《模拟电子技术童诗白课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术童诗白课件（434页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第一章第一章 常用半导体器件常用半导体器件1.1 1.1 半导体基础知识半导体基础知识1.2 1.2 半导体二极管半导体二极管1.3 1.3 双极型晶体管双极型晶体管1.4 1.4 场效应管场效应管模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1.1.熟悉熟悉P P型、型、N N型半导体的基本结构及特性型半导体的基本结构及特性 ；2.2.掌握掌握PNPN结的单向导电性结的单向导电性 。 1. P 1. P型、型、N N型半导体的形成和电结构特点；型半导体的形成和电结构特点； 2. PN2. PN结的正向和反向导电特性结的正向和反向导电特性 。1.1 1.1 半导体基础知识半导体基础知识学习目标：学
2、习目标：学习目标：学习目标：学习重点：学习重点：学习重点：学习重点：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白) 1.1 1.1 半导体基础知识半导体基础知识一、本征半导体一、本征半导体1 1、半导体、半导体纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。 根据材料的导电能力根据材料的导电能力，可以将他们划分为导，可以将他们划分为导体、绝缘体和半导体。体、绝缘体和半导体。典型的半导体是典型的半导体是硅硅SiSi和和锗锗GeGe，它们都是四价元它们都是四价元素素。硅原子硅原子锗原子锗原子下一页上一页章目录硅硅和和锗锗最最外外层层轨轨道道上上的的四个电子称为四个电子
3、称为价电子价电子。晶体结构是指晶体的周期性晶体结构是指晶体的周期性结构。即晶体以其内部结构。即晶体以其内部原子原子、离子离子、分子分子在空间作三维周在空间作三维周期性的规则排列为其最基本期性的规则排列为其最基本的结构特征的结构特征模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)空穴空穴自由自由电子电子2 2、本征半导体的晶体结构、本征半导体的晶体结构+4+4+4+4+4+4+4+4+4（1）共价键共价键：相邻两个原：相邻两个原子共用一对最外层电子（价子共用一对最外层电子（价电子）的组合称为共价键。电子）的组合称为共价键。（2）束缚电子束缚电子：共价键中的：共价键中的价电子受共价键的束缚。价电子受共价键
4、的束缚。（3）自由电子自由电子：共价键中的电子获得一定能量（热能）：共价键中的电子获得一定能量（热能）后，挣脱共价键的束缚（后，挣脱共价键的束缚（本征激发本征激发），形成自由电子。），形成自由电子。（4）空穴空穴：电子挣脱共价键的束缚形成自由电子后，：电子挣脱共价键的束缚形成自由电子后，共价键中留下一个空位，称为空穴。空穴带正电。共价键中留下一个空位，称为空穴。空穴带正电。下一页上一页章目录共价键共价键束缚束缚电子电子模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子运动方向与自由电子运动方向与空穴运动方向相反。空穴运动方向相反。3 3、本征半导体中的两种载流
5、子、本征半导体中的两种载流子自由电子自由电子载流子载流子空穴空穴载流子：能够自由移动的带电粒子。载流子：能够自由移动的带电粒子。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)4 4、本征半导体中载流子的浓度、本征半导体中载流子的浓度本征激发本征激发：半导体在受热：半导体在受热或光照下产生或光照下产生“电子空穴对电子空穴对”的的现象称为本征激发。现象称为本征激发。复合复合：自由电子填补空穴，使两者消失的现象称：自由电子填补空穴，使两者消失的现象称为复合。为复合。 动态平衡动态平衡：在一定温度下，：在一定温度下，本征激发产生的本征激发产生的“电电子空穴对子空穴对”，与复合的，与复合的“电子空穴对电子空穴
6、对”数目相等，达数目相等，达到到动态平衡动态平衡。在一定温度下，在一定温度下，载流子的浓度一定。载流子的浓度一定。下一页上一页章目录+4+4+4+4+4+4+4+4+4模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)下一页上一页章目录本征半导体载流子浓度为：本征半导体载流子浓度为：T=300K时，本征半导体中载流子的浓度比较低，时，本征半导体中载流子的浓度比较低，导电能力差。导电能力差。Si：1.431010cm-3Ge：2.381013cm-3T：热力学温度；：热力学温度；k：玻耳兹曼常数（：玻耳兹曼常数（8.6310-5eV/K）；）；K1：与半导体材料载流子有效质量、有效能级密：与半导体材料载流
7、子有效质量、有效能级密度有关的常量。（度有关的常量。（Si：3.871016cm-3K-3/2，Ge：1.761016cm-3K-3/2）；）；EGO：热力学零度时破坏共价键所需的能量，又称：热力学零度时破坏共价键所需的能量，又称禁带宽度禁带宽度 （Si：1.21eV1.21eV，Ge：0.785eV0.785eV）；）；模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)自由电子自由电子施主离子施主离子电子空穴对电子空穴对自由电子自由电子二、杂质半导体二、杂质半导体1、N型半导体型半导体下一页上一页章目录掺入微量杂质，可使半导体导电性能大大增强。按掺入微量杂质，可使半导体导电性能大大增强。按掺入杂质元素
8、不同，可形成掺入杂质元素不同，可形成N型半导体型半导体和和P型半导体型半导体。在本征半导体中掺入微量五价元素。在本征半导体中掺入微量五价元素。+N型半导体硅原子硅原子多余电子多余电子磷原子磷原子+4+4+4+4+4+4+4+4+5多数载流子多数载流子-自由电子自由电子 少数载流子少数载流子-空穴空穴 模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)受主离子受主离子电子空穴对电子空穴对空穴空穴2、P型半导体型半导体下一页上一页章目录在本征半导体中掺入微量三价元素。在本征半导体中掺入微量三价元素。 P型半导体硅原子硅原子空位空位硼原子硼原子多数载流子多数载流子-空穴空穴 少数载流子少数载流子自由电子自由电
9、子+4+4+4+4+4+4+4+4+3空穴空穴模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1.1.在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与 （a.a.掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。温度）有关。温度）有关。2.2.在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与（a.a.掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。温度）有关。温度）有关。3.3.当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的
