第一篇:南京工业大学 模电总结复习资料_模拟电子技术基础
第一章 半导体二极管
一.半导体的基础知识
1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。*P型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。6.杂质半导体的特性
*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。7.PN结
* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。8.PN结的伏安特性
二.半导体二极管
*单向导电性------正向导通,反向截止。*二极管伏安特性----同PN结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。*死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 该式与伏安特性曲线 的交点叫静态工作点Q。 2)等效电路法 直流等效电路法 *总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 微变等效电路法 三.稳压二极管及其稳压电路 *稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。 第二章 三极管及其基本放大电路 一.三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为NPN和PNP两种。 2.特点---基区很薄,且掺杂浓度最低;发射区掺杂浓度很高,与基区接触 面积较小;集电区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大。二.三极管的工作原理 1.三极管的三种基本组态 2.三极管内各极电流的分配 * 共发射极电流放大系数(表明三极管是电流控制器件 式子3.共射电路的特性曲线 *输入特性曲线---同二极管。 称为穿透电流。 * 输出特性曲线 (饱和管压降,用UCES表示 放大区---发射结正偏,集电结反偏。截止区---发射结反偏,集电结反偏。4.温度影响 温度升高,输入特性曲线向左移动。温度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低频小信号等效模型(简化) hie---输出端交流短路时的输入电阻,常用rbe表示; hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比,常用β表示; 四.基本放大电路组成及其原则 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.组成原则----能放大、不失真、能传输。五.放大电路的图解分析法 1.直流通路与静态分析 *概念---直流电流通的回路。*画法---电容视为开路。*作用---确定静态工作点 *直流负载线---由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。 *电路参数对静态工作点的影响 1)改变Rb :Q点将沿直流负载线上下移动。 2)改变Rc :Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。3)改变VCC:直流负载线平移,Q点发生移动。2.交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路 *画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。*作用---分析信号被放大的过程。 *交流负载线---连接Q点和V CC’点 V CC’= UCEQ+ICQR L’的直线。 3.静态工作点与非线性失真 (1)截止失真 *产生原因---Q点设置过低 *失真现象---NPN管削顶,PNP管削底。*消除方法---减小Rb,提高Q。(2)饱和失真 *产生原因---Q点设置过高 *失真现象---NPN管削底,PNP管削顶。*消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC。 4.放大器的动态范围 (1)Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。(2)范围 *当(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ)时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *当(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ)时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*当(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ),放大器将有最大的不失真输出电压。六.放大电路的等效电路法 1.静态分析 (1)静态工作点的近似估算 (2)Q点在放大区的条件 欲使Q点不进入饱和区,应满足RB>βRc。 2.放大电路的动态分析 * 放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 七.分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1.静态分析 2.动态分析 *电压放大倍数 在Re两端并一电解电容Ce后 输入电阻 在Re两端并一电解电容Ce后 * 输出电阻 八.共集电极基本放大电路 1.静态分析 2.动态分析 * 电压放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 3.电路特点 * 电压放大倍数为正,且略小于1,称为射极跟随器,简称射随器。* 输入电阻高,输出电阻低。 第三章 场效应管及其基本放大电路 一.结型场效应管(JFET)1.结构示意图和电路符号 2.输出特性曲线 (可变电阻区、放大区、截止区、击穿区) 转移特性曲线 UP-----截止电压 二.绝缘栅型场效应管(MOSFET) 分为增强型(EMOS)和耗尽型(DMOS)两种。结构示意图和电路符号 2.特性曲线 *N-EMOS的输出特性曲线 * N-EMOS的转移特性曲线式中,IDO是UGS=2UT时所对应的iD值。* N-DMOS的输出特性曲线 注意:uGS可正、可零、可负。转移特性曲线上iD=0处的值是夹断电压UP,此曲线表示式与结型场效应管一致。 三.场效应管的主要参数 1.漏极饱和电流IDSS 2.夹断电压Up 3.开启电压UT 4.直流输入电阻RGS 5.低频跨导gm(表明场效应管是电压控制器件) 四.场效应管的小信号等效模型 E-MOS 的跨导gm--- 五.共源极基本放大电路 1.自偏压式偏置放大电路 * 静态分析 动态分析 若带有Cs,则 2.分压式偏置放大电路 * 静态分析 * 动态分析 若源极带有Cs,则 六.共漏极基本放大电路 * 静态分析 或 * 动态分析 第四章 多级放大电路 一.级间耦合方式 1.阻容耦合----各级静态工作点彼此独立;能有效地传输交流信号;体积小,成本低。但不便于集成,低频特性差。 2.变压器耦合---各级静态工作点彼此独立,可以实现阻抗变换。体积大,成本高,无法采用集成工艺;不利于传输低频和高频信号。 3.直接耦合----低频特性好,便于集成。各级静态工作点不独立,互相有影响。存在“零点漂移”现象。 *零点漂移----当温度变化或电源电压改变时,静态工作点也随之变化,致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。 第五章 功率放大电路 一.功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态 导通角为360,ICQ大,管耗大,效率低。 2.乙类工作状态 ICQ≈0,导通角为180,效率高,失真大。3.甲乙类工作状态 导通角为180~360,效率较高,失真较大。 二.乙类功放电路的指标估算 1.工作状态 任意状态:Uom≈Uim 尽限状态:Uom=VCC-UCES 理想状态:Uom≈VCC oo oo2.输出功率3.直流电源提供的平均功率 4.管耗 Pc1m=0.2Pom 5.效率 理想时为78.5% 三.甲乙类互补对称功率放大电路 1.问题的提出 在两管交替时出现波形失真——交越失真(本质上是截止失真)。2.解决办法 甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL----利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压。 动态指标按乙类状态估算。 甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL----电容 C2 上静态电压为VCC/2,并且取代了OCL功放中的负电源-VCC。 动态指标按乙类状态估算,只是用VCC/2代替。四.复合管的组成及特点 1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。2.类型取决于第一只管子的类型。3.β=β1·β 2 第六章 集成运算放大电路 一.集成运放电路的基本组成 1.输入级----采用差放电路,以减小零漂。 2.中间级----多采用共射(或共源)放大电路,以提高放大倍数。 3.输出级----多采用互补对称电路以提高带负载能力。 4.