模電復(fù)習(xí)資料和經(jīng)典例題

1、第一章第一節(jié)1 半導(dǎo)體三大特性攙雜特性熱敏特性光敏特性2本征半導(dǎo)體 是純凈（無(wú)雜質(zhì)）的半導(dǎo)體。3載流子(Carrier) 指半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中獲得運(yùn)動(dòng)能量的帶電粒子。有溫度環(huán)境就有載流子。絕對(duì)零度（-2730C）時(shí)晶體中無(wú)自由電子。4本征激發(fā) （光照、加溫度q），會(huì)成對(duì)產(chǎn)生電子空穴對(duì)自由電子(Free Electron)空穴(Hole)5 N型半導(dǎo)體：電子型半導(dǎo)體多子(Majority)：自由電子(Free Electron)少子(Minority)：空 穴(Hole)自由電子數(shù)= 空 穴 數(shù) + 施主雜質(zhì)數(shù)6 P型半導(dǎo)體：空穴型半導(dǎo)體多子(Majority) ：空 穴(Hole)少子(Minori

2、ty ：自由電子(Free )空 穴 數(shù) = 自由電子數(shù) + 受主雜質(zhì)數(shù)7 對(duì)N型半導(dǎo)體Nn · Pn = ni平方 其中： nn 為多子, Pn 為少子 ni2 為本征載流子濃度同理，P型半導(dǎo)體8結(jié)論¨ 雜質(zhì)半導(dǎo)體少子濃度 主要由本征激發(fā)（Ni2）決定的（和溫度有關(guān)）¨ 雜質(zhì)半導(dǎo)體多子濃度 由攙雜濃度決定（是固定的）9本征半導(dǎo)體中電流¨ 半導(dǎo)體中有兩種電流 漂移電流(Drift Current) 是由電場(chǎng)力引起的載流子定向運(yùn)動(dòng) I =In + Ip¨ 其中In為電子流，Ip為空穴流¨ In和Ip的方向是一致的。 擴(kuò)散電流(Diffu

3、sion Current) 是由于載流子濃度不均勻（濃度梯度）所造成的。 由上式可見(jiàn)擴(kuò)散電流正比于濃度分布線上某點(diǎn)處的斜率 dn(x)/dx或 dp(x)/dx。 擴(kuò)散電流與濃度本身無(wú)關(guān)。第二節(jié) PN結(jié)1 PN結(jié)是指使用半導(dǎo)體工藝使N型和P型半導(dǎo)體 結(jié)合處所形成的 特殊結(jié)構(gòu)。PN結(jié)是構(gòu)成半導(dǎo)體器件的 核心結(jié)構(gòu)。n 空間電荷區(qū) 耗盡層 自建電場(chǎng) 勢(shì)壘區(qū) 阻擋層。2 PN結(jié)形成“三步曲”（1）多數(shù)載流子的 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。（2）空間電荷區(qū)和少數(shù)載流子的 漂移運(yùn)動(dòng)。（3）擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與漂移運(yùn)動(dòng)的 動(dòng)態(tài)平衡。3勢(shì)壘區(qū) PN結(jié)建立在N型和P型半導(dǎo)體的結(jié)合處，由于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，失空穴和電子后形成不能移動(dòng)的負(fù)離子和正離子

4、狀態(tài)，這個(gè)區(qū)域稱(chēng)為空間電荷區(qū)（耗盡層）。PN結(jié)又稱(chēng)為 自建電場(chǎng)、 阻擋層。4當(dāng)外加電壓時(shí)，PN結(jié)的結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化（空間電荷區(qū)的寬窄變化）正向偏置P接電源正，N接電源負(fù) 外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相反（削弱內(nèi)電場(chǎng)），使 PN結(jié)變窄。 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)。 稱(chēng)為“正向?qū)ā薄７聪蚱肞接電源負(fù)，N接電源正 外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相同（增強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)），使PN結(jié)變寬。 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng) 稱(chēng)為“反向截止”5 PN結(jié)伏安特性 單向?qū)щ娦?正向?qū)?開(kāi)啟電壓 反向截止 飽和電流6 PN結(jié)電阻特性?xún)煞N電阻（1）靜態(tài)電阻（直流電阻） R = V/ I（2）動(dòng)態(tài)電阻（交流電阻） r = v / I7 PN結(jié)電容特性 PN結(jié)呈現(xiàn)電

5、容效應(yīng) 有兩種電容效應(yīng)勢(shì)壘電容 （和反向偏置有關(guān)）CT PN結(jié)外加反向偏置時(shí)，引起 空間電荷區(qū)體積的變化（相當(dāng)電容的極板間距變化和電荷量的變化）擴(kuò)散電容 （和正想偏置有關(guān)）CD PN結(jié)外加正向偏置時(shí)，引起 擴(kuò)散濃度梯度變化 出現(xiàn)的電容（電荷）效應(yīng)。 兩者是并聯(lián)關(guān)系： 正向時(shí)，電阻小，電容效應(yīng)不明顯。 反向時(shí)，電阻大，電容效應(yīng)明顯。 故 電容效應(yīng)主要在反偏時(shí)才考慮8 反向擊穿當(dāng)對(duì)PN結(jié) 外加反向電壓超過(guò)一定的限度，PN結(jié)會(huì)從反向截止發(fā)展到。 反向擊穿破壞了PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦浴?利用此原理可以制成 穩(wěn)壓管。 電擊穿有兩種機(jī)理機(jī)理 可以描述： 雪崩擊穿低摻雜，（少子，加速） PN結(jié)寬， 正溫系數(shù)，

