模擬電子技術(shù)79420ppt課件

.,本章重點(diǎn)內(nèi)容lPN結(jié)及其單向?qū)щ娞匦詌半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線l二極管在實(shí)際中的應(yīng)用,1.1PN結(jié),1.1.1本征半導(dǎo)體,（a）硅和鍺原子的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)模型(b)晶體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)及電子空穴對(duì)的產(chǎn)生圖1.1硅、鍺原子結(jié)構(gòu)模型及共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)示意圖,第1章半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路,.,1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體,1N型半導(dǎo)體,2P型半導(dǎo)體,圖1.2N型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu),.,圖1.3P型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu),3.PN結(jié)的形成,圖1.4PN結(jié)的形成,.,4PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦?1)PN結(jié)的正向?qū)ㄌ匦?(a)正向偏置（b）反向偏置圖1.5PN結(jié)的導(dǎo)電特性,(2)PN結(jié)的反向截止特性,1.2半導(dǎo)體二極管,1.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)及其在電路中的符號(hào),.,（a）結(jié)構(gòu)（b）電路符號(hào)（c）實(shí)物外形圖1.6二極管結(jié)構(gòu)、符號(hào)及外形,1.2.2半導(dǎo)體二極管的伏安特性,.,1正向特性,2反向特性,3反向擊穿特性,4溫度對(duì)特性的影響,1.2.3半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù),1最大整流電流IF,2最大反向工作電壓URM,3反向飽和電流IR,4二極管的直流電阻R,5最高工作頻率fM,1.2.4半導(dǎo)體二極管的命名及分類,1半導(dǎo)體二極管的命名方法,.,圖1.8半導(dǎo)體器件的型號(hào)組成,2半導(dǎo)體二極管的分類,1.2.5二極管的判別及使用注意事項(xiàng),1二極管的判別（用萬(wàn)用表進(jìn)行檢測(cè)）（1）二極管正、負(fù)極性及好壞的判斷,（2）二極管好壞的判別,（3）硅二極管和鍺二極管的判斷,（4）普通二極管和穩(wěn)壓管的判別,.,2二極管使用注意事項(xiàng),*1.3幾種常用的特殊二極管,1.3.1穩(wěn)壓二極管1穩(wěn)壓二極管的工作特性,(a)伏安特性（b）符號(hào)圖1.9穩(wěn)壓二極管的特性曲線和符號(hào),.,2.穩(wěn)壓管的主要參數(shù),1.3.2發(fā)光二極管,1普通發(fā)光二極管,2紅外線發(fā)光二極管,3激光二極管,1.1.3光電二極管,1.3.4變?nèi)荻O管,(a)壓控特性曲線(b)電路符號(hào)圖1.12變?nèi)荻O管的壓控特性曲線和電路符號(hào),.,1.4半導(dǎo)體二極管的應(yīng)用,1.4.1整流,1.4.2鉗位,1.4.3限幅,（a）限幅電路（b）波形圖1.14二極管限幅電路及波形,.,4.電路中的元件保護(hù),.,本章重點(diǎn)內(nèi)容l晶體三極管的放大原理、輸入特性曲線、輸出特性曲線l基本放大電路的工作原理及放大電路的三種基本偏置方式l利用估算法求靜態(tài)工作點(diǎn)l微變等效電路及其分析方法l三種基本放大電路的性能、特點(diǎn),2.1半導(dǎo)體三極管,2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)及分類,1三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其在電路中的符號(hào),第2章半導(dǎo)體三極管及其放大電路,.,(a)NPN(b)PNP圖2.1三極管的結(jié)構(gòu)示意圖及其在電路中的符號(hào),2三極管的分類,2.1.2三極管的放大作用,1三極管放大時(shí)必須的內(nèi)部條件,.,2三極管放大時(shí)必須的外部條件,3三極管內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程,（3）電子被集電區(qū)收集的過(guò)程,（1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子的過(guò)程,（2）電子在基區(qū)的擴(kuò)散和復(fù)合過(guò)程,.,4三極管電流放大作用的進(jìn)一步理解,表2.1IB、IC、IE的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),2.1.3三極管的特性曲線,1輸入特性曲線,.,2輸出特性曲線,(1)放大區(qū),(2)飽和區(qū),(3)截止區(qū),2.1.4三極管正常工作時(shí)的主要特點(diǎn),1三極管工作于放大狀態(tài)的條件及特點(diǎn),2三極管工作于飽和狀態(tài)的條件及特點(diǎn),3三極管工作于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)的條件及特點(diǎn),2.1.5特殊晶體管簡(jiǎn)介,1光電三極管,.,（a）等效電路（b）電路符號(hào)（c）LED+光電三極管（d）LED+光電池圖2.4光電三極管的等效電路與電路符號(hào)圖2.5光電耦合器電路符號(hào),2光電耦合器,3晶閘管,（1）單向晶閘管,A.