西南交大電子技術(shù)總復(fù)習(xí).ppt

1、二極管的單向?qū)щ娦?1. 二極管加正向電壓（正向偏置，陽極接正、陰極接負(fù) ）時， 二極管處于正向?qū)顟B(tài)，二極管正向電阻較小，正向電流較大。,2. 二極管加反向電壓（反向偏置，陽極接負(fù)、陰極接正 ）時， 二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，二極管反向電阻較大，反向電流很小。,3. 外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?4. 二極管的反向電流受溫度的影響，溫度愈高反向電流愈大。,二極管電路分析舉例,定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài),導(dǎo)通截止,分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位 的高低或所加電壓UD的正負(fù)。,若 V陽 V陰或 UD為正( 正向偏置 )，二極管導(dǎo)通 若 V陽 V陰或 UD

2、為負(fù)( 反向偏置 )，二極管截止,若二極管是理想的，正向?qū)〞r正向管壓降為零，反向截止時二極管相當(dāng)于斷開。,電路如圖，求：UAB,V陽 =6 V V陰 =12 V V陽V陰 二極管導(dǎo)通 若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB = 6V 否則， UAB低于6V一個管壓降，為6.3或6.7V,例1：,取 B 點作參考點，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。,在這里，二極管起鉗位作用。,兩個二極管的陰極接在一起 取 B 點作參考點，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。,V1陽 =6 V，V2陽=0 V，V1陰 = V2陰= 12 V UD1 = 6V，UD2 =12V UD2 UD1 D2

3、優(yōu)先導(dǎo)通， D1截止。 若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB = 0 V,例2:,D1承受反向電壓為6 V,流過 D2 的電流為,求：UAB,在這里， D2 起鉗位作用， D1起隔離作用。,ui 8V，二極管導(dǎo)通，可看作短路 uo = 8V ui 8V，二極管截止，可看作開路 uo = ui,已知： 二極管是理想的，試畫出 uo 波形。,8V,例3：,二極管的用途： 整流、檢波、 限幅、鉗位、開 關(guān)、元件保護、 溫度補償?shù)取?參考點,二極管陰極電位為 8 V,動畫,(2-6),2.3.3 靜態(tài)分析,一、估算法,（1）根據(jù)直流通道估算IB,RB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。,(2-7),（2

4、）根據(jù)直流通道估算UCE、IB,IC,UCE,(2-8),2.3.4 動態(tài)分析,一、三極管的微變等效電路,1. 輸入回路,當(dāng)信號很小時，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。,uBE,對輸入的小交流信號而言，三極管相當(dāng)于電阻rbe。,rbe的量級從幾百歐到幾千歐。,(2-9),2. 輸出回路,所以：,(1) 輸出端相當(dāng)于一個受ib 控制的電流源。,(2) 考慮 uCE對 iC的影響，輸出端還要并聯(lián)一個大電阻rce。,rce的含義,(2-10),rce很大， 一般忽略。,3. 三極管的微變等效電路,c,b,e,(2-11),二、放大電路的微變等效電路,將交流通道中的三極管用微變等效電路代替:,(2-12

5、),三、電壓放大倍數(shù)的計算,特點：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。,(2-13),四、輸入電阻的計算,對于為放大電路提供信號的信號源來說，放大電路是負(fù)載，這個負(fù)載的大小可以用輸入電阻來表示。,電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。,(2-14),五、輸出電阻的計算,對于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號源，可以將它進行戴維南等效，戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。,計算輸出電阻的方法：,(1) 所有電源置零，然后計算電阻（對有受控源的電路不適用）。,(2) 所有獨立電源置零，保留受控源，加壓求流法。,(2-15),所以：,用加壓求流法求輸出電阻：,(2-16)

6、,分壓式偏置電路：,一、靜態(tài)分析,RE射極直流負(fù)反饋電阻,CE 交流旁路電容,(2-17),算法三：,(2-18),可以認(rèn)為與溫度無關(guān)。,似乎I2越大越好，但是RB1、RB2太小，將增加損耗，降低輸入電阻。因此一般取幾十k。,(2-19),二、動態(tài)分析,+EC,uo,(2-20),問題1：如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？,(2-21),去掉 CE 后的交流通路和微變等效電路：,(2-22),用加壓求流法求輸出電阻。,可見，去掉CE后，放大倍數(shù)減小、輸出電阻不變，但輸入電阻增大了。,(2-23),問題2：如果電路如下圖所示，如何分析？,(2-24),靜態(tài)分析：,直流通路,(2-25),動態(tài)分析：,交

