模拟电子技术课件.ppt

1、模 拟 电 子 技 术模拟电子技术讲解提纲 半导体技术 晶体管放大电路 集成运放 反馈 稳压电源模 拟 电 子 技 术半导体器件半导体器件1.1半导体的基础知识半导体的基础知识1.2半导体二极管半导体二极管1.3二极管电路的分析方法二极管电路的分析方法1.4特殊二极管特殊二极管小结小结1.5双极型半导体三极管双极型半导体三极管模 拟 电 子 技 术1.1.1本征半导体本征半导体1.1.2杂质半导体杂质半导体1.1.3PN结结模 拟 电 子 技 术1.1.1 本征半导体本征半导体半导体半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。本征半导体半导体 纯净的半导体。

2、如硅纯净的半导体。如硅、锗单晶体。锗单晶体。载流子载流子 自由运动的带电粒子。自由运动的带电粒子。共价键共价键 相邻原子共有价电子所形成的束缚。相邻原子共有价电子所形成的束缚。模 拟 电 子 技 术两种载流子两种载流子电子电子(自由电子自由电子)空穴空穴两种载流子的运动两种载流子的运动自由电子自由电子(在共价键以外在共价键以外)的运动的运动空穴空穴(在共价键以内在共价键以内)的运动的运动 结论结论：1.本征半导体中电子空穴成对出现，且数量少；本征半导体中电子空穴成对出现，且数量少；2.半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电；半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电；3.本征半导体导电能力弱，并与

3、温度有关本征半导体导电能力弱，并与温度有关。模 拟 电 子 技 术1.2.1 半导体二极管的结构和类型半导体二极管的结构和类型1.2.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性1.2.3 二极管的主要参数二极管的主要参数模 拟 电 子 技 术1.2.1 半导体二极管的结构和类型半导体二极管的结构和类型构成：构成：PN 结结+引线引线+管壳管壳=二极管二极管(Diode)符号：符号：A(anode)C(cathode)分类：分类：按材料分按材料分硅二极管硅二极管锗二极管锗二极管按结构分按结构分点接触型点接触型面接触型面接触型平面型平面型模 拟 电 子 技 术点接触型点接触型正极正极引线引线触丝触丝N

4、型锗片型锗片外壳外壳负极负极引线引线负极引线负极引线 面接触型面接触型N型锗型锗PN 结结 正极引线正极引线铝合金铝合金小球小球底座底座金金锑锑合金合金正极正极引线引线负极负极引线引线集成电路中平面型集成电路中平面型PNP 型支持衬底型支持衬底模 拟 电 子 技 术模 拟 电 子 技 术反向击穿类型：反向击穿类型：电击穿电击穿热击穿热击穿反向击穿原因反向击穿原因：齐纳击穿齐纳击穿：(Zener)反向电场太强，将电子强行拉出共价键。反向电场太强，将电子强行拉出共价键。(击穿电压击穿电压 6 V，正正温度系数温度系数)击穿电压在击穿电压在 6 V 左右时，温度系数趋近零。左右时，温度系数趋近零。模

5、 拟 电 子 技 术1.2.3 二极管的主要参数二极管的主要参数1.IF 最大整流电流最大整流电流(最大正向平均电流最大正向平均电流)2.URM 最高反向工作电压最高反向工作电压，为为 U(BR)/2 3.IR 反向电流反向电流(越小单向导电性越好越小单向导电性越好)4.fM 最高工作频率最高工作频率(超过时单向导电性变差超过时单向导电性变差)iDuDU(BR)I FURMO模 拟 电 子 技 术例例 1 画出硅二极管构成的桥式整流电路在画出硅二极管构成的桥式整流电路在ui=15sin t(V)作用下输出作用下输出 uO 的的波形。波形。(按理想模型按理想模型)Otui/V15RLV1V2V3

