注冊電氣工程師基礎(chǔ)考試精講六

1.半導(dǎo)體及二極管1.1掌握二極管和穩(wěn)壓管特性和參數(shù)1.2了解載流子的擴(kuò)散、漂移；PN結(jié)形成2放大電路基礎(chǔ)2.1掌握基本放大電路、靜態(tài)工作點、直流負(fù)載和交流負(fù)載(線)2.2掌握放大電路的基本分析方法2.3了解放大電路頻率特性和主要指標(biāo)2.4了解反饋概念、類型和極性；電壓串聯(lián)負(fù)反饋分析計算2.5了解正負(fù)反饋特點；其他類型分析；對性能影響；自激原因和條件2.6了解消除自激方法，去耦電路3集成運算放大器及其應(yīng)用3.1掌握放大電路計算；了解典型差放工作原理；差模、共模、零漂概念，靜動態(tài)計算，輸入輸出相位關(guān)系，集成參數(shù)含義3.2掌握集成運放特點和組成；了解多級放大的耦合方式；零漂抑制原理；了解復(fù)合管的正確接法及等效參數(shù)計算；恒流源作有源負(fù)載和偏置電路3集成運算放大器及其應(yīng)用3.3了解多級放大器的頻率響應(yīng)3.4掌握理想運放的虛短、虛地、虛斷概念及其分析方法；反相、同相、差動輸入比例器及電壓跟隨器工作原理，傳輸特性；積分、微分電路工作原理3.5掌握實際運放電路的分析；了解對數(shù)和指數(shù)運算電路工作原理，輸入輸出關(guān)系；應(yīng)用乘法器（平方、均方根、除法）3集成運算放大器及其應(yīng)用3.6了解模擬乘法器的工作原理4信號處理電路4.1了解濾波器的概念、種類和幅頻特性；比較器的工作原理，傳輸特性和閥值，輸入輸出波形關(guān)系4.2了解一階和二階低通濾波器電路分析；主要性能，傳遞函數(shù)，帶通截止頻率，電壓比較器的分析法；檢波器、采樣保持電路工作原理4.3了解高通、低通、帶通電路和低通電路的對偶關(guān)系、特性5信號發(fā)生電路5.1掌握自激振蕩條件，RC文氏電橋振蕩器起振條件，頻率計算；LC振蕩器工作原理、相位關(guān)系；了解矩形、三角、鋸齒波發(fā)生電路工作原理，振蕩周期計算5.2了解文氏電橋振蕩器的穩(wěn)幅措施；石英晶體振蕩器工作原理；各種振蕩器適用場合；壓控振蕩器組成，原理，頻率估算，輸入輸出關(guān)系6功率放大電路6.1掌握功率放大電路的特點；了解互補推挽功放電路工作原理，輸出功率和轉(zhuǎn)換功率計算6.2掌握集成功率放大器內(nèi)部組成；了解功率管的選擇、晶體管的幾種工作狀態(tài)6.3了解自舉電路；功放管的發(fā)熱7直流穩(wěn)壓電源7.1掌握橋式整流及濾波電路工作原理、電路計算；串聯(lián)型穩(wěn)壓電路工作原理，參數(shù)選擇，電壓調(diào)節(jié)范圍，三端穩(wěn)壓塊的應(yīng)用7.2了解濾波電路外特性；硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路限流電阻選擇7.3了解倍壓整流電路原理；集成穩(wěn)壓電路工作原理及提高輸出電壓和擴(kuò)流電路工作原理二極管伏安特性O(shè)A段正向特性O(shè)B段反向特性BC段擊穿特性VD死區(qū)電壓(硅0.6-0.7V,鍺0.1-0.2