第一篇：模拟电子技术总结复习资料
半导体二极管及其应用电路
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。
7.PN结
* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。
* PN结的导通电压---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。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 *三种模型 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。 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。饱和区---发射结和集电结均正偏。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）rbe---输出端交流短路时的输入电阻，β---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。 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 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=-1800。 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响应 1．下限频率的估算 2．上限频率的估算 频率 四.多级放大电路的频率响应 1.频响表达式 2.波特图 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 极限状态：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。 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 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: 域 ： 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 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 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： 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 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 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) 四.单相桥式整流电路 4．最大反向电压URM 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 R的范围是： 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 《模拟电子技术》院精品课程建设与实践 成果总结 模拟电子技术是一门在电子技术方面入门性质的技术基础课程，它既有自身的理论体系，又有很强的实践性；是高等院校工科电子信息、电气信息类各专业和部分非电类本科生必修的技术基础课，而且随着电子工业的飞速发展和计算机技术的迅速普及，它也不断成为几乎所有理工科本科生的必修课程。 我院模拟电子技术课程由原电子技术系首先开设，目前已建成由模拟电子技术、模拟电子技术基础实验、模拟电子技术课程设计三门课组成的系列课程。2002年被列为学院精品课重点建设项目，2005年获得学院教学成果一等奖。同年申报并获得四川省教学成果三等奖。 一、基本内容 1．确定课程在本科生基本素质培养中的地位和作用 由于模拟电子技术课程的基础性和广泛性，使之在本科教育中起着重要的作用。通过学习，不但使学生掌握电子技术的基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能，而且由于本课程特别有利于学生系统集成的能力、综合应用能力、仿真能力的培养，可使学生建立以下几个观点，形成正确的认识论。 （1）系统的观念：一个电子系统从信号的获取和输入、中间的处理到最后的输出和对负载的驱动，各部分电路之间的功能作用、增益分配、参数设置、逻辑关系……都需相互协调、相互制约，只有不顾此失彼、通盘考虑、全面调试才能获得理想效果。 （2）工程的观念：数学、物理的严格论证及精确计算到工程实际之间往往有很大差距，电子技术中“忽略次要，抓住主要”的方法能引导学生的思维更切合工程实际。因而特别有利于学生工程观念的培养。 （3）科技进步的观念：电子技术的发展，电子器件的换代，比其它任何技术都快，学习电子技术可以让人深刻地体会到，在科学技术飞速发展的时代，只有不断更新知识，才能不断前进。学习时应着眼于基础，放眼于未来。 （4）创新意识：在阐述电子器件的产生背景、电路构思、应用场合等问题时特别具有启发性，电子电路可在咫尺之间产生千变万化，能够充分发挥学生的想象力和创造力，因而特别有利于创新意识和创新能力的培养。我们加强了场效应电路、集成电路和可编程模拟器件等新知识的介绍，拓宽了知识面，延续了所学知识的生命周期。 上述观念的培养，不仅为学生学习后续课铺平道路，而且培养了他们科学的思维方式和不断进取的精神，即使在工作后还会起作用，将受益一生。 2．创建先进科学的模拟电子技术课程教学结构 电子技术学科是突飞猛进发展的学科，如何更好地解决基础与发展、基础知识与实际应用、理论与实践等矛盾，处理好知识的“博”“新”“深”的关系，建立先进和科学的教学结构，以适应不断更新的课程内容体系始终是我们改革的重点。 本课程建立起课堂教学、实验教学、网络教学和EDA教学交叉融合的教学结构，如图所示。各教学环节各司其职，相辅相成，互相交融，实现 “加强基础，注重实践，因材施教，促进创新”的同一个目标。 模拟电子技术 课堂教学 实验教学 网络教学 EDA教学 模拟电子技术的教学结构 （1）加强课堂教学的基础性，突出基本内容 基础性是指其具有广泛性和适应性，即本课程的基本概念、原理、法则及它们之间那些普遍起作用的具有内在联系的知识。课堂教学的学时限制使得必须去掉针对具体器件的使用方法和使用技巧等方面实用性的内容，而将电子技术最基础最经典的部分作为基本内容。根据“精讲多练，启发引导，留有余地，注重创新”的原则编排教学内容。通过实践环节学习电子元器件的使用方法和技巧。 实际教学中采用黑板讲述、多媒体课件、网络视频等多种模式综合应用于各种教学环节中让学生反复强化基本理论和基础概念。同时兼顾理论应用和新知识，保证了知识结构的完整、合理性。 （2）阶梯式实验教学，突出课程的工程性和实践性 目前实现了电子技术基础实验、模拟电子综合设计实验和部分学生的系统实验三阶段台阶式教学方式，教学目的层次分明，循序渐进，使学生从常用电子仪器的使用方法和电子电路的测试方法学起，通过综合应用到电子系统的设计和实现，经历完整的科学的自主的训练过程，培养了学生实践能力、综合应用能力、系统集成能力和创新意识，使之在“硬件”实现和EDA技术的应用上能够达到一定的水平，并为进一步发展打下基础。 同时，在实验教学中可以及时地引进电子技术的新器件、新技术和新发展，紧跟当前的新发展。 另外，加上之后的各个级别的“电子设计大赛”、知名厂家的专题应用大赛和贯穿学生学习期间的课外科技活动，形成一个整体，还可使对电子学特别感兴趣的学生能够有个性地健康发展，达到较高的水平。 模拟电路教研室还参与了《电子技术实验基础》模拟部分内容的编写工作，正式出版了适合我校学生特点、与仪器配套的实验教材，为学生实践能力的提高提供了极大的便利。 设置了开放式学生实验室，使得学生在自主安排的时间段进入实验室学习，充分发挥其学习的主动性和创新性，为理论课程和实验课程之间架起了一座桥梁。同时在实验报告中设置相应思考题，启发学生独立思考，通过自己学习来发现知识、掌握原理，实现目的。使学生用自主、探索的态度学习。 （3）利用网络教学的灵活性和开放性，实现因材施教 充分发挥网络课堂的优势，活跃教学气氛。根据“自主学习，交流互动，举一反三，归纳总结”的原则，为更多希望深入学习本课程的学生提供发表自己看法的条件，使学习程度不同的学生相互启发，共同前进，实现因材施教。同时，缩小了师生间距离，提高了学生学习的主动性和自学能力，激发了学生的学习热情和潜能。 我们专门制作了统一风格的电子教案，并上传在网络课堂。此外，在“网络课堂”中还有 “教学要求”、“实验辅导”、“平时作业”、“答疑”、“师生讨论”、“问题集锦”……在整个教学中起着重要作用。 （4）课程中贯穿EDA软件的应用，突出课程的先进性 课程进行中，我们强调了EDA技术在模拟电子技术教学中的重要作用，在实验课中引入新器件、新技术、新方法。 根据学生计算机应用能力较强同时具有一定的自学潜力的具体情况，我们没有模拟电路EDA方面的课堂教学，而是在课程中贯穿EDA软件的应用，要求学生以自学和实验为主掌握EWB和PISPICE等多种EDA软件的使用方法。 