工學(xué)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第一章課件

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)主講教師:陳韜學(xué)習(xí)課時(shí):理論54學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)18學(xué)時(shí)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)主講教師:陳韜學(xué)習(xí)課時(shí):理論54學(xué)時(shí)+實(shí)1緒論

電子技術(shù)包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩大分支，缺一不可。下面就有關(guān)情況，分以下幾個(gè)問題向大家介紹：緒論電子技術(shù)包括模擬電子技術(shù)和數(shù)2一、什么是電子技術(shù)？其發(fā)展概況如何？2、發(fā)展概況：

1）真空管或電子管時(shí)代…2）晶體管階段…3）集成電路階段…4）超導(dǎo)材料、納米材料…（納米電子學(xué)為十大科技之首）1、定義：

電子技術(shù)最早是從無線電通信方面的應(yīng)用發(fā)展起來的。后來又用到了無線電廣播、雷達(dá)、導(dǎo)航、遙測、遙控等方面。因?yàn)槭抢脽o線電波的傳播信息來達(dá)到目的，所以人們又習(xí)慣地稱它為無線電技術(shù)。簡單地說電子技術(shù)就是應(yīng)用電子元器件或電子設(shè)備來達(dá)到某種特定目的或完成某項(xiàng)特定任務(wù)的技術(shù)。電子技術(shù)研究的對象是電子器件和由器件構(gòu)成的各種基本功能電路，以及由某些基本功能電路所組成的有各種用途的裝置或系統(tǒng)。1.電子管

電子管又名真空管，所以又稱為電真空器件。

電子管是最早的有源電子組件，分二極管、三極管與多極管。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子管因其體積大、重量重、耗電大等等缺點(diǎn)，而先后讓位給晶體管和集成電路。但是，在許多場合電子管繼續(xù)發(fā)揮作用。一、什么是電子技術(shù)？其發(fā)展概況如何？2、發(fā)展概況：1、定義3

1、掌握各種功能電路的組成原理及其性能特點(diǎn)，具有集成器件應(yīng)用的設(shè)計(jì)能力。2、掌握電子技術(shù)的基本理論、基本知識、基本技能，為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。3、研究內(nèi)容是電子器件（包括組件）、基本電子電路及其構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)。4、器件電路應(yīng)用系統(tǒng)二、本課程的任務(wù)、研究內(nèi)容1、掌握各種功能電路的組成原理及其性能特點(diǎn)，具有4規(guī)律性（電子器件、電子電路、復(fù)雜電路）非線性（非線性器件）工程性（采用工程近似的方法簡化實(shí)際問題分析模擬軟件）實(shí)踐性（影響電子電路工作的參數(shù)非常復(fù)雜，認(rèn)真對待模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程，鞏固理論知識，掌握基本實(shí)驗(yàn)技能）系統(tǒng)性（圍繞模擬信號放大及傳輸來展開）三、課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法系統(tǒng)性：基本電子器件的原理及特性基本放大電路的構(gòu)成及分析放大電路性能的改善集成放大電路的構(gòu)成及基本應(yīng)用功率放大電路的特點(diǎn)及分析調(diào)制與解調(diào)規(guī)律性（電子器件、電子電路、復(fù)雜電路）三、課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方5學(xué)習(xí)電子技術(shù)在初級階段的學(xué)習(xí)方法上要抓好以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：1.掌握基本的知識;（例如學(xué)習(xí)電流、電壓、電阻、電功率、直流電、交流電等等的概念以及掌握一些基本定律，如歐姆定律等。）2.認(rèn)識常用的電子元器件和學(xué)會看電路圖;（例如認(rèn)識常用的元器件，如電阻、電容、線圈、二極管、三極管，還有耳機(jī)、揚(yáng)聲器等等。要了解它們的名稱、字母、符號、構(gòu)造、外形、規(guī)格、計(jì)量單位等。進(jìn)一步還要了解它們的性能，學(xué)會怎樣鑒別它們的好壞，以及怎樣使用的方法。在這些元器件里，晶體管是電路的核心也是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，一定要下功夫把它弄懂。）3.由簡到繁動手制作;（為了鞏固基本概念，加深對元器件的認(rèn)識和了解電路的作用，應(yīng)當(dāng)選擇一些簡單易做、容易收效的作品進(jìn)行制作，例如簡單的收音機(jī)）4.善于總結(jié);（有些初學(xué)者不懂電路原理，只會照電路圖安裝焊接，往往也能制作，但是作品的質(zhì)量就很難保證，遇到故障也不知怎么辦？）學(xué)習(xí)電子技術(shù)在初級階段的學(xué)習(xí)方法上1.掌握基本的知識;（例如6四、本門課程的知識結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體器件（基本概念、工作原理及特性）放大電路（工作原理、組態(tài)分析、靜/動態(tài)分析）負(fù)反饋放大電路（基本概念、基本類型、影響）集成運(yùn)算放大電路（特點(diǎn)、分析方法）功率放大電路（分類、參數(shù)分析、性能指標(biāo)及應(yīng)用）正弦波振蕩電路（振蕩條件、分類）直流電源（基本概念、基本原理）四、本門課程的知識結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體器件（基本概念、工作原理及特性）71、電路中符號：靜態(tài)值IB（直流分量）、瞬時(shí)值ib（交流分量）、有效值Ib、瞬時(shí)總量iB（直流+交流）、正弦量的相量表示2、學(xué)習(xí)參考書：《電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分第四版》高等教育出版社康華光主編《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》清華大學(xué)童詩白《集成模擬電子技術(shù)》浙江大學(xué)鄧漢磬五、幾點(diǎn)說明：1、電路中符號：五、幾點(diǎn)說明：8電子系統(tǒng)與信號電子系統(tǒng)與信號9一、信號、電子系統(tǒng)及其作用

