电子技术基础模拟部分总复习(第六版)课件.ppt

1、模拟电子电路总复习模拟电子电路总复习 机电工程学院机电工程学院 肖林荣肖林荣 总的来说就是以三极管为核心，以集成运放为主线。集成运放内部主要组成单元是差分输入级、电压放大级、功率放大级、偏置电路。集成运放的两个不同工作状态：线性和非线性应用。模拟电路主要就是围绕集成运放的内部结构、外部特性及应用、工作电源产生、信号源产生等展开。模拟电路知识体系模拟电路知识体系1.1.放大倍数放大倍数(增益增益)表征放大器的放大能力表征放大器的放大能力 根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍要求，放大器可分为四种类型，所以有四

2、种放大倍数的定义。重点是数的定义。重点是电压放大电路模型。第一章第一章 绪论绪论 放大电路的模型及主要性能指标放大电路的模型及主要性能指标 Rs+Ro +Ri RL vs vi AVO vi vo 1.输入电阻输入电阻iiivRi反应了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。反应了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。iTTTvRi外加测试信号v+Ri 放放大大电电路路 vT vT iT 输入电压信号，输入电压信号，越大，越大，越大。越大。输入电流信号，输入电流信号，越小，越小，越大。越大。iRiRivii2.输出电阻输出电阻 决定放大电路带负载能力。决定放大电路带负载能力。oR输出电压信号时，输出

3、电压信号时，越小（相对越小（相对 ），），对对 影响越小，影响越小，输出电流信号时，输出电流信号时，越大（相对越大（相对 ），），对对 影响越小。影响越小。oRoRLRLRLRLROVOI输出电阻的计算：输出电阻的计算：RoVo+RLViAVO放放大大电电路路LLoooRRVVR 放放 大大 电电 路路IT+VTRo+Vs=00TTos VIVR集成运放集成运放引入负反馈引入负反馈运算电路运算电路比例运算比例运算加减运算加减运算积分运算积分运算反相反相同相同相在求解运算放大电路中经常用到叠加原理在求解运算放大电路中经常用到叠加原理第二章第二章 运算放大器运算放大器及线性应用电路的分析，及线性应

4、用电路的分析，能够熟练运用虚断虚短能够熟练运用虚断虚短的概念分析，反相、同相、比例运算电路、加法运算电路，减法的概念分析，反相、同相、比例运算电路、加法运算电路，减法运算电路及积分，微分电路。运算电路及积分，微分电路。运放工作在线性区的分析方法：运放工作在线性区的分析方法：虚短（虚短（v+=v-）虚断（虚断（ii+=ii-=0）开环电压放大倍数开环电压放大倍数 Aod=差摸输入电阻差摸输入电阻 Rid=输出电阻输出电阻 Ro=01.理想运算放大器：理想运算放大器：2.线性区线性区为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈比例运算电路比例运算电路 （1）

5、反相比例运算电路）反相比例运算电路 例例1 1：试求理想运算放大器的输出电压和电压放大倍：试求理想运算放大器的输出电压和电压放大倍数的表达式。数的表达式。电压增益电压增益 Avf=Vo/Vi=Rf/R1反相比例运算电路反相比例运算电路根据虚断根据虚断 I-=I+0解：解：I-I+根据虚短根据虚短 V+V-0Ii=(Vi V-)/R1 Vi/R1If=(V-Vo)/Rf -Vo/RfIi If Vi/R1=-Vo/Rf电压并联负反馈电压并联负反馈（2）同相比例运算电路）同相比例运算电路例例2 2：试求理想运算放大器的输出电压和电压放大倍数的表达：试求理想运算放大器的输出电压和电压放大倍数的表达式

6、。式。电压增益电压增益同相比例运算电路同相比例运算电路根据虚断根据虚断 I-=I+0解：解：根据虚短根据虚短 V+V-Vi011VRRRVVVfi11101RRRRRVVAffiVf电压串联负反馈电压串联负反馈vIvO-+RfR1AvNvP电压串联负反馈电压串联负反馈I1fO)1(vRRv 运算放大器输入端共模信号较大运算放大器输入端共模信号较大 运算电路输入电阻很大运算电路输入电阻很大输出与输入同相输出与输入同相vIvO-+AvNvP电压跟随器电压跟随器IOvv 加法电路加法电路-反相加法求和反相加法求和1NS1-RvvfON-Rvv 根据根据虚短虚短、虚断虚断和和N点点的的KCL得：得：2