6、V4uiBAuO模 拟 电 子 技 术OtuO/V15模 拟 电 子 技 术1.4特殊二极管特殊二极管1.4.1 稳压二极管稳压二极管1.4.2 光电二极管光电二极管模 拟 电 子 技 术1.4.1 稳压二极管稳压二极管一、伏安特性一、伏安特性符号符号工作条件：工作条件：反向击穿反向击穿iZ/mAuZ/VO UZ IZmin IZmax UZ IZ IZ特性特性模 拟 电 子 技 术1.4.2 发光二极管与光敏二极管发光二极管与光敏二极管一、发光二极管一、发光二极管 LED(Light Emitting Diode)1.符号和特性符号和特性工作条件：工作条件：正向偏置正向偏置一般工作电流几十一

7、般工作电流几十 mA，导通电压导通电压(1 2)V符号符号u/Vi /mAO2特性特性模 拟 电 子 技 术模 拟 电 子 技 术1.5.1 晶体三极管晶体三极管1.5.2 晶体三极管的特性曲线晶体三极管的特性曲线1.5.3 晶体三极管的主要参数晶体三极管的主要参数模 拟 电 子 技 术(Semiconductor Transistor)1.5.1 晶体三极管晶体三极管一、结构、符号和分类一、结构、符号和分类NNP发射极发射极 E基极基极 B集电极集电极 C发射结发射结集电结集电结 基区基区 发射区发射区 集电区集电区emitterbasecollectorNPN 型型PPNEBCPNP 型型

8、ECBECB模 拟 电 子 技 术二、电流放大原理二、电流放大原理1.三极管放大的条件三极管放大的条件内部内部条件条件发射区掺杂浓度高发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓度低基区薄且掺杂浓度低集电结面积大集电结面积大外部外部条件条件发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏2.满足放大条件的三种电路满足放大条件的三种电路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共发射极共发射极共集电极共集电极共基极共基极模 拟 电 子 技 术BCEIII BC II BE)1(II 模 拟 电 子 技 术二、输出特性二、输出特性常数常数 B)(CECiufiiC/mAuCE/V50 A40 A30 A20 A10 A

9、IB=0O 2 4 6 8 43211.截止区：截止区：2.IB 0 3.IC=ICEO 04.条件：条件：两个结反两个结反偏偏截止区截止区ICEO模 拟 电 子 技 术iC/mAuCE/V50 A40 A30 A20 A10 AIB=0O 2 4 6 8 43212.放大区：放大区：CEOBCIII 放大区放大区截止区截止区条件：条件：发射结正偏发射结正偏 集电结反偏集电结反偏特点：特点：水平、等间隔水平、等间隔ICEO模 拟 电 子 技 术iC/mAuCE/V50 A40 A30 A20 A10 AIB=0O 2 4 6 8 43213.饱和区：饱和区：uCE u BEuCB=uCE u

10、BE 0条件：条件：两个结正偏两个结正偏特点：特点：IC IB临界饱和时：临界饱和时：uCE=uBE深度饱和时：深度饱和时：0.3 V(硅管硅管)UCE(SAT)=0.1 V(锗管锗管)放大区放大区截止区截止区饱饱和和区区ICEO模 拟 电 子 技 术1.5.3 晶体三极管的主要参数晶体三极管的主要参数一、电流放大系数一、电流放大系数1.共发射极电流放大系数共发射极电流放大系数iC/mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB=0O 2 4 6 8 4321 直流电流放大系数直流电流放大系数BCCBOBCBOCBNCNIIIIIIII 交流电流放大系数交流电流放大系数 BiiC

11、一般为几十一般为几十 几百几百Q82A1030A1045.263 80108.0A1010A10)65.145.2(63 模 拟 电 子 技 术iC/mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB=0O 2 4 6 8 43212.共基极电流放大系数共基极电流放大系数 11BCCECIIIII 1 一般在一般在 0.98 以上。以上。Q988.018080 二、二、极间反向饱和电流极间反向饱和电流极间反向电流是由少数载流子形成的，其大小表征了管子的温度特性(越小越好)。CB 极极间反向饱和电流间反向饱和电流 ICBO，CE 极极间反向饱和电流间反向饱和电流 ICEO。模 拟 电

