模電課件講義

第一章常用半導體器件§1.1半導體基礎知識§1.2半導體二極管§1.3晶體三極管§1半導體基礎知識一、本征半導體二、雜質(zhì)半導體三、PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦运?、PN結(jié)的電容效應一、本征半導體

導電性介于導體與絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導體。1、什么是半導體？什么是本征半導體？

導體－－鐵、鋁、銅等金屬元素等低價元素，其最外層電子在外電場作用下很容易產(chǎn)生定向移動，形成電流。

絕緣體－－惰性氣體、橡膠等，其原子的最外層電子受原子核的束縛力很強，只有在外電場強到一定程度時才可能導電。

半導體－－硅（Si）、鍺（Ge），均為四價元素，它們原子的最外層電子受原子核的束縛力介于導體與絕緣體之間。Si和Ge的原子結(jié)構(gòu)示意圖(a)Si原子；(b)Ge原子；(c)簡化原子結(jié)構(gòu)模型本征半導體是純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導體。無雜質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣，每個原子都處在正四面體的中心，而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子與其相臨的原子之間形成共價鍵，共用一對價電子。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：硅和鍺的共價鍵結(jié)構(gòu)共價鍵共用電子對+4+4+4+4+4表示除去價電子后的原子共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自由電子，因此本征半導體中的自由電子很少，所以本征半導體的導電能力很弱。形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是八個，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價鍵有很強的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+42、本征半導體的結(jié)構(gòu)由于熱運動，具有足夠能量的價電子掙脫共價鍵的束縛而成為自由電子自由電子的產(chǎn)生使共價鍵中留有一個空位置，稱為空穴

自由電子與空穴相碰同時消失，稱為復合。共價鍵

一定溫度下，自由電子與空穴對的濃度一定；溫度升高，熱運動加劇，掙脫共價鍵的電子增多，自由電子與空穴對的濃度加大。動態(tài)平衡兩種載流子

外加電場時，帶負電的自由電子和帶正電的空穴均參與導電，且運動方向相反。由于載流子數(shù)目很少，故導電性很差。為什么要將半導體變成導電性很差的本征半導體？3、本征半導體中的兩種載流子運載電荷的粒子稱為載流子。

溫度升高，熱運動加劇，載流子濃度增大，導電性增強。熱力學溫度0K時不導電。本征半導體的載流子濃度受溫度的影響，是溫度的函數(shù)。本征半導體載流子的濃度為

(1.1.1)

式(1.1.1)表明，當T=0K時，自由電子與空穴的濃度均為0，本征半導體成為絕緣體；當溫度升高時，本征半導體載流子的濃度超線性升高。這就是半導體材料的熱敏性。它既是造成半導體器件溫度穩(wěn)定性差的原因，又可加以利用制作熱敏器件。另外，半導體載流子濃度還受輻射影響，可作為光敏材料。本征半導體中的載流子的濃度：半導體的特性1.熱敏特性

半導體的電阻率隨溫度變化會發(fā)生明顯地改變。例如純鍺，濕度每升高10度，它的電阻率就要減小到原來的1／2。溫度的細微變化，能從半導體電阻率的明顯變化上反映出來。利用半導體的熱敏特性，可以制作感溫元件——熱敏電阻，用于溫度測量和控制系統(tǒng)中。值得注意的是，各種半導體器件都因存在著熱敏特性，在環(huán)境溫度變化時影響其工作的穩(wěn)定性。2.光敏特性

半導體的電阻率對光的變化十分敏感。有光照時、電阻率很小；無光照時，電阻率很大。例如，常用的硫化鎘光敏電阻，在沒有光照時，電阻高達幾十兆歐姆，受到光照時。電阻一下子降到幾十千歐姆，電阻值改變了上千倍。利用半導體的光敏特性，制作出多種類型的光電器件，如光電二極管、光電三極管及硅光電池等。廣泛應用在自動控制和無線電技術中。3.摻雜特性

在純凈的半導體中，摻人極微量的雜質(zhì)元素，就會使它的電阻率發(fā)生極大的變化。例如，在純硅中摻入百萬分之一的硼元素，其電阻率就會從214000Ω·cm一下于減小到0.4Ω·cm．也就是硅的導電能為提高了50多萬倍。人們正是通過摻入某些特定的雜質(zhì)元素，人為地精確地控制半導體的導電能力，制造成不同類型的半導體器件。可以毫不夸張地說，幾乎所有的半導體器件，都是用摻有特定雜質(zhì)的半導體材料制成的。二、雜質(zhì)半導體

1.N型半導體磷（P）

雜質(zhì)半導體主要靠多數(shù)載流子導電。摻入雜質(zhì)越多，多子濃度越高，導電性越強，實現(xiàn)導電性可控。多數(shù)載流子

空穴比未加雜質(zhì)時的數(shù)目多了？少了？為什么？2.P型半導體硼（B）多數(shù)載流子P型半導體主要靠空穴導電，摻入雜質(zhì)越多，空穴濃度越高，導電性越強，

在雜質(zhì)半導體中，溫度變化時，載流子的數(shù)目變化嗎？少子與多子變化的數(shù)目相同嗎？少子與多子濃度的變化相同嗎？三、PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦?/p>

物質(zhì)因濃度差而產(chǎn)生的運動稱為擴散運動。氣體、液體、固體均有之。擴散運動P區(qū)空穴濃度遠高于N區(qū)。N區(qū)自由電子濃度遠高于P區(qū)。

擴散運動使靠近接觸面P區(qū)的空穴濃度降低、靠近接觸面N區(qū)的自由電子濃度降低，產(chǎn)生內(nèi)電場。PN結(jié)的形成

因電場作用所產(chǎn)生的運動稱為漂移運動。

參與擴散運動和漂移運動的載流子數(shù)目相同，達到動態(tài)平衡，就形成了PN結(jié)。漂移運動

由于擴散運動使P區(qū)與N區(qū)的交界面缺少多數(shù)載流子，形成內(nèi)電場，從而阻止擴散運動的進行。內(nèi)電場使空穴從N區(qū)向P區(qū)、自由電子從P區(qū)向N區(qū)運動。PN結(jié)加正向電壓導通：耗盡層變窄，擴散運動加劇，由于外電源的作用，形成擴散電流，PN結(jié)處于導通狀態(tài)。PN結(jié)加反向電壓截止：耗盡層變寬，阻止擴散運動，有利于漂移運動，形成漂移電流。由于電流很小，故可近似認為其截止。PN結(jié)的單向?qū)щ娦郧迦A大學華成英hchya@四、PN結(jié)的電容效應1.勢壘電容

PN結(jié)外加電壓變化時，空間電荷區(qū)的寬度將發(fā)生變化，有電荷的積累和釋放的過程，與電容的充放電相同，其等效電容稱為勢壘電容Cb。2.擴散電容

PN結(jié)外加的正向電壓變化時，在擴散路程中載流子的濃度及其梯度均有變化，也有電荷的積累和釋放的過程，其等效電容稱為擴散電容Cd。結(jié)電容：

結(jié)電容不是常量！若PN結(jié)外加電壓頻率高到一定程度，則失去單向?qū)щ娦?！?半導體二極管一、二極管的組成二、二極管的伏安特性及電流方程三、二極管的等效電路四、二極管的主要參數(shù)五、穩(wěn)壓二極管

一、二極管的組成將PN結(jié)封裝，引出兩個電極，就構(gòu)成了二極管。小功率二極管大功率二極管穩(wěn)壓二極管發(fā)光二極管

一、二極管的組成點接觸型：結(jié)面積小，結(jié)電容小，故結(jié)允許的電流小，最高工作頻率高。面接觸型：結(jié)面積大，結(jié)電容大，故結(jié)允許的電流大，最高工作頻率低。平面型：結(jié)面積可小、可大，小的工作頻率高，大的結(jié)允許的電流大。

二、二極管的伏安特性及電流方程材料開啟電壓導通電壓反向飽和電流硅Si0.5V0.5~0.8V1μA以下鍺Ge0.1V0.1~0.3V幾十μA開啟電壓反向飽和電流擊穿電壓溫度的電壓當量二極管的電流與其端電壓的關系稱為伏安特性。從二極管的伏安特性可以反映出：

1.單向?qū)щ娦?.