6、 常發(fā)生于大于7伏電壓的擊穿時(shí)（雪崩效應(yīng)） 齊納擊穿高摻雜，（強(qiáng)電場(chǎng)拉出電子） PN結(jié)窄， 負(fù)溫系數(shù)， 常發(fā)生于小于5伏電壓的擊穿時(shí)（隧道效應(yīng)）9 二極管是由管芯(PN結(jié))加電極引線和管殼制成。平面型二極管：面接觸型二極管：適合整流，低頻應(yīng)用(結(jié)電容大) 點(diǎn)接觸型二極管 ：適合檢波，可高頻應(yīng)用(結(jié)電容小) 10 主要參數(shù)· 最大整流電流IF 管子穩(wěn)定工作時(shí)，所允許通過(guò)的最大正向平均電流。· 最大反向工作電壓VR指工作時(shí)允許所加最大反向電壓。（通常取擊穿電壓V(BR)的作為VR）· 反向電流IR是指擊穿前的反向電流值。此值越小表示管子單向?qū)щ娦阅茉胶谩ＥcIS有關(guān)（再

7、加上表面漏電流），故與溫度有關(guān)。· 最高工作頻率fm是由管子的結(jié)電容所決定的。Fm 越大頻率特性越好。Fm 大說(shuō)明管子結(jié)電容小。· 直流電阻和交流電阻直流電阻 R · 是二極管所加直流電壓V與所流過(guò)直流電流I之比。交流電阻 r · 是其工作狀態(tài)(I,V)處電壓改變量與電流改變量之比。幾何意義是曲線Q點(diǎn)處切線斜率的倒數(shù)。· 閾值電壓(又稱(chēng)為導(dǎo)通電壓、死區(qū)電壓等)l 硅管VD(ON) 0.50.7Vl 鍺管VD(ON) 0.10.3V二極管半波整流電路 二極管限幅電路二極管電平選擇電路穩(wěn)壓二極管及穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管主要參數(shù)· 穩(wěn)壓電壓VZ

8、 指管子長(zhǎng)期穩(wěn)定時(shí)的工作電壓值。· 額定功耗Pz 使用時(shí)不允許超過(guò)此值。· 穩(wěn)定電流Iz 工作電流小于此值時(shí)穩(wěn)壓效果較差，要求大于此值才能正常工作。· 動(dòng)態(tài)電阻rz 是在擊穿狀態(tài)下,管子兩端電壓變化量與電流變化量的比值。（越小越好）。· 溫度系數(shù) a 大正小負(fù)指管子受溫度影響的程度。7V是正溫系數(shù)(雪崩擊穿)；5V是負(fù)溫系數(shù)(齊納擊穿)；57V溫度系數(shù)最小。穩(wěn)壓電路 第三節(jié)1 發(fā)射極電流IEIEn 基極電流IB IBn ICBO ICBO - 反向飽和漏電流集電極電流qIC = Icn1+ICBO2 晶體管放大 (正向受控) 的兩個(gè)重要條件：內(nèi)部條件 ：

9、e 區(qū) 高摻雜, b 區(qū) 很 窄。外部條件 ：eb 結(jié) 正偏置, cb 結(jié) 反偏置。信號(hào)流向： C E : b 進(jìn) c 出 ，（E） 接地 CC : b 進(jìn) e 出 ，（C）接地 C B : e 進(jìn) c 出 ，（B）接地3 輸入特性曲線（圖）· VCE增大時(shí)，曲線略有右移，到一定程度則不再變化。· 這是管子的基調(diào)效應(yīng)。輸出特性曲線（圖）飽和區(qū) · eb結(jié) 和 cb結(jié) 均為正偏。· 管子完全導(dǎo)通，其正向壓降很小。· 相當(dāng)一個(gè)開(kāi)關(guān)“閉合（Turn on）”。工作區(qū)· eb結(jié) 正偏，cb結(jié) 反偏 。· 這是管子的正常放大狀態(tài)。&#

10、183; 此時(shí)具有“恒流特性”。 截止區(qū) · eb結(jié)和cb結(jié) 均為反偏。· 管子不通，相當(dāng)于一個(gè)“開(kāi)關(guān)”打開(kāi)（Turn off）。· 管子的cb結(jié) 承受大的 反向電壓擊穿區(qū) · 管子被反向電壓（太大）擊穿。· 管子的 PN結(jié)特性破壞。· 厄利電壓n 和輸出阻抗有關(guān)· 基調(diào)效應(yīng)n 基區(qū)調(diào)制效應(yīng)管子參數(shù) 1 電流放大參數(shù)用以衡量管子的放大性能。共基直流電流放大參數(shù)共射，共集直流電流放大參數(shù) 2極間反向電流 是指管子各電極之間的反向漏電流參數(shù)。C、B間反向飽和漏電流管子C、E間反向飽和漏電流· 此值與本征激發(fā)有關(guān)。

11、83; 取決于溫度特性（少子特性）。3 極限參數(shù)集電極最大允許電流指下降到額定值的2/3時(shí) 的IC值。 集電極最大允許功耗 反向擊穿電壓（注意）？第二章 模擬集成單元電路第一節(jié)1失真l 線性失真 信號(hào)引起頻率失真 l 非線性失真 器件造成非線性失真 2 直流能量（電源） 交流能量（輸出信號(hào)） 受輸入信號(hào)控制l 輸入阻抗 越大越好l 輸出阻抗 表征放大器輸出信號(hào)帶動(dòng)負(fù)載 的能力.l 輸出阻抗越小越好.理想放大器條件ri >> RS RL >> r0理想電流放大的條件=0第二節(jié) 基本放大電路簡(jiǎn)單共射放大電路v 要保證兩個(gè)基本方面的工作：v 直流v 交流v 放大器將存在 兩種