信號：信息的載體模擬信號（時(shí)間和幅值都連續(xù)）數(shù)字信號（時(shí)間或幅值有一項(xiàng)不連續(xù)或都不連續(xù)）模擬電路數(shù)字電路電子系統(tǒng)：若干相互連接、相互作用的具有特定功能的電路系統(tǒng)一、信號、電子系統(tǒng)及其作用

信號：信息的載體模擬電路數(shù)字電路10二、放大的基本概念

能量過于微弱的信號，既無法直接顯示，也很難作進(jìn)一步分析處理，通常需要放大(1.將微弱電信號增強(qiáng)到所需數(shù)值；2.放大后的信號波形與放大前的波形相同)；放大是對模擬信號最基本的處理，基本放大電路框圖如下所示：amplify二、放大的基本概念能量過于微弱的信號，既無111.電壓放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：1.電壓放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：122.電流放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：2.電流放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：133.互阻放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：3.互阻放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：144.互導(dǎo)放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：4.互導(dǎo)放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：15模型的轉(zhuǎn)換

電壓放大電路電流放大電路電壓放大電路模型的開路輸出電壓為

，電流放大電路模型可得開路輸出電壓為且，令兩電路等效，于是有即可得

。同理可得

這樣其他三種電路模型都可轉(zhuǎn)換為電壓放大電路模型。同理可實(shí)現(xiàn)其他放大電路模型之間的轉(zhuǎn)換。電流放大電路轉(zhuǎn)電壓放大電路模型的轉(zhuǎn)換電壓放大電路電流放大電路電壓放大電路模型的開路輸161放大倍數(shù)（增益）

簡單地說，分貝就是放大器增益的單位。放大器輸出與輸入的比值為放大倍數(shù)，單位是“倍”，如10倍放大器，100倍放大器。當(dāng)改用“分貝”做單位時(shí)，放大倍數(shù)就稱之為增益，這是一個(gè)概念的兩種稱呼。電學(xué)中分貝與放大倍數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：AV(I)(dB)=20lg[Vo/Vi(Io/Ii)]；Ap(dB)=10lg(Po/Pi);分貝定義時(shí)電壓(電流)增益和功率增益的公式不同，但我們都知道功率與電壓、電流的關(guān)系是。采用這套公式后，兩者的增益數(shù)值就一樣了：。

dB，分貝，是一個(gè)以十為底的對數(shù)概念。注意，分貝只用來評價(jià)一個(gè)物理量和另一個(gè)物理量之間的比例關(guān)系，它本身并沒有物理量綱。兩個(gè)量之間的比例每增加10倍，則它們的差可以表示為10個(gè)分貝。比如說：A="100"，B="10"，C="5"，D="1"則A/D＝20dB；B/D="10dB"；C/D="7dB"；B/C＝3dB。也就是說，兩個(gè)量差10分貝就是差10倍，差20分貝就是差100倍，依此類推。通常還需要記住差3分貝就是兩個(gè)量之間差2倍。

放大電路的主要性能指標(biāo)(1)1放大倍數(shù)（增益）放大電路的主要性能指標(biāo)(1)17dB的意義dB(Decibel，分貝)是一個(gè)純計(jì)數(shù)單位，本意是表示兩個(gè)量的比值大小，沒有單位。在工程應(yīng)用中經(jīng)常看到貌似不同的定義方式（僅僅是看上去不同）。對于功率，dB=10*lg(A/B)。對于電壓或電流，dB=20*lg(A/B)。此處A，B代表參與比較的功率值或者電流、電壓值。dB的意義其實(shí)再簡單不過了，就是把一個(gè)很大（后面跟一長串0的）或者很?。ㄇ懊嬗幸婚L串0的）的數(shù)比較簡短地表示出來。如（此處以功率為例）：

X=100000=10^5

X(dB)=10*lg(X)dB=10*lg(10^5)dB=50dB

X=0.000000000000001=10^-15

X(dB)=10*log(X)dB=10*log(10^-15)dB=-150dBdB的意義dB(Decibel，分貝)是一個(gè)純計(jì)數(shù)單位，18dB的意義

使用分貝做單位主要有三大好處:（1）數(shù)值變小，讀寫方便。電子系統(tǒng)的總放大倍數(shù)常常是幾千、幾萬甚至幾十萬，一架收音機(jī)從天線收到的信號至送入喇叭放音輸出，一共要放大2萬倍左右。用分貝表示先取個(gè)對數(shù)，數(shù)值就小得多。

（2）運(yùn)算方便。放大器級聯(lián)時(shí)，總的放大倍數(shù)是各級相乘。用分貝做單位時(shí)，總增益就是相加。若某功放前級是100倍(20dB)，后級是20倍(13dB)，那么總功率放大倍數(shù)是100×20=2000倍，總增益為20dB＋13dB=33dB。（3）符合聽感，估算方便。人聽到聲音的響度是與功率的相對增長呈正相關(guān)的。例如，當(dāng)電功率從0.1瓦增長到1.1瓦時(shí)，聽到的聲音就響了很多；而從1瓦增強(qiáng)到2瓦時(shí)，響度就差不太多；再從10瓦增強(qiáng)到11瓦時(shí)，沒有人能聽出響度的差別來。如果用功率的絕對值表示都是1瓦，而用增益表示分別為10.4dB，3dB和0.4dB，這就能比較一致地反映出人耳聽到的響度差別了。您若注意一下就會發(fā)現(xiàn)，Hi－Fi功放上的音量旋鈕刻度都是標(biāo)的分貝，使您改變音量時(shí)直觀些。dB的意義使用分貝做單位主要有三大好處:19分貝數(shù)值中，