內(nèi)部結(jié)構(gòu),.,B.工作原理,（a）(b)(c),圖2.6單向晶閘管外形及電路符號(hào),(a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(b)分解圖（c）等效電路圖2.7晶閘管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其等效電路,.,A.判定晶閘管的電極,B.檢測(cè)量晶閘管的導(dǎo)通情況,（2）雙向晶閘管雙向晶閘管的結(jié)構(gòu),(a)(b)圖2.8雙向晶閘管外形及電路符號(hào),雙向晶閘管的測(cè)量,.,2.1.6三極管的主要參數(shù),1電流放大系數(shù),2反向飽和電流ICBO,3穿透電流ICEO,4集電極最大允許電流ICM,5集電極、發(fā)射極間的擊穿電壓UCEO,6集電極最大耗散功率PCM。,2.1.7三極管的檢測(cè)與代換,1國(guó)產(chǎn)三極管的命名方法簡(jiǎn)介,2三極管三個(gè)電極（管腳）的估測(cè),.,(a)(b)(c)圖2.10三極管引腳識(shí)別示意圖,3南韓、日本三極管介紹。,4彩電和彩顯行輸出管簡(jiǎn)介,5三極管好壞的判別,6三極管的代換原則,.,2.2三極管基本放大電路及其分析方法,2.2.1放大的基本概念,2.2.2三極管在實(shí)際應(yīng)用中的三種放大電路形式,2.2.3放大電路的組成,1.基本放大電路的組成原則,2.放大電路的組成及各元件的作用,2.2.4放大電路的兩種狀態(tài)靜態(tài)和動(dòng)態(tài),（a）直流通路（b）交流通路圖2.13直流、交流通路,.,2.2.5基本放大電路的工作過(guò)程,圖2.14基本放大電路的工作波形,.,2.3.放大電路常用的直流偏置電路,2.3.1固定式直流偏置電路,2.3.2分壓式電流負(fù)反饋偏置電路,圖2.15分壓式電流反饋式偏置電路,1工作點(diǎn)穩(wěn)定過(guò)程,（1）由基極電阻R1、R2分壓而得到固定的基極電位UB。設(shè)圖2.15中流過(guò)R1、R2的電流分別為I1、I2，則（2）利用發(fā)射極電阻Re的電流負(fù)反饋?zhàn)饔梅€(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),.,2電容Ce的作用,2.3.3恒流源偏置電路,.,（a）威爾遜恒流源（b）小電流恒流源（c）改變射極電阻比獲得不同輸出電流的恒流源圖2.17改進(jìn)型恒流源電路,2.4放大電路的三種基本分析方法,2.4.1靜態(tài)工作點(diǎn)估算法,.,（1）畫出放大電路的直流通路（2）由直流通路列出輸入回路和輸出回路方程，代入方程，分別求出IBQ、ICQ、UCEQ。,例1估算圖2.18所示放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，設(shè)VCC=12V，Rc=3k，RB=280k，=50。,（a）（b）圖2.18,.,2.4.2放大電路的圖解分析法,1用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)的步驟：（1）在ic、uce平面坐標(biāo)上作出晶體管的輸出特性曲線。（2）根據(jù)直流通路列出放大電路直流輸出回路的電壓方程式：UCE=VCCICRC（3）根據(jù)電壓方程式，在輸出特性曲線所在坐標(biāo)平面上作直流負(fù)載線。因?yàn)閮牲c(diǎn)可決定一條直線，所以分別取（IC=0，UCE=VCC）和（UCE=0，IC=EC/Rc）兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)也就是橫軸和縱軸的截距，連接兩點(diǎn)，便得到直流負(fù)載線。（4）根據(jù)直流通路中的輸入回路方程求出IBQ。（5）找出IB=IBQ這一條輸出特性曲線，該曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)即為Q點(diǎn)（靜態(tài)工作點(diǎn)），該Q點(diǎn)直觀地反映了靜態(tài)工作點(diǎn)（IBQ、ICQ、UCQ）的三個(gè)值。即為所求靜態(tài)工作點(diǎn)的值。,.,（a）電路圖（b）特性曲線圖2.19例2電路圖,2電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響,（1）Rb對(duì)Q點(diǎn)的影響（2）Rc對(duì)Q點(diǎn)的影響,.,圖2.20電路參數(shù)對(duì)Q點(diǎn)的影響,.,（3）VCC對(duì)Q點(diǎn)的影響,2.4.3放大電路的微變等效電路分析法,1三極管的微變等效電路(三極管輸入端be間和輸出端ce間的微變等效電路)（1）三極管輸入端（be）間的微變等效電路,b,e,ic,+uce,ib,+ube,c,iC,ib,+uce,rbe,+ube,ib,(a),(b)圖2.21三極管的微變等效電路,（2）三極管輸出端（ce）間的微變等效電路,2放大電路的微變等效電路,第一，根據(jù)放大電路畫出交流通路。用三極管的微變等效電路代替交流通路中的三極管，畫出放大電路的微變等效電路。,.,（a）放大電路,圖2.22放大電路的微變等效電路,（b）交流通路（c）微變等效電路,.,2.5放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)及分析,2.5.1放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo),1放大倍數(shù),2輸入電阻ri,圖2.23放大電路的方框圖,.,3輸出電阻ro,2.5.2放大電路性能指標(biāo)估算的方法、步驟1.在放大電路靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)靜態(tài)工作點(diǎn)的數(shù)值及相關(guān)公式，求出rbe。2.畫出放大電路的微變等效電路。3.根據(jù)微變等效電路及Au、ri、ro的定義式，分別求出Au、ri、ro。2.5.3共射放大電路基本動(dòng)態(tài)參數(shù)的估算,1.