模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)中的常用公式6026

7.1半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)GS0101由理論分析可知，二極管的伏安特性可近似用下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)表示：式中，iD為流過(guò)二極管的電流，uD。為加在二極管兩端的電壓，VT稱為溫度VT=kT/q其中T為熱力學(xué)溫度，單位-19C；k為玻耳茲曼常數(shù)，k=1.381×10的電壓當(dāng)量，與熱力學(xué)溫度成正比，表示為是K；q是電子的電荷量，q=1.602×10-23J／K。室溫下，可求得VT=26mV。IR(sat)是二極管的反向飽和電流。GS0102直流等效電阻RD直流電阻定義為加在二極管兩端的直流電壓UD與流過(guò)二極管的直流電流ID之比，即RD的大小與二極管的工作點(diǎn)有關(guān)。通常用萬(wàn)用表測(cè)出來(lái)的二極管電阻即直流電阻。不過(guò)應(yīng)注意的是，使用不同的歐姆檔測(cè)出來(lái)的直流等效電阻不同。其原因是二極管工作點(diǎn)的位置不同。一般二極管的正向直流電阻在幾十歐姆到幾千歐姆之間，反向直流電阻在幾十千歐姆到幾百千歐姆之間。正反向直流電阻差距越大，二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶?。GS0103交流等效電阻rdrd亦隨工作點(diǎn)而變化，是非線性電阻。通常，二極管的交流正向電阻在幾～幾十歐姆之間。需要指出的是，由于制造工藝的限制，即使是同類型號(hào)的二極管，其參數(shù)的分散性很大。通常半導(dǎo)體手冊(cè)上給出的參數(shù)都是在一定測(cè)試條件下測(cè)出的，使用時(shí)應(yīng)注意條件。GS0104IZmin＜Iz＜IZmax其中穩(wěn)定電流IZ是指穩(wěn)壓管正常工作時(shí)的參考電流。IZmax之間。其中IZ通常在最小穩(wěn)定電流IZmin與最大穩(wěn)定電流IZmin是指穩(wěn)壓管開(kāi)始起穩(wěn)壓作用時(shí)的最小電流，電流低于此值時(shí)，穩(wěn)壓效果差；IZmax是指穩(wěn)壓管穩(wěn)定工作時(shí)的最大允許電流，超過(guò)此電流時(shí)，只要超過(guò)額定功耗，穩(wěn)壓管將發(fā)生永久性擊穿。故一般要求IZmin＜Iz＜IZmax。IC=INC+ICBO≈INCIB=IPB+IPE-ICBO≈IPB-ICBOIE＝INE＋I(xiàn)PE≈INEINE＝INC＋I(xiàn)PBIE＝IC＋I(xiàn)B(C表示常數(shù))(C表示常數(shù))PCM＝ICUCE，IDSS是UGS＝0時(shí)的漏極飽和電流，VP稱為夾斷電壓。2基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)求解公式。()為了避免瞬時(shí)工作點(diǎn)進(jìn)入截止區(qū)而引起截止失真，則應(yīng)使：為了避免瞬時(shí)工作點(diǎn)進(jìn)入飽和區(qū)而引起飽和失真，則應(yīng)使：式中表示晶體管基區(qū)的體電阻，對(duì)于一般的小功率管約為300Ω左右(計(jì)算時(shí)，若未給mA。在IE≤5mA出，可取為范圍內(nèi)，式300Ω)，IE為通過(guò)管于發(fā)射極的靜態(tài)電流，單位是GS0220計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測(cè)量值基本一致。分壓式直流電流負(fù)反饋放大電路，分壓點(diǎn)電壓UB計(jì)算公式。偏置電路元件參數(shù)的計(jì)算。估算結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管自給偏壓電路的靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算公式，(結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性。