伏安特性受溫度影響T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移T（℃）↑→在電流不變情況下管壓降u↓→反向飽和電流IS↑，U(BR)↓正向特性為指數(shù)曲線反向特性為橫軸的平行線增大1倍/10℃三、二極管的等效電路理想二極管近似分析中最常用理想開關導通時UD＝0截止時IS＝0導通時UD＝Uon截止時IS＝0導通時△i與△u成線性關系應根據(jù)不同情況選擇不同的等效電路！1.將伏安特性折線化？100V？5V？1V？2.微變等效電路Q越高，rd越小。

當二極管在靜態(tài)基礎上有一動態(tài)信號作用時，則可將二極管等效為一個電阻，稱為動態(tài)電阻，也就是微變等效電路。ui=0時直流電源作用小信號作用靜態(tài)電流四、二極管的主要參數(shù)最大整流電流IF：最大平均值最大反向工作電壓UR：最大瞬時值反向電流IR：即IS最高工作頻率fM：因PN結(jié)有電容效應第四版——P20五、穩(wěn)壓二極管1.伏安特性進入穩(wěn)壓區(qū)的最小電流不至于損壞的最大電流

由一個PN結(jié)組成，反向擊穿后在一定的電流范圍內(nèi)端電壓基本不變，為穩(wěn)定電壓。2.主要參數(shù)穩(wěn)定電壓UZ、穩(wěn)定電流IZ最大功耗PZM＝IZMUZ動態(tài)電阻rz＝ΔUZ

/ΔIZ

若穩(wěn)壓管的電流太小則不穩(wěn)壓，若穩(wěn)壓管的電流太大則會因功耗過大而損壞，因而穩(wěn)壓管電路中必需有限制穩(wěn)壓管電流的限流電阻！限流電阻斜率？本征半導體的導電機理+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引附近的電子來填補，這樣的結(jié)果相當于空穴的遷移，而空穴的遷移相當于正電荷的移動，因此可以認為空穴是載流子。本征半導體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。PN結(jié)產(chǎn)生的電容會對高頻信號形成通路，同樣的電容值，流經(jīng)的電流頻率越高，阻抗越小，達到一定頻率就會嚴重影響的整流或檢波功能。所以面積越大，電容也越大，而工作頻率卻越低。電容對交流電的阻礙作用叫做容抗。電容量大，交流電容易通過電容，說明電容量大，電容的阻礙作用?。唤涣麟姷念l率高，交流電也容易通過電容，說明頻率高，電容的阻礙作用也小。在理想條件下，當ω=0，因為Xc=1/ωC，則Xc趨向無窮大，這說明直流電將無法通過電容，所以電容器的作用是“通交，隔直”。在交流電路中，常應用容抗的頻率特性來“通高頻交流，阻低頻交流”。電容（Capacitance）亦稱作“電容量”，是指在給定電位差下的電荷儲藏量，記為C，國際單位是法拉（F）。一般來說，電荷在電場中會受力而移動，當導體之間有了介質(zhì)，則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上，造成電荷的累積儲存，儲存的電荷量則稱為電容。電子電路中，只有在電容器充電過程中，才有電流流過，充電過程結(jié)束后，電容器是不能通過直流電的，在電路中起著“隔直流”的作用。電路中，電容器常被用作耦合、旁路、濾波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。交流電不僅方向往復交變，它的大小也在按規(guī)律變化。電容器接在交流電源上，電容器連續(xù)地充電、放電，電路中就會流過與交流電變化規(guī)律一致（相位不同）的充電電流和放電電流。PN結(jié)的反向擊穿特性I

反向擊穿：當反向電壓達到一定數(shù)值時，反向電流急劇增加的現(xiàn)象稱為反向擊穿（電擊穿）。若不加限流措施，PN結(jié)將過熱而損壞，此稱為熱擊穿。電擊穿是可逆的，而熱擊穿是不可逆的，應該避免。PN結(jié)的反向擊穿特性VBRBack

反向擊穿分為雪崩擊穿和齊納擊穿兩種類型。

雪崩擊穿：當反向電壓增加時，空間電荷區(qū)的電場隨之增強，使通過空間電荷區(qū)的電子和空穴獲得的能量增大，當它們與晶體中的原子發(fā)生碰撞時，足夠大的能量將導致碰撞電離。而新產(chǎn)生的電子-空穴對在電場的作用下，同樣會與晶體中的原子發(fā)生碰撞電離，再產(chǎn)生新的電子-空穴對，形成載流子的倍增效應。當反向電壓增加到一定數(shù)值時，這種情況就象發(fā)生雪崩一樣，載流子增加得多而快，使反向電流急劇增加，于是導致了PN結(jié)的雪崩擊穿。

齊納擊穿：齊納擊穿的機理與雪崩擊穿不同。在較高的反向電壓作用下，空間電荷區(qū)的電場變成強電場，有足夠的能力破壞共價鍵，使束縛在共價鍵中的電子掙脫束縛而形成電子-空穴對，造成載流子數(shù)目的急劇增加，從而導致了PN結(jié)的齊納擊穿。PN結(jié)的反向擊穿特性II第二章基本放大電路§2.1放大的概念與放大電路的性能指標§2.2基本共射放大電路的工作原理§2.3放大電路的分析方法§2.4靜態(tài)工作點的穩(wěn)定§2.5晶體管放大電路的三種接法§2.1放大的概念與放大電路

的性能指標一、放大的概念二、放大電路的性能指標一、放大的概念放大的對象：變化量放大的本質(zhì)：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真——放大的前提判斷電路能否放大的基本出發(fā)點VCC至少一路直流電源供電二、性能指標1.放大倍數(shù)：輸出量與輸入量之比電壓放大倍數(shù)是最常被研究和測試的參數(shù)信號源信號源內(nèi)阻輸入電壓輸入電流輸出電壓輸出電流對信號而言，任何放大電路均可看成二端口網(wǎng)絡。2.輸入電阻和輸出電阻

將輸出等效成有內(nèi)阻的電壓源，內(nèi)阻就是輸出電阻?？蛰d時輸出電壓有效值帶RL時的輸出電壓有效值輸入電壓與輸入電流有效值之比。從輸入端看進去的等效電阻3.通頻帶4.最大不失真輸出電壓Uom：交流有效值。

由于電容、電感及放大管PN結(jié)的電容效應，使放大電路在信號頻率較低和較高時電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。衡量放大電路對不同頻率信號的適應能力。下限頻率上限頻率5.最大輸出功率Pom和效率η：功率放大電路的參數(shù)§2.2基本共射放大電路的工作原理一、電路的組成及各元件的作用二、設置靜態(tài)工作點的必要性三、波形分析四、放大電路的組成原則一、電路的組成及各元件的作用VBB、Rb：使UBE＞Uon，且有合適的IB。VCC：使UCE≥UBE，同時作為負載的能源。Rc：將ΔiC轉(zhuǎn)換成ΔuCE(uo)。動態(tài)信號作用時：