12、狀態(tài)v 靜態(tài) （由電源引起）v 動(dòng)態(tài) （由信號(hào)源引起）兩種狀態(tài)的區(qū)別v “直流是條件”v “交流是目的”v 如何得到直流電路v 電容開(kāi)路v 電感短路v -可得到直流電路v 如何得到交流電路v 電容短路v 電感開(kāi)路v 電流源開(kāi)路（內(nèi)阻大）v 電壓源短路（內(nèi)阻?。┓糯箅娐分懈鱾€(gè)量的表示：靜態(tài)值 主字母大寫(xiě)，腳標(biāo)大寫(xiě)。交流（瞬時(shí)值） 主字母小寫(xiě)，腳標(biāo)小寫(xiě)。交流有效值 主字母大寫(xiě)，腳標(biāo)小寫(xiě)。 總瞬時(shí)值 主字母小寫(xiě)，腳標(biāo)大寫(xiě)。第三節(jié) 放大器圖解分析法1 放大器的分析方法有兩種v 圖解法v 直觀，便于分析失真；v 可進(jìn)行大信號(hào)分析。v 微變等效分析法便于交流參數(shù)計(jì)算，適用于小信號(hào)狀態(tài)。放大器靜態(tài)分析

13、60;直流輸入回路輸入回路方程作直流負(fù)載線 得出： 輸入特性曲線和負(fù)載線 輸出回路方程 做直流負(fù)載線得出 輸出特性和直流負(fù)載線放大器動(dòng)態(tài)分析 （交流狀態(tài)） 注意；v 放大器加入交流信號(hào)后，將同時(shí)存在直流和交流 兩種物理量。v 交流是依存直流而存在的。v 此時(shí)各值均為交直流共存（為總瞬時(shí)值）信號(hào)和輸入量表示 電路圖輸入回路輸入特性曲線vBEVBEQ=Uim 。sin wt輸入交流負(fù)載線的做法輸出回路 輸出回路方程做輸出交流負(fù)載線 注意：Ube和Ic 相位相反v 飽和失真（工作點(diǎn)太高）v 截止失真（工作點(diǎn)太低）v 最大不失真輸出電壓幅度（截止限制） v 最大不失真輸出電壓幅度（飽和壓降）取二者的最

14、小值  放大器參數(shù)改變的影響v 改變 IB（RB） Q點(diǎn)沿交流負(fù)載線上下移動(dòng) 改變RC 改變負(fù)載線（直流和交流）的斜率 改變VCC 負(fù)載線左右平移第四節(jié) 放大器微變等效電路分析法通過(guò)實(shí)例分析放大器參數(shù)n 分析步驟如下：n 畫(huà)出直流和交流等效電路圖n 求靜態(tài)工作點(diǎn)n 進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析n 求輸入阻抗n 求電壓增益n 求輸出阻抗n 求源電壓增益n 求電流增益第五節(jié) 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)態(tài)電路使Q點(diǎn)不穩(wěn)定的因素溫度 Icq 升高CE組態(tài) AV 大（反相） Ai 大 AP 最大 Ri 中 Ro 大CC組態(tài) AV 小于約等于1（同相） Ai 大 AP 中 ri 最大 ro 最小CB組態(tài) AV 大（同相） A

15、i 小于約為1 AP 中 ri 最小 ro 最大三種組態(tài)的一般用途 CE 中間放大級(jí) CC 輸入或輸出級(jí) CB 寬頻帶放大（高頻應(yīng)用）第四節(jié) 場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor ) 簡(jiǎn)稱(chēng)FETBJT 雙極型晶體管工作機(jī)理不同® 雙極型晶體管（BJT）® 有兩種載流子（多子、少子）® 場(chǎng)效應(yīng)管（FET）® 有一種載流子（多子）控制方式的不同® 雙極型晶體管（BJT）® 電流控制方式® 場(chǎng)效應(yīng)管（FET）® 電壓控制方式場(chǎng)效應(yīng)管分類(lèi)® 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET） JFET分

16、為兩類(lèi): N溝道JFET P溝道JFET ® 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（IGFET） MOSFET 分為:N溝道MOSFET N溝道MOS又分為N溝道 增強(qiáng)型（Enhancement ） - ENMOSFETN溝道 耗盡型（Depletion ） - DNMOSFETP溝道MOSFET P溝道MOS又分為P溝道 增強(qiáng)型（Enhancement ） -E PMOSFETP溝道 耗盡型（Depletion ） -D PMOSFETMOS場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET） MetalOxideSemiconductor 金屬氧化物半導(dǎo)體故稱(chēng)為MOSFET，簡(jiǎn)稱(chēng)MOS器件。他屬于絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管JFET結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)

17、管利用反向PN結(jié)（加反壓）耗盡層寬窄控制溝道工作原理（N溝道）外加偏置® 管子工作要求外加電源保證靜態(tài)設(shè)置： VDS 漏極直流電壓-加正向電壓 VGS 柵極直流電壓-加反向電壓VGS 柵極直流電壓的作用看VGS的作用（不加VDS ）® 橫向電場(chǎng)作用® VGS PN結(jié)耗盡層寬度 溝道寬度 VDS 漏極直流電壓的作用這里面：Ugs 是負(fù)電壓，相當(dāng)于兩個(gè)相加 Ugs和Uds的作用效果是相同的，都是使溝道變窄?？碫DS的作用（不加VGS ）® 縱向電場(chǎng)作用® 在溝道造成楔型結(jié)構(gòu)（上寬下窄）楔型結(jié)構(gòu)® a點(diǎn)（頂端封閉） 預(yù)夾斷® b點(diǎn)