7、流通路,(2-26),交流通路：,微變等效電路：,(2-27),問題：Au 和 Aus 的關(guān)系如何？,定義：,(2-28), 2.5 射極輸出器,(2-29),一、靜態(tài)分析,(2-30),二、動態(tài)分析,(2-31),(2-32),1. 電壓放大倍數(shù),(2-33),1.,所以,但是，輸出電流Ie增加了。,2.,輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。,結(jié)論：,(2-34),2. 輸入電阻,輸入電阻較大，作為前一級的負(fù)載，對前一級的放大倍數(shù)影響較小且取得的信號大。,(2-35),3. 輸出電阻,用加壓求流法求輸出電阻。,(2-36),一般：,所以：,射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力

8、強。,所謂帶負(fù)載能力強，是指當(dāng)負(fù)載變化時，放大倍數(shù)基本不變。,(2-37),例：已知射極輸出器的參數(shù)如下：RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，EC=12V,求Au 、 ri和ro 。 設(shè)：RS=1 k， 求：Aus 、 ri和ro 。 3 . RL=1k時，求Au 。,(2-38),RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，EC=12V,(2-39),RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，EC=12V,1. 求Au 、 ri和ro 。,rbe=2.9 k，RS=0,(2-40),2. 設(shè)：RS=1 k， 求：Aus 、 ri和ro,RB

9、=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，EC=12V,rbe=2.9 k，RS=0,(2-41),RL=1k時,3. RL=1k和時，求Au 。,比較：空載時, Au=0.995 RL=5.6k時, Au=0.990 RL=1k時, Au=0.967,RL=時,可見：射極輸出器 帶負(fù)載能力強。,(2-42), 2.6 場效應(yīng)管放大電路,(1) 靜態(tài)：適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點，使場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，場效應(yīng)管的偏置電路相對簡單。,(2) 動態(tài)：能為交流信號提供通路。,組成原則：,分析方法：,(2-43),2.6.1 場效應(yīng)管的微變等效電路,跨導(dǎo),漏極輸出電阻,(2-44),場效應(yīng)管的微變等

10、效電路為：,(2-45),2.6.2 場效應(yīng)管的共源極放大電路,一、靜態(tài)分析,求：UDS和 ID。,設(shè)：UGUGS,則：UGUS,而：IG=0,所以：,(2-46),二、動態(tài)分析,(2-47),ro=RD=10k,(2-48),2.6.3 源極輸出器,一、靜態(tài)分析,USUG,UDS=UDD- US =20-5=15V,(2-49),二、動態(tài)分析,(2-50),輸入電阻 ri,(2-51),輸出電阻 ro,加壓求流法,(2-52),耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦合。,2.7 多級阻容耦合放大電路,耦合：即信號的傳送。,多級放大電路對耦合電路要求：,1. 靜態(tài)：保證各級Q點設(shè)置,

11、2. 動態(tài): 傳送信號。,要求：波形不失真，減少壓降損失。,(2-53),設(shè): 1=2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7 k,2.7.1 典型電路,(2-54),關(guān)鍵:考慮級間影響。,1. 靜態(tài): Q點同單級。,2. 動態(tài)性能:,方法:,ri2 = RL1,2.7.2 性能分析,(2-55),考慮級間影響,1,(2-56),微變等效電路:,(2-57),1. ri = R1 / rbe1 +（ +1)RL1,其中: RL1= RE1/ ri2 = RE1/ R2 / R3 / rbe1=RE1/RL1 = RE1/ri2= 27 / 1.7 1.7k, ri =1000

12、/(2.9+511.7) 82k,2. ro = RC2= 10k,(2-58),3. 中頻電壓放大倍數(shù):,其中：,(2-59),(2-60),多級阻容耦合放大器的特點：,(1) 由于電容的隔直作用，各級放大器的靜態(tài)工作點相互獨立，分別估算。 (2) 前一級的輸出電壓是后一級的輸入電壓。 (3) 后一級的輸入電阻是前一級的交流負(fù)載電阻。 (4) 總電壓放大倍數(shù)=各級放大倍數(shù)的乘積。 (5) 總輸入電阻 ri 即為第一級的輸入電阻ri1 。 (6) 總輸出電阻即為最后一級的輸出電阻。,由上述特點可知，射極輸出器接在多級放大電路的首級可提高輸入電阻；接在末級可減小輸出電阻；接在中間級可起匹配作用，

