《電子技術(shù)》上篇-模擬電路

1、1 模擬與數(shù)字電路模擬與數(shù)字電路2第一章第一章 直流電路直流電路第二章第二章 電電 路的過(guò)渡過(guò)程路的過(guò)渡過(guò)程第三章第三章 交流電路（自學(xué)）交流電路（自學(xué)）第四章第四章 半導(dǎo)體二極管與三極管半導(dǎo)體二極管與三極管第五、八章第五、八章 基本放大器基本放大器第七、九章第七、九章 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器第十章第十章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源（劉淑英編：（劉淑英編：電路與電子學(xué)電路與電子學(xué)）第六章第六章 功率放大器功率放大器模擬電路部分模擬電路部分3第一章第一章 邏輯代數(shù)基礎(chǔ)邏輯代數(shù)基礎(chǔ)第二章第二章 邏輯門電路邏輯門電路第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路第四章第四章 觸發(fā)器觸發(fā)器第五章第五章 時(shí)

2、序邏輯電路時(shí)序邏輯電路第六章第六章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器第七章第七章 可編程邏輯器件可編程邏輯器件第八章第八章 脈沖的產(chǎn)生與整形脈沖的產(chǎn)生與整形第九章第九章 數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換（王永軍：（王永軍：數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)）數(shù)字電路部分?jǐn)?shù)字電路部分4緒論：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)緒論：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)放放大大器器ADCDAC采樣采樣 0采樣采樣 1采樣采樣 n傳傳感感器器隨隨動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)功功率率放放大大多多路路模模擬擬開開關(guān)關(guān)顯示器顯示器計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)5模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)上上 篇篇6第一章第一章 電路的基本定律電路的基本定律節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)-電路中三個(gè)或三個(gè)以上支路的公

3、共連接點(diǎn)電路中三個(gè)或三個(gè)以上支路的公共連接點(diǎn)回路回路-有一個(gè)或多個(gè)支路構(gòu)成的閉合回路有一個(gè)或多個(gè)支路構(gòu)成的閉合回路支路支路-電路中的分支電路中的分支網(wǎng)孔網(wǎng)孔 - - 內(nèi)部不包含任何支路的回路內(nèi)部不包含任何支路的回路基本術(shù)語(yǔ)基本術(shù)語(yǔ)U1U2R1 R2R3 R4I1R5U31- 6 基爾霍夫定律基爾霍夫定律7電路中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和恒等于零。電路中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和恒等于零。即即 I = 0U1U2R1 R2R3 I1I2I3例：例：根據(jù)根據(jù)KCL, 得得I1 - I2 + I3 = 0一一. 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 ( KCL )8在任一回路中，沿循行方向各段電壓的代數(shù)

4、和恒等于零。在任一回路中，沿循行方向各段電壓的代數(shù)和恒等于零。即即 U= 0U1U2R1 R2R3 I1I2I3根據(jù)根據(jù)KVL, 得得-U1 + I1R1 + I2R2 = 0例：例：二二. 基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律( KVL )9第二章第二章 電路的分析方法電路的分析方法一一串聯(lián)串聯(lián) 兩個(gè)以上電阻串行兩個(gè)以上電阻串行連接稱為串聯(lián)連接稱為串聯(lián)。 二二并聯(lián)并聯(lián) 兩上以上電阻并行聯(lián)兩上以上電阻并行聯(lián)接稱接稱 并并 聯(lián)。聯(lián)。R1R2a ab bRab = R1 + R2R1R2a ab bRab = 即即R1R2R1 + R2 Rab=1 R11 R21+2-1 電阻的串聯(lián)與并聯(lián)電阻的串聯(lián)與

5、并聯(lián)10例：例：求下圖等效電阻求下圖等效電阻Rab。已知各電阻均為。已知各電阻均為10 a ab bR R1 1R R2 2R R3 3R R4 4R R5 511例例：求：求Rab,已知各電阻均為已知各電阻均為10 .R RR RR RR RR Ra ab b12例例. 求求a.b兩點(diǎn)電位兩點(diǎn)電位Ua和和UbR1R2R3R4U30 4 6 8 204Vab13例例：求：求Rab2 2 3 6 4 4 1 a ab b14一、一、電壓源電壓源電壓源外特性方程：電壓源外特性方程： 理想電壓源的特性：理想電壓源的特性：若若 Ro= 01U與外電路無(wú)關(guān)；與外電路無(wú)關(guān)；2I 取決于外電路。取決于外電路

6、。U = E - I Ro則則 U = E - 理想電壓源。理想電壓源。RIEU U R0R02 - 3 電壓源與電流源及其等效變換電壓源與電流源及其等效變換15將電壓源特性方程將電壓源特性方程 U = E - I Ro 兩邊同除兩邊同除Ro得得 U / Ro = E / Ro- I令令 E / Ro= Is - 短路電流短路電流則則 Is= U / Ro+ I - 電流源外特性方程電流源外特性方程即即 E / Ro= U / Ro+IERoIS二、二、電流源電流源16由方程由方程 Is=U / Ro+I 可得其物理模型：可得其物理模型：若若 Ro , 理想電流源特性：理想電流源特性：1、I

7、與外電路無(wú)關(guān)與外電路無(wú)關(guān)2、U 取決于外電路取決于外電路I IS SR RL LR R0 0U UI IR R0 0則則 Is = I - 理想電流源理想電流源17Is=E / Ro; Ro=RoE=IsRo；Ro=Ro例：例：求等效求等效EE=E1+E2E ERoa ab bE2E1a ab bEa ab bIsRoab注意：注意：僅僅外特性外特性等效，等效，內(nèi)特性內(nèi)特性是不等效的。是不等效的。三、三、電壓源與電流源等效變換電壓源與電流源等效變換18例：例：求等效求等效IsIs=Is1+Is2例：例：求求I、Ius=？I =Us / R = 10 / 2 = 5AIus= Is- I = 2

8、 5 = -3Aa aIs1Is2b bIsb ba aUsIIsIus2A10VR2 19例例:求求UIS = ?IsUIUIS2A10VRUR2 2 20例例: 求求 I .U112V6 I12A326I23AI21例例: : 如圖求各支路電流如圖求各支路電流解解: :解得解得: :I1 + I2 - I3 = 0U1= I1R1 + I3R3U2 = I2R2 + I3R3I1 = 4A; I2 = 6A;I3 = 10A;U1140V2020 5 5 6 6 U290VR1 R2R3 I I1 1I I2 2I I3 3 利用電壓定律利用電壓定律 對(duì)對(duì)m m個(gè)網(wǎng)孔個(gè)網(wǎng)孔列出列出m m個(gè)