18、（底端封閉） 全夾斷（夾斷）說(shuō)明® 隨溝道寬窄變化，使通過(guò)的載流子數(shù)量發(fā)生變化，即iD變化。® VGS對(duì)iD的控制作用。特性曲線® 有兩種特性曲線：® 轉(zhuǎn)移特性（思考為何不叫輸入特性？）® 輸出特性轉(zhuǎn)移特性Idss為Vgs為0時(shí)的電流Vgs為Id為0時(shí)電壓輸出特性MOS絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管MOS管是絕緣柵管的一種主要形式N溝道增強(qiáng)型（E型）MOSFET結(jié)構(gòu)與符號(hào)外加偏置® VGS ： 所加?xùn)旁措妷?#174; 垂直電場(chǎng)作用（注意為“”）® VDS ： 所加漏源電壓® 橫向電場(chǎng)作用（注意也為“”）工作原理® 兩

19、種電場(chǎng)的作用：® 垂直電場(chǎng)作用® 橫向電場(chǎng)作用VGS垂直電場(chǎng)作用（向下） 吸引P襯底中自由電子向上運(yùn)動(dòng) 形成反型層（在P封底出現(xiàn)N型層） 從而連通兩個(gè)N+區(qū)（形成溝道）VDS橫向電場(chǎng)作用 使溝道成楔型（左寬右窄） VGS<VGS(th) -iD=0 VGS>VGS(th) -iD>0 其中 VGS(th)為開(kāi)啟電壓。 iD表達(dá)式 COX -單位面積柵極電容 mn -溝道電子的遷移率 W -溝道寬度 L -溝道長(zhǎng)度 W/L -MOS管寬長(zhǎng)比特性曲線® 特性曲線也是兩種：® 轉(zhuǎn)移特性® 輸出特性轉(zhuǎn)移特性輸出特性. N溝道耗盡型MO

20、SFET結(jié)構(gòu)特點(diǎn)® SiO2中摻有鈉離子，可以形成正電場(chǎng)，從P襯底中吸引電子向上運(yùn)動(dòng)，形成反型層（原始就有）。 ® 加VGS（可正可負(fù)）后，可改變溝道寬窄， VDS壓降使溝道形成楔形。特性曲線® 有兩種特性曲線® 轉(zhuǎn)移特性曲線® 輸出特性曲線場(chǎng)效應(yīng)管主要參數(shù)特性參數(shù)可分直流參數(shù)和交流參數(shù)直流參數(shù)與管子的工作條件有關(guān)® 夾斷電壓® 開(kāi)啟電壓® 漏極飽和電流® 直流輸入電阻夾斷電壓VGS(OFF)® 適用于JFET和MOSFET (耗盡型) ® 當(dāng)|VGS|>|VGS(OFF)|時(shí)

21、，iD=0 開(kāi)啟電壓VGS(TH)® 適用于增強(qiáng)型MOSFET （增強(qiáng)型） ® 當(dāng)VGS>VGS(th)時(shí) ，iD0漏極飽和電流IDSS® 當(dāng)VGS=0時(shí)（VDS>VGS(off) ）， ID=IDSS® 適用于耗盡型MOSFET（耗盡型）和JFET 直流輸入電阻rGS® 對(duì)JFET ： rGS 大約 108109 W® 對(duì)MOSFET ： rGS大約 10111012 W® 通常認(rèn)為 rGS 極限參數(shù)® 漏極擊穿電壓V(BR)DS漏源擊穿電壓® 柵源擊穿電壓V(BR)GS柵源擊穿電壓

22、4; 最大功耗 PDM管子的最大耗散功率 PDM=IDM·VDS交流參數(shù)® 跨導(dǎo)gm反映VGS對(duì)ID的控制能力是轉(zhuǎn)移特性曲線上Q點(diǎn)的斜率值對(duì)于JFET（結(jié)型）和MOSFET（耗盡型）對(duì)應(yīng)工作點(diǎn)Q的gm為式中IDQ 為直流工作點(diǎn)電流，增大IDQ可提高gm® 對(duì)于增強(qiáng)型MOSFET可見(jiàn)增大場(chǎng)效應(yīng)管的寬長(zhǎng)比和工作電流可提高gm ® 輸出電阻® 表達(dá)式® 輸出電阻rds反映了VDS對(duì)iD的影響。® 是共源輸出特性曲線某一點(diǎn)切線斜率的倒數(shù)。恒流特性在恒流區(qū)iD幾乎不隨VDS變® 極間電容® 柵源電容CGS 

23、4; 由勢(shì)壘和溝道電容組成（約0.11PF）® 柵漏電容CGD ® 由勢(shì)壘和溝道電容組成（約0.11PF）® 漏源電容CDS ® 由封裝和引線電容組成（約110PF）各種FET管子符號(hào)結(jié)型管 Vgs 負(fù)電壓 Vds 正電壓 增強(qiáng)型 兩正電壓 耗盡型 Vgs 正負(fù)均可 Vds正電壓符號(hào)中，N溝道，都是指向里的，方向場(chǎng)效應(yīng)管和雙極型晶體管比較BJT® 導(dǎo)電機(jī)構(gòu) ： 多子、少子（雙極型）® 工作控制方式 ： 流控 ® 輸入阻抗： 102103® 放大能力 ： b 大® 工藝： 復(fù)雜® 使用： CE不可

24、置換® 輻射光照溫度特性： 不好® 抗干擾能力 ： 差FET® 導(dǎo)電機(jī)構(gòu)： 多子（單極型）® 工作控制方式 ： 壓控® 輸入阻抗： 1081012® 放大能力： gm 小® 工藝 ： 簡(jiǎn)單，易集成® 使用： DS 可置換® 輻射光照溫度特性： 好® 抗干擾能力： 好第八節(jié) 場(chǎng)效應(yīng)管放大器gm 稱(chēng)為跨導(dǎo)（單位S），表明柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力場(chǎng)效應(yīng)管必須工作于恒流區(qū)才能正常放大共源（CS）共漏（CD）共柵（CG） 看書(shū) P83第10節(jié) 放大器的級(jí)聯(lián)放大器的耦合方式阻容耦合 阻容耦合多級(jí)放大器的

