華科09-模電考研輔導3

1、1電子技術基礎電子技術基礎 華中科技大學電信系華中科技大學電信系鄒韜平鄒韜平 郵箱：郵箱：復復 習習2007.12.22講課思路講課思路n1. 模電主線索放大電路模電主線索放大電路n2. 三極管放大電路（分立元件放大器）三極管放大電路（分立元件放大器）n3. 集成運放電路集成運放電路n4. 反饋的概念和應用反饋的概念和應用n5. 模電的其他內(nèi)容模電的其他內(nèi)容nn6. 數(shù)電主線索邏輯功能數(shù)電主線索邏輯功能n7. 組合邏輯的分析與設計組合邏輯的分析與設計n8. 時序邏輯的分析與設計時序邏輯的分析與設計n9. 脈沖電路與脈沖電路與555定時器定時器n10.數(shù)字器件的數(shù)字器件的I/O特性與內(nèi)部構成特性

2、與內(nèi)部構成33. 集成運放電路集成運放電路n(1) 運放特點運放特點n(2) 運放應用電路的結構（反饋）運放應用電路的結構（反饋）n(3) 運放電路的功能運放電路的功能n(4) 分析方法（解題）分析方法（解題）4(1) 運放特點運放特點高增益高增益的的直接耦合直接耦合多級多級差分差分放大電路放大電路vNvP vo vNvP vo V- -(+VEE)V+ (+VCC) O P - - N V- - V+ =15V 12V 70 V Vom=14V 5線性應用（放大）的條件線性應用（放大）的條件 + V+ V- vP vNB vO O P - - N V- - V+ =15V 12V 70 V

3、Vom=14V 必須引入必須引入負反饋負反饋，用，用Xf 抵消抵消Xi ，使，使Vid 正）正）8基本電路基本電路 vI vO - - + Rf R1 A vN vP R2 = R1/Rf vI vO - - + Rf R1 A vN vP R2 = R1/Rf C R vS vO + A R + 方法二：方法二： C ZC = 1/sC9集集成成運運放放引引入入負負反反饋饋虛虛短短、虛虛斷斷 指數(shù)指數(shù)對數(shù)對數(shù)微分微分積分積分加減加減同相同相反相反相比例比例運算電路運算電路引正反饋或開環(huán)引正反饋或開環(huán) 帶通、帶阻帶通、帶阻低通、高通低通、高通有源濾波器有源濾波器 窗口比較器窗口比較器滯回比較器

4、滯回比較器單限比較器單限比較器電壓比較器電壓比較器文氏橋振蕩電路文氏橋振蕩電路串并聯(lián)網(wǎng)絡串并聯(lián)網(wǎng)絡加加RC 壓控振蕩器壓控振蕩器路路三角波、鋸齒波發(fā)生電三角波、鋸齒波發(fā)生電矩形波發(fā)生電路矩形波發(fā)生電路回路回路加加RC功放的前級放大電功放的前級放大電路，串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的比較放大電路源的比較放大電路注意知識之間注意知識之間的相互關聯(lián)！的相互關聯(lián)！10 vI vO - - + A +VCC -VEE VREF vI vO - - + A +12V - -12V R1 20k R2 20k vF vI vO - - + A +12V - -12V R1 20k R2 20k vF (a

5、) vI R3 10k vN + A R4 1k vO DZ VZ= 10V R1 20k R2 20k VZ DZ + R4 vN vP vO R1 R2 R3 vI 2k 15k 5k vO/ V 9 3 9 3 0 VT VT+ vI/ V vO/ V 10 5 10 5 0 VT VT+ vI/ V 同相遲滯比較器同相遲滯比較器反相遲滯比較器反相遲滯比較器 vI vO - - + Rf R1 A vN vP R2 = R1/Rf vI vO - - + Rf R1 A vN vP R2 = R1/Rf 分析舉例分析舉例2畫傳輸特性畫傳輸特性 vI vO1 - - + A1 5V vO

6、- - + A2 +12V - -12V +12V - -12V 5V vO2 +6V D1 D2 R1 R2 51k 5.1k =50 習習題題 14 和和 20 T 解：解：(1) A1 , A2開環(huán)開環(huán)單門限比較器單門限比較器5VI vV12O1 v5VI vV12O1 v5VI vV12O2 v5VI vV12O2 v(2) D1 , D2和三極管和三極管或非門邏輯電路或非門邏輯電路時時，當當5V 5V I vV12O2O1 vv則則 D1 ,D2和三極管和三極管都截止都截止V6O v時時，或或當當5V 5V II vvV12V12O2O1 vv或或則則 D1 ,D2有有1 1個導通個