12、子 技 术三、极限参数三、极限参数1.ICM 集电极最大允许电流，超过时集电极最大允许电流，超过时 值明显降低。值明显降低。2.PCM 集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗PC=iC uCE。iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安安全全 工工 作作 区区模 拟 电 子 技 术 半导体三极管的主要用途之一是利用其电流放大作用半导体三极管的主要用途之一是利用其电流放大作用组成各种放大电路。组成各种放大电路。放大电路的应用十分广泛，其主要作用是将微弱的信放大电路的应用十分广泛，其主要作用是将微弱的信号进行放大，以便人们测量和利用。所谓放大，表面号进行放大，以便人们测量和利用。所谓

13、放大，表面上看是将小信号的幅度由小增大，但放大的本质是实上看是将小信号的幅度由小增大，但放大的本质是实现能量的控制。现能量的控制。放大电路需要配置直流电源，用能量较小的输入信号放大电路需要配置直流电源，用能量较小的输入信号去控制这个电源，使之输出较大的能量去推动负载。去控制这个电源，使之输出较大的能量去推动负载。这种小能量对大能量的控制作用，就是放大电路的放这种小能量对大能量的控制作用，就是放大电路的放大作用。大作用。2 2 共发射极放大电路共发射极放大电路模 拟 电 子 技 术三极管三极管 起放大作用起放大作用偏置电路偏置电路VCC、Rb提供电源，并使三极管提供电源，并使三极管工作在线性区。

14、工作在线性区。耦合电容耦合电容C1、输入耦合电输入耦合电容容C1保证信号保证信号加到发射结，加到发射结，不影响发射结不影响发射结偏置。输出耦偏置。输出耦合电容合电容C2保证保证信号输送到负信号输送到负载，不影响集载，不影响集电结偏置。电结偏置。负载电阻负载电阻RC、RL将变化的集电极电流将变化的集电极电流转换为电压输出。转换为电压输出。1.组成组成2.1 共射基本放大电路的组成及工作原理共射基本放大电路的组成及工作原理模 拟 电 子 技 术2.放大原理放大原理 输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结，于是输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结，于是有有下列过程下列过程：o2cccbcbbe1u

15、CuRiiiiuCui三极管电流放大作用三极管电流放大作用 变化的变化的iC通过通过RC转变为转变为变化的电压输出变化的电压输出模 拟 电 子 技 术静态静态：ui0 时电路的工作状态时电路的工作状态静态工作点静态工作点 Q：由由IBQ、ICQ、UCEQ决定决定画直流通路（电容器开路）画直流通路（电容器开路）bCCbBECCBRURUUIBCIICCCCCERIUU+TRb1RCCVc 2.2.2 共射基本放大电路的基本分析方法共射基本放大电路的基本分析方法1.静态分析静态分析模 拟 电 子 技 术例例2-1 在下图中，已知在下图中，已知VCC=12V，RB=300k，RC=4k，=37.5，

16、试求放大电路的静态值。试求放大电路的静态值。解：解：根据如图所示的直流通路，根据如图所示的直流通路，可以得到可以得到 IBQ VCC/RB=12/300 =0.04(mA)ICQ IBQ=37.50.04 =1.5(mA)UCEQ=VCC ICQRC =121.54=6(V)模 拟 电 子 技 术2.动态分析动态分析放大电路有信号输入时的工作状态称为放大电路有信号输入时的工作状态称为动动态态。动态分析主要是确定放大电路的动态分析主要是确定放大电路的电压放大电压放大倍数倍数Au、输入电阻输入电阻Ri和和输出电阻输出电阻Ro等。等。放大电路有信号输入时，三极管各极的电放大电路有信号输入时，三极管各