V)VB擊穿電壓(額定電壓=VB/2)VBiD(mA)vD(V)(μA)oAVDBC返回硅穩(wěn)壓管伏安特性穩(wěn)壓管工作在反向電擊穿區(qū)VZ穩(wěn)定電壓(IW=IWmin-IWmax)IW穩(wěn)定電流電擊穿-可恢復(fù)熱擊穿-不可恢復(fù)-VZiD(mA)vD(V)o-IWmax-IWmin電擊穿區(qū)熱擊穿區(qū)返回載流子運動與PN結(jié)形成P型材料-多子空穴,少子電子N型材料-多子電子,少子空穴擴(kuò)散-多子濃度差產(chǎn)生的載流子定向運動漂移-少子受電場作用產(chǎn)生的定向運動PN結(jié)-擴(kuò)散與漂移動態(tài)平衡(勢壘,耗盡層)PN空間電荷區(qū)漂移擴(kuò)散返回基本放大電路三種組態(tài)-共射，共集，共基三極管放大條件-內(nèi)部,外部VCCRBRCRECICO++TvbvcVCCRB1RECICO++TRB2CBVCCRB1RECICO++TRB2RC返回共發(fā)射極放大器共集電極放大器共基極放大器靜態(tài)工作點及其估算1.直流通路和直流負(fù)載直流通路-直流電流流通路徑(電容開路)直流負(fù)載-三極管集電極直流電阻2.固定偏置和射極偏置VCCRB1REIBICTRCI2VCCRB1REIBICTRB2RC返回固定偏置電路VCCRBREIBICTRC返回射極偏置電路I2VCCRB1REIBICTRB2RC返回交流通路和交流負(fù)載1.交流通路-交流電流的通路(耦合傍路電容短路,直流恒壓源短路電流源開路)2.交流負(fù)載-三極管集電極交流電阻R'LVCCRBRCRECICO++TRLRLRBRCRETR'L=RC//RL返回放大電路基本分析方法1.圖解分析法——非線性電路的一般分析方法，需要非線性曲線求解精度不高2.微變等效電路分析法——在靜態(tài)工作點處線性展開，適合小信號分析返回圖解分析法直流負(fù)載線－ＭＮ直線交流負(fù)載線－過Ｑ點斜率等于-1/R'L直線vCEiCQOVCCVCEQICQMNPIB=0IB=20IB=40IB=60IB=802/mA/V直流負(fù)載線交流負(fù)載線α返回微變等效電路分析法1.畫放大器交流通路2.用三極管微變等效模型替代三極管3.由所得線性電路求解放大器動態(tài)指標(biāo)共發(fā)、共集、共基放大電路RLRBRCRETRLRBRCRErbe?bβ?b返回共集電極放大直電路共集安放大成電路濁又稱墓射極蝦跟隨阿器，客隔離挎級A=府1，輸入稼電阻幅大，斬輸出劫電阻驕小VCCRB1RECICO++TRB2RLR'BRE?bβ?brbeRLR'BRET返回放大電補路頻率涼特性1頻率版響應(yīng)幅頻特逆性-放大間倍數(shù)遙與頻罵率關(guān)天系相頻晚特性-輸入輸原出相位縫移與頻龍率關(guān)系ffLfHAVM0.707AVMfH上限頻蛇率fL下限頻旁率通頻允帶BW那=fH–fLAVM中頻銅放大順倍數(shù)返回電壓放峽大電路適主要指糟標(biāo)電壓說放大百器主牌要技閃術(shù)指務(wù)標(biāo)有姥：1。電壓告放大倍凝數(shù)AV=ΔVO/ΔVI|RL=C2。輸入電娃阻Ri=ΔVI/ΔII|RL=C3。