10、数量当温度升高时，少子的数量（a.a.减少、减少、减少、减少、b.b.不变、不变、不变、不变、c.c.增多）。增多）。增多）。增多）。a ab bc c4.4.在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，PP型半导体中的电流型半导体中的电流型半导体中的电流型半导体中的电流主要是主要是主要是主要是 ，NN型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是。 （a.a.电子电流、电子电流、电子电流、电子电流、b.b.空穴电流）空穴电流）空穴电流）空穴电流） b ba a模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)三、三、PN结结
11、1、PN结的形成结的形成下一页上一页章目录形成过程：形成过程：P型和型和N型半导体结合型半导体结合扩散运动扩散运动内电场建立内电场建立阻碍扩散运动阻碍扩散运动促使漂移运动促使漂移运动动态平衡动态平衡形成空间电荷区形成空间电荷区PNPN结形成结形成多子浓度差多子浓度差空间电荷区空间电荷区耗尽层耗尽层N区区P区区内电场内电场+自由电子自由电子空穴空穴模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2 2 2 2、PNPNPNPN结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性（1 1 1 1）PNPNPNPN结上加正向电压结上加正向电压结上加正向电压结上加正向电压下一页上一页章目录空间电空间电荷区
12、荷区N区区P区区+内电场内电场外电场外电场外电场将载流外电场将载流子推入空间电荷区，子推入空间电荷区，抵消一部分空间电荷，抵消一部分空间电荷，使空间电荷区变窄，使空间电荷区变窄，削弱内电场；削弱内电场；扩散运动增强，扩散运动增强，漂移运动减弱，平衡被漂移运动减弱，平衡被打破，扩散运动大于漂打破，扩散运动大于漂移运动；移运动；在电源的作用下，扩散运动不断进行，形成正向电在电源的作用下，扩散运动不断进行，形成正向电流，流，PN结处于导通状态。结处于导通状态。I模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2 2 2 2）PNPNPNPN结上加反向电压结上加反向电压结上加反向电压结上加反向电压下一页上一
13、页章目录空间电空间电荷区荷区N区区P区区+内电场内电场外电场外电场外电场与内电场外电场与内电场方向一致，空间电荷区方向一致，空间电荷区变宽，内电场增强；变宽，内电场增强；扩散运动减弱，扩散运动减弱，漂移运动增强，平衡被漂移运动增强，平衡被打破，漂移运动大于扩打破，漂移运动大于扩散运动；散运动；漂移运动是少子的运动，少子浓度小，形成反向电漂移运动是少子的运动，少子浓度小，形成反向电流很小，流很小，PN结处于截止状态。结处于截止状态。IS模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（3 3 3 3）PNPNPNPN结单向导电性结单向导电性结单向导电性结单向导电性3 3、PNPNPNPN结的电流方程结的
14、电流方程结的电流方程结的电流方程下一页上一页章目录PN结加正向电压，结电阻很小，正向电流较大，处结加正向电压，结电阻很小，正向电流较大，处于导通状态；于导通状态；PN结加反向电压，结电阻很大，反向电流结加反向电压，结电阻很大，反向电流很小，处于截止状态；很小，处于截止状态；其中：其中：IS：反向饱和电流；反向饱和电流；q：电子电量；：电子电量；k：玻耳兹曼常数；：玻耳兹曼常数；T：热力学温度：热力学温度.令：令：则：则：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)4 4、PNPNPNPN结的伏安特性结的伏安特性结的伏安特性结的伏安特性下一页上一页章目录uiOU(BR)（1 1）正向特性）正向特性）
15、正向特性）正向特性（2 2）反向特性）反向特性）反向特性）反向特性当当uUT 时，时，当当a、b、当反向电压超过一定数值当反向电压超过一定数值U(BR)后，反向电流急剧增加，后，反向电流急剧增加，称之为称之为反向击穿。反向击穿。齐纳击穿齐纳击穿:雪崩击穿雪崩击穿:较高反向电压在较高反向电压在PN结空间电荷区形成一个结空间电荷区形成一个强强电场电场，直接破坏共价键形成，直接破坏共价键形成“电子空穴对电子空穴对”，使得电流急剧增大；，使得电流急剧增大；电子及空穴与晶体原子发生电子及空穴与晶体原子发生碰撞碰撞，使共价键，使共价键中电子激发形成自由电子空穴对。中电子激发形成自由电子空穴对。模拟电子技术
16、模拟电子技术(童诗白童诗白)5 5、PNPNPNPN结的电容效应结的电容效应结的电容效应结的电容效应模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)5 5、PNPNPNPN结的电容效应结的电容效应结的电容效应结的电容效应模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1.2半导体二极管半导体二极管1.1.了解二极管的结构和类型了解二极管的结构和类型 2.2.掌握二极管的伏安特性掌握二极管的伏安特性3.3.熟悉二极管的使用方法熟悉二极管的使用方法 4.了解发光二极管和光电二极管的性能、使用方法了解发光二极管和光电二极管的性能、使用方
17、法5.熟悉稳压管的工作原理及使用方法熟悉稳压管的工作原理及使用方法 1.1.二极管的伏安特性二极管的伏安特性2.2.二极管的主要二极管的主要参数参数 3.3.稳压管的性能、主要参数稳压管的性能、主要参数 学习目标：学习目标：学习目标：学习目标：学习重点：学习重点：学习重点：学习重点：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)点接触型二极管是由一根很细的金属触丝（如三价元素铝）和点接触型二极管是由一根很细的金属触丝（如三价元素铝）和一块半导体（如锗）的表面接触，然后在正方向通过很大的瞬一块半导体（如锗）的表面接触，然后在正方向通过很大的瞬时电流，使触丝和半导体牢固地熔接在一起，三价金属与锗结时电流
18、，使触丝和半导体牢固地熔接在一起，三价金属与锗结合构成合构成PN结，并做出相应的电极引线，外加管壳密封而成。结，并做出相应的电极引线，外加管壳密封而成。由于点接触型二极管金属丝很细，形成的由于点接触型二极管金属丝很细，形成的PN结面积很小，所以结面积很小，所以极间电容很小，同时，也不能承受高的反向电压和大的电流。这极间电容很小，同时，也不能承受高的反向电压和大的电流。这种类型的管子适于做高频检波和脉冲数字电路里的开关元件，也种类型的管子适于做高频检波和脉冲数字电路里的开关元件，也可用来作小电流整流。如可用来作小电流整流。如2AP1是点接触型锗二极管，最大整流是点接触型锗二极管，最大整流电流为电
