模拟电子技术基础简明教程课件：习题.ppt

1、5.额定功耗额定功耗 PZ额定功率决定于稳压管允许的额定功率决定于稳压管允许的温升。温升。PZ=UZIZPZ 会转化为热能，使稳压管发热。会转化为热能，使稳压管发热。电工手册中给出电工手册中给出 IZM，IZM=PZ/UZ 例例 求通过稳压管的电流求通过稳压管的电流 IZ 等于多少？等于多少？R 是限流电是限流电阻，其值是否合适？阻，其值是否合适？IZVDZ+20 VR=1.6 k+UZ=12 V-IZM=18 mA例题电路图例题电路图IZ IZM，电阻值合适。，电阻值合适。解解 mA5A105A106.1122033Z -I【例例】图示单管共射放大电路中，图示单管共射放大电路中，VCC=12

2、 V，Rc=3 k，Rb=280 k，NPN 硅管的硅管的 =50，试估算，试估算静态工作点。静态工作点。解：解：设设 UBEQ=0.7 VA 40mA)2807.012(bBEQCCBQ -RUVIICQ IBQ =(50 0.04)mA=2 mAUCEQ=VCC ICQ Rc =(12-2 3)V=6 V【例例】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知 Rb=280 k，Rc=3 k ，集电极直流电源，集电极直流电源 VCC=12 V，试用图解法确定静态工作点。试用图解法确定静态工作点。解：解：首先估算首先估算 IBQA 40mA)2807.012(bB

3、EQCCBQ-RUVI作直流负载线，确定作直流负载线，确定 Q 点点根据根据 UCEQ=VCC ICQ RciC=0，uCE=12 V；uCE=0，iC=4 mA.44.电压放大倍数电压放大倍数BECEIOuuuuAu 【例例】用图解法求图示电路电压放大倍数。输入、输用图解法求图示电路电压放大倍数。输入、输出特性曲线如右图，出特性曲线如右图，RL=3 k 。uCE=(4.5 7.5)V=-3 VuBE=(0.72 0.68)V=0.04 V解：解：求求 确定交流负载线确定交流负载线LR k 5.1/LCLRRR取取 iB=(60 20)A=40 A则输入、输出特性曲线上有则输入、输出特性曲线上

4、有7504.03BECE-uuAu【例例】图示两级直接耦合放大电路中，已知：图示两级直接耦合放大电路中，已知：Rb1=240 k，Rc1=3.9 k ，Rc2=500 ，稳压管，稳压管 VDz 的工作的工作电压电压 UZ=4 V，三极管，三极管 VT1 的的 1=45，VT2 的的 2=40，VCC=24 V，试计算各级静态工作点。试计算各级静态工作点。图图 例题的电路例题的电路Rc1Rb1+VCC+-VT1+-Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2解：设解：设 UBEQ1=UBEQ2=0.7 V，则则UCQ1=UBEQ2+Uz=4.7 VmA 4.95mA)9.37.42

5、4(c1CQ1CCc1-RUVIRmA1.0mA)2407.024(b1BEQ1CCBQ1-RUVI如如 ICQ1 由于温度的由于温度的升高而增加升高而增加 1%，计算静态输出电压，计算静态输出电压 的变化。的变化。ICQ1=1 IBQ1=4.5 mAIBQ2=IRc1 ICQ1=(4.95 4.5)mA=0.45 mAICQ2=2 IBQ2=(40 0.45)mA=18 mAUO=UCQ2=VCC ICQ2RC2=(24 18 0.5)V=15 V UCEQ2=UCQ2 UEQ2=(15 4)V=11 V当当 ICQ1 增加增加 1%时，即时，即ICQ1=(4.5 1.01)mA=4.545

6、 mAIBQ2=(4.95-4.545)mA=0.405 mAICQ2=(40 0.405)mA=16.2 mAUO=UCQ2=(24 16.2 0.5)V=15.9 V比原来升高了比原来升高了 0.9 V，约升高约升高 6%。三种耦合方式的比较三种耦合方式的比较阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合变压器耦合变压器耦合特点特点各级工作点互各级工作点互不影响；不影响；结构简单结构简单能放大缓慢变能放大缓慢变化的信号或直流化的信号或直流成分的变化；成分的变化；适合集成化适合集成化有阻抗变换作用；有阻抗变换作用；各级直流通路互各级直流通路互相隔离。相隔离。存在存在问题问题 不能反应直流不能反应直流成分的

7、变化，成分的变化，不适合集成化不适合集成化有零点漂移现有零点漂移现象；象；各级工作点互各级工作点互相影响相影响不能反应直流成不能反应直流成分的变化；不适合分的变化；不适合放大缓慢变化的信放大缓慢变化的信号；号；不适合集成化不适合集成化适合适合场合场合分立元件交流分立元件交流放大电路放大电路集成放大电路，集成放大电路，直流放大电路直流放大电路低频功率放大，低频功率放大，调谐放大调谐放大图图 例题的电路例题的电路Rc1Rb1+VCC+-VT1+-Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2【例例】图示电路中，图示电路中，Rb1=240 k，Rc1=3.9 k ，Rc2=500 ，UZ