偏置电路----多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。 二.长尾差放电路的原理与特点 1.抑制零点漂移的过程---- 当T↑→ iC1、iC2↑→ iE1、iE2 ↑→ uE↑→ uBE1、uBE2↓→ iB1、iB2↓→ iC1、iC2↓。 Re对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作用,被称为“共模反馈电阻”。 2静态分析 1)计算差放电路IC 设UB≈0,则UE=-0.7V,得 2)计算差放电路UCE • • • 双端输出时 单端输出时(设VT1集电极接RL) 对于VT1: 对于VT2: 3.动态分析 1)差模电压放大倍数 • • 双端输出 • 单端输出时 从VT1单端输出 : 从VT2单端输出 : 2)差模输入电阻3)差模输出电阻 • • 双端输出:单端输出: 三.集成运放的电压传输特性 当uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域 : 四.理想集成运放的参数及分析方法 1.理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数 Aod→∞; * 差模输入电阻 Rid→∞; * 输出电阻 Ro→0; * 共模抑制比KCMR→∞; 2.理想集成运放的分析方法 1)运放工作在线性区: * 电路特征——引入负反馈 * 电路特点——“虚短”和“虚断”: “虚短”--- “虚断”---2)运放工作在非线性区 * 电路特征——开环或引入正反馈 * 电路特点—— 输出电压的两种饱和状态: 当u+>u-时,uo=+Uom 当u+ i+=i-=0 第七章 放大电路中的反馈 一.反馈概念的建立 *开环放大倍数---A *闭环放大倍数---Af *反馈深度---1+AF *环路增益---AF: 1.当AF>0时,Af下降,这种反馈称为负反馈。 2.当AF=0时,表明反馈效果为零。 3.当AF<0时,Af升高,这种反馈称为正反馈。 4.当AF=-1时,Af→∞。放大器处于 “ 自激振荡”状态。二.反馈的形式和判断 1.反馈的范围----本级或级间。 2.反馈的性质----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反馈则为直流反馈,交流通路中存 在反馈则为交流反馈,交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。 3.反馈的取样----电压反馈:反馈量取样于输出电压;具有稳定输出电压的作用。 (输出短路时反馈消失) 电流反馈:反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。 (输出短路时反馈不消失) 4.反馈的方式-----并联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电 流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好。 反馈信号反馈到输入端) 串联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电压 的形式相叠加。Rs越小反馈效果越好。 反馈信号反馈到非输入端)5.反馈极性-----瞬时极性法: (1)假定某输入信号在某瞬时的极性为正(用+表示),并设信号 的频率在中频段。 (2)根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。(3)确定反馈信号的极性。 (4)根据Xi 与X f 的极性,确定净输入信号的大小。Xid 减小为负反 馈;Xid 增大为正反馈。 三.反馈形式的描述方法 某反馈元件引入级间(本级)直流负反馈和交流电压(电流)串 联(并联)负反馈。四.负反馈对放大电路性能的影响 1.提高放大倍数的稳定性 2.3.扩展频带 4.减小非线性失真及抑制干扰和噪声 5.改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加1+AF倍 *并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 *电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 *电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍 五.自激振荡产生的原因和条件 1.产生自激振荡的原因 附加相移将负反馈转化为正反馈。 2.产生自激振荡的条件 若表示为幅值和相位的条件则为: 第八章 信号的运算与处理 分析依据------“虚断”和“虚短” 一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 R2 =R1//Rf 2.同相比例运算电路 R2=R1//Rf 3.反相求和运算电路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和运算电路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加减运算电路 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第九章 信号发生电路 一.正弦波振荡电路的基本概念 1.产生正弦波振荡的条件(人为的直接引入正反馈) 自激振荡的平衡条件 : 即幅值平衡条件: 相位平衡条件: 2.起振条件: 幅值条件 :相位条件:3.正弦波振荡器的组成、分类 正弦波振荡器的组成 (1)放大电路-------建立和维持振荡。 (2)正反馈网络----与放大电路共同满足振荡条件。(3)选频网络-------以选择某一频率进行振荡。 (4)稳幅环节-------使波形幅值稳定,且波形的形状良好。* 正弦波振荡器的分类 (1)RC振荡器-----振荡频率较低,1M以下;(2)LC振荡器-----振荡频率较高,1M以上;(3)石英晶体振荡器----振荡频率高且稳定。二.RC正弦波振荡电路 1.RC串并联正弦波振荡电路 2.RC移相式正弦波振荡电路 三.LC正弦波振荡电路 1.变压器耦合式LC振荡电路 判断相位的方法: 断回路、引输入、看相位 2.三点式LC振荡器 *相位条件的判断------“射同基反”或 “三步曲法” (1)电感反馈三点式振荡器(哈特莱电路) (2)电容反馈三点式振荡器(考毕兹电路) (3)串联改进型电容反馈三点式振荡器(克拉泼电路) (4)并联改进型电容反馈三点式振荡器(西勒电路) (5)四.石英晶体振荡电路 1.并联型石英晶体振荡器 2.串联型石英晶体振荡器 第十章 直流电源 一.直流电源的组成框图 • • • • • 电源变压器:将电网交流电压变换为符合整流电路所需要的交流电压。整流电路:将正负交替的交流电压整流成为单方向的脉动电压。滤波电路:将交流成分滤掉,使输出电压成为比较平滑的直流电压。稳压电路:自动保持负载电压的稳定。二.单相半波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.输出电压的脉动系数S 3.正向平均电流ID(AV) 4.最大反向电压URM 三.单相全波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.输出电压的脉动系数S 3.正向平均电流ID(AV) 4.最大反向电压URM 四.单相桥式整流电路 UO(AV)、S、ID(AV) 与全波整流电路相同,URM与半波整流电路相同。 五.电容滤波电路 1. 放电时间常数的取值 2.输出电压的平均值UO(AV) 3.输出电压的脉动系数S.整流二极管的平均电流I D(AV) 六.三种单相整流电容滤波电路的比较 七.并联型稳压电路 1.稳压电路及其工作原理 *当负载不变,电网电压 变化时的稳压过程: *当电网电压不变,负载变化时的稳压过程 : 2.电路参数的计算 * 稳压管的选择 常取UZ=UO;IZM=(1.5~3)IOmax * 输入电压的确定 一般取UI(AV)=(2~3)UO * 限流电阻R的计算 R的选用原则是:IZmin 第一章 半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.*P型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。2.杂质半导体的特性 *载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。 3.PN结 * PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。4.PN结的伏安特性 二.半导体二极管 *单向导电性------正向导通,反向截止。*二极管伏安特性----同PN结。 分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 *稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。 第二章 三极管及其基本放大电路 一.三极管的结构、类型及特点 分为NPN和PNP两种。 二.三极管的工作原理 1.三极管的三种基本组态 2.* 共发射极电流放大系数(表明三极管是电流控制器件 3.共射电路的特性曲线 * 输出特性曲线 (饱和管压降,用UCES表示 放大区---发射结正偏,集电结反偏。截止区---发射结反偏,集电结反偏。三.低频小信号等效模型(简化) 四.