19、流为16mA，最高工作频率为，最高工作频率为150MHz。金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳( a ) 点接触型点接触型1.2 半导体二极管半导体二极管一、常见结构一、常见结构模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1.2 半导体二极管半导体二极管阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P型硅型硅N型硅型硅( c )平面型平面型铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线( b )面接触型面接触型二极管的符号二极管的符号阴极阴极阳极阳极( d ) 符号符号D(b)(b)面接触型面接触型面接
20、触型面接触型(c)(c)平面型平面型平面型平面型平面型二极平面型二极管是集成电管是集成电路中常见的路中常见的一种形式一种形式。面接触型二极管的结构如图（面接触型二极管的结构如图（b）所）所示。由于这种二极管的示。由于这种二极管的PN结面积大，结面积大，可承受较大的电流，但极间电容也可承受较大的电流，但极间电容也大。这类器件适用于整流，而不宜大。这类器件适用于整流，而不宜用于高频电路中。如用于高频电路中。如2CP1为面接触为面接触型硅二极管，最大整流电流为型硅二极管，最大整流电流为400mA，最高工作频率只有，最高工作频率只有3kHz。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二二、伏安特性伏安特
21、性1 1、正向导通、正向导通硅：硅：0.5V锗：锗：0.1V导通压降导通压降反向饱和电流反向饱和电流死死区区电电压压击穿电压击穿电压UBR锗锗伏安特性曲线开启电压：开启电压：Uon导通电压：导通电压：硅：硅：0.7V锗：锗：0.2V2 2、反向截止、反向截止反向饱和电流反向饱和电流IS反向击穿电压反向击穿电压U（BR）3 3、温度的影响、温度的影响正向特性：正向特性：T上升上升，正向压降下降，正向压降下降22.5mV，曲，曲线左移；线左移；反向特性：反向特性：T上升上升，IS 增加一倍，曲线下移。增加一倍，曲线下移。二极管是非线性元件二极管是非线性元件模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)三
22、、主要参数三、主要参数1、最大整流电流、最大整流电流IF 2、最高反向工作电压、最高反向工作电压UR3、反向电流、反向电流IR 4、最高工作频率、最高工作频率fM 二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。电流过大，结温太高而烧坏二极管。电流过大，结温太高而烧坏二极管。二极管工作时，允许外加的最大反向电压。超过此二极管工作时，允许外加的最大反向电压。超过此值，二极管可能击穿。值，二极管可能击穿。二极管未击穿时的反向电流。二极管未击穿时的反向电流。IR 越小，二极管的越小，二极管的单向导电性越好。单向导电性越好。二极管工作的上限频率。二极管工作的
23、上限频率。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)四、二极管的等效电路四、二极管的等效电路1 1、折线等效电路折线等效电路二极管伏安特性具有非线性，分析电路时，常用线二极管伏安特性具有非线性，分析电路时，常用线性元件所构成的电路等效代替。性元件所构成的电路等效代替。（1）理想二极管模型：正向导通压降为）理想二极管模型：正向导通压降为零，反向截止电流为零。零，反向截止电流为零。ui模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)uiUon（2）正向导通压降为常数（硅管）正向导通压降为常数（硅管0.7V；锗管；锗管0.2V），），反向截止电流为零；反向截止电流为零；uiUon模拟电子技术模拟电子技术(童诗
24、白童诗白)RV（1）两种等效电路：两种等效电路：（2）2 2、微变等效电路微变等效电路在在Q点附近加上一个点附近加上一个微小微小变变化的量，则可用化的量，则可用Q点为切点的直点为切点的直线近似微小变化时的曲线。线近似微小变化时的曲线。(动态电阻动态电阻)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)+-VDR幅值由幅值由rd与与R分压决定分压决定模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题1 1： 试求输出电压试求输出电压uo。5V0VuoR12VD1D2解：解：两个二极管存在优先两个二极管存在优先导通现象。导通现象。D2导通，导通，D1截止。截止。?模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题
25、例题2 2： 试画出电压试画出电压uo的波形。的波形。uo+-RuiUREF+-D0-4V4VuitUREFuotUREF解：解： （1）uiUREF时，时，（2）uiUREF时，时，模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)五、稳压二极管五、稳压二极管1 1、伏安特性、伏安特性uiUZIZminDZ符号：符号：反向特性：反向特性：当当I IZmin时，电压变化量很小，时，电压变化量很小，模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、主要参数、主要参数rZ越小，稳压效果越好；越小，稳压效果越好；（2）稳定电流）稳定电流IZ（IZmin）：电流小于此值时稳压效）：电流小于此值时稳压效果不好；果不好；
26、uiUZIZminIZM（3）额定功耗）额定功耗PZM：PZM=UZ IZM ；（4）动态电阻）动态电阻rZ：（1）稳压值）稳压值UZ；（5）温度系数）温度系数：IZM-最大稳定电流最大稳定电流温度每变化温度每变化1度稳压值的度稳压值的变化量。变化量。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)当当稳稳压压二二极极管管工工作作在在反反向向击击穿穿状状态态下下, ,工工作作电电流流I IZ Z在在I IZMZM和和I Izminzmin之之间间变变化化时时, ,其其两两端端电电压压近近似似为为常常数数，所所以以稳稳压压电电路路中中必必须须串串联联一一个个电电阻阻来来限限制制电电流流，从而保证稳压管正
27、常工作。从而保证稳压管正常工作。UIDZIRIZILRLRUZ+-保证稳压管有稳保证稳压管有稳压效果必须：压效果必须：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)六、其它类型二极管六、其它类型二极管1、发光二极管、发光二极管具有单向导电性；加正向电压时导通就发光。具有单向导电性；加正向电压时导通就发光。导通时电压比普通二极管大。电流越大，发光导通时电压比普通二极管大。电流越大，发光越强。注意不要超过极限参数。越强。注意不要超过极限参数。发光的颜色取决于所用材料。发光的颜色取决于所用材料。2、光电二极管、光电二极管（自学）（自学）发光二极管符号发光二极管符号模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)用
