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1、1第1章 半導(dǎo)體二極管 1-1 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí) 1-2 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)及特性 1-3 二極管電路的分析方法 1-4 特殊二極管 21-1 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí) 1-1-1 本征半導(dǎo)體1-1-2 雜質(zhì)半導(dǎo)體1-1-3 PN結(jié)及其特性 31-1 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí) 用來(lái)制造半導(dǎo)體器件的材料主要是硅（Si）、鍺（Ge）和砷化鎵（GaAs）等，硅的使用較為廣泛。1-1-1 本征半導(dǎo)體 所謂本征半導(dǎo)體是指純凈的半導(dǎo)體。硅、鍺都是四價(jià)元素，其原子核最外層有四個(gè)價(jià)電子。它們的晶體為共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，如下圖所示。 41-1-1 本征半導(dǎo)體 硅和鍺的原子結(jié)構(gòu)及本征激發(fā)示意圖 51-1-2 雜質(zhì)半導(dǎo)體為了提高半導(dǎo)體的導(dǎo)

2、電能力，可在本征半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)元素，摻雜后的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。按摻入雜質(zhì)的不同有N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體之分。 P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)如下圖所示。61-1-2 雜質(zhì)半導(dǎo)體 N型 P型 71PN結(jié)的形成 采用特定的制造工藝，在同一塊半導(dǎo)體基片的兩邊分別形成N型和P型半導(dǎo)體。 由于P型和N型半導(dǎo)體交界面兩側(cè)的兩種載流子濃度有很大的差異，會(huì)產(chǎn)生載流子從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱為擴(kuò)散，如下圖（a）所示。內(nèi)電場(chǎng)方向由N區(qū)指向P區(qū)，如下圖（b）所示。1-1-3 PN結(jié)及其特性81-1-3 PN結(jié)及其特性91-1-3 PN結(jié)及其特性2PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕?）PN結(jié)外加正向電壓 通常

3、我們將外加在PN結(jié)上的電壓稱為偏置電壓。如果PN結(jié)的P區(qū)電位高于N區(qū)電位，稱為正向偏置，簡(jiǎn)稱正偏。如下圖（a）所示。（2）PN結(jié)外加反向電壓 如果PN結(jié)的P區(qū)電位低于N區(qū)電位，稱為反向偏置，簡(jiǎn)稱反偏。如下圖（b）所示 。 101-1-3 PN結(jié)及其特性N型 P型 111-1-3 PN結(jié)及其特性3PN結(jié)的結(jié)電容 PN結(jié)的結(jié)電容包括勢(shì)壘電容CB和擴(kuò)散電容CD兩部分。 勢(shì)壘電容是由空間電荷區(qū)引起的。用CB表示。 擴(kuò)散電容CD是由多數(shù)載流子擴(kuò)散引起的。用CD來(lái)表示。 121-2 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)及特性 1-2-1 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和類型1-2-2 二極管的伏安特性1-2-3 二極管的主要參數(shù) 13

4、1-2-1 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和類型 半導(dǎo)體二極管如圖（a），其電路符號(hào)如圖（b）。由P區(qū)引出的電極稱正極（或陽(yáng)極），由N區(qū)引出的電極稱負(fù)極（或陰極），電路符號(hào)中的箭頭方向表示正向電流的流通方向。1-2 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)及特性14 按PN結(jié)面積的大小，半導(dǎo)體二極管可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類。點(diǎn)接觸如圖（c）。面接觸型如圖（d）。 1-2-1 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和類型151-2-2 二極管的伏安特性1PN結(jié)的伏安特性方程 I= 2二極管的伏安特性（1）正向特性（2）反向特性（3）反向擊穿特性實(shí)際的二極管伏安特性如下圖所示。161-2-2 二極管的伏安特性硅二極管 鍺二極管 171-2-2 二

5、極管的伏安特性3溫度對(duì)二極管特性的影響 溫度對(duì)二極管的特性有顯著影響，如圖所示。當(dāng)溫度升高時(shí)，正向特性曲線向左移，反向特性曲線向下移。181-2-3 二極管的主要參數(shù)1-2-3 二極管的主要參數(shù)1最大整流電流IF2最高反向工作電壓URM3反向電流IR4最高工作頻率fM191-3 二極管電路的分析方法 1-3-1 理想二極管及二極管特性的 折線近似1-3-2 二極管電路的圖解法和解析法1-3-3 二極管應(yīng)用電路 201-3 二極管電路的分析方法1-3-1 理想二極管及二極管特性的折線近似1理想二極管（a）伏安特性曲線（b）符號(hào)（c）等效電路模型（a） （c） （b） 211-3-1 理想二極管及

6、二極管特性的折線近似2二極管特性的折線近似 二極管正向特性曲線用兩段直線來(lái)逼近，稱為特性曲線折線近似，如下圖（a）所示，等效電路如圖（b）所示。 221-3-1 理想二極管及二極管特性的折線近似 由于二極管的導(dǎo)通電阻rD很小，通?？梢詫⑵渎匀?，則二極管的特性曲線和等效電路可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為下圖所示的恒壓特性。 231-3-2 二極管電路的圖解法和解析法1二極管電路的圖解法 二極管電路及其直流圖解如下圖（a）、（b）所示，VDD為直流電源電壓。 241-3-2 二極管電路的圖解法和解析法 由上圖（a）可列出方程： uD=VDD-iDR （1-2） iD=f(uD) （1-3） 式中，uD與iD分別表

7、示二極管兩端直流壓降和流過(guò)二極管的電流。 式（1-3）為二極管的伏安特性，其曲線如上圖（b）中線段OQP所示，它為一非線性曲線。251-3-2 二極管電路的圖解法和解析法 圖（a）中，二極管處于直流工作狀態(tài)，此時(shí)二極管呈現(xiàn)的電阻稱為直流電阻RD。 RD= （1-4） RD值等于Q點(diǎn)與原點(diǎn)間所連直線斜率的倒數(shù)，工作電流IQ不同，相應(yīng)的RD值也就不同，IQ越大，RD越小。261-3-2 二極管電路的圖解法和解析法2二極管電路的解析法 在分析二極管電路時(shí)，圖解法有時(shí)很不方便，因此一般均采用二極管理想特性與恒壓特性分析方法來(lái)分析二極管電路 。271-3-2 二極管電路的圖解法和解析法【例1-1】 試判

8、斷如圖所示電路中的二極管是導(dǎo)通還是截止?并求出AO兩端的電壓UAO（設(shè)二極管為理想器件）。281-3-2 二極管電路的圖解法和解析法解：首先判斷電路中兩個(gè)二極管的工作狀態(tài)。因?yàn)槎O管導(dǎo)通后，其正向壓降基本恒定（理想器件正向壓降為零），又由于V1、V2所在的兩條支路相互并聯(lián)，故可以看出，在V1、V2兩者中，只能有一個(gè)導(dǎo)通，且只能是V2導(dǎo)通。又因?yàn)殡娐窛M足V2導(dǎo)通的條件，所以電路的狀態(tài)為V1截止、V2導(dǎo)通。 UAO=E2=15V 291-3-2 二極管電路的圖解法和解析法【例1-2】 二極管電路如圖（a）所示，二極管為硅管，R=2k，試用二極管的理想模型和恒壓降模型求出VDD=2V和VDD=10V