基本放大电路组成及其原则 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.组成原则----能放大、不失真、能传输。2.交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路 *画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短*作用---分析信号被放大的过程。3.静态工作点与非线性失真 路。 (1)截止失真 *产生原因---Q点设置过低 *失真现象---NPN管削顶,PNP管削底。*消除方法---减小Rb,提高Q。(2)饱和失真 *产生原因---Q点设置过高 *失真现象---NPN管削底,PNP管削顶。*消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC。 六.放大电路的等效电路法 1.静态分析 (1)静态工作点的近似估算 (2)放大电路的动态分析 * 放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 七.分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1.静态分析 2.动态分析 *电压放大倍数 在Re两端并一电解电容Ce后 输入电阻 在Re两端并一电解电容Ce后 * 输出电阻 八.共集电极基本放大电路 1.静态分析 2.动态分析 * 电压放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 3.电路特点 * 电压放大倍数为正,且略小于1,称为射极跟随器。* 输入电阻高,输出电阻低。 第三章 放大电路的频率响应 单级放大电路的频率响应 1.中频段(fL≤f≤fH) 波特图---幅频曲线是20lgAusm=常数,相频曲线是φ=-180o。 2.低频段(f ≤fL) ‘ 3.高频段(f ≥fH) 4.完整的基本共射放大电路的频率特性 第四章 功率放大电路 一.功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态 o 导通角为360,ICQ大,管耗大,效率低。 2.乙类工作状态 o ICQ≈0,导通角为180,效率高,失真大。3.甲乙类工作状态 oo 导通角为180~360,效率较高,失真较大。 二.乙类功放电路的指标估算 1.输出功率2.直流电源提供的平均功率 4.管耗 Pc1m=0.2Pom 5.效率 理想时为78.5% 三.复合管的组成及特点 1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。2.类型取决于第一只管子的类型。3.β=β1·β 2 第五章 集成运算放大电路 一.集成运放电路的基本组成 1.输入级----采用差放电路,以减小零漂。 2.中间级----多采用共射(或共源)放大电路,以提高放大倍数。 3.输出级----多采用互补对称电路以提高带负载能力。 4.偏置电路----多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。 二.长尾差放电路的原理与特点 1静态分析 1)计算差放电路IC 设UB≈0,则UE=-0.7V,得 2)计算差放电路UCE • 双端输出时 • 单端输出时(设VT1集电极接RL)对于VT1: 对于VT2: 2.动态分析 1)差模电压放大倍数 • 双端输出 • • 单端输出时 从VT1单端输出 : 从VT2单端输出 : 2)差模输入电阻3)差模输出电阻 • 双端输出:• 单端输出: 三.集成运放的电压传输特性 当uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域 : 四.理想集成运放的参数及分析方法 1.理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数 Aod→∞; * 差模输入电阻 Rid→∞; * 输出电阻 Ro→0; * 共模抑制比KCMR→∞; 2.理想集成运放的分析方法 1)运放工作在线性区: * 电路特征——引入负反馈 * 电路特点——“虚短”和“虚断”: “虚短”--- “虚断”--- 2)运放工作在非线性区 * 电路特征——开环或引入正反馈 * 电路特点—— 输出电压的两种饱和状态: 当u+>u-时,uo=+Uom 当u+ 两输入端的输入电流为零: i+=i-=0 第六章 放大电路中的反馈 一.反馈概念的建立 *开环放大倍数---A *闭环放大倍数---Af *反馈深度---1+AF *环路增益---AF: 1.当AF>0时,Af下降,这种反馈称为负反馈。 2.当AF=0时,表明反馈效果为零。 3.当AF<0时,Af升高,这种反馈称为正反馈。 4.当AF=-1时,Af→∞。放大器处于 “ 自激振荡”状态。二.反馈的形式和判断 1.反馈的范围----本级或级间。 2.反馈的性质----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反馈则为直流反馈,交流通路中存 在反馈则为交流反馈,交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。 3.反馈的取样----电压反馈:反馈量取样于输出电压;具有稳定输出电压的作用。 (输出短路时反馈消失) 电流反馈:反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。 (输出短路时反馈不消失) 4.反馈的方式-----并联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电 流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好。 反馈信号反馈到输入端) 串联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电压 的形式相叠加。Rs越小反馈效果越好。 反馈信号反馈到非输入端)5.反馈极性-----瞬时极性法: (1)假定某输入信号在某瞬时的极性为正(用+表示),并设信号 的频率在中频段。 (2)根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。(3)确定反馈信号的极性。 (4)根据Xi 与X f 的极性,确定净输入信号的大小。Xid 减小为负反 馈;Xid 增大为正反馈。 三.反馈形式的描述方法 某反馈元件引入级间(本级)直流负反馈和交流电压(电流)串 联(并联)负反馈。 四.负反馈对放大电路性能的影响 1.提高放大倍数的稳定性 2.3.扩展频带 4.减小非线性失真及抑制干扰和噪声 5.改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加1+AF倍 *并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 *电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 *电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍 五.自激振荡产生的原因和条件 1.产生自激振荡的原因 附加相移将负反馈转化为正反馈。 2.产生自激振荡的条件 若表示为幅值和相位的条件则为: 第七章 信号的运算与处理 分析依据------“虚断”和“虚短” 一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 R2 =R1//Rf 2.同相比例运算电路 R2=R1//Rf 3.反相求和运算电路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和运算电路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加减运算电路 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第八章 信号处理电路 滤波电路的作用和分类 第一章 半导体二极管 一.半导体二极管 *单向导电性------正向 ,反向 。(二极管的正向电阻 ,反向电阻 。)*二极管伏安特性---- *正向导通压降------硅管 V,锗管 V。*死区电压------硅管 V,锗管 V。 3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 直流等效电路法 *总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 二、稳压二极管及其稳压电路 *稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的,所以稳压二极管在电路中要 连接。 第二章 三极管及其基本放大电路 一.三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为 和 两种。 2.特点---基区 ,且掺杂浓度 ;发射区掺杂浓度 ,与基区接触面积较小;集电区掺杂浓度较高,与基区接触面积 。二.三极管的工作原理 1.三极管的三种基本组态 2.三极管内各极电流的分配: * 共发射极电流放大系数: 3.共射电路的特性曲线 *输入特性曲线---同二极管。 * 输出特性曲线 饱和管压降,用UCES表示 放大区---发射结 ,集电结 。截止区---发射结 ,集电结 。饱和区---发射结 ,集电结 。4.温度影响 温度升高,输入特性曲线向左移动。