輸出電悔阻RO=ΔVO/ΔIO|RL=∞放大障器等效電廟路+-r0RL-+～放大器riRS返回放大靠器等潤效電勻路放大器釋對信號麥源而言攏是一負(fù)之載，用ri等效對負(fù)載RL而言，解放大器潔等效為嚇信號源Eo和ro+-r0RL-+～放大器riRS返回反饋孕概念反饋-放大器婦輸出信科號反送航到輸入際端，從碰而影響晉放大器譽性能正反濟(jì)饋（救使凈青輸入鐵增加吹）和雕負(fù)反擦饋（葵使凈存輸入賓減小勁）直流反術(shù)饋（穩(wěn)糾定工作困點）和帆交流反脈饋（改跳善交流墨特性）局部糟反饋再（影歲響局房誠部性肉能）吉和級徒間反療饋（社影響產(chǎn)整體屑性能慶）返回四種永反饋隱類型電壓反宅饋：XO=VO，Xf∝VO；電流購反饋籠：XO=IO，Xf∝IO串聯(lián)困反饋爸：Xf=Vf，并聯(lián)反球饋：Xf=If反饋券一般屈表達(dá)勇式：Af=A/(1牧+AF)基本放大器反饋網(wǎng)絡(luò)+–1。電壓串慕聯(lián)負(fù)反饒饋2。電流串欲聯(lián)負(fù)反民饋3。電壓醋并聯(lián)谷負(fù)反搜饋4。電流炒并聯(lián)無負(fù)反砍饋返回反饋火框圖電壓應(yīng)串聯(lián)史負(fù)反命饋共集放大武器，同彎相比例羅運算電腔路都是有電壓串雹聯(lián)反饋基本放大器反饋網(wǎng)絡(luò)返回放大潔電路搬基礎(chǔ)例一返回四種反艇饋類型電壓串足聯(lián)負(fù)反但饋分析登計算電路壺分析殼：1。兩級艙電容耦眾合NPN放大偵電路克（負(fù)早電源卡）2。級間纖反饋元墊件引入娛電壓串映聯(lián)反饋3。瞬時滅極性判勺定為負(fù)吃反饋4。反驅(qū)饋信悄號是RE1上電壓Vf正比追于輸膚出電付壓Vf100k30k10k3.3k1001.5k10k1.5k6.2k1k9.12.7k2.7kRLRf=4.7kvOvI10μF10μF10μF100μF33μF-VCCRE1T1T2S深度苦負(fù)反忠饋分艇析：Vf=VoRE1/(串RE1+Rf)AVf=Vo/Vf=(察RE1+Rf)/耳RE1返回1電壓劉串聯(lián)葬負(fù)反潤饋返回2放大電零路基礎(chǔ)電壓并怠聯(lián)負(fù)反額饋集基偏檔置電路搏，反相姑比例運槳算電路免都是電眠壓并聯(lián)墨反饋基本放大器反饋網(wǎng)絡(luò)返回電流烤串聯(lián)筒負(fù)反全饋射極怨偏置共發(fā)創(chuàng)電路燃（微而變等梢效電疾路中RE≠0）是電流捷串聯(lián)負(fù)幼反饋基本放大器反饋網(wǎng)絡(luò)返回電流寒并聯(lián)占負(fù)反航饋電流并懶聯(lián)負(fù)反些饋電路基本放大器反饋網(wǎng)絡(luò)返回負(fù)反隆饋對放大職電路性鋒能影響1.閉環(huán)放晃大倍數(shù)漲穩(wěn)定性塘提高2.減小棟環(huán)路肉內(nèi)非捏線性嫂失真3.閉環(huán)帶拉寬增大4.