9、電壓方程個(gè)電壓方程, 聯(lián)立解之聯(lián)立解之. . 利用電流定律對(duì)利用電流定律對(duì)n n個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)列出列出n-1n-1個(gè)電流方程個(gè)電流方程; ;2 - 4 支路電流法支路電流法22例例: :求各支路電流。求各支路電流。1. 求求A點(diǎn)電位點(diǎn)電位將電壓源轉(zhuǎn)換為電流源將電壓源轉(zhuǎn)換為電流源: :A AU UA AE1R R1 1R R2 2R R3 3R R4 4E2E3E4I I1 1I I2 2I I3 3I I4 4I IS1S1I IS2S2I IS3S3I IS4S4R R1 1R R2 2R R3 3R R4 4A AU UA AA AU UA AI IS SR R圖中：圖中：IS= IS1-

10、IS2 + IS3 - IS4R11R21R31R41+ + + +1R=2-5 節(jié)點(diǎn)電位法節(jié)點(diǎn)電位法23E正負(fù)選?。赫?fù)選取：指向指向點(diǎn)取點(diǎn)取“”，反之取，反之取“”。UA=ISR =IS1/R= =IS1- IS2 + IS3 - IS4R11R21R31R41+ + + +A AU UA AI IS SR R推廣至一般：推廣至一般：R=RE1UA= =R1E1R2E2R3E3R4E4- -+ +- -R11R21R31R41+ + + +242. 求各支路電流求各支路電流RUAEI222+= = 推廣至一般：推廣至一般：E.UA與本支路電流方向相同取與本支路電流方向相同取“+”,反之取反

11、之取“-”. RUAEI111-= =RUAEI333-= =RUAEI444-= =- -RUAEI-= =- -+由由KVL得：得：E. UA 符號(hào)選取：符號(hào)選?。篍1R R1 1R R2 2R R3 3R R4 4E2E3E4I I1 1I I2 2I I3 3I I4 4AUA25例例：求下圖各支路電流：求下圖各支路電流R R2 2E E2 2+ +R R3 3E E3 3+ +E E1 1R R1 1-+ + IS111R R4 41R R1 1R R2 2R R3 3+ + + +R R5 51= =UA解：解：I1=-E1 - UAR1I2=-E2+ UAR2I3=-E3 + U

12、AR3I5=UAR5UAE1E2E3ISR1R2R3R4R5I1I2I3I4I5I4=IS-節(jié)點(diǎn)電壓法：節(jié)點(diǎn)電壓法：R=RE1UARUAEI-= =- -+指向指向點(diǎn)點(diǎn)取取“”，反之取反之取“”E.UA與本支與本支路電流方向路電流方向相同取相同取“+”,反之取反之取“-”. 26 在線性電路中，任一支路中的電流為電路中在線性電路中，任一支路中的電流為電路中各電源單獨(dú)作用時(shí)的代數(shù)和。各電源單獨(dú)作用時(shí)的代數(shù)和。方法：方法：依次計(jì)算各電源單獨(dú)作用時(shí)的電流，此時(shí)其他電依次計(jì)算各電源單獨(dú)作用時(shí)的電流，此時(shí)其他電 壓源視作短路，電流源視作開路。壓源視作短路，電流源視作開路。 U1U2R1R2R3+140V

13、+90V20 5 6 I3例：例：求求I32 - 6 疊加原理疊加原理U1140V2020 5 5 6 6 U290VR1 R2R3 I I3 327解：解：1. U1單獨(dú)作用時(shí)單獨(dú)作用時(shí)2. U2單獨(dú)作用時(shí)單獨(dú)作用時(shí) 得得 I3= I3+ I3=2.8+7.2=10A(R1+R2/R3)U1I3= 2.8AU2R3/R1(R2+R3/R1)R3I3= 7.2AU1U2R1R2R3+140V+90V20 5 6 I3 R2/R3R328例例: 已知已知R1=R2=R3=R4=R; Uab=10V,E=12V,若將若將E去掉去掉,并將并將 cd 短接短接,此時(shí)此時(shí)Uab=? 解解:cdER1R2

14、R3R4IS1IS2ab29 E等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uab； R0等于電路中所有電壓源短路、電流源開路后，等于電路中所有電壓源短路、電流源開路后，由由 ab 端看進(jìn)去的等效電阻端看進(jìn)去的等效電阻Rab。 任何一個(gè)有源二端任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一都可以用一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E的理想電壓源和內(nèi)阻為的理想電壓源和內(nèi)阻為R0的電的電阻相串聯(lián)的電源來(lái)等效代替。阻相串聯(lián)的電源來(lái)等效代替。abR0E2 - 7 戴維寧定理戴維寧定理30由左圖可知由左圖可知: Rab=R1/R2+R3/R4=5.8 則則 Uab = Ua Ub = 6 4 = 2V 2. 將

15、將 R5 斷開斷開. 求由求由 a b 端看端看 進(jìn)去的等效電阻進(jìn)去的等效電阻 Rab . 解：解：1. 將將R5斷開斷開:求求UabUa = U * R2 / (R1 +R2 ) = 6VUb = U* R4 / (R3 +R4 ) = 4V例：例：電路如圖，求電路如圖，求 I5 = ？ R1R2R3R4ab由戴維南定理可知由戴維南定理可知,原電路可等效為下圖原電路可等效為下圖:R5I5I5=E / (R0+R5)=0.126A由右圖可知：由右圖可知：+12VR1R2R3R4R55 5 10 10 5 UI5-abR0E5.82VabR510 31例例 : 求求 I = ?ab150V20V

16、120VR1R2R3R44 10 10 10 IUUU322 2 動(dòng)態(tài)電路的過(guò)渡過(guò)程和動(dòng)態(tài)電路的過(guò)渡過(guò)程和初始條件初始條件( (換路定則換路定則 ) )設(shè)：設(shè)：開關(guān)開關(guān)動(dòng)作前動(dòng)作前的瞬間的瞬間 t = 0-開關(guān)開關(guān)動(dòng)作的動(dòng)作的瞬間瞬間 t = 0開關(guān)開關(guān)動(dòng)作后動(dòng)作后的瞬間的瞬間 t = 0+ 一一 . 電容元件換路定則電容元件換路定則u C( 0- ) = u C ( 0+ )二二 . 電感元件換路定則電感元件換路定則i L ( 0- ) = i L ( 0+ )UiLuCRRSLC第第 二二 章章 電路的過(guò)渡過(guò)程電路的過(guò)渡過(guò)程33例例: 求求 t = 0- 和和 t = 0+ 時(shí)各電流和電壓

