通路求“Q ”,(從發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓UBE(on)出發(fā)),2) 交流通路分析性能,交流通路畫法 ：,VCC 接地， 耦合電容短路,小信號(hào) 電路模型,兩種典型電路結(jié)構(gòu),偏置式,分壓式,求靜態(tài)工作點(diǎn)；,求性能指標(biāo)；,1、試分析下圖所示各電路是否能夠放大正弦交流信號(hào)，簡述理

12、由。設(shè)圖中所有電容對(duì)交流信號(hào)均可視為短路。,例題,例：,已知：Rb1=40K , Rb2=20K , Rc=2.5K, Re=2K , Vcc=12V , UBE=0.7V , =40, RL=5K。試計(jì)算Q、Au、Ri、Ro。,解：,解題步驟,UB, UE,IEQ,ICQ ,IBQ,UCEQ,= 4V,UE = UBUBE = 40.7 = 3.3V,= 1.65mA,ICQ IEQ = 1.65mA,= 41A,UCEQ, VccICQ( Rc+RE ),= 121.65(2+2.5),= 4.575 V,=0.946K,差分電路,1. 主要特點(diǎn)：放大差模信號(hào)，抑制共模信號(hào)(克服零點(diǎn)漂移)

13、,2. 四種輸入、輸出方式比較：,很小,（1）直接耦合放大電路存在零點(diǎn)漂移的原因是 。 A.電阻阻值有誤差 B.晶體管參數(shù)的分散性 C.晶體管參數(shù)受溫度影響 D.電源電壓不穩(wěn)定 （2）集成放大電路采用直接耦合方式的原因 。 A.便于設(shè)計(jì) B.放大交流信號(hào) C.不易制作大容量電容 （3）集成運(yùn)放的輸入級(jí)采用差分放大電路是因?yàn)榭梢?。 A減小溫漂 B. 增大放大倍數(shù) C. 提高輸入電阻,例題,反饋放大電路,第 4 章,反饋的判斷方法,1. 有無反饋,2. 正反饋和負(fù)反饋,主要看信號(hào)有無反向傳輸通路。,采用瞬時(shí)極性法，看反饋是增強(qiáng)還是削弱凈輸入信號(hào)。,對(duì)于串聯(lián)負(fù)反饋，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)極性相同； 對(duì)

14、于并聯(lián)負(fù)反饋，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)極性相反。,3. 四種反饋組態(tài),電壓和電流反饋：,規(guī)則：RL 短路，反饋消失則為電壓反饋， 反饋存在為電流反饋。,規(guī)律：電壓反饋取自輸出端或輸出分壓端； 電流反饋取自非輸出端。,串聯(lián)和并聯(lián)反饋：,規(guī)則：,串聯(lián)負(fù)反饋：uid = ui uf,并聯(lián)負(fù)反饋：iid = ii if,規(guī)律：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在不同節(jié)點(diǎn)為串聯(lián)反饋； 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)為并聯(lián)反饋。,1、已知交流負(fù)反饋有四種組態(tài)： A電壓串聯(lián)負(fù)反饋 B電壓并聯(lián)負(fù)反饋 C電流串聯(lián)負(fù)反饋 D電流并聯(lián)負(fù)反饋 選擇合適的答案填入下列空格內(nèi)，只填入A、B、C或D。 （1）欲得到電流電壓轉(zhuǎn)換電路，應(yīng)在放大電路

15、中引入 ； （2）欲將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成比例的電流信號(hào)，應(yīng)在放大電路中引入 ； （3）欲減小電路從信號(hào)源索取的電流，增大帶負(fù)載能力，應(yīng)在放大電路中引入 ； （4）欲從信號(hào)源獲得更大的電流，并穩(wěn)定輸出電流，應(yīng)在放大電路中引入 。 解：（1）B （2）C （3）A （4）D,例題,電壓串聯(lián) 交、直流負(fù)反饋,電流串聯(lián) 直流負(fù)反饋,正反饋,例題,A2 ： 本級(jí)交、直流 電壓串聯(lián)負(fù)反饋,R2 ：級(jí)間正反饋,R3 ：電壓并聯(lián)交直流負(fù)反饋,R7 ：電壓串聯(lián)交直流負(fù)反饋,R4 ：級(jí)間電壓并聯(lián)交流負(fù)反饋,R2 ：,電壓串聯(lián) 交流負(fù)反饋,例題,電壓串聯(lián)負(fù)反饋,電流并聯(lián)負(fù)反饋,電流串聯(lián)負(fù)反饋,電流并聯(lián)負(fù)反饋,電壓