電壓放大倍數(shù),2源電壓放大倍數(shù)Aus,3輸入電阻ri,4.輸出電阻ro,2.5.4共集電極、共基極放大電路,1共集電極放大電路,.,(a)典型電路(b)交流通路圖2.25共集電極電路,（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的估算,（2）動(dòng)態(tài)分析,2共基極電路,.,(a)電路圖(b)交流通路圖2.27共基放大電路,（1）靜態(tài)分析,.,（2）動(dòng)態(tài)分析,電壓放大倍數(shù)Au,輸入電阻ri,輸出電阻ro,2.6三種基本放大電路的比較,*2.7多級(jí)放大電路,.,2.7.1多級(jí)放大電路的組成,圖2.29多級(jí)放大電路的結(jié)構(gòu)框圖,2.7.2多級(jí)放大電路的耦合方式,（1）保證信號(hào)在級(jí)與級(jí)之間能夠順利地傳輸；（2）耦合后，多級(jí)放大電路的性能必須滿足實(shí)際的要求。為了滿耦合后，各級(jí)電路仍具有合適的靜態(tài)工作點(diǎn),2.7.3阻容耦合,.,圖2.30兩級(jí)阻容耦合放大電路,（1）優(yōu)點(diǎn)：因電容具有“隔直”作用，所以各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，互不影響。這給放大電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來(lái)了很大的方便。此外，還具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。,（2）缺點(diǎn)：因電容對(duì)交流信號(hào)具有一定的容抗，在信號(hào)傳輸過(guò)程中，會(huì)受到一定的衰減。尤其對(duì)于變化緩慢的信號(hào)容抗很大，不便于傳輸。此外，在集成電路中，制造大容量的電容很困難，所以這種耦合方式下的多級(jí)放大電路不便于集成,2.7.4直接耦合,.,1優(yōu)點(diǎn)：既可以放大交流信號(hào)，也可以放大變化非常緩慢（直流）的信號(hào)；電路簡(jiǎn)單，便于集成，所以集成電路中多采用這種耦合方式。2缺點(diǎn)：存在著各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互牽制和零點(diǎn)漂移這兩個(gè)問(wèn)題。（第5章將討論零點(diǎn)漂移問(wèn)題。,2.7.5變壓器耦合,（1）優(yōu)點(diǎn)：因變壓器不能傳輸直流信號(hào)，只能傳輸交流信號(hào)和進(jìn)行阻抗變換，所以，各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，互不影響。改變變壓器的匝數(shù)比，容易實(shí)現(xiàn)阻抗變換，因而容易獲得較大的輸出功率。,（2）缺點(diǎn)：變壓器體積大而重，不便于集成。同時(shí)頻率特性差，也不能傳送直流和變化非常緩慢的信號(hào)。,.,2.7.6組合放大電路,1共發(fā)共基組合放大電路,.,2共集-共發(fā)組合放大電路,（1）電壓放大倍數(shù),（2）輸入電阻,（3）輸出電阻,思考題1、基本放大電路由哪些必不可少的部分組成？各元件有什么作用？2、試畫出PNP型三極管的基本放大電路，并注明電源的實(shí)際極性，以及各電極實(shí)際電流方向。3、三極管具有放大作用的內(nèi)部條件和外部條件各是什么？4、為什么說(shuō)三極管放大作用的本質(zhì)是電流控制作用？如何用三極管的電流分配關(guān)系來(lái)說(shuō)明它的控制作用？5、試在特性曲線上指出三極管的三個(gè)工作區(qū)：放大區(qū)、截止區(qū)、飽和區(qū)。6、三極管發(fā)射極與集電極對(duì)調(diào)使用時(shí)，放大作用將如何？7、在哪些情況下，工作點(diǎn)沿直流負(fù)載線移動(dòng)？在哪些情況下，工作點(diǎn)沿交流負(fù)載線移動(dòng)？實(shí)際上工作點(diǎn)有沒(méi)有可能到達(dá)交流負(fù)載線的上頂端和下頂端？為什么？試分析電流負(fù)反饋偏置電路中，射極電阻Re和它的并聯(lián)電容Ce的作用原理。,.,本章重點(diǎn):l結(jié)型、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理、輸出特性、轉(zhuǎn)移特性及主要參數(shù)l共源、共漏極放大電路的工作原理場(chǎng)效應(yīng)管的偏置方式及靜態(tài)工作點(diǎn)的求法,3.1概述,3.1.1場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn),3.1.2場(chǎng)效應(yīng)管的分類,3.1.3場(chǎng)效應(yīng)管與晶體三極管的比較,3.2場(chǎng)效應(yīng)管,3.2.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,1結(jié)構(gòu),第3章場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路,.,（c）N溝道,（a）N型溝道（b）P型溝道（d）P溝道,圖3.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào),2.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理,（a）uGS=0,uDS=0時(shí)的情況（b）uGS=0,uDS|VP|時(shí)的情況圖3.2改變uDS時(shí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)導(dǎo)電溝道的變化,（a）UGs=0時(shí)（b）uGSVP時(shí)溝道被夾斷圖3.3,.,3.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線,（1）轉(zhuǎn)移特性,（2）輸出特性,圖3.5N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管輸出特性曲線,.,可變電阻區(qū)：當(dāng)漏源電壓uDS很小時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管工作于該區(qū)。