28、万用表用万用表R*100或或R*1K档，任意测量二极管的两根引档，任意测量二极管的两根引线，如果量出的电阻只有几百欧姆（正向电阻），则黑表线，如果量出的电阻只有几百欧姆（正向电阻），则黑表笔（即万用表内电池正极）所接引线为正极，红表笔（即笔（即万用表内电池正极）所接引线为正极，红表笔（即万用表内电源负极）所接引线为负极。万用表内电源负极）所接引线为负极。用万用表判断二级管正负极：用万用表判断二级管正负极：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1.了解三极管的基本结构，熟悉其放大原理；了解三极管的基本结构，熟悉其放大原理； 2.掌握三极管电流分配关系，熟悉其输入、输出特性。掌握三极管电流分配关
29、系，熟悉其输入、输出特性。1.3 1.3 晶体三极管晶体三极管学习目标：学习目标：1.三极管的电流分配关系和放大原理；三极管的电流分配关系和放大原理；2.三极管的输出特性曲线和基本参数。三极管的输出特性曲线和基本参数。学习重点：学习重点：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)一、晶体管的结构及类型一、晶体管的结构及类型晶体三极管又称双极晶体三极管又称双极型晶体管、半导体三型晶体管、半导体三极管、三极管等。极管、三极管等。发射区发射区集电区集电区基区基区三极管的结构特点三极管的结构特点:（1）发射区的掺杂）发射区的掺杂浓度集电区掺浓度集电区掺杂浓度。杂浓度。（2）基区要制造得）基区要制造得很薄
30、且浓度很低。很薄且浓度很低。半导体三极管由半导体三极管由两个两个PNPN 结结构成。类型构成。类型: :NPN NPN 型和型和PNPPNP 型。型。c集电极集电极e发射极发射极b基极基极NNPNPN型晶体管结构型晶体管结构集电结集电结(Jc)发射结发射结(Je)集电极集电极模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)PPNPNP型晶体管结构型晶体管结构ecbNNPNPN型晶体管结构型晶体管结构ecbNPN型晶体管符号型晶体管符号PNP型晶体管符号型晶体管符号模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、电流分配与放大原理二、电流分配与放大原理1、内部载流子的运动规律内部载流子的运动规律以以NPN管
31、共射放大电路为例管共射放大电路为例EcEB放大状态：放大状态：发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（1）发射区向基区扩散自由电子）发射区向基区扩散自由电子EBRBRCEC发射结正偏，多数载流发射结正偏，多数载流子（自由电子）的扩散运子（自由电子）的扩散运动加强；动加强；发射区自由电子不断扩发射区自由电子不断扩散到基区形成电流散到基区形成电流IEN；IEPIEIEN基区空穴扩散到发射区基区空穴扩散到发射区形成电流形成电流IEP；发射极电流：发射极电流：IEIEP+IEN ；发射结发射结(Je)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)EBRBRCE
32、CIEPIEIEN（2）自由电子在基区扩散和复合）自由电子在基区扩散和复合发射结自由电子浓度很发射结自由电子浓度很高，继续向集电结方向扩散；高，继续向集电结方向扩散；IBN扩散到基区的自由电子，扩散到基区的自由电子，一部分被电源一部分被电源EB拉走，形拉走，形成电流成电流IBN；模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)集电结集电结EBRBRCECIEPIEIENIBN（3）集电区收集从发射区扩散过来的自由电子）集电区收集从发射区扩散过来的自由电子发射区扩散到基区并到集电发射区扩散到基区并到集电结边缘的自由电子继续运动结边缘的自由电子继续运动到集电区，形成电流到集电区，形成电流ICN ；集电结反
33、偏，内电场被加集电结反偏，内电场被加强，漂移运动加强，少数强，漂移运动加强，少数载流子的运动形成电流载流子的运动形成电流ICBO ，是构成，是构成IB 与与IC 的一的一小部分。小部分。ICNICICBOIB模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)EBRBRCECIEPIEIENIBNICNICICBOIB2、电流分配关系电流分配关系模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)+uiEB+uIRBRCEC3、晶体管的共射电流放大系数晶体管的共射电流放大系数静态（直流）：当静态（直流）：当ui为零时，为零时，uI=EB；动态（交流）：动态（交流）：（1）令）令ui0，即静态，即静态定义共射直流电流放
34、大系数：定义共射直流电流放大系数：ICEO：穿透电流。：穿透电流。+uiEB+uIRBRCECICIB模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)+uiEB+uIRBRCEC（2）令）令ui0，即动态，即动态定义共射交流电流放定义共射交流电流放大系数：大系数： iC iB+uiEB+uIRBRCEC模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)+uiEe+uIReRCECiBiCiE4、共基电流放大系数共基电流放大系数定义共基直流电流放大定义共基直流电流放大系数：系数：定义共基交流电流放大系数：定义共基交流电流放大系数：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)三、晶体管的共射特性曲线三、晶体管的共射特性
35、曲线1、输入特性曲线输入特性曲线测量电路测量电路ICIBRBEBECRCVVAmA+UCE +UBE模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2）UCE增大，曲线右移；增大，曲线右移；UCE越大，从发射区扩散到基越大，从发射区扩散到基区的自由电子被区的自由电子被VB拉走的数量拉走的数量越少，故要获得同样的越少，故要获得同样的iB，就，就需加大需加大uBE；（3）当）当UCE1V时，输入特性曲线重合；时，输入特性曲线重合；（1） UCE0 时，相当于两个时，相当于两个PN结并联。曲线与结并联。曲线与PN结伏安特结伏安特性相似；性相似；模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、输出特性曲线输出特
36、性曲线uCE/ViC/mAIB=0IB=20AIB=40AIB=60A截止区截止区放放饱和区饱和区工作状态：工作状态：工作状态：工作状态：放大、截止和饱和状态三种工作状态放大、截止和饱和状态三种工作状态（1）放大区（线性区）放大区（线性区）：）：iC与与uCE无关，几乎仅仅受无关，几乎仅仅受iB控制，控制，IC= IB， ic= iB，发射结正偏，集电结反发射结正偏，集电结反偏偏。iC=f(uCE)IB=常数常数大大区区模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)uCE/ViC/mAIB=0IB=20AIB=40AIB=60A截止区截止区放大区放大区饱和区饱和区（2）截止区：）截止区：IB0曲线以