13、從而改善放大電路的性能。,(2-61),例1：放大電路由下面兩個放大電路組成。已知EC=15V ，R1=100k， R2=33k ，RE1=2.5k，RC=5k，1=60，； RB=570k，RE2=5.6k， 2 =100，RS=20k ，RL=5k,(2-62),求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)Au和Aus。 若信號經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器輸出，求放大倍數(shù)Au、ri和ro 。 若信號經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電路一輸出，求放大倍數(shù)Aus 。,(2-63),ri = R1/ R2/ rbe =1.52 k,(1) 由于RS大，而ri小，致使放大倍數(shù)降低； (2) 放大倍數(shù)與負(fù)載的

14、大小有關(guān)。例： RL=5k 時, Au= - 93；RL=1k 時, Au= - 31 。,求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)Au和Aus。,rbe1=1.62 k， rbe2=2.36 k,(2-64),2. 若信號經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器輸出，求放大倍數(shù)Au 、ri和ro 。,(2-65),(2-66),討論：帶負(fù)載能力。,2. 輸出不接射極輸出器時的帶負(fù)載能力：,RL=5k 時： Au=-93 RL=1k 時： Au=-31,即：當(dāng)RL由5k變?yōu)?k時，放大倍數(shù)降低到原來的92.3%。,放大倍數(shù)降低到原來的30%,RL=5 k時： Au1=-185，Au2=0.99，ri2=173

15、 k,RL=1 k時： Au1=-174 ，Au2=0.97，ri2=76 k,1. 輸出接射極輸出器時的帶負(fù)載能力：,可見輸出級接射極輸出器后，可穩(wěn)定放大倍數(shù)Au。,(2-67),3. 若信號經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電路一輸出，求放大倍數(shù)Aus 。,Au2=-93 ri2=1.52 k,Au1=0.98 ri=101 k,(2-68),輸入不接射極輸出器時：,可見輸入級接射極輸出器后，由于從信號源取的信號增加，從而可提高整個放大電路的放大倍數(shù)Aus。,(2-69),思考題：若首級接射極輸出器、中間級接共射放大電路、末級接射極輸出器，射極輸出器和共射放大電路的參數(shù)同前。求該三級放大電路的

16、放大倍數(shù)Au 、 Aus 、 ri和ro 。,1=100， 2=60， 3=100,(2-70),1=100， 2=60， 3=100,rbe1=2.36 k， rbe2=1.62 k， rbe3=2.36 k,(2-71),(2-72),(2-73),RL=5 k時： ri2=173 k ， Au2=-185，Au3=0.99,RL=1 k時： ri2=76 k ， Au2=-174 ，Au3=0.97,(2-74),RL=5 k時： ri2=173 k ， Au2=-185，Au3=0.99,RL=1 k時： ri2=76 k ， Au2=-174 ，Au3=0.97,，RS=20k，,R

17、L=5 k時：,RL=1 k時：,(2-75),例2：設(shè) gm=3mA/V，=50，rbe = 1.7k,求：總電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。,(2-76),（1）估算各級靜態(tài)工作點: （略）,（2）動態(tài)分析:,微變等效電路,首先計算第二級的輸入電阻： ri2= R3/ R4/ rbe=82/43/1.7=1.7 k,(2-77),第二步：計算各級電壓放大倍數(shù),(2-78),第三步：計算輸入電阻、輸出電阻,ri=R1/R2=3/1=0.75M ,ro=RC=10k ,(2-79),第四步：計算總電壓放大倍數(shù),Au=Au1Au2 =(-4.4) (-147) =647,5.1.4 理想運算放

18、大器及其分析依據(jù),1. 理想運算放大器,Auo ， rid ， ro 0 ， KCMR ,2. 電壓傳輸特性 uo= f (ui),線性區(qū)： uo = Auo(u+ u),非線性區(qū)： u+ u 時， uo = +Uo(sat) u+ u 時， uo = Uo(sat),線性區(qū),理想特性,實際特性,飽和區(qū),O,3. 理想運放工作在線性區(qū)的特點,因為 uo = Auo(u+ u ),所以(1) 差模輸入電壓約等于 0 即 u+= u ,稱“虛短”,(2) 輸入電流約等于 0 即 i+= i 0 ,稱“虛斷”,電壓傳輸特性,Auo越大，運放的 線性范圍越小，必 須加負(fù)反饋才能使 其工作于線性區(qū)。,O,4. 理想運放工作在飽和區(qū)的特點,(1) 輸出只有兩種可能, +Uo(sat) 或Uo(sat),(2) i+= i 0,