模擬電子技術電子書課件

《模擬電子技術基礎》面向21世紀課程教材第三版童詩白華成英主編2021/10/10星期日1PPT學習交流教材：

《模擬電子技術基礎》

(第三版，童詩白華成英，高等教育出版社)《模擬電子技術基礎實驗》

(楊剛，電子工業(yè)出版社)參考書：

1.《電子技術基礎》(模擬部分)

(康華光，高等教育出版社)2.《模擬電子技術》

(程開明，重慶大學出版社)3.《模擬電子技術》

(胡宴如，高等教育出版社)2021/10/10星期日2PPT學習交流目錄：

第一章半導體器件基礎第二章基本放大電路(重點章節(jié))

第三章多級放大電路第四章

集成運算放大電路(選讀)

第五章放大電路的頻率響應(簡介)

第六章放大電路中的反饋(重點章節(jié))

2021/10/10星期日3PPT學習交流目錄：

第七章信號的運算和處理(選讀)

第八章波形的發(fā)生和信號的轉換(選讀)

第九章功率放大電路(選讀)

第十章直流電源(選讀)

第十一章讀圖(自學)2021/10/10星期日4PPT學習交流第二章基本放大電路

主要內容：

2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標

2.2基本共射放大電路的工作原理

2.3放大電路的分析方法

2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定

2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法

2.6晶體管基本放大電路的派生電路

2.7場效應管放大電路的三種接法(自學)重點章節(jié)2021/10/10星期日5PPT學習交流2.1放大的概念和放大電路的主要性能指標2.1.1放大的概念放大的對象是變化量放大的實質是能量控制和轉換電子電路放大的基本特征是功率放大放大的基本要求(前提)：不失真2021/10/10星期日6PPT學習交流2.1.2放大電路的性能指標輸入電阻Ri輸出電阻Ro2021/10/10星期日7PPT學習交流1.放大倍數定義：電壓放大倍數電流放大倍數互阻放大倍數互導放大倍數衡量放大電路的放大能力2021/10/10星期日8PPT學習交流2.輸入電阻Ri定義：有效值衡量放大電路獲取信號的能力3.輸出電阻Ro定義：由得衡量放大電路帶負載的能力2021/10/10星期日9PPT學習交流

輸入電阻和輸出電阻對放大能力的影響2021/10/10星期日10PPT學習交流4.通頻帶fbwffH

上限截止頻率fL

下限截止頻率fbw=fH-fLA↓=0.7Am衡量放大電路對信號頻率的適應能力2021/10/10星期日11PPT學習交流5.非線性失真系數D定義：A1——基波幅值A2，A3

，…——諧波幅值2021/10/10星期日12PPT學習交流6.最大不失真輸出電壓Uom7.最大輸出功率Pom與效率

負載獲得的最大功率電源消耗的功率2021/10/10星期日13PPT學習交流UBE

UCE

IB

IC

2021/10/10星期日14PPT學習交流2.2基本共射放大電路的工作原理2.2.1基本共射放大電路的組成及各元件的作用組成：T,Rb,RC,VBB,VCC,ui作用：①T:放大②VBB:JE正偏

Rb:IB③VCC:JC反偏

RC:△ic→△uoui=0:VBB→IB→IC→URC→UCEui≠0:VBB+ui→IB+ib→IC+ic→URC+urc→UCE+uce(uo)

直流量Q電量{

交流量性能和圖1.3.3相同2021/10/10星期日15PPT學習交流2.2.2設置靜態(tài)工作點的必要性一.靜態(tài)工作點ui=0IB,UBE,IC,UCE

記為IBQ,UBEQ,ICQ,UCEQ

輸入特性曲線上的點（UBEQ,IBQ)和輸出特性曲線上的點（UCEQ,ICQ)，稱之為靜態(tài)工作點Q。2021/10/10星期日16PPT學習交流二.為什么要設置靜態(tài)工作點當ui<Uon時，uo嚴重失真。對放大電路的最基本要求：一、不失真二、能放大UBE