輸入電壓ui為零時，晶體管各極的電流、b-e間的電壓、管壓降稱為靜態(tài)工作點Q，記作IBQ、ICQ（IEQ）、UBEQ、UCEQ。共射二、設置靜態(tài)工作點的必要性

輸出電壓必然失真！

設置合適的靜態(tài)工作點，首先要解決失真問題，但Q點幾乎影響著所有的動態(tài)參數(shù)！

為什么放大的對象是動態(tài)信號，卻要晶體管在信號為零時有合適的直流電流和極間電壓？三、基本共射放大電路的波形分析飽和失真底部失真截止失真頂部失真輸出和輸入反相！動態(tài)信號馱載在靜態(tài)之上與iC變化方向相反

要想不失真，就要在信號的整個周期內(nèi)保證晶體管始終工作在放大區(qū)！四、放大電路的組成原則靜態(tài)工作點合適：合適的直流電源、合適的電路參數(shù)。動態(tài)信號能夠作用于晶體管的輸入回路，在負載上能夠獲得放大了的動態(tài)信號。對實用放大電路的要求：共地、直流電源種類盡可能少、負載上無直流分量。單管放大電路組成原則1.發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏2.Ri足夠大（負載對信號源的干擾較?。?.RO足夠?。║O能更多的加在負載上，帶負載能力加強）4.有適合的穩(wěn)定的靜態(tài)工作點Q點兩種實用放大電路：（1）直接耦合放大電路問題：1.兩種電源2.信號源與放大電路不“共地”共地，且要使信號馱載在靜態(tài)之上靜態(tài)時，動態(tài)時，b-e間電壓是uI與Rb1上的電壓之和。將兩個電源合二為一兩種實用放大電路：（2）阻容耦合放大電路

耦合電容的容量應足夠大，即對于交流信號近似為短路。其作用是“隔離直流、通過交流”。靜態(tài)時，C1、C2上電壓？動態(tài)時，C1、C2為耦合電容?。璘BEQ－＋UCEQuBE＝uI＋UBEQ，信號馱載在靜態(tài)之上。負載上只有交流信號?！?.3放大電路的分析方法一、放大電路的直流通路和交流通路二、圖解法三、等效電路法一、放大電路的直流通路和交流通路1.直流通路：①Us=0，保留Rs；②電容開路；③電感相當于短路（線圈電阻近似為0）。2.交流通路：①大容量電容相當于短路；②直流電源相當于短路（內(nèi)阻為0）。

通常，放大電路中直流電源的作用和交流信號的作用共存，這使得電路的分析復雜化。為簡化分析，將它們分開作用，引入直流通路和交流通路的概念。基本共射放大電路的直流通路和交流通路

列晶體管輸入、輸出回路方程，將UBEQ作為已知條件，令ICQ＝βIBQ，可估算出靜態(tài)工作點。

VBB越大，UBEQ取不同的值所引起的IBQ的誤差越小。當VCC>>UBEQ時，已知：VCC＝12V，Rb＝600kΩ，Rc＝3kΩ，β＝100。Q＝？直流通路阻容耦合單管共射放大電路的直流通路和交流通路二、圖解法

應實測特性曲線

輸入回路負載線QIBQUBEQIBQQICQUCEQ負載線1.靜態(tài)分析：圖解二元方程2.電壓放大倍數(shù)的分析斜率不變3.失真分析截止失真消除方法：增大VBB，即向上平移輸入回路負載線。截止失真是在輸入回路首先產(chǎn)生失真！減小Rb能消除截止失真嗎？NPN管截止失真時的輸出uo波形。uo波形頂部失真飽和失真飽和失真Rb↑或β↓或VBB↓Rc↓或VCC↑：飽和失真是輸出回路產(chǎn)生失真。最大不失真輸出電壓Uom

：比較(UCEQ－UCES)與（VCC－UCEQ

），取其小者，除以。這可不是好辦法！NPN管uo波形直流負載線和交流負載線Uom=?Q點在什么位置Uom最大？交流負載線應過Q點，且斜率決定于（Rc∥RL）總之：設置合適的靜態(tài)工作點Q，可以避免放大電路產(chǎn)生的非線性失真，通常將Q點定在交流負載線的中點，或者更精確的說應該在放大區(qū)交流負載線的中點。但在保證不失真的前提下，Q點越低（IC）越小，功耗越小4、圖解法的特點1.能夠形象地顯示靜態(tài)工作點的位置與非線性失真的關系；2.方便估算最大輸出幅值的數(shù)值；3.可直觀表示電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響；4.有利于對靜態(tài)工作點Q的檢測等；5.不易準確求解；6.不能求解輸入電阻、輸出電阻、頻帶等等參數(shù)。晶體管在小信號(微變量)情況下工作時，可以在靜態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路。等效條件研究的對象僅僅是變化量信號的變化范圍很小三、等效電路法半導體器件的非線性特性使放大電路的分析復雜化。利用線性元件建立模型，來描述非線性器件的特性。1.直流模型：適于Q點的分析理想二極管利用估算法求解靜態(tài)工作點，實質(zhì)上利用了直流模型。輸入回路等效為恒壓源輸出回路等效為電流控制的電流源2.晶體管的h參數(shù)等效模型（交流等效模型）在交流通路中可將晶體管看成為一個二端口網(wǎng)絡，輸入回路、輸出回路各為一個端口。低頻小信號模型在低頻、小信號作用下的關系式交流等效模型（按式子畫模型）電阻無量綱無量綱電導h參數(shù)的物理意義b-e間的動態(tài)電阻內(nèi)反饋系數(shù)電流放大系數(shù)c-e間的電導分清主次，合理近似！什么情況下h12和h22的作用可忽略不計？簡化的h參數(shù)等效電路－交流等效模型查閱手冊基區(qū)體電阻發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射區(qū)體電阻數(shù)值小可忽略利用PN結(jié)的電流方程可求得由IEQ算出在輸入特性曲線上，Q點越高，rbe越?。?.放大電路的動態(tài)分析放大電路的交流等效電路阻容耦合共射放大電路的動態(tài)分析輸入電阻中不應含有Rs!輸出電阻中不應含有RL!§2.4靜態(tài)工作點的穩(wěn)定一、溫度對靜態(tài)工作點的影響二、靜態(tài)工作點穩(wěn)定的典型電路三、穩(wěn)定靜態(tài)工作點的方法一、溫度對靜態(tài)工作點的影響

所謂Q點穩(wěn)定，是指ICQ和UCEQ在溫度變化時基本不變，這是靠IBQ的變化得來的。

若溫度升高時要Q’回到Q，則只有減小IBQT（℃）→β↑→ICQ↑→Q’ICEO↑若UBEQ不變IBQ↑Q’二、靜態(tài)工作點穩(wěn)定的典型電路

直流通路？Ce為旁路電容，在交流通路中可視為短路1.電路組成2.穩(wěn)定原理

為了穩(wěn)定Q點，通常I1>>IB，即I1≈I2；因此基本不隨溫度變化。設UBEQ＝UBE＋ΔUBE，若UBQ－UBE>>ΔUBE，則IEQ穩(wěn)定。Re的作用Re起直流負反饋作用，其值越大，反饋越強，Q點越穩(wěn)定。關于反饋的一些概念：將輸出量通過一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措施稱為反饋。直流通路中的反饋稱為直流反饋。反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的稱為負反饋，反之稱為正反饋。Re有上限值嗎？IC通過Re轉(zhuǎn)換為ΔUE影響UBE溫度升高IC增大，反饋的結(jié)果使之減小

T

ICQ

IEQ

UEQ

UBEQ

(=UBQ–UEQ)

IBQ

ICQ

（UB基本不變）3.