式中IDSS為飽和漏電流，VP為夾斷電壓。聯(lián)立求解GS0231～GS0233各式，便可求得靜態(tài)工作點(diǎn)Q(ID，UGS，UDS)。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管分壓式偏置電路，柵源回路直流負(fù)載線方程。式中Au1、Au2、…、Aun為各級(jí)的電壓放大倍數(shù)。多級(jí)放大電路電壓放大倍數(shù)的分貝值等于各級(jí)之和。放大電路的頻率特性或頻率響應(yīng)。其中Au(ω)稱為幅頻特性，反映大小與頻率的關(guān)系。之間的關(guān)系。φ(ω)為相頻特性，反映輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位差與頻率中頻段單級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)。AuL、AuH和Auo分別是低、高和中頻段的電壓放大倍數(shù)。式中：B放大電路的通頻帶，下限頻率fL和上限頻率fH。fH、fL是多級(jí)放大電路上、下限頻率，7.3負(fù)反饋放大電路fH1、fL1是單級(jí)上、下限頻率基本放大電路的放大倍數(shù)基本放大電路的傳輸系數(shù)，也稱為反饋系數(shù)。反饋放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)當(dāng)工作信號(hào)在中頻范圍，且反饋網(wǎng)絡(luò)具有純電阻性質(zhì)、均可用實(shí)數(shù)表示。當(dāng)|1＋FA|>>1時(shí)電壓串聯(lián)負(fù)反饋，Auf、Fu稱為閉環(huán)電壓放大倍數(shù)和電壓反饋系數(shù)。Aif、Fi稱為閉環(huán)電流放大倍數(shù)和電流反饋系數(shù)。電流并聯(lián)負(fù)反饋，電流串聯(lián)負(fù)反饋，Agf、Fr稱為閉環(huán)互導(dǎo)放大倍數(shù)和互阻反饋系數(shù)。該式表明，閉環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性比開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了(1＋FA)倍。B：未引入負(fù)反饋放大電路的通頻帶，Bf：引入負(fù)反饋放大電路的通頻帶。)計(jì)算公式。開(kāi)環(huán)輸入電阻ri(即基本放大電路的輸入電阻閉環(huán)輸入電阻rif計(jì)算公式。表明，串聯(lián)負(fù)反饋使閉環(huán)輸入電阻增加到開(kāi)環(huán)輸入電阻的并聯(lián)負(fù)反饋電路的開(kāi)環(huán)輸入電阻計(jì)算公式。并聯(lián)負(fù)反饋電路的閉環(huán)輸入電阻計(jì)算公式。電壓并聯(lián)負(fù)反饋輸入電阻計(jì)算公式。(1＋FA)倍。電流并聯(lián)負(fù)反饋輸入電阻計(jì)算公式。表明，電壓負(fù)反饋使放大電路的閉環(huán)輸出電阻減小到開(kāi)環(huán)的。引入電流負(fù)反饋后，電路的閉環(huán)輸出電阻增加到開(kāi)環(huán)輸出電阻的電流串聯(lián)負(fù)反饋有(1＋AsF)倍。對(duì)于；對(duì)于電流并聯(lián)負(fù)反饋則為。7.4功率放大電路7.5直接耦合放大電路GS0501溫度變化產(chǎn)生的零點(diǎn)漂移，稱為溫漂。它是衡量放大電路對(duì)溫度穩(wěn)定程度的一個(gè)指標(biāo)，定義為：即溫度每升高1℃時(shí)，輸出端的漂移電壓△UOPAu為放大電路總的電壓放大倍數(shù)，△To(℃)為溫度變化量。折合到輸入端的等效輸入電壓△UiP。式中GS0502，Re》RW。GS0503(對(duì)地)基本差動(dòng)放大電路的靜態(tài)分析。