16、并聯(lián)負(fù)反饋,電壓并聯(lián)負(fù)反饋,例題,并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小,二、負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響,1. 提高增益的穩(wěn)定性,2. 減少失真和擴(kuò)展通頻帶,3. 對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響,串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大,電壓反饋使輸出電阻減小(穩(wěn)定了輸出電壓),電流反饋使輸出電阻增大(穩(wěn)定了輸出電流),例: (南京航空航天大學(xué)2000年研究生入學(xué)試 題)電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器是一種輸出端取樣量 為，輸入端比較量為的負(fù)反饋放大器， 它使輸入電阻，輸出電阻。 解：輸出端取樣量為電流； 輸入端比較量為電壓； 它使輸入電阻增加； 輸出電阻增加。,例題,例: (北京理工大學(xué)2000年研究生入學(xué)試題) 如圖所示電路，已知A

17、為理想運(yùn)放， 試回答： (1)該電路的反饋組態(tài)； (2)電路能穩(wěn)定； (3)電壓放大倍數(shù),(4)輸出電阻Rof ；,例題,例: (東南大學(xué)1999年研究生入學(xué)試題)如圖所示，試說： (1)F點(diǎn)分別接在 H、J、K三點(diǎn)時(shí)，各形成何種種反饋；如果是負(fù)反饋，則對(duì)電路的輸入阻抗、輸出阻抗、放大倍數(shù)又有何種影響； (2)求出F點(diǎn)接在 J點(diǎn)時(shí)的電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式。,J,解：(1)F點(diǎn)接在H點(diǎn)時(shí)，形成電壓并聯(lián)正反 饋；F點(diǎn)接在J點(diǎn)時(shí)，形成電壓串聯(lián)負(fù)反饋使 輸入阻抗增大，輸出阻抗減小，閉環(huán)電壓增 益穩(wěn)定；F點(diǎn)接在 K 點(diǎn)時(shí)，形成電壓并聯(lián)負(fù) 反饋使輸入阻抗減小，輸出阻抗減小，第二 級(jí)增益穩(wěn)定。,(2)F點(diǎn)接在

18、J點(diǎn)時(shí)是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，若放大 電路滿足深度負(fù)反饋條件，則有：,三、負(fù)反饋放大電路的方框圖和基本關(guān)系, 負(fù)反饋方程,四、深度負(fù)反饋的特點(diǎn), 深度負(fù)反饋,串聯(lián)負(fù)反饋：,虛短,并聯(lián)負(fù)反饋：,虛斷,五、深度負(fù)反饋放大電路電壓放大倍數(shù)的計(jì)算舉例,電壓串聯(lián)負(fù)反饋,電壓并聯(lián)負(fù)反饋,例 1,例 2,六、基本運(yùn)算電路,1. 運(yùn)算電路的兩種基本形式,同相輸入,反相輸入,2. 運(yùn)算電路的分析方法,1) 運(yùn)用“虛短”和“虛斷”的概念分析電路中各電量間關(guān)系。運(yùn)放在線性工作時(shí)，“虛短”和“虛斷”總是同時(shí)存在。 虛地只存在于同相輸入端接地的電路中。,2) 運(yùn)用疊加定理解決多個(gè)輸入端的問題。,例 1,法 1：,法 2：,例

19、 2,理想運(yùn)放，寫出 uO = f(uI) 的關(guān)系式。,解,【解】,uo2 = uo2uo1,(東南大學(xué)2000年研究生入學(xué)試題)如圖所示為兩級(jí)比例運(yùn)算放大電路，求 uo與 ui 的關(guān)系。,上一題,下一題,返 回練習(xí)題集,信號(hào)產(chǎn)生電路,第 7 章,一、信號(hào)產(chǎn)生電路的分類：,正弦波振蕩,非正弦波振蕩：,RC 振蕩器 (低頻),LC 振蕩器 (高頻),石英晶體振蕩器(振蕩頻率精確),方波、,三角波、,鋸齒波等。,二、正弦波振蕩條件、電路結(jié)構(gòu)和選頻電路,1. 振蕩條件, 振幅平衡條件, 相位平衡條件,n = 0, 1, 2, ,判斷電路是否起振采用瞬時(shí)極性法，即斷開反饋網(wǎng)絡(luò)，加一信號(hào)，如果信號(hào)極性逐級(jí)變化后，返回后與原信號(hào)同極性，則滿足相位平衡條件。,例題,電路如圖所示，試用相位平衡條件判斷哪個(gè)電路可能振蕩，哪