此時(shí)，導(dǎo)電溝道暢通，場(chǎng)效應(yīng)管的漏源之間相當(dāng)于一個(gè)電阻一。在柵、源電壓uGS一定時(shí)，溝道電阻也一定，iD隨uGS增大而線性增大。但當(dāng)柵源電壓變化時(shí)，特性曲線的斜率也隨之發(fā)生變化?？梢钥闯?，柵源電壓uDS無(wú)關(guān)，我們稱這個(gè)區(qū)域?yàn)楹懔鲄^(qū)，也稱為放大區(qū)。在恒流區(qū)，iD主要由柵源電壓uGS決定。恒流區(qū)：隨著uDS增大到一定程度，iD的增加變慢，以后iD基本恒定，而與漏源電壓uDS無(wú)關(guān)，我們稱這個(gè)區(qū)域?yàn)楹懔鲄^(qū)，也稱為放大區(qū)。在恒流區(qū)，iD主要由柵源電壓uGS決定。擊穿區(qū)：如果繼續(xù)增大uDS到一定值后，漏、源極之間會(huì)發(fā)生擊穿，漏極電流iD急劇上升，若不加以限制，管子就會(huì)損壞。夾斷區(qū)：當(dāng)uGS負(fù)值增加到夾斷電壓uGS（off）后，iD0，場(chǎng)效應(yīng)管截止。,3.2.2絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,1.增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及工作原理(1)結(jié)構(gòu)及符號(hào),.,g,襯底引線,d,g,s,SiO2,P型硅襯底,N,N,d,s,d,s,g,（a）N溝道結(jié)構(gòu)圖（b）N溝道符號(hào)圖（c）P溝道符號(hào),圖3.6增強(qiáng)型MOS管結(jié)構(gòu)及符號(hào)圖,(2)工作原理,(3)特性曲線,.,圖3.8N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管特性曲線,(a)轉(zhuǎn)移特性（b）輸出特性,3.2.3耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及工作原理,（a）N溝道結(jié)構(gòu)圖(b)N溝道符號(hào)(c)P溝道符號(hào),圖3.9耗盡型MOS管結(jié)構(gòu)及符號(hào)圖,.,（a）轉(zhuǎn)移特性（b）輸出特性,圖3.10N溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管特性曲線,3.3場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù),1、夾斷電壓UGS(off)：實(shí)質(zhì)上是使iD0時(shí)所需的uGS值。2、飽和漏電流IDSS在uGS0的情況下，當(dāng)uDS|VP|時(shí)的漏極電流稱為飽和漏電流，通常令uDS=10V，uGS0V時(shí)測(cè)出的iD就是IDSS。,3低頻互導(dǎo)（跨導(dǎo)）gm,4最大耗散功率PDM,.,3.4場(chǎng)效應(yīng)管的檢測(cè)及使用注意事項(xiàng),3.4.1場(chǎng)效應(yīng)管的檢測(cè),1管腳的判別,2質(zhì)量判定,3.4.2場(chǎng)效應(yīng)管使用注意事項(xiàng),1、MOS管柵、源極之間的電阻很高，使得柵極的感應(yīng)電荷不易泄放，因極間電容很小，幫會(huì)造成電壓過(guò)高使絕緣層擊穿。因此，保存MOS管應(yīng)使三個(gè)電極短接，避免柵極懸空。焊接時(shí)，電烙鐵的外殼應(yīng)良好地接地，或燒熱電烙鐵后切斷電源再焊。2、有些場(chǎng)效應(yīng)晶體管將襯底引出，故有4個(gè)管腳，這種管子漏極與源極可互換使用。但有些場(chǎng)效應(yīng)晶體管在內(nèi)部已將襯底與源極接在一起，只引出3個(gè)電極，這種管子的漏極與源極不能互換。3、使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)各極必須加正確的工作電壓。4、在使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，要注意漏、源電壓、漏源電流及耗散功率等，不要超過(guò)規(guī)定的最大允許值。,.,3.5場(chǎng)效應(yīng)管放大電路,3.5.1場(chǎng)效應(yīng)管的直流偏置電路及靜態(tài)分析,1直流偏置電路,（1）自偏壓電路,（a）自偏壓電路(b)分壓式自偏壓電路,圖3.11場(chǎng)效應(yīng)管的偏壓電路,（2）分壓式自偏壓電路,.,2靜態(tài)工作點(diǎn)的確定,（1）在輸出特性上作直流負(fù)載線,（2）作負(fù)載轉(zhuǎn)移特性,（3）作源極負(fù)載線,（4）確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q,（5）轉(zhuǎn)移特性和輸出特性上求出Q點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓電流值：uGS0.7V，iD0.37mA，uDS9V。,*3.5.2場(chǎng)效應(yīng)管放大器的微變等效電路分析法,1場(chǎng)效應(yīng)管的等效電路,(a)場(chǎng)效應(yīng)管在共源接法時(shí)的雙口網(wǎng)絡(luò)（b）低頻等效電路,圖3.12場(chǎng)效應(yīng)管微變等效電路,.,2、應(yīng)用微變等效電路法分析場(chǎng)效應(yīng)管放大電路,(a)電路圖（b）微變等效電路,圖3.13共源極電路及其微變等效電路,（1）大倍數(shù)電壓放,2入電阻,3輸出電阻,3三種基本放大電路的性能比較,.,思考題1、考慮P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管對(duì)電源極性的要求，試畫出由這種類型管子組成的共源放大電路。