《模拟电子技术》期末总复习

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1、模拟电子技术 期末总复习抓住基本概念基本知识和基本分析 方法； 注重知识的综合应用。总要求：半导体器件基础1.1半导体特性掺杂可改变和控制半导体的电阻率 温度可改变和控制半导体的电阻率 光照可改变和控制半导体的电阻1.2 本征半 导体 排列整齐、纯净的半导体称为本征半导体 。 两种载流子（电子、空穴），成对出现。 在电场作用下，载流子作定向运动形成漂 移电流。半导体器件基础1.3杂质半导体 （1）N型半导体（本征半导体5价元素）电子为多数载流子，空穴为少数载流子 （2） P型半导体（本征半导体3价元素）电子为少数载流子，空穴为多数载流子 1.4载流子的扩散与漂移运动扩散运动是由于载流子浓度差产

2、生的。扩散运动形成扩散电流漂移运动在电场作用下产生的。漂移运动 形成漂移电流。2.1PN结 形成过程：扩散扩散、漂移扩散漂移半导体器件基础导通电压 硅（Si）:锗（Ge）： 2.2 PN结伏安特性（3） PN结电流方程：（2）加反向电压：扩散漂移，（耗尽层变窄 ） 正向电流半导体器件基础2.3 PN结反向击穿特性 （1）电击穿（可逆）雪崩击穿发生在掺杂浓度较低、反压较 高（6V）的PN结中。齐纳击穿发生在掺杂浓度较高、反压不 太高（UCEO,BUEBO,B （3）集电极最大允许耗散功率PCM：实际使用时Pc108 ） （4）噪声低，以JFET噪声最低 （5）正常工作条件下，D、S极可互换使用。

3、双极型电路的基本单元电路5.2构成放大器原则 （1）晶体管正向运用（基极、发射极做输入） （2）要有直流通路 （要有合理的偏置：发射结正偏 ，集电结反偏） （2）要有交流通路（待放大信号有效的加到放大器的 输入，放大后的信号要能顺利取出） 5.3放大电路的分析方法 （1）图解法利用晶体管的伏安特性曲线和外部特性 分析。 （2）等效电路分析法。5.3图解法利用晶体管的伏安特性曲线和外部特性分 析。 （1）根据直流通路列方程，作直流负载线，求Q； （2）根据交流通路列方程，作交流负载线； （3）（4）非线性失真：饱和失真（RB偏小造成的）截止失真（RB偏大造成的）双向失真（Ui过大造成的）双极型电

4、路的基本单元电路5.3放大电路的分析内容 （1）直流（静态）分析画直流通路电路中的电容视为开路 据直流通路求解Q点：IBQ、ICQ、UCEQ （2）交流（动态）分析画交流通路电路中的电容视为短路，直 流电源对地路视为短路 画交流等效电路用模型代替交流通路中 的晶体管。 据交流等效电路求：AU、AI、Ri(Ri)、 RO(Ro)、fL、fH双极型电路的基本单元电路3晶体管模型 （1）h模型（属低、中频模型）h参数等效电路CE组态简化h参数等效电路rbe IbUbeUceIbIc +-双极型电路的基本单元电路h参数的求法hfe= 低频小功率管：rbb100300高频小功率管：rbb几几十双极型电路

5、的基本单元电路6 放大电路频响 （1）频响概念 带宽：AU(jf)从AU随f变化下降到0.707 AU所对应的截频之差 ：BWf=fHfL低频段AU 下降的原因：耦合、旁路电容衰耗作用的影响。影响放大器截频的主要原因频率失真 包括幅度频率失真和相位频率失真，属线性失真高频段AU下降的原因：管子结电容及分布电容分流作用的影响。双极型电路的基本单元电路5.4-5.6CE、CB、CC三种组态放大电路的分析 （1）CE放大电路电压增益：电流增益：输入电阻： 输出电阻：Ri=RB/ rbe +(1+)RE ) 特点：较高的电压增益和 电流增益，居中的输入电 阻和输出电阻。输出与输 入电压反向双极型电路的