7、導通三極管三極管Je正偏正偏 5.1k6VmA6 .1050k51V4 . 1V12CSBCIii 所以所以, ,三極管飽和三極管飽和 vO = 0V vO +6V vI O - -5V 5V 窗口比較器窗口比較器13(4) 分析方法（解題）分析方法（解題）分析方法：分析方法：(a)(a) 基本的虛短、虛斷基本的虛短、虛斷(b)(b) 分解為基本電路（多個運放）分解為基本電路（多個運放）(c)(c) 疊加原理疊加原理(d)(d) 有電容的電路有電容的電路14(a)(a) 基本的虛短、虛斷基本的虛短、虛斷02年光電年光電1502年光電年光電16456電子電子0617考題（考題（07年年431）1

8、8(b)(b) 分解為基本電路（多個運放）分解為基本電路（多個運放） A1 A2 R1 3k R2 27k R3 2.2k R4 22k 2k 2.7k vi1 vo vo1 vi2 (1) 求求vO 表達式表達式(2) 說明說明A1 , A2各構成各構成什么功能電路。什么功能電路。解解:第一級第一級A1同相比例同相比例i1i112o110)1(vvRRv 第二級第二級A2差分電路差分電路o134i234o)1(vRRvRRv o1i21011vv i11234i234o)1()1(vRRRRvRRv o1i210011vv 具有高輸入電阻的減法電路具有高輸入電阻的減法電路19電子、圖像所電子

9、、圖像所-456-2005分析舉例分析舉例2 理想運放構成的電路如圖所示，該電路采用理想運放構成的電路如圖所示，該電路采用了了自舉擴展自舉擴展的方法提高電路的輸入阻抗。的方法提高電路的輸入阻抗。 (1) 求閉環(huán)增益求閉環(huán)增益AVF ；(2) 當滿足當滿足(R R1)/R 0.05%時，時，求電路的輸入阻抗求電路的輸入阻抗Rif ？ A2 A1 vo 2R1 R1 R2 Rp2 Rp1 R vi R2 ii i1 i3 i2 vo2 R1 = 20k 解解: (1) 由由A1的虛短、虛斷得：的虛短、虛斷得：21ii i12ovRRv (2) 由由Ri的定義式得：的定義式得：iiifivR Rvv

10、Rviiio2i1i31i0 而而因因A2構成反相比例，所以：構成反相比例，所以：o21o22vRRv ii12212)(2vvRRRR 11ii1iiRRRRvRvRvi 111iiif2000RRRRRivR M40ifR(+)(+)(- -)(-)(+)21(c)(c) 疊加原理疊加原理22(d)(d) 有電容的電路有電容的電路05年光電年光電8.1.3 積分電路積分電路 C R vS vO + A R + 特點：特點： 反相比例反相比例 Rf C 輸出表達式推導：輸出表達式推導：根據(jù)根據(jù)“虛短、虛斷虛短、虛斷”，得，得0PN vvRiCi CvCRii Rv0Sdt dCvC )0(1

11、0SC CtVdtvRCv)0(10SCO CtVdtvRCvv反相積分運算反相積分運算方法二：方法二： C ZC = 1/sCSO/1vRsCv SO1vRCsv 即即：dtds 令令：SO1vRCdtdv 則則，)0(1O0SO VdtvRCvt24448光電光電0625分析舉例分析舉例8 C1 R1 vS2 vS1 vO + A C2 R2 習題習題8.1.12S222211S111O/1/1)/11(/1vsCRsCRsCvRsCv 22S2111111S111CsRvCsRCsRCsRv RRR 21CCC 21)(1S1S211vvCsR 用方法二較方便用方法二較方便26456電子

12、電子06 3. 波形波形 R vC C + A vO R1 R2 vF R VZ vO O VZ t O t FVZ FVZ VZ vC VZ VZ vO O VZ t O t FVZ FVZ VZ vC VZ VZ vO O VZ t O t FVZ FVZ VZ vC VZ VZ vO O VZ t O t FVZ FVZ VZ vC VZ VZ vO O VZ t O t FVZ FVZ VZ vC VZ VZ vO O VZ t O t FVZ FVZ VZ vC VZ VZ vO O VZ t O t FVZ FVZ VZ vC VZ VZ vO O VZ t O t FVZ FVZ

