放大電路反饋電路

放大電路反饋電路第1頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4空穴自由電子共價(jià)健一、半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)第2頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一N型半導(dǎo)體半導(dǎo)體中電子的數(shù)目增加，這種半導(dǎo)體導(dǎo)電主要靠電子，所以稱為電子型半導(dǎo)體，又稱N型半導(dǎo)體。其中自由電子是多數(shù)載流子，空穴為少數(shù)載流子。＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋5＋4＋4＋4＋4自由電子第3頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一半導(dǎo)體中空穴的數(shù)目增加，這種半導(dǎo)體導(dǎo)電主要靠空穴，因此稱為空穴型半導(dǎo)體，又稱P型半導(dǎo)體。其中空穴是多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子。＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋3＋4＋4＋4＋4空穴P型半導(dǎo)體第4頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一PN結(jié)及其單向?qū)щ娦酝ㄟ^(guò)一定的工藝，使一塊P型半導(dǎo)體和一塊N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)，在他們的交界處會(huì)形成一個(gè)特殊區(qū)域，稱為PN結(jié)。1.PN結(jié)的形成第5頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一PN結(jié)加正向電壓導(dǎo)通、反向電壓截止?？臻g電荷區(qū)變窄內(nèi)電場(chǎng)正向電流大外電場(chǎng)2.PN結(jié)單向?qū)щ娦訮N+++---第6頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三極管的基本結(jié)構(gòu)、符號(hào)發(fā)射結(jié)集電結(jié)PNPNPNB

C

E集電區(qū)發(fā)射區(qū)基區(qū)發(fā)射極集電極基極B

C

E

C集電區(qū)發(fā)射區(qū)基區(qū)發(fā)射極集電極基極B

C

E

CB

C

E二、半導(dǎo)體三極管第7頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一BECNNP基極發(fā)射極集電極常見(jiàn)外形第8頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三極管的放大原理以NPN型三極管為例，要使三極管具有電流放大作用，發(fā)射結(jié)要正向偏置，集電結(jié)要反向偏置。第9頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一IB

ICIE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IE。擴(kuò)散到基區(qū)的電子只有少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IB，其余擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣。集電結(jié)反偏，從基區(qū)擴(kuò)散來(lái)的電子漂移過(guò)集電結(jié)被集電結(jié)收集，形成IC。RB

RCUCC第10頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三極管的特性曲線RCRBIC＋－UCE＋－

μA

mA

V

V

UEBIBUBE

UCC各電極間的電壓與電流之間的關(guān)系曲線，是分析三極管電路的重要依據(jù)，可用晶體管特性圖示儀直接顯示，或通過(guò)測(cè)試電路測(cè)試。第11頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一UBE/VIB/mA1.0O0.020.040.060.080.100.20.60.40.820℃UCE=0VUCE≥1V輸入特性：第12頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一UCE/V42截止區(qū)IC/mAOIB=0放大區(qū)51020（μA）408060100120飽和區(qū)截止區(qū)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反偏，IB=0。放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，IC=IB。飽和區(qū)：集電結(jié)、發(fā)射結(jié)正偏，飽和壓降硅管UCES0.3V。輸出特性：第13頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、放大的概念：在電子線路中，放大的本質(zhì)是在輸入信號(hào)的作用下，通過(guò)半導(dǎo)體器件對(duì)直流電源的能量進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換，是負(fù)載從電源中獲得的輸出信號(hào)能量，比輸入信號(hào)的能量大得多，表現(xiàn)為輸出電壓大于輸入電壓，或輸出電流大于輸入電流，或兼而有之。

三極管三、基本放大電路第14頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一+UCCC2＋C1＋

RC

RBVT＋－＋－BECuiuoRLRS＋－uS2、基本（共射極）放大電路的組成集電極電源UCC使集電結(jié)反偏，為電路提供能量。集電極電阻RC將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸；鶚O電阻RB調(diào)節(jié)偏置電流，使三極管有合適的工作點(diǎn)。耦合電容C1、C2傳遞交流信號(hào)，同時(shí)使放大電路與信號(hào)源和負(fù)載之間直流相隔離。晶體管T放大元件,用基極電流控制集電極電流。第15頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、基本交流電壓放大電路分析靜態(tài)：放大電路無(wú)交流信號(hào)輸入。靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。