－3dB和0dB兩個(gè)點(diǎn)是必須了解的。－3dB也叫半功率點(diǎn)或截止頻率點(diǎn)。這時(shí)功率是正常時(shí)的一半，電壓或電流是正常時(shí)的1/。在電聲系統(tǒng)中，±3dB的差別被認(rèn)為不會影響總特性。所以各種設(shè)備指標(biāo)，如頻率范圍，輸出電平等，不加說明的話都可能有±3dB的出入。例如，頻響10Hz～40kHz，就是表示在這段頻率中，輸出幅度不會超過±3dB，也就是說在10Hz和40kHz這二個(gè)端點(diǎn)頻率上，輸出電壓幅度只有中間頻率段的0.707(1/)倍了。0dB表示輸出與輸入或兩個(gè)比較信號一樣大。

dB的意義

分貝數(shù)值中，－3dB和0dB兩個(gè)點(diǎn)是必須了解的。20１）

電壓放大電路——只考慮電壓增益的電路orAV=VoVi···Vo=AVVi···２）

電流放大電路——只考慮電流增益的電路·Ii·Io·AI=orIo=AIIi···３）

功率放大電路放大電路的主要性能指標(biāo)(1)注意輸出與輸入之間為反相和增益為負(fù)值的區(qū)別１）電壓放大電路——只考慮電壓增益的電路orAV=VoV21放大電路的基本模型+-·VsIi·Rs??+-ViRiAVoVi··Ro??+-?Io·+-RL·VoRoRi1輸入電阻RiIi·Vi·Ri=放大電路的主要性能指標(biāo)(2)放大電路的基本模型+-·VsIi·Rs??+-ViRiAVo22放大電路的主要性能指標(biāo)(2)問題：對放大電路來說，希望輸入電阻Ri越大越好還是越小越好？⑴對輸入為電壓源的電路，Ri越大越好?。ǚ謮捍螅茖斎霝殡娏髟吹碾娐罚琑i越小越好?。ǚ至鞔螅╇娫吹牡刃ё儞Q·+-Ii·RsVi··IsVsRs+-+-RsVi·Ii··Vs放大電路的主要性能指標(biāo)(2)問題：對放大電路來說，希望輸入電23放大電路的主要性能指標(biāo)(2)2輸出電阻Ro問題：

Ro大好還是小好？⑴輸出為電壓信號時(shí)，Ro越小越好（恒壓源）⑵輸出為電流信號時(shí)，Ro越大越好（恒流源）輸入端信號源短路，但保留Rs

，負(fù)載開路（拿掉RL

）在放大電路輸出端加一測試電壓VT，相應(yīng)產(chǎn)生IT，則···IT·VTRo=Vs=0·放大電路的主要性能指標(biāo)(2)2輸出電阻Ro問題：Ro大24放大電路的主要性能指標(biāo)(3)

頻率響應(yīng)及帶寬一、觀察一組實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)條件：輸入信號Vi=VimsintVim不變，

改變

放大電路的主要性能指標(biāo)(3)

頻率響應(yīng)及帶寬25實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果：26實(shí)驗(yàn)結(jié)論：是低頻角頻率Vo縮小

是中頻角頻率Vo放大

是高頻角頻率Vo縮小實(shí)驗(yàn)表明：增益A=A（j)

放大器的增益是輸入信號頻率的函數(shù)

放大器的頻率響應(yīng)實(shí)質(zhì)是放大器對正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，用其頻率特性函數(shù)A（j)來描述。頻率特性函數(shù)A（j)定義為輸出信號的相量與輸入信號的相量之比。[工學(xué)]模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第一章課件27頻率響應(yīng)：在輸入正弦信號情況下，輸出隨頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。以電壓放大電路為例：AV(?ω)=Vo(jω)Vi(jω)=AV(ω)φ(ω)···⑴AV(ω)表示電壓增益的模與角頻率的關(guān)系，稱為幅頻響應(yīng)

⑵φ(ω)表示放大電路輸出與輸入正弦電壓信號的相位差與角頻率之間的關(guān)系，稱為相頻響應(yīng)放大電路的主要性能指標(biāo)(3)

頻率響應(yīng)及帶寬感抗XL＝2πfL

容抗XC＝1/2πfC

ω

=

2πf

頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)：在輸入正弦信號情況下，輸出隨頻率連續(xù)變化以電壓放大28⑶帶寬：一般把幅頻響應(yīng)的高、低兩個(gè)半功率點(diǎn)間的頻率差定義為放大電路的帶寬BW=fH－fL（fH為上限頻率，fL為下限頻率）如果fL?

fH則BW≈fH（3）頻率響應(yīng)及帶寬20lg|V|/dB

fLfHf/Hz帶寬AV

AV

/放大電路的幅頻響應(yīng)曲線（波特圖）⑶帶寬：一般把幅頻響應(yīng)的高、低兩個(gè)半功率點(diǎn)間的頻率差BW29線性失真：由線性電抗元件引起的失真，包括幅度失真和相位失真非線性失真：由非線性元件引起的失真幅度失真和相位失真總稱頻率失真，又稱線性失真一般聲頻范圍：20Hz～20KHz放大電路的主要性能指標(biāo)(4)