8、=4 V，1=45，2=40，VCC=24 V，设稳压管的设稳压管的 rz=50 。试估算总的电压放大倍数，。试估算总的电压放大倍数，IOuuAu 以及输入、输出电阻以及输入、输出电阻 Ri 和和 Ro。解：解：估算估算 Au1 时，时，应将第二级应将第二级 Ri2 作为第一作为第一级的负载电阻。级的负载电阻。k 2.4409 2)5041(182641300)1(26)1()1(Z22EQ2bbZ22be2irIrrrR 5665.42646300be1r118566.04.29.34.29.345)/(1be2i1C1I1C1-rRRuuAu 3.8504135950040)1(Z2be2

9、2c2C1O2-rrRuuAu 所以所以979)3.8()118(21-uuuAAA k 4.2/1be1b1be1iirRrRR 5002coRR电流放大倍数与电压放大倍数之间关系电流放大倍数与电压放大倍数之间关系讨论讨论1.当当 IEQ 一定时，一定时，愈大则愈大则 rbe 也愈大，选用也愈大，选用 值值较大的三极管其较大的三极管其 Au 并不能按比例地提高；并不能按比例地提高；EQbeL26)1(300beIrrRAu -因：因：2.当当 值一定时，值一定时，IEQ 愈大则愈大则 rbe 愈小，可以得到较愈小，可以得到较大的大的 Au，这种方法比较有效。，这种方法比较有效。四、完整的波特

10、图四、完整的波特图)j1)(j1(HLsmsffffAAuu-绘制波特图步骤：绘制波特图步骤：1.根据电路参数计算根据电路参数计算 、fL 和和 fH；smuA2.由三段直线构成幅频特性。由三段直线构成幅频特性。smuA中频段：中频段：对数幅值对数幅值=20lg 低频区：低频区：f=fL开始减小，作斜率为开始减小，作斜率为 20 dB/十倍频直线；十倍频直线；高频段：高频段：f=fH 开始增加，作斜率为开始增加，作斜率为 20 dB/十倍频直线。十倍频直线。3.由五段直线构成相频特性。由五段直线构成相频特性。图图 3.3.10幅频特性幅频特性fdB/lg20uAOfL-20dB/十倍频十倍频f

11、H20dB/十倍频十倍频smlg20uA-270-225-135-180相频特性相频特性-9010 fL0.1fL0.1fH10 fHfO【例例3.3.1】UBEQ=0.6V=50Cbc=4 pFfT=150 MHzRs=2k Rc=2k Rb=220k RL=10k C1=0.1FVCC=5V解：解：估算静态工作点估算静态工作点mARUVIbBEQCCBQ02.0-EQBQCQImAII 1Rb+VCCRcC1C2RLuoRsusui计算中频电压放大倍数：计算中频电压放大倍数：kIrEQeb3.126)1(krrrebbbbe6.1kRRRLcL67.1/mSIgEQm5.3826 2.23

12、-LmbeebisiusmRgrrRRRAkrrRRbebebi6.1/UBEQ=0.6V=50Cb e=4 pFfT=150MHzRs=2k Rc=2k Rb=220k RL=10k C1=0.1FVCC=5VIBQ=0.02mAIEQ=1mA上、下限频率：上、下限频率：HzCRRfisL442)(211 pFfgCTmcb412 pFCRgCCcbLmeb302)1(kRRrrRbsbbeb83.0)/(/MHzCRfH63.021 通频带：通频带：MHzffBWLH63.0-Cb e=4 pFfT=150MHzRs=2 k Rb=220 k C1=0.1 FRi=1.6 k gm=38.

13、5 mSRL=1.67 k rb e=1.3 k 波特图：波特图：dBAusm3.272.23lg20lg20-dBAusm/lg20200.442630f/kHzf/kHz4.420.0442630063-20dB/十倍频十倍频-180-135-90-225-270+20dB/十倍频十倍频dB3.27kHzMHzfkHzHzfHL63063.0442.0442，1、频率特性函数、高、低频截止频率、频率特性函数、高、低频截止频率 fL 和和 fH、通频带、波特图的概念；通频带、波特图的概念；2、由于存在耦合电容和极间电容，电路放大倍数、由于存在耦合电容和极间电容，电路放大倍数 是是频率的函数；