靜態(tài)工作點(diǎn)IBQ、ICQ、UCEQ。分析放大電路可分為靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。動(dòng)態(tài)：放大電路有交流信號(hào)輸入。動(dòng)態(tài)分析:分析放大電路的放大作用。

電壓放大倍數(shù)Au、輸入輸出電阻。第16頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一+UCCRBRCVT++–UBEQUCEQ–ICQIBQ估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)直流通路第17頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一【例1】已知共射極放大電路UCC=12V，

RB=300kΩ，RC=3kΩ，RL=3kΩ，RS=3kΩ，β=50，試求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。第18頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一交流通路即為ui單獨(dú)作用下的電路。由于電容C1、C2足夠大，容抗近似為零（相當(dāng)于短路），直流電源UCC去掉（短接）。

+－RC+uo－VTibuoRBRSui+－uSic共射極放大電路的交流通路。微變等效電路法分析動(dòng)態(tài)電路第19頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三極管的微變等效電路輸入回路輸出回路

βibic

C

E

rceEB

ubeib＋－ic

E

Cib

uce

＋－ibBubeErbe＋－rce阻值很高，一般忽略不計(jì)。第20頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一riroRSRCRBRL＋－＋－uiuSuO＋－β

RCrbe＋－RSRB

RL＋－

ibibuiiiicuS＋－uOC2＋C1＋RCRBRL＋UCC＋－RSuS＋－ui＋－uO放大電路的微變等效電路第21頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一電壓放大倍數(shù)的計(jì)算輸入電阻輸出電阻第22頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一【例2】已知共射極基本放大電路UCC=12V，RB=300kΩ，RC=3kΩ，RL=3kΩ，RS=3kΩ，β=50，試求：（1）RL接入和斷開(kāi)兩種情況下電路的電壓放大倍數(shù)；（2）輸入電阻和輸出電阻；（3）輸出端開(kāi)路時(shí)的電源電壓放大倍數(shù)。（1）RL接入時(shí)的電壓放大倍數(shù)第23頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一RL斷開(kāi)時(shí)的電壓放大倍數(shù)（2）輸入輸出電阻（3）輸出端開(kāi)路時(shí)的電源電壓放大倍數(shù)第24頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一多級(jí)放大電路耦合：兩級(jí)放大電路之間的連接方式。耦合方式：直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。輸入級(jí)中間級(jí)信號(hào)源輸出級(jí)末前級(jí)負(fù)載第25頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第一級(jí)第二級(jí)負(fù)載

1.每級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)單獨(dú)計(jì)算。C2＋C1＋CE1

RC1

RB12

RE1RB11VT1C3＋＋CE2

RC2

RB22

RE2

RB21

RL＋UCCVT2＋＋－＋－uiuo＋－uSRS＋－uo1第26頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

RC2

rbe2

RB22

RL

RC1rbe1

RB12

RB21

RB11第二級(jí)第一級(jí)2.交流通路第27頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一輸入電阻輸出電阻電壓放大倍數(shù)第28頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一四、集成運(yùn)算放大器1、集成運(yùn)放的概念：

集成運(yùn)放實(shí)質(zhì)上是一種具有高放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻的直接耦合多級(jí)放大電路。

集成運(yùn)放的外形與電路符號(hào)第29頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、放大電路中的反饋在基本放大電路中引入反饋后，電路的輸出不僅取決于輸入、而且還取決于輸出本身，這樣可以根據(jù)輸出狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出，改善電路性能。

F基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)AXi＋－XfXiXo第30頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一反饋的極性瞬時(shí)極性法負(fù)反饋第31頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一反饋的極性瞬時(shí)極性法正反饋第32頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一根據(jù)輸出端反饋對(duì)象不同分反饋采樣對(duì)象是輸出電流反饋的類型根據(jù)輸入端采樣對(duì)象不同分反饋信號(hào)以電壓形式出現(xiàn)在輸入端反饋信號(hào)以電流形式出現(xiàn)在輸入端并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋電壓反饋電流反饋反饋采樣對(duì)象是輸出電壓第33頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期一負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋的類型穩(wěn)定輸出電壓減小輸出電阻穩(wěn)定輸出