失真線性失真：由線性電抗元件引起的失真，包括幅度失真和相位失真非30電路分析基礎(chǔ)疊加原理把一個(gè)復(fù)雜電路分解成若干個(gè)比較簡單的電路進(jìn)行求解,把結(jié)果再進(jìn)行合成得原電路結(jié)果.戴維寧定理任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電動勢為Vs的理想電壓源和內(nèi)阻Rs串聯(lián)的電源來等效代替.諾頓定理任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電流為Is的理想電流源和內(nèi)阻Rs并聯(lián)的電源來等效代替.電路分析基礎(chǔ)疊加原理把一個(gè)復(fù)雜電路分解成若干個(gè)比較簡單31疊加原理3RI2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

3R

I”2ab1I”R1R2I”3S2V+_=+(a)圖所示電路中有兩個(gè)電源，各支路中的電流是由這兩個(gè)電源共同作用產(chǎn)生的。對于線性電路，任何一支路中的電流，都可以看成是由電路中各個(gè)電源（電壓源或電流源）分別作用時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。(a)(b)(c)疊加原理3RI2ab1IR1R2I3VS32疊加原理I2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

依據(jù)KCL（任一瞬間流出該節(jié)點(diǎn)的所有電流的代數(shù)和恒為零）和KVL（任一瞬間沿此回路的各段電壓的代數(shù)和恒為零）(a)(b)(c)例：求支路電流線性代數(shù)方程組I”2ab1I”R1R2I”3S2V+_R3疊加原理I2ab1IR1R2I3VS133疊加原理解方程組得：設(shè)：于是：疊加原理解方程組得：設(shè)：于是：34疊加原理同理：所謂電路中只有一個(gè)電源單獨(dú)作用，就是假設(shè)將其余電源均除去（將各個(gè)理想電壓源短接，即其電動勢為零；將各個(gè)理想電流源開路，即其電流為零），但它們的內(nèi)阻（如果給出的話）仍應(yīng)計(jì)及。疊加原理就是線性方程的可加性。由KCL和KVL得到的線性方程組可以用疊加原理來求解。注意：疊加原理同理：所謂電路中只有一個(gè)電源單獨(dú)作用，就是假設(shè)將其余35疊加原理例：用疊加原理計(jì)算下圖中的各支路電流，設(shè)(a)圖中電流可以看成是(b)圖和(c)圖兩個(gè)電路的電流的疊加(b)圖I2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

(a)(b)(c)I”2ab1I”R1R2I”3S2V+_R3疊加原理例：用疊加原理計(jì)算下圖中的各支路電流，設(shè)(a)圖中電36疊加原理(b)圖I2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

I”2ab1I”R1R2I”3S2V+_(a)(b)(c)R3疊加原理(b)圖I2ab1IR1R2I337疊加原理(c)圖I2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

I”2ab1I”R1R2I”3S2V+_(a)(b)(c)R3疊加原理(c)圖I2ab1IR1R2I338疊加原理所以：I2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

