陜西科技大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程 電工學(xué)電子技術(shù)綜合復(fù)習(xí)資料匯總(內(nèi)部總結(jié))

陜西科技大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程電工學(xué)電子技術(shù)綜合復(fù)習(xí)資料匯總內(nèi)部總結(jié)第二章半導(dǎo)體器件21半導(dǎo)體的基本知識(shí)211導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱(chēng)為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體。有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱(chēng)為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。另有一類(lèi)物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱(chēng)為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。比如1（制作特殊器件）2（有可控性）212本征半導(dǎo)體一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體，稱(chēng)為本征半導(dǎo)體。在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵，共用一對(duì)價(jià)電子。硅和鍺的共價(jià)鍵平面結(jié)構(gòu)（圖）共價(jià)鍵相鄰原子共有價(jià)電子所形成的束縛。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱(chēng)為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子。二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理1、載流子、自由電子和空穴在絕對(duì)0度（T0K）和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí),價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒(méi)有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子,它的導(dǎo)電能力為0，相當(dāng)于絕緣體。載流子運(yùn)動(dòng)的帶電粒子稱(chēng)為在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子。同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱(chēng)為空穴。本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理描述本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流?？昭ㄒ苿?dòng)產(chǎn)生的電流。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。常溫下本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。（溫導(dǎo)電能力）213雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。P,也稱(chēng)為（空穴半導(dǎo)體）。（N電P空）一、N型半導(dǎo)體摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻），必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，很容易被激1發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。（N自由電子正離子）N型半導(dǎo)體中的載流子是自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱(chēng)為多數(shù)載流子（多子），空穴稱(chēng)為少數(shù)載流子（少子）二、P型半導(dǎo)體摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦），多產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來(lái)填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。（P空穴負(fù)離子）22PN結(jié)及半導(dǎo)體二極管221PN結(jié)一、PN結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，經(jīng)過(guò)載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了PN結(jié)。PN123、所以擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒(méi)有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。PN結(jié)的形成多子擴(kuò)散（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）形成空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng)（漂移運(yùn)動(dòng)）使擴(kuò)散減弱，漂移增加擴(kuò)散電流等于漂移電流動(dòng)態(tài)平衡形成穩(wěn)定的PN結(jié)請(qǐng)注意1、空間電荷區(qū)中沒(méi)有載流子，所以空間電荷區(qū)又稱(chēng)為耗盡層。2、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙P中的空穴、N中的電子（都是多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)），故空間電荷區(qū)又稱(chēng)為阻擋層。3、P中的電子和N中的空穴（都是少子），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。在定量計(jì)算時(shí)往往忽略。二、PN結(jié)的特性1PNPN結(jié)加上正向電壓、正向偏置的意思都是P區(qū)加正、N區(qū)加負(fù)電壓。PN結(jié)加上反向電壓、反向偏置的意思都是P區(qū)加負(fù)、N區(qū)加正電壓。（正向偏置是P接正電壓）PN結(jié)正向偏置內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流（MA，認(rèn)為PN結(jié)導(dǎo)通。注意串電阻限流。（正極給P提供正電流，促進(jìn)擴(kuò)散）PN結(jié)反向偏置內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流。認(rèn)為PN結(jié)截止。形成的微小電流稱(chēng)為反向飽和電流。PN結(jié)的導(dǎo)電特性由上可知，PN結(jié)加正向電壓時(shí)導(dǎo)通，有較大的電流（多子形成）；而加反向電壓時(shí)截止，僅有反向飽和電流（少子形成）。所以，PN結(jié)具有單向?qū)c(diǎn)特性。2、PN結(jié)的伏安特性UTPN結(jié)伏安特性方程IISE1式中IS為反向飽和電流；UT?。┘诱螂妷篣0,且UUT時(shí)，伏安特性呈非線性指數(shù)規(guī)律；加反向電壓U0,且UUT時(shí)，電流基本與U無(wú)關(guān)；23、PN結(jié)的反向擊穿特性當(dāng)PN結(jié)的反向電壓增大到一定值時(shí)，反向電流隨電壓數(shù)值的增加而急劇增大，稱(chēng)為反向擊穿。