14、频率的函数；3、描述三极管的高频性能，引入三个、描述三极管的高频性能，引入三个频率参数频率参数；4、低频影响的主要因素是、低频影响的主要因素是耦合电容耦合电容和和旁路电容旁路电容；高频影响主要是三极管的高频影响主要是三极管的极间电容极间电容；高、；高、中、中、低频段增益函数的特点；低频段增益函数的特点；5、多级电路是、多级电路是各级之和各级之和。小结：小结：习题514RcVT1VT2Rc+uoRRuIuI2+VCCVEEIR+uouo输入级：单端输入、单端输出的差分放大电路；第二级：PNP管构成的单管共射电路（1）；beLCdu1)/(21rRRRAA-be3i2rR 差分输入、单端输出be3

15、LCu2)/(rRRA-)(*)/(21)/(*)/(21*be3C3be1i2C1be3LCbeLCu2u1urRrRRRrRRrRRRAAA-例：估算深负反馈运放的闭环电压放大倍数。解：该电路为电压并联负反馈，在深度负反馈条件下：fiII，1iiRUI FofRUI-1iFoRURU-得得则闭环电压放大倍数为：11.0202.2-1FiofRRUUAuu该电路为电压串联负反馈o323fURRRU 5.22311132f RRFAuuuu323ofRRRUUFuu 故故在深度负反馈条件下该电路为电流并联负反馈，在深度负反馈条件下：fiII F33LoF33ofRRRRURRRII -1iiR

16、UI 故：1iF33LoRURRRRU -闭环电压放大倍数为：9.51.51)101.5(2)(1-3F3LiofRRRRRUUAuu该电路为电流串联负反馈，在深度负反馈条件下：fiUU iFofURIU LooRIU 34.0151.5FLiof RRUUAuu所以所以第六章 放大电路中的反馈RSsUC1Rc1RF+VCCC2Re2+-+VT1OUVT2Rc2+-C1Rb+VCCC2-+Re+-iUOU【例6.2.1】判断各电路中反馈的极性和组态，假设电路中的电容足够大。电压串联负反馈电流并联负反馈+第六章 放大电路中的反馈【例6.2.1】判断各电路中反馈的极性和组态，假设电路中的电容足够大

17、。电压并联负反馈电流串联负反馈C1RF+VCCC2-+Re+RS+-sUoURciUC1Rc1RF+VCCC2Re2+-+VT1OUVT2Rc2Rc3VT3Re3Re1+-+第六章 放大电路中的反馈例：在电压串联负反馈放大电路中，k18k210F15RRA，估算反馈系数和反馈深度F；)1(FA 估算放大电路的闭环电压放大倍数；fA 如果开环差模电压放大倍数 A 的相对变化量为10%，此时闭环电压放大倍数 Af 的相对变化量等于多少？解：反馈系数1.01822F11of RRRUUF反馈深度45101.01011 FA第六章 放大电路中的反馈 闭环放大倍数101010145.f FAAA Af

18、的相对变化量%001.010%10d11d4ff AAAFAA 结论：当开环差模电压放大倍数变化 10%时，电压放大倍数的相对变化量只有 0.001%，而稳定性提高了一万倍。第六章 放大电路中的反馈例：某负反馈放大电路的波特图为：FAf/HZf/HZfofo60dB/lg20FA402000-90-180 AF(a)产生自激由波特图中的相频特性可见，当 f=f0 时，相位移 AF=-180，满足相位条件；1 FA结论：当 f=f0 时，电路同时满足自激振荡的相位条件和幅度条件，将产生自激振荡。此频率对应的对数幅频特性位于横坐标轴之上，即：第六章 放大电路中的反馈结论：该负反馈放大电路不会产生自

19、激振荡，能够稳定工作。1 FA例：由负反馈放大电路 的波特图可见，当 f=f0，相位移 AF=-180 时FAf/HZf/HZf0f060dB/lg20FA4020OO-90-180 AFfcfc利用波特图来判断自激振荡(b)不产生自激【例】设图中的集成运放均为理想运放，（1）判断电路是集成运放是否满足“虚短”或“虚地”的条件；（2）求出uo与 uI（或uI1、uI2）的关系式。设图(a)中i2 i3。A+R2R1RuouIi1i2u+u-R3R4Mi3A+R3R1R1uouI1A+i1u1-u1+R2R1R2uI2i2i3i4i5R2u2-u2+(a)(b)方法虚短虚地虚断节点电流定律【例】

20、求Auf=?A+R2R1RuouIi1i2R3R4Mi3i40-uui1=-i2i4=i2+i3423oMMMuuuuRRR-2121MIuuiiRR-241234111oIRuuRRRRR-2412342441231111oufIuR RAuRRRRRRRRRR-在放大倍数较大时，可避免使用大在放大倍数较大时，可避免使用大电阻。但电阻。但R3的存在，削弱了负反馈。的存在，削弱了负反馈。4234111oMuuRRRR【例】：R1=10k,R2=20k,ui1=-1V，ui2=1V。求：uo A+uo1uI1A+R2R1RPuo2uI2A+R2R1R1uoR2 uo1o1=uI12O2I2I1RuuR2OO1O2122I1I21118RuuuRRRuuRRV-