17、极的电流和电压瞬时值既有流和电压瞬时值既有直流分量直流分量，又有，又有交流交流分量分量。直流分量一般就是静态值，而所谓放大，直流分量一般就是静态值，而所谓放大，只考虑其中的交流分量。只考虑其中的交流分量。模 拟 电 子 技 术（1）三极管简化微变等效电路三极管简化微变等效电路rbeIbu ubebceIcI Ibu uce-ucec+VT+-ubeIbIcbe 从图中可以看出，三极管的输入回路可以等效为输入电阻从图中可以看出，三极管的输入回路可以等效为输入电阻rbe。在小信号工作条件下，在小信号工作条件下，rbe是一个常数，低频小功率管的是一个常数，低频小功率管的rbe可用下式估算：可用下式估

18、算：26（mV）rbe=300+(1+)（2-10）IE（mA）三极管发射极电流三极管发射极电流的静态值的静态值 IEICQ 模 拟 电 子 技 术(2)放大电路的简化微变等效电路放大电路的简化微变等效电路交流通路的画法：交流通路的画法：将直流电源短路，电容短路将直流电源短路，电容短路交流通路交流通路简化微变等效电路简化微变等效电路三极管等效电路三极管等效电路模 拟 电 子 技 术 （3）放大电路交流参数的计算）放大电路交流参数的计算 电压放大倍数电压放大倍数 Au 式中的负号表示输出与输入电压相位相反。式中的负号表示输出与输入电压相位相反。如果电路的输出端开路，即如果电路的输出端开路，即RL

19、=，则有则有 Au =RC/rbe （2-12）负载电阻越大，放大倍数越大。负载电阻越大，放大倍数越大。beLbbebLbbecLorRiriRiriRuuAiu模 拟 电 子 技 术 解：解：在例在例2-1中已求出，中已求出，ICQ=1.5mA 由公式可求出由公式可求出 rbe=300+（1+37.5）26/1.5=967()则则 Au=37.5(44)/0.967=77.6例例2-2 在下图中，在下图中，VCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5，试求放大电路的电压放大倍数试求放大电路的电压放大倍数Au。模 拟 电 子 技 术输入电阻输入电阻Ri beB/rRR i 电路的输入

20、电阻越电路的输入电阻越大，从信号源取得的大，从信号源取得的电流越小，因此一般电流越小，因此一般总是希望总是希望输入电阻越输入电阻越大越好大越好。通常通常RBrbe，因此因此Ri irbe，可见共射基本放大电路的可见共射基本放大电路的输入电阻输入电阻Ri i不大。不大。模 拟 电 子 技 术 输出电阻输出电阻R RO OCoRiuRTT 对于负载而言，放对于负载而言，放大器的输出电阻大器的输出电阻R Ro o越小，越小，负载电阻负载电阻R RL L的变化对输的变化对输出电压的影响就越小，出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力表明放大器带负载能力越强，因此总希望越强，因此总希望R Ro o越越小

21、越好小越好。模 拟 电 子 技 术 由直流负载线由直流负载线 UCE=VCCICRC（VCC，0）和（）和（0，VCC/Rc）在在与与IBQ的交点可的交点可得到得到Q点的参数点的参数IB 、IC 和和UCE 。在输出特性曲线上在输出特性曲线上确定确定两个特殊点两个特殊点,即可即可画出直流负载线。画出直流负载线。3.放大电路的图解分析法简介放大电路的图解分析法简介 图解分析法（简称图解法）是放大电路的另一种分析方法图解分析法（简称图解法）是放大电路的另一种分析方法（1）用图解法分析放大电路的静态工作情况）用图解法分析放大电路的静态工作情况模 拟 电 子 技 术（2）用图解法分析动态工作情况）用图

22、解法分析动态工作情况ICICEVCCCCCRVQIBQ交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线 斜率为斜率为-1/RL（RL=RLRc）经过经过Q点点 注意注意：交流负载线是有交流交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹输入信号时工作点的运动轨迹空载时，交流负载线与直流负载线重合空载时，交流负载线与直流负载线重合 用图解法能够直观显示出在输入信号作用下，放大电路用图解法能够直观显示出在输入信号作用下，放大电路各点电压和电流波形的幅值大小及相位关系，尤其对判断静各点电压和电流波形的幅值大小及相位关系，尤其对判断静态工作点是否合适、输出波形是否会失真等十分方便。态工作点是否合适、输出波形是否