PN結(jié)的反向擊穿有兩類(lèi)齊納擊穿和雪崩擊穿。無(wú)論發(fā)生哪種擊穿，若對(duì)其電流不加以限制，都可能造成PN結(jié)的永久性損壞。4PN結(jié)電容效應(yīng)PN結(jié)之間有電容，此電容由兩部分組成勢(shì)壘電容CB和擴(kuò)散電容CD。、PN結(jié)溫度特性當(dāng)溫度升高時(shí)，PN結(jié)的反向電流增大，正向?qū)妷簻p小。這也是半導(dǎo)體器件熱穩(wěn)定性差的主要原因。222半導(dǎo)體二極管一、基本結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)一個(gè)2、類(lèi)型點(diǎn)接觸型（一般是鍺材料）主要應(yīng)用在小電流、高頻電路。面接觸型（一般是硅材料）主要應(yīng)用在大電流、低頻電路。PN3、符號(hào)半導(dǎo)體二極管的型號(hào)補(bǔ)充國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下2AP922代表二極管，3代表三極管A用字母代表器件的材料，A代表P型GE，B代表P型GE，C代表N型SI，D代表N型SIP用字母代表器件的類(lèi)型，P代表普通管9用數(shù)字代表同類(lèi)型器件的不同型號(hào)5、二極管的伏安特性UTH死區(qū)電壓。UTH05V硅管01V鍺管正向特性0UUTH，ID0；UUTH，ID急劇上升。UD硅管取07V，鍺管取03V反向特性UBRU0，IDIS；UUBR，反向電流急劇增大（反向擊穿）6、二極管常用等效模型（理想模型）A等效開(kāi)關(guān)模型UD正偏導(dǎo)通，UD0；反偏截止，ID0，UBR3UUDON6、主要參數(shù)（1）最大整流電流IOM二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。（2（3）反向電流IR指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說(shuō)明管子的單向?qū)щ娦圆睿虼朔聪螂娏髟叫≡胶?。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要大幾十到幾百倍。23特殊二極管231穩(wěn)壓二極管符號(hào)工作條件反向擊穿（曲線越陡，電壓越穩(wěn)定）特點(diǎn)1）工作于反向擊穿狀態(tài)。2壓。穩(wěn)壓二極管的參數(shù)2Z越大穩(wěn)壓效果越好，小于IMIN時(shí)不穩(wěn)壓。3最大工作電流IZM最大耗散功率PZMPZMUZIZM4動(dòng)態(tài)電阻RZRZUZIZ5穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)CT（略）232光電二極管反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升。工作條件反向偏置233發(fā)光二極管LEDLIGHTEMITTINGDIODE符號(hào)4工作條件正向偏置一般工作電流幾十MA，導(dǎo)通電壓12V24雙級(jí)型晶體三極管241BJT的結(jié)構(gòu)及類(lèi)型集電區(qū)面積較大作用是收集載流子。（厚）基區(qū)較薄，摻雜濃度低作用是控制和傳遞載流子（薄，濃低）發(fā)射區(qū)摻雜濃度較高，作用是發(fā)射載流子（濃高）集電結(jié)，發(fā)射結(jié)NPN型三極管，PNP型三極管二、分類(lèi)按材料分硅管、鍺管按結(jié)構(gòu)分NPN、PNP按使用頻率分低頻管、高頻管按功率分小功率管500MW；中功率管051W；大功率管1W242BJT的電流放大作用共基極，共集電極，共發(fā)射極（略P69）1三極管放大的條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，基區(qū)薄且摻雜濃度低，集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏（發(fā)射極出電流，集電極入電流）2、電流放大原理（放大狀態(tài)）（看書(shū)P48）發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流進(jìn)入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。從基區(qū)擴(kuò)散來(lái)的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。（自這里可忽略）IBIBEICBOIBEICICEICBOICEICE與IBE243BJT的特性曲線1輸入特性ICEICIBEIBIBFUBEUCE常數(shù)，若UCE0，與二極管特性相似死區(qū)電壓硅管05V，鍺管02V（自出題可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)果為零的情況）工作壓降硅管UBE0607V,鍺管UBE0203V。（自按電壓降去處理）（2）輸出特性此區(qū)域滿(mǎn)足ICIB稱(chēng)為線性區(qū)（放大區(qū)）。當(dāng)UCE大于一定的數(shù)值時(shí)，IC只與IB有關(guān)，ICIB。此區(qū)域中UCEUBE,集電結(jié)正偏，IBIC，UCE03V和狀態(tài)的條件）此區(qū)域中IB0,ICICEO,UBE死區(qū)電壓，稱(chēng)為截止區(qū)。輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)51、放大區(qū)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。即ICIB,且ICIB（放大發(fā)正集反）2、飽和區(qū)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。即UCEUBE，IBIC（飽和發(fā)正集正）3、截止區(qū)UBE死區(qū)電壓，IB0，ICICEO0244BJT的主要參數(shù)1電流放大倍數(shù)和共射直流電流放大倍數(shù)_ICI；共射交流電流放大倍數(shù)BB2集基極反向截止電流ICBO（自集電極基極的電流）ICBO是集電結(jié)反偏由少子的漂移形成的反向電流，受溫度的變化影響。3集射極反向截止電流ICEOICEOIBEICBO（自這里不是很重要）4集電極最大電流ICM集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。5集當(dāng)集射極之間的電壓UCE超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25C、基極開(kāi)路時(shí)的擊穿電壓UBRCEO。6集電極最大允許功耗PCM集電極電流IC流過(guò)三極管，所發(fā)出的焦耳熱為PCICUCE，必定導(dǎo)致結(jié)溫上升，所以PC有限制。PCPCM安全工作區(qū)ICUCEPCM半導(dǎo)體三極管的型號(hào)（補(bǔ)充）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體三極管的命名如下3DG110B3三極管D用字母表示材料，A表示鍺PNP管、B表示鍺NPN管、C表示硅PNP管、D表示硅NPN管G用字母表示器件的種類(lèi)，X表示低頻小功率管、D表示低頻大功率管、G表示高頻小功率管、A表示高頻小功率管、K表示開(kāi)關(guān)管110用數(shù)字表示同種器件型號(hào)的序號(hào)B用字母表示同一型號(hào)中的不同規(guī)格重點(diǎn)1三極管的放大作用（電流分配）ICIB；IEICIB；IE1IB重點(diǎn)2三極管的三個(gè)工作狀態(tài)特征放大狀態(tài)反射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。（放大發(fā)正集反）飽和狀態(tài)反射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。（飽和發(fā)正集正）截止?fàn)顟B(tài)反射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。