2021/10/10星期日17PPT學習交流2.2.3基本共射放大電路的工作原理及波形分析ui=0:VBB→IB→IC→URC→UCEui≠0:

VBB+ui→IB+ib→IC+ic→URC+urc→UCE+uce(uo)2021/10/10星期日18PPT學習交流2021/10/10星期日19PPT學習交流2.2.4放大電路的組成原則一.組成原則①電源→T放大（JE正偏，JC反偏）②電阻→Q合理(不產生明顯失真）③輸入回路:ui→ube→ii(ib)④輸出回路:io(ic)流過負載產生uo電源正確、電阻適當、信號可入、信號能出2021/10/10星期日20PPT學習交流二.常見的兩種共射放大電路1）直接耦合共射放大電路2）阻容耦合共射放大電路2021/10/10星期日21PPT學習交流二.常見的兩種共射放大電路1）直接耦合共射放大電路2021/10/10星期日22PPT學習交流二.常見的兩種共射放大電路2）阻容耦合共射放大電路2021/10/10星期日23PPT學習交流2.3放大電路的分析方法

統(tǒng)一考慮電子電路的特點：交直流量并存直流Q

分開考慮交流性能圖解法器件的非線性等效電路法

2021/10/10星期日24PPT學習交流2.3.1直流通路與交流通路直流通路：直流量流經的通路→Q交流通路：交流信號流經的通路→性能直流通路交流通路例1熟練掌握2021/10/10星期日25PPT學習交流1.直流通路與交流通路

放大電路的分析：（1）靜態(tài)分析；（2）動態(tài)分析。（1）直流通路：直流電流流經的通路，用于靜態(tài)分析。對于直流通路：電容視為開路；電感視為短路；信號源視為短路，但保留其內阻。（2）交流通路：交流電流流經的通路，用于動態(tài)分析。對于交流通路：大容量電容（耦合電容、旁路電容等）視為短路；大容量電感視為開路；直流電源視為短路。2021/10/10星期日26PPT學習交流

思考題：（1）為什么直流通路中“電容視為開路、電感視為短路、信號源視為短路”？（2）為什么交流通路中“大容量電容視為短路、大容量電感視為開路、直流電源視為短路”？2021/10/10星期日27PPT學習交流2021/10/10星期日28PPT學習交流例2.2021/10/10星期日29PPT學習交流例3.2021/10/10星期日30PPT學習交流2.3.2圖解法一.靜態(tài)工作點的分析輸入特性曲線輸入回路方程：uBE=VBB-iBRbIBQ

、UBEQ在特性曲線上，通過作圖的方法對放大電路進行分析。熟練掌握輸入回路的直流負載線2021/10/10星期日31PPT學習交流圖解法靜態(tài)工作點的分析輸出特性曲線輸出回路方程：uCE=VCC-iCRcICQ

、UCEQ輸出回路的直流負載線2021/10/10星期日32PPT學習交流三.波形非線性失真的分析圖2.3.6基本共射放大電路的波形分析動畫：2-1放大電路的動態(tài)圖解分析2021/10/10星期日33PPT學習交流波形非線性失真的分析圖2.3.7基本共射放大電路的截止失真基本共射放大電路的截止失真2021/10/10星期日34PPT學習交流基本共射放大電路的飽和失真動畫：2-2放大器截止失真和飽和失真動畫：2-3放大器截止失真和飽和失真波形2021/10/10星期日35PPT學習交流波形的失真：飽和失真截止失真

由于放大電路的工作點達到了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管，輸出電壓表現為底部失真。

由于放大電路的工作點達到了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管，輸出電壓表現為頂部失真。

注意：對于PNP管，由于是負電源供電，失真的表現形式，與NPN管正好相反。2021/10/10星期日36PPT學習交流

放大電路動態(tài)范圍

放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度，要求：

工作點Q要設置在輸出特性曲線放大區(qū)的中間部位；要有合適的交流負載線。

Vom1Vom2圖2.3.11最大不失真輸出電壓Vom=min{Vom1，Vom2}2021/10/10星期日37PPT學習交流四.直流負載線與交流負載線直流負載線交流負載線其中：RL’=RL∥RC五.圖解法的適用范圍圖解法直觀，適合低頻大信號的分析動畫：2-4放大器的最大不失真輸出幅度2021/10/10星期日38PPT學習交流交流負載線的畫法(二點法)Ｑ點2021/10/10星期日39PPT學習交流HomeNextBack