9、時(shí)回路電流IO和輸出電壓UO的值。 301-3-2 二極管電路的圖解法和解析法解：分別作出圖（a）所示電路的等效電路如圖（b）、（c）所示，由圖可分別求出IO和UO。（1）VDD=2V由圖（b）可得：UO=VDD=2V，IO=VDD/R=2V/2k=1mA 由圖（c）可得： UO=VDD-UD(on) = (2-0.7)V=1.3V 311-3-2 二極管電路的圖解法和解析法（2）VDD=10V由圖（b）可得：UO=VDD=10V，IO=10V/2k=5mA由圖（c）可得：321-3-2 二極管電路的圖解法和解析法 上例說(shuō)明，VDD越大，UD(on) 的影響就越小。如果電源電壓遠(yuǎn)大于二極管的管

10、壓降時(shí)，可采用理想二極管模型，將UD(on) 略去進(jìn)行直流電路的計(jì)算，所得到的結(jié)果與實(shí)際值誤差不大，如果電源電壓較低時(shí)，采用恒壓降模型較為合理。331-3-2 二極管電路的圖解法和解析法【例1-3】 二極管電路如圖所示，設(shè)二極管為硅管，試計(jì)算回路中的電流ID。解：首先要判斷電路中二極管V是否導(dǎo)通。為此，可先假設(shè)把二極管移去，然后對(duì)余下的二端線性網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用戴維南定理，其等效電路如圖所示。如果等效的電動(dòng)勢(shì)E0.7V，則二極管導(dǎo)通，否則二極管截止。341-3-2 二極管電路的圖解法和解析法 二極管電路 戴維南等效電路351-3-2 二極管電路的圖解法和解析法根據(jù)戴維南定理有：所以，二極管導(dǎo)通。361-

11、3-2 二極管電路的圖解法和解析法【例1-4】 二極管構(gòu)成的門路如圖所示，設(shè)V1、V2均為理想二極管，當(dāng)輸入電壓UA、UB為低電壓0V和高電壓5V不同組合時(shí)，求輸出電壓UO的值。解：在數(shù)字電子電路中，常利用二極管的開(kāi)關(guān)特性構(gòu)成各種邏輯運(yùn)算電路，圖所示電路稱為二極管與門電路，其功能是當(dāng)A、B端均為高電壓輸入時(shí)，Y端才有高電壓，否則輸出為低電壓，現(xiàn)具體分析電路的功能。371-3-2 二極管電路的圖解法和解析法先令UA=UB=0V，V1、V2均為正向偏置而導(dǎo)通，所以輸出電壓UOUA=UB=0V，為低電壓輸出。當(dāng)UA=0V、UB=5V時(shí)，雖然剛接通UA、UB時(shí)，V1、V2均為正向偏置而有可能導(dǎo)通，但由

12、于V1導(dǎo)通后，將使Y點(diǎn)電位下降為0V，迫使V2反偏而截止。所以這時(shí)V1導(dǎo)通、V2截止，輸出電壓UO=0V。當(dāng)UA=5V、UB=0V時(shí)，V1截止、V2導(dǎo)通，輸出電壓UO=0V。當(dāng)UA=UB=5V時(shí)，V1、V2均為正偏而導(dǎo)通，輸出高電壓，即UO=5V。 381-3-3 二極管應(yīng)用電路 二極管在使用時(shí)，應(yīng)考慮不超過(guò)IF、URM等極限參數(shù)，以保證二極管不致于損壞。一般地，硅管適用于正向電流大、反向電壓高、反向電流小的應(yīng)用場(chǎng)合；鍺管適用于正向壓降小、工作頻率高的場(chǎng)合。下面介紹幾種常見(jiàn)的二極管應(yīng)用電路。391-3-3 二極管應(yīng)用電路1整流電路 利用二極管的單向?qū)щ娦?，將交流電變換為單向脈動(dòng)直流電的電路，稱

13、為整流電路，常見(jiàn)的有單相半波、全波和橋式整流電路等。401-3-3 二極管應(yīng)用電路如圖所示的單相橋式整流電路的工作原理如下：設(shè)電源變壓器二次側(cè)繞組的電壓為： u2=U2sint 交流電壓波形 負(fù)載電壓波形 411-3-3 二極管應(yīng)用電路2限幅電路利用二極管的單向?qū)щ娦院蛯?dǎo)通后兩端電壓基本不變的特點(diǎn)，可組成限幅（削波）電路，用于限制輸出電壓的幅度。在下圖（a）所示的電路中，設(shè)ui為幅值大于直流電源電動(dòng)勢(shì)E1、E2值的正弦波，二極管為理想器件。421-3-3 二極管應(yīng)用電路電路波形431-3-3 二極管應(yīng)用電路3續(xù)流電路 在具有感性負(fù)載（如繼電器線圈）的開(kāi)關(guān)電路中，常常在感性負(fù)載上并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極

14、管。它在開(kāi)關(guān)閉合時(shí)反偏截止，在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)則導(dǎo)通，使負(fù)載中的電流得以泄放。這樣可以避免開(kāi)關(guān)通斷時(shí)產(chǎn)生高壓和電弧損壞電路元件。441-4 特殊二極管 1-4-1 穩(wěn)壓二極管1-4-2 發(fā)光二極管（LED）1-4-3 光電二極管1-4-4 變?nèi)荻O管 451-4-1 穩(wěn)壓二極管1穩(wěn)壓管及其伏安特性 穩(wěn)壓管的電路符號(hào)與伏安特性曲線如下圖所示。461-4-1 穩(wěn)壓二極管2穩(wěn)壓管的主要參數(shù)（1）穩(wěn)定電壓UZ（2）穩(wěn)定電流IZ（3）動(dòng)態(tài)電阻Rz（4）最大工作電流IZM和最大耗散功率PZM（5）穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)Z 471-4-1 穩(wěn)壓二極管3簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路481-4-2 發(fā)光二極管（LED）發(fā)光二極管簡(jiǎn)

15、稱LED，是一種通以正向電流就會(huì)發(fā)光的二極管，它用某些自由電子和空穴復(fù)合時(shí)就會(huì)產(chǎn)生光輻射的半導(dǎo)體制成，采用不同材料，可發(fā)出紅、黃、綠、藍(lán)色光 。491-4-3 光電二極管光電二極管又叫光敏二極管，它是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件。501-4-4 變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)結(jié)電容效應(yīng)的特殊二極管。變?nèi)荻O管工作在反偏狀態(tài)下，此時(shí)，PN結(jié)結(jié)電容的數(shù)值隨外加電壓的大小而變化。因此，變?nèi)荻O管可做可變電容使用。51本章小結(jié)1半導(dǎo)體有自由電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電。本征半導(dǎo)體的載流子由本征激發(fā)產(chǎn)生，電子和空穴成對(duì)出現(xiàn)，其濃度隨溫度升高而增加。雜質(zhì)半導(dǎo)體的多子主要由摻雜產(chǎn)生，濃度很大且基本不受溫