GS0504差動(dòng)放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大能力用差模放大倍數(shù)表示。GS0505差動(dòng)放大電路的輸出電壓。GS0506在差模輸入時(shí)，Ui1–Ui2=Uid，由式GS0504和式GS0505可得。這表明差動(dòng)放大電路雙端輸入一雙端輸出時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)等于單管放大電路的放大倍數(shù)。GS0507單管放大電路的放大倍數(shù)。GS0508(單端輸出：T1集電極輸出)若輸出信號(hào)取自差動(dòng)放大電路某一管的集電極即單端輸出方式，此時(shí)，輸出信號(hào)有一半沒(méi)有利用，即Uod=Uo1(雙端輸出時(shí)Uod=2Uo1)，放大倍數(shù)必然減小一半。GS0509(單端輸出時(shí)的共模放大倍數(shù))只要2Re>>Rc，則Auc(單)<<1，電路對(duì)共模信號(hào)就有較強(qiáng)的抑制能力。GS0510共模抑制比的定義式。GS0511CMRR越大，說(shuō)明差動(dòng)放大電路的質(zhì)量越好。雙端輸入—雙端輸出時(shí)，若電路完全對(duì)稱，則，它表明對(duì)稱性越高，抑制比越高。GS0512。雙端輸入—單端輸出時(shí)的共模抑制比。它表明Re越大，共模負(fù)反饋越強(qiáng)，共模抑制比越高。GS0513。差動(dòng)放大電路的差模輸入電阻是指差模輸入時(shí)，從兩輸入端看進(jìn)去的等效電阻。GS0514共模輸入電阻是指共模輸入時(shí)，從輸入端看進(jìn)去的等效電阻。GS0515(雙)電路的輸出電阻是從放大器輸出端看進(jìn)去的電阻。此為雙端輸出時(shí)的差模輸出電阻。GS0516(單)單端輸出時(shí)的差模輸出電阻。7.6集成運(yùn)算放大電路“鏡像”恒流源電路計(jì)算公式。微電流恒流源電路計(jì)算公式。反相輸入組態(tài)UO計(jì)算公式。反相輸入組態(tài)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)計(jì)算公式。同相輸入組態(tài)UO計(jì)算公式。同相輸入組態(tài)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。差動(dòng)輸入組態(tài)反相端電位。差動(dòng)輸入組態(tài)同相端電位。差動(dòng)輸入組態(tài)輸出電壓。加法器輸出電壓。微分器輸出電壓。積分器輸出電壓。(Ui＞0)對(duì)數(shù)運(yùn)算輸出電壓。反對(duì)數(shù)運(yùn)算輸出電壓。7.7直流電源半波整流輸出電壓平均值半波整流電路流過(guò)負(fù)載的平均電流。半波整流電路流過(guò)二極管D平均電流(即正向電流)。半波整流電路加在二極管兩端的最高反向電壓。全波整流電路輸出電壓的平均值。全波整流電路流過(guò)負(fù)載的平均電流。全波整流電路流過(guò)二極管D平均電流(即正向電流)，與半波整流相同。(比半波整流大了一倍)全波整流電路加在二極管兩端的最高反向電壓。橋式整流電路輸出電壓的平均值。橋式整流電路流過(guò)負(fù)載的平均電流。(為全波整流的電壓一半)橋式整流電路每個(gè)二極管所承受的最高反向電壓。全波整流輸出電壓uL的付氏級(jí)數(shù)展開(kāi)式。～(半波)電容濾波放電時(shí)間常數(shù)實(shí)際中常按此式來(lái)選取C值。～(全波、橋式)電容濾波放電時(shí)間常數(shù)C值。實(shí)際中常按此式來(lái)選取電容濾波電路輸出電壓的佑算。如果電容濾波電路的放電時(shí)間常數(shù)按式I0714或I0715取值的話，則輸出電壓分別為：～(半波)～(全波)RCπ型濾波電路，它實(shí)質(zhì)上是在電容濾波的基礎(chǔ)上再加一級(jí)RC濾波電路組成的。其濾波原理可以這樣解釋：經(jīng)過(guò)電容量C1濾波之后，C1兩端的電壓包含一個(gè)直流分與交流分量，作