37、曲线以下，可靠截止下，可靠截止uBE 0V；发发射结反偏，集电结反偏射结反偏，集电结反偏。模拟电路：放大区模拟电路：放大区数字电路：截止和饱和区数字电路：截止和饱和区（3）饱和区：）饱和区：uBE=0.7V(si)，且，且UCEUBE，发射结正发射结正偏，集电结正偏偏，集电结正偏。iB的变化对的变化对iC影响很小，不成正比，影响很小，不成正比， IC0uGS排斥排斥SiO2附近的空穴，剩附近的空穴，剩下不能移动的离子，形成耗尽下不能移动的离子，形成耗尽层；层；衬底的自由电子吸引到耗尽层与绝缘层之间，形成一个衬底的自由电子吸引到耗尽层与绝缘层之间，形成一个N型薄层，即反型层，也是型薄层，即反型层
38、，也是ds之间的导电沟道；之间的导电沟道；随着随着uGS增大，增大，开启电压开启电压UGS(th)：刚刚形成反型层的：刚刚形成反型层的uGS电压。电压。SDG模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)+NNP型衬底型衬底uDSuGSuGSU GS (th)，uDS0由于有导电沟道，会产由于有导电沟道，会产生漏极电流生漏极电流iD；iD导电沟道存在电位梯度，导电沟道存在电位梯度，导电沟道不均匀，沿着导电沟道不均匀，沿着sd方向逐渐变窄；方向逐渐变窄；当当uDS=UGS UGS(th)时，导电沟道出现预夹断；时，导电沟道出现预夹断；当当uDS较大，较大，uDSUGS UGS(th)时，导电沟道出现夹
39、断；时，导电沟道出现夹断；此时，此时，iD的大小与的大小与uDS无关，由无关，由uGS决定，恒流区。决定，恒流区。当当uDS较小，较小，uDSUGS UGS(th)时时,uDS增大增大,iD也增大也增大,可变电阻区；可变电阻区；SDG模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（3 3）特性曲线与电流方程）特性曲线与电流方程输出特性曲线输出特性曲线uGS1=UGS(th)iD(mA)uDS(V)uGS5uGS4uGS3uGS2可可变变电电阻阻区区恒流区恒流区夹断区夹断区预夹断轨迹预夹断轨迹i iD D=f f ( (u uDSDS)对应不同的对应不同的U UGSGS下得一簇曲线下得一簇曲线夹断区夹
40、断区夹断区夹断区恒流区恒流区恒流区恒流区可变电阻区可变电阻区可变电阻区可变电阻区输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线（分三个区域）（分三个区域）（分三个区域）（分三个区域）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)输出特性曲线输出特性曲线（分三个区域）夹断区：夹断区：uGS109欧。欧。uGS1=UGS(th)iD(mA)uDS(V)uGS5uGS4uGS3uGS2夹断区夹断区模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)输出特性曲线输出特性曲线（分三个区域）uGS1=UGS(th)iD(mA)uDS(V)uGS5uGS4uGS3uGS2恒流区：恒流区：uDSUGS UGS(th)导电沟道
41、出现夹断，导电沟道出现夹断，iD取决于取决于uGS ，而与，而与uDS无关无关；恒流区恒流区模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)输出特性曲线输出特性曲线（分三个区域） 可变电阻区：可变电阻区：导电沟道未夹断前，导电沟道未夹断前，对应不同的，对应不同的uGS，ds 间可等效不同的电阻；间可等效不同的电阻；uDSUGS UGS(th)uGS1=UGS(th)iD(mA)uDS(V)uGS5uGS4uGS3uGS2可可变变电电阻阻区区模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)转移特性曲线转移特性曲线与电流方程与电流方程UGS(th)2UGS(th)IDOuGSiD转移特性曲线转移特性曲线:电流方程
42、电流方程:IDO：uGS2UGS(th) 时的时的iD。恒流区：恒流区：恒流区：恒流区： i iD D 基本上由基本上由基本上由基本上由u uGSGS决定，与决定，与决定，与决定，与U UDSDS 关系不大关系不大关系不大关系不大uGS1=UGS(th)iD(mA)uDS(V)uGS5uGS4uGS3uGS2恒流区恒流区转移特性曲线转移特性曲线输出特性曲线输出特性曲线模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)总结：总结：N N沟道增强型沟道增强型导电沟道是导电沟道是N型，所以衬底是型，所以衬底是P型。型。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2 2、N N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSMOS管管在
43、在G的下方，在的下方，在Si O2中掺入大量的正离子，中掺入大量的正离子，即使即使uGS0，也会吸引，也会吸引P中的电子形成沟道。中的电子形成沟道。-gs+NdbN+ +P型衬底型衬底uGSuDSiD 想让沟道消失，必须想让沟道消失，必须加足够负电压。加足够负电压。 夹断电压夹断电压UGS(off)：反型：反型层消失时的层消失时的uGS，为负值。，为负值。sgdb符号：符号： N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管管的的uGS可以为正，也可以为可以为正，也可以为负负。iD模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3 3、P P沟道增强型沟道增强型导电沟道是导电沟道是P型，所以衬底是型，所以衬底是N型型。
44、P沟道沟道MOS的工作原理与的工作原理与N沟道沟道MOS完全相同，只完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同不过导电的载流子不同，供电电压极性不同，电流方向，电流方向不同不同而已。而已。iD模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)4 4、P P沟道耗尽型沟道耗尽型5、VMOS管（自学）管（自学）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、结型场效应管二、结型场效应管1 1、结构结构( (以以N沟道为例沟道为例) )NP+P+三个电极：三个电极：g：栅极：栅极d：漏极：漏极s：源极：源极两个两个PN结夹着一个结夹着一个N型沟道。型沟道。g 栅极栅极d 漏极漏极s源极源极N N沟道沟道P