23、会失真等十分方便。模 拟 电 子 技 术 ui i输入一微小的正弦信号输入一微小的正弦信号 uiuceicibiCuCEiBuBEQib模 拟 电 子 技 术 结论结论 （1）放大电路中的信号是交直流共存可表示为：）放大电路中的信号是交直流共存可表示为：ceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu（2）输出输出uo与输入与输入ui i相位相反，但幅度放大了，频率相位相反，但幅度放大了，频率不变。不变。模 拟 电 子 技 术 （3 3）静态工作点对输出波形失真的影响静态工作点对输出波形失真的影响 对一个放大电路来说，要求输出波形的失真尽对一个放大电路来说，要求输出波形的失真尽可能

24、小。但是，当静态工作点设置不当时，输出波可能小。但是，当静态工作点设置不当时，输出波形将出现严重的非线性失真。在图中，静态工作点形将出现严重的非线性失真。在图中，静态工作点设于设于Q点，可以得到失真很小的点，可以得到失真很小的Ic和和uce波形。但是，波形。但是，当静态工作点设在当静态工作点设在Q1或或Q2点时，会使输出波形产生点时，会使输出波形产生严重的失真。严重的失真。模 拟 电 子 技 术饱和失真饱和失真当当Q点设置偏高，接点设置偏高，接近饱和区时，近饱和区时，Ic的正的正半周和半周和uce的负半周都的负半周都出现了畸变。这种由出现了畸变。这种由于动态工作点进入饱于动态工作点进入饱和区而

25、引起的失真，和区而引起的失真，称为称为“饱和失真饱和失真”。截止失真截止失真当当Q点设置偏低，接点设置偏低，接近截止区时，使得近截止区时，使得Ic的负半周和的负半周和uce的正半的正半周出现畸变。这种失周出现畸变。这种失真称为真称为“截止失真截止失真”。模 拟 电 子 技 术 1.1.温度对工作点的影响温度对工作点的影响 对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由点由U UBEBE、和和I ICEOCEO决定，这三个参数随温度而变化。决定，这三个参数随温度而变化。2.2.3 共射放大电路工作点的稳定共射放大电路工作点的稳定总之总之TICTUBE

26、IBICT、ICEOIC模 拟 电 子 技 术 2.静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路 条件条件 ：若若I I2 2I IB B，则则 CCB2B1B2BVRRRUUB稳定稳定 采用分压式偏置电路稳定工作点。采用分压式偏置电路稳定工作点。电路主要采取了两个措施：电路主要采取了两个措施：一是采用分压式基极偏置电路；一是采用分压式基极偏置电路；二是增加了发射极电阻二是增加了发射极电阻RE，为了不造成交流信号在为了不造成交流信号在RE上的损失，上的损失，在在RE两端并联了一个容量足够大的交流旁路电容两端并联了一个容量足够大的交流旁路电容CE。直流通路直流通路模 拟 电 子 技 术 温 度t IC

27、IE UE(=IE RE)UBE(=UB IE RE)IB IC （1）Q点稳定的过程点稳定的过程（2）静态工作点的计算静态工作点的计算)(CQBQEBEQBEQCCB2B1B2BECCQCCCEQCQRRIUUIIRUUIIURRRU模 拟 电 子 技 术例例2-3 在下图中，已知在下图中，已知RB1=7.5k，RB2=2.5k，RC=2k，RE=1k，RL=2k，VCC=12V，UBE=0.7V，=30。试计试计算放大电路的静态工作点和电压放大倍数算放大电路的静态工作点和电压放大倍数Au。解：解：先计算先计算Q点点 UB2.5/(7.5+2.5)12=3(V)ICQ(30.7)/1=2.3