电子电路乃至电子系统设计的计算机化，使得平时作业中更有条件去做更具复杂性、设计性和答案多样性的习题，培养学生自己解决问题的能力和创新意识。在基础实验和课程设计实验中，要求利用EDA软件进行分析、设计、仿真，然后再具体实现，使学生学会电子电路先进的科学的设计方法。 3．努力建设与提高师资队伍素质 一流的课程应具有一流的师资队伍，高水平的师资队伍是培养高素质人才的保障。因而教师队伍的建设是课程的基本建设。我们用“以老带新”、“优势互补”、科研与教学相结合、及时补充具有较高学历的新生力量等办法，建设和培育教师队伍。形成了一支学术水平高、教学效果好、责任心强、甘于奉献、具有良好传统的师资队伍。他们具有乐教精神、奉献精神、钻研精神、集体精神和自律精神，表现出我院教师的风范。 主讲教授承担了课程规划、课程教学、对新进教师指导等主要工作。教研室的主要成员均有自己明确的学科方向，并承接了一些各级科研项目，及时地将科研的成果反映到教学中来，并将教学研究的成果应用于科研中去。教学与科研相互促进，紧密跟踪电子技术发展的前沿。 目前有多位青年教师在攻读硕士学位，以提高自己的学术水平。 主要教师各自形成了独特的教学风格，在各种问卷调查中，他们都获得了有关教师和学生的好评。 4．选用最新教材、优化教学体系 紧跟电子技术的飞速发展，建立适于时代要求的课程内容体系始终是课程建设的中心。课程内容体系是通过教材来具体体现的。教材是师生教与学的基本素材，是体现一定教学目的的重要工具。教材综合地体现出我们教学改革成果的方方面面。 我们综合分析了正式出版的多种教材，根据我校学生特点，按照“内容精”“结构新”“重实用”的原则选择了近两年出版的教材，并建立了完整的电子教案、习题辅导等内容并全部上网供学生使用。在教学中也摒弃了部分偏重理论计算、缺少使用价值的内容。 二、主要创新点 1． 培养“系统观念、工程观念、科技进步观念和创新意识”的教学指导方针。2． 课堂教学、实验教学、网络教学和EDA教学交叉融合的教学结构。3． 以因材施教为目的的网络教学。4． 循序渐进的实践环节。5． 适当引入EDA教学。6． 多元化的教材。 三、实践情况 1．广泛的教学实践和良好的理论教学效果 上述基本建设在教学工作中发挥了巨大作用。2004～2006年模拟电子技术课程共教授电子工程系、通信工程系、控制工程系、光电技术系、计算机系等近100个班次的课程教学，接纳学生课内实验10万余人时数，课外与学生上机学时数1.6万人时数。在各种教学效果调查问卷中，综合分数均在90分以上。在对学生的教学效果调查问卷中，学生普遍认为这门课很有收获、主讲教师很称职、所用教材对我很有用、教师授课很有特色；对教师讲课给予很高评价，认为思路清晰，阐述准确，重点和难点突出，联系实际，内容更新，善于启发，因材施教，注重创新，作业利于自主学习，激发学生的求知欲，对学生要求严格，考核及评分改革明确。 理论考试成绩逐年稳步上升，一次性通过率和优秀学生比例有了明显提高，学生反映现在的模拟电路已经不再是“魔鬼电路”了。 2．电子技术科技实践活动硕果累累 实践应用是检验真理的唯一标准，学生利用所学课程的基本知识，综合应用于各个实践过程中，取得了丰硕的成绩。 近几年来我院学生积极参加各级科技制作竞赛和模拟电子应用专题大赛，这些都是我院教学成果的实际反映，在一定程度上肯定了教学改革。 在2003年全国大学生电子设计赛事中我院15个参赛队，有10个队获奖。获奖率为67%。其中，有3个全国二等奖，4个四川省一等奖，2个四川省二等奖等。获奖学生涵盖我院各相关系级单位的选手。 在2005年第七届全国大学生竞赛中我院22个参赛队，有1０个队获得四川赛区一等奖，其中４个队被评为全国一等奖（在全国525所参赛高校中排名第六），６个队被评为全国二等奖（在全国525所参赛高校中排名第二），总成绩名列全国一般高等院校第一名。 电子系的黎波同学的课余制作成果“多路智能温、湿度采集控制器”参加美国国家半导体公司举办的“2003/2004年中国模拟技术应用技术应用设计大赛”获得优秀奖。 这些都是教学改革成果的一个缩影，充分肯定了课程革新的思路是正确的。 四、存在不足 电子技术是快速发展的技术之一，我们在教学实践中还存在诸多问题亟待解决。在师资队伍建设、创新意识培养、科研应用等方面还差得较多。但是我们相信，在学院重视、支持下，模拟电子技术一定会成为教学体系合理、教学效果优良的精品课程。 2006年3月27日 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第二篇：模电总结复习资料_模拟电子技术基础
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