2、增強(qiáng)型MOS管能否使用自給柵偏壓偏置電路來(lái)設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)？3、試畫出自給柵偏壓共源放大電路的微變等效電路，并寫出Au、ri、ro的表達(dá)式。4、試在具有四象限的直角坐標(biāo)上分別畫出各種類型場(chǎng)效應(yīng)管（包括N溝道、P溝道MOS增強(qiáng)型和耗盡型，JFETP溝道、N溝道耗盡型）的轉(zhuǎn)移特性示意圖，并標(biāo)明各自的開(kāi)啟電壓或夾斷電壓。5、增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管能否用自偏壓的方法來(lái)設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，試說(shuō)明理由。,思考題與練習(xí)題,.,本章重點(diǎn):l反饋極性、類型的判斷l(xiāng)負(fù)反饋對(duì)電路性能的影響l深度負(fù)反饋電路的估算,4.1反饋的定義及概念,(a)射極輸出器(b)靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路,圖4.1兩種放大電路中的反饋,第4章負(fù)反饋放大電路,.,4.2負(fù)反饋放大電路的基本關(guān)系式,圖4.2反饋放大電路方框圖,4.3反饋的分類與判別,4.3.1反饋的分類,4.3.2正反饋與負(fù)反饋的判別,.,(a)(b),(c)(d),圖4.3反饋極性的判別,.,4.3.3交流反饋與直流反饋的判別,Cf,Ui,R2,Rf,R1,(a)(b),圖4.4交流反饋與直流反饋,4.3.4電壓反饋與電流反饋的判別,.,(a)電流反饋(b)電壓反饋,圖4.5電壓反饋與電流反饋,4.3.5串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的判別,4.4負(fù)反饋的四種組態(tài),4.4.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋及其判別,.,(a)電路圖,圖4.6電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路,.,4.4.2電流串聯(lián)負(fù)反饋及其判別,(a)電路圖,(b)方框圖,圖4.7電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路,.,4.4.3電壓并聯(lián)負(fù)反饋及其判別,(a)電路圖,(b)由集成運(yùn)放組成的電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路,圖4.8電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路,4.4.4電流并聯(lián)負(fù)反饋及其判別,.,a電路圖,（b）方框圖,(c)由集成運(yùn)放組成的電流并聯(lián)負(fù)反饋電路,圖4.9電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路,.,4.5負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響,4.5.1提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性,4.5.2減小非線性失真和抑制噪聲及干擾,(a)無(wú)反饋(b)有負(fù)反饋,圖4.10負(fù)反饋減小非線性失真,4.5.3擴(kuò)展通頻帶,4.5.4負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響,1使用串聯(lián)負(fù)反饋可提高放大電路的輸入電阻,.,4.11串聯(lián)負(fù)反饋方框圖4.12并聯(lián)負(fù)反饋方框圖,2使用并聯(lián)負(fù)反饋可減小放大電路的輸入電阻,4.5.5負(fù)反饋對(duì)放大電路輸出電阻的影響,Io,1使用電壓負(fù)反饋可減小放大電路的輸出電阻,.,圖4.13電壓負(fù)反饋方框圖,2使用電流負(fù)反饋可提高放大電路的輸出電阻,圖4.14電流負(fù)反饋方框圖,.,綜上所述：（1）放大電路若引入的是串聯(lián)負(fù)反饋，則可以提高放大電路的輸入電阻，若引入的是并聯(lián)負(fù)反饋則使輸入電阻降低。其提高或降低的程度取決于反饋深度（1AF）。（2）放大電路若引入的是電壓負(fù)反饋，則可減小放大電路的輸出電阻，若引入的是電流負(fù)反饋則使輸出電阻增加，其減小或增加的程度取決于反饋深度（1AF）。以上分析了放大電路引入負(fù)反饋后對(duì)性能的改善及影響。為了改善放大電路的某些性能應(yīng)如何引入負(fù)反饋呢？一般是：（1）要穩(wěn)定直流量（靜態(tài)工作點(diǎn)），應(yīng)該引入直流負(fù)反饋。（2）要改善交流性能，應(yīng)引入交流負(fù)反饋。（3）要穩(wěn)定輸出電壓，應(yīng)引入電壓負(fù)反饋；要穩(wěn)定輸出電流，應(yīng)引入電流負(fù)反饋。（4）要提高輸入電阻，應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋；要減小輸入電阻，應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋。性能的改善或改變都與反饋深度（1AF）有關(guān)，且都是以犧牲放大倍數(shù)為代價(jià)。