I”2ab1I”R1R2I”3S2V+_(a)(b)(c)R3疊加原理所以：I2ab1IR1R2I3V39疊加原理例：用疊加原理計(jì)算下圖中的支路電流，已知R1R2I3S2V+_IS1R3R1R2I`3IS1R3R1R2I``3S2V+_R3(a)圖中I3電流可以看成是(b)圖和(c)圖兩個(gè)電路的電流I`3和I``3的疊加(b)圖,理想電流源單獨(dú)作用，將理想電壓源短接（VS2＝0），應(yīng)用并聯(lián)電阻分流的公式得：(a)(b)(c)疊加原理例：用疊加原理計(jì)算下圖中的支路電流，已知R140疊加原理R1R2I``3S2V+_R3(c)圖,理想電壓源單獨(dú)作用，將理想電流源開路（IS1＝0）得：(c)式中：，代入上式得：所以：疊加原理R1R2I``3S2V+_R341疊加原理例：用疊加原理計(jì)算下圖中的電路A點(diǎn)的電位VA，圖中：所以：于是，VA：疊加原理例：用疊加原理計(jì)算下圖中的電路A點(diǎn)的電位VA，圖中：42戴維寧定理和諾頓定理如只需計(jì)算復(fù)雜電路中的一個(gè)支路時(shí)，可以將這個(gè)支路劃出（如圖1.1.4中的ab支路，其中電阻為RL），而把其余部分看作一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)（圖1.1.4中的方框部分），所謂有源二端網(wǎng)絡(luò)，就是具有兩個(gè)出線端的部分電路，其中含有電源。戴維寧定理和諾頓定理如只需計(jì)算復(fù)雜電路中的一個(gè)支路時(shí)，可以將43戴維寧定理和諾頓定理一個(gè)電源可以用兩種電路模型表示：一種是電動勢為VS的理想電壓源和內(nèi)阻R0串聯(lián)的電路（電壓源）；一種是電流為IS的理想電流源和內(nèi)阻R0并聯(lián)的電路（電流源）。因此，有兩種等效電源，由此得出下述兩個(gè)定理。戴維寧定理任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電動勢為Vs的理想電壓源和內(nèi)阻Rs串聯(lián)的電源來等效代替.諾頓定理任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電流為Is的理想電流源和內(nèi)阻Rs并聯(lián)的電源來等效代替.戴維寧定理和諾頓定理一個(gè)電源可以用兩種電路模型表示：一種是電44戴維寧定理等效電源的電動勢VS就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Vo，即將負(fù)載斷開后a,b兩端之間的電壓。等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源除去（將各個(gè)理想電壓源短路，即電動勢為零；將各個(gè)理想電流源開路，即其電流為零）后所得到的無源網(wǎng)絡(luò)a,b兩端之間的等效電阻。圖1.1.5（b）的等效電路是一個(gè)最簡單的電路，其中電流為：戴維寧定理等效電源的電動勢VS就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Vo45諾頓定理等效電源的電流IS就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流，即將a,b兩端短接后其中的電流。等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源除去（將各個(gè)理想電壓源短路，即電動勢為零；將各個(gè)理想電流源開路，即其電流為零）后所得到的無源網(wǎng)絡(luò)a,b兩端之間的等效電阻。圖1.1.13（b）的等效電路，其中電流為：諾頓定理等效電源的電流IS就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流，即將a46圖解分析線性電阻：電阻是一個(gè)常數(shù)，不隨電壓或電流而變動，即電阻兩端的電壓與通過的電流成正比。非線性電阻：電阻不是一個(gè)常數(shù)，而是隨電壓或電流而變動，即電阻兩端的電壓與通過的電流不成正比。圖解分析線性電阻：電阻是一個(gè)常數(shù)，不隨電壓或電流而變動，即電47圖解分析非線性電阻元件在電路中的工作情況可用工作點(diǎn)Q的靜態(tài)電阻（直流電阻）和動態(tài)電阻（交流電阻）描述。工作點(diǎn)Q即非線性電阻元件的伏安特性曲線與非線性電阻電路所確定的直線方程的交點(diǎn)。圖解分析非線性電阻元件在電路中的工作情況可用工作點(diǎn)Q的靜態(tài)電48圖解分析例：結(jié)論：圖解分析例：結(jié)論：49圖解分析例：在圖1.1.21所示電路中，已知D是半導(dǎo)體二極管，其伏安特性曲線如圖1.1.22所示，用圖解法求出二極管中的電流I及其兩端電壓V，并計(jì)算其他兩個(gè)支路中的電流I1和I2.圖中：圖解分析例：在圖1.1.21所示電路中，已知圖中：50圖1.1.24(a)中：圖解分析圖1.1.24(b)中：圖1.1.24(a)中：圖解分析圖1.1.24(b)中：51圖解分析在圖1.1.23中：該直線在橫軸上的截距為VS＝2V，在縱軸上的截距為VS/RO＝2（mA），與二極管的伏安特性曲線I（V）交于Q點(diǎn)，由此作圖得：圖解分析在圖1.1.23中：該直線在橫軸上的截距為VS＝2V52圖解分析結(jié)點(diǎn)電壓V`,支路電流I1和I2：圖解分析結(jié)點(diǎn)電壓V`,支路電流I1和I2：53模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)主講教師:陳韜學(xué)習(xí)課時(shí):理論54學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)18學(xué)時(shí)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)主講教師:陳韜學(xué)習(xí)課時(shí):理論54學(xué)時(shí)+實(shí)54緒論

電子技術(shù)包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩大分支，缺一不可。下面就有關(guān)情況，分以下幾個(gè)問題向大家介紹：緒論電子技術(shù)包括模擬電子技術(shù)和數(shù)55一、什么是電子技術(shù)？其發(fā)展概況如何？2、發(fā)展概況：

1）真空管或電子管時(shí)代…2）晶體管階段…3）集成電路階段…4）超導(dǎo)材料、納米材料…（納米電子學(xué)為十大科技之首）1、定義：

電子技術(shù)最早是從無線電通信方面的應(yīng)用發(fā)展起來的。后來又用到了無線電廣播、雷達(dá)、導(dǎo)航、遙測、遙控等方面。因?yàn)槭抢脽o線電波的傳播信息來達(dá)到目的，所以人們又習(xí)慣地稱它為無線電技術(shù)。簡單地說電子技術(shù)就是應(yīng)用電子元器件或電子設(shè)備來達(dá)到某種特定目的或完成某項(xiàng)特定任務(wù)的技術(shù)。電子技術(shù)研究的對象是電子器件和由器件構(gòu)成的各種基本功能電路，以及由某些基本功能電路所組成的有各種用途的裝置或系統(tǒng)。1.電子管

電子管又名真空管，所以又稱為電真空器件。

電子管是最早的有源電子組件，分二極管、三極管與多極管。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子管因其體積大、重量重、耗電大等等缺點(diǎn)，而先后讓位給晶體管和集成電路。但是，在許多場合電子管繼續(xù)發(fā)揮作用。一、什么是電子技術(shù)？其發(fā)展概況如何？2、發(fā)展概況：1、定義56