Q點分析分壓式電流負反饋工作點穩(wěn)定電路Rb上靜態(tài)電壓是否可忽略不計？判斷方法：4.動態(tài)分析利?弊?無旁路電容Ce時：三、穩(wěn)定靜態(tài)工作點的方法引入直流負反饋溫度補償：利用對溫度敏感的元件，在溫度變化時直接影響輸入回路。例如，Rb1或Rb2采用熱敏電阻。它們的溫度系數(shù)？§2.5晶體管放大電路的三種接法一、基本共集放大電路二、基本共基放大電路三、三種接法放大電路的比較一、基本共集放大電路1.靜態(tài)分析2.動態(tài)分析：電壓放大倍數(shù)Uo＜Ui故稱之為射極跟隨器2.動態(tài)分析：輸入電阻的分析Ri與負載有關！RL帶負載電阻后從基極看Re，被增大到（1+β）倍2.動態(tài)分析：輸出電阻的分析Ro與信號源內(nèi)阻有關！3.特點：輸入電阻大，輸出電阻小；只放大電流，不放大電壓；在一定條件下有電壓跟隨作用！

令Us為零，保留Rs，在輸出端加Uo，產(chǎn)生Io,。從射極看基極回路電阻，被減小到（1+β）倍二、基本共基放大電路1.靜態(tài)分析2.動態(tài)分析3.特點：輸入電阻小，頻帶寬！只放大電壓，不放大電流！三、三種接法的比較：空載情況下接法共射共集共基Au大小于1大Aiβ1＋βαRi中大小Ro大小大頻帶窄中寬討論一：

圖示電路為哪種基本接法的放大電路？它們的靜態(tài)工作點有可能穩(wěn)定嗎？求解靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的表達式。接法共射共集共基輸入bbe輸出cec戴維南定理（又譯為戴維寧定理）又稱等效電壓源定律其內(nèi)容是：一個含有獨立電壓源、獨立電流源及電阻的線性網(wǎng)絡的兩端，就其外部型態(tài)而言，在電性上可以用一個獨立電壓源V和一個松弛二端網(wǎng)絡的串聯(lián)電阻組合來等效。電壓源的電壓等于單口網(wǎng)絡在負載開路時的電壓uoc；電阻R0是單口網(wǎng)絡內(nèi)全部獨立電源為零值時所得單口網(wǎng)絡的等效電阻。第三章多級放大電路§3.1多級放大電路的耦合方式§3.2多級放大電路的動態(tài)分析§3.3差分放大電路§3.1多級放大電路的耦合方式一、直接耦合二、阻容耦合一、直接耦合既是第一級的集電極電阻，又是第二級的基極電阻

能夠放大變化緩慢的信號，便于集成化，Q點相互影響，存在零點漂移現(xiàn)象。

當輸入信號為零時，前級由溫度變化所引起的電流、電位的變化會逐級放大。第二級第一級Q1合適嗎？直接連接輸入為零，輸出產(chǎn)生變化的現(xiàn)象稱為零點漂移求解Q點時應按各回路列多元一次方程，然后解方程組。如何設置合適的靜態(tài)工作點？對哪些動態(tài)參數(shù)產(chǎn)生影響？

用什么元件取代Re既可設置合適的Q點，又可使第二級放大倍數(shù)不至于下降太多？若要UCEQ＝5V，則應怎么辦？用多個二極管嗎？二極管導通電壓UD≈？動態(tài)電阻rd特點？Re必要性？穩(wěn)壓管伏安特性

UCEQ1太小→加Re（Au2數(shù)值↓）→改用D→若要UCEQ1大，則改用DZ。NPN型管和PNP型管混合使用在用NPN型管組成N級共射放大電路，由于UCQi＞UBQi，所以UCQi＞UCQ(i-1）（i=1～N），以致于后級集電極電位接近電源電壓，Q點不合適。UCQ1

（UBQ2）

＞UBQ1UCQ2＜

UCQ1

UCQ1

（UBQ2）

＞UBQ1UCQ2＞

UCQ1

二、阻容耦合

Q點相互獨立。不能放大變化緩慢的信號，低頻特性差，不能集成化。共射電路共集電路有零點漂移嗎？

利用電容連接信號源與放大電路、放大電路的前后級、放大電路與負載，為阻容耦合?！?.2多級放大電路的動態(tài)分析二、分析舉例一、動態(tài)參數(shù)分析一、動態(tài)參數(shù)分析1.電壓放大倍數(shù)2.輸入電阻3.輸出電阻

對電壓放大電路的要求：Ri大，Ro小，Au的數(shù)值大，最大不失真輸出電壓大。二、分析舉例討論一

失真分析：由NPN型管組成的兩級共射放大電路共射放大電路共射放大電路飽和失真？截止失真？

首先確定在哪一級出現(xiàn)了失真，再判斷是什么失真。比較Uom1和Uim2，則可判斷在輸入信號逐漸增大時哪一級首先出現(xiàn)失真。

在前級均未出現(xiàn)失真的情況下，多級放大電路的最大不失真電壓等于輸出級的最大不失真電壓。§3.3差分放大電路一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因二、長尾式差分放大電路的組成三、長尾式差分放大電路的分析四、差分放大電路的四種接法五、具有恒流源的差分放大電路六、差分放大電路的改進一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因1.什么是零點漂移現(xiàn)象：ΔuI＝0，ΔuO≠0的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：溫度變化，直流電源波動，元器件老化。其中晶體管的特性對溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂?？朔仄姆椒ǎ阂胫绷髫摲答?，溫度補償。典型電路：差分放大電路零點漂移零輸入零輸出理想對稱二、長尾式差分放大電路的組成信號特點？能否放大？共模信號：大小相等，極性相同。差模信號：大小相等，極性相反.信號特點？能否放大？典型電路在理想對稱的情況下：1.克服零點漂移；2.零輸入零輸出；3.抑制共模信號；4.放大差模信號。三、長尾式差分放大電路的分析

Rb是必要的嗎？1.

Q點：晶體管輸入回路方程：通常，Rb較小，且IBQ很小，故選合適的VEE和Re就可得合適的Q2.抑制共模信號

共模信號：數(shù)值相等、極性相同的輸入信號，即2.抑制共模信號：Re的共模負反饋作用Re的共模負反饋作用：溫度變化所引起的變化等效為共模信號對于每一邊電路，Re=?如

T(℃)↑→IC1↑IC2↑→UE↑→IB1↓IB2↓→IC1↓IC2↓抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。3.放大差模信號△iE1=－△iE2，Re中電流不變，即Re對差模信號無反饋作用。差模信號：數(shù)值相等，極性相反的輸入信號，即＋－＋－為什么？差模信號作用時的動態(tài)分析差模放大倍數(shù)4.動態(tài)參數(shù)：Ad、Ri、Ro、Ac、KCMR共模抑制比KCMR：綜合考察差分放大電路放大差模信號的能力和抑制共模信號的能力。

在實際應用時，信號源需要有“接地”點，以避免干擾；或負載需要有“接地”點，以安全工作。

根據(jù)信號源和負載的接地情況，差分放大電路有四種接法：雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。四、差分放大電路的四種接法

由于輸入回路沒有變化，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出時一樣。但是UCEQ1≠UCEQ2。1.雙端輸入單端輸出：Q點分析1.雙端輸入單端輸出：差模信號作用下的分析1.雙端輸入單端輸出：共模信號作用下的分析1.雙端輸入單端輸出：問題討論（1）T2的Rc可以短路嗎？（2）什么情況下Ad為“＋”？（3）雙端輸出時的Ad是單端輸出時的2倍嗎？2.單端輸入雙端輸出共模輸入電壓差模輸入電壓