,.,4.6深度負(fù)反饋放大電路的分析,4.6.1深度負(fù)反饋的特點(diǎn),4.6.2深度負(fù)反饋的估算,(a)(b),圖4.15（a）電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路的計(jì)算（b）電流串聯(lián)負(fù)反饋電路的計(jì)算,.,本章重點(diǎn):l直接耦合放大電路及存在的主要問(wèn)題l典型差分放大電路的工作原理l理想運(yùn)放及“虛短”、“虛斷”、“虛地”的基本概念l運(yùn)放的兩種工作狀態(tài)及特點(diǎn)l運(yùn)放的分析計(jì)算及在實(shí)際中的應(yīng)用,5.1直接耦合放大電路中存在的主要問(wèn)題,5.1.1前后級(jí)之間的直流工作狀態(tài)互相影響,5.1.2零點(diǎn)漂移,5.1.3減小零點(diǎn)漂的辦法,（1）1選用高質(zhì)量的硅管,2利用二極管或熱敏元件補(bǔ)償,第5章集成運(yùn)算放大器,.,圖5-2二極管補(bǔ)償電路圖5-3利用熱敏電阻Rt補(bǔ)償溫漂的電路,（1）3采用差分式放大電路,5.2差分放大電路,5.2.1基本差分放大電路,.,圖5.4基本差分放大電路,5.2.2靜態(tài)分析,5.2.3信號(hào)放大原理及電壓放大倍數(shù),1共模信號(hào)輸入,.,2差模信號(hào)輸入,.,3任意信號(hào)輸入,5.2.4差分放大器的其它指標(biāo),1共模抑制比,2差模輸入電阻,3差模輸出電阻,4共模輸出電阻,5.3常見(jiàn)的幾種改進(jìn)型差分電路,5.3.1長(zhǎng)尾式差分放大電路,1電路中接入Re后對(duì)輸入差模信號(hào)的放大作用完全無(wú)影響。,.,2Re對(duì)共模輸入信號(hào)的放大有抑制作用,.,5.3.2帶恒流源的差分電路,1.恒流源特性,圖5.10恒流源的電流、電壓特性,2.恒流源差分放大電路,.,3.差分放大電路四種接法的比較,5.4集成運(yùn)算放大器,5.4.1集成運(yùn)算放大器的分類,1通用型集成運(yùn)算放大器,2專用型集成運(yùn)算放大器,（1）低功耗或微功耗集成運(yùn)算放大器：電源電壓15V時(shí)，功耗小于6mW或W級(jí)。（2）高速集成運(yùn)算放大器。（3）寬帶集成運(yùn)算放大器：一般帶寬應(yīng)大于10MHZ。（4）高精度集成運(yùn)算放大器：特點(diǎn)是高增益、高共模抑制比、低偏流、低溫漂、低噪聲等。（5）高電壓集成運(yùn)算放大器：正常輸出電壓Uo大于22V。（6）功率型集成運(yùn)算放大器。（7）高輸入阻抗集成運(yùn)算放大器。（8）電流型集成運(yùn)算放大器。（9）跨導(dǎo)型集成運(yùn)算放大器。（10）程控型集成運(yùn)算放大器。（11）低噪聲型集成運(yùn)算放大器。（12）集成電壓跟隨器。,5.4.2集成運(yùn)算放大器的組成,.,1組成,圖5.12集成運(yùn)算放大器內(nèi)部電路組成框圖,1輸入級(jí),2中間級(jí),3輸出級(jí),4偏置電路,2典型通用集成運(yùn)算放大器F007內(nèi)電路簡(jiǎn)介,（1）F007的內(nèi)電路,3集成運(yùn)算放大器的識(shí)讀,.,4集成運(yùn)算放大器在電路中的符號(hào),5.4.3集成運(yùn)算放大器的傳輸特性,1傳輸特性,(a)實(shí)際運(yùn)放的傳輸特性(b)理想運(yùn)放的傳輸特性圖5.15集成運(yùn)放的傳輸特性,2線性區(qū)的特點(diǎn),.,3非線性區(qū)（飽和區(qū)）的特點(diǎn),(a)虛斷、虛短(b)虛斷、虛地,圖5.17集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的等效電路,圖5.18集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)的兩種情況,.,5.5理想集成運(yùn)算放大器與實(shí)際集成運(yùn)算放大器,5.5.1理想運(yùn)算放大器及其性能指標(biāo),5.5.2理想運(yùn)放與實(shí)際運(yùn)放,5.5.3集成運(yùn)放的三種基本輸入形式,1反相輸入,2同相輸入,.,3差模輸入,圖5.22差動(dòng)放大組態(tài),5.6集成運(yùn)算放大器在實(shí)際中的應(yīng)用,5.6.1集成運(yùn)放在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用,1加法運(yùn)算電路,.,2減法運(yùn)算電路,1電路組成,2電路分析及減法運(yùn)算條件,3微分電路,(a)(b),圖5.25微分運(yùn)算電路,.,4積分運(yùn)算電路,（a）（b）,圖5.26積分運(yùn)算電路,5.6.2集成運(yùn)放在信號(hào)處理方面的應(yīng)用,1立體聲消音電路,2高檔音響設(shè)備中的十五段優(yōu)質(zhì)均衡器,.,圖5.27立體聲消音電路,.,(以下電路同上，僅C1、C2值不同，電路從略）,圖5.28十五段優(yōu)質(zhì)均衡器,.,(2)當(dāng)R4的滑動(dòng)觸頭移到最左邊時(shí)，其電路如圖5.30（a）所示。,（a）電路圖（b）幅頻特性,圖5.30R4的滑動(dòng)觸頭移到最左邊,（3）當(dāng)R4的滑動(dòng)頭移到最右邊時(shí)，其電路如圖5.31（a）所示,.,（a）電路圖（b）幅頻特性,圖5.31R4的滑動(dòng)觸頭移到最右邊,3實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警器,圖5.32監(jiān)控報(bào)警器,.,5.6.3可編程增益放大器,圖5.33可編程增益放大器的基本電路圖34碼控四段轉(zhuǎn)換可編程增益放大器,.,本章重點(diǎn)內(nèi)容l產(chǎn)生正弦振蕩的條件lLC正弦波振蕩電路的工作原理lLC正弦波振蕩電路的工作判別l石英晶體振蕩電路及其工作原理,6.1正弦波振蕩電路,6.1.1自激式正弦波振蕩電路與反饋放大器的異同,1.相同點(diǎn)：均引入反饋。2.不同點(diǎn)：（1）自激式正弦波振蕩電路用來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出信號(hào)；反饋放大電路用來(lái)放大信號(hào)，工作任務(wù)不同。（2）自激式正弦波振蕩電路沒(méi)有外部信號(hào)輸入；反饋放大電路有待放大的信號(hào)輸入。（3）正弦波振蕩電路中引入的是正反饋；反饋放大電路中一般引入負(fù)反饋，以改善性能。（4）正弦波振蕩電路的振蕩也不同于負(fù)反饋放大電路的自激振蕩。