17、值時(shí)各電流和電壓值.Is10mAk2KR1R21kR32kLuRiRicuciLuLikU34iCiLiKiRuRuCuLt0-0+Is10mAK2KR1R21kR32kLuRiRicuciLuLiKU35一一. RC電路的零輸入響應(yīng)電路的零輸入響應(yīng) （釋能過(guò)程（釋能過(guò)程 ）1. 電壓響應(yīng)電壓響應(yīng)S由由1轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向 2 后：后：uR + uC = 0因?yàn)橐驗(yàn)?uR = i*R = CduCdt* RduCdt所以所以 RC+ uc = 0UuCCRSuRic12解得通解：解得通解：uc=AtRC-e式中式中A為積分常數(shù)。為積分常數(shù)。2 - 3 一階電路的零輸入響應(yīng)一階電路的零輸入響應(yīng) 36根據(jù)根

18、據(jù)換路定則換路定則 （初始條件）：（初始條件）： u C ( 0 - ) = u C ( 0 + ) = U代入通解：代入通解：0RC-eA=U 得得 A=U得得uc響應(yīng)：響應(yīng)： uc=UtRC-et令令 =RC，則，則 uc = U-e 式中式中 - 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)2. 電流響應(yīng)電流響應(yīng)i = u / R = (U/R)tRC-eU0.368U uCt37R1KR2CUuCR312V2k6k12k50 例：例：當(dāng)當(dāng) k 閉合后，求閉合后，求uC.解：解：k閉合后閉合后C通過(guò)通過(guò)R2和和R3 放電（零輸入狀態(tài)），放電（零輸入狀態(tài)），故：故： uc= UCtRC-e式中：式中：R = R2 /

19、 R3 = 4k C=50 得得 uc=7.2- 5teUC =R1+R2+R3R3U= 7.2V7.2VuCtRC =4103 50 10-6 = 0.2（S）38u CtUuCCRSuRicS閉合后：閉合后： uR + uC= U uc= U - UtRC-e= U - U-e tU 0.632UduCdt即即 RC+ uc = U解此微分方程，并代入初始條解此微分方程，并代入初始條件，得：件，得：= U（1 -e t）2 - 4 一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)一階電路的零狀態(tài)響應(yīng) （ 儲(chǔ)能過(guò)程儲(chǔ)能過(guò)程 ）39 例：例：如圖，當(dāng)如圖，當(dāng) t 0 時(shí)，時(shí)，uC = ? 設(shè)設(shè) uC ( 0 - ) =

20、0解：解：uCR1R2C1C2US6K3K2000p2000pAB9V40R1R2uSiCuCISR3Ck12k36k5A3k2 例：例：求求 k 閉合后閉合后 us = ?解：解：41 S由由1轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向 2 后，后，得得 KVL 方程方程 ；U0uCCRSic12UduCdt RC+ uc = U解得：解得：uc= U +AtRC-e將初始條件將初始條件 uc(0-) = U0 帶入上式，得積分常數(shù)帶入上式，得積分常數(shù)A：A = U0 - U則則 uc=U+(U0-U)tRC-e2 - 5 一階電路的全響應(yīng)一階電路的全響應(yīng) u C (0 -) 0 42 - 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)，全響應(yīng)表達(dá)式推廣

21、到一般：全響應(yīng)表達(dá)式推廣到一般：式中：式中：f ( t ) - 電壓或電流電壓或電流f () - 穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)態(tài)值f (0+) - 初始值初始值RL電路：電路： = L / RRC電路：電路： = RC ; 2 - 6 一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法f ( t ) = f () + f (0+) f () te43例：例：如下圖，當(dāng)如下圖，當(dāng) S由由 1轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向2 后多長(zhǎng)時(shí)間，后多長(zhǎng)時(shí)間，u C = 0 ?3. = RCUuCCRSic12U1. u C( ) = - U2. u C(0+) = U則則 uc = -U + (U+U)tRC-e= -U + (2U)t

22、RC-e當(dāng)當(dāng) uc=0時(shí)，時(shí)，U=2UtRC-e即即tRC-e= 1/2兩邊取兩邊取ln對(duì)數(shù)得：對(duì)數(shù)得：tRC-= ln(0.5)解得解得 t = 0.693RC解：解： f ( t ) = f () + f (0+) f ()e- t44U2 -6VR325KR25KC 100pU1 +6VR110KSuC例：例：如圖，當(dāng)如圖，當(dāng) t 0 時(shí)，時(shí)，uC = ?45 例：例：當(dāng)當(dāng) t 0 時(shí)，求時(shí)，求 i1( t ) . i2( t ). R1 i1L12 0.01HR2 1 L2 0.02Hi2U6VS解：解：46tuituCtuR 各段電壓波形如下：各段電壓波形如下：tp由圖可知：由圖可知

23、：u i = u C + u R當(dāng)當(dāng) tp時(shí)：時(shí)：u i = u C又又 u i = u Ctp 5 條件條件uCuRRCUS12ui一一. 微分電路微分電路若若S往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，（ 條件條件 RC t p ）所以所以 u R=RCduidt因?yàn)橐驗(yàn)?u R= iR=RCducdt2 - 7 微分電路與積分電路微分電路與積分電路47 tp 各段電路波形如下（各段電路波形如下（ RC t p ）：）：RC = 很大很大CuCRuRui由波形圖可知，當(dāng)由波形圖可知，當(dāng) RC t p 時(shí)：時(shí)：兩邊積分并移項(xiàng)得：兩邊積分并移項(xiàng)得：uc=RC1 u idt條件：條件：RC 5 t puR=ui= i

24、R=RCduCdttttuiuCuRU二二. 積分電路積分電路48一一. . 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1 1、本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體半導(dǎo)體半導(dǎo)體 : 導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間。最常導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間。最常 見(jiàn)的半導(dǎo)體材料為硅見(jiàn)的半導(dǎo)體材料為硅( (Si) )和鍺和鍺(Ge)本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體: : 純凈的無(wú)雜質(zhì)的具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的純凈的無(wú)雜質(zhì)的具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料。4 -1 PN 結(jié)結(jié)第第四四章章 半導(dǎo)體二極管與三極管和場(chǎng)效應(yīng)管半導(dǎo)體二極管與三極管和場(chǎng)效應(yīng)管49本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：當(dāng)獲得一定能量當(dāng)獲得一定能量( (光照、溫升、外電場(chǎng)等）后