過輸出特性曲線上的Q點做一條斜率為-1/R

L

直線，該直線即為交流負載線。如圖2.3.8所示2021/10/10星期日40PPT學習交流圖2.3.10例2.3.1圖2021/10/10星期日41PPT學習交流例2021/10/10星期日42PPT學習交流2.3.3等效電路法將晶體管的非線性特性線性化，即用線性電路代替晶體管。1.晶體管的直流模型及靜態(tài)工作點的估算法1）直流模型2021/10/10星期日43PPT學習交流2）靜態(tài)工作點的估算法例1：圖2.2.4直接耦合共射放大電路2021/10/10星期日44PPT學習交流2）靜態(tài)工作點的估算法例2：圖2.2.5阻容耦合共射放大電路2021/10/10星期日45PPT學習交流2.晶體管共射h參數等效模型晶體管線性雙口網絡等效電路1）h參數等效模型2021/10/10星期日46PPT學習交流2.晶體管共射h參數等效模型1）h參數等效模型全微分2021/10/10星期日47PPT學習交流2021/10/10星期日48PPT學習交流電壓相加是串聯(lián)電流相加是并聯(lián)2021/10/10星期日49PPT學習交流2）h參數的物理意義≈rbe＜10-2≈1/rce2021/10/10星期日50PPT學習交流忽略h12e,h22e得：3）簡化的h參數等效模型2021/10/10星期日51PPT學習交流4）rbe的近似表達式低頻小功率管rbb’≈200

2021/10/10星期日52PPT學習交流3.共射放大電路動態(tài)參數的分析交流等效電路動畫：2-7微變等效電路的畫法2021/10/10星期日53PPT學習交流3.共射放大電路動態(tài)參數的分析由輸入回路由輸出回路按定義：2021/10/10星期日54PPT學習交流HomeNextBack微變等效電路法進行共射放大電路的動態(tài)分析

首先，畫出交流通路，如圖2.3.18所示。2021/10/10星期日55PPT學習交流HomeNextBack

畫出放大電路的微變等效電路如圖2.3.19所示。RbRcRLRs圖2.3.19微變等效電路RiRo2021/10/10星期日56PPT學習交流2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定T2.4.1靜態(tài)工作點穩(wěn)定的必要性晶體管參數變化Q電路動態(tài)參數變化動畫：2-8溫度對Q點的影響2021/10/10星期日57PPT學習交流2.4.2典型的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路一.電路組成和Q點穩(wěn)定原理加入Re！2021/10/10星期日58PPT學習交流Q點穩(wěn)定原理:電路中，滿足I1》IBQT↑Ic(IE)↑UE

↑

(=IERe)UBE↓

(=UB-UE)IB↓↓動畫：2-5射極偏置電路2021/10/10星期日59PPT學習交流關于放大電路中的反饋，將在第六章進一步詳細討論。Ｐ102：將輸出量通過一定的方式引回到輸入回路來影響輸入量的措施稱為反饋。由于反饋的結果使輸出量的變化減小，稱為負反饋。由于反饋出現在直流通路中，稱為直流負反饋。2021/10/10星期日60PPT學習交流二.靜態(tài)工作點的估算法方法一：2021/10/10星期日61PPT學習交流方法二：Rb=Rb1∥Rb2由輸入回路：