（截止發(fā)反集反）四、晶體管電路的基本問(wèn)題和分析方法6判斷飽和還是放大1電位判別法NPNUEUCUB（NPNCBE，可以思考出）PNPUEUCUB（PNPEBC，與NPN相反）2電流判別法（第三章介紹）245溫度對(duì)BJT特性曲線的影響1、溫度對(duì)ICBO和的影響ICBOIC在基區(qū)復(fù)合機(jī)會(huì)減少2、溫度對(duì)輸入特性的影響（IB，UBE）（自曲線向左平移）與PN結(jié)同理TIBICUBE、溫度對(duì)輸出特性的影響輸出特性曲線上升246BJT的電路模型UBEF1IB,UCE；ICF2IB,UCE7IBB關(guān)于晶體管輸入電阻RBERBERBB1UTIEQ26集成電路集成電路將整個(gè)電路的各個(gè)元件做在一個(gè)半導(dǎo)體基片上。優(yōu)點(diǎn)工作穩(wěn)定、使用方便、體積小、重量輕、功耗小。分類(lèi)模擬集成電路、數(shù)字集成電路；小、中、大、超大規(guī)模集成電路集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)12、電阻元件由硅半導(dǎo)體構(gòu)成，范圍在幾十到20件代替或外接。3、幾十PF以下的小電容用PN結(jié)的結(jié)電容構(gòu)成、大電容要外接。4、二極管一般用三極管的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。261集成運(yùn)算放大器組成框圖（幻燈P104）1差分輸入級(jí)（組合電路）2中間級(jí)（提供高增益，差分、CE）3輸出級(jí)（互補(bǔ)輸出）4附加電路直流偏置、相位補(bǔ)償、調(diào)零電路等）等效電路8UID差模輸入電壓，UIDUUAUD開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)，UOAUDUU集成運(yùn)放的基本結(jié)構(gòu)（略不要求）同相端與UO同相反相端與UO反相輸入級(jí)的要求盡量減小零點(diǎn)漂移,盡量提高KCMRR,輸入阻抗RI盡可能大。中間級(jí)的要求足夠大的電壓放大倍數(shù)。輸出級(jí)的要求主要提高帶負(fù)載能力，給出足夠的輸出電流IO，輸出阻抗RO小。國(guó)標(biāo)GB343082對(duì)集成電路的規(guī)定（幻燈P112）1運(yùn)放的特點(diǎn)和符號(hào)運(yùn)放的特點(diǎn)RI高幾十K幾百K；KCMRR很大；RO小幾十幾百；AO很大104以上107理想運(yùn)放RI；KCMMRR；RO0；AOA0U運(yùn)放符號(hào)UUOUUAOUOUOAODUU，AOD開(kāi)環(huán)差模增益；AODUUAOD0運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的特點(diǎn)9第三章基本放大電路31概論311放大的概念電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。312放大電路的性能指標(biāo)1放大倍數(shù)AX表征放大器的放大能力根據(jù)放大電路輸入信號(hào)的條件和對(duì)輸出信號(hào)的要求，放大器可分為四種類(lèi)型，所以有四種放大倍數(shù)的定義。電壓放大倍數(shù)定義為AUUOUIUOUIIOII電流放大倍數(shù)定義為AIIOII互阻增益定義為ARUOIIUOIIIOUI互導(dǎo)增益定義為AG（2）輸入電阻RIIOUIUIU輸入電阻RIIIIII10定義斷開(kāi)信號(hào)源，保留負(fù)載，從輸入端看進(jìn)去的等效電阻，稱(chēng)為放大電路的輸入電阻。A輸入電阻較小，將從信號(hào)源取用較大的電流，從而增加信號(hào)源的負(fù)擔(dān)；B輸入電阻較小，信號(hào)源內(nèi)阻RS和RI的分壓，使實(shí)際加到放大電路的輸入電壓減小，從而RIUS減小輸出電壓UIRIRS放大電路的輸入電阻大。即RI越大，II就越小，UI就越接近US，信號(hào)在傳輸過(guò)程中損失就越小。（）輸出電阻ROUOUROOIOI0US0RL定義斷開(kāi)負(fù)載，去掉信號(hào)源，保留信號(hào)源內(nèi)阻，從輸出端看進(jìn)去的等效電阻，稱(chēng)為放大電路的輸出電阻。放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。如何確定電路的輸出電阻（略后面會(huì)再講的）（）通頻帶FL下限截止頻率，F(xiàn)H上限截止頻率，通頻帶FBWFHFL（4）最大不失真輸出有效值電壓UOMIB（5）最大輸出功率及效率11313符號(hào)規(guī)定UA大寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)，表示直流量。UA小寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)，表示全量。UA小寫(xiě)字母、小寫(xiě)下標(biāo)，表示交流分量。32基本放大電路的組成和工作原理各元件作用T是放大電路中的放大元件，利用它的電流放大作用在集電極電路獲得放大了的電流，這電流受輸人信號(hào)的控制。EC集電極電源，為輸出信號(hào)提供能量外；保證集電結(jié)處于反向偏置。RC集電極負(fù)載電阻簡(jiǎn)稱(chēng)集電極電阻，主要是將集電極電流的變化變換為電壓的變化，以實(shí)現(xiàn)電壓放大。EB基極電源，和基極電阻一起作用，使發(fā)射結(jié)處于正向偏置，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流，以使放大電路獲得合適的工作點(diǎn)。C1C2耦合電容，隔直通交。單電源供電（圖略24）IBQ,UBEQUCEQIBQ,UBEQ和ICQ,UCEQ分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)。UCE的變化沿一條直線，UCE與UI反相信號(hào)流向UIIBICUCEUO實(shí)現(xiàn)放大的條件1、晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。2、正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。3、輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。124、輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)現(xiàn)放大1、信號(hào)能否輸入到放大電路中；2、信號(hào)能否輸出；3、晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。4、正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。33放大電路的分析方法331直流通道和交流通道放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號(hào)。但是,電容對(duì)交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流不起作用，即對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開(kāi)路，這樣，交直流所走的通道是不同的。交流通道只考慮交流信號(hào)的分電路直流通道只考慮直流信號(hào)的分電路不同的信號(hào)可以分別在不同的通道分析。直流通道ECRB交流通道（自相當(dāng)于把RB、RC往下翻）13UIUO332直流負(fù)載線圖解法要用）1、輸出特性。2、UCEECICRC。畫(huà)輸出直線方程3、分別令UCE和IC為零可得M和N點(diǎn)。MEC，NECRC4、直流負(fù)載線與輸出特性的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)5、ICUCEEC11，直線方程的斜率為T(mén)ANRCRCRC333交流負(fù)載線輸出交流方程UOUCEICRLIC1UCERLIC和UCE是全量，與交流量IC和UCE有如下關(guān)系ICICUCEUCE所以IC1UCERL1，這條直線通過(guò)Q點(diǎn)，稱(chēng)為交流負(fù)載線。