16、度影響，少子由本征激發(fā)產(chǎn)生。52本章小結(jié)2PN結(jié)零偏時(shí)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，通過(guò)PN結(jié)的總電流為零；PN結(jié)正偏時(shí)，正向電流主要由多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成，其值較大，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)；PN結(jié)反偏時(shí)，反向電流主要由少子的漂移運(yùn)動(dòng)形成，其值很小，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。 因此PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。反偏電壓超過(guò)反向擊穿電壓值后，PN結(jié)被反向擊穿，單向?qū)щ娦员黄茐摹?3本章小結(jié)3二極管由PN結(jié)構(gòu)成，伏安特性的近似表達(dá)式為 正向?qū)妷?硅管UD(on)0.7V 鍺管UD(on)0.2V 普通二極管主要參數(shù)是最大整流電流和最高反向工作電壓，使用中還應(yīng)注意二極管的最高工作頻率和反向電流，硅管的反向電流比鍺

17、管小得多。溫度對(duì)二極管的特性有顯著影響。54本章小結(jié)4普通二極管電路的分析主要采用模型分析法。在大信號(hào)狀態(tài)，往往將二極管等效為理想二極管，即正偏時(shí)導(dǎo)通，電壓降為零，相當(dāng)于理想開(kāi)關(guān)閉合；反偏時(shí)截止，電流為零，相當(dāng)于理想開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。55本章小結(jié)5穩(wěn)壓二極管和光電二極管結(jié)構(gòu)與普通二極管類似，均由PN結(jié)構(gòu)成。但穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)，主要用途是穩(wěn)壓。 光電二極管是用以實(shí)現(xiàn)光、電信號(hào)轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體器件，它在信號(hào)處理、傳輸中獲得廣泛的應(yīng)用。 變?nèi)荻O管主要用在可變小容器場(chǎng)合。 第2章 半導(dǎo)體三極管及其基本放大電路 本章首先介紹半導(dǎo)體三極管的工作原理、特性曲線和主要參數(shù)，并重點(diǎn)討論共射、共基和共集放大電路的

18、工作原理及分析方法，然后介紹特殊三極管，最后介紹場(chǎng)效應(yīng)管工作管理特性曲線和主要參數(shù)，著重探討共源極放大電路的工作原理及分析方法。56第2章 半導(dǎo)體三極管及其基本放大電路 2-1 雙極型半導(dǎo)體三極管 2-2 共發(fā)射極基本放大電路 2-3 共集電極放大電路和共基極放大電路 2-4 多級(jí)放大電路 2-5 特殊三極管 2-6 場(chǎng)效應(yīng)管及其基本放大電路 572-1 雙極型半導(dǎo)體三極管 通過(guò)特殊工藝將兩個(gè)PN結(jié)結(jié)合在一起就構(gòu)成了雙極型半導(dǎo)體三極管。由于PN結(jié)之間的相互影響，使晶體三極管具有放大作用。根據(jù)結(jié)構(gòu)有NPN和PNP兩種類型，本節(jié)主要討論NPN型晶體三極管，但討論的結(jié)果同樣適用于PNP型三極管。 5

19、82-1 雙極型半導(dǎo)體三極管 2-1-1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理 2-1-2 半導(dǎo)體三極管特性曲線 2-1-3 三極管主要參數(shù) 592-1-1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理1三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào) 三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和符號(hào)如下圖所示，其中圖（a）是NPN型管，圖（c）是PNP型管。由圖（a）可見(jiàn)，它們的3個(gè)區(qū)域分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。它們的圖形符號(hào)如圖（b）和（d）所示 。 602-1-1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理612-1-1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理2電流放大原理（1）三極管放大的條件 除三極管內(nèi)部具備放大條件外，還必須具有合適的外部條件，即發(fā)射結(jié)正偏和集電結(jié)反偏。 （2）三極

20、管內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程 發(fā)射區(qū)向基區(qū)流入載流子 載流子在基區(qū)的擴(kuò)散與復(fù)合 集電區(qū)收集擴(kuò)散過(guò)來(lái)的載流子 如下圖所示622-1-1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理63NPN型三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)和 各極電流 2-1-1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理（3）三極管內(nèi)電流的分配關(guān)系 電子在基區(qū)的復(fù)合使從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子不能全部到達(dá)集電極，當(dāng)管子制成后，復(fù)合所占的比例就確定了。 三極管的集電極電流是基極電流的倍?；蛘哒f(shuō)，用較小的基極電流去控制三極管，可以使集電極有較大的電流輸出，這就是三極管的電流放大作用。 642-1-1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理（4）三極管的放大作用 如下圖所示的共發(fā)射極放大電路

21、中 ，若在基極輸入端接入一個(gè)小的輸入信號(hào)電壓UI，集電極電流和基極電流會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，變化量分別用IC和IB表示。 IC和IB的比值稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，用表示，即： =IC/IB 652-1-1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理66共發(fā)射極放大電路 2-1-1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理 是表征三極管電流放大能力的參數(shù)，一般為幾十到幾百，這種以較小的輸入電流變化控制較大的輸出電流變化的作用，就是三極管的電流放大作用。 為了將電流的放大作用轉(zhuǎn)化成電壓放大作用，在集電極回路中接入集電極負(fù)載電阻Rc，就實(shí)現(xiàn)了三極管的電壓放大作用。 672-1-2 半導(dǎo)體三極管特性曲線 三極管各電極電流與電

22、壓間的關(guān)系可用伏安特性曲線來(lái)表示，特性曲線可用晶體管特性圖示儀測(cè)得，下面對(duì)共發(fā)射極電路的特性曲線進(jìn)行討論。682-1-2 半導(dǎo)體三極管特性曲線1輸入特性曲線 實(shí)測(cè)的NPN型硅三極管的輸入特性曲線如圖所示。 692-1-2 半導(dǎo)體三極管特性曲線2輸出特性曲線 NPN型硅管的輸出特性曲線族如圖所示。 702-1-2 半導(dǎo)體三極管特性曲線3溫度對(duì)特性曲線的影響 溫度對(duì)三極管特性影響較大，輸入、輸出特性曲線族都隨溫度而變化。溫度每升高1，三極管的導(dǎo)通電壓約減小22.5mV。 712-1-3 三極管主要參數(shù)三極管的參數(shù)用來(lái)表征管子各方面的性能和它所適用的范圍，可作為選擇三極管、計(jì)算和調(diào)試電路的參考。三極