25、，光照、溫升、外電場(chǎng)等）后，價(jià)電子可掙脫原子核的束縛而成為價(jià)電子可掙脫原子核的束縛而成為自由電子自由電子。硅單晶中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)硅單晶中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)SiSiSiSiSiSi共價(jià)鍵共價(jià)鍵價(jià)電子價(jià)電子硅原子硅原子50價(jià)電子成為價(jià)電子成為自由電子自由電子后留下的空位稱為后留下的空位稱為空穴空穴。電子流與空穴流方向始終相反。電子流與空穴流方向始終相反。自由電子與空穴都稱為自由電子與空穴都稱為載流子載流子。自由電子填補(bǔ)空穴稱為自由電子填補(bǔ)空穴稱為復(fù)合復(fù)合。SiSiSiSiSiSi自由電子自由電子 自由電子自由電子空穴空穴 空穴空穴 價(jià)電子價(jià)電子51(1) N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體硅硅（四價(jià)元素四價(jià)元素）摻入微量

26、元素）摻入微量元素磷磷（五價(jià)元素五價(jià)元素），產(chǎn)生），產(chǎn)生大量自由電子，形成大量自由電子，形成N N型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。N型型 - - 含有大量含有大量自由電子自由電子P P型型 - - 含有大量含有大量空穴空穴。2、 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體和和型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體SiSiSiSiSiSiP多余電子多余電子磷原子失去磷原子失去一個(gè)電子而一個(gè)電子而成為正離子成為正離子52(2) P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 硅硅（四價(jià)元素四價(jià)元素）摻入微量）摻入微量硼硼（三價(jià)元素三價(jià)元素），），產(chǎn)生大量空穴，形成產(chǎn)生大量空穴，形成P P型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。SiSiSiSiSiSiB硼原子得到硼原子得到一個(gè)電子而一個(gè)電子而成為負(fù)離子

27、成為負(fù)離子空穴空穴53(2) 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使界面載流子復(fù)合（耗盡），從而產(chǎn)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使界面載流子復(fù)合（耗盡），從而產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)；(4) (4) 內(nèi)電場(chǎng)力與擴(kuò)散力平衡時(shí)，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)停止，形成內(nèi)電場(chǎng)力與擴(kuò)散力平衡時(shí)，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)停止，形成PN結(jié)結(jié)；( (5) ) 在內(nèi)電場(chǎng)作用下，少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)，稱為在內(nèi)電場(chǎng)作用下，少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)，稱為漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)。P+N內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng) 自由電子自由電子 空穴空穴(1) 載流子載流子（電子與空穴）在擴(kuò)散力的作用下分別由高濃度電子與空穴）在擴(kuò)散力的作用下分別由高濃度 區(qū)向低濃度區(qū)運(yùn)動(dòng)，稱之為區(qū)向低濃度區(qū)運(yùn)動(dòng)，稱之為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；1. PN結(jié)的形成結(jié)的形成(3) 內(nèi)

28、電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)(約零點(diǎn)幾伏約零點(diǎn)幾伏)又稱為又稱為空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)(0.5 m)或或勢(shì)壘區(qū)勢(shì)壘區(qū)；二二. PN 結(jié)結(jié)54(1) 加正向電壓加正向電壓導(dǎo)通導(dǎo)通 - PN 結(jié)加正向電壓結(jié)加正向電壓PN+內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)I 外電場(chǎng)使內(nèi)電場(chǎng)減弱，外電場(chǎng)使內(nèi)電場(chǎng)減弱，擴(kuò)散力大于擴(kuò)散力大于內(nèi)電場(chǎng)力，內(nèi)電場(chǎng)力，在外電場(chǎng)的作用下在外電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流 I .2. . PN 結(jié)結(jié)的單向?qū)щ娦缘膯蜗驅(qū)щ娦?5(2) 加反向電壓加反向電壓截止截止- PN結(jié)加反向電壓結(jié)加反向電壓PN-+K內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)+漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)I 0 外電場(chǎng)使內(nèi)電場(chǎng)加強(qiáng)，內(nèi)電場(chǎng)力大于外電場(chǎng)使內(nèi)電場(chǎng)加強(qiáng)，內(nèi)電場(chǎng)力大于擴(kuò)散力

29、，擴(kuò)散力，無(wú)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；增強(qiáng)的無(wú)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；增強(qiáng)的內(nèi)電場(chǎng)力使內(nèi)電場(chǎng)力使漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生產(chǎn)生。56(1) 勢(shì)壘電容勢(shì)壘電容CB(2) 擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容CD 外加反向電壓時(shí)，空間電荷區(qū)載流子很少，相當(dāng)外加反向電壓時(shí)，空間電荷區(qū)載流子很少，相當(dāng)于于介質(zhì)介質(zhì)，并有一定，并有一定厚度厚度，PN結(jié)有一定的結(jié)有一定的面積面積，從而形，從而形成電容效應(yīng)。成電容效應(yīng)。 外加正向電壓時(shí)，在外加正向電壓時(shí)，在PN結(jié)兩邊的電子和空穴濃度結(jié)兩邊的電子和空穴濃度分別形成梯度。外加正向電壓高時(shí)，梯度大；外加正分別形成梯度。外加正向電壓高時(shí)，梯度大；外加正向電壓低時(shí)，梯度小。向電壓低時(shí)，梯度小。PN結(jié)兩邊載流子的濃度隨正向結(jié)

30、兩邊載流子的濃度隨正向電壓高低而變，形成電容效應(yīng)。電壓高低而變，形成電容效應(yīng)。(3) PN 結(jié)的結(jié)的高頻高頻等效電路等效電路rc3. PN 結(jié)的電容效應(yīng)結(jié)的電容效應(yīng)57二二、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1. 點(diǎn)接觸式點(diǎn)接觸式 PN結(jié)電容小，一般用于檢波結(jié)電容小，一般用于檢波( (高頻狀態(tài)高頻狀態(tài)) )2. . 面接觸式面接觸式 PN結(jié)面積較大，允許通過(guò)較大電流，一結(jié)面積較大，允許通過(guò)較大電流，一般用于整流般用于整流( (低頻狀態(tài)低頻狀態(tài)) )一、一、符號(hào)符號(hào)P PN N4 - 2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管58正向正向反向反向硅二極管的伏安特性曲線硅二極管的伏安特性曲線ID (mA)UD (V)死區(qū)電壓死區(qū)電壓AV