13、 VZ vC VZ VZ vO O VZ t T1 T2 O t FVZ FVZ VZ vC VZ 0+ 4. 計算周期計算周期 tevvvtv )()0()()( CCCC根根據(jù)據(jù)：ZC)0(FVv ZC)(Vv Z1C)(FVTv RC 1 ZZZZTeVFVVFV )21ln(211ln22121RRRCFFTT 問題：問題：能否調(diào)整占空比，產(chǎn)生矩形波？能否調(diào)整占空比，產(chǎn)生矩形波？ 7.7.1 矩形波產(chǎn)生電路矩形波產(chǎn)生電路7.7 非正弦波產(chǎn)生電路非正弦波產(chǎn)生電路 7.7.2 鋸齒波及三角波產(chǎn)生電路鋸齒波及三角波產(chǎn)生電路 電路組成電路組成 用積分運算電路可將方波變?yōu)槿遣ㄓ梅e分運算電路可將

14、方波變?yōu)槿遣ǚ聪噙t滯比較器反相遲滯比較器RC積分積分 R vC C + A vO R1 R2 vF R vI2 + A2 vO2 R1 R2 vF R C R vS vO1 + A1 5.1k 0.047 F 反相積分電路反相積分電路同相遲滯比較器同相遲滯比較器 分析方法：比較器輸出只有兩個暫態(tài)。分析方法：比較器輸出只有兩個暫態(tài)。設輸出為某一暫態(tài)，看是否能自動翻轉(zhuǎn)為設輸出為某一暫態(tài)，看是否能自動翻轉(zhuǎn)為另一暫態(tài)，并能再回到原暫態(tài)。另一暫態(tài)，并能再回到原暫態(tài)。ZU 需要需要ZFU 不能振蕩！應更換為不能振蕩！應更換為 7.7.2 鋸齒波及三角波產(chǎn)生電路鋸齒波及三角波產(chǎn)生電路 1. 電路組成電路組

15、成 vI2 + A2 vO2 R1 R2 vF R C R vS vO1 + A1 5.1k 0.047 F 反相積分電路反相積分電路反相遲滯比較器反相遲滯比較器ZU 需要需要ZFU C R vS vO1 + A1 5.1k 0.047 F 反相積分電路反相積分電路 VZ DZ + vN vP vO2 R1 R2 R3 vI 2k 15k 5.1k A2 VZ= 8V 同相遲滯比較器同相遲滯比較器習題習題9.4.9ZU 0P vZthFUV 需需要要不能振蕩！不能振蕩！可以振蕩！可以振蕩！30習題習題9.4.9畫出畫出vO1、vO2的波形。求振蕩頻率；的波形。求振蕩頻率； C R vS vO1

16、 + A1 5.1k 0.047 F VZ DZ + vN vP vO2 R1 R2 R3 vI 2k 15k 5.1k A2 VZ= 8V 反相積分電路反相積分電路同相遲滯比較器同相遲滯比較器)0(1O10SO1 VdtvRCvt)0(O1O2 VtRCV0N21I221O1P vRRvRRRvRvV72. 2ZO21Ith FVvRRvVtvO20vO10t習題習題9.4.9求振蕩頻率；畫出求振蕩頻率；畫出vO1、vO的波形。的波形。 C R vS vO1 + A1 5.1k 0.047 F VZ DZ + vN vP vO2 R1 R2 R3 vI 2k 15k 5.1k A2 VZ=

17、8V )0()(O1O21O VtRCVtvZZZ1O)(2)2(FVFVTRCVTv ZZ4VFVRCT kHz3412 RCRRf 如何調(diào)整三角波的幅值和頻率？如何調(diào)整三角波的幅值和頻率？32講課思路講課思路n1. 模電主線索放大電路模電主線索放大電路n2. 三極管放大電路（分立元件放大器）三極管放大電路（分立元件放大器）n3. 集成運放電路集成運放電路n4. 反饋的概念和應用反饋的概念和應用n5. 模電的其他內(nèi)容模電的其他內(nèi)容nn6. 數(shù)電主線索邏輯功能數(shù)電主線索邏輯功能n7. 組合邏輯的分析與設計組合邏輯的分析與設計n8. 時序邏輯的分析與設計時序邏輯的分析與設計n9. 脈沖電路與脈沖