7、S2f1S1fO-vRRvRRv f21RRR 若若0PN vv2NS2-Rvv R2RfR1vS2vS1iIvONP+则有则有2S1SO-vvv （加法运算）（加法运算）输出再接一级反相电路输出再接一级反相电路R2RfR1vS2vS1iIvO1NP+RRvO+2S1SOvvv 可得可得思考：多个输入的求和思考：多个输入的求和运算电路运算关系的求解方法 在运算电路中都引入了深度负反馈，可认为运放的净输入电压为0（即虚短），净输入电流也为0（虚断）。以“虚短”和“虚断”为基础，利用节点电流法和叠加原理（适于多个输入信号的情况）即可求得输出与输入的运算关系。习题习题2.3.2；2.4.8第三章第三

8、章 二极管及其基本电路二极管及其基本电路及应用电路的分析及应用电路的分析 如果外加电压使如果外加电压使PN结中：结中：P区的电位高于区的电位高于N区的电位，称为加区的电位，称为加正向电压正向电压，简称，简称正偏正偏；PN结具有单向导电性：结具有单向导电性：若外加电压使电流从若外加电压使电流从P区流区流到到N区，区，PN结呈低阻性，所以电流大；反之是高结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。阻性，电流小。P区的电位低于区的电位低于N区的电位，称为加区的电位，称为加反向电压反向电压，简称简称反偏反偏。正偏导通，反偏工作在截止状态正偏导通，反偏工作在截止状态半导体二极管的伏安特性曲线 式中式中

9、IS 为反向饱和电流为反向饱和电流，VD 为二极管两端的为二极管两端的电压降电压降，VT=kT/q 称为温度的电压当量称为温度的电压当量，k为玻为玻耳兹曼常数，耳兹曼常数，q 为电子电荷量，为电子电荷量，T 为热力学温度。为热力学温度。对于室温（相当对于室温（相当T=300 K），则有），则有VT=26 mV。)1(eTSVVDII 第一象限的是正第一象限的是正向伏安特性曲线，向伏安特性曲线，第三象限的是反向第三象限的是反向伏安特性曲线。伏安特性曲线。图图 稳压二极管的伏安特性稳压二极管的伏安特性 (a)符号符号 (b)伏安特性伏安特性 (c)应用电路应用电路(b)(c)(a)图示图示abVV

10、VD8)8(01VVD7)8(152abVD1 abD2V1V例例1.二极管构成的电路如图所示，如果二极管是理二极管构成的电路如图所示，如果二极管是理想的，分析想的，分析D1和和D2的导通情况，求电路电压的导通情况，求电路电压解：断开解：断开D1得得断开断开D得得以上分析得以上分析得D1导通、导通、D2截止，截止，=0V又如书上又如书上p70 例例3.4.6 图图3.4.12第四章第四章 场效应管放大电路场效应管放大电路P沟道沟道耗尽型耗尽型P沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道增强型增强型N沟道沟道N沟道沟道（耗尽型）（耗尽型）FET场效应管场效应管JFET结型结型MOSFET绝缘栅型绝缘栅型场效应

11、管的分类：场效应管的分类：场效应半导体三极管是仅由场效应半导体三极管是仅由一种载流子参与导电一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入的半导体器件，是一种用输入电压控制电压控制输出电流的半输出电流的半导体器件。从参与导电的载流子来划分，它有电子作导体器件。从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的为载流子的N N沟道沟道器件和空穴作为载流子的器件和空穴作为载流子的P P沟道沟道器件。器件。能够根据转移特性判别场效应管的类型（能够根据转移特性判别场效应管的类型（P145表表4.10.1）增强型增强型MOS管管 N型：型：VGS0 VDS0开启电压开启电压VT0 P型：型：VGS0 VGS0