31、URIDUDD測(cè)正向特性測(cè)正向特性擊穿電壓擊穿電壓UBR0.6(0.3)VURIDUDD測(cè)反向特性測(cè)反向特性A三、三、VA特性特性59五、五、 應(yīng)用應(yīng)用例：例：1 1、IOM- -最大整流電流最大整流電流2、URWM-反向工作峰值電壓，一般為反向工作峰值電壓，一般為UBR的的1/2.3、IRM-反向峰值電流反向峰值電流1、整流整流將交流變?yōu)橹绷鲗⒔涣髯優(yōu)橹绷鱀Ruouiuituot四、四、主要參數(shù)主要參數(shù)602、 整形整形ui = 10 sin tRDU5Vuoui5VuituotuRt問(wèn)題：?jiǎn)栴}：試畫出試畫出uR波形。波形。613 3、隔離隔離4 4、構(gòu)成邏輯運(yùn)算電路構(gòu)成邏輯運(yùn)算電路D1D2

32、RABY= A+B或或運(yùn)算運(yùn)算AB與與運(yùn)算運(yùn)算U1U210V3VR11KR21KD1D2R39KUA=?AY=BAD1D2+U62例：例：改進(jìn)充電器電路改進(jìn)充電器電路 此充電器僅在交流電的正半周內(nèi)工作，要求改進(jìn)后此充電器僅在交流電的正半周內(nèi)工作，要求改進(jìn)后正半周時(shí)正半周時(shí)B B1 1B B2 2 充電，負(fù)半周時(shí)充電，負(fù)半周時(shí) B B3 3B B4 4 充電充電. .DRRLEDLEDB3B4RRLEDLEDB1B2D220V問(wèn)題及要求：?jiǎn)栴}及要求：63一、一、 符號(hào)符號(hào)二、二、VAVA特性特性反向擊穿反向擊穿電壓電壓UZI(mA)U(V)正向正向反向反向穩(wěn)壓管工作于穩(wěn)壓管工作于反向擊穿狀態(tài)反向

33、擊穿狀態(tài)4 - 3 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管641、UZ - 穩(wěn)定工作電壓穩(wěn)定工作電壓2、 IZ - 穩(wěn)定工作電流，一般取穩(wěn)定工作電流，一般取(1/2)Izm3、 Izm - 最大穩(wěn)定電流最大穩(wěn)定電流1 1、穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓原理：四、四、穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路UZU0IZIRUIRLU0UZIRURU0R RL LILRIZ三、三、主要參數(shù)主要參數(shù)652.2.參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算例例：已知負(fù)載工作電流已知負(fù)載工作電流IL=10mA，工作電壓工作電壓 U0=10V, 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管Izm=20mA，問(wèn)：，問(wèn)：R取多大為宜？取多大為宜？IZUIRR RL L20VIL=10mAU0=10VUZ66一、一、符號(hào)符號(hào)二

34、、二、結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖ebcPNPbceNPNNNPbcePNPNPP基區(qū)較薄基區(qū)較薄且載流子且載流子濃度較低濃度較低ebcNPN集電極集電極發(fā)射極發(fā)射極基極基極4 - 4 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管67IEICIBUCRCUBRB1、 在在UB的作用下，的作用下，e 區(qū)向區(qū)向 b 區(qū)區(qū)擴(kuò)散電子，形成擴(kuò)散電子，形成 IE.2、 部分電子在基區(qū)復(fù)合，并被部分電子在基區(qū)復(fù)合，并被 UB拉走，形成拉走，形成 IB.3、 C 區(qū)收集從區(qū)收集從e 區(qū)擴(kuò)散過(guò)來(lái)未區(qū)擴(kuò)散過(guò)來(lái)未復(fù)合的電子，形成復(fù)合的電子，形成 Ic.5、 電流關(guān)系：電流關(guān)系：IE=IC+IB=(1+ )IB6 6、三極管正常工作條件：三極管

35、正常工作條件：發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)加正向電壓加正向電壓UBE,集電結(jié)集電結(jié)加反向電壓加反向電壓UCE.ebcNNP+ + + + +4、 一般一般 Ic 與與IB 成正比，即成正比，即: =Ic/IB :直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù).三、三、 晶體管工作原理晶體管工作原理68測(cè)試電路測(cè)試電路1 1、輸入特性曲線（硅管）輸入特性曲線（硅管）IBUBE0.6VebcAAVVUBUCRBIBUBEUCEICRCIB = f (UBE)UCE = 常數(shù)常數(shù)四、四、特性曲線特性曲線69(2)(2)放大區(qū)放大區(qū): :(3)(3)飽和區(qū)飽和區(qū): :(1)(1)截止區(qū)截止區(qū): :UCEICIB=020406080

36、 A截止區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)UBE 0.6V; IB 0 0； IC 0 0UBE 0.6V; UCE 1V; IC =IBebcAAVVUBUCRBIBUBEUCEICRCIC = f (UCE)IB = 常數(shù)常數(shù)UBE 0.6V; UCE 0.3V; IC rbe ) )rbeibe eb bc cRbuiRcuo ib iCie因?yàn)橐驗(yàn)?Au = uo/ uiC、 微變等效電路微變等效電路故故: Au = uo/ ui = - ibrbeibRc = - rbeRc88解：解：（1）求靜態(tài)工作點(diǎn)求靜態(tài)工作點(diǎn)( (估算法）估算法）IB = ( UCC UBE ) / RBIC = IB =

37、 40*40 = 1.6 mAUCE = UCC IC RC = 12 - 1.6*4 = 5.6 V 12 / 300 = 40 A例：例：如圖如圖, ,1.求靜態(tài)工作點(diǎn)求靜態(tài)工作點(diǎn)Q；2.分別分別求空載和加載時(shí)的求空載和加載時(shí)的Au; ; 3.求放大器的輸入電阻求放大器的輸入電阻Ri和輸出電阻和輸出電阻Ro.12VIBuiIcuOUccRBRc+ + +300K300K4K4K =4089(2) 求空載求空載Au.rbe= 300 + ( 1 + 40 ) 26 / 1.6 1 kAu = - （ Rc / rbe） = - 40 * 4/1 = - 160 (空載）空載） (3) 求求R