前者是依靠外部接入的正反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生振蕩；后者是放大電路的附加相移使負(fù)反饋?zhàn)兂烧答伓a(chǎn)生振蕩,第6章信號(hào)產(chǎn)生電路,.,6.1.2自激式振蕩電路的組成及產(chǎn)生和穩(wěn)定振幅的條件,1.放大環(huán)節(jié)：放大電路2.正反饋網(wǎng)絡(luò)：供給維持振蕩的能量，必需滿足下列條件：,（1）振幅平衡條件：AF1（2）相位平衡條件：AB2n（n=1、2、3.）,3.穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：產(chǎn)生穩(wěn)定的信號(hào)輸出，條件；4.選頻網(wǎng)絡(luò)：選出振蕩器產(chǎn)生維持振蕩所需要的信號(hào)頻率。,6.2LC振蕩電路,1電路的組成,圖6.1變壓器反饋式正弦波振蕩電路,.,2振蕩條件,（1）相位平衡條件：為滿足相位平衡條件，變壓器的初、次級(jí)之間同名端必須正確連接。如圖6.1所示，設(shè)某一瞬間基極對(duì)地信號(hào)電壓為正極性“”，由于共射電路的倒相作用，集電極的瞬時(shí)極性“”，即A180。電當(dāng)頻率0時(shí)：LC回路的諧振阻抗是純電阻性，由圖中L1及L2的同名端可知，反饋信號(hào)與輸出電壓極性相反，即。于是AB360，保證了電路的正反饋，滿足振蕩的相位條件。當(dāng)頻率0時(shí)：LC回路的阻抗不是純電阻性，而是感性或容性阻抗，此時(shí)LC回路對(duì)信號(hào)會(huì)產(chǎn)生附加相移，造成，那么AB360，不能滿足相位平衡條件，電路也不可能產(chǎn)生振蕩。由此可見(jiàn)，LC振蕩電路只有在0這個(gè)頻率上，才有可能產(chǎn)生振蕩。（2）振幅條件：為了滿足振幅平衡條件AF1，對(duì)晶體管的值有一定要求，一般只要值較大，就能滿足振幅平衡條件，反饋線圈匝數(shù)越多，耦合越強(qiáng)，電路越容易起振。,3電路振蕩頻率,4電路優(yōu)缺點(diǎn),（1）易起振，輸出電壓較大。由于采用變壓器耦合，易滿足阻抗匹配的要求。（2）調(diào)頻方便，一般在LC回路中采用接入可變電容器的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)頻范圍較寬，工作頻率通常在幾兆赫左右。（3）輸出波形不理想。由于反饋電壓取自電感兩端，它對(duì)高次諧波的阻抗大，反饋也強(qiáng)，因此在輸出波形中含有較多高次諧波成份。,6.2.2電感三點(diǎn)式LC振蕩器,1電路的組成,2振蕩條件分析（1）相位條件：設(shè)基極瞬間極性為正，由于放大器的倒相作用，集電極電位為負(fù)，則電感的端為負(fù)，端為公共端，端為正，各瞬時(shí)極性如圖6.2所示。反饋電壓由端引至三極管的基極，故為正反饋，滿足相位條件。（2）幅度條件：從圖6.2可以看出，反饋電壓取自電壓L2的兩端，并通過(guò)C1的耦合后加到晶體管的b、e間的，所以改變線圈抽頭的位置，即改變L2的大小，就可以調(diào)節(jié)反饋電壓的大小，當(dāng)滿足AF1時(shí)，電路便可起振。,.,圖6.2電感三點(diǎn)式LC振蕩電路,3振蕩頻率,4電路的優(yōu)缺點(diǎn)（1）由于L1和L2之間的耦合很緊，故電路易起振，輸出幅度大。（2）調(diào)頻方便，電容C若采用可變電容器，就能獲得較大的頻率調(diào)節(jié)范圍。（3）由于反饋電壓取自電壓L2的兩端，它對(duì)高次諧波的阻抗大，反饋也強(qiáng)，因此在輸出波形中含有較多的高次諧波成份，輸出波形不理想。,6.2.3電容三點(diǎn)式振蕩電路,.,圖6.3電容三點(diǎn)式振蕩器,1相位條件,2幅度條件3振蕩頻率,4電路的優(yōu)、缺點(diǎn),（1）容易起振，振蕩頻率高，可達(dá)100MHZ以上。（2）輸出波形較好。這是由于C2對(duì)高次諧波的阻抗小，反饋電路中的諧波成份少，故振蕩波形較好。（3）調(diào)節(jié)頻率不方便。因?yàn)镃1、C2的大小既與振蕩頻率有關(guān)，也與反饋量有關(guān)，改變C1（或C2）時(shí)會(huì)影響反饋系數(shù)，從而影響反饋電壓的大小，造成工作性能不穩(wěn)定。,.,6.2.4串聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式LC振蕩電路,圖6.4克拉潑振蕩電路,6.3石英晶體振蕩電路,6.3.1石英晶體的諧振特性與等效電路,.,.,6.3.2石英晶體振蕩電路,1.并聯(lián)型石英晶體振蕩電路,（a）實(shí)際電路（b）石英晶體等效后的電路圖6.7并聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路,.,2.串聯(lián)型石英晶體振蕩電路,*6.4RC正弦波振蕩電路,6.4.1RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性,.,(a)RC串并聯(lián)電路（b）低頻等效電路（c）高頻等效電路圖6.9RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)及其高低頻等效電路,6.4.2RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性,圖6.10RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性,.,6.4.3橋式振蕩電路,6.4.4RC移相式振蕩電路,.,*6.5非正弦波產(chǎn)生電路,6.5.1矩形波產(chǎn)生電路,1工作原理,（a）電路（b）波形圖6.13矩形波發(fā)生電路及其波形,2振蕩頻率及其調(diào)節(jié),6.5.2三角波發(fā)生器,.,(a)電路圖(b)波形圖圖6.14三角波發(fā)生器,.,6.5.3鋸齒波發(fā)生器,（a）電路（b）波形圖6.16鋸齒波發(fā)生器,.,本章重點(diǎn)內(nèi)容l功率放大電路的特點(diǎn)l互補(bǔ)對(duì)稱推挽功率放大電路及其工作原理l集成功率放大電路的原理及應(yīng)用,7.1功率放大電路概述,7.1.1功率放大電路的特點(diǎn),圖7.1放大器方框圖,1.