RL交流信號(hào)的變化沿著斜率為交流負(fù)載線的作法（略44）最大的不失真輸出有效值電壓UOM（自P47例題要反復(fù)看）333靜態(tài)分析1、估算法（1）根據(jù)直流通道估算IB12MINUCEQUCES,ICQRLIBECUBEEC07EC（自UBE一般取06V）RBRBRB14RB稱(chēng)為偏置電阻，IB稱(chēng)為偏置電流。（2）根據(jù)直流通道估算UCEICICIB，UCEECICRC2、圖解法先估算IB，然后在輸出特性曲線上作出直流負(fù)載線，與IB對(duì)應(yīng)的輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)。（自P47例題要反復(fù)看）334動(dòng)態(tài)分析一、三極管的微變等效電路當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。RBEUBEUBE，對(duì)輸入的小交流信號(hào)IBIB而言，三極管相當(dāng)于電阻RBE。RBE300126MVIEMAIBBC二、放大電路的微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替三、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算IR，UIRUIBBEOBL15AURLRBE1、AU式中的負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓的相位相反；2、隨負(fù)載變化而變化。RL愈小，則電壓放大倍數(shù)愈低；3、AU與和RBE有關(guān)。四、輸入電阻的計(jì)算對(duì)于為它提供信號(hào)的信號(hào)源來(lái)說(shuō)，電路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來(lái)表示。URIIRBE，電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較II大的的輸入電阻。五、輸出電阻的計(jì)算對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源，可以將它進(jìn)行戴維南等效，戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。計(jì)算輸出電阻的方法1、所有電源置零，然后計(jì)算電阻（對(duì)有受控源的電路不適用）。2、所有獨(dú)立電源置零，保留受控源，加壓求流法。UROORCIO334失真分析在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信號(hào)（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生非線性失真。為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把Q設(shè)置在交流負(fù)載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，則造成非線性失真。截止失真Q點(diǎn)過(guò)低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)（自輸出波形正半周被截去）飽和失真Q點(diǎn)過(guò)高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)（自輸出波形負(fù)半周被截去）晶體三極管交流分析等效電路分析法步驟分析直流電路，求出Q，計(jì)算RBE。畫(huà)電路的交流通路。在交流通路上把三極管畫(huà)成微變模型分析計(jì)算疊加在Q點(diǎn)上的各極交流量。35靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定對(duì)于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由UBE、和ICEO決定，這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化，溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這一方面。TUBE、ICEOQ溫度對(duì)UBE的影響TUBEIBIC（自輸入曲線左移）16溫度對(duì)值及ICEO的影響T，ICEOIC總的效果是溫度上升時(shí)，輸出特性曲線上移，造成Q點(diǎn)上移。TIC固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高、IC增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少I(mǎi)B，從而抑制Q點(diǎn)的變化。保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。ECUUOUBRB2I2RB2（自RB1和RB2串聯(lián)）UCC（定值）RB1RB2ICIEUBUBEUB（定值）（自RC和RE串聯(lián)）REREUB和IC就與晶體管的參數(shù)幾乎無(wú)關(guān)，不受溫度變化的影響，從而靜態(tài)工作點(diǎn)得以穩(wěn)定。Q點(diǎn)穩(wěn)定過(guò)程TICUEREIEUBUEUBEIBICQ點(diǎn)穩(wěn)定實(shí)質(zhì)是通過(guò)發(fā)射極電阻RE上電壓降（EREIE）的變化反映出來(lái)，而后引回（就是反饋）到輸入電路，和UB比較，使UBE發(fā)生變化來(lái)牽制IC的變化。即引入了負(fù)反饋。關(guān)于RE1、對(duì)于穩(wěn)定效果，RE愈大，穩(wěn)定性能愈好。2、RE愈大，在其損耗的交流信號(hào)就大。3、在RE上并聯(lián)一個(gè)電容，交流信號(hào)無(wú)損失，即傍路電容36共集電極電路（射極輸出器）17UO靜態(tài)分析ECRBC2IBECUBE，IE1IB，UCEECIERERB1RE動(dòng)態(tài)分析IIUI1、電壓放大倍數(shù)18RE/RLRLUOIERL（1）IBRLIBRBE1IBRLUIIBRBEIERLAU1IBRLIBRBE1IBRL（1）RLRBE1RL,所以AU1，討論ARBE1RL但是，輸出電流IE增加了。B輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱(chēng)電壓跟隨器。2、輸入電阻RIRB/RBE1RL3、輸出電阻（用加壓求流法求，略）RORBERS1討論A將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高輸入電阻。B將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能。C將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，可以起到電路的匹配作用。（P99是個(gè)總結(jié)）37共基極電路REUOEBUSUCC靜態(tài)分析1）列輸入回路電壓方程可求得IEQEBUBERE可求得IBQ2）根據(jù)放大區(qū)三極管電流方程IBQ3）列輸出回路電壓方程可求得IEQ1UCEQUCUEUCCICRCUBEUCCICRCUBE19動(dòng)態(tài)分析UOAUUOUIICRCIEREIBRBERCRBE1RERIUIUIIEREIBRBRBREIIIE1IERORC共射放大電路既有電壓放大作用又有電流放大作用，輸入電阻居三種電路之中，輸出電阻較大，適用于一般放大。共集放大電路只有電流放大作用而沒(méi)有電壓放大作用，因其輸入電阻高而常做為多級(jí)放大電路的輸入級(jí)，因其輸出電阻低而常做為多級(jí)放大電路的輸出級(jí)，因其放大倍數(shù)接近于1而用于信號(hào)的跟隨。共基放大電路只有電壓放大作用而沒(méi)有電流放大作用，輸入電阻小，高頻特性好，適用于寬頻帶放大電路。38多級(jí)阻容耦合放大電路耦合即信號(hào)的傳送。耦合方式直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。1、阻容耦合阻容耦合是通過(guò)電容器將后級(jí)電路與前級(jí)相連接。