38、i 和和R0.Ri = RB / rbe rbe 1 kR0 = Rc = 4 k3. 加負(fù)載后加負(fù)載后,求求 Au.RL12VIBuiIcu0UccRBRc+ + +300K300K4K4K =4090微變等效電路如下：微變等效電路如下：由圖可知由圖可知：uo = - ic( RC / RL ) = - icRL上例中上例中,若若 RL = 4K, b bc crbeibe eRbuiRcuoRLi iC C上式中上式中 RL= RC / RL即即 Au= uo / ui = - RC / RLrbe= - RLrbe則則 Au= - 40 = - 80 4/4191 一、一、分析放大器的靜

39、態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)。分析放大器的靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)。由圖可知，對(duì)由圖可知，對(duì)RC而言：而言：Ic = ( Ucc UCE) / Rc由方程作直流負(fù)載線由方程作直流負(fù)載線 IcS Ucc直流負(fù)載線直流負(fù)載線IcUCE20204040606080801.1.作直流負(fù)載線作直流負(fù)載線uiu0UccRBRc+ + +R RL L12V4K300K4KUccRc5 - 3 放大器的圖解分析方法放大器的圖解分析方法移得：移得： Ic= - ( UCE Ucc) - 直流負(fù)載線方程直流負(fù)載線方程Rc192由電路可知由電路可知: : IB Ucc / RB = 12 / 300 = 40 A直線與直線與4040

40、 A A的曲線的交點(diǎn)即為的曲線的交點(diǎn)即為Q Q點(diǎn)點(diǎn)由曲線圖可知由曲線圖可知: :IC = 1.6 mAIcUCE20204040606080804040 Q Q Ucc( (12V12V) ) IcM( (3mA3mA) )5.6V5.6V1.6mA1.6mAUCE = 5.6 Vuiu0UccRBRc+ + +R RL L12V4K300K4K2、求靜態(tài)工作點(diǎn)（求靜態(tài)工作點(diǎn)（Q）點(diǎn)）點(diǎn)93uit0.40.8iB402060 (A)ubeuCEtICIBICtiC 1.512(mA)tiB(A)iCuCEQ Q 交流負(fù)載線的作法：交流負(fù)載線的作法：（1）斜率）斜率=-1/RL RL=RC/RL

41、 (2) 過(guò)過(guò)Q點(diǎn)點(diǎn).空載電壓空載電壓加載電壓加載電壓 UCE3、電壓放大倍數(shù)的分析電壓放大倍數(shù)的分析94線性區(qū)減小線性區(qū)減小Au略有下降略有下降1. RCiBuiicu0UccRBRc+ + +負(fù)載線變陡，負(fù)載線變陡，Q點(diǎn)右移點(diǎn)右移(過(guò)耗區(qū)），過(guò)耗區(qū)）， 且且|Au | 2. RB IBIC3. UCC負(fù)載線平行左下移負(fù)載線平行左下移IBICAu基本不變基本不變Q點(diǎn)向飽和區(qū)移動(dòng)點(diǎn)向飽和區(qū)移動(dòng)IcUCE UCC 二、二、 分析元件參數(shù)對(duì)放大器性能的影響分析元件參數(shù)對(duì)放大器性能的影響95iBuiicu0UccRBRc+ + +例：例：如圖，試畫出如圖，試畫出ib和和uo的波形。的波形。（1）ib

42、和和uo是否失真，是是否失真，是 何種失真？何種失真？（2）欲消除失真，應(yīng)調(diào)整什么元件？如何調(diào)？欲消除失真，應(yīng)調(diào)整什么元件？如何調(diào)？ttiB(A)0.40.8iB402060 (A)ubeuitu0iCuCE31.5(mA)非線性失真非線性失真非線性失真非線性失真飽和失真飽和失真96一一. .靜態(tài)分析靜態(tài)分析UCC = IB RB +UBE + ( 1+ )IBREIC = IBUCE = UCC IC REu uo o+R Rb bUccUccu ui iRcRcR RE ERcRc+移得移得:IB =UCC UBERB+ (1+ )RE5 - 4 射極跟隨器射極跟隨器( (共集電極放大電路

43、共集電極放大電路) )971. Au的計(jì)算的計(jì)算由微變等效電路可知由微變等效電路可知:ui = ib rbe + (1+) ibREu o= ie RE = (1+ ) ib RE則則 Au = uo / ui因?yàn)橐驗(yàn)?rbe rbe + Rsb bc crbee eRBuiuoREr rS SIoIeIbib式中式中 Rs= rS / RB RE (rbe+Rs)(1+) RE + (rbe + Rs)所以所以 Ro =rbe + Rs1+=rbe + Rs99射極輸出器的應(yīng)用：射極輸出器的應(yīng)用：RL阻值較小阻值較小rSe阻值較大阻值較大+Rb3Re3Rb1Re1+Rb2Re2Rc2Ucc1

44、.隔離與緩沖隔離與緩沖2.功率放大功率放大信號(hào)源信號(hào)源隔離隔離電壓放大電壓放大緩沖與緩沖與功放功放負(fù)載負(fù)載3、射極輸出器的特點(diǎn)：射極輸出器的特點(diǎn)：(1) 輸入電阻輸入電阻Ri較高；較高；(2) 輸出電阻輸出電阻Ro較低；較低；(3) Au = 1100+CB+RB1RB2RCRE+CEUCCuiuo+CE+RCRB1RB2RE+CBuouiUCC 將分壓式放大器的輸入端由基極改至發(fā)射極，即構(gòu)成將分壓式放大器的輸入端由基極改至發(fā)射極，即構(gòu)成共基級(jí)放大電路?；鶚O通過(guò)共基級(jí)放大電路。基極通過(guò)CB接地，故稱之為接地，故稱之為“共基共基”。一一. 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)5 - 5 共基級(jí)放大電路共基級(jí)放大電路

45、101 由電路圖可知，靜態(tài)工由電路圖可知，靜態(tài)工作點(diǎn)的分析方法與分壓式放作點(diǎn)的分析方法與分壓式放大器完全相同。大器完全相同。+CB+RB1RB2RCREUCCuiuo1. 微變等效電路微變等效電路RCRB1RB2RE+CBuouiUCCRCREuouiieibicRCREuouirbeieicib ib二二. 靜態(tài)工作點(diǎn)分析靜態(tài)工作點(diǎn)分析三三. 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析1022. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) AuRCREuouirbeieicib ib由圖可知：由圖可知：uo= - ibRCui = - ibrbe則則 Au= RC rbe- ibRC- ibrbe=3. 輸入電阻輸入電阻 RiRi =