輸入差模信號的同時總是伴隨著共模信號輸入：

在輸入信號作用下發(fā)射極的電位變化嗎？說明什么？2.單端輸入雙端輸出問題討論：（1）UOQ產(chǎn)生的原因？（2）如何減小共模輸出電壓？測試:差模輸出共模輸出靜態(tài)時的值3.四種接法的比較：電路參數(shù)理想對稱條件下輸入方式：Ri均為2(Rb+rbe)；雙端輸入時無共模信號輸入，單端輸入時有共模信號輸入。輸出方式：Q點、Ad、Ac、KCMR、Ro均與之有關。五、具有恒流源的差分放大電路

Re越大，每一邊的漂移越小，共模負反饋越強，單端輸出時的Ac越小，KCMR越大，差分放大電路的性能越好。但為使靜態(tài)電流不變，Re越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。需在低電源條件下，設置合適的IEQ，并得到得到趨于無窮大的Re。解決方法：采用電流源取代Re！具有恒流源差分放大電路的組成等效電阻為無窮大近似為恒流1)RW取值應大些？還是小些？2)RW對動態(tài)參數(shù)的影響？3)若RW滑動端在中點，寫出Ad、Ri的表達式。六、差分放大電路的改進1.加調(diào)零電位器

RW2.場效應管差分放大電路第四章放大電路中的反饋§4.1反饋的基本概念及判斷方法§4.2負反饋放大電路的四種基本組態(tài)§4.5負反饋對放大電路性能的影響§4.6負反饋放大電路的穩(wěn)定性（不講）§4.3負反饋放大電路的方框圖及一般表達式§4.4深度負反饋放大電路放大倍數(shù)的分析（自學）本章基本要求會判：判斷電路中有無反饋及反饋的性質(zhì)會算：估算深度負反饋條件下的放大倍數(shù)會引：根據(jù)需求引入合適的反饋會判振消振：判斷電路是否能穩(wěn)定工作，會消除自激振蕩。一、反饋的基本概念二、交流負反饋的四種組態(tài)三、反饋的判斷§4.1反饋的基本概念及判斷方法§4.2負反饋放大電路的四種基本組態(tài)1.什么是反饋

放大電路輸出量的一部分或全部通過一定的方式引回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋。一、反饋的基本概念要研究哪些問題？怎樣引回是從輸出電壓還是輸出電流引出反饋多少怎樣引出

反饋放大電路可用方框圖表示。影響放大電路的輸入電壓還是輸入電流2.正反饋和負反饋

從反饋的結(jié)果來判斷，凡反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的為負反饋，否則為正反饋；引入反饋后其變化是增大？還是減?。恳敕答伜笃渥兓窃龃?？還是減??？

或者，凡反饋的結(jié)果使凈輸入量減小的為負反饋，否則為正反饋。3.直流反饋和交流反饋

直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通路中存在的反饋稱為交流反饋。引入交流負反饋引入直流負反饋交流反饋與直流反饋交流反饋：反饋只對交流信號起作用。直流反饋：反饋只對直流起作用。若在反饋網(wǎng)絡中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時反饋只對交流起作用。在起反饋作用的電阻兩端并聯(lián)旁路電容，可以使其只對直流起作用。有的反饋只對交流信號起作用；有的反饋只對直流信號起作用；有的反饋對交、直流信號均起作用。增加隔直電容C后，Rf只對交流起反饋作用。注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C增加旁路電容C后，Rf只對直流起反饋作用。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE14.局部反饋和級間反饋

只對多級放大電路中某一級起反饋作用的稱為局部反饋，將多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸入回路的稱為級間反饋。通過R3引入的是局部反饋通過R4引入的是級間反饋通常，重點研究級間反饋或稱總體反饋。二、交流負反饋的四種組態(tài)

將輸出電壓的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電壓反饋，即

將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電流反饋，即

描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸出端的連接方式，即反饋網(wǎng)絡的取樣對象。1.電壓反饋和電流反饋電壓反饋采樣的形式：電壓負反饋：可以穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻。電流負反饋：可以穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻。電流反饋采樣的形式：RLuo2.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸入端的連接方式，即輸入量、反饋量、凈輸入量的疊加關系。--串聯(lián)負反饋--并聯(lián)負反饋+_負反饋iifibib=i-if并聯(lián)反饋ufuiubeube=ui-uf串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。3.四種反饋組態(tài)：注意量綱電壓串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋

為什么在并聯(lián)負反饋電路中不加恒壓源信號？為什么在串聯(lián)負反饋電路中不加恒流源信號？負反饋的分類小結(jié)負反饋交流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點四種反饋組態(tài)負反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點；穩(wěn)定放大倍數(shù)；提高輸入電阻；降低輸出電阻；擴展通頻帶。三、反饋的判斷

“找聯(lián)系”：找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系，若有則有反饋，否則無反饋。有反饋嗎？將輸出電壓全部反饋回去無反饋1.有無反饋的判斷即在輸入回路又在輸出回路2.直流反饋和交流反饋的判斷“看通路”，即看反饋是存在于直流通路還是交流通路。設以下電路中所有電容對交流信號均可視為短路。僅有直流反饋僅有交流反饋交、直流反饋共存僅有直流反饋3.正、負反饋（反饋極性）的判斷“看反饋的結(jié)果”，即凈輸入量是被增大還是被減小。瞬時極性法：給定的瞬時極性，并以此為依據(jù)分析電路中各電流、電位的極性從而得到的極性；的極性→的極性→、、的疊加關系－－正反饋－－負反饋3.正、負反饋的判斷反饋量是僅僅決定于輸出量的物理量。

在判斷集成運放構(gòu)成的反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入電壓指的是集成運放兩個輸入端的電位差，凈輸入電流指的是同相輸入端或反相輸入端的電流。反饋量反饋電流反饋量僅決定于輸出量凈輸入電流減小，引入了負反饋凈輸入電流增大，引入了正反饋4.電壓反饋和電流反饋的判斷電路引入了電壓負反饋

令輸出電壓為0，若反饋量隨之為0，則為電壓反饋；若反饋量依然存在，則為電流反饋。4.電壓反饋和電流反饋的判斷電路引入了電流負反饋反饋電流

引入電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，引入電流負反饋穩(wěn)定輸出電流！僅受基極電流的控制5.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷

在輸入端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓的方式疊加，為串聯(lián)反饋；以電流的方式疊加，為并聯(lián)反饋。引入了并聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋電壓反饋與電流反饋判別方法：電壓反饋——信號取自于信號輸出端，一般從后級放大器的集電極采樣。電流反饋——信號取自于非信號輸出端，一般從后級放大器的發(fā)射極采樣。并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋判別方法：并聯(lián)反饋的反饋信號接于信號輸入端（晶體管基極）。串聯(lián)反饋的反饋信號接于非信號輸入端（晶體管發(fā)射極）。注意：直流反饋中，輸出電壓指UCE，輸出電流指IE或IE。經(jīng)驗法：分立元件放大電路中反饋的分析

圖示電路有無引入反饋？是直流反饋還是交流反饋？是正反饋還是負反饋？若為交流負反饋，其組態(tài)為哪種？3.

若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸入端跨接一電阻，則反饋的性質(zhì)有何變化？+__+++_uF

1.

若從第三級射極輸出，則電路引入了哪種組態(tài)的交流負反饋？

2.