對輸殼入輸羊出電蘋阻影彎響：電壓反集饋輸出碧電阻減街小電流崖反饋哪輸出象電阻河增大串聯(lián)反叉饋輸入饒電阻增誤大并聯(lián)略反饋型輸入粉電阻委減小返回差動放霜大器基該本概念直流憤放大社器零漂問題差模(輸入)信號vi1=-vi2=vid/2共模(輸入)信號vi1=vi2=vic差模戴放大吩倍數(shù)Avd=vod/vid共模放油大倍數(shù)Avc=voc/vic共模迫抑制漢比KCMR(CM蘭RR卸)騙=Avd/Avc放大器vi1vi2vivovo2vo1RRvid=vi1-vi2vic=(vi1+vi2)/而2零漂否問題刷和抑需制零桌漂的孫差動香原理采用直淹接耦合沖以放大名極低頻校率及直任流信號抓。但因茄溫度變蓮化前級孤工作點殖狀態(tài)變?nèi)驶缓髷R級作為憂信號而隱加以放透大,造成違零輸平入而轟非零干輸出梢現(xiàn)象—零點漂易移利用留差動味原理栗可抑促制零作漂vi2vo2Av2vi1vo1Av1vivovi1vo1Av1vo=vo1-vo2=Av1vi1-Av2vi2=Av1vid=Av2vid=Avdvid返回差放基鋒本概念返回集成運看放典型差咐放動態(tài)哭和靜態(tài)膏分析長尾掠電路貍和帶劇恒流辣源差受放靜游態(tài)計舞算典型差輪放動態(tài)計砍算vi1vO+VCCT1RERWT2-VCCvi2RRRbARbRcRcvi1vO+VCCT1RERWT2-VCCvi2RbARbRcRcRb2Rb1T3返回典型版差放劣動態(tài)想分析雙端輸竊出：Avd=Av1(R'L=Rc//(RL/2們))冬,授Ro=沙2Rc,魚Rid=2Ri1單端泥輸出挖：Avd=Av1(R'L=Rc//RL)/容2,著Ro=Rc,Rid=2Ri1Avc=A'v1(R'L=Rc//RL)vi1vO1T1RW/2RbRcvi1vO1T1RW/2RbRc2RE恒流源傍電路用鍬替?zhèn)却鶵E返回差放動靜拘態(tài)分鉛析返回集成運灘放集成運市放主要即參數(shù)開環(huán)(差模)電壓糖放大燥倍數(shù)Avd(Avo)(差模)輸入勤電阻Ri(她d)和輸出評電阻Ro共模抑出制比KCM就R輸入墨失調(diào)懼電壓VIO和輸入失飾調(diào)電流IIO基極電替流IB開環(huán)想帶寬BW和單位靠增益帶家寬BWG最大野差模閣輸入條電壓Vidm昌ax最大共忘模輸入懇電壓VIcm珍ax等返回集成賴運放淘特點待和組始成特點：四三極管狂參數(shù)一登致性好撲；電阻圣為溝道蛙電阻，持大電阻運需外接栗；PN結(jié)電調(diào)容，導(dǎo)大電篇容需索外接環(huán)；恒蠶流源桐作偏美置電腰路和西有源陽負(fù)載四部分母組成：案差動輸先入級，綁中間電鏡壓放大纖級，（擾功率）扛輸出級萬和偏置尖電路新舊符擠號+-+∞vPvNvO+-vPvNvO返回恒流處源電民路恒流底源具腳有靜世態(tài)電扣阻小澆動態(tài)稼電阻厭大的庫特點有三極反管恒流榮源，鏡草像恒流暑源和微微電流源+VCCT1IoT2RIREF2IBREIO+VCCTRb1Rb2D返回復(fù)合管NPN質(zhì)+NP鋒N復(fù)合NP窮N+碰PN烈P復(fù)合PN幣P+晚NP伸N復(fù)合PN必P+童PN截P復(fù)合T1T2IC1IC2ICIB1IBIE2IET1T2IBIEICIEIBT1T2ICIBT1T2ICIE返回理想村運算齡放大拆器及凳其分飾析法理想運銷放條件職：AVO→∞，Ri→籮∞，Ro→0，KCM美R→∞，BW乘→恐∞運放脹線性凡應(yīng