23、管的參數(shù)很多，這里只介紹主要參數(shù)。722-1-3 三極管主要參數(shù)1電流放大系數(shù)（1）共發(fā)射極電流放大系數(shù)（2）共基極電流放大系數(shù)2極間反向電流（1）集電極-基極反向飽和電流ICBO（2）集電極-發(fā)射極反向飽和電流ICEO732-1-3 三極管主要參數(shù)3極限參數(shù)（1）集電極最大允許電流ICM（2）集電極最大允許功率損耗PCM（3）反向擊穿電壓U(BR)CEO74三極管的安全工作區(qū) 2-2 共發(fā)射極基本放大電路 放大電路的功能是把微弱的電信號(hào)不失真地放大到所需要的數(shù)值。放大電路有共射極、共基極和共集電極3種形式。本節(jié)以共射極基本放大電路為例，說(shuō)明放大電路的組成及工作原理。 1放大電路中各元件的作用

24、2共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)分析752-2 共發(fā)射極基本放大電路 76靜態(tài)工作點(diǎn) 直流通路 共發(fā)射極放大電路的直流通路和靜態(tài)工作點(diǎn) 2-2 共發(fā)射極基本放大電路（1）用估算法確定靜態(tài)工作點(diǎn)（2）用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)例題如下?！纠?-1】 試用估算法和圖解法求下圖（a）所示放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，已知該電路中的三極管=37.5，其輸出特性曲線如圖（b）所示。 772-2 共發(fā)射極基本放大電路78（b）輸出特性曲線（a）電路圖（c）直流通路圖2-12 2-2 共發(fā)射極基本放大電路解： 用估算法求靜態(tài)工作點(diǎn) 首先畫(huà)出圖（a）電路的直流通路如圖（c）所示，由直流通路可知： 用圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn) 首先在輸出

25、特性曲線的坐標(biāo)平面內(nèi)作出直流負(fù)載線。由直流通路列出輸出回路的直流負(fù)載線方程為：792-2 共發(fā)射極基本放大電路uCE=VCC-iCRC=12-4iC令iC=0，則uCE=VCC=12V，得M點(diǎn)（12，0）；又令uCE=0，則iC= =3mA，得N點(diǎn)（0，3）。連接MN兩點(diǎn)，便得到直流負(fù)載線，與iB=IBQ=40A的一條輸出特性曲線相交，其交點(diǎn)Q就是靜態(tài)工作點(diǎn)，如圖（b）所示，從曲線上查出：IBQ=40A，ICQ=1.5mA，UCEQ=6V。與估算法所得結(jié)果一樣。 802-2 共發(fā)射極基本放大電路3電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響可見(jiàn)，只要改變Rb、Rc、VCC，就可以改變Q點(diǎn)。通常，是通過(guò)改變Rb來(lái)

26、調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)的。4共射極放大電路的動(dòng)態(tài)分析（1）用圖解法分析動(dòng)態(tài)工作情況812-2 共發(fā)射極基本放大電路【例2-2】 已知例2-1的電路的直流負(fù)載線MN及靜態(tài)工作點(diǎn)Q所示。 試?yán)L出該電路的交流負(fù)載線。 當(dāng)輸出端不接負(fù)載RL（即RL=）時(shí)，該電路的交流負(fù)載線如何變化?解： 為方便起見(jiàn)，將例2-1中的圖（a）、（b）重畫(huà)于下圖（a）、（b），由圖可知： 822-2 共發(fā)射極基本放大電路83（a）電路圖（b）輸出特性曲線及交直流負(fù)載線2-2 共發(fā)射極基本放大電路 在上圖（b）輸出特性曲線的橫軸上取一點(diǎn)C，使C=UCEQ+ICQRL=6+1.52=9V，連接C、Q兩點(diǎn)并延長(zhǎng)與縱軸交于D點(diǎn)，則CD為交

27、流負(fù)載線。842-2 共發(fā)射極基本放大電路 當(dāng)輸出端不接負(fù)載RL時(shí)，交流負(fù)載電阻與直流負(fù)載電阻Rc相同，所以，此時(shí)交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合為一條直線，放大電路的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)沿該直線移動(dòng)。從上圖可見(jiàn)，由于交流負(fù)載電阻RLRC，故交流負(fù)載線比直流負(fù)載線陡一些。852-2 共發(fā)射極基本放大電路（2）微變等效電路分析法 用圖解法進(jìn)行交流分析具有直觀的優(yōu)點(diǎn)，但圖解法較麻煩，而且輸入信號(hào)過(guò)小時(shí)，作圖的精度較低。當(dāng)輸入交流信號(hào)足夠小時(shí)，通常用三極管的小信號(hào)電路模型進(jìn)行交流分析。862-2 共發(fā)射極基本放大電路（3）用微變等效電流法來(lái)分析放大電路 在小信號(hào)工作條件下，可以用h參數(shù)等效電路來(lái)代替放大電路中的三極

28、管，從而可以運(yùn)用線性網(wǎng)絡(luò)理論來(lái)分析放大電路的性能。這里討論用h參數(shù)等效電路如何求放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。872-2 共發(fā)射極基本放大電路 畫(huà)出放大電路的交流通路 畫(huà)出微變等效電路 求電壓放大倍數(shù) 求輸入電阻和輸出電阻882-2 共發(fā)射極基本放大電路5穩(wěn)定工作點(diǎn)的共射極放大電路 理論和實(shí)踐都表明，溫度的變化會(huì)使三極管的ICBO、與UBE發(fā)生變化，最終導(dǎo)致IC發(fā)生變化。除了溫度影響以外，電源電壓不穩(wěn)，電路中元件因老化而參數(shù)變化，都會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的漂移。 892-2 共發(fā)射極基本放大電路（1）穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理（2）靜態(tài)分析（3）動(dòng)態(tài)分析90例【2-3】 在如圖所示電路中，已

29、知三極管=100，rbb=200，UBEQ=0.7V，Rs=1k，RB1=62k，RB2=20k，Rc=3k，RE=1.5k，RL=5.6k，VCC=15V，各電容的容量足夠大。試求：（1）靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）Au、Ri、Ro和Aus；（3）如果發(fā)射極旁路電容CE開(kāi)路，畫(huà)出此時(shí)放大電路的交流通路和小信號(hào)等效電路，并求此時(shí)放大電路的Au、Ri、Ro。 共發(fā)射極放大電路 2-2 共發(fā)射極基本放大電路解：（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算求得靜態(tài)工作點(diǎn)為：912-2 共發(fā)射極基本放大電路（2）Au、Ri、Ro和Aus的計(jì)算 先求三極管的輸入電阻。 畫(huà)出微變等效電路 如圖所示： 922-2 共發(fā)射極基本放大電路由上

30、圖可得： 93由于信號(hào)源內(nèi)阻的存在，使得us不可能全部加到放大電路的輸入端，使信號(hào)源電壓的利用率下降。Rs越大，放大電路的輸入電阻越小時(shí)，us的利用率就越低?？紤]到Rs對(duì)放大電路放大特性的影響，常引用源電壓放大倍數(shù)Aus這一指標(biāo)，它定義為輸出電壓uo與信號(hào)源電壓us之比，即：2-2 共發(fā)射極基本放大電路式（2-49）可改寫(xiě)成：94式中，Au=uo/ui，ui/us為考慮Rs影響后放大電路輸入端的分壓比，ui/us=Ri/(Rs+Ri)。因此，式（2-49）可寫(xiě)成：將已知數(shù)代入，則得： 2-2 共發(fā)射極基本放大電路（3）斷開(kāi)CE后，求Au、Ri、RoCE開(kāi)路后，晶體管發(fā)射極E將通過(guò)RE接地，因此