1、掌握各種功能電路的組成原理及其性能特點(diǎn)，具有集成器件應(yīng)用的設(shè)計(jì)能力。2、掌握電子技術(shù)的基本理論、基本知識、基本技能，為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。3、研究內(nèi)容是電子器件（包括組件）、基本電子電路及其構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)。4、器件電路應(yīng)用系統(tǒng)二、本課程的任務(wù)、研究內(nèi)容1、掌握各種功能電路的組成原理及其性能特點(diǎn)，具有57規(guī)律性（電子器件、電子電路、復(fù)雜電路）非線性（非線性器件）工程性（采用工程近似的方法簡化實(shí)際問題分析模擬軟件）實(shí)踐性（影響電子電路工作的參數(shù)非常復(fù)雜，認(rèn)真對待模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程，鞏固理論知識，掌握基本實(shí)驗(yàn)技能）系統(tǒng)性（圍繞模擬信號放大及傳輸來展開）三、課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法系統(tǒng)性：基本電子器件的原理及特性基本放大電路的構(gòu)成及分析放大電路性能的改善集成放大電路的構(gòu)成及基本應(yīng)用功率放大電路的特點(diǎn)及分析調(diào)制與解調(diào)規(guī)律性（電子器件、電子電路、復(fù)雜電路）三、課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方58學(xué)習(xí)電子技術(shù)在初級階段的學(xué)習(xí)方法上要抓好以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：1.掌握基本的知識;（例如學(xué)習(xí)電流、電壓、電阻、電功率、直流電、交流電等等的概念以及掌握一些基本定律，如歐姆定律等。）2.認(rèn)識常用的電子元器件和學(xué)會看電路圖;（例如認(rèn)識常用的元器件，如電阻、電容、線圈、二極管、三極管，還有耳機(jī)、揚(yáng)聲器等等。要了解它們的名稱、字母、符號、構(gòu)造、外形、規(guī)格、計(jì)量單位等。進(jìn)一步還要了解它們的性能，學(xué)會怎樣鑒別它們的好壞，以及怎樣使用的方法。在這些元器件里，晶體管是電路的核心也是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，一定要下功夫把它弄懂。）3.由簡到繁動手制作;（為了鞏固基本概念，加深對元器件的認(rèn)識和了解電路的作用，應(yīng)當(dāng)選擇一些簡單易做、容易收效的作品進(jìn)行制作，例如簡單的收音機(jī)）4.善于總結(jié);（有些初學(xué)者不懂電路原理，只會照電路圖安裝焊接，往往也能制作，但是作品的質(zhì)量就很難保證，遇到故障也不知怎么辦？）學(xué)習(xí)電子技術(shù)在初級階段的學(xué)習(xí)方法上1.掌握基本的知識;（例如59四、本門課程的知識結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體器件（基本概念、工作原理及特性）放大電路（工作原理、組態(tài)分析、靜/動態(tài)分析）負(fù)反饋放大電路（基本概念、基本類型、影響）集成運(yùn)算放大電路（特點(diǎn)、分析方法）功率放大電路（分類、參數(shù)分析、性能指標(biāo)及應(yīng)用）正弦波振蕩電路（振蕩條件、分類）直流電源（基本概念、基本原理）四、本門課程的知識結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體器件（基本概念、工作原理及特性）601、電路中符號：靜態(tài)值IB（直流分量）、瞬時(shí)值ib（交流分量）、有效值Ib、瞬時(shí)總量iB（直流+交流）、正弦量的相量表示2、學(xué)習(xí)參考書：《電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分第四版》高等教育出版社康華光主編《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》清華大學(xué)童詩白《集成模擬電子技術(shù)》浙江大學(xué)鄧漢磬五、幾點(diǎn)說明：1、電路中符號：五、幾點(diǎn)說明：61電子系統(tǒng)與信號電子系統(tǒng)與信號62一、信號、電子系統(tǒng)及其作用

信號：信息的載體模擬信號（時(shí)間和幅值都連續(xù)）數(shù)字信號（時(shí)間或幅值有一項(xiàng)不連續(xù)或都不連續(xù)）模擬電路數(shù)字電路電子系統(tǒng)：若干相互連接、相互作用的具有特定功能的電路系統(tǒng)一、信號、電子系統(tǒng)及其作用

信號：信息的載體模擬電路數(shù)字電路63二、放大的基本概念

能量過于微弱的信號，既無法直接顯示，也很難作進(jìn)一步分析處理，通常需要放大(1.將微弱電信號增強(qiáng)到所需數(shù)值；2.放大后的信號波形與放大前的波形相同)；放大是對模擬信號最基本的處理，基本放大電路框圖如下所示：amplify二、放大的基本概念能量過于微弱的信號，既無641.電壓放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：1.電壓放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：652.電流放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：2.電流放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：663.互阻放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：3.互阻放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：674.互導(dǎo)放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：4.互導(dǎo)放大電路輸入端和輸出端盡量減小信號的衰減：68模型的轉(zhuǎn)換

電壓放大電路電流放大電路電壓放大電路模型的開路輸出電壓為

，電流放大電路模型可得開路輸出電壓為且，令兩電路等效，于是有即可得

。同理可得

這樣其他三種電路模型都可轉(zhuǎn)換為電壓放大電路模型。同理可實(shí)現(xiàn)其他放大電路模型之間的轉(zhuǎn)換。電流放大電路轉(zhuǎn)電壓放大電路模型的轉(zhuǎn)換電壓放大電路電流放大電路電壓放大電路模型的開路輸691放大倍數(shù)（增益）

簡單地說，分貝就是放大器增益的單位。放大器輸出與輸入的比值為放大倍數(shù)，單位是“倍”，如10倍放大器，100倍放大器。當(dāng)改用“分貝”做單位時(shí)，放大倍數(shù)就稱之為增益，這是一個(gè)概念的兩種稱呼。電學(xué)中分貝與放大倍數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：AV(I)(dB)=20lg[Vo/Vi(Io/Ii)]；Ap(dB)=10lg(Po/Pi);分貝定義時(shí)電壓(電流)增益和功率增益的公式不同，但我們都知道功率與電壓、電流的關(guān)系是。采用這套公式后，兩者的增益數(shù)值就一樣了：。

dB，分貝，是一個(gè)以十為底的對數(shù)概念。注意，分貝只用來評價(jià)一個(gè)物理量和另一個(gè)物理量之間的比例關(guān)系，它本身并沒有物理量綱。兩個(gè)量之間的比例每增加10倍，則它們的差可以表示為10個(gè)分貝。比如說：A="100"，B="10"，C="5"，D="1"則A/D＝20dB；B/D="10dB"；C/D="7dB"；B/C＝3dB。也就是說，兩個(gè)量差10分貝就是差10倍，差20分貝就是差100倍，依此類推。通常還需要記住差3分貝就是兩個(gè)量之間差2倍。