温度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低频小信号等效模型(画出简化模型) hie---输出端交流短路时的输入电阻,常用rbe表示; hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比,常用β表示; 四.基本放大电路组成及其原则 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.组成原则----能放大、不失真、能传输。五.放大电路的图解分析法 1.直流通路与静态分析 *概念---直流电流通的回路。*画法---电容视为开路。*作用---确定静态工作点 *直流负载线---由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。 *电路参数对静态工作点的影响 1)改变Rb :Q点将沿直流负载线上下移动。 2)改变Rc :Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。3)改变VCC:直流负载线平移,Q点发生移动。2.交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路 *画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。*作用---分析信号被放大的过程。 *交流负载线---连接Q点和V CC’点 V CC’= UCEQ+ICQR L’的 直线。 3.静态工作点与非线性失真 (1)截止失真 *产生原因---*失真现象---*消除方法---(2)饱和失真 *产生原因---*失真现象---*消除方法--- 4.放大器的动态范围 (1)Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。(2)范围 *当(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ)时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *当(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ)时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*当(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ),放大器将有最大的不失真输出电压。六.放大电路的等效电路法 1.静态分析(1)直流通路 (2)静态工作点的近似估算 (2)Q点在放大区的条件 欲使Q点不进入饱和区,应满足RB>βRc。 2、放大电路的动态分析 交流通路 微变等效电路 rbe * 放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 七.分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1.静态分析(1)直流通路 (2)静态工作点的近似估算 2.动态分析 交流通路 微变等效电路 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻 1.静态分析(1)直流通路 (2)静态工作点的近似估算 2.动态分析 交流通路 微变等效电路 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻 八.共集电极基本放大电路 电路特点 第四章 多级放大电路 一.级间耦合方式 *零点漂移----当温度变化或电源电压改变时,静态工作点也随之变化,致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。 二、多级放大电路性能指标 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻 第四章 集成运算放大电路 一.集成运放电路的基本组成 1.输入级----采用 电路,以减小。2.中间级----多采用 电路,以提高。3.输出级----多采用 电路以提高。 4.偏置电路----多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。二.长尾差放电路的原理与特点 1.抑制零点漂移的过程----2静态分析 3.动态分析 1)差模电压放大倍数 • • 双端输出 单端输出时 从VT1单端输出 : 从VT2单端输出 : 2)差模输入电阻 3)差模输出电阻 • • 双端输出: 单端输出: 三.集成运放的电压传输特性 当uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域 :uo= 四.理想集成运放的参数及分析方法 1.理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数 Aod→ * 差模输入电阻 Rid→ ; * 输出电阻 Ro→ ; * 共模抑制比KCMR→ 2.理想集成运放的分析方法 1)运放工作在线性区: * 电路特征—— * 电路特点——: 2)运放工作在非线性区 * 电路特征—— * 电路特点—— 第六章 放大电路中的反馈 一.反馈概念的建立 反馈放大倍数一般表达式: 二.反馈的形式和判断 1、有无反馈的判断 是否有联系输入、输出回路的反馈通路;是否影响放大电路的净输入。 2、反馈极性的判断方法:瞬时极性法。 假定某输入信号Xi在某瞬时的极性为正(用+表示),根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性(对分立元件而言,C与B极性相反,E与B极性相同。对集成运放而言,uO与uN极性相反,uO与uP极性相同。)。确定反馈信号Xf的极性。 若反馈信号与输入信号加在不同输入端(或两个电极)上,两者极性相同时,净输入电压减小, 为 负反馈;反之,极性相反为正反馈。若反馈信号与输入信号加在同一输入端(或同一电极)上,若反馈信号与输入信号加在同一输入端(或同一电极)上,两者极性相反时,净输入电压减小, 为 负反馈;反之,极性相同为正反馈。 3、直流反馈与交流反馈的判断 反馈通路如果存在隔直电容,就是交流反馈;反馈通路如果存在旁路电容,就是直流反馈;如果不存在电容,就是交直流反馈。 4、反馈阻态的判断 并联:反馈量Xf和输入量Xi接于同一输入端。串联:反馈量Xf和输入量Xi接于不同输入端。 反馈电路直接从输出端引出的,是电压反馈;从负载电阻RL的靠近“地”端引出的,是电流反馈。 三.负反馈对放大电路性能的影响 四、引入负反馈的一般原则 第七章 信号的运算 分析依据------“虚断”和“虚短” 一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 2.同相比例运算电路 3.反相求和运算电路 4.同相求和运算电路 5.加减运算电路 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第八章 信号的处理 1、滤波器分类 用低通和高通滤波器实现带通滤波器的条件是 ,实现带阻滤波器的条件是 。在某个信号处理系统,要求从输入信号中取出低于2kHz的信号,应该选用。 第九章 信号发生电路 一.正弦波振荡电路的基本概念 1.产生正弦波振荡的条件(人为的直接引入正反馈)自激振荡的平衡条件 : 即幅值平衡条件: 相位平衡条件: 2.起振条件: 幅值条件 : 相位条件: 3.正弦波振荡器的组成、分类 正弦波振荡器的组成 正弦波振荡器的分类 二.RC正弦波振荡电路 1.RC串并联正弦波振荡电路 (1)电路的起振条件是什么?(2)电路的振荡频率是多少?(3)Rf应该为多大? 三.LC正弦波振荡电路 判断是否能振荡: 振荡频率: (1)电感反馈三点式振荡器(哈特莱电路)振荡频率: (2)电容反馈三点式振荡器(考毕兹电路)(3)串联改进型电容反馈三点式振荡器(克拉泼电路)振荡频率: (4)并联改进型电容反馈三点式振荡器(西勒电路)振荡频率: 四.石英晶体振荡电路 1.并联型石英晶体振荡器 2.串联型石英晶体振荡器 第十章 功率放大电路 一.功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态 导通角为 ICQ,管耗,效率。2.乙类工作状态 ICQ≈0,导通角为,效率,失真。3.甲乙类工作状态 导通角为,效率较高,失真较大。二.乙类功放电路的指标估算 1.工作状态 任意状态:Uom≈Uim 尽限状态:Uom=VCC-UCES 理想状态:Uom≈VCC 2.输出功率 3.直流电源提供的平均功率 4.管耗 5.效率 三.甲乙类互补对称功率放大电路 1.问题的提出 在两管交替时出现波形失真—— 失真。2.解决办法 甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL----利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压。 动态指标按乙类状态估算。 甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL----电容 C2 上静态电压为VCC/2,并且取代了OCL功放中的负电源-VCC。 动态指标按乙类状态估算,只是用VCC/2代替。四.复合管的组成及特点 1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。2.类型取决于第一只管子的类型。3.β= 第十一章 直流电源 一.直流电源的组成框图 二.单相半波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV)2.