6、基本单元电路5.4-5.6CE、CB、CC三种组态放大电路的分析 （2）CC放大电路电压增益：电流增益：输入电阻：输出电阻：Ri=RB/ rbe +(1+)RL ) 特点：较高的电流增益， 电压增益1，很高的输入 电阻，很低的输出电阻。 输出与输入电压同向双极型电路的基本单元电路5.4-5.6CE、CB、CC三种组态放大电路的性能比较类别共射放大电路共集放大电路共基放大电路电压增益AU较大小（1）较大Uo与Ui的相 位关系反相（相差 180o）同相同相最大电流增 益AI较大较大小（1）输入电阻Ri （Ri）中等高阻低阻输出电阻Ro （Ro）中等低阻高阻频响特性较差较好好用途多级放大电路 的中间

7、级输入级、中间缓冲 级、输出级高频或宽带放 大电路及恒流 源电路1MOS管简化的交流小信号模型MOS电路的基本单元电路2MOS管三种组态放大器的特性比较电路组态共源（CS）共漏(CD)共栅(CG)电压增益输入电阻Ri很高很高输出电阻Ro基本特点电压增益高,输 入输出电压反 相,输入电阻高 ,输出电阻主要 取决于RD。电压增益小于1, 但接近于1,输入 输出电压同相, 输入电阻高,输 出电阻低。电压增益高,输 入输出电压同 相,输入电阻低 ,输出电阻主要 取决于RD。性能特点3MOS管恒流源负载 （1）增强型（单管）有源负载（D、G短接）（2）耗尽型 （单管）有源负载 (G、S短接)MOS电路的

8、基本单元电路典型题解析： 共漏共基电路如题图所示，试画出其中频区的微变等效电路， 并推导出AU、Ri及Ro的表达式。解:微变等效电路如图.MOS电路的基本单元电路4.7/5.7多级放大电路 1.对耦合电路的要求各级有合适的直流工作点； 前级输出信号能顺利的传递到后级的输入端。 2.常见的耦合方式（阻容耦合、变压器耦合、直接 耦合、光耦合）及其优缺点。 3.直接耦合放大器的特殊问题及解决方法级间直流电位匹配问题解决方法：电位移动 电路 零点漂移问题解决方法：差分电路双极型电路的基本单元电路4.7/5.7多级放大电路 4.多级放大电路的分析注意(1)前级的输出电压是后一级的输入电压；(2)将后一级

9、的输入电阻作为前一级的负载。（1）多级放大电路的增益：(2)多级放大电路的输入电阻：(3)多级放大电路的输出电阻：Ri=Ri1Ro=Ron晶体管的基本单元电路7 .1电流源电路及基本应用 （1）电流源的主要要求能输出符合要求的直流电流 输出电阻尽可能大 温度稳定性好 受电源电压等因素的影响小 （2）电流源电路的主要应用做直流偏置电路 做有源负载模拟集成电路模拟集成电路1. 差模信号和共模信号的概念差分式放大电路输入输出结构示意图+-vi1+-vi2+-vo1差放vo2+-+ -vid+ -vo差模信号共模信号差模电压增益共模电压增益总输出电压其中差模信号产生的输出共模信号产生的输出共模抑制比反

10、映抑制零漂能力的指标3. 差分放大电路抑制零点漂移的原理双端输出抑制零点漂移是依靠电路、器件的严格对称；单端输出抑制零点漂移是依靠大电阻（REE）的深度负反馈；模拟集成电路7.2 差分放大电路的分析 1.差分放大电路分四种组态单端输入单端输出、双端输入单端输出 单端输入双端输出、双端输入双端输出 2.差分放大电路分析 （1）差放电路的主要性能指标只与输出方式有关，而与输入方 式无关。 （2）双端输出时，差模电压增益就是半边差模等效电路的电压 增益；单端输出时，差模电压增益是半边差模等效电路的电 压增益的一半（RL=时）。 （3）差模输入电阻与输入方式无关，都是半边差模等效电路输 入电阻的2倍；

11、单端输出方式的输出电阻是双端输出方式时 输出电阻的一半。模拟集成电路9.0低频功率放大电路 1.低频功率放大器主要关注的问题 （1）功率：Po=VomIom/2 （2）转换效率： Po/ PDc （3）非线性失真：在大信号下，晶体管、变压器等非线 性元件的特性不能看成线性，而是非线性的，故非线性失真 不可忽略。 （4）晶体管的安全运用：在功放中，晶体管工作时电压 、电流幅度变化大，接近极限运用，故应保证晶体管各电流 、电压及集电极耗散功率不超过规定的极限值。 2.低频功放的工作状态甲类：2；乙类： ,；甲乙类: 2功率放大器3. 乙类低频功放最大交流输出功率： 直流电源供给的最大功率：最大转换