46、 RE / reb reb4. 輸出電阻輸出電阻 RoRo = RC式中式中 reb =ui- ie=- ibrbe(1+ )ibrbe1+ =103 利用三極管的基極控制利用三極管的基極控制C-E間飽和（導(dǎo)通）間飽和（導(dǎo)通）與截止（斷開）狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)其開關(guān)控制功能與截止（斷開）狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)其開關(guān)控制功能深度飽和條件：深度飽和條件： IB 2ICS完全截止條件：完全截止條件： UBE = 0V0.40.8IB402060 UBE由特性曲線可知：由特性曲線可知： 為保證三極管為保證三極管深度飽和，應(yīng)使深度飽和，應(yīng)使IB工作于工作于A點(diǎn)；點(diǎn)； 為保證三極管完為保證三極管完全截止，應(yīng)使全截止，應(yīng)使UBE

47、工作工作于于B點(diǎn)點(diǎn).I IC CU UCECEICSABUCC5 - 6 三極管的開關(guān)應(yīng)用（數(shù)字應(yīng)用）三極管的開關(guān)應(yīng)用（數(shù)字應(yīng)用）104IBUKIcUccRBRC UOUccUK解：解：ICS = UCC / RCIB = 2 ICS / RB= (UK - UBE) / IB例：例：已知輸入高電平為已知輸入高電平為UK，欲使三極管工作于開關(guān)狀態(tài)，欲使三極管工作于開關(guān)狀態(tài)，RB應(yīng)取值多大？應(yīng)取值多大？= UK - UBE2 ICS105例：例：某繼電器額定工作電壓某繼電器額定工作電壓6V,額定工作電流額定工作電流60mA,試用試用三極管設(shè)計(jì)一控制電路，控制繼電器的通斷。已知控制三極管設(shè)計(jì)一控制

48、電路，控制繼電器的通斷。已知控制電壓電壓Uk為為2V.1061. 充電器自動(dòng)控制電路充電器自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求：2）使用使用A4紙繪圖，可用紙繪圖，可用Protel繪圖繪圖打印。打印。課程設(shè)計(jì)小課題課程設(shè)計(jì)小課題1）設(shè)計(jì)出電路原理圖，注明參數(shù)，設(shè)計(jì)出電路原理圖，注明參數(shù)，詳細(xì)說(shuō)明工作原理。詳細(xì)說(shuō)明工作原理。RLEDB1B2220V u ua aD D1 1D D2 2A.CA.Cu ub b+C100100 Ui5v采樣采樣基準(zhǔn)基準(zhǔn)比較比較控制控制+Ui電子電子開關(guān)開關(guān)充電充電電池電池參考方案參考方案UAURUAUKUA UR 時(shí)，時(shí)，UK= 0UA 1 , 則則 Au = 1 / F

49、 Au = Xo / Xi =A1 + A FAu =A1 + A F IC2S因?yàn)橐驗(yàn)?Ic1 = 2.5mA (不變）不變）uoUccRB2RB1Rc1uiRc2T T1 1T T2 2240K240K 3K3K12V12V240K240K2K2K 1= 2= 50137(1)(1) 加耦合電阻加耦合電阻R Re e分析：分析：顯然，晶體管工作在線性段。顯然，晶體管工作在線性段。加加Re后，后，UC 1= 4.5VIC2 = ( UC1 - UBE2 ) / Re = 2mAUCE2 = Ucc - IC2 ( RC2 + Re) = 4VuoUccRB1Rc1uiRc2T T1 1T T

50、2 2240K240K3K3K12V12V2K2K 1= 2= 50Re2K2KRB215K15K思考題：思考題：當(dāng)當(dāng)u ui i0.5V0.5V時(shí)，時(shí)，T T1 1能將能將u ui i放大嗎？如何解決？放大嗎？如何解決？2. 2. 耦合方法耦合方法138(2)(2) 加穩(wěn)壓管耦合加穩(wěn)壓管耦合 穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻r rz z= = u uz z/ / i iz z很小，很小，故對(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)反饋很小。故對(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)反饋很小。Ri iz zu uz zIzUzDRcuoUcc139零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移: :當(dāng)輸入為零時(shí)，輸出隨時(shí)間（溫度）而變化當(dāng)輸入為零時(shí)，輸出隨時(shí)間（溫度）而變化。零漂的原因：

51、零漂的原因：溫度影響溫度影響評(píng)價(jià)零漂的指標(biāo)：評(píng)價(jià)零漂的指標(biāo)：將輸出端的漂移電壓將輸出端的漂移電壓uod折合為折合為 輸入電壓輸入電壓uid - 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓即即: : uid = uod / Au抑制零漂有很多方法，差動(dòng)放大器是重要的方法之一。抑制零漂有很多方法，差動(dòng)放大器是重要的方法之一。Auuiuotuo3.3. 直耦放大器的零點(diǎn)漂移直耦放大器的零點(diǎn)漂移140一一. . 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)Uo = U01 - U02 = 0VTU01U02Uo = U01 - U02 = 0V圖中，對(duì)靜態(tài)而言：圖中，對(duì)靜態(tài)而言：二二. . 抑制零漂原理抑制零漂原理思考題思考題: 若無(wú)若無(wú)RB2，

52、當(dāng)當(dāng)ui0.6V時(shí)，時(shí)，T1能將能將ui放大嗎？放大嗎？RB2的作用是什么？的作用是什么？即即UO不受溫度影響不受溫度影響5 -11 差動(dòng)放大器差動(dòng)放大器uouiUccRB1Rc1T T1 1RB2uo1RB2RB1Rc1uo21411.1.共模輸入共模輸入u uc c: : ui1 = ui2 （大小相同，極性相同）大小相同，極性相同） 2 2. .差模輸入差模輸入u ud d: : ui1 = -ui2（大小相同，極性相反）（大小相同，極性相反）3.3.比較輸入比較輸入: : 幅值大小及相對(duì)極性隨機(jī)變化。幅值大小及相對(duì)極性隨機(jī)變化。一個(gè)一個(gè)隨機(jī)輸入隨機(jī)輸入信號(hào)可分解為信號(hào)可分解為u uc

53、c和和u ud d, ,即即ui1 = ud + ucui2 = - ud + uc解得解得ud = ( ui1 - ui2 ) / 2uc = ( ui1 + ui2 ) / 2uoUccRB1Rc1T T1 1RB2uo1RB2RB1Rc1uo2ui1ui2三三. . 輸入信號(hào)輸入信號(hào)142( (一）一）電路的組成電路的組成ui1ui2EE=IRERER500 500 R+ + +uouiUccRB1Rc1T T1 1RB2RB2RB1Rc1300K300K300K300K10K10K10K10K20K20K20K20K12V12VEE12V12VRw50 RE10K1. 將將輸入信號(hào)輸入