優(yōu)點(diǎn)1）阻容耦合多級(jí)放大電路前后級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)是相互獨(dú)立、互不影響的。因?yàn)樽儔浩鞑荒軅魉椭绷餍盘?hào)。2）阻容耦合多級(jí)放大電路基本上沒(méi)有溫漂現(xiàn)象。3）電容器在傳送交流信號(hào)的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。缺點(diǎn)1）高頻和低頻性能都很差；2）體積大，成本高，無(wú)法集成。2、直接耦合存在兩個(gè)問(wèn)題1）第一級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)已接近飽和區(qū)。202）由于采用同種類(lèi)型的管子，級(jí)數(shù)不能太多。為了解決第一個(gè)問(wèn)題（A）在T2的發(fā)射極加入電阻RE2（略P111）（B）在T2的發(fā)射極加入穩(wěn)壓管為了解決第二個(gè)問(wèn)題可以在電路中采用不同類(lèi)型的管子，即NPN和PNP管配合使用。優(yōu)點(diǎn)（1）由于級(jí)間是直接耦合，所以電路可以放大緩慢變化的信號(hào)和直流信號(hào)。（2）便于集成。由于電路中只有晶體管和電阻，沒(méi)有電容器和電感器，因此便于集成。缺點(diǎn)（1）各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)不獨(dú)立，相互影響。會(huì)給設(shè)計(jì)、計(jì)算和調(diào)試帶來(lái)不便。（2）引入了零點(diǎn)漂移問(wèn)題。零點(diǎn)漂移對(duì)直接耦合放大電路的影響比較嚴(yán)重第五章介紹零點(diǎn)漂移）382典型電路多級(jí)電路電壓放大倍數(shù)與各級(jí)電壓放大倍數(shù)之間的關(guān)系A(chǔ)UUOAU1AU2AUNUI考慮級(jí)與級(jí)之間的相互影響，計(jì)算各級(jí)電壓放大倍數(shù)時(shí)，應(yīng)把后級(jí)的輸入電阻作為前級(jí)的負(fù)載處理靜態(tài)分析（自書(shū)上比這里更細(xì)，這里略）動(dòng)態(tài)分析IIB2URUORIR1/RBE1（1RL1，其中RL1RE1/RI2RE1/R2/R3/RBE2RE1/RL1RE1/RI2RORC210K1211RL2RL，AU2，AUSAU1AU2AU1RBE111RL1RBE1總結(jié)多級(jí)阻容耦合放大器的特點(diǎn)（1）、由于電容的隔直作用，各級(jí)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。（2）、前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓。（3）、后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻。（4）、總電壓放大倍數(shù)各級(jí)放大倍數(shù)的乘積。（5）、總輸入電阻RI即為第一級(jí)的輸入電阻RI1。（6）、總輸出電阻即為最后一級(jí)的輸出電阻。阻容耦合電路的頻率特性21阻容耦合電路缺點(diǎn)不能放大直流信號(hào)。采用直接耦合的方式可放大緩慢變化的信號(hào)，擴(kuò)大通頻帶。下面將要介紹的差動(dòng)放大器即采用直接耦合方式。39差動(dòng)放大電路391直接耦合電路的特殊問(wèn)題問(wèn)題1前后級(jí)Q點(diǎn)相互影響。解決方法增加R、RE2用于設(shè)置合適的Q點(diǎn)。問(wèn)題2零點(diǎn)漂移。產(chǎn)生的原因是電源波動(dòng)；元件老化；溫度影響。解決的辦法采用穩(wěn)壓電源；精選元件；對(duì)溫度的影響一般采用差動(dòng)放大電路。392差分放大電路的結(jié)構(gòu)393差分放大電路的工作原理1、抑制零漂的原理1）利用電路對(duì)稱(chēng)性抑制零漂（雙端輸出）當(dāng)UI1UI20時(shí)UOUC1UC20。當(dāng)溫度變化時(shí)UOUC1UC1UC2UC202RE抑制溫度漂移TICIE2ICUEUBEIBIC靜態(tài)分析UCCUI1I2IBUEEUBERB21REIC1IC2ICIB，UE1UE2IBRBUBEUCE1UCE2UC1UE1，UC1UC2UCCICRC動(dòng)態(tài)分析一、輸入信號(hào)分類(lèi)1、差模輸入U(xiǎn)I1UI2UD，差模電壓放大倍數(shù)AD2、共模輸入U(xiǎn)I1UI2UC，共模電壓放大倍數(shù)ACUODUDUOCUC22共模抑制比KCMRRADA，KCMMRDB20LOGDACAC3、任意輸入U(xiǎn)I,UI2分解差模分量UDUI1UI2UUI2，共模分量UCI1。22疊加UI1UCUD，UI2UCUD二、差模輸入、電路UCCUIUI111UIUD，UI2UIUD22UIUI1UI22UD、RE對(duì)差模信號(hào)作用URE0，RE對(duì)差模信號(hào)不起作用3、差模信號(hào)通路T1單邊微變等效電路4、差模電壓放大倍數(shù)單邊差模放大倍數(shù)AD1IB1RCIB1RBRBE1RCRBRBE1，AD1AD223總電壓放大倍數(shù)（雙端輸出）ADUOD1UOD2AD1UI1AD2UI2AD1UIUIAD1RC/RBRBE1RL5、差模輸入輸出電阻RUR輸入電阻RI2RBE1RB輸出電阻RO2RC394差動(dòng)放大電路的改進(jìn)恒流源式差放電路UI1I2恒流源的作用1恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。242恒流源不影響差模放大倍數(shù)。3恒流源影響共模放大倍數(shù)，使共模放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制比，理想的恒流源相當(dāng)于阻值為無(wú)窮的電阻，所以共模抑制比是無(wú)窮。395差放電路的幾種接法輸入端接法單端、雙端。輸出端接法雙端、單端。雙端輸入雙端輸出ADAD1雙端輸入單端輸出AD1AD12310互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路功率放大器的作用用作放大電路的輸出級(jí)，以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。分析功放電路應(yīng)注意的問(wèn)題1功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注意電路參數(shù)不能超過(guò)晶體管的極限值ICM、UCEM、PCM。2電流、電壓信號(hào)比較大，必須注意防止波形失真。3電源提供的能量盡可能地轉(zhuǎn)換給負(fù)載，以減少晶體管及線路上的損失。即注意提高電路的效率（）。POMAX100。POMAX負(fù)載上得到的交流信號(hào)功率。PE電源提供的直P(pán)E流功率。放大電路有三種工作狀態(tài)靜態(tài)工作點(diǎn)Q大致在交流負(fù)載線中點(diǎn)，這種稱(chēng)為甲類(lèi)工作狀態(tài)。靜態(tài)工作點(diǎn)Q沿負(fù)載線下移，這種稱(chēng)為甲乙類(lèi)工作狀態(tài)。靜態(tài)工作點(diǎn)下移IC0處，管耗更小，這種稱(chēng)為乙類(lèi)工作狀態(tài)。互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路中采用兩支晶體管，NPN、PNP各一支；兩管特性一致。類(lèi)型無(wú)輸出變壓器形式（OTL電路）無(wú)輸出電容形式（OCL電路）1、無(wú)輸出電容的互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功放電路（OCL電路）一、工作原理（設(shè)UI為正弦波）電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1由NPN型、PNP型三極管構(gòu)成兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的射極輸出器對(duì)接而成。2雙電源供電。3輸入輸出端不加隔直電容。