45、 P沟道沟道符号：符号：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1 1、工作原理工作原理N沟道结型场效应管正常工作，应在沟道结型场效应管正常工作，应在uGS0，形成漏极电流，形成漏极电流iD。（1 1）uGS对沟道的控制作用对沟道的控制作用耗尽层耗尽层NP+P+sdg当当uGS到一定值时到一定值时，沟，沟道会完全合拢。道会完全合拢。uGS=UGS(off)夹夹断电压。断电压。在栅源间加负电压在栅源间加负电压uGS ，令，令uDS=0当当uGS=0时，导电沟道最时，导电沟道最宽。宽。当当uGS时，沟道电阻增时，沟道电阻增大。大。 VGG（uGS）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2 2）
46、当）当uGS为为0UGS(off)中某一值，中某一值，uDS对对iD的影响的影响NP+P+dgs VGG（uGS） VDD（uDS）iD当当uDS=0时，时，iD=0。当当uDS0且较小时，从且较小时，从ds电位依次减小，即电位依次减小，即耗尽层承受的反向电压耗尽层承受的反向电压由由ds逐渐减小，故宽逐渐减小，故宽度也沿着度也沿着ds方向逐渐方向逐渐变窄。变窄。uDSiD当当uDS=uGS uGS(off)，即，即uGD=UGS(off)时，漏极的耗尽时，漏极的耗尽层出现预夹断。层出现预夹断。uDSuGSuGD模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)NP+P+dgs VGG（uGS） VDD（
47、uDS）iD当当uDSuGS uGS(off)，即即uGDUGS(off)时，漏极的耗尽层夹时，漏极的耗尽层夹断层加长。断层加长。uDS增大，电流增大，电流iD基本不变。基本不变。（3 3）当）当uGDUGS(off)时，时，uGS对对i iD的控制作用的控制作用当当uGDUGS(off)时，当时，当uDS为常量时，为常量时，uGS的大小影响的大小影响iD的大小，也就是说，可以通过的大小，也就是说，可以通过改变改变uGS控制控制iD的大小的大小。随随uDS的加大，的加大，uGD越来越负。越来越负。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)场效应管是场效应管是电压控制元件电压控制元件，用，用gm（
48、低频跨导）来（低频跨导）来描述动态的栅源电压对漏极电流的控制作用：描述动态的栅源电压对漏极电流的控制作用：N N沟道沟道结型结型场效应管场效应管小结：小结：（1）当）当uDSuGSuGS(off)时，导电沟道出现夹断，时，导电沟道出现夹断，iD取决于取决于uGS ，而与，而与uDS无关无关。（4）uGS0,PN 结反偏，结反偏，iG 0。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、结型场效应管的特性曲线结型场效应管的特性曲线（1 1）输出特性曲线输出特性曲线可可变变电电阻阻区区恒流区恒流区击穿区击穿区夹断区夹断区iD(mA)uDS(V)uGS0VuGS1VuGS2VuGS3VuGS4V预夹断轨
49、迹预夹断轨迹可变电阻区：导电沟道未可变电阻区：导电沟道未夹断前，夹断前，uDS与与iD线性关系，线性关系，对应不同的对应不同的uGS，ds 间可间可等效不同的电阻；等效不同的电阻；恒流区：导电沟道出现夹恒流区：导电沟道出现夹断，断，iD取决于取决于uGS ，而与，而与uDS无关无关；预夹断轨迹：预夹断轨迹：uDSuGSuGS(off)夹断区：夹断区：uGSUGS(off)时，导电沟道完全被夹断，时，导电沟道完全被夹断，iD0。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2）转移特性曲线转移特性曲线iD(mA)uDS(V)uGS0VuGS1VuGS2VuGS3VuGS4V0-3-12iD(mA)u
50、GS（V）1-4-243UGS（off）IDSS恒流区的转移特恒流区的转移特性曲线近似一条性曲线近似一条 IDSS：饱和漏电流。：饱和漏电流。uGS=0时，时，产生预夹断后的漏极电流；产生预夹断后的漏极电流；1.151.16模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)三、场效应管的主要参数三、场效应管的主要参数1、直流参数直流参数（1）开启电压开启电压UGS(th)： 增强型增强型MOS管的参数管的参数（2）夹断电压夹断电压UGS(off)：结型场效应管和耗尽型结型场效应管和耗尽型MOS管的参数管的参数（3）饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS：耗尽型管，在耗尽型管，在UGS0时产生预时产生预夹断后的
51、漏极电流夹断后的漏极电流P 49图图1.4.13场效应管的符号及特性场效应管的符号及特性模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、交流参数交流参数（4）直流输入电阻直流输入电阻RGS(DC):栅源电压与栅极电流之比。结型管大于栅源电压与栅极电流之比。结型管大于107，MOS 管大于管大于109。（1）低频跨导低频跨导gm：表示表示uGS对对iD控制作用的强弱控制作用的强弱uGS1=UGS(th)iD(mA)uDS(V)uGS5uGS4uGS3uGS2iDuGSuGSiDiDuGS某点切线某点切线斜率斜率模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、极限参数极限参数（2）极间电容极间电容：场效应
52、管的三个极之间均存在极间电容。高频电路中，场效应管的三个极之间均存在极间电容。高频电路中，考虑极间电容的影响。管子的最高工作频率考虑极间电容的影响。管子的最高工作频率fM是综合考是综合考虑了三个电容的影响而确定的工作频率的上限值。虑了三个电容的影响而确定的工作频率的上限值。（1）最大漏极电流最大漏极电流IDM：管子正常工作时漏极电流的上限值。管子正常工作时漏极电流的上限值。（2）击穿电压击穿电压：U (BR)DS：管子进入恒流区后，使管子进入恒流区后，使iD骤然增大的骤然增大的uDS。U (BR)GS：结型管：使栅极与沟道间结型管：使栅极与沟道间PN结反向击穿的结反向击穿的uGS。MOS管：使
53、绝缘层击穿的管：使绝缘层击穿的uGS。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（3）最大耗散功率最大耗散功率PDM： PDM决定管子允许的温升。决定管子允许的温升。PDM确定后，可在管子确定后，可在管子的输出特性曲线上画出临界最大功耗线，再根据由的输出特性曲线上画出临界最大功耗线，再根据由IDM和和U(BR)DS可得到管子的安全工作区。可得到管子的安全工作区。四、四、MOS管使用注意事项管使用注意事项2 2、在在使使用用场场效效应应管管时时，要要注注意意漏漏源源电电压压、漏漏源源电电流流及耗散功率等，不要超过规定的最大允许值。及耗散功率等，不要超过规定的最大允许值。1 1、保存、保存MOS管应
54、使三个电极短接，避免栅极悬空；管应使三个电极短接，避免栅极悬空；模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)MOSMOS场效应管的输入阻抗非常高，这本来是它的优点，但在使场效应管的输入阻抗非常高，这本来是它的优点，但在使用上却带来新的问题用上却带来新的问题 由于输入阻抗高，当带电荷物体一旦靠近栅极时，在栅极感应由于输入阻抗高，当带电荷物体一旦靠近栅极时，在栅极感应出来的电荷就很难通过这个电阻泄放掉，电荷的累积造成了电压的出来的电荷就很难通过这个电阻泄放掉，电荷的累积造成了电压的升高，尤其是在极间电容比较小的情况本下，少量的电荷就会产生升高，尤其是在极间电容比较小的情况本下，少量的电荷就会产生较高的