)用抵特點橫：VP=VN，Ii=0，“虛短”+-+∞vPvNvO返回反相搬比例夫運算因為Ii=0，所以VP=0因為VN=VP=0，所以N點地懼電位暖“虛風(fēng)地”R平衡帶電阻+-+∞vivORR1RFI1IiIF返回同相比鋸例運算因為Ii=0，所以VP=vi因為兼運放忙輸入汪端電懼流為0，所以反許相端“西虛斷”R平衡虧電阻返回+-+∞vivORR1RFIi差動運的算利用袍迭加脅原理選和虛床短虛鉤斷概粉念+-+∞vi1vOR1RFIiR2R3vi2返回電壓跟攜隨器+-+∞vOIivi返回積分、微分電利路積分常電路糞，時稈間常插數(shù)τ=RC要大熔于Tvi=E，Vo=0時+-+∞vivORCiitvivoRC越大仔三角島波幅切度越拜小返回微分電魚路微分配電路嚇時間屋常數(shù)τ=RC要小于T/2+-+∞vivORCiitvivo返回對數(shù)、反對數(shù)周運算對數(shù)許運算+-+∞vivORiEiF反對數(shù)杯運算+-+∞vivORiCi都與溫度有叢關(guān)返回模擬乘怕法器及若應(yīng)用乘法楊器符紐奉號乘法器臂應(yīng)用注裁意負(fù)反侄饋,運放敬線性竊應(yīng)用vXvYvO=KvXvY+-+∞vi1vORv2Rvi2+-+∞vivORv2R返回二象限竄除法vi2大于0負(fù)電壓拍開方有源莫濾波志器概符念傳遞鏡函數(shù)頻率大特性(幅頻柜和相狗頻)理想罵特性ωωHωωLωωLωHω0ωωLωH返回一階顆低通誤濾波精器其中澤是通宿帶內(nèi)混放大擦倍數(shù)是上限蛛截止角雅頻率+-∞+236RvOR1vICRFωA00.707A0ωH20dB/10倍頻返回二階嗽低通貪濾波廳器二階氣壓控摘電壓免源有樣源低雄通濾廣波器二階想有源牢低通熱濾波裝器相似的殊頻率特女性(幅頻拔特性)+-∞+vOvIRRCCR1RF+-∞+RvORvIC2C1返回二階河低通招濾波堵器幅垮頻特?zé)嵝缘刃Т似焚|(zhì)哄因素Q對幅頻菠特性影寸響Q=0隙.70返7時有最敗大平坦蝦通頻帶衰減六特性40dB輩/1貌0倍頻程Q越大貝峰值歪越大ωA00.707A0ωHQ=5Q=2Q=0.707Q=0.5返回信號處播理電路返回二階左低通鋤濾波友器比較顯器及草其傳奔輸特壤性運放開環(huán)(非線俯性)應(yīng)用盒電壓街傳輸夕特性遲滯撿比較器電壓志傳輸催特性V0+

vIV0-

線性范圍+-+∞vIvO+-+∞vIvOVREFvIV0+V0-

VREF返回遲滯績比較技器及站其傳含輸特窗性正向閾蓋值V+和反腫向閾倒值V–電壓回差咸電壓VH=V+-V–應(yīng)用：波形變英換R2+-+∞vIvOR1RDZvRvIV0+=VZV0-=-VZV+V-返回比較器返回信號腎處理債電路遲滯比蚊較器波款形變換電壓捧增大督時與V+比較電壓叫減小靈時與V–比較電壓燥介于V+和V–之間勝輸出邀保持笛原先啟值tvivoV+V―VO+VO―返回遲滯比摟較器返回比較器返回信號處耽理電路自激振蕩條鮮件自激振苗蕩-無輸入黑信號電挎路自動肝輸出一屬定頻率沾和幅度叛的信號正弦波蠻振蕩器-輸出冰為正穴弦信繩號的夫振蕩責(zé)器振蕩條撫件相位隨平衡縮慧條件幅度平晚衡條件起振條態(tài)件放大器選頻網(wǎng)絡(luò)相位倘平衡繳條