12、开启电压开启电压VT0 耗尽型耗尽型MOS管管N型型 VP0 VDS0P型型 VP0 VDS0 VGS可正、可负、可可正、可负、可0电流判断电流判断 电压判断电压判断 p151 作业作业4.1.1/4.1.2 第五章第五章 双极型三极管及放大电路基础双极型三极管及放大电路基础 硅管（硅管（VBE=0.7V）、锗管（）、锗管（VBE=0.2V）共集电极接法共集电极接法：集电极作为公共端；集电极作为公共端；共基极接法共基极接法：基极作为公共端。基极作为公共端。共发射极接法共发射极接法：发射极作为公共端；发射极作为公共端；iB是输入电流是输入电流，vBE是加在是加在B、E两极间的输电压两极间的输电压

13、。输入特性曲线输入特性曲线 iB=f(vBE)vCE=常数常数 共发射极接法的输入特性曲线其中共发射极接法的输入特性曲线其中vCE=0V的那一条相当于的那一条相当于发射结的正向特性曲线，当发射结的正向特性曲线，当vCE1V时，时，vCB=vCE-vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，且基区复合减少，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，且基区复合减少，IC/IB 增大，特性曲线将向右稍微移动一些。但增大，特性曲线将向右稍微移动一些。但vCE再增加时，再增加时，曲线右移很不明显。曲线右移很不明显。导通电压导通电压锗管锗管 0.10.3V硅管硅管 0.60.8V输出特性曲线 iC=f(vCE

14、)iB=常数 iC是输出电流，是输出电流，vCE是输出电压。是输出电压。放大区：放大区：发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏截止区：截止区：IB=0以下的区域。以下的区域。饱和区：饱和区：发射结和集电结均为正偏。发射结和集电结均为正偏。IC随着随着VCE的变化而迅速变化。显著控制区域。的变化而迅速变化。显著控制区域。VCE小于小于1伏，集电结的反向电压很小，对到达基区的电子伏，集电结的反向电压很小，对到达基区的电子吸引不够。吸引不够。IC随着随着VCE的影响很大。的影响很大。VCE大于大于1V左右。左右。发射结和集电结均为反偏。发射结和集电结均为反偏。bIcIbIbIcIbI画出小信号

15、等效电路画出小信号等效电路RbbIcIbIviRbiVbIcIOVbIRbviRciVbIcIOVbI 5.3 小信小信号模型分号模型分析析共射极放大电共射极放大电路路icvce+-交流通交流通路路RbviRcRLiVbIcIOVbIH参数小信号等效参数小信号等效电路电路 共射极放大电路共射极放大电路 放大电路如图所示。已知放大电路如图所示。已知BJT的的=80，Rb=300k，Rc=2k，VCC=+12V，求：，求：（1）放大电路的）放大电路的Q点。此时点。此时BJT工作在哪个区域？工作在哪个区域？（2）当）当Rb=100k时，放大电路的时，放大电路的Q点。此点。此时时BJT工作在哪个区域？

16、（忽略工作在哪个区域？（忽略BJT的饱的饱和压降）和压降）解：解：（1）uA40300k2V1bBECCB RVVI（2）当）当Rb=100k时，时，3.2mAuA4080BC II 5.6V3.2mA2k-V12CcCCCE IRVV静态工作点为静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），），BJT工作在放大区。工作在放大区。其最小值也只能为其最小值也只能为0，即，即IC的最大电流为：的最大电流为：uA120100k2V1bCCB RVImA6.9uA12080BC II V2.79.6mA2k-V12CcCCCE IRVVmA62k2V1cCESCCCM RVVICMB II 由由于

17、于所以所以BJT工作在饱和区。工作在饱和区。VCE不可能为负值，不可能为负值，此时，此时，Q（120uA，6mA，0V），），end 5.4 射极射极偏置电路偏置电路3.固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路电压增益：电压增益：beLc)/(rRRAV ebeLcV)1()/(RrRRA RbviRcRLiVbIcIOVbI固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路输入电阻：输入电阻：bebiii/rRIVR ebeb2b1i)1(/RrRRR 输出电阻：输出电阻：Ro=Rc coRR 5.4 射极射极偏置电路偏置电路b