正向平均电流ID(AV) 3.最大反向电压URM 三.单相全波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.整流二极管的平均电流I D(AV) 3.最大反向电压URM 四.单相桥式整流电路 UO(AV)、ID(AV)与全波整流电路相同,URM与半波整流电路相同。 五.电容滤波电路 1. 放电时间常数的取值 2.输出电压的平均值UO(AV) 3.整流二极管的平均电流I D(AV) 六.三种单相整流电容滤波电路的比较和故障分析 七.并联型稳压电路 1.稳压电路及其工作原理 2.电路参数的计算 * 稳压管的选择 * 输入电压的确定 * 限流电阻R的计算 八、串联型稳压电路 九、三端集成稳压器 1、分类 2、输出为固定电压的电路 3、输出正负电压的电路 第一章 半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。 4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。*P型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。6.杂质半导体的特性 *载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。7.PN结 * PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。8.PN结的伏安特性 二.半导体二极管 *单向导电性------正向导通,反向截止。*二极管伏安特性----同PN结。 *正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。*死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。 3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。 2)等效电路法 直流等效电路法 *总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 微变等效电路法 三.稳压二极管及其稳压电路 *稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。 第二章 三极管及其基本放大电路 一.三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为NPN和PNP两种。 2.特点---基区很薄,且掺杂浓度最低;发射区掺杂浓度很高,与基区接触 面积较小;集电区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大。二.三极管的工作原理 1.三极管的三种基本组态 2.三极管内各极电流的分配 * 共发射极电流放大系数(表明三极管是电流控制器件 式子3.共射电路的特性曲线 *输入特性曲线---同二极管。 称为穿透电流。 * 输出特性曲线 (饱和管压降,用UCES表示 放大区---发射结正偏,集电结反偏。截止区---发射结反偏,集电结反偏。4.温度影响 温度升高,输入特性曲线向左移动。温度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低频小信号等效模型(简化) hie---输出端交流短路时的输入电阻,常用rbe表示; hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比,常用β表示; 四.基本放大电路组成及其原则 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.组成原则----能放大、不失真、能传输。五.放大电路的图解分析法 1.直流通路与静态分析 *概念---直流电流通的回路。*画法---电容视为开路。*作用---确定静态工作点 *直流负载线---由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。 *电路参数对静态工作点的影响 1)改变Rb :Q点将沿直流负载线上下移动。 2)改变Rc :Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。3)改变VCC:直流负载线平移,Q点发生移动。2.交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路 *画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。*作用---分析信号被放大的过程。 *交流负载线---连接Q点和V CC’点 V CC’= UCEQ+ICQR L’的直线。 3.静态工作点与非线性失真 (1)截止失真 *产生原因---Q点设置过低 *失真现象---NPN管削顶,PNP管削底。*消除方法---减小Rb,提高Q。(2)饱和失真 *产生原因---Q点设置过高 *失真现象---NPN管削底,PNP管削顶。*消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC。 4.放大器的动态范围 (1)Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。(2)范围 *当(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ)时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *当(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ)时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*当(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ),放大器将有最大的不失真输出电压。六.放大电路的等效电路法 1.静态分析 (1)静态工作点的近似估算 (2)Q点在放大区的条件 欲使Q点不进入饱和区,应满足RB>βRc。 2.放大电路的动态分析 * 放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 七.分压式稳定工作点共射放大电路的等效电路法 1.静态分析 2.动态分析 *电压放大倍数 在Re两端并一电解电容Ce后 输入电阻 在Re两端并一电解电容Ce后 * 输出电阻 八.共集电极基本放大电路 1.静态分析 2.动态分析 * 电压放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 3.电路特点 * 电压放大倍数为正,且略小于1,称为射极跟随器,简称射随器。* 输入电阻高,输出电阻低。 第三章 场效应管及其基本放大电路 一.结型场效应管(JFET)1.结构示意图和电路符号 2.输出特性曲线 (可变电阻区、放大区、截止区、击穿区) 转移特性曲线 UP-----截止电压 二.绝缘栅型场效应管(MOSFET) 分为增强型(EMOS)和耗尽型(DMOS)两种。结构示意图和电路符号 2.特性曲线 *N-EMOS的输出特性曲线 * N-EMOS的转移特性曲线式中,IDO是UGS=2UT时所对应的iD值。* N-DMOS的输出特性曲线 注意:uGS可正、可零、可负。转移特性曲线上iD=0处的值是夹断电压UP,此曲线表示式与结型场效应管一致。 三.场效应管的主要参数 1.漏极饱和电流IDSS 2.夹断电压Up 3.开启电压UT 4.直流输入电阻RGS 5.低频跨导gm(表明场效应管是电压控制器件) 四.场效应管的小信号等效模型 E-MOS 的跨导gm--- 五.共源极基本放大电路 1.自偏压式偏置放大电路 * 静态分析 动态分析 若带有Cs,则 2.分压式偏置放大电路 * 静态分析 * 动态分析 若源极带有Cs,则 六.共漏极基本放大电路 * 静态分析 或 * 动态分析 第四章 多级放大电路 一.级间耦合方式 1.阻容耦合----各级静态工作点彼此独立;能有效地传输交流信号;体积小,成本低。但不便于集成,低频特性差。 2.变压器耦合---各级静态工作点彼此独立,可以实现阻抗变换。体积大,成本高,无法采用集成工艺; 不利于传输低频和高频信号。 3.直接耦合----低频特性好,便于集成。各级静态工作点不独立,互相有影响。存在“零点漂移”现象。*零点漂移----当温度变化或电源电压改变时,静态工作点也随之变化,致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。 二.单级放大电路的频率响应 1.中频段(fL≤f≤fH) 波特图---幅频曲线是20lgAusm=常数,相频曲线是φ=-180o。2.低频段(f ≤fL) ‘ 3.高频段(f ≥fH) 4.完整的基本共射放大电路的频率特性 三.分压式稳定工作点电路的频率响应 1.下限频率的估算 2.上限频率的估算 四.多级放大电路的频率响应 1.频响表达式 2.波特图 第五章 功率放大电路 一.功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态 导通角为360,ICQ大,管耗大,效率低。2.乙类工作状态 ICQ≈0,导通角为180,效率高,失真大。3.甲乙类工作状态 导通角为180~360,效率较高,失真较大。二.乙类功放电路的指标估算 1.工作状态 任意状态:Uom≈Uim 尽限状态:Uom=VCC-UCES 理想状态:Uom≈VCC oooo2.输出功率3.