12、效率：单管集电极功耗：选管条件：存在的失真：交越失真。 克服交越失真的方法：工作在甲乙类产生原因：管子低电流区的非线性。功率放大器1反馈的基本概念正、负反馈，交、直流反馈，电压、电流反馈，串、并联反馈。 2反馈放大器的分类及判别方法负反馈放大电路（1） 负反馈类型有四种: 电流串联负反馈 电压串联负反馈 电流并联负反馈 电压并联负反馈2反馈放大器的分类及判别方法负反馈放大电路判断是电流反馈还是电压反馈用输出电压短路法输出电压短路法：令输出电压u0=0,若Xf=0，则为电压反馈；否则为电流反馈。判断是串联反馈还是并联反馈用馈入信号连接方式法馈入信号连接方式法：若反馈信号Xf接至输入端点，则为并联

13、反馈；否则为串联反馈。判断是正反馈还是负反馈用瞬时极性法瞬时极性法：设定信号输入端的瞬时极性，沿反馈回路（A入 A出 B入 B出）标定瞬时极性,若Xf的极性使得净输入信号增 大则为正反馈；否则为负反馈。（2）判别方法3负反馈对放大器性能的影响（1）负反馈可提高增益的稳定性（稳定增益与反馈组态有关） （2）负反馈可展宽频带宽度 （3）负反馈可改善非线性失真（有条件） （4）对输入、输出电阻的影响对输入电阻的影响串联负反馈:Rif=FRi并联负反馈:Rif=Ri/F 对输入电阻的影响电流负反馈:Rof=FRo电压负反馈:Rof= Ro /F稳定输出电流稳定输出电压（5）负反馈对信号源的要求串联负反

14、馈要求压源（RS小）激励。 并联负反馈要求流源（RS大）激励。4反馈放大器的分析方法 1.负反馈放大电路深负反馈条件下的估算（常用）【例】在图5-10所示电路中，引入适当的负反馈，以满足提高 输入电阻和带负载能力的要求。引入该负反馈后，当RB=1k 时，AUf=Uo/Ui=40，试计算Rf的值。解题思路基于提高输入 电阻和带负载能力的要求确 定反馈组态；因为多级放大 电路，其增益很大，可近似 考虑为深度负反馈。解：(1)要提高输入电阻，所以需采用串联反馈；要提高带负载能 力，即减小输出电阻，所以采用电压反馈，综合上述分析，确定 引入电压串联负反馈。（如图）Rf负反馈放大电路由AUf 40 可得

15、，Rf=（40-1）RB =391 k=39k。Rf(2)反馈系数：在深度负反馈条件下：1基本概念 1.运放的基本构成：差动输入级、中间放大级、低阻输 出级、恒流源偏置四部分。 2线性应用及理想模型 线性运用：具有深度负反馈或以负反馈为主。(闭环)非线性运用：（开环）或正反馈 理想模型：集成运放的分析与应用AUd ; Rid ; Ro=0; BW ; 理想运放线性应用时的两大特性：“虚短”：V+V-“虚断”：I+=I- 03基本运算电路反相比例器、同相比例器、减法器、积分器和微分器 要求：（1）熟练掌握基本运算电路的电路结构和输出表 达式；（2）会由输出函数表达式设计最简电路；（3）能由给定电

16、路求出输出表达式。 6.4 比较器单限比较器（含过零比较器） 迟滞比较器集成运放的分析与应用典型题解： 【例】设计一个运放电路，满足下面关系：集成运放的分析与应用解：典型题解： 【例】某运放电路其输出表达式为集成运放的分析与应用解：试画出满足上述关系的原理电路。 满足上述关系的原理电路如图：取则：典型题解： 【例】集成运放的分析与应用运放电路如题图所示，已知电容C初始电压为零，求 输出Uo表达式。 解：典型题解： 【例】求图示电路的输出表达式。集成运放的分析与应用解：直接应用虚短和 虚断的概念求解 。由虚短的概念 可知：U2= UN2 、U1= UN1，所 以有集成运放的分析与应用又由虚断的概念可知： I1= I4= I2由此可导出对