18、eLcebeLcV)/()1()/(rRRRrRRA beb2b1ebeb2b1i/)1(/rRRRrRRR +VCC C2+C1 Ce+Rc Re2 RL vo T Rb1 +Re1 Rb2 +vi 1e1beLcV)1()/(RrRRA e1beb2b1i)1(/RrRRR 5.4 射极射极偏置电路偏置电路end解：解：例：例：求电路的静态参数（IB、IC、VCE)，及动态参数（AV、Ri、Ro)。03dB20lg|AV|/dB带宽带宽2204060202 1022 1032 104f/HzfLfH上、下限频率；带宽；上、下限频率；带宽；多级放大电路带宽多级放大电路带宽频率失真（线性失真）

19、频率失真（线性失真）幅度失真幅度失真相位失真相位失真非正弦信号非正弦信号非线性失真非线性失真饱和失真饱和失真截止失真截止失真正弦信号正弦信号第六章第六章 频率响应频率响应 要会计算，共模抑制要清楚要会计算，共模抑制要清楚集成运算放大器中，经常用到恒流源，它有什么作集成运算放大器中，经常用到恒流源，它有什么作用呢？集成运算放大器的特点用呢？集成运算放大器的特点?差分放大电路的特点，差分放大电路的特点，计算差动倍数计算计算差动倍数计算?第七章第七章 模拟集成电路模拟集成电路零漂现象零漂现象：输入输入ui=0时，输出有缓慢变化的电压产生。时，输出有缓慢变化的电压产生。判断正负反馈，要标住判断正负反馈

20、，要标住瞬时极性，组态，反馈瞬时极性，组态，反馈系数，深度负反馈放大系数，深度负反馈放大倍数计算作业题目看看倍数计算作业题目看看第第8章章 反馈放大电路反馈放大电路乙类互补电路，存在什么失真，什么失真？乙类互补电路，存在什么失真，什么失真？如何克服这样的失真？如何克服这样的失真？如何计算最大输出功率和效率？公式掌握如何计算最大输出功率和效率？公式掌握第第9章章 功率放大电路功率放大电路例：一乙类双电源互补对称电路，设已知例：一乙类双电源互补对称电路，设已知Vcc12 V，RL16，vI为正弦波。求：（为正弦波。求：（1）在）在BJT的饱和压降的饱和压降VCES可可以忽略不计的条件下，负载上可能

21、得到的最大输出功率以忽略不计的条件下，负载上可能得到的最大输出功率Pom；（；（2）每个管子允许的管耗）每个管子允许的管耗 PCM至少应为多少？（至少应为多少？（3）每个管子的耐压）每个管子的耐压|V(BR)CEO|应大于多少？应大于多少？22(12)4.522 16CComLVPWRWWPPOMCM9.045.02.02.0VVVVCCCEOBR241222|)(解解（1）输出功率）输出功率（2）每管允许的管耗）每管允许的管耗(3)每管子的耐压每管子的耐压P419甲乙类习题甲乙类习题9.4.4：OCL、9.4.5：OTL振荡的条件振荡的条件 RC 振荡电路振荡电路 频率的计算，电路的连接频率

22、的计算，电路的连接？如？如何来稳定幅度的？何来稳定幅度的？单门限电压比较器特点？要会画输出波形。上课讲过例题单门限电压比较器特点？要会画输出波形。上课讲过例题第第10章章 信号处理和产生电路信号处理和产生电路+uouituituo+Uom-Uom例：利用电压比较器例：利用电压比较器将正弦波变为方波。将正弦波变为方波。P.456例例10.8.2 P.477习题习题10.8.4；10.8.5桥式整流电路的计算的几个量，如何推导的？桥式整流电路的计算的几个量，如何推导的？第第11章章 直流稳压电源直流稳压电源例例1：电路如图所示，已知：电路如图所示，已知V140V，可忽略。试求可忽略。试求V0值。值。解：解：V0=24V。根据流过。根据流过R1和和R2电流相等，就可以推出电流相等，就可以推出R2的电压为的电压为9V 解：解：V0=24V。根据流过。根据流过R1和和R2电流相等，就可以推出电流相等，就可以推出R2的电压为的电压为9V。WI