直流电源提供的平均功率 4.管耗 Pc1m=0.2Pom 5.效率 1.问题的提出 在两管交替时出现波形失真——交越失真(本质上是截止失真)。2.解决办法 甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL----利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压。 动态指标按乙类状态估算。 甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL----电容 C2 上静态电压为VCC/2,并且取代了OCL功放中的负电源-VCC。 动态指标按乙类状态估算,只是用VCC/2代替。四.复合管的组成及特点 1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。2.类型取决于第一只管子的类型。3.β=β1·β 2 第六章 集成运算放大电路 一.集成运放电路的基本组成 1.输入级----采用差放电路,以减小零漂。 2.中间级----多采用共射(或共源)放大电路,以提高放大倍数。 理想时为78.5% 三.甲乙类互补对称功率放大电路 3.输出级----多采用互补对称电路以提高带负载能力。 4.偏置电路----多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。二.长尾差放电路的原理与特点 1.抑制零点漂移的过程----当T↑→ iC1、iC2↑→ iE1、iE2 ↑→ uE↑→ uBE1、uBE2↓→ iB1、iB2↓→ iC1、iC2↓。 Re对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作用,被称为“共模反馈电阻”。 2静态分析 1)计算差放电路IC 设UB≈0,则UE=-0.7V,得 2)计算差放电路UCE • • • 双端输出时 单端输出时(设VT1集电极接RL) 对于VT1: 对于VT2: 3.动态分析 1)差模电压放大倍数 • • 双端输出 • 单端输出时 从VT1单端输出 : 从VT2单端输出 : 2)差模输入电阻3)差模输出电阻 • • 双端输出:单端输出: 三.集成运放的电压传输特性 当uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域 : 四.理想集成运放的参数及分析方法 1.理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数 Aod→∞;* 差模输入电阻 Rid→∞; * 输出电阻 Ro→0;* 共模抑制比KCMR→∞; 2.理想集成运放的分析方法 1)运放工作在线性区: * 电路特征——引入负反馈 * 电路特点——“虚短”和“虚断”: “虚短”---2)运放工作在非线性区 * 电路特征——开环或引入正反馈 * 电路特点—— 输出电压的两种饱和状态: 当u+>u-时,uo=+Uom 当u+ “虚断”--- i+=i-=0 第七章 放大电路中的反馈 一.反馈概念的建立 *开环放大倍数---A *闭环放大倍数---Af *反馈深度---1+AF *环路增益---AF: 1.当AF>0时,Af下降,这种反馈称为负反馈。2.当AF=0时,表明反馈效果为零。 3.当AF<0时,Af升高,这种反馈称为正反馈。 4.当AF=-1时,Af→∞。放大器处于 “ 自激振荡”状态。二.反馈的形式和判断 1.反馈的范围----本级或级间。 2.反馈的性质----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反馈则为直流反馈,交流通路中存 在反馈则为交流反馈,交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。 3.反馈的取样----电压反馈:反馈量取样于输出电压;具有稳定输出电压的作用。 (输出短路时反馈消失) 电流反馈:反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。 (输出短路时反馈不消失) 4.反馈的方式-----并联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电 流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好。 反馈信号反馈到输入端) 串联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电压的形式相叠加。Rs越小反馈效果越好。 反馈信号反馈到非输入端)5.反馈极性-----瞬时极性法: (1)假定某输入信号在某瞬时的极性为正(用+表示),并设信号的频率在中频段。 (2)根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。(3)确定反馈信号的极性。 (4)根据Xi 与X f 的极性,确定净输入信号的大小。Xid 减小为负反 馈;Xid 增大为正反馈。 三.反馈形式的描述方法 某反馈元件引入级间(本级)直流负反馈和交流电压(电流)串 联(并联)负反馈。四.负反馈对放大电路性能的影响 1.提高放大倍数的稳定性 2.3.扩展频带 4.减小非线性失真及抑制干扰和噪声 5.改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加1+AF倍 *并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 *电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 *电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍 五.自激振荡产生的原因和条件 1.产生自激振荡的原因 附加相移将负反馈转化为正反馈。 2.产生自激振荡的条件 若表示为幅值和相位的条件则为: 第八章 信号的运算与处理 分析依据------“虚断”和“虚短” 一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 R2 =R1//Rf 2.同相比例运算电路 R2=R1//Rf 3.反相求和运算电路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和运算电路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加减运算电路 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第九章 信号发生电路 一.正弦波振荡电路的基本概念 1.产生正弦波振荡的条件(人为的直接引入正反馈)自激振荡的平衡条件 : 相位平衡条件: 2.起振条件: 幅值条件 :3.正弦波振荡器的组成、分类 正弦波振荡器的组成 (1)放大电路-------建立和维持振荡。 (2)正反馈网络----与放大电路共同满足振荡条件。(3)选频网络-------以选择某一频率进行振荡。 (4)稳幅环节-------使波形幅值稳定,且波形的形状良好。 相位条件: 即幅值平衡条件: * 正弦波振荡器的分类 (1)RC振荡器-----振荡频率较低,1M以下;(2)LC振荡器-----振荡频率较高,1M以上;(3)石英晶体振荡器----振荡频率高且稳定。二.RC正弦波振荡电路 1.RC串并联正弦波振荡电路 RC移相式正弦波振荡电路 三.LC正弦波振荡电路 1.变压器耦合式LC振荡电路 判断相位的方法: 断回路、引输入、看相位 2.三点式LC振荡器 *相位条件的判断------“射同基反”或 “三步曲法” 电感反馈三点式振荡器(哈特莱电路) (2)电容反馈三点式振荡器(考毕兹电路) (3)串联改进型电容反馈三点式振荡器(克拉泼电路) (4)并联改进型电容反馈三点式振荡器(西勒电路) (5)四.石英晶体振荡电路 1.并联型石英晶体振荡器 2.串联型石英晶体振荡器 第十章 直流电源 一.直流电源的组成框图 • • • • • 电源变压器:将电网交流电压变换为符合整流电路所需要的交流电压。整流电路:将正负交替的交流电压整流成为单方向的脉动电压。滤波电路:将交流成分滤掉,使输出电压成为比较平滑的直流电压。稳压电路:自动保持负载电压的稳定。二.单相半波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.输出电压的脉动系数S 3.正向平均电流ID(AV) 4.最大反向电压URM 三.单相全波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.输出电压的脉动系数S 3.正向平均电流ID(AV) 4.最大反向电压URM 四.单相桥式整流电路 UO(AV)、S、ID(AV) 与全波整流电路相同,URM与半波整流电路相同。 五.电容滤波电路 1. 放电时间常数的取值 2.输出电压的平均值UO(AV) 3.输出电压的脉动系数S.整流二极管的平均电流I D(AV) 六.三种单相整流电容滤波电路的比较 七.并联型稳压电路 1.稳压电路及其工作原理 *当负载不变,电网电压 变化时的稳压过程: *当电网电压不变,负载变化时的稳压过程 : 2.电路参数的计算 * 稳压管的选择 常取UZ=UO;IZM=(1.5~3)IOmax * 输入电压的确定 一般取UI(AV)=(2~3)UO * 限流电阻R的计算 R的选用原则是:IZmin 本文档由十月团队收集制作 绪论 一.符号约定 大写字母、大写下标表示直流量。如:VCE、IC等。 小写字母、大写下标表示总量(含交、直流)。如: vCE、iB等。