放大電路的主要性能指標(biāo)(1)1放大倍數(shù)（增益）放大電路的主要性能指標(biāo)(1)70dB的意義dB(Decibel，分貝)是一個(gè)純計(jì)數(shù)單位，本意是表示兩個(gè)量的比值大小，沒有單位。在工程應(yīng)用中經(jīng)?？吹矫菜撇煌亩x方式（僅僅是看上去不同）。對于功率，dB=10*lg(A/B)。對于電壓或電流，dB=20*lg(A/B)。此處A，B代表參與比較的功率值或者電流、電壓值。dB的意義其實(shí)再簡單不過了，就是把一個(gè)很大（后面跟一長串0的）或者很小（前面有一長串0的）的數(shù)比較簡短地表示出來。如（此處以功率為例）：

X=100000=10^5

X(dB)=10*lg(X)dB=10*lg(10^5)dB=50dB

X=0.000000000000001=10^-15

X(dB)=10*log(X)dB=10*log(10^-15)dB=-150dBdB的意義dB(Decibel，分貝)是一個(gè)純計(jì)數(shù)單位，71dB的意義

使用分貝做單位主要有三大好處:（1）數(shù)值變小，讀寫方便。電子系統(tǒng)的總放大倍數(shù)常常是幾千、幾萬甚至幾十萬，一架收音機(jī)從天線收到的信號至送入喇叭放音輸出，一共要放大2萬倍左右。用分貝表示先取個(gè)對數(shù)，數(shù)值就小得多。

（2）運(yùn)算方便。放大器級聯(lián)時(shí)，總的放大倍數(shù)是各級相乘。用分貝做單位時(shí)，總增益就是相加。若某功放前級是100倍(20dB)，后級是20倍(13dB)，那么總功率放大倍數(shù)是100×20=2000倍，總增益為20dB＋13dB=33dB。（3）符合聽感，估算方便。人聽到聲音的響度是與功率的相對增長呈正相關(guān)的。例如，當(dāng)電功率從0.1瓦增長到1.1瓦時(shí)，聽到的聲音就響了很多；而從1瓦增強(qiáng)到2瓦時(shí)，響度就差不太多；再從10瓦增強(qiáng)到11瓦時(shí)，沒有人能聽出響度的差別來。如果用功率的絕對值表示都是1瓦，而用增益表示分別為10.4dB，3dB和0.4dB，這就能比較一致地反映出人耳聽到的響度差別了。您若注意一下就會發(fā)現(xiàn)，Hi－Fi功放上的音量旋鈕刻度都是標(biāo)的分貝，使您改變音量時(shí)直觀些。dB的意義使用分貝做單位主要有三大好處:72分貝數(shù)值中，

－3dB和0dB兩個(gè)點(diǎn)是必須了解的。－3dB也叫半功率點(diǎn)或截止頻率點(diǎn)。這時(shí)功率是正常時(shí)的一半，電壓或電流是正常時(shí)的1/。在電聲系統(tǒng)中，±3dB的差別被認(rèn)為不會影響總特性。所以各種設(shè)備指標(biāo)，如頻率范圍，輸出電平等，不加說明的話都可能有±3dB的出入。例如，頻響10Hz～40kHz，就是表示在這段頻率中，輸出幅度不會超過±3dB，也就是說在10Hz和40kHz這二個(gè)端點(diǎn)頻率上，輸出電壓幅度只有中間頻率段的0.707(1/)倍了。0dB表示輸出與輸入或兩個(gè)比較信號一樣大。

dB的意義

分貝數(shù)值中，－3dB和0dB兩個(gè)點(diǎn)是必須了解的。73１）

電壓放大電路——只考慮電壓增益的電路orAV=VoVi···Vo=AVVi···２）

電流放大電路——只考慮電流增益的電路·Ii·Io·AI=orIo=AIIi···３）

功率放大電路放大電路的主要性能指標(biāo)(1)注意輸出與輸入之間為反相和增益為負(fù)值的區(qū)別１）電壓放大電路——只考慮電壓增益的電路orAV=VoV74放大電路的基本模型+-·VsIi·Rs??+-ViRiAVoVi··Ro??+-?Io·+-RL·VoRoRi1輸入電阻RiIi·Vi·Ri=放大電路的主要性能指標(biāo)(2)放大電路的基本模型+-·VsIi·Rs??+-ViRiAVo75放大電路的主要性能指標(biāo)(2)問題：對放大電路來說，希望輸入電阻Ri越大越好還是越小越好？⑴對輸入為電壓源的電路，Ri越大越好?。ǚ謮捍螅茖斎霝殡娏髟吹碾娐?，Ri越小越好?。ǚ至鞔螅╇娫吹牡刃ё儞Q·+-Ii·RsVi··IsVsRs+-+-RsVi·Ii··Vs放大電路的主要性能指標(biāo)(2)問題：對放大電路來說，希望輸入電76放大電路的主要性能指標(biāo)(2)2輸出電阻Ro問題：

Ro大好還是小好？⑴輸出為電壓信號時(shí)，Ro越小越好（恒壓源）⑵輸出為電流信號時(shí)，Ro越大越好（恒流源）輸入端信號源短路，但保留Rs

，負(fù)載開路（拿掉RL

）在放大電路輸出端加一測試電壓VT，相應(yīng)產(chǎn)生IT，則···IT·VTRo=Vs=0·放大電路的主要性能指標(biāo)(2)2輸出電阻Ro問題：Ro大77放大電路的主要性能指標(biāo)(3)