要求輸出足夠大的功率,2.效率要高,3.非線性失真要小,4.要考慮功率管的散熱和保護(hù)問(wèn)題,5.在分析方法上，通常采用圖解法,第7章功率放大電路,.,7.1.2功率放大電路的三種工作狀態(tài),1.甲類放大狀態(tài),2.甲乙類放大狀態(tài),3.乙類放大狀態(tài),圖7.2功放電路的三種工作狀態(tài)（a）甲類放大（b）甲乙類放大（c）乙類放大,.,7.2互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路,7.2.1OCL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路,1.乙類OCL互補(bǔ)對(duì)稱電路,(a)基本互補(bǔ)對(duì)稱電路(b)由NPN管組成的射極輸出器(c)由PNP管組成的射極輸出器圖7.3兩射極輸出器組成的基本互補(bǔ)對(duì)稱電路,2.乙類OCL互補(bǔ)對(duì)稱電路主要參數(shù)估算,（1）輸出功率及效率,圖7.4乙類OCL互補(bǔ)對(duì)稱電路圖解分析,.,（2）管耗,（3）功率管參數(shù)的選擇,3.甲乙類OCL互補(bǔ)對(duì)稱電路,圖7.5交越失真,.,a）用二極管提供偏置（b）用UBE倍增電路提供偏置圖7.6甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路,7.2.2OTL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路,1.基本電路,圖7.7采用一個(gè)電源的互補(bǔ)對(duì)稱電路,.,2.帶自舉的OTL電路,圖7.8帶自舉的單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路,7.2.3采用復(fù)合管的準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路,1.復(fù)合管,.,圖7.10準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱功放電路,2.復(fù)合管組成的準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱功放電路,7.2.4實(shí)際功率放大電路分析,1.OTL音頻功率放大電路,（1）電路組成,7.11OTL音頻功率放大電路,.,（2）主要技術(shù)指標(biāo)的估算,(1)電路組成,圖7.12高保真OCL功率放大電路,(2)主要技術(shù)指標(biāo)的估算,7.3集成功率放大電路,7.3.1集成功率放大電路分析,1.LM386內(nèi)部電路,.,圖7.13LM386內(nèi)部電路原理圖,2.LM386的電壓放大倍數(shù),3.LM386的外形和引腳圖,.,7.3.2集成功率放大電路的主要性能指標(biāo),7.3.3集成功率放大電路的應(yīng)用1.集成OTL電路的應(yīng)用,圖7.15LM386外接元件最少的用法,圖7.16LM386電壓增益最大的用法,.,圖7.17LM386的一般用法,2.集成OCL電路的應(yīng)用,.,7.4功率管的安全使用和保護(hù),7.4.1功放管的二次擊穿問(wèn)題,（a）二次擊穿（b）S/B曲線圖7.19晶體管的擊穿現(xiàn)象,7.4.2功放管的散熱問(wèn)題,.,7.4.3功放管的保護(hù)措施,1.過(guò)熱保護(hù),2.過(guò)壓和過(guò)流保護(hù),圖7.22由ICM、PCM、U（BR）CEO和二次擊穿臨界曲線限制的安全工作區(qū),圖7.23功放管的保護(hù)電路,.,第8章直流穩(wěn)壓電源,本章重點(diǎn)內(nèi)容l整流電路的工作原理及元器件參數(shù)的選擇l電容濾波電路的工作原理l分立及集成穩(wěn)壓電路的工作原理,8.1直流穩(wěn)壓電源的組成直流穩(wěn)壓電源的組成如圖8.1所示,直流穩(wěn)壓圖8.1電源的組成,1.電源變壓器,2.整流電路,3.濾波器4.穩(wěn)壓電路,.,8.2小功率整流與濾波電路,8.2.1單相整流電路,1.整流電路的主要技術(shù)指標(biāo),2.橋式整流電路的工作原理,.,圖8.3橋式整流電路的波形圖,3.橋式整流電路的參數(shù)計(jì)算,.,8.2.2濾波電路1.電容濾波電路,2.電感濾波電路,3.復(fù)合濾波電路,R,C2,C1,+,+,uD,uO,L,C,+,+,uD,uO,.,（c）LC-型濾波電路圖8.7常用的復(fù)合濾波電路,8.3串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,8.3.1穩(wěn)壓電路的技術(shù)指標(biāo),1.穩(wěn)壓系數(shù)SV,2.紋波抑制比Sr,3.輸出電壓的溫度系數(shù)ST,.,4.輸出電壓的溫度系數(shù)ST,5.電流調(diào)整率SI,8.3.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,1.電路組成和工作原理,圖8.8串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,.,（1）采樣電路,（2）基準(zhǔn)電壓和放大電路,（3）調(diào)整管,2.輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍,3.調(diào)整管的選擇,（1）集電極最大允許電流ICM,（2）集電極和發(fā)射極之間的反向擊穿電壓U（BR）CEO,（3）集電極最大允許耗散功率PCM,*4.高精度基準(zhǔn)電源,.,（a）結(jié)構(gòu)框圖（b）電路符號(hào)（c）典型應(yīng)用電路圖8.10LM399的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用電路,8.3.3三端集成穩(wěn)壓器,1.三端集成穩(wěn)壓器的產(chǎn)品分類及特點(diǎn),（1）固定式三端集成穩(wěn)壓器,（2）可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器,