28、(mA)IBQ 2.3/30=0.077(mA)UCEQ=122.3(2+1)=5.1(V)再计算再计算Au rbe=300+(1+30)26/2.3=650()RL=RCRL=1(k)Au=RL/rbe=301/0.65=46.2模 拟 电 子 技 术反反 馈馈 模 拟 电 子 技 术1.反馈反馈 将电路的输出量将电路的输出量(电压或电流电压或电流)的部分或全的部分或全2.2.部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回入回3.3.路并影响输入量路并影响输入量(电压或电流电压或电流)和和输出量的过程。输出量的过程。引言引言模 拟 电 子 技 术二、反馈

29、的分类二、反馈的分类1.正反馈和负反馈正反馈和负反馈正反馈正反馈 反馈使净输入电量增加，反馈使净输入电量增加，从而使输出量增大。从而使输出量增大。负反馈负反馈 反馈使净输入电量减小，反馈使净输入电量减小，从而使输出量减小。从而使输出量减小。判断法：瞬时极性法判断法：瞬时极性法2.直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈直流反馈直流反馈 直流信号的反馈。直流信号的反馈。交流反馈交流反馈 交流信号的反馈。交流信号的反馈。模 拟 电 子 技 术例例 5.1.1输入输入回路回路输出输出回路回路判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？馈？直反馈还是

30、交流反馈？RE 介于输入输出回路，有反馈。介于输入输出回路，有反馈。反馈使反馈使 uid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。模 拟 电 子 技 术5.1.2 负反馈放大电路的基本类型负反馈放大电路的基本类型一、电压反馈和电流反馈一、电压反馈和电流反馈电压反馈电压反馈 反馈信号取自输出电压的部分或全部。反馈信号取自输出电压的部分或全部。判别法：判别法：使使 uo=0(RL 短路短路)，若若反馈消失则为电压反馈反馈消失则为电压反馈。电流反馈电流反馈 反馈信号取自输出电流。反馈信号取自输出电流。判别法：判别法：使使 io=0(RL 开路开路)，若

31、反馈消失则为电流反馈。若反馈消失则为电流反馈。AFRLuo电压电压反馈反馈电流电流反馈反馈iouoFARLio模 拟 电 子 技 术二、串联反馈和并联反馈二、串联反馈和并联反馈串联反馈：串联反馈：反馈信号与输入信号以反馈信号与输入信号以电压相加减的形式在输入端出现。电压相加减的形式在输入端出现。uid ui uf特点：特点：信号源内阻越小，信号源内阻越小，反馈效果越明显。反馈效果越明显。并联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信号以反馈信号与输入信号以电流相加减的形式在输入端出现。电流相加减的形式在输入端出现。iid ii if特点：特点：信号源内阻越大，信号源内阻越大，反馈效果越明显。反馈效果越明

32、显。AFiiifisiidRSRSAFuiuidufus模 拟 电 子 技 术三、四种基本反馈类型三、四种基本反馈类型AFuiuidufusRSRLuoAFuiuidufusRSiouoRLio电电压压串串联联负负反反馈馈电电流流串串联联负负反反馈馈模 拟 电 子 技 术FAiiifisiidRSRLuoFAiiifisiidRSiouoRLio电电压压并并联联负负反反馈馈电电流流并并联联负负反反馈馈模 拟 电 子 技 术 5.2.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 5.2.2 减少失真和扩展通频带减少失真和扩展通频带 5.2.3 改变放大电路的输入和输出电阻改变放大电路的输入和输出电阻模

33、拟 电 子 技 术5.2.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性AFAA 1f )1(dd2fAFAA AAAFAAd11dff Af 的的相对变化量相对变化量A 的相对变化量的相对变化量放大倍数稳定性提高放大倍数稳定性提高AAAAAF dd 11 f f 负负反反馈馈，模 拟 电 子 技 术5.2.2 减少失真和扩展通频带减少失真和扩展通频带一、减少非线性失真一、减少非线性失真uf加入加入负反馈负反馈无负反馈无负反馈FufAuiuo+uiduo大大小小uiA接近正弦波接近正弦波改善了波形失真改善了波形失真模 拟 电 子 技 术二、扩展通频带二、扩展通频带 BW无反馈时：无反馈时：BW=fH f