小写字母、小写下标表示纯交流量。如: vce、ib等。上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。如:等。 二. 信号 (1)模型的转换 (2)分类 (3)频谱 二.放大电路(1)模型 本文档由十月团队收集制作 (2)增益 如何确定电路的输出电阻ro ? 本文档由十月团队收集制作 三.频率响应以及带宽 第一章半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。 4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。6.杂质半导体的特性 *载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。7.PN结 * PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。8.PN结的伏安特性 二.半导体二极管 *单向导电性------正向导通,反向截止。*二极管伏安特性----同PN结。 *正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。*死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。 3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 本文档由十月团队收集制作 若 V阳>V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 该式与伏安特性曲线 的交点叫静态工作点Q。 2)等效电路法 直流等效电路法 *总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳>V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 微变等效电路法 三.稳压二极管及其稳压电路 *稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。 本文档由十月团队收集制作 第二章三极管及其基本放大电路 一.三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为NPN和PNP两种。 2.特点---基区很薄,且掺杂浓度最低;发射区掺杂浓度很高,与基区接触 面积较小;集电区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大。二.三极管的工作原理 1.三极管的三种基本组态 2.三极管内各极电流的分配 * 共发射极电流放大系数(表明三极管是电流控制器件 式子 称为穿透电流。 3.共射电路的特性曲线 *输入特性曲线---同二极管。 * 输出特性曲线 (饱和管压降,用UCES表示 放大区---发射结正偏,集电结反偏。截止区---发射结反偏,集电结反偏。4.温度影响 温度升高,输入特性曲线向左移动。温度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低频小信号等效模型(简化) hie---输出端交流短路时的输入电阻,常用rbe表示; 本文档由十月团队收集制作 hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比,常用β表示; 四.基本放大电路组成及其原则 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.组成原则----能放大、不失真、能传输。五.放大电路的图解分析法 1.直流通路与静态分析 *概念---直流电流通的回路。*画法---电容视为开路。*作用---确定静态工作点 *直流负载线---由VCC=ICRC+UCE确定的直线。 *电路参数对静态工作点的影响 1)改变Rb:Q点将沿直流负载线上下移动。 2)改变Rc:Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。3)改变VCC:直流负载线平移,Q点发生移动。2.交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路 *画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。*作用---分析信号被放大的过程。 *交流负载线---连接Q点和V CC’点V CC’= UCEQ+ICQR L’的 直线。 3.静态工作点与非线性失真 (1)截止失真 *产生原因---Q点设置过低 *失真现象---NPN管削顶,PNP管削底。*消除方法---减小Rb,提高Q。(2)饱和失真 *产生原因---Q点设置过高 *失真现象---NPN管削底,PNP管削顶。 本文档由十月团队收集制作 *消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC。4.放大器的动态范围 (1)Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。(2)范围 *当(UCEQ-UCES)>(VCC’- UCEQ)时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *当(UCEQ-UCES)<(VCC’- UCEQ)时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*当(UCEQ-UCES)=(VCC’- UCEQ),放大器将有最大的不失真输出电压。六.放大电路的等效电路法 1.静态分析 (1)静态工作点的近似估算 (2)Q点在放大区的条件 欲使Q点不进入饱和区,应满足RB>βRc。 2.放大电路的动态分析 * 放大倍数 本文档由十月团队收集制作 * 输入电阻 * 输出电阻 七.分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1.静态分析 2.动态分析 *电压放大倍数 在Re两端并一电解电容Ce后 输入电阻 在Re两端并一电解电容Ce后 * 输出电阻 八.共集电极基本放大电路 1.静态分析 本文档由十月团队收集制作 2.动态分析 * 电压放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 3.电路特点 * 电压放大倍数为正,且略小于1,称为射极跟随器,简称射随器。* 输入电阻高,输出电阻低。 第三章场效应管及其基本放大电路 一.结型场效应管(JFET)1.结构示意图和电路符号 2.输出特性曲线 (可变电阻区、放大区、截止区、击穿区) 本文档由十月团队收集制作 转移特性曲线 UP-----截止电压 二.绝缘栅型场效应管(MOSFET) 分为增强型(EMOS)和耗尽型(DMOS)两种。结构示意图和电路符号 2.特性曲线 *N-EMOS的输出特性曲线 * N-EMOS的转移特性曲线式中,IDO是UGS=2UT时所对应的iD值。* N-DMOS的输出特性曲线 本文档由十月团队收集制作 注意:uGS可正、可零、可负。转移特性曲线上iD=0处的值是夹断电压UP,此曲线表示式与结型场效应管一致。 三.场效应管的主要参数 1.漏极饱和电流IDSS 2.夹断电压Up 3.开启电压UT 4.直流输入电阻RGS 5.低频跨导gm(表明场效应管是电压控制器件) 四.场效应管的小信号等效模型 E-MOS 的跨导gm--- 五.共源极基本放大电路 1.自偏压式偏置放大电路 * 静态分析 动态分析 若带有Cs,则 2.分压式偏置放大电路 * 静态分析 本文档由十月团队收集制作 * 动态分析 若源极带有Cs,则 六.共漏极基本放大电路 * 静态分析 或 * 动态分析 第四章多级放大电路 一.级间耦合方式 1.阻容耦合----各级静态工作点彼此独立;能有效地传输交流信号;体积小,成本低。但不便于集成,低频特性差。 2.变压器耦合---各级静态工作点彼此独立,可以实现阻抗变换。体积大,成本高,无法采用集成工艺;不利于传输低频和高频信号。 3.直接耦合----低频特性好,便于集成。各级静态工作点不独立,互相有影响。存在“零点漂移”现象。 *零点漂移----当温度变化或电源电压改变时,静态工作点也随之变化,致使uo偏离初始 本文档由十月团队收集制作 值“零点”而作随机变动。二.单级放大电路的频率响应 1.中频段(fL≤f≤fH) 波特图---幅频曲线是20lgAusm=常数,相频曲线是φ=-180o。 2.低频段(f ≤fL) ‘ 3.高频段(f ≥fH) 本文档由十月团队收集制作 4.完整的基本共射放大电路的频率特性 三.分压式稳定工作点电路的频率1.下限频率的估算 2.上限频率的估算 四.多级放大电路的频率响应 1.频响表达式 2.波特图 响应 本文档由十月团队收集制作 第五章功率放大电路 一.功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态 导通角为360o,ICQ大,管耗大,效率低。2.乙类工作状态 ICQ≈0,导通角为180o,效率高,失真大。 3.甲乙类工作状态 导通角为180o~360o,效率较高,失真较大。二.乙类功放电路的指标估算 1.工作状态 任意状态:Uom≈Uim 尽限状态:Uom=VCC-UCES 理想状态:Uom≈VCC 2.输出功率 3.直流电源提供的平均功率 4.管耗Pc1m=0.2Pom 5.效率 理想时为78.5% 三.甲乙类互补对称功率放大电路 1.问题的提出 在两管交替时出现波形失真——交越失真(本质上是截止失真)。2.