31、，可得放大電路的微變等效電路，如圖所示。可得：ui=ibrbe+ieRE=ibrbe+(1+)REuo=-ib(RC/RL)由此可得電壓放大倍數(shù)：952-3 共集電極放大電路和共基極放大電路 2-3-1 共集電極放大電路 2-3-2 共基極放大電路 962-3-1 共集電極放大電路 圖（a）是共集電極放大電路，圖（b）是直流通路，圖（c）是交流通路。 972-3-1 共集電極放大電路 1靜態(tài)分析靜態(tài)工作點(diǎn)電流為： 集電極回路可得：2動(dòng)態(tài)分析共集電極放大電路輸出電阻的等效電路如圖：共集電極放大電路的輸出電阻為： Ro 982-3-1 共集電極放大電路 3電路特點(diǎn) 電壓放大倍數(shù)小于1而接近1；輸入

32、電阻高；輸出電阻低；輸入與輸出同相位。 此電路雖然沒(méi)有電壓放大作用，但仍然有電流和功率放大作用。 992-3-2 共基極放大電路100 共基極放大電路如圖所示。由圖可見(jiàn)，交流信號(hào)通過(guò)晶體三極管基極旁路電容Cb接地，因此輸入信號(hào)ui由發(fā)射極引入、輸出信號(hào)uo由集電極引出，它們都以基極為公共端，故稱共基極放大電路。2-3-2 共基極放大電路1靜態(tài)分析與共射極分壓式電流負(fù)反饋偏置電路相同 1012-3-2 共基極放大電路2動(dòng)態(tài)分析放大倍數(shù)為正值，表明共基極放大電路為同相放大。輸出電阻為： 1022-3-2 共基極放大電路3電路特點(diǎn) 當(dāng)共基共射電路元件參數(shù)相同時(shí)，其電壓放大倍數(shù)Au數(shù)值也是相同的，即電

33、壓放大倍數(shù)較高。 共基極放大電路輸入電阻小，因此輸入信號(hào)源電壓不能有效地激勵(lì)放大電路，在Rs相同的情況下，共基電路的源電壓放大倍數(shù)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于共射極電路的源電壓放大倍數(shù)。 輸出電阻較大。 輸入電壓與輸出電壓同相位。 高頻特性較好，廣泛用于高頻或?qū)拵Х糯箅娐分小?032-4 多級(jí)放大電路 單級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)一般為幾十倍左右。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，有時(shí)需要把微弱的電壓信號(hào)放大幾百倍甚至幾千倍。在這種情況下?？梢园褞讉€(gè)單級(jí)放大電路串接起來(lái)，構(gòu)成多級(jí)放大電路。電壓信號(hào)經(jīng)前級(jí)放大電路放大以后，再送到下級(jí)放大電路繼續(xù)放大。1042-4 多級(jí)放大電路 2-4-1 多級(jí)放大電路的組成 2-4-2 多級(jí)放大電路的分

34、析方法 1052-4-1 多級(jí)放大電路的組成多級(jí)放大電路組成如下圖所示。通常把與信號(hào)源相連接的第一級(jí)放大電路稱為輸入級(jí)，與負(fù)載相連接的末級(jí)放大電路稱為輸出級(jí)，輸出級(jí)與輸入級(jí)之間的放大電路稱為中間級(jí)。 106多級(jí)放大電路的組成框圖 2-4-2 多級(jí)放大電路的分析方法1靜態(tài)分析兩級(jí)阻容耦合放大電路 如圖，多級(jí)放大電路的靜態(tài)分析與單級(jí)放大電路的靜態(tài)分析完全相同 。1072-4-2 多級(jí)放大電路的分析方法2動(dòng)態(tài)分析（1）電壓放大倍數(shù)（2）輸入電阻 （3）輸出電阻108Au=Au1Au2AunRi=Ri1=RB1/rbe1Ro=Ro2=Rc22-4-2 多級(jí)放大電路的分析方法【例2-4】 兩級(jí)共發(fā)射極阻

35、容耦合放大電路如下圖所示，已知晶體管V1的1=60，rbe1=2k，V2的2=100，rbe2=2.2k，其他參數(shù)如下圖所示，各電容的容量足夠大。試求放大電路的Au、Ri、Ro。1092-4-2 多級(jí)放大電路的分析方法解：在小信號(hào)工作情況下，兩級(jí)共發(fā)射極放大電路的小信號(hào)等效電路如圖（b）、（c）所示，其中下圖（b）中的負(fù)載電阻Ri2即為后級(jí)放大電路的輸出電阻，即：因此第一級(jí)的總負(fù)載為： RL1=R3/Ri2=5.1k/1.7k1.3k 1102-4-2 多級(jí)放大電路的分析方法第一級(jí)電壓增益為： 第二級(jí)電壓增益為： 1112-4-2 多級(jí)放大電路的分析方法式中沒(méi)有負(fù)號(hào)，說(shuō)明兩級(jí)共發(fā)射極放大電路的

36、輸出電壓與輸入電壓同相。兩級(jí)放大電路的輸入電阻等于第一級(jí)的輸入電阻，即：輸出電阻等于第二級(jí)的輸出電阻，即： Ro=R8=4.7k 1122-5 特殊三極管1光敏三極管 光敏三極管是一種相當(dāng)于在基極和集電極接入光敏二極管的晶體管。為了對(duì)光有良好的響應(yīng)，其基區(qū)面積比發(fā)射區(qū)面積大得多，以擴(kuò)大光照面積。 2光耦合器 光耦合器是把發(fā)光二極管和光敏晶體管組裝在一起而成的光電轉(zhuǎn)換器件，其主要原理是以光為媒介，實(shí)現(xiàn)了電-光-電的傳遞與轉(zhuǎn)換。 1132-6 場(chǎng)效應(yīng)管及其基本放大電路 場(chǎng)效應(yīng)管（簡(jiǎn)稱FET）又稱單極型三極管，其主要特點(diǎn)是輸入電阻非常高，可達(dá)1081015。另外還有噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)、

37、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。 場(chǎng)效應(yīng)管根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，有結(jié)型場(chǎng)效管（JFET）和金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)應(yīng)管（MOSEET）兩種類型。MOS場(chǎng)效應(yīng)管具有制造工藝簡(jiǎn)單、占用芯片面積小、器件特性便于控制以及成品率高、成本低、功耗小等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于集成電路中，特別是在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中得到廣泛的應(yīng)用。1142-6 場(chǎng)效應(yīng)管及其基本放大電路 2-6-1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 2-6-2 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管 2-6-3 場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路 1152-6-1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)2結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本工作原理3特性曲線 116（a）N溝道結(jié)構(gòu)示意圖（c）P溝道符號(hào)（b）N溝道符號(hào)（c）P溝道符號(hào)