25靜態(tài)分析UI0VT1、T2均不工作UO0V動(dòng)態(tài)分析UI0VT1導(dǎo)通，T2截止ILIC1UI0VT1截止，T2導(dǎo)通ILIC2T1、T2兩個(gè)晶體管都只在半個(gè)周期內(nèi)工作的方式，稱(chēng)為乙類(lèi)放大。交越失真輸入信號(hào)UI在過(guò)零前后，輸出信號(hào)出現(xiàn)的失真便為交越失真。乙類(lèi)放大的特點(diǎn)1靜態(tài)電流ICQ、IBQ等于零；2每管導(dǎo)通時(shí)間等于半個(gè)周期；3存在交越失真。二、電路的改進(jìn)1克服交越失真交越失真產(chǎn)生的原因在于晶體管特性存在非線性，UIUT時(shí)晶體管截止?？朔辉绞д娴拇胧╇娐分性黾覴1、D1、D2、R2支路。26SC靜態(tài)時(shí)T1、T2兩管發(fā)射結(jié)電位分別為二極管D1、D2的正向?qū)▔航?，致使兩管均處于微弱?dǎo)通狀態(tài)。動(dòng)態(tài)時(shí)設(shè)UI加入正弦信號(hào)。正半周，T2截止，T1基極電位進(jìn)一步提高，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)；負(fù)半周，T1截止，T2基極電位進(jìn)一步提高，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)。從而克服死區(qū)電壓的影響，去掉交越失真。兩管導(dǎo)通時(shí)間均比半個(gè)周期大一些的工作方式稱(chēng)為甲乙類(lèi)放大。甲乙類(lèi)放大的波形關(guān)系特點(diǎn)存在較小的靜態(tài)電流ICQ、IBQ。每管導(dǎo)通時(shí)間大于半個(gè)周期，基本不失真。電路中增加復(fù)合管增加復(fù)合管的目的是擴(kuò)大電流的驅(qū)動(dòng)能力。復(fù)合管的構(gòu)成方式方式一CBB方式二27B等效后晶體管的性能確定均如下（1）、12（2）、晶體管的類(lèi)型由復(fù)合管中的第一支管子決定。2、無(wú)輸出變壓器的互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功放電路（OTL電路）05UL一、特點(diǎn)1單電源供電；2輸出加有大電容。二、靜態(tài)分析UAUSCU，UCSC22三、動(dòng)態(tài)分析設(shè)輸入端在05USC直流電平基礎(chǔ)上加入正弦信號(hào)。USC時(shí)，T1導(dǎo)通、T2截止；2UUISC時(shí)，T1截止、T2導(dǎo)通。2UI若輸出電容足夠大，UC基本保持在05USC，負(fù)載上得到的交流信號(hào)正負(fù)半周對(duì)稱(chēng)，但存在交28越失真。05USC第四章放大電路中的負(fù)反饋41負(fù)反饋的概念1什么叫反饋定義把電路的輸出量（一部分或全部）通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)送回到輸入端，從而影響凈輸入的過(guò)程。判斷反饋網(wǎng)絡(luò)連接輸入與輸出回路。2反饋極性1定義負(fù)反饋反饋回的信號(hào)與原輸入信號(hào)的作用相反；使凈輸入下降；增益下降。正反饋反饋回的信號(hào)與原輸入信號(hào)的作用相同；使凈輸入增加；增益增加。2極性判斷方法瞬時(shí)極性法先假定輸入量的瞬時(shí)極性、正、按信號(hào)正向放大（入出）路徑，根據(jù)輸入、輸出相位關(guān)系，確定輸出量的瞬時(shí)極性。由輸出通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)確定反饋信號(hào)極性。觀察反饋量與原輸入對(duì)凈輸入的作用相同正反饋；相反負(fù)反饋3本級(jí)反饋與級(jí)間反饋的判斷本級(jí)反饋反饋信號(hào)取自本級(jí)輸出，回送到本級(jí)的輸入回路。級(jí)間反饋反饋信號(hào)取自后一級(jí)輸出，回送到前一級(jí)的輸入回路。整體反饋反饋信號(hào)取自最后一級(jí)輸出，回送到最前一級(jí)的輸入回路。4、負(fù)反饋放大電路的組成291、基本放大電路（無(wú)反饋）AXOXID反饋網(wǎng)絡(luò)2、二端口反饋系數(shù)FFXFXO3、輸出取樣1電壓取樣（電壓反饋）連接方式并聯(lián)；反饋網(wǎng)絡(luò)輸入為VO，XFFVOUI電壓反饋采樣的兩種形式301電流取樣（電流反饋）連接方式串聯(lián)；反饋網(wǎng)絡(luò)輸入為O，XFFIOUIO_電流反饋采樣的兩種形式4、輸入求和1串聯(lián)求和（串聯(lián)反饋）連接方式串聯(lián)，（信號(hào)源、放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)）31A電壓加減BVIDVIVFC信號(hào)源等效成電壓源1并聯(lián)求和（并聯(lián)反饋）連接方式并聯(lián)，（信號(hào)源、放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)）RFUIA電流加減BIIDIIIFC信號(hào)源等效成電流源42負(fù)反饋放大電路四種類(lèi)型組合）1電壓串聯(lián)負(fù)反饋O321反饋網(wǎng)絡(luò)2類(lèi)型電壓串聯(lián)負(fù)反饋3反饋系數(shù)FVVFVO4電壓串聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn)電壓負(fù)反饋A穩(wěn)定VO（RLUOUFUIDUI不變UFUO）；B輸出電阻RO變?。淮?lián)負(fù)反饋A輸入電阻RI變大；B反饋量在輸入回路是以電壓形式出現(xiàn)C串聯(lián)反饋要求恒壓激勵(lì)RS02電流并聯(lián)負(fù)反饋331反饋網(wǎng)絡(luò)2類(lèi)型電流并聯(lián)負(fù)反饋3反饋系數(shù)FIIFIOIFIE24電流并聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn)電流負(fù)反饋A穩(wěn)定IO；B輸出電阻RO變大；并聯(lián)負(fù)反饋A輸入電阻RI變小；B反饋量在輸入回路是以電流形式出現(xiàn)C并聯(lián)反饋要求恒流激勵(lì)RS3電壓并聯(lián)負(fù)反饋1反饋網(wǎng)絡(luò)RF2類(lèi)型電壓并聯(lián)負(fù)反饋3反饋系數(shù)4特點(diǎn)（5點(diǎn)）4電流串聯(lián)負(fù)反饋34負(fù)反饋放大電路的分析方法1、負(fù)反饋放大電路的基本關(guān)系式求和XIDXIXF比例系數(shù)KXIXS開(kāi)環(huán)增益基本放大電路AXOXID閉環(huán)增益AFXOXIX；ASFXOXSKAFA環(huán)路增益AFFXID；AF1AFAU1電壓串聯(lián)AUFUOUI1AUFU352電流并聯(lián)AIFIOIIIOUIAI1AIFI3電流串聯(lián)AGFAG1AGFG4電壓并聯(lián)ARFUOIIAR1ARFR反饋深度D1AF負(fù)反饋DAF1，AFA（D1時(shí)，深度負(fù)反饋）；正反饋DAF1，AFADAF0，AF43負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響一提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性XXXAOFO，AO，XDXIXFAFOFXX1AFXODIO（AO開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)，AF閉環(huán)放大倍數(shù)）反饋深度AOFAO1AF中，AOF1AOFXXXFFO、X同相，所以|AF|0。，XOFDXDXOXD則有AFAO，負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。2AFAO1AOF，DAFAFDAOAO11AOF1F引入負(fù)反饋使電路的穩(wěn)定性提高。3若AOF1，稱(chēng)為深度負(fù)反饋，此時(shí)AF在深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。