VBB=IBQRb+UBEQ+IEQRe解得：2021/10/10星期日62PPT學習交流三.動態(tài)參數的估算交流等效電路2021/10/10星期日63PPT學習交流Ri=Rb1∥Rb2∥rbeRo=Rc2021/10/10星期日64PPT學習交流動態(tài)參數的估算若無旁路電容，交流等效電路2021/10/10星期日65PPT學習交流Ri=Rb1∥Rb2∥[rbe+（1+β）Re]Ro=Rc2021/10/10星期日66PPT學習交流例2.4.12021/10/10星期日67PPT學習交流2.4.3穩(wěn)定靜態(tài)工作點的措施(其他措施)溫度補償的方法來穩(wěn)定Q2021/10/10星期日68PPT學習交流2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法(三種組態(tài))三種基本接法公共端輸入端輸出端(交流通路中)共射CEEBC共基CBBEC共集CCCBE2021/10/10星期日69PPT學習交流2.5.1基本共集放大電路(CC)一.電路的組成2021/10/10星期日70PPT學習交流二.靜態(tài)分析2021/10/10星期日71PPT學習交流2021/10/10星期日72PPT學習交流三.動態(tài)分析交流等效電路2021/10/10星期日73PPT學習交流由輸入回路由輸出回路交流等效電路規(guī)律：射極電阻折合至基極回路，應乘以（1+β)動畫：2-6共集放大電路2021/10/10星期日74PPT學習交流結論：Ri大、Ro小、Av<1,常作輸入級、輸出級和級間的緩沖放大。規(guī)律：基極電阻折合至射極回路，應除以（1+β)2021/10/10星期日75PPT學習交流2.5.2基本共基放大電路(CB)1.電路的組成圖2.5.4基本共基放大電路2.靜態(tài)分析2021/10/10星期日76PPT學習交流3.動態(tài)分析交流等效電路圖2.5.4基本共基放大電路2021/10/10星期日77PPT學習交流由輸入回路由輸出回路交流等效電路結論：Ri小、Ro大、Ai<1,頻率特性好，常作寬帶放大。2021/10/10星期日78PPT學習交流2.5.3三種接法(組態(tài))的比較CECCCBAuAiRiRo應用大(反相)<1大(同相)大大<1中大小大小大低頻電壓放大輸入、輸出寬帶放大2021/10/10星期日79PPT學習交流CECCCB2.152.18三種組態(tài)的比較2021/10/10星期日80PPT學習交流CECCCBAuRiRo三種組態(tài)的比較2021/10/10星期日81PPT學習交流2.6晶體管基本放大電路的派生電路2.6.1復合管(達林頓管)放大電路一.復合管的組成及其電流放大系數復合管的組成原則：1）C1或E1連接B2為實現電流放大β↑2）均工作在放大區(qū)原則：復合管內部各電極的電流應方向一致，復合后的電極電流是內部各電極電流之和。(a)2021/10/10星期日82PPT學習交流結論：復合管的類型由T1決定；復合管的電流放大系數β≈β1β2。(c)(b)(d)2021/10/10星期日83PPT學習交流原則：復合管內部各電極的電流應方向一致，復合后的電極電流是內部各電極電流之和。2021/10/10星期日84PPT學習交流(a)、(b)：同類復合；(c)、(d)：異類復合。結論：復合管的類型由T1決定；復合管的電流放大系數β≈β1β2。哪個管是T1？T1的基極就是復合管的基極。2021/10/10星期日85PPT學習交流二.復合管共射放大電路Ri=Rb∥[rbe1+(1+β)rbe2]結論：輸入電阻增大，增強電流放大能力。2021/10/10星期日86PPT學習交流三.復合管共集放大電路結論：輸入電阻增大，輸出電阻減小。2021/10/10星期日87PPT學習交流2.6.2共射-共基放大電路(不要把兩個管子看成一個復合管，而是兩個管之間是直接耦合。)特點：既保持共射放大電路電壓放大能力較大的優(yōu)點，又獲得共基放大電路較好的高頻特性。2021/10/10星期日88PPT學習交流2.6.3共集-共基放大電路(不要把兩個管子看成一個復合管，而是兩個管之間是直接耦合。)特點：具有較寬的通頻帶。若β1=β2=β

，則：2021/10/10星期日89PPT學習交流2.7場效應管放大電路2.7.1場效應放大電路的三種接法共源