18、電路與555定時器定時器n10.數(shù)字器件的數(shù)字器件的I/O特性與內(nèi)部構成特性與內(nèi)部構成335. 模電的其他內(nèi)容模電的其他內(nèi)容n二極管電路二極管電路n功放電路功放電路n正弦波電路正弦波電路n穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路34其它電路其它電路 功放電路功放電路35)421(12omomCCLT1VVVRP )4(12omomCCL1TVVVRP L2omLomomooo222=RVRVVIVP CComVo4=VVPP CComVo214=VVPP 其它電路其它電路 功放電路功放電路 集電極最大允許耗散功率集電極最大允許耗散功率 PCM 集電極集電極-發(fā)射極間擊穿電壓發(fā)射極間擊穿電壓V(BR)CBO 集電極最大

19、允許電流集電極最大允許電流ICMCMomLCC22T1m201PPRVP .(BR)CEOCCCEmax2VV vCMLCCCmaxIRVi 36 集電極集電極-發(fā)射極間擊穿電壓發(fā)射極間擊穿電壓V(BR)CBO 集電極最大允許電流集電極最大允許電流ICM(BR)CEOCCCEmax2VV vCMLCCCmaxIRVi 37448光電光電38四、（四、（10分）電路如圖四所示。分）電路如圖四所示。（1）R5、R6和和T4 構成的電路有什么作用？構成的電路有什么作用？（2）希望在不增加其它任何元器件情況下，通過圖中反饋電阻）希望在不增加其它任何元器件情況下，通過圖中反饋電阻Rf引入負反饋，引入負反

20、饋，以穩(wěn)定輸出電壓以穩(wěn)定輸出電壓vO。試畫出反饋通路的連線，并說明該反饋是什么組態(tài)；。試畫出反饋通路的連線，并說明該反饋是什么組態(tài)；（3）假設引入的負反饋為深度負反饋，可忽略）假設引入的負反饋為深度負反饋，可忽略T2、T3的飽和管壓降。當電路輸?shù)娘柡凸軌航怠．旊娐份斎敕禐槿敕禐?00mV的正弦波信號時，若要求負載電阻的正弦波信號時，若要求負載電阻RL上得到最大不失真輸出電上得到最大不失真輸出電壓，反饋電阻壓，反饋電阻Rf 應取多大？此時負載獲得的功率有多大？應取多大？此時負載獲得的功率有多大？ + vI +VCC Rf A vO T2 T3 R1 -VEE T1 R3 R5 R6 R4 R

21、L R2 T4 (+15V) (-15V) 1k 1k 8 40其它電路其它電路 正弦波電路正弦波電路 滿足相位平衡條件？滿足相位平衡條件？ 滿足振幅平衡條件？滿足振幅平衡條件？311f RRAV1313 VVFA電路可以輸出正弦波，頻率為電路可以輸出正弦波，頻率為1 AF若若要要起起振振RCf 210 4. 穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅措施4107年年4314205年光學年光學4304年電子年電子44其它電路其它電路 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路直流穩(wěn)壓電源電路如圖直流穩(wěn)壓電源電路如圖11.2.2所示。所示。 A R1 R3 VI VO DZ1 RL 220V 50Hz v2 D1 D2 D4 D3 C1 T1 T2

22、R2 C2 DZ2 R4 R5 例例11.2.1(1) 說明整流電路、濾波電路、調(diào)整管、基準電壓電路、說明整流電路、濾波電路、調(diào)整管、基準電壓電路、比較放大電路、采樣電路等部分各由哪些元件組成。比較放大電路、采樣電路等部分各由哪些元件組成。(2) 標出集成運放的同相輸入端和反相輸入端。標出集成運放的同相輸入端和反相輸入端。(3) 寫出輸出電壓的表達式。寫出輸出電壓的表達式。(2) 為了使電路引入負反饋，集成運放的輸入端應為上為了使電路引入負反饋，集成運放的輸入端應為上“”下下“”。 解解:(3) 由集成運放兩輸入端的虛短關系由集成運放兩輸入端的虛短關系VP VN，可得，可得 當當R2滑動端移到

23、上端時滑動端移到上端時 當當R2動端置下端時動端置下端時 minO321321ZVRRRRRV maxO32131ZVRRRRV Z13321OZ132321 VRRRRVVRRRRR 46講課思路講課思路n1. 模電主線索放大電路模電主線索放大電路n2. 三極管放大電路（分立元件放大器）三極管放大電路（分立元件放大器）n3. 集成運放電路集成運放電路n4. 反饋的概念和應用反饋的概念和應用n5. 模電的其他內(nèi)容模電的其他內(nèi)容nn6. 數(shù)電主線索邏輯功能數(shù)電主線索邏輯功能n7. 組合邏輯的分析與設計組合邏輯的分析與設計n8. 時序邏輯的分析與設計時序邏輯的分析與設計n9. 脈沖電路與脈沖電路與