38、（b）N溝道符號(hào)2-6-2 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管1基本結(jié)構(gòu)和符號(hào)2N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的基本工作原理3特性曲線4耗盡型絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的基本工作原理5場(chǎng)效應(yīng)管與三極管的比較6場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)1172-6-3 場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路 場(chǎng)效應(yīng)管也可構(gòu)成3種組態(tài)電路，它們分別稱為共源、共漏和共柵放大電路。雖然場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的組成原則與晶體三極管放大電路相同，但由于場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件，且種類較多，故在電路組成上仍有其特點(diǎn)。1182-6-3 場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路【例2-5】 由N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管組成的共源放大電路如圖所示，已知場(chǎng)效應(yīng)管在工作點(diǎn)上gm=0.8mA/V，試求放大電路的Au、Ri、Ro。解

39、：可得電壓放大倍數(shù)為：1192-6-3 場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路由式（2-53）得輸入電阻為：輸出電阻為：120Ro=RD=15k本章小結(jié) 本章討論了雙極型三極管和場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理及其特性，介紹了它們的基本放大電路及其分析方法，即靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。1三極管是電流控制器件，場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件。2放大電路的分析方法有兩種，即圖解法和微變等效電路法。3三極管基本放大電路有3種接法，即共射極、共集電極、共基極接法，由于電路不同，它們各有特點(diǎn)，在實(shí)際工作中可根據(jù)不同要求來(lái)選用。121本章小結(jié)4場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路也有3種。5多級(jí)放大電路的耦合方式有直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合等。本章以阻容耦合方式

40、為例，介紹了多級(jí)放大電路的分析方法。6光敏三極管能把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而且還具有放大作用，光照越強(qiáng)其集電極電流越大。光耦合器件使輸入回路與輸出回路實(shí)現(xiàn)了電的隔離，可以避免電信號(hào)的干擾。122第3章 功率放大電路 多級(jí)放大電路的末端通常都是功率放大器，它用于將前級(jí)放大的信號(hào)送到負(fù)載，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。例如，收音機(jī)中的揚(yáng)聲器、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或電視機(jī)的掃描監(jiān)視器等。這類主要用于向負(fù)載提供功率的放大電路稱為功率放大電路。簡(jiǎn)稱功放。 本章重點(diǎn)介紹功放電路的特點(diǎn)，并以互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路為例講述其原理及計(jì)算。并介紹了集成功率放大器的應(yīng)用實(shí)例。123第3章 功率放大電路3-1 乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器 3-2

41、甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器 3-3 功率管散熱問(wèn)題 1243-1 乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器 3-1-1 功率放大器的主要特點(diǎn)及工作狀態(tài) 3-1-2 雙電源乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電器工作原理及計(jì)算 1253-1-1 功率放大器的主要特點(diǎn)及工作狀態(tài)1功率放大器的特點(diǎn) 一個(gè)放大器通常是由前置放大器和功率放大器組成。如下圖所示。1263-1-1 功率放大器的主要特點(diǎn)及工作狀態(tài)（1）要求輸出足夠大的功率（2）效率要高（3）非線性失真要?。?）考慮功放管的散熱和保護(hù)（5）在分析方法上，通常采用圖解法1273-1-1 功率放大器的主要特點(diǎn)及工作狀態(tài)2功率放大電路的3種工作狀態(tài) 根據(jù)放大管靜態(tài)工作點(diǎn)Q在特性曲線中的

42、位置不同，可分為3種工作狀態(tài)：甲類、乙類、甲乙類工作狀態(tài)。如下圖所示。128（a）甲類工作狀態(tài)； （b）乙類工作狀態(tài)； （c）甲乙類工作狀態(tài) 3-1-1 功率放大器的主要特點(diǎn)及工作狀態(tài)（1）甲類工作狀態(tài)（2）乙類工作狀態(tài)（3）甲乙類工作狀態(tài) 無(wú)論是乙類或甲乙類工作狀態(tài)與甲類工作狀態(tài)相比，雖然提高了轉(zhuǎn)換效率，但都有波形嚴(yán)重失真問(wèn)題。 1293-1-2 雙電源乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電器工作原理及計(jì)算 1工作原理1303-1-2 雙電源乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電器工作原理及計(jì)算 2互補(bǔ)對(duì)稱放大電路主要參數(shù)估算（1）輸出功率（2）直流電源提供的輸出功率1313-1-2 雙電源乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電器工作原理

43、及計(jì)算 （3）互補(bǔ)對(duì)稱功放的效率互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器的效率為：乙類功放的最大理論效率為： 1323-1-2 雙電源乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電器工作原理及計(jì)算 （4）管耗 每只功率晶體管的管耗為： 每只管子的最大管耗與最大輸出功率的關(guān)系為： 1333-1-2 雙電源乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電器工作原理及計(jì)算 （5）功率晶體管的選擇在OCL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路中工作的功率晶體管選擇上要滿足下列條件： 1343-2 甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器 3-2-1 雙電源甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器的特點(diǎn)及工作原理 3-2-2 復(fù)合管互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路 3-2-3 單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器 3-2-4 集成功率放大器的典型

44、應(yīng)用 1353-2-1 雙電源甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器的特點(diǎn)及工作原理如圖所示，通常在兩基極之間二極管（或二極管和電阻相結(jié)合），以供給V1、V2管一定的正偏，使兩個(gè)管子在靜態(tài)時(shí)都處于微導(dǎo)通狀。1363-2-1 雙電源甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器的特點(diǎn)及工作原理【例3-1】 如上圖所示OCL功率放大電路，已知VCC=15V，負(fù)載RL=8，晶體管飽和壓降UCES=3V，輸入電壓為正弦波。（1）求負(fù)載上可能獲得的最大功率和效率。（2）求晶體管的最大集電極電流、最大管壓降和集電極最大功耗。（3）當(dāng)管耗達(dá)到最大時(shí)，電路的輸出功率是多少？解：（1）根據(jù)式（3-3），得：1373-2-1 雙電源甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功

45、率放大器的特點(diǎn)及工作原理再根據(jù)（3-6），得：（2）最大不失真輸出電壓的峰值為： UOM=VCC-UCES=15-3=12V因而負(fù)載電流最大值，即晶體管集電極最大電流為 ：1383-2-1 雙電源甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器的特點(diǎn)及工作原理最大管壓降為：UCemax=2UOM=24V根據(jù)式（3-9）晶體管集電極最大功耗為 POM=0.29=1.8W （3）當(dāng)管耗達(dá)到最大時(shí)，輸出電壓有效值 所以： 1393-2-2 復(fù)合管互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路 前述的互補(bǔ)對(duì)稱放大電路需要一對(duì)特性對(duì)稱的功放管，但由于工藝上的原因，導(dǎo)電類型不同的大功率管難以做到特性對(duì)稱，因此在大功率輸出電路中，常采用復(fù)合管互補(bǔ)對(duì)稱電路。