頻率響應(yīng)及帶寬一、觀察一組實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)條件：輸入信號Vi=VimsintVim不變，

改變

放大電路的主要性能指標(biāo)(3)

頻率響應(yīng)及帶寬78實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果：79實(shí)驗(yàn)結(jié)論：是低頻角頻率Vo縮小

是中頻角頻率Vo放大

是高頻角頻率Vo縮小實(shí)驗(yàn)表明：增益A=A（j)

放大器的增益是輸入信號頻率的函數(shù)

放大器的頻率響應(yīng)實(shí)質(zhì)是放大器對正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，用其頻率特性函數(shù)A（j)來描述。頻率特性函數(shù)A（j)定義為輸出信號的相量與輸入信號的相量之比。[工學(xué)]模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第一章課件80頻率響應(yīng)：在輸入正弦信號情況下，輸出隨頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。以電壓放大電路為例：AV(?ω)=Vo(jω)Vi(jω)=AV(ω)φ(ω)···⑴AV(ω)表示電壓增益的模與角頻率的關(guān)系，稱為幅頻響應(yīng)

⑵φ(ω)表示放大電路輸出與輸入正弦電壓信號的相位差與角頻率之間的關(guān)系，稱為相頻響應(yīng)放大電路的主要性能指標(biāo)(3)

頻率響應(yīng)及帶寬感抗XL＝2πfL

容抗XC＝1/2πfC

ω

=

2πf

頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)：在輸入正弦信號情況下，輸出隨頻率連續(xù)變化以電壓放大81⑶帶寬：一般把幅頻響應(yīng)的高、低兩個(gè)半功率點(diǎn)間的頻率差定義為放大電路的帶寬BW=fH－fL（fH為上限頻率，fL為下限頻率）如果fL?

fH則BW≈fH（3）頻率響應(yīng)及帶寬20lg|V|/dB

fLfHf/Hz帶寬AV

AV

/放大電路的幅頻響應(yīng)曲線（波特圖）⑶帶寬：一般把幅頻響應(yīng)的高、低兩個(gè)半功率點(diǎn)間的頻率差BW82線性失真：由線性電抗元件引起的失真，包括幅度失真和相位失真非線性失真：由非線性元件引起的失真幅度失真和相位失真總稱頻率失真，又稱線性失真一般聲頻范圍：20Hz～20KHz放大電路的主要性能指標(biāo)(4)

失真線性失真：由線性電抗元件引起的失真，包括幅度失真和相位失真非83電路分析基礎(chǔ)疊加原理把一個(gè)復(fù)雜電路分解成若干個(gè)比較簡單的電路進(jìn)行求解,把結(jié)果再進(jìn)行合成得原電路結(jié)果.戴維寧定理任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電動勢為Vs的理想電壓源和內(nèi)阻Rs串聯(lián)的電源來等效代替.諾頓定理任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電流為Is的理想電流源和內(nèi)阻Rs并聯(lián)的電源來等效代替.電路分析基礎(chǔ)疊加原理把一個(gè)復(fù)雜電路分解成若干個(gè)比較簡單84疊加原理3RI2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

3R

I”2ab1I”R1R2I”3S2V+_=+(a)圖所示電路中有兩個(gè)電源，各支路中的電流是由這兩個(gè)電源共同作用產(chǎn)生的。對于線性電路，任何一支路中的電流，都可以看成是由電路中各個(gè)電源（電壓源或電流源）分別作用時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。(a)(b)(c)疊加原理3RI2ab1IR1R2I3VS85疊加原理I2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

依據(jù)KCL（任一瞬間流出該節(jié)點(diǎn)的所有電流的代數(shù)和恒為零）和KVL（任一瞬間沿此回路的各段電壓的代數(shù)和恒為零）(a)(b)(c)例：求支路電流線性代數(shù)方程組I”2ab1I”R1R2I”3S2V+_R3疊加原理I2ab1IR1R2I3VS186疊加原理解方程組得：設(shè)：于是：疊加原理解方程組得：設(shè)：于是：87疊加原理同理：所謂電路中只有一個(gè)電源單獨(dú)作用，就是假設(shè)將其余電源均除去（將各個(gè)理想電壓源短接，即其電動勢為零；將各個(gè)理想電流源開路，即其電流為零），但它們的內(nèi)阻（如果給出的話）仍應(yīng)計(jì)及。疊加原理就是線性方程的可加性。由KCL和KVL得到的線性方程組可以用疊加原理來求解。注意：疊加原理同理：所謂電路中只有一個(gè)電源單獨(dú)作用，就是假設(shè)將其余88疊加原理例：用疊加原理計(jì)算下圖中的各支路電流，設(shè)(a)圖中電流可以看成是(b)圖和(c)圖兩個(gè)電路的電流的疊加(b)圖I2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

(a)(b)(c)I”2ab1I”R1R2I”3S2V+_R3疊加原理例：用疊加原理計(jì)算下圖中的各支路電流，設(shè)(a)圖中電89疊加原理(b)圖I2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

I”2ab1I”R1R2I”3S2V+_(a)(b)(c)R3疊加原理(b)圖I2ab1IR1R2I390疊加原理(c)圖I2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

I”2ab1I”R1R2I”3S2V+_(a)(b)(c)R3疊加原理(c)圖I2ab1IR1R2I391疊加原理所以：I2ab1IR1R2I3VS1_+S2V+_I’2ab1I’R13RR2I’3VS1_+

I”2ab1I”R1R