件勒決定竭能否啟振蕩潑及振溫蕩頻堂率返回RC選頻基特性凡和(電橋)振蕩器單級RC電路具移相0~90度(超前或擊滯后)RC串并遲聯(lián)網(wǎng)士絡(luò)選釘頻特裂性RRCCωω0φF+90–90ωω0F1/3返回文氏吧電橋趣振蕩怨器運放絹和R1RF組成步同相暑放大齒器A=(著R1+RF)/映R1φA=0由相位萄平衡條們件必須φF=0支,得振叉蕩頻谷率由幅燭度和屠起振申平衡紫條件,A必須略礙大于3D起穩(wěn)員幅作驗用18kR28.2k12kRW2.7k+-∞+236vOR3D1D2RRCC6.8kABR1RF返回RC振蕩器返回信號產(chǎn)錫生電路LC選頻特色性和LC振蕩器LC選頻宴特性(諧振)相位音條件壁轉(zhuǎn)化需為瞬昨時極鋤性(正反命饋)變壓遠(yuǎn)器反訪饋LC振蕩懂器三點證式振蕩器(結(jié)構(gòu)判袋別)T1VCCRB1RE++C1C2L**+++++RB2φA=0嬌(共基),φF=0返回三點式訓(xùn)振蕩器Z1和Z2同電抗肢性質(zhì)Z3和Z2(Z1)不同電瓣抗Z1+-∞+Z2Z3T1VCCRB1RE+C1C2L+++RB2T1VCCRB1RE++CL+++RB2L1L2電容三傷點式電感糾三點逼式返回LC振蕩超器返回信號命發(fā)生碧電路非正弦深波振蕩烤器滯廻比較你器加妙延時扣環(huán)節(jié)改變城時間障常數(shù)RC改變睡頻率改變VR改變頻蜘率(壓控振俗蕩)R并聯(lián)D充放造電時言間不檔同占寧空比樓不同R2+-+∞vO1R1RDZvRCvO2返回V+V–Vo+Vo–vO1vO2vO1積分石英幫晶體券振蕩果器石英晶棟體振蕩午器特性石英潛晶體吹振蕩畢電路工作坊于串協(xié)聯(lián)諧跡振頻繭率fS和并利聯(lián)諧閃振頻拍率fP之間調(diào)節(jié)C可微伙調(diào)輸散出頻禍率fO電容性電感性Xff

S

fPO+-+∞vOR1XC返回功放村電路恐的特機(jī)點大信號玻電壓序電流儉大可輸做出交貞流功扯率大博小電源餃效率找問題(甲類甚功放處乙類訪功放慶等)失真問斑題(甲乙醒類功放)器件營極限安參數(shù)(安全)問題返回互補對套稱功放液電路雙電源互達(dá)補對稱暫功放電鏟路,靜態(tài)VA=0單電源釘互補對素稱功放闖電路,靜態(tài)VA=VCC/2T1,T2輪流專工作,各導(dǎo)電(T/2寒)18察0度(乙類)指標(biāo)計算vIvO+VCCRLT1T2A-VCCvIvO+VCCRLCLT1T2A+返回乙類訓(xùn)功放指標(biāo)計憐算最大不億失真輸宗出功率Poma封x最大電并源效率ηmax最大宿管耗PTmax單電碌源用VCC/2替代猜公式罵中VCCvIvO+VCCRLT1T2A-VCC返回互補筆對稱撤功放返回功率毯放大踏電路甲乙類稅功放T1組成乒推動(激勵)級，T2、T4和T3、T5分別構(gòu)涉成復(fù)合俯功放管淹，組成唯互補對巡壽稱輸出騎級。僅連從輸出晴級考慮記，OTL功率放乎大器的幻玉下限頻沫率fL主要由技偶合電斃容CL和負(fù)載稿電阻RL決定vIvO+VCC2200μFIC4T1DC2RW1100k3.9kRLCLRW21k8202k10k1.5330.3310220μF47μF100μ