若在第三級的射極加旁路電容，則反饋的性質(zhì)有何變化？引入了電流串聯(lián)負反饋作用？清華大學華成英hchya@分立元件放大電路中的凈輸入量和輸出電流在判斷分立元件反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入電壓常指輸入級晶體管的b-e（e-b）間或場效應管g-s（s-g）間的電位差，凈輸入電流常指輸入級晶體管的基極電流（射極電流）或場效應管的柵極（源極）電流。在分立元件電流負反饋放大電路中，反饋量常取自于輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流，而不是負載上的電流；此時稱輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流為輸出電流，反饋的結(jié)果將穩(wěn)定該電流。分析步驟：反饋類型的判斷3.是否負反饋？即判斷反饋極性——瞬時極性法（1）（2）4.是負反饋！那么是何種類型的負反饋？（判斷反饋的組態(tài)）（1）電壓反饋和電流反饋的判斷

①令輸出端接地進行判斷；②經(jīng)驗（2）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷

①在輸入端，以電壓方式疊加為串聯(lián)反饋，以電流方式疊加為并聯(lián)反饋；②經(jīng)驗1.找出反饋網(wǎng)絡（電阻）。2.是交流反饋還是直流反饋？綜上所述，該電路為…….例1：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf此電路是電壓串聯(lián)負反饋，對直流不起作用。

分析中用到了三極管的集電極與基極相位相反這一性質(zhì)。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rfubeube

這里分析的是交流信號，不要與直流信號混淆。分析中用到的電壓、電流要在電路中標出。并且注意符號的使用規(guī)則。如果反饋對交直流均起作用，可以用全量。

當為交流反饋時，瞬時極性法所判斷的也是相位的關系。電路中兩個信號的相位不是同相就是反相，因此若兩個信號都上升，它們一定同相；若另一個信號下降而另一個上升，它們一定反相。例2：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋并聯(lián)反饋uoifib=i+ifuo此電路是電壓并聯(lián)負反饋，對直流也起作用。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif問題：三極管的靜態(tài)工作點如何提供？能否在反饋回路加隔直電容？不能！Rf為三極管提供靜態(tài)電流！Rf的作用：1.提供靜態(tài)工作點。2.直流負反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。3.交流負反饋，穩(wěn)定放大倍數(shù)。例3：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流反饋并聯(lián)反饋iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2例3：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流并聯(lián)負反饋。對直流也起作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB2例4：判斷如圖電路中RE1、RE2的負反饋作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie電流串聯(lián)反饋RE2對交流反饋不起作用1.對交流信號：ieueube=ui-ueibieRE1：電流串聯(lián)負反饋。2.對直流信號：RE1、RE2對直流均起作用，通過反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點。反饋過程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEUE=IE(RE1+RE2)UBE=UB–UEIBIE例5：判斷如圖電路中RE3的負反饋作用。+UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=ui–ufuc1uc2ib3ie3電流串聯(lián)負反饋，對直流不起作用。§4.2負反饋放大電路的方框圖及放大倍數(shù)的估算一、負反饋放大電路的方框圖二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式三、深度負反饋的實質(zhì)四、基于反饋系數(shù)的放大倍數(shù)的估算方法五、基于理想運放的放大倍數(shù)的計算方法一、負反饋放大電路的方框圖斷開反饋，且考慮反饋網(wǎng)絡的負載效應決定反饋量和輸出量關系的所有元件所組成的網(wǎng)絡負反饋放大電路的基本放大電路反饋網(wǎng)絡方框圖中信號是單向流通的。反饋電路的三個環(huán)節(jié)：反饋：放大：疊加：反饋系數(shù)基本放大電路的放大倍數(shù)——開環(huán)放大倍數(shù)反饋放大電路的放大倍數(shù)——閉環(huán)放大倍數(shù)——環(huán)路放大倍數(shù)無論負反饋放大電路屬于何種類型，環(huán)路放大倍數(shù)AF是無量綱的實數(shù)。二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式反饋組態(tài)功能電壓串聯(lián)電壓控制電壓電壓并聯(lián)電流控制電壓電流串聯(lián)電壓控制電流電流并聯(lián)電流控制電流三、深度負反饋的實質(zhì)凈輸入量忽略不計環(huán)路放大倍數(shù)§4.3交流負反饋對放大電路性能的影響一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性二、改變輸入電阻和輸出電阻三、展寬頻帶四、減小非線性失真五、引入負反饋的一般原則一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性在中頻段，放大倍數(shù)、反饋系數(shù)等均為實數(shù)。說明放大倍數(shù)減小到基本放大電路的，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性是基本放大電路的倍。二、改變輸入電阻和輸出電阻1.對輸入電阻的影響引入串聯(lián)負反饋時

對輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡和基本放大電路在輸入端的接法有關，即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。串聯(lián)負反饋對輸入電阻影響的討論

引入串聯(lián)負反饋，使引入反饋的支路的等效電阻增大到原來的（1＋AF）倍。

引入串聯(lián)負反饋，對圖示兩電路的輸入電阻所產(chǎn)生的影響一樣碼？

Rb1支路在引入反饋前后對輸入電阻的影響有無變化？引入并聯(lián)負反饋時串聯(lián)負反饋增大輸入電阻，并聯(lián)負反饋減小輸入電阻。2、對輸出電阻的影響

對輸出電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡和基本放大電路在輸出端的接法有關，即決定于是電壓反饋還是電流反饋。引入電壓負反饋時引入電流負反饋時

電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，使輸出具有恒壓特性，因而輸出電阻減小。

電流負反饋穩(wěn)定輸出電流，使輸出具有恒流特性，因而輸出電阻增大。電流負反饋對輸出電阻影響的討論Rc2支路在引入反饋前后對輸出電阻的影響有無變化？

引入電流負反饋，使引出反饋的支路的等效電阻增大到原來的（1＋AF）倍。三、展寬頻帶：設反饋網(wǎng)絡是純電阻網(wǎng)絡引入負反饋后的幅頻特性可推導出引入負反饋后的截止頻率、通頻帶fLfHfLffHf四、減小非線性失真

由于晶體管輸入特性的非線性，當b-e間加正弦波信號電壓時，基極電流的變化不是正弦波。

可以設想，若加在b-e之間的電壓正半周幅值大于負半周的幅值，則其電流失真會減小，甚至為正弦波。非正弦波近似正弦波四、減小非線性失真

設基本放大電路的輸出信號與輸入信號同相。

可以證明，在引入負反饋前后輸出量基波幅值相同的情況下，非線性失真減小到基本放大電路的1/(1＋AF)。凈輸入信號的正半周幅值小于負半周幅值五、引入負反饋的一般原則穩(wěn)定Q點應引入直流負反饋，改善動態(tài)性能應引入交流負反饋；根據(jù)信號源特點，增大輸入電阻應引入串聯(lián)負反饋，減小輸入電阻應引入并聯(lián)負反饋；根據(jù)負載需要，需輸出穩(wěn)定電壓（即減小輸出電阻）的應引入電壓負反饋，需輸出穩(wěn)定電流（即增大輸出電阻）的應引入電流負反饋；從信號轉(zhuǎn)換關系上看，輸出電壓是輸入電壓受控源的為電壓串聯(lián)負反饋，輸出電壓是輸入電流受控源的為電壓并聯(lián)負反饋，輸出電流是輸入電壓受控源的為電流串聯(lián)負反饋，輸出電流是輸入電流受控源的為電流并聯(lián)負反饋；當(1＋AF)>>1時，它們的轉(zhuǎn)換系數(shù)均約為1/F。討論一試在圖示電路中分別引入四種不同組態(tài)的交流負反饋。電流反饋電壓反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋清華大學華成英hchya@討論二