解决办法 甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL----利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压。 本文档由十月团队收集制作 动态指标按乙类状态估算。 甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL----电容C2上静态电压为VCC/2,并且取代了OCL功放中的负电源-VCC。 动态指标按乙类状态估算,只是用VCC/2代替。四.复合管的组成及特点 1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。2.类型取决于第一只管子的类型。3.β=β1·β2 第六章集成运算放大电路 一.集成运放电路的基本组成 1.输入级----采用差放电路,以减小零漂。 2.中间级----多采用共射(或共源)放大电路,以提高放大倍数。3.输出级----多采用互补对称电路以提高带负载能力。 4.偏置电路----多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。二.长尾差放电路的原理与特点 1.抑制零点漂移的过程---- 当T↑→iC1、iC2↑→iE1、iE2 ↑→uE↑→uBE1、uBE2↓→iB1、iB2↓→iC1、iC2↓。 Re对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作用,被称为“共模反馈电阻”。 2静态分析 1)计算差放电路IC 设UB≈0,则UE=-0.7V,得 2)计算差放电路UCE • 双端输出时 • 单端输出时(设VT1集电极接RL)对于VT1: 对于VT2: 3.动态分析 1)差模电压放大倍数 • 双端输出 • 本文档由十月团队收集制作 • 单端输出时 从VT1单端输出: 从VT2单端输出: 2)差模输入电阻 3)差模输出电阻 • 双端输出: • 单端输出: 三.集成运放的电压传输特性 当uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域: 四.理想集成运放的参数及分析方法 1.理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数Aod→∞; * 差模输入电阻Rid→∞; * 输出电阻Ro→0; * 共模抑制比KCMR→∞; 2.理想集成运放的分析方法 1)运放工作在线性区: * 电路特征——引入负反馈 * 电路特点——“虚短”和“虚断”: “虚短”---“虚断”--- 2)运放工作在非线性区 * 电路特征——开环或引入正反馈 * 电路特点—— 输出电压的两种饱和状态: 当u+>u-时,uo=+Uom 当u+ 两输入端的输入电流为零: i+=i-=0 本文档由十月团队收集制作 第七章放大电路中的反馈 一.反馈概念的建立 *开环放大倍数---A *闭环放大倍数---Af *反馈深度---1+AF *环路增益---AF: 1.当AF>0时,Af下降,这种反馈称为负反馈。2.当AF=0时,表明反馈效果为零。 3.当AF<0时,Af升高,这种反馈称为正反馈。 4.当AF=-1时,Af→∞。放大器处于“自激振荡”状态。二.反馈的形式和判断 1.反馈的范围----本级或级间。 2.反馈的性质----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反馈则为直流反馈,交流通路中存 在反馈则为交流反馈,交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。 反馈的取样----电压反馈:反馈量取样于输出电压;具有稳定输出电压的作用。 (输出短路时反馈消失) 电流反馈:反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。(输出短路时反馈不消失) 4.反馈的方式-----并联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电 流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好。反馈信号反馈到输入端) 串联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电压 的形式相叠加。Rs越小反馈效果越好。反馈信号反馈到非输入端)5.反馈极性-----瞬时极性法: (1)假定某输入信号在某瞬时的极性为正(用+表示),并设信号的频率在中频段。(2)根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性(升 高用 + 表示,降低用-表示)。(3)确定反馈信号的极性。 (4)根据Xi与X f的极性,确定净输入信号的大小。Xid减小为负反 馈;Xid增大为正反馈。 三.反馈形式的描述方法 某反馈元件引入级间(本级)直流负反馈和交流电压(电流)串 联(并联)负反馈。 四.负反馈对放大电路性能的影响 3.本文档由十月团队收集制作 1.提高放大倍数的稳定性 2.3.扩展频带 4.减小非线性失真及抑制干扰和噪声 5.改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加1+AF倍 *并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 *电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 *电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍 五.自激振荡产生的原因和条件 1.产生自激振荡的原因 附加相移将负反馈转化为正反馈。 2.产生自激振荡的条件 若表示为幅值和相位的条件则为: 第八章信号的运算与处理 分析依据------“虚断”和“虚短” 一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 R2 =R1//Rf 2.同相比例运算电路 R2=R1//Rf 3.反相求和运算电路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和运算电路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加减运算电路 本文档由十月团队收集制作 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第九章信号发生电路一.正弦波振荡电路的基本概念 1.产生正弦波振荡的条件(人为的直接引入正反馈) 自激振荡的平衡条件 : 即幅值平衡条件: 相位平衡条件: 2.起振条件: 幅值条件: 相位条件: 3.正弦波振荡器的组成、分类 正弦波振荡器的组成 (1)放大电路-------建立和维持振荡。 (2)正反馈网络----与放大电路共同满足振荡条件。(3)选频网络-------以选择某一频率进行振荡。 (4)稳幅环节-------使波形幅值稳定,且波形的形状良好。* 正弦波振荡器的分类 (1)RC振荡器-----振荡频率较低,1M以下;(2)LC振荡器-----振荡频率较高,1M以上;(3)石英晶体振荡器----振荡频率高且稳定。二.RC正弦波振荡电路 1.RC串并联正弦波振荡电路 本文档由十月团队收集制作 2.RC移相式正弦波振荡电路 三.LC正弦波振荡电路 1.变压器耦合式LC振荡电路 判断相位的方法: 断回路、引输入、看相位 2.三点式LC振荡器 *相位条件的判断------“射同基反”或“三步曲法” (1)电感反馈三点式振荡器(哈特莱电路) (2)电容反馈三点式振荡器(考毕兹电路) (3)串联改进型电容反馈三点式振荡器(克拉泼电路) 本文档由十月团队收集制作 (4)并联改进型电容反馈三点式振荡器(西勒电路) (5)四.石英晶体振荡电路 1.并联型石英晶体振荡器 2.串联型石英晶体振荡器 第十章直流电源 一.直流电源的组成框图 • 电源变压器:将电网交流电压变换为符合整流电路所需要的交流电压。 本文档由十月团队收集制作 • 整流电路:将正负交替的交流电压整流成为单方向的脉动电压。• 滤波电路:将交流成分滤掉,使输出电压成为比较平滑的直流电压。• 稳压电路:自动保持负载电压的稳定。• 二.单相半波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.输出电压的脉动系数S 3.正向平均电流ID(AV) 4.最大反向电压URM 三.单相全波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.输出电压的脉动系数S 3.正向平均电流ID(AV) 4.最大反向电压URM 四.单相桥式整流电路 UO(AV)、S、ID(AV) 与全波整流电路相同,URM与半波整流电路相同。 五.电容滤波电路 1. 放电时间常数的取值 2.输出电压的平均值UO(AV) 3.输出电压的脉动系数S 本文档由十月团队收集制作.整流二极管的平均电流I D(AV) 六.三种单相整流电容滤波电路的比较 七.并联型稳压电路 1.稳压电路及其工作原理 *当负载不变,电网电压 变化时的稳压过程: *当电网电压不变,负载变化时的稳压过程 : 2.电路参数的计算 * 稳压管的选择 常取UZ=UO;IZM=(1.5~3)IOmax * 输入电压的确定 一般取UI(AV)=(2~3)UO * 限流电阻R的计算 R的选用原则是:IZmin第二篇:模电总结复习资料_模拟电子技术基础
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