25、級(jí)與級(jí)之間，采用電阻、電容耦合的方式。可以看出第二級(jí)的輸入阻抗ri是第一級(jí)的負(fù)載 只要求一個(gè)第二級(jí)的輸入阻抗作為第一級(jí)的負(fù)載即可以。輸入電阻是第一級(jí)的輸入電阻輸出電阻是第二級(jí)的輸出電阻多級(jí)放大器分析的關(guān)鍵· 關(guān)鍵是先將級(jí)與級(jí)之間進(jìn)行劃分（斷開(kāi)）。· 再將后級(jí)的輸入阻抗做為前級(jí)的負(fù)載，可以求出前級(jí)的增益（電流或電壓增益）。· 最后求總增益。直接耦合 放大緩慢變化的信號(hào)存在問(wèn)題· (1) 前、后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)會(huì)相互有影響。（負(fù)反饋電路、電流源電路）解決· (2) 采用同一極型晶體管，集電極電平將逐漸抬高（或降低）（電平位移電路）解決

26、3; （3）溫度變化引起工作點(diǎn)變化和零點(diǎn)漂移。（差動(dòng)放大器和負(fù)反饋解決）組合放大器 雙管組成的直接耦合多級(jí)放大電路· 共集-共集（CC-CC）組合電路 “達(dá)林頓電路” （cc-cc）組合電路特點(diǎn) 提高晶體管電流增益和輸入電阻 · 共集-共基（ CC-CB）組合電路具有CC電路和CB電路的共同優(yōu)點(diǎn)。· 共射-共基（ CE-CB）組合電路具有CE電路和CB電路的優(yōu)點(diǎn)· 其它組合電路復(fù)合管的組成原則（以?xún)晒転槔?#183; （1）應(yīng)保證前級(jí)晶體管（輸出電流）和后級(jí)晶體管（輸入電流）方向一致。· （2）外加電壓極性應(yīng)保證前后兩個(gè)晶體管均為發(fā)射結(jié)正偏置

27、，集電結(jié)反偏置。· （3）要求是第一個(gè)晶體管的C-E連接第二個(gè)晶體管的C-B。· （4）合理組合后形成的復(fù)合管的類(lèi)型和極性與前一個(gè)晶體管相同第9節(jié) 放大器的功率輸出級(jí) 功率放大器的特點(diǎn)及分類(lèi)電壓放大器n 一般電壓放大器為小信號(hào)放大器。n 以獲得電壓增益為主。n 主要考慮通頻帶等參數(shù)。功率放大器n 為大信號(hào)放大器（單級(jí)）。n 以獲得功率增益為主（大電壓大電流）。n 主要考慮輸出功率，非線性失真，安全保護(hù)等參數(shù)。功率放大器的特點(diǎn)：n （1）考慮獲得信號(hào)足夠大，能夠給負(fù)載提供足夠大的功率（大電壓、大電流）；n （2）分析方法以圖解法為主；n （3）考慮非線性失真；n （4）考慮如

28、何提高效率；n （5）考慮功率器件的安全保護(hù)問(wèn)題n 要求是：n 在功率高、非線性失真小、安全工作的前提下，向負(fù)載提供足夠大的功率。功率放大器的分類(lèi)工作狀態(tài)（Q點(diǎn)不同設(shè)置）來(lái)分類(lèi)。甲類(lèi)（A類(lèi)）n 乙類(lèi)（B類(lèi)）n 甲乙類(lèi)（AB類(lèi)）n 丙類(lèi)（C類(lèi)）n 丁類(lèi)（D類(lèi)）（1） 甲類(lèi)（A類(lèi)）管子導(dǎo)通角 q=360=2p（2） 乙類(lèi)（B類(lèi)）管子導(dǎo)通角 q=180=p（3）甲乙類(lèi)（AB類(lèi)）管子導(dǎo)通角 180 q360（4） 丙類(lèi)（C類(lèi)）管子導(dǎo)通角 q 180 n 甲類(lèi)：效率低，管耗較大（無(wú)信號(hào)時(shí)，直流功耗 Icq ）單管全波波形。n 乙類(lèi)：效率高，有非線性失真（交越失真），只有半波，需兩管推挽獲得全波

29、波形。n 甲乙類(lèi)：效率較高，分析同乙類(lèi)，但可改善非線性失真（Q點(diǎn)升高）。n 丙類(lèi)：效率高，但需要濾波網(wǎng)絡(luò)方可取出基波波形。功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)n 輸出功率PoVom和Iom分別為功放的輸出電壓和輸出電流幅值。n 效率Po為輸出交流功率；PD為電源提供直流功率n 非線性失真系數(shù)THD一般只在大信號(hào)工作時(shí)才考慮THD指標(biāo)。n 晶體管功率損耗互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路n 當(dāng)前最常用的功放電路形式。常應(yīng)用于分立器件功放和集成電路的功放級(jí)n 有兩大類(lèi)：n OCL 電路n OTL 電路一、 OCL 電路n 無(wú)輸出電容器（Output Capactitorless）功放電路。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n 雙電源 +Vcc 、