46、1403-2-2 復(fù)合管互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路1復(fù)合管2復(fù)合管特點(diǎn)3復(fù)合管的作用4采用復(fù)合管的功率放大電路1413-2-3 單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器1基本電路2OTL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路工作原理3OTL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路主要性能指標(biāo)的估算1423-2-4 集成功率放大器的典型應(yīng)用1LM386小功率通用型集成功率放大電路2BTL功率放大器3集成電路BTL功率放大器LM1875集成功率放大器1433-3 功率管散熱問(wèn)題 為了使放大器能輸出更大的功率，而又不致于損壞晶體管，必須給功率管加散熱器，以散發(fā)集電結(jié)所產(chǎn)生的熱量。否則將不能充分利用功率管輸出的功率。必要時(shí)還可采用風(fēng)冷、水冷、油冷等方法來(lái)散熱。

47、 144本章小結(jié)1功率放大器的任務(wù)是向負(fù)載提供符合要求的交流功率，對(duì)功率放大器的要求是在盡可能小失真的前提下，得到最大的輸出功率。晶體管損耗要小，效率要高。主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率、管耗、效率等。2提高功率放大電路的途徑是提高直流電源電壓，應(yīng)選用耐壓高、允許工作電流大，耗散功率大的功率晶體管。145本章小結(jié)3OCL電路、OTL電路及準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱功放電路的特點(diǎn)、工作原理。4集成功率放大器的應(yīng)用。其優(yōu)勢(shì)在于能在低電源電壓的條件下，輸出很大的功率。具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。5功率管的散熱問(wèn)題是十分重要的。在使用功率管時(shí)應(yīng)輸出最大的功率，但又是以不損壞功放管為前提的。146第4章 集成運(yùn)算放大器 在自動(dòng)控制和自

48、動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中，會(huì)遇到很多非電量，如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、照度等，這些非電量變化極為緩慢，頻率很低，利用傳感器可以把這些非電量轉(zhuǎn)化為微弱的頻率很低的電信號(hào)，對(duì)這些電信號(hào)必須加以放大，才能推動(dòng)測(cè)量機(jī)構(gòu)或控制執(zhí)行元件。用來(lái)放大這些緩慢變化信號(hào)的放大電路，不能采用阻容耦合和變壓器耦合方式，因?yàn)殡娙莺妥儔浩魇遣荒軅鬟f緩變信號(hào)的，所以只能采用直接耦合放大電路。147第4章 集成運(yùn)算放大器4-1 差分式放大電路 4-2 通用型集成運(yùn)算放大器的組成及其基本特性 1484-1 差分式放大電路 差分放大電路又稱差動(dòng)放大電路，它的輸出電壓與兩個(gè)輸入電壓之差成正比，由此得名，它是另一類基本放大電路，由于它在電路和性能方面

49、具有有效抑制直接耦合中的零點(diǎn)漂移等很多優(yōu)點(diǎn)，因而它廣泛應(yīng)用于集成電路的輸入級(jí)中。1494-1 差分式放大電路 4-1-1 差分放大電路的工作原理 4-1-2 具有電流源的差分放大電路 4-1-3 差分式放大器的輸入輸出方式 1504-1-1 差分放大電路的工作原理1差分放大電路的組成及靜態(tài)分析 兩管的集電極電流均為：兩管集電極對(duì)地電壓為：靜態(tài)兩管集電極之間的輸出電壓為零 1514-1-1 差分放大電路的工作原理2差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析（1）差模輸入與差模特性u(píng)id稱為差模輸入電壓 ：差模輸出電壓為：差模電壓放大倍數(shù) ：差模輸入電阻rid ：差模輸出電阻rO ：152 4-1-1 差分放大電路的

50、工作原理【例4-1】 如圖所示差分放大電路中，已知，RC=10k，REE=20k晶體管，=80， rbb= 200，UBEO=0.6V，兩輸出端之間外接負(fù)載電阻20k，試求：放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；放大電路的差模電壓放大倍數(shù)Aud，差模輸入電阻rid和輸出電阻rO。1534-1-1 差分放大電路的工作原理解：求靜態(tài)工作點(diǎn)：1544-1 差分式放大電路（2）共模輸入 在差分放大電路的兩個(gè)輸入端加上大小相等、極性相同的信號(hào)，稱為共模輸入。（3）共模抑制比KCMR 差分放大電路的輸入信號(hào)可以看成一個(gè)差模信號(hào)與共模信號(hào)的疊加。 1554-1-2 具有電流源的差分放大電路加大電阻REE可使共模抑制比提高，

51、但REE過(guò)大，為了保證三極管有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，必須加大負(fù)電源VEE的值，這顯然是不合適的，為了提高差分放大電路對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，常采用電流源代替REE。 1564-1-2 具有電流源的差分放大電路1電流源電路 三極管構(gòu)成的電流源基本電路實(shí)際上就是以前討論過(guò)的具有分壓式電流負(fù)反饋偏置電路的共發(fā)射極電路。 2具有電流源的差分放大電路 157 采用晶體三極管構(gòu)成的電流源來(lái)代替電阻REE的差分放大電路如圖所示。4-1-3 差分式放大器的輸入輸出方式 根據(jù)輸入信號(hào)的不同輸入輸出方式，差動(dòng)放大器可以有以下4種接法。1雙端輸入、雙端輸出2雙端輸入、單端輸出3單端輸入、雙端輸出4單端輸入、單端輸出158

52、4-2 通用型集成運(yùn)算放大器的組成及其基本特性 4-2-1 集成電路的特點(diǎn) 4-2-2 通用型集成運(yùn)算放大器內(nèi)部電路簡(jiǎn)介 4-2-3 集成運(yùn)算放大器電路符號(hào)及其理想化條件 4-2-4 集成放大器的主要參數(shù) 1594-2-1 集成電路的特點(diǎn)1集成運(yùn)放的耦合方式均采用直接耦合，在需要大容量電容和高阻值電阻的場(chǎng)合，采用外接法。2在集成電路中大量采用差分放大器作用的輸入電路。1604-2-1 集成電路的特點(diǎn)3因?yàn)樵诠杵现谱魅龢O管比制作電阻還容易，所以在集成電路中大量采用恒流源電路作為放大器的偏置電路，在需要大電阻的場(chǎng)合也是采用外接法。4集成電路內(nèi)部放大器所用的晶體管通常采用復(fù)合管結(jié)構(gòu)來(lái)改善性能。16

53、14-2-2 通用型集成運(yùn)算放大器內(nèi)部電路簡(jiǎn)介 集成運(yùn)放內(nèi)部電路由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路4部分組成，通用集成運(yùn)放F007的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖所示。1624-2-3 集成運(yùn)算放大器電路符號(hào)及其理想化條件1集成運(yùn)放的符號(hào)2集成運(yùn)放的理想化條件 開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod=；1634-2-3 集成運(yùn)算放大器電路符號(hào)及其理想化條件 輸入電阻rid=； 輸出電阻； 共模抑制比KCMR=； 失調(diào)電壓、失調(diào)電流均為零； 上限頻率fH=。理想運(yùn)放并不存在 。1644-2-3 集成運(yùn)算放大器電路符號(hào)及其理想化條件3理想運(yùn)算放大器的特點(diǎn)（1）線性區(qū)“虛斷” 、“虛短” （2）非線性區(qū)虛斷仍然 （3）集成運(yùn)