55、电压，以至管子还没使用或者在焊接时就已经击穿或者出现较高的电压，以至管子还没使用或者在焊接时就已经击穿或者出现指标下降的现象，特别是指标下降的现象，特别是MOSMOS管，其绝缘层很薄，更易击穿损坏。管，其绝缘层很薄，更易击穿损坏。保存保存MOSMOS管应使三个电极短接，避免栅极悬管应使三个电极短接，避免栅极悬空空模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)易受静电影响易受静电影响不受静电影响不受静电影响静电影响静电影响较小较小较大较大噪声噪声电压输入电压输入电流输入电流输入输入量输入量电压控制电流源电压控制电流源电流控制电流源电流控制电流源控制控制 多子参与导电多子参与导电多子与少子同时参与多子与
56、少子同时参与导电导电导电载流子导电载流子 单极型场效应管单极型场效应管双极型三极管双极型三极管几十到几千欧几十到几千欧输入电阻输入电阻几兆欧以上几兆欧以上三个电极三个电极发射极与集电极不能互发射极与集电极不能互换使用换使用漏极与源极可以互换使漏极与源极可以互换使用用五、场效应管与晶体管的比较五、场效应管与晶体管的比较模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)晶体管噪声晶体管噪声在晶体管内，载流子的不规则运动引起不规则变化的电流起伏，因而产生不规则变化的电压起伏，这种不规则变化的电流和电压形成晶体管的噪声。晶体管噪声是晶体管的重要参数。晶体管按工作原理可分为两大类，一类是双极型晶体管；另一类是单极
57、型晶体管,即场效应晶体管（FET）。双极型晶体管的噪声按物理来源通常分为四类：热噪声、散粒噪声、配分噪声和1/f噪声。热噪声热噪声晶体管的基区或各项电阻上载流子的不规则热运动产生的电流起伏，即为热噪声。由于热噪声频谱是均匀分布的，又称为白噪声。散粒噪声散粒噪声晶体管中少数载流子通过发射极基极结注入到基区时,少数载流子的数目和速度都有起伏,引起通过结的电流的微小变化。同时，少数载流子在基区内的不规则运动，包括所产生的复合过程也将引起电流起伏，这些都属于晶体管的散粒噪声。散粒噪声与频率无关。配分噪声配分噪声在晶体管基区中，发射极电流的一部分变为集电极电流，另一部分变为基极电流，有一个由空穴电子复合
58、作用而定的电流分配系数。复合现象本身同样受到热起伏效应的影响，因此分配系数不是恒定的。它的微小变化也会引起集电极电流的起伏，这就是晶体管的配分噪声。参考资料：参考资料：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1/f噪声噪声在晶体管噪声频谱(图)中，低频时噪声急剧上升,呈1/fn关系。随工艺条件、表面处理和环境气氛等的不同，n取12之间,故常称为1/f噪声。低频噪声产生的原因和机理很复杂,尚待深入研究。噪声系数噪声系数晶体管的噪声系数有多种定义方法。常用输入信噪比与输出信噪比的相对比值作为晶体管的噪声系数,即。噪声系数通常以分贝为单位来表示。降低晶体管噪声的主要途径是提高截止频率和降低基区电阻。
59、场效应晶体管噪声场效应晶体管噪声FET的噪声源一般有三项:热噪声、感应栅噪声和1/f噪声。FET的热噪声主要来源于沟道电阻、栅电阻和源串联电阻。感应栅噪声是因为沿沟道的噪声电压起伏通过电容耦合到栅极上感应出的电荷变化而出现的噪声电流。由于沟道的热噪声和感应栅噪声都是由相同的噪声电压在沟道中引起的，因而它们之间有部分相关性。FET噪声频谱与双极型晶体管类似。减小FET噪声的主要途径是提高跨导,减小栅电容和降低寄生电阻RS和Rg值。由于由于FET是多数载流子器件是多数载流子器件,从原理上讲，比双极型晶体管工作频率高，噪声从原理上讲，比双极型晶体管工作频率高，噪声系数低。系数低。模拟电子技术模拟电子
60、技术(童诗白童诗白)第二章第二章基本放大电路基本放大电路2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标放大的概念和放大电路的主要性能指标一、放大的概念一、放大的概念放大的概念放大的概念放大的概念放大的概念: :将微弱的电信号（电压或电流）放大成将微弱的电信号（电压或电流）放大成较大较大较大较大的电信的电信号。放大的对象为变化量。号。放大的对象为变化量。放大的实质放大的实质放大的实质放大的实质: :能量的控制与转换。能量的控制与转换。用小能量的信号通过三极管用小能量的信号通过三极管用小能量的信号通过三极管用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能的电流控制作用，将放
61、大电路中直流电源的能量转化成交流能的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。量输出。量输出。量输出。对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求 ：1.1.要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数( (电压、电流、功率电压、电流、功率电压、电流、功率电压、电流、功率) )。2.2.尽可能小的波形失真尽可能小的波形失真尽可能小的波形失真尽可能小的波形失真( (不失真不失真:输出量和输入量始终保持线输出量和输入量始终保持线性关系）性关系）。另外还有输入电阻、
62、输出电阻、通频带等其它技术指标。另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。 本章主要讨论电压放大电路。本章主要讨论电压放大电路。本章主要讨论电压放大电路。本章主要讨论电压放大电路。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、放大电路的性能指标二、放大电路的性能指标放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻Ri、输出电阻、输出电阻Ro。同一个的放大电路，在幅值相同但频率不同的同一个的放大电路，在幅值相同但频率不同的下，下，也会不同。也会不同。信号源由信号源由和内阻和内阻RS串联组成，串联组成，是
63、放大电路的输入电压；是放大电路的输入电压；是放大电路的输出电压。是放大电路的输出电压。放大电路不包放大电路不包括负载电阻括负载电阻1.示意图示意图输入电流输入电流输出电流输出电流模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)放大倍数放大倍数输入电阻：从放大电路输入端看进去的等效电阻。输入电阻：从放大电路输入端看进去的等效电阻。2.放大电路的性能指标：放大电路的性能指标：放大倍数是直接衡量放大电路放大能力的重要指标，其放大倍数是直接衡量放大电路放大能力的重要指标，其值为输出量与输入量之比。值为输出量与输入量之比。电压放大倍数：电压放大倍数：电流放大倍数：电流放大倍数：互阻放大倍数：互阻放大倍数：互导放