二、改善波形的失真（略，P53）36三、對(duì)輸入、輸出電阻的影響1串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻增加RIF1AOFRI理解串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了一個(gè)電阻，故輸入電阻增加。2并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減小RIFRI1AOF理解并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。3電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻減小ROFRO1AOF理解電壓負(fù)反饋目的是阻止UO的變化，穩(wěn)定輸出電壓。4電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻增加ROF1AOFRO理解電流負(fù)反饋目的是阻止IO的變化，穩(wěn)定輸出電流。四、對(duì)通頻帶的影響引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加BF1AOFBOAF第五章門(mén)電路及觸發(fā)器51概述門(mén)電路是用以實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系的電子電路，與我們所講過(guò)的基本邏輯關(guān)系相對(duì)應(yīng)，門(mén)電路主要有與門(mén)、或門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、異或門(mén)等。在數(shù)字電路中，一般用高電平代表1、低點(diǎn)平代表0，即所謂的正邏輯系統(tǒng)。52分離元件門(mén)電路二極管與門(mén)37AB二極管或門(mén)D1F三極管非門(mén)12V3853TTL集成門(mén)電路531TTL與非門(mén)的基本原理TTL與非門(mén)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)5VABCF1、任一輸入為低電平（03V）時(shí)ABCUO2、輸入全為高電平（34V）時(shí)39、532TTL與非門(mén)的特性和技術(shù)參數(shù)一、電壓傳輸特性傳輸特性曲線理想的傳輸特性40UOHUOH“1”UOLU123UIV閾值UT14V1、輸出高電平UOH、輸出低電平UOLUOH24V、UOL04V便認(rèn)為合格。典型值UOH36V、UOL03V。2、閾值電壓VTHUIVTH時(shí)，認(rèn)為UI是低電平。UIVTH時(shí)，認(rèn)為UI是高電平。VTH14V二、輸入、輸出負(fù)載特性1、前后級(jí)之間電流的聯(lián)系前級(jí)輸出為高電平時(shí)5V前級(jí)輸出為低電平時(shí)41關(guān)于電流的技術(shù)參數(shù)2、扇出系數(shù)與門(mén)電路輸出驅(qū)動(dòng)同類(lèi)門(mén)的個(gè)數(shù)（圖略P23）輸出低電平時(shí)，流入前級(jí)的電流（灌電流）IOLIIL1IIL2輸出高電平時(shí)，流出前級(jí)的電流（拉電流）IOHIIH1IIH2與非門(mén)的扇出系數(shù)一般是10。說(shuō)明（1）、懸空的輸入端相當(dāng)于接高電平。（2）、為了防止干擾，可將懸空的輸入端接高電平。4、平均傳輸時(shí)間42UIOUOTOTPD254其它類(lèi)型的TTL門(mén)電路241集電極開(kāi)路的與非門(mén)（OC門(mén)）ABC符號(hào)應(yīng)用時(shí)輸出端要接一上拉負(fù)載電阻RL55觸發(fā)器一、概述觸發(fā)器輸出有兩種可能的狀態(tài)0、1；輸出狀態(tài)不只與現(xiàn)時(shí)的輸入有關(guān)，還與原來(lái)的輸出狀態(tài)有關(guān)；觸發(fā)器是有記憶功能的邏輯部件。按功能分類(lèi)RS觸發(fā)器、D型觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T型等。43二、觸發(fā)器的基本形式兩個(gè)輸入端基本觸發(fā)器的功能表總結(jié)1、觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)器件，只要令RDSD1，觸發(fā)器即保持原態(tài)。穩(wěn)態(tài)情況下，兩輸出互補(bǔ)。一般定義Q為觸發(fā)器的狀態(tài)。2、在控制端加入負(fù)脈沖，可以使觸發(fā)器狀態(tài)變化。SD端加入負(fù)脈沖，使Q1，SD稱(chēng)為“置位”或“置一”端。RD端加入負(fù)脈沖，使Q0，RD稱(chēng)為“復(fù)位”或“清0”端。三、觸發(fā)器按邏輯功能的分類(lèi)1、RS觸發(fā)器RS觸發(fā)器的功能表（CP上升沿觸發(fā)）44簡(jiǎn)化的功能表邏輯符號(hào)QQRDRCSSD2、JK觸發(fā)器45QCP邏輯符號(hào)QQRDKCJSD3、D觸發(fā)器46QQRDKCJSD四、觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換1、JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器DCP2、JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器CP473、D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器CP第六章信號(hào)運(yùn)算和處理電路本章所討論的集成運(yùn)放的基本應(yīng)用電路，主要包括加法、減法、微分、積分、對(duì)數(shù)、反對(duì)數(shù)（指數(shù)）運(yùn)算電路以及乘法器和除法運(yùn)算電路等。本章討論的信號(hào)處理電路是有源濾波電路。在分析各種運(yùn)算和處理電路時(shí)，由運(yùn)放構(gòu)成的電路通常工作在深度負(fù)反饋條件下，常用到以下兩個(gè)概念1集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端之間的電壓通常接近于零，即虛短。2集成運(yùn)放輸入電阻很高，兩輸入電流幾乎為零，即虛斷。61概述一運(yùn)放的應(yīng)用分類(lèi)1線性應(yīng)用條件VID?。痪€性區(qū)方法深度負(fù)反饋特點(diǎn)（1）VID0，VPVN；虛短（2）IPIN0，虛斷2非線性應(yīng)用條件|VID|足夠大；限幅區(qū)方法開(kāi)環(huán)（電壓比較器）正反饋（指運(yùn)放本身的工作狀態(tài)，而不是電路VI與VO之間的關(guān)系）二運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的特點(diǎn)48AO越大，運(yùn)放的線性范圍越小，必須在輸出與輸入之間加負(fù)反饋才能使其擴(kuò)大輸入信號(hào)的線性范圍。3、在分析信號(hào)運(yùn)算電路時(shí)對(duì)運(yùn)放的處理由于運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻高，輸出電阻小，在分析時(shí)常將其理想化，稱(chēng)其所謂的理想運(yùn)放。AOUOAOUU（虛短路）RIII0（虛開(kāi)路）分析多個(gè)運(yùn)放級(jí)聯(lián)組合的線性電路時(shí)可以分別對(duì)每個(gè)運(yùn)放進(jìn)RO0放大倍數(shù)與負(fù)載無(wú)關(guān)。行。4、分析運(yùn)放組成的線性電路的出發(fā)點(diǎn)虛短路UU虛開(kāi)路II0放大倍數(shù)與負(fù)載無(wú)關(guān)，可以分開(kāi)分析。62基本運(yùn)算電路一、比例運(yùn)算電路作用將信號(hào)按比例放大。類(lèi)型同相比例放大和反相比例放大。方法引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)無(wú)關(guān)，與輸入電壓和反饋系數(shù)有關(guān)。