54、算放大器的電壓傳輸特性1654-2-4 集成放大器的主要參數(shù)1輸入失調(diào)電壓UOS2輸入失調(diào)電流IOS3輸入偏置電流IB4開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)AOd5共模抑制比KCMR6最大差模輸入電壓Uidm7最大共模輸入電壓Uicm166本章小結(jié) 1差分放大電路是利用電路結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性來(lái)抑制零點(diǎn)漂移的，它對(duì)差模信號(hào)具有較大的放大能力，對(duì)共模信號(hào)包括放大器本身的零點(diǎn)漂移具有很強(qiáng)的抑制作用。差分放大電路的主要性能指標(biāo)有差模電壓放大倍數(shù)、差模輸入和輸出電阻、共模抑制比等。167本章小結(jié)2差分放大電路的輸入、輸出連接方式有4種，可根據(jù)輸入信號(hào)源和負(fù)載電路靈活應(yīng)用。單端輸入和雙端輸入方式雖然接法不同，但性能指標(biāo)相同。單

55、端輸出差分放大電路性能比雙端輸出差，差模電壓放大倍數(shù)僅為雙端輸出的一半，共模抑制比下降。根據(jù)單端輸出電壓取出位置的不同，有同相輸出和反相輸出之分。168本章小結(jié)3電流源的特點(diǎn)是直流電阻小、交流電阻大。具有溫度補(bǔ)償作用，常用作有源負(fù)載或用來(lái)提供偏置電流。差分放大電路中采用電流源后，可使性能顯著提高。 169本章小結(jié)4組成運(yùn)算電路的核心器件是集成運(yùn)算放大器，集成運(yùn)算放大器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。信號(hào)從反向輸入端輸入的，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反向；信號(hào)從同向輸入端輸入的，輸出信號(hào)輸入信號(hào)同向。170本章小結(jié) 集成運(yùn)算放大器的工作區(qū)有線性和非線性之分。工作在線性工作區(qū)的集成運(yùn)放，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的關(guān)系

56、是線性的關(guān)系。因理想集成運(yùn)算放大器的差模電壓放大倍數(shù)為無(wú)窮大，要使其工作在線性工作區(qū)，必須在電路中引入濃度負(fù)反饋，由此可得判斷集成運(yùn)算放大器工作在線性工作區(qū)重要依據(jù)是：電路中存在著負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。171本章小結(jié) 分析運(yùn)算電路要掌握的主要概念是：“虛短”、“虛斷”和“電阻平衡”，這些概念的表達(dá)式是：172第5章 負(fù)反饋放大電路 反饋技術(shù)在電路中應(yīng)用十分廣泛。在放大電路中采用負(fù)反饋，可以改善放大電路的工作性能。本章介紹了反饋的基本概念與分類，負(fù)反饋的一般表達(dá)式，引入負(fù)反饋改善放大電路的工作性能及深度負(fù)反饋的分析方法 。173第5章 負(fù)反饋放大電路5-1 反饋的基本概念與分類 5-2 負(fù)反饋放大電路介紹

57、 5-3 深度負(fù)反饋放大電路的分析方法 1745-1 反饋的基本概念與分類1反饋的基本概念 將放大電路輸出信號(hào)的一部分或全部經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)送回到輸入端，稱為反饋。如圖所示為反饋放大器框圖。175圖5-1 反饋放大器框圖5-1 反饋的基本概念與分類2反饋的分類（1）正反饋與負(fù)反饋 如果反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)加強(qiáng)，這種反饋就稱為正反饋；反之，稱為負(fù)反饋。（2）直流反饋與交流反饋 如果反饋信號(hào)中只有直流成分，稱為直流反饋；如果反饋信號(hào)中只有交流成分，稱為交流反饋；如果兩者都有則稱為交、直流反饋。1765-1 反饋的基本概念與分類（3）電壓反饋與電流反饋 若反饋信號(hào)與輸出電壓成正比，就是電壓反饋；與輸出電流

58、成正比，就是電流反饋。 （4）串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋 如果反饋信號(hào)在放大器輸入端以電壓的形式出現(xiàn)，就是串聯(lián)反饋。如果反饋信號(hào)在放大器輸入端以電流的形式出現(xiàn)，就是并聯(lián)反饋。1775-2 負(fù)反饋放大電路介紹 5-2-1 負(fù)反饋放大電路基本類型 5-2-2 負(fù)反饋放大電路的方框圖 5-2-3 負(fù)反饋的一般表達(dá)式 5-2-4 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響 1785-2-1 負(fù)反饋放大電路基本類型1電壓串聯(lián)負(fù)反饋 電壓串聯(lián)負(fù)反饋實(shí)際電路和連接方框圖分別如圖所示。 電壓負(fù)反饋放大器具有恒壓源的性質(zhì)。 1795-2-1 負(fù)反饋放大電路基本類型2電壓并聯(lián)負(fù)反饋 電壓并聯(lián)負(fù)反饋實(shí)際電路和連接方框圖分別如圖所示。 電壓

59、負(fù)反饋能夠穩(wěn)定輸出電壓。 1805-2-1 負(fù)反饋放大電路基本類型3電流串聯(lián)負(fù)反饋 電流串聯(lián)負(fù)反饋實(shí)際電路和交流通路分別如圖所示。電流負(fù)反饋放大器具有恒流源的性質(zhì)。 1815-2-1 負(fù)反饋放大電路基本類型4電流并聯(lián)負(fù)反饋 電流并聯(lián)負(fù)反饋實(shí)際電路和交流通路分別如圖所示。 該電路是一個(gè)交、直流電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路。 1825-2-2 負(fù)反饋放大電路的方框圖根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路在輸入、輸出端不同的連接方式，負(fù)反饋放大電路有4種基本類型：電壓反饋和電流反饋、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。如下圖所示。1835-2-2 負(fù)反饋放大電路的方框圖1845-2-3 負(fù)反饋的一般表達(dá)式凈輸入信號(hào)： （5-1） 開(kāi)

60、環(huán)放大倍數(shù)： （5-2）反饋網(wǎng)絡(luò)中的反饋系數(shù)： （5-3）反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)： （5-4） 將式（5-1）、（5-2）和式（5-3）代入（5-4）中，得：1855-2-4 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響1提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性2減小非線性失真3擴(kuò)展頻帶和抑制噪聲4改變放大電路的輸入電阻和輸出電阻1865-3 深度負(fù)反饋放大電路的分析方法 1深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn) 基本放大電路的兩輸入端滿足“虛短”和“虛斷”。2深度負(fù)反饋放大電路性能的估算 下面通過(guò)例題來(lái)說(shuō)明估算方法。1875-3 深度負(fù)反饋放大電路的分析方法【例5-1】 估算圖5-12所示負(fù)反饋放大電路的電壓放大倍數(shù)Auf=uo/ui 。1