30、Vccn 輸出端 直耦（0電位）互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)的概念n 互補(bǔ)：VT1是NPN，VT2是PNPn 對(duì)稱(chēng)：VT1 與VT2 參數(shù)一致（ b、VBE 、 ICEO）注意到VT1 VT2 均為CC電路（射隨器）工作原理n 在Vi處加入正弦波n 當(dāng)Vi為正時(shí)，VT1導(dǎo)通，VT2截止 ； 電流流向（流過(guò)RL）上正下負(fù)。n 當(dāng)Vi為負(fù)時(shí)， VT2導(dǎo)通，VT1 截止 電流流向（流過(guò)RL）上負(fù)下正。n 兩管輪流導(dǎo)通（為乙類(lèi)狀態(tài)）“推挽”合成正弦波。乙類(lèi)功放的交越失真問(wèn)題（圖）解決交越失真的甲乙類(lèi)電路（圖）解決交越失真的VBE擴(kuò)展電路二  OTL功放電路Output transformerless (無(wú)輸出變

31、壓器) 電路特點(diǎn)n 電路互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)。n 互補(bǔ)（NPN、PNP）n 對(duì)稱(chēng)（參數(shù)一致）n 管子組態(tài)為CC（射隨器）OTL電路特點(diǎn)n 單電源（+Vcc）。n 輸出端接有大電容C耦合（相當(dāng)負(fù)電源作用）。n 靜態(tài)輸出端 （C內(nèi)側(cè)為VCC/2 ）。 工作原理n 輸入端加正弦信號(hào)。n 輸入為正時(shí)，VT1 導(dǎo)通 、VT2 截止， +Vcc供電，通過(guò)C（充電），與 RL形成回 路（上正下負(fù)）。n 輸入為負(fù)時(shí)，VT2 導(dǎo)通 VT1 截止，C放電（Vc）經(jīng)RL形成回路（上負(fù)下正）。n 兩管輪流導(dǎo)通 （推挽），在負(fù)載上合成正弦波。三利用復(fù)合管做互補(bǔ)輸出級(jí) n 全互補(bǔ)管：n 兩個(gè)互補(bǔ)管類(lèi)型、極性一致。n 準(zhǔn)互補(bǔ)

32、管：n 兩個(gè)互補(bǔ)管類(lèi)型、極性不一致。n 兩種類(lèi)型的 b一致，而rbe不一致。章節(jié)小結(jié)?。▽?duì)前面的兩章）第三章 集成運(yùn)算放大器集成電路（IC）w 三大類(lèi)w 數(shù)字集成電路w 模擬集成電路w 數(shù)/?；旌霞呻娐?#167;3.1 模擬集成運(yùn)放特點(diǎn)及構(gòu)成通用型模擬集成運(yùn)算放大器模擬集成電路特點(diǎn)制造工藝n 采用直接耦合的電路結(jié)構(gòu)（不宜做大電容和電感）；n 輸入級(jí)（及其它）常用差動(dòng)電路（利用對(duì)稱(chēng)性做補(bǔ)償）；n 大量采用恒流源電路（偏置和有源負(fù)載），做晶體管比做電阻等元件容易。 也常常采用組合電路形式。集成電路的優(yōu)點(diǎn)體積小、功耗小、功能強(qiáng)、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)集成運(yùn)放的組成框圖 輸入級(jí) 采用差動(dòng)電路 芯

33、片性能好壞的關(guān)鍵中間級(jí) 采用復(fù)合管和帶有源負(fù)載的共射放大電路主要的放大（電壓）作用輸出級(jí) 考慮功率輸出（帶載能力強(qiáng)）和過(guò)載保護(hù)。w 偏置級(jí) 提供各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)（往往采用各種電流源 ）§3.2 差動(dòng)放大電路w 差動(dòng)放大器位于集成運(yùn)放的第一級(jí)。w 差動(dòng)放大器屬于直接耦合的直流放大器形式。差放的主要性能w 放大差模信號(hào)（有用信號(hào)）w 抑制共模信號(hào)（溫漂和噪聲）1  差模性能和共模性能 （差放有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端）放大作用信號(hào)的定義n 差模信號(hào)n 共模信號(hào)差模信號(hào)兩個(gè)輸入信號(hào)的差值共模信號(hào)兩個(gè)輸入信號(hào)的算術(shù)平均值。任意輸入信號(hào)共模電壓分量 幅值相等，極性相同。 差模電壓分量

34、幅值相等，極性相反。差動(dòng)電路特點(diǎn)w 要求兩管（VT1、VT2）對(duì)稱(chēng)w 其它元件也對(duì)稱(chēng) w 長(zhǎng)尾電阻w 正、負(fù) 雙電源w 有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端四種電路組態(tài) w 雙端輸入，雙端輸出； 雙端輸入，單端輸出 ； w 單端輸入，單端輸出； 單端輸入，雙端輸出；雙端輸入，雙端輸出電路（1）   靜態(tài)分析電路圖參考筆記電流源接地（零電勢(shì)）靜態(tài)時(shí)，“雙出”輸出量為“0”，即RL上沒(méi)有靜態(tài)電流，負(fù)載相當(dāng)開(kāi)路(2) 差模特性分析（電路圖，筆記本） 雙入雙出重點(diǎn)說(shuō)明 差模電壓增益相當(dāng)單管放大器的輸出雙入單出輸入電阻輸出電阻w 雙出時(shí)w 單出時(shí) （3） 共模特性分析（干擾引起）（電路圖，筆記本

35、）電路對(duì)稱(chēng)性、溫度變化、電源波動(dòng)、電磁波干擾等環(huán)境因素對(duì)放大器的影響（溫漂）重點(diǎn)說(shuō)明雙出時(shí)的電壓增益單出時(shí)的電壓增益共模輸入電阻共模輸出電阻3. 共模抑制比差動(dòng)放大器用共模抑制比衡量對(duì)共模信號(hào)的抑制能力。定義為差模電壓增益與共模電壓增益之比的絕對(duì)值雙端輸出時(shí) 單端輸出時(shí)單端輸入電路特點(diǎn) 信號(hào)從一輸入端基極加入，另一輸入端接地（不接信號(hào)）。§3.5 集成電路中的電流源(p40)恒流源作用 可以做放大器的 有源負(fù)載（提高增益） 做偏置電路（獲得穩(wěn)定性）第四章 電路中的負(fù)反饋n “反饋”“FEEDKACK”n “反”-回返n “饋” -贈(zèng)送n 反饋-回贈(zèng)反饋的基本模型n 首先要建立反饋的“