24、555定時器定時器n10.數(shù)字器件的數(shù)字器件的I/O特性與內(nèi)部構成特性與內(nèi)部構成47教學計劃教學計劃 第第1章章 緒論緒論 2學時學時 第第2章章 半導體二極管及其基本電路半導體二極管及其基本電路 4學時學時 第第3章章 半導體三極管及放大電路基礎半導體三極管及放大電路基礎 14學時學時 第第4章章 場效應管放大電路場效應管放大電路 3學時學時 第第5章章 功率放大電路功率放大電路 4學時學時 第第6章章 集成電路運算放大器集成電路運算放大器 5學時學時 第第7章章 反饋放大電路反饋放大電路 6學時學時 第第8章章 信號的運算與處理電路信號的運算與處理電路 6學時學時 第第9章章 信號產(chǎn)生電路

25、信號產(chǎn)生電路 6學時學時 第第10章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 2學時學時/5248第第1章章 緒論緒論n放大電路的主要性能指標：放大電路的主要性能指標：nAV（dB）、）、Ri（AVS）、）、Ro（AVO）n線性范圍（最大不失真輸出幅值）線性范圍（最大不失真輸出幅值）n頻率失真（幅度失真、相位失真）頻率失真（幅度失真、相位失真）n通頻帶通頻帶BWfHfL n放大電路的模型放大電路的模型練習練習: 1.2.3、1.2.4、1.2.549第第2章章 二極管及其基本電路二極管及其基本電路n半導體導電的特點半導體導電的特點n其能力容易受溫度、光照等環(huán)境因素影響其能力容易受溫度、光照等環(huán)境因素影響n

26、本征激發(fā)、空穴、載流子；本征激發(fā)、空穴、載流子；n摻雜可以顯著提高導電能力摻雜可以顯著提高導電能力nN型、型、P型、多數(shù)載流子、少數(shù)載流子型、多數(shù)載流子、少數(shù)載流子n2、PN結的特性結的特性nPN結的形成，擴散、漂移、內(nèi)電場；結的形成，擴散、漂移、內(nèi)電場；PN結的單向結的單向?qū)щ娦裕粚щ娦?；PN結的擊穿結的擊穿n3、二極管（含齊納二極管）、二極管（含齊納二極管）n伏安特性，伏安特性，PN結方程，門坎電壓；二極管導通、結方程，門坎電壓；二極管導通、截止狀態(tài)判斷；二極管的模型（恒壓降）；二極管截止狀態(tài)判斷；二極管的模型（恒壓降）；二極管應用電路及分析應用電路及分析50 分析方法小結分析方法小結假設

27、假設D截止（開路）截止（開路）求求D兩端開路電壓兩端開路電壓VD 0.7VD正向?qū)ㄕ驅(qū)? VBR 乙類乙類-甲乙類甲乙類 n2、指標計算：、指標計算：Po、PT、效率及功放管安全工、效率及功放管安全工作參數(shù)作參數(shù) 54第第6章章 集成電路運算放大器集成電路運算放大器n1、電流源、電流源n會辨認電流源；會計算鏡像電流源、比例電流源的會辨認電流源；會計算鏡像電流源、比例電流源的電流（歸結為共射電路電流（歸結為共射電路Q求解）求解）n2、差分電路、差分電路n基本概念：差模與共模、抑制共模（零漂）的原基本概念：差模與共模、抑制共模（零漂）的原理；如何提高差分性能指標理；如何提高差分性能指標n基本分析方法：如何轉(zhuǎn)換為單邊電路；基本分析方法：如何轉(zhuǎn)換為單邊電路；Re的等效，的等效，RL的折算的折算n3、多級放大器的動態(tài)計算、多級放大器的動態(tài)計算 下一級的輸入電阻下一級的輸入電阻是前一級的負載電阻（是前一級的負載電阻（Ri1=RL2），），見例見例6.3.1，n4、集成電路運算放大器、集成電路運算放大器主要參數(shù)主要參數(shù)55第第7章章 反饋放大電路反饋放大電路n基本概念；基本概念；n交流反饋極性、類型的判斷；交流反饋極性、類型的判斷；n負反饋對放大電路性能的改善