34、L fH引入反馈后，引入反馈后，1f，AFAA FAAAFAAAFAAALLLfm m mf HHHf1 ,1 1 ，fA(f)OAm0.707AmfLfHBWAf(f)Amf0.707AmffLffHfBWf可证明：可证明：fHf=(1+AF)fHfLf=fL/(1+AF)=(1+AF)fH fHf=(1+AF)BW BWf =fHf fLf模 拟 电 子 技 术5.2.3 改变放大电路的输入和输出电阻改变放大电路的输入和输出电阻一、对输入电阻的影响一、对输入电阻的影响1.串联负反馈使输入电阻增大串联负反馈使输入电阻增大RifiididifidiiifiAFuuiuuiuR )1(i ifR

35、AFR 深度负反馈：深度负反馈：ifRii A FuiuidufRiAFuid模 拟 电 子 技 术2.并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小Rifidididf ididiiifAFiiuiiuiuR AFRR 1i if深度负反馈：深度负反馈：0ifRifiidii A FuiRiAFiid模 拟 电 子 技 术二、对输出电阻的影响二、对输出电阻的影响1.电压负反馈电压负反馈 F 与与 A 并联，使输出电阻减小。并联，使输出电阻减小。AFRoRofFARR 1o ofA 为负载开路时的源电压放大倍数。为负载开路时的源电压放大倍数。深度负反馈：深度负反馈：0ofR2.电流负反馈电流

36、负反馈 F 与与 A 串联，使输出电阻增大串联，使输出电阻增大AFRoRof)1(o ofRFAR A 为负载短路时的源电压放大倍数。为负载短路时的源电压放大倍数。深度负反馈：深度负反馈：ofR模 拟 电 子 技 术放大电路引入负反馈的一般原则放大电路引入负反馈的一般原则一、欲稳定某个量，则引该量的负反馈一、欲稳定某个量，则引该量的负反馈稳定直流，稳定直流，引直流反馈；引直流反馈；稳定交流，稳定交流，引交流反馈；引交流反馈；稳定输出电压，稳定输出电压，引电压反馈；引电压反馈；稳定输出电流，稳定输出电流，引电流反馈。引电流反馈。二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型二、根据对输入、输出电阻的

37、要求选择反馈类型欲提高输入电阻，欲提高输入电阻，采用串联反馈；采用串联反馈；欲降低输入电阻，欲降低输入电阻，采用并联反馈；采用并联反馈；要求高内阻输出，要求高内阻输出，采用电流反馈；采用电流反馈；要求低内阻输出，要求低内阻输出，采用电压反馈。采用电压反馈。模 拟 电 子 技 术集成直流稳压电源集成直流稳压电源单相整流滤波电路单相整流滤波电路开关开关集成稳压电源集成稳压电源模 拟 电 子 技 术 9.1.2 滤波电路滤波电路 引言引言 9.1.1 单相整流电路单相整流电路模 拟 电 子 技 术滤波滤波整流整流稳压稳压变压变压交交流流电电源源负负载载组成框图组成框图模 拟 电 子 技 术OtuOt

38、uOtuOtuOtu220 V单向单向脉动电压脉动电压合适的合适的交流电压交流电压滤滤 波波稳稳 压压模 拟 电 子 技 术9.1.1 单相整流电路单相整流电路一、半波整流一、半波整流)sin(222tUu tO 2 3 u222U tO 2 3 uO22U 0 2O)(d)sin(221ttUU 245.0U tO 2 3 iD=iO tO 2 3 uD22U 2RM2UU L2OD45.0RUII RL220 V+uu2iD+uD模 拟 电 子 技 术V3RLV4V2V1u1u2ioRLV4V3V2V1+uo u2u1二、桥式整流二、桥式整流输入正半周输入正半周1.1.工作原理工作原理输入