36、單向化模型”。n 主要是將實(shí)際信號(hào)的“雙向流向”近似認(rèn)為是“單向流向”（工程的合理近似）。反饋的基本模型（圖）模型內(nèi)容解釋n 兩大部分：n A：放大部分n 信號(hào)正向傳輸n F：反饋部分n 信號(hào)反向傳輸n 兩個(gè)環(huán)節(jié)：n 輸入比較環(huán)節(jié)：n 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相 比較n 輸出取樣環(huán)節(jié)：n 從輸出信號(hào)中取出一部分回送到輸入端。n 四種信號(hào)量：n Xi 輸入信號(hào)n X0 輸出信號(hào)n Xid 凈輸入信號(hào)（差值信號(hào)） 真正加到放大器輸入端的有效信號(hào)。n Xf 反饋信號(hào)反饋的定義將放大電路輸出信號(hào)的一部分或全部，通過(guò)一定路徑返送至輸入端，并對(duì)輸入信號(hào)產(chǎn)生一定的影響。反饋系統(tǒng)的特點(diǎn)n 反饋系統(tǒng)：n 一定是閉環(huán)系

37、統(tǒng)。n 反饋?zhàn)饔茫簄 具有自動(dòng)調(diào)節(jié)作用（自適應(yīng)）。反饋的分類(lèi)與判別n 反饋有6種情況需要判斷：n 有反饋與無(wú)反饋n 正反饋與負(fù)反饋n 正反饋使放大器自激振蕩，放大器可以成為振蕩器。n 負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大器，改善放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)。n 本級(jí)反饋與級(jí)間反饋n 直流反饋與交流反饋n 直流反饋影響放大器的直流量（靜態(tài)工作點(diǎn)），穩(wěn)定Q點(diǎn)。n 交流反饋影響放大器的交流量（動(dòng)態(tài)），改善放大器（交流）性能。n 串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋對(duì)放大器的輸入端連接方式和影響效果大不一樣n 電壓反饋與電流反饋是針對(duì)輸出端，電路的連接方式和影響效果大不相同。反饋的判斷有無(wú)反饋n 找電路輸入和輸出之間有無(wú)直接的

38、連接元件，介于兩者之間，提供反饋通路。n 如有：必存在反饋；n 沒(méi)有：就沒(méi)有反饋。正負(fù)反饋 采用“瞬時(shí)極性法”n 從輸入端加入任意極性（正或負(fù)）的信號(hào)，n 使信號(hào)沿著信號(hào)傳輸路徑向下傳輸（從輸入到輸出）。n 再?gòu)妮敵龇聪騻鬏敚ǚ答仯┑捷斎攵?。n 反饋信號(hào)在輸入端與原輸入信號(hào)相比較n 看凈輸入信號(hào)是增加還是減?。O性相同還是極性相反。n 極性相同（增加）是正反饋，極性相反（減?。┦秦?fù)反饋。本級(jí)反饋與級(jí)間反饋n 看反饋元件是處于電路本級(jí)之間還是處于電路的級(jí)與級(jí)之間；n 即找本級(jí)輸入輸出之間有無(wú)反饋元件，或多級(jí)輸入和輸出之間有無(wú)反饋元件。n 由此判斷是本級(jí)反饋與級(jí)間反饋直流反饋與交流反饋n 先畫(huà)出直

39、流和交流通路。n 再判定有無(wú)介于輸入、輸出回路的元件。n 直流通路存在反饋元件即存在直流反饋。n 交流通路存在反饋元件即存在交流反饋。參考筆記串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋n 串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋屬于交流反饋。n 只看輸入端的連接和信號(hào)比較方式n 并聯(lián)連接（節(jié)點(diǎn)型）：電流比較是并聯(lián)反饋。n 串聯(lián)連接（回路型）：電壓比較是串聯(lián)反饋。電壓反饋與電流反饋n 電壓反饋與電流反饋屬于交流反饋。n 只看輸出端的連接和信號(hào)取樣方式。n 電壓連接（節(jié)點(diǎn)型）：電壓取樣是電壓反饋。n 電流連接（回路型）：電流取樣是電流反饋。對(duì)輸入端 對(duì)輸出端反饋模型（圖）A：基本放大器 F：反饋網(wǎng)絡(luò) Xi：輸入信號(hào) Xid：凈輸入信號(hào)（差值信

40、號(hào)） Xf：反饋信號(hào) X0：輸出信號(hào)n 開(kāi)環(huán)增益n 反饋系數(shù)由輸入端（比較）推導(dǎo)由輸出端信號(hào)閉環(huán)增益反饋深度第一種第二種第三種第四種負(fù)反饋組態(tài) 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)反饋命名原則 由 后 到 前 電壓 串聯(lián)1.  電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋元件的輸出端是電壓連接（節(jié)點(diǎn)型）。輸入端是串聯(lián)連接（回路型）。2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋 輸出端是電壓連接（節(jié)點(diǎn)型） ，輸入端是并聯(lián)連接（節(jié)點(diǎn)型） 。3  電流串聯(lián)負(fù)反饋 輸出端是電流連接（回路型）。輸入端是串聯(lián)連接（回路型） 。4  電流