54、信號(hào)ui轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉椴钅Ｐ盘?hào)差模信號(hào)ui1和和ui22. 引入深度負(fù)反饋，引入深度負(fù)反饋，穩(wěn)定穩(wěn)定Q點(diǎn)；點(diǎn)；3. 消除深度負(fù)反饋電阻消除深度負(fù)反饋電阻RE引起的動(dòng)態(tài)范圍減??；引起的動(dòng)態(tài)范圍減?。?. 微調(diào)兩只晶體管的微調(diào)兩只晶體管的Q點(diǎn)，使點(diǎn)，使UC完全對(duì)稱。完全對(duì)稱。四、四、典型差動(dòng)放大器典型差動(dòng)放大器1431. 1. R 將將ui分解為差模分解為差模 輸入信號(hào)輸入信號(hào). .即即 ui1 = (1 / 2) uiui2 = - ( 1 / 2 )ui 2. RE 電流負(fù)反饋元件，電流負(fù)反饋元件，阻值較大，對(duì)阻值較大，對(duì)Q點(diǎn)有很強(qiáng)的點(diǎn)有很強(qiáng)的穩(wěn)定作用穩(wěn)定作用.（1）對(duì)共模信號(hào)（溫度）有很強(qiáng)的抑

55、制作用對(duì)共模信號(hào)（溫度）有很強(qiáng)的抑制作用TIE1IE2IRE= 2IEUE1UE2UBE1UBE2IB1IB2IC1IC2ui1ui2R500 500 R+ + +uouiUccRB1Rc1T T1 1RB2RB2RB1Rc1300K300K300K300K10K10K10K10K20K20K20K20K12V12VEE12V12VRw50 RE10K( (二）二）各元件的作用各元件的作用: :144(2).(2). 對(duì)差模信號(hào)無(wú)反饋?zhàn)饔茫簩?duì)差模信號(hào)無(wú)反饋?zhàn)饔茫簎i2ie2ui1ie1iRE不變不變uRE不變（無(wú)反饋）不變（無(wú)反饋）反映抑制共模能力用共模抑制比反映抑制共模能力用共模抑制比KCM

56、RR 表示：表示：3. 3. RW: 靜態(tài)時(shí)調(diào)整靜態(tài)時(shí)調(diào)整UO1和和UO2, 使得：使得：UO1 = UO24.4. EE: EE=IRERE，抵消，抵消URE,使得使得 UE 接近地電位，接近地電位，擴(kuò)大擴(kuò)大 UCE的動(dòng)態(tài)范圍。的動(dòng)態(tài)范圍。KCMRR= =差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)AcAd=1451. 1. 分析前提條件：分析前提條件：(1) 兩管對(duì)稱，參數(shù)一致兩管對(duì)稱，參數(shù)一致; ;(2) Rw及及R忽略不計(jì)忽略不計(jì). .UE= 0.75 - 0.6 = 0.15VIE=1/2 IRE= 0.6mA = ICIB= IC / =12 AUCE = UCC- IC RC

57、 - UE=5.85Vui1ui2R500 500 R+ + +uouiUccRB1Rc1T T1 1RB2RB2RB1Rc1300K300K300K300K10K10K10K10K20K20K20K20K12V12VEE12V12VRw50 RE10K解：解：UB=UCCRB2RB1+RB2= 0.75V IRE=UE - EERE=1.2mA（三）（三）. .靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算146（設(shè)單管電壓放大倍數(shù)為（設(shè)單管電壓放大倍數(shù)為 Au）加負(fù)載后：加負(fù)載后：因?yàn)橐驗(yàn)?uo = uo1 - ( -uo2 )=1/2 ui Au1 + 1/2 ui Au2 = ui Au所以所以 A

58、d = u0 / ui = Au 而而 Au =-=- RCrbe+RB2Ad = uo / ui則則 Ad = - Rcrbe+ RB2Ad = - Rc/(1/2RL)rbe+ RB2ui1ui2R500 500 R+ + +uouiUccRB1Rc1T T1 1RB2RB2RB1Rc1300K300K300K300K10K10K10K10K20K20K20K20K12V12VEE12V12VRw50 RE10K( (四）四）求差動(dòng)電壓放大倍數(shù)求差動(dòng)電壓放大倍數(shù)Ad147輸出級(jí)工輸出級(jí)工作點(diǎn)狀態(tài)作點(diǎn)狀態(tài): :要求：要求：動(dòng)態(tài)范圍大，工作點(diǎn)設(shè)計(jì)在極限臨界點(diǎn)，由動(dòng)態(tài)范圍大，工作點(diǎn)設(shè)計(jì)在極限臨界

59、點(diǎn)，由NPNNPN和和PNPPNP兩只三極管輪流分別放大正半周和負(fù)半周，以求最大功率輸兩只三極管輪流分別放大正半周和負(fù)半周，以求最大功率輸出出( (乙類工作狀態(tài)）。乙類工作狀態(tài)）。第六章第六章 功率放大器功率放大器UcemicicuotttuiubeibuceQ 由圖可知，動(dòng)態(tài)由圖可知，動(dòng)態(tài)范圍在截止區(qū)與飽范圍在截止區(qū)與飽和區(qū)之間。和區(qū)之間。148一一. 輸出級(jí)輸出級(jí)6-1 6-1 互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器( (OTL - output transformer less ) )uot交越失真交越失真RL+Ucc1/2UCCuouiT1T2tui1/2Ucc正半周：正半周：T1導(dǎo)通，

60、導(dǎo)通，T2截止截止,電容通過(guò)電容通過(guò)RL充電充電,產(chǎn)生產(chǎn)生uo正半正半 周；周；負(fù)半周：負(fù)半周：T2導(dǎo)通導(dǎo)通, T1截止截止,電容通過(guò)電容通過(guò)RL放電放電,產(chǎn)生產(chǎn)生uo負(fù)半負(fù)半 周。周。思考題：思考題：交越失真是如何產(chǎn)生的？如何消除？交越失真是如何產(chǎn)生的？如何消除？149二二. OTL功放電路組成及工作原理功放電路組成及工作原理+UCCT1T2RLuo+RB2T3RC1CERE3uiRE2RE1ARC2+CuituotUA = 1/ 2 Ucc RB1 = = 1 1* * 1 1RE1= RE2= 0.5 150三、三、放大器的最大輸出功率分析放大器的最大輸出功率分析式中式中 U - 正弦電