1、反相比例運(yùn)算電路49I2UIR2AUUOR2U1R12）電路的輸入電阻RIFR1，RPR1/R2為保證一定的輸入電阻，當(dāng)放大倍數(shù)大時(shí)，需增大R2，而大電阻的精度差，因此，在放大倍數(shù)較大時(shí)，該電路結(jié)構(gòu)不再適用。3）反饋方式電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸出電阻很小4）共模電壓UU02反相比例電路的特點(diǎn)1共模輸入電壓為0，因此對(duì)運(yùn)放的共模抑制比要求低。2由于電壓負(fù)反饋的作用，輸出電阻小，可認(rèn)為是0，因此帶負(fù)載能力強(qiáng)。3由于并聯(lián)負(fù)反饋的作用，輸入電阻小，因此對(duì)輸入電流有一定的要求。4在放大倍數(shù)較大時(shí)，該電路結(jié)構(gòu)不再適用。2、同相比例運(yùn)算電路R2UI結(jié)構(gòu)特點(diǎn)負(fù)反饋引到反相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。反饋方式電壓串聯(lián)負(fù)反饋。輸入電阻高。50AUUOR12U1R1同相比例電路的特點(diǎn)、不存在虛地點(diǎn)、RIF、UICUI共模信號(hào)不為0，要求KCMR高、RF0或R1時(shí)，AVF1電壓跟隨器電壓跟隨器UIRF0或R1時(shí)，AVF1此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻大，輸出電阻小，在電路中作用與分離元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。二、加減運(yùn)算電路作用將若干個(gè)輸入信號(hào)之和或之差按比例放大。類(lèi)型同相求和和反相求和。方法引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)無(wú)關(guān)，與輸入電壓和反饋系數(shù)有關(guān)。1、反相求和運(yùn)算R11UI1UI2R2RPR11/R12/RF51UOR2RUI12UI2R11R122、同相求和運(yùn)算R1RFUI1UI2R1/RFR21/R22UO1RFR12R11UI1UI2R1R11R12R11R12注意同相求和電路的各輸入信號(hào)的放大倍數(shù)互相影響，不能單獨(dú)調(diào)整。3、單運(yùn)放的加減運(yùn)算電路R1UI1UI2UI3R5UI4R1/R2/R5R3/R4/R6UOR5UI1UI2UI3UI4R1R2R3R4優(yōu)點(diǎn)元件少，成本低。缺點(diǎn)要求R1/R2/R5R3/R4/R6。阻值的調(diào)整計(jì)算不方便。改進(jìn)采用雙運(yùn)放電路。4、雙運(yùn)放的加減運(yùn)算電路（略P30）525、三運(yùn)放電路（略P33）比例運(yùn)算電路與加減運(yùn)算電路小結(jié)1它們都引入電壓負(fù)反饋，因此輸出電阻都比較小。2關(guān)于輸入電阻反相輸入的輸入電阻小，同相輸入的輸入電阻高。3同相輸入的共模電壓高，反相輸入的共模電壓小。6、微分運(yùn)算電路IFUIUOUORCDUIDT問(wèn)題1抗干擾能力差2RC環(huán)節(jié)對(duì)反饋信號(hào)有滯后作用,可能引起自激3UI突變時(shí)，輸入電流很大時(shí)，輸出可能超出最大輸出電壓,電路失常、積分運(yùn)算UIUO1UORCTT0UIDUOT0積分電路的主要用途1在電子開(kāi)關(guān)中用于延遲。2波形變換。例將方波變?yōu)槿遣ā?A/D轉(zhuǎn)換中，將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量。4移相。運(yùn)算電路要求1熟記各種單運(yùn)放組成的基本運(yùn)算電路的電路圖及放大倍數(shù)公式。2掌握以上基本運(yùn)算電路的級(jí)聯(lián)組合的計(jì)算。3會(huì)用虛開(kāi)路II0和虛短路UU分析給定運(yùn)算電路的放大倍數(shù)。5363有源濾波器濾波電路的分類(lèi)1按信號(hào)性質(zhì)分類(lèi)模擬濾波器和數(shù)字濾波器2按所用元件分類(lèi)無(wú)源濾波器和有源濾波器3按電路功能分類(lèi)低通濾波器；高通濾波器；帶通濾波器；帶阻濾波器4按階數(shù)分類(lèi)一階，二階高階傳遞函數(shù)的定義JUIJUOJUUTJOOOIJUUII幅頻特性TJ四種典型的頻率特性UOUO，相頻特性O(shè)IUI有源濾波器的優(yōu)點(diǎn)1不使用電感元件，體積小重量輕。2有源濾波電路中可加電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使輸入電阻高、輸出電阻低，輸入輸出之間具有良好的隔離。只需把幾個(gè)低階濾波電路串起來(lái)就可構(gòu)成高階濾波電路，無(wú)需考慮級(jí)間影響。3除濾波外，還可放大信號(hào)，放大倍數(shù)容易調(diào)節(jié)。有源濾波器的缺點(diǎn)1不宜用于高頻。542不宜在高電壓、大電流情況下使用。3可靠性較差。4使用時(shí)需外接直流電源。1、一階有源低通濾波器RFUR1O1FUIR11JC傳遞函數(shù)中出現(xiàn)的一次項(xiàng)，故稱(chēng)為一階濾波器。幅頻特性UOR1FUIR112OO1RC相頻特性ARGTGOTMAX1T2電路的特點(diǎn)10時(shí)，UOR1F，有放大作用UIR1UOR11F，幅頻特性與一階無(wú)源低通濾波器類(lèi)似UIR122O時(shí)，3運(yùn)放輸出，帶負(fù)載能力強(qiáng)。552、二階有源低通濾波器（略）3、一階有源高通濾波器如何組成高通濾波器將低通濾波器中的R、C對(duì)調(diào)，低通濾波器就變成了高通濾波器。RFUOUIUR1O1F1UIR11JRC幅頻特性UOR1FUIR111O264電壓比較器（非線性應(yīng)用）非線性應(yīng)用是指由運(yùn)放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系UOFUI是非線性函數(shù)。由運(yùn)放組成的非線性電路有以下情況1電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。2另一種情況，電路中的運(yùn)放引入了正反饋。運(yùn)放電路中有正反饋；運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。由于處于線性與非線性狀態(tài)的運(yùn)放的分析方法不同，所以分析電路前，首先確定運(yùn)放是否工作在線性區(qū)。確定運(yùn)放工作區(qū)的方法判斷電路中有無(wú)負(fù)反饋。56若有負(fù)反饋，則運(yùn)放工作在線性區(qū)；若無(wú)負(fù)反饋，或有正反饋，則運(yùn)放工作在非線性區(qū)。處于非線性狀態(tài)運(yùn)放的特點(diǎn)1虛短路不成立，UU2輸入電阻仍可以認(rèn)為很大。3輸出電阻仍可以認(rèn)為是0，II0電壓比較器1、若UI從同相端輸入U(xiǎn)IURUOUR參考電壓UI被比較信號(hào)特點(diǎn)運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)。當(dāng)UIUR時(shí)，UOUOM；當(dāng)UIUR時(shí)，UOUOM2、若UI從反相端輸入U(xiǎn)OURUIUOUI當(dāng)UIUR時(shí)，UOUOM；當(dāng)UIUR時(shí)，UOUOM3、過(guò)零比較器UR0時(shí)57UOUIUOUIUOUIUOUI電路改進(jìn)用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓。UIUOUI電壓比較器的另一種形式將雙向穩(wěn)壓管接在負(fù)反饋回路上UI滯回比較器58特點(diǎn)電路中使用正反饋，運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。1、下行遲滯比較器1）沒(méi)加參考電壓的下行遲滯比較器UOUOUHUIR1R1UOM，ULUOMR1R2R1R2當(dāng)UI增加到UH時(shí)，輸出由UOM跳變到UOM；當(dāng)UI減小到UL時(shí)，輸出由UOM跳變到UOM。分別稱(chēng)U