41、并聯(lián)負(fù)反饋 輸出端是電流連接（回路型）。輸入端是并聯(lián)連接（節(jié)點(diǎn)型） 。5. 信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響反饋輸入端連接信號(hào)源，因?yàn)樾盘?hào)源的不同一定會(huì)有所影響。 并聯(lián)反饋（節(jié)點(diǎn)型）將適合連接電流源。 因?yàn)檩斎攵耸墙Y(jié)點(diǎn)關(guān)系信號(hào)源影響反饋效果 當(dāng)加入電流源IS，反饋效果好。 當(dāng)RS= (恒流源) ， 為理想效果。 當(dāng)加入電壓源 VS ，反饋效果差。 當(dāng) RS=0（恒壓源），無(wú)反饋效果。 串聯(lián)反饋（回路型）將適合連接電壓源。 因?yàn)檩斎攵耸腔芈逢P(guān)系信號(hào)源影響反饋效果 當(dāng)加入電壓源VS，反饋效果好。 當(dāng)RS=0 (恒壓源) ， 為理想效果。 當(dāng)加入電流源 IS ，反饋效果差。 當(dāng)RS=（恒流源），無(wú)反饋效果。&

42、#167;4.3 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋的作用（1）提高放大器放大倍數(shù)的穩(wěn)定性（2）擴(kuò)展放大器的通頻帶（3）減小放大器的非線性失真（4）抑制放大器內(nèi)部噪聲和干擾（5）對(duì)放大器輸入電阻產(chǎn)生影響（6）對(duì)放大器輸出電阻產(chǎn)生影響負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響負(fù)反饋可以有效的改善（增大或減?。┓糯笃鞯妮斎胱杩勾?lián)負(fù)反饋影響分析并聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響改善（增大或減小）放大器的輸出阻抗電壓負(fù)反饋電流負(fù)反饋 注意 負(fù)反饋對(duì)于輸入、輸出阻抗的影響僅限于負(fù)反饋環(huán)內(nèi)。 正反饋 對(duì)于輸入、輸出阻抗的影響與負(fù)反饋正相反。§4.4 深度負(fù)反饋放大器的近似計(jì)算工程上常常采用深度負(fù)反饋的計(jì)算方法。反饋放大

43、器的計(jì)算方法· “電路”課學(xué)習(xí)的節(jié)點(diǎn)法（KCL）或回 路法（KVL） 方框圖法 深度負(fù)反饋近似計(jì)算方法近似條件負(fù)反饋放大器近似估算內(nèi)容· 對(duì)負(fù)反饋放大器增益的近似估算· 對(duì)輸入、輸出阻抗的近似估算 對(duì)負(fù)反饋放大器增益的近似估算· 可以采用兩種方法· 深度負(fù)反饋條件下近似估算· 利用集成運(yùn)放的“虛短”、“虛斷”進(jìn)行估算方法一方法二利用集成運(yùn)放的“虛短”、“虛斷”公式求解對(duì)輸入、輸出阻抗的近似估算(a)  對(duì)輸入端 串聯(lián)負(fù)反饋 · 并聯(lián)負(fù)反饋 (b)  對(duì)輸出端電壓負(fù)反饋 電流負(fù)反饋 第五

44、章 模擬信號(hào)的運(yùn)算與處理電路1、運(yùn)放符號(hào)理想運(yùn)放參數(shù)4兩條基本運(yùn)算法則虛短虛斷§ 線性應(yīng)用時(shí)運(yùn)放三種組態(tài) 反相放大電路 同相放大電路 差動(dòng)放大電路反相放大電路圖P165電壓并聯(lián)負(fù)反饋低輸入阻抗、低輸出阻抗和輸出電壓穩(wěn)定同相放大電路P165電壓串聯(lián)負(fù)反饋高輸入阻抗、低輸出阻抗和輸出電壓穩(wěn)定判斷反饋組態(tài)輸出，輸入 電壓并聯(lián)輸出，非輸入 電壓串聯(lián)同相電壓跟隨器P166差動(dòng)放大電路P166§5.2 線性運(yùn)放電路基本運(yùn)算功能比例運(yùn)算 求和運(yùn)算 積分和微分運(yùn)算 對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算 乘法和除法運(yùn)算等。 1比例運(yùn)算放大電路¨ 反相放大、同相放大和差動(dòng)放大電路均可反映比例運(yùn)算關(guān)系。反相

45、放大比例運(yùn)算 同相放大比例運(yùn)算 差動(dòng)放大比例運(yùn)算 2 求和電路 加法運(yùn)算 加法電路 P198 3 積分和微分電路P201積分電路微分電路§ 對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)放1、對(duì)數(shù)運(yùn)算電路 P204可由運(yùn)放和二極管（利用PN結(jié)e指數(shù)特性）組成電路實(shí)現(xiàn)2、 指數(shù)運(yùn)算電路對(duì)對(duì)數(shù)運(yùn)算電路，只要VD 與R 互換位置即可實(shí)現(xiàn)指數(shù)運(yùn)算。§ 乘法和除法電路P2061.4 電路如圖P1.4所示，已知ui5sint (V)，二極管導(dǎo)通電壓UD0.7V。試畫(huà)出ui與uO的波形，并標(biāo)出幅值。 1.7 現(xiàn)有兩只穩(wěn)壓管，它們的穩(wěn)定電壓分別為6V和8V，正向?qū)妷簽?.7V。試問(wèn)： （1）若將它們串聯(lián)相接，則可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？ （2）若將它們并聯(lián)相接，則又可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？ 解：（1）兩只穩(wěn)壓管串聯(lián)時(shí)可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四種穩(wěn)壓值。（2）兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)時(shí)可得0.7V和6V等兩種穩(wěn)壓值。1.14