39、负半周输入负半周+uo 模 拟 电 子 技 术2.波形波形 tO tO tO tO 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD=iO22U22UU2模 拟 电 子 技 术3.参数估算参数估算1)整流输出电压平均值整流输出电压平均值)(d)sin(21 0 OttUU 229.022UU 2)二极管平均电流二极管平均电流LOOD221RUII L245.0RU 3)二极管最大反向压二极管最大反向压2RM2UU to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD=iO22U22UU2模 拟 电 子 技 术4.简化画法简化画法+uo RLio+u2 5.整流桥

40、整流桥把四只把四只二极管封装二极管封装在一起称为整流桥在一起称为整流桥 模 拟 电 子 技 术io +uo=uc RLV1V4V3V2+u 9.1.2 滤波电路滤波电路一、电容滤波一、电容滤波1.电路和工作原理电路和工作原理C模 拟 电 子 技 术io +uo=uc RLV1V4V3V2+u V 导通时给导通时给 C 充电，充电，V 截止时截止时 C 向向 RL 放电放电；滤波后滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。的波形变得平缓，平均值提高。电容电容充电充电电容电容放电放电C模 拟 电 子 技 术2.波形及输出电压波形及输出电压2O2U U 当当 RL=时：时：O tuO 2 22U当当

41、 RL 为有限值时：为有限值时：2O229.0UUU 通常取通常取RC 越大越大 UO 越大越大2)53(LTCR RL=为获得良好滤波效果，一般取：为获得良好滤波效果，一般取：(T 为输入交流电压的周期为输入交流电压的周期)UO=1.2U2模 拟 电 子 技 术 例例 9.1.1 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 f=50 Hz，负载电阻负载电阻 RL=40 ，要求直流输出电压要求直流输出电压 UO=20 V，选择选择整流二极管整流二极管及及滤波电容。滤波电容。解解 1.选二极管选二极管V 172.1202.1O2 UU电流平均值：电流平均值：A0.254

42、0 20212121LOOD RUII承受最高反压承受最高反压：V 2422RM UU模 拟 电 子 技 术2RM2UU 选二极管应满足：选二极管应满足：IF (2 3)ID可选：可选：2CZ55C(IF =1 A，URM =100 V)或或 1 A、100 V 整流桥整流桥2.选滤波电容选滤波电容s 02.05011 fTs 04.024 L TCR取取F 0001 40s 0.04 C可选可选：1 000 F，耐压耐压 50 V 的电解电容。的电解电容。模 拟 电 子 技 术 并联型稳压电路是由稳压二极管组成的，又称为稳压管稳压电路。将滤波电路的输出电压送到稳压电路的输入端，输出电压就是稳

43、压管的稳定电压。模 拟 电 子 技 术开关集成稳压电源开关集成稳压电源开关稳压电源的基本工作原理开关稳压电源的基本工作原理集成开关稳压器及其应用集成开关稳压器及其应用模 拟 电 子 技 术线性稳压电路的缺点：线性稳压电路的缺点：调整管调整管管耗大管耗大电源电源效率低效率低(40%60%)改进思路：改进思路：使调整管使调整管截止截止(电流小电流小)饱和饱和(管压降小管压降小)模 拟 电 子 技 术开关稳压电路的优点：开关稳压电路的优点：效率高效率高(80%90%)体积小、重量轻体积小、重量轻稳压范围宽稳压范围宽开关稳压电路的缺点：开关稳压电路的缺点：电路电路复杂复杂对电网要求不高对电网要求不高对电子设备对电子设备干扰较大干扰较大输出电压含输出电压含较大纹波较大纹波模 拟 电 子 技 术一、一、串联型开关稳压电路串联型开关稳压电路9.3.1 开关稳压电源的基本工作原理开关稳压电源的基本工作原理调整管调整管取样取样电路电路开关调整管控制开关调整管控制组成框图组成框图滤波滤波+UI+Uo RLV18A8C基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO频率固定频率固定的三角波的三角波误差放大误差放大续流续流