在圖示電路中能夠引入哪些組態(tài)的交流負反饋？只可能引入電壓并聯(lián)或電流串聯(lián)兩種組態(tài)的交流負反饋。第五章信號的運算和處理§5.1集成運放組成的運算電路§5.2模擬乘法器及其在運算電路中的應用§5.3有源濾波電路電子信息系統(tǒng)傳感器接收器隔離、濾波、放大運算、轉(zhuǎn)換、比較功放執(zhí)行機構(gòu)第七章

第八章第九章信號的產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換電子信息系統(tǒng)的供電電源第十章§5.1集成運放組成的運算電路一、概述二、比例運算電路三、加減運算電路四、積分運算電路和微分運算電路五、對數(shù)運算電路和指數(shù)運算電路一、概述

Aod、rid、fH均為無窮大，ro、失調(diào)電壓及其溫漂、失調(diào)電流及其溫漂、噪聲均為0。

因為uO為有限值，Aod＝∞，所以uN－uP＝0，即

uN＝uP…………虛短路因為rid＝∞，所以

iN＝iP＝0………虛斷路電路特征：引入電壓負反饋。無源網(wǎng)絡2.集成運放的線性工作區(qū):uO＝Aod(uP－uN)1.理想運放的參數(shù)特點3.研究的問題

（1）運算電路：運算電路的輸出電壓是輸入電壓某種運算的結(jié)果，如加、減、乘、除、乘方、開方、積分、微分、對數(shù)、指數(shù)等。（2）描述方法：運算關系式uO＝f(uI)

（3）分析方法：“虛短”和“虛斷”是基本出發(fā)點。（1）識別電路；（2）掌握輸出電壓和輸入電壓運算關系式的求解方法。4、學習運算電路的基本要求二、比例運算電路電路引入了哪種組態(tài)的負反饋？電路的輸入電阻為多少？3)R’＝？為什么？Rf太大，噪聲大。如何利用相對小的電阻獲得－100的比例系數(shù)？+_iN=iP=0，uN=uP=0－－虛地在節(jié)點N：1.反相輸入R’=R∥Rf4)若要Ri＝100kΩ，比例系數(shù)為－100，R1＝？Rf＝？保證輸入級的對稱性T形反饋網(wǎng)絡反相比例運算電路利用R4中有較大電流來獲得較大數(shù)值的比例系數(shù)。運算關系的分析方法：節(jié)點電流法2.同相輸入電路引入了哪種組態(tài)的負反饋？輸入電阻為多少？電阻R’＝？為什么？共模抑制比KCMR≠∞時會影響運算精度嗎？為什么？同相輸入比例運算電路的特例：電壓跟隨器三、加減運算電路方法一：節(jié)點電流法1.反相求和1.反相求和方法二：利用疊加原理

首先求解每個輸入信號單獨作用時的輸出電壓，然后將所有結(jié)果相加，即得到所有輸入信號同時作用時的輸出電壓。2.同相求和設R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf利用疊加原理求解：令uI2=uI3=0，求uI1單獨作用時的輸出電壓

在求解運算電路時，應選擇合適的方法，使運算結(jié)果簡單明了，易于計算。

同理可得，

uI2、uI3單獨作用時的uO2、uO3，形式與uO1相同，uO=uO1+uO2+uO3

。物理意義清楚，計算麻煩！2.同相求和設R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf與反相求和運算電路的結(jié)果差一負號必不可少嗎？3.加減運算利用求和運算電路的分析結(jié)果設R1∥R2∥Rf＝R3∥R4∥R5若R1∥R2∥Rf≠R3∥R4∥R5，uO＝?實現(xiàn)了差分放大電路討論一：電路如圖所示（1）組成哪種基本運算電路？與用一個運放組成的完成同樣運算的電路的主要區(qū)別是什么？（2）為什么在求解第一級電路的運算關系時可以不考慮第二級電路對它的影響？四、積分運算電路和微分運算電路1.積分運算電路移相利用積分運算的基本關系實現(xiàn)不同的功能1)輸入為階躍信號時的輸出電壓波形？2)輸入為方波時的輸出電壓波形？3)輸入為正弦波時的輸出電壓波形？線性積分，延時波形變換2.微分運算電路

為了克服集成運放的阻塞現(xiàn)象和自激振蕩，實用電路應采取措施。限制輸入電流滯后補償限制輸出電壓幅值虛地運放由于某種原因進入非線性區(qū)而不能自動恢復的現(xiàn)象怎么識別微分運算電路？對輸入電壓的極性和幅值有何要求？五、對數(shù)運算電路和指數(shù)運算電路1.對數(shù)運算實用電路中常常采取措施消除IS對運算關系的影響利用PN結(jié)端電壓與電流的關系實際極性ICM限制其值集成對數(shù)運算電路熱敏電阻？溫度系數(shù)為正？為負？對輸入電壓的極性和幅值有何要求？2.指數(shù)運算電路3.乘法、除法運算電路第六章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換§6.1正弦波振蕩電路§6.2電壓比較器§6.3非正弦波發(fā)生電路§6.4信號的轉(zhuǎn)換§6.1正弦波振蕩電路一、正弦波振蕩的條件和電路的組成二、RC正弦波振蕩電路三、LC正弦波振蕩電路四、石英晶體正弦波振蕩電路一、正弦波振蕩的條件和電路的組成1.正弦波振蕩的條件無外加信號，輸出一定頻率一定幅值的信號。與負反饋放大電路振蕩的不同之處：在正弦波振蕩電路中引入的是正反饋，且振蕩頻率可控。在電擾動下，對于某一特定頻率f0的信號形成正反饋：

由于半導體器件的非線性特性及供電電源的限制，最終達到動態(tài)平衡，穩(wěn)定在一定的幅值。。1.正弦波振蕩的條件

一旦產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，則電路的輸出量自維持，即幅值平衡條件相位平衡條件起振條件：

要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿足相位條件的f0，且在合閘通電時對于f=f0信號有從小到大直至穩(wěn)幅的過程，即滿足起振條件。2.起振與穩(wěn)幅：輸出電壓從幅值很小、含有豐富頻率，到僅有一種頻率且幅值由小逐漸增大直至穩(wěn)幅。很多種頻率頻率逐漸變?yōu)閱我徽穹絹碓酱筅呌诜€(wěn)幅2.起振與穩(wěn)幅電路如何從起振到穩(wěn)幅？穩(wěn)定的振幅非線性環(huán)節(jié)的必要性！3.基本組成部分1)放大電路：放大作用2)正反饋網(wǎng)絡：滿足相位條件3)選頻網(wǎng)絡：確定f0，保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩4)非線性環(huán)節(jié)（穩(wěn)幅環(huán)節(jié)）：穩(wěn)幅1)是否存在主要組成部分；2)放大電路能否正常工作，即是否有合適的Q點，信號是否可能正常傳遞，沒有被短路或斷路；3)是否滿足相位條件，即是否存在f0，是否可能振蕩

；4)是否滿足幅值條件，即是否一定振蕩。常合二為一4、分析方法相位條件的判斷方法：瞬時極性法

斷開反饋，在斷開處給放大電路加f＝f0的信號Ui，且規(guī)定其極性，然后根據(jù)

Ui的極性→Uo的極性→Uf的極性若Uf與Ui極性相同，則電路可能產(chǎn)生自激振蕩；否則電路不可能產(chǎn)生自激振蕩。

在多數(shù)正弦波振蕩電路中，輸出量、凈輸入量和反饋量均為電壓量。極性？5.分類常用選頻網(wǎng)絡所用元件分類。1)RC正弦波振蕩電路：1兆赫以下2)LC正弦波振蕩電路：幾百千赫～幾百兆赫3)石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定二、RC

正弦波振蕩電路1.

RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡低頻段高頻段

在頻率從0～∞中必有一個頻率f0，φF＝0o。RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的頻率響應當f=f0時，不但φ=0，且最大，為1/3。1)是否可用共射放大電路？2)是否可用共集放大電路？3)是否可用共基放大電路？4)是否可用兩級共射放大電路？2.電路組成

應為RC串并聯(lián)網(wǎng)路配一個電壓放大倍數(shù)略大于3、輸入電阻趨于無窮大、輸出電阻趨于0的放大電路。不符合相位條件不符合幅值條件輸入電阻小、輸出電阻大，影響f0

可引入電壓串聯(lián)負反饋，使電壓放大倍數(shù)大于3，且Ri大、Ro小，對f0影響小3.

RC橋式正弦波振蕩電路（文氏橋振蕩器）用同相比例運算電路作放大電路。

因同相比例運算電路有非常好的線性度，故R或Rf

用熱敏電阻，或加二極管作為非線性環(huán)節(jié)。文氏橋振蕩器的特點？

以RC串并聯(lián)網(wǎng)絡為選頻網(wǎng)絡和正反饋網(wǎng)絡、并引入電壓串聯(lián)負反饋，兩個網(wǎng)絡構(gòu)成橋路，一對頂點作為輸出電壓，一對頂點作為放大電路的凈輸入電壓，就構(gòu)成文氏橋振蕩器。頻率可調(diào)的文氏橋振蕩器

改變電容以粗調(diào)，改變電位器滑動端以微調(diào)。

加穩(wěn)壓管可以限制輸出電壓的峰-峰值。同軸電位器三、LC正弦波振蕩電路

1.

LC并聯(lián)網(wǎng)絡的選頻特性

理想LC并聯(lián)網(wǎng)絡在諧振時呈純阻性，且阻抗無窮大。諧振頻率為在損耗較小時，品質(zhì)因數(shù)及諧振頻率損耗在f＝f0時，電容和電感中電流各約為多少？網(wǎng)絡的電阻為多少？

構(gòu)成正弦波振蕩電路最簡單的做法是通過變壓器引入反饋。附加相移LC選頻放大電路→正弦波振蕩電路

當f=f0時，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且附加相移為0。共射電路φA=-π2.變壓器反饋式電路C1是必要的嗎？特點：易振，波形較好；耦合不緊密，損耗大，頻率穩(wěn)定性不高。分析電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的步驟：1)是否存在四個組成部分2)放大電路是否能正常工作3)是否滿足相位條件4)是否可能滿足幅值條件

為使N1、N2耦合緊密，將它們合二為一，組成電感反饋式電路。必須有合適的同銘端！為什么用分立元件放大電路如何組成？3.電感反饋式電路反饋電壓取自哪個線圈？反饋電壓的極性？必要嗎？

電感的三個抽頭分別接晶體管的三個極，故稱之為電感三點式電路。電路特點？3.電感反饋式電路特點：耦合緊密，易振，振幅大，C用可調(diào)電容可獲得較寬范圍的振蕩頻率。波形較差，常含有高次諧波。

由于電感對高頻信號呈現(xiàn)較大的電抗，故波形中含高次諧波，為使振蕩波形好，采用電容反饋式電路。4.電容反饋式（電容三點式）電路

若要振蕩頻率高，則L、C1、C2的取值就要小。當電容減小到一定程度時，晶體管的極間電容將并聯(lián)在C1和C2上，影響振蕩頻率。特點：波形好，振蕩頻率調(diào)整范圍小，適于頻率固定的場合。與放大電路參數(shù)無關作用？名稱變壓器反饋式電感反饋式電容反饋式電容反饋式改進型電路形式振蕩頻率起振條件同左頻率調(diào)節(jié)方法及范圍頻率可調(diào)，范圍較寬。同左頻率可調(diào)，范圍較小。同左振蕩波形一般較差好好頻率穩(wěn)定度可達10-4同左可達10-4~10-5可達10-5適用頻率幾千赫~幾十兆赫同左幾兆赫~一百兆赫同左各種LC

振蕩電路的比較第七章功率放大電路§7.1概述§7.2

互補輸出級的分析計算§7.1概述一、功率放大電路研究的問題二、對功率放大電路的要求三、晶體管的工作方式四、功率放大電路的種類

1.性能指標：輸出功率和效率。若已知Uom，則可得Pom。

最大輸出功率與電源損耗的平均功率之比為效率。

2.分析方法：因大信號作用，故應采用圖解法。

3.晶體管的選用：根據(jù)極限參數(shù)選擇晶體管。在功放中，晶體管集電極或發(fā)射極電流的最大值接近最大集電極電流ICM，管壓降的最大值接近c-e反向擊穿電壓U(BR)CEO，集電極消耗功率的最大值接近集電極最大耗散功率PCM

。稱為工作在盡限狀態(tài)。一、功率放大電路研究的問題二、對功率放大電路的要求1.輸出功率盡可能大:即在電源電壓一定的情況下，最大不失真輸出電壓最大。2.效率盡可能高:即電路損耗的直流功率盡可能小，靜態(tài)時功放管的集電極電流近似為0。三、晶體管的工作方式1.甲類方式：晶體管在信號的整個周期內(nèi)均處于導通狀態(tài)2.乙類方式：晶體管僅在信號的半個周期處于導通狀態(tài)3.甲乙類方式：晶體管在信號的多半個周期處于導通狀態(tài)4.丙類方式：晶體管在信號的小半個周期處于導通狀態(tài)根據(jù)直流工作點的位置不同，放大器的工作狀態(tài)可分為放大器的工作狀態(tài)甲類(導通角為360°);乙類(導通角為180°);丙類(導通角＜180°)

晶體管的工作方式甲類工作時非線性失真雖小，但效率太低，無論有無信號時，電源供給功率不變，當無信號時，這些功率全部轉(zhuǎn)化為無用的管耗。乙類工作時非線性失真雖大(波形只有半周)，但效率卻很高，只要我們在電路結(jié)構(gòu)上加以彌補，非線性失真是可以減小的，所以，在功率放大器中大多采用乙類或接近乙類的甲乙類工作狀態(tài)。丙類工作方式主要用于高頻功率放大器中。1.變壓器耦合功率放大電路①輸入信號增大，輸出功率如何變化？②輸入信號增大，管子的平均電流如何變化？③輸入信號增大，電源提供的功率如何變化？效率如何變化？四、功率放大電路的種類做功放適合嗎？單管甲類電路為什么管壓降會大于電源電壓？乙類推挽電路信號的正半周T1導通、T2截止；負半周T2導通、T1截止。兩只管子交替工作，稱為“推挽”。設β為常量，則負載上可獲得正弦波。輸入信號越大，電源提供的功率也越大。2.

OTL

電路

輸入電壓的正半周：＋VCC→T1→C→RL→地C充電。輸入電壓的負半周：C的“＋”→T2→地→RL→C“－”C放電。C足夠大，才能認為其對交流信號相當于短路。OTL電路低頻特性差。因變壓器耦合功放笨重、自身損耗大，故選用OTL電路。3.

OCL電路輸入電壓的正半周：＋VCC→T1→RL→地輸入電壓的負半周：地→RL→T2→－VCC兩只管子交替導通，兩路電源交替供電，雙向跟隨。靜態(tài)時，UEQ＝UBQ＝0。4.

BTL電路

輸入電壓的正半周：＋VCC→T1→

RL→T4→地輸入電壓的負半周：＋VCC→T2→

RL→T3→地①是雙端輸入、雙端輸出形式，輸入信號、負