64、大倍数：互导放大倍数：重点重点放大电路是信号源的负载。放大电路是信号源的负载。Ri越大，加到放大电路的输越大，加到放大电路的输入电压入电压越大，信号电压越大，信号电压在内阻上的损失越小。在内阻上的损失越小。放大电路放大电路信号源信号源模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)输出电阻输出电阻任何放大电路从输出端向左看都可以等效任何放大电路从输出端向左看都可以等效成一个有内阻的电压源，其中的内阻称为成一个有内阻的电压源，其中的内阻称为输出输出电阻电阻Ro。Ro可以从放大电路本身来计算，也可以从放大电路本身来计算，也可以通过实验室测量出可以通过实验室测量出Uo，U o和和RL由下式由下式计算：计算：
65、输出电阻输出电阻Ro越小，负载电阻越小，负载电阻RL变化时，变化时，Uo的变化越小，放大的变化越小，放大电路的带负载能力越强。电路的带负载能力越强。在多级放大电路中：在多级放大电路中：后一级放大电路是前一级的负载，即放大电路后一级放大电路是前一级的负载，即放大电路的的Ri2是放大是放大电路电路的负载电阻。而前一级放大电路是后一级的信号源，即放的负载电阻。而前一级放大电路是后一级的信号源，即放大电路大电路是放大电路是放大电路的信号源，其内阻为的信号源，其内阻为Ro1。放大电路放大电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)通频带通频带非线性失真系数非线性失真系数通频带用于衡量放通频带用于衡量放大
66、电路对不同频率信号大电路对不同频率信号的放大能力。的放大能力。二极管、三极管和场效应管是非线性元件，若输入信号幅值二极管、三极管和场效应管是非线性元件，若输入信号幅值太大，经过放大电路后输出电压会产生非线性失真。太大，经过放大电路后输出电压会产生非线性失真。输出波形输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比称为非线性失真系数中的谐波成分总量与基波成分之比称为非线性失真系数D。设基波幅值为设基波幅值为A1、谐波幅值为、谐波幅值为A2、A3、，则，则中频放大倍数中频放大倍数放大倍数的模随频率变化的曲线放大倍数的模随频率变化的曲线模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)最大不失真输出电压最大不失真输出电
67、压最大输出功率与效率最大输出功率与效率当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。出电压。实测时，需定义非线性失真系数实测时，需定义非线性失真系数D的额定值，输出的额定值，输出波形的非线性失真系数刚刚达到额定值时的输出电压即为最波形的非线性失真系数刚刚达到额定值时的输出电压即为最大不失真输出电压。一般用有效值大不失真输出电压。一般用有效值Uom表示。表示。在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率称为最大输出功率称为最大输出功率Pom。此时此时,输出电压达到最大不失真输出输
68、出电压达到最大不失真输出电压。电压。直流电源能量的利用率称为效率直流电源能量的利用率称为效率，其值为最大输出功率其值为最大输出功率Pom与电源消耗功率与电源消耗功率PV之比。之比。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2.2基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理一、基本共射放大电路的组成及各元件的作用一、基本共射放大电路的组成及各元件的作用晶体管晶体管晶体管晶体管T T-放大元件放大元件放大元件放大元件, , , , i iC C= = i iB B。要保证发射结正偏要保证发射结正偏要保证发射结正偏要保证发射结正偏, , , ,集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏, , ,
69、 , 使晶体管工作在放大区使晶体管工作在放大区使晶体管工作在放大区使晶体管工作在放大区 。基极电源基极电源基极电源基极电源V VBBBB与基极电阻与基极电阻与基极电阻与基极电阻R Rb b-使使使使发射结发射结发射结发射结 处处处处于正偏，并提供大小适当的基于正偏，并提供大小适当的基于正偏，并提供大小适当的基于正偏，并提供大小适当的基极电流。极电流。极电流。极电流。共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2.2基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理一、基本共射放大电路的组成及各元件的作用一、基本共射放大电路的组成及各
70、元件的作用集电极电源集电极电源集电极电源集电极电源V VCC CC -为电路提供能为电路提供能为电路提供能为电路提供能量。并保证集电结反偏。量。并保证集电结反偏。量。并保证集电结反偏。量。并保证集电结反偏。集电极电阻集电极电阻集电极电阻集电极电阻R RC C-将变化的电流将变化的电流将变化的电流将变化的电流转变为变化的电压。转变为变化的电压。转变为变化的电压。转变为变化的电压。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)当当ui=0时，只有直流分量时，只有直流分量IB、IC、IE、UBE、UCE。(静态静态)IBICUCEIEUBEUBEIBICuBEtOiBtOiCtOuCEtOUCE模拟电子技
71、术模拟电子技术(童诗白童诗白)iBiCuCEiEuBE有输入信号有输入信号有输入信号有输入信号( (ui0)时，不管电压，还是电流，都会有交流时，不管电压，还是电流，都会有交流分量和直流分量，且交流分量是叠加在直流分量上面的。分量和直流分量，且交流分量是叠加在直流分量上面的。UBEIB？ uCE = VCC iC RC ICuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCE模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、设置静态工作点的必要性二、设置静态工作点的必要性1、静态工作点（、静态工作点（Q）：）：求求IBQ、ICQ、IEQ、UBEQ、UCEQ。IBQICQUCEQUBEQ由由由由KVL:
72、 KVL: V VBB BB = = I IBQ BQ R Rb b+ + U UBEQBEQ由由由由KVL: KVL: U UCC CC = = I ICQ CQ R RC C+ + U UCEQCEQ所以所以所以所以 U UCEQ CEQ = = V VCC CC I ICQ CQ R RC C 列方程求解静态工列方程求解静态工作点的方法叫作点的方法叫估算估算法法。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)iCuCEOiBuBEO结论：结论： 无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的无输入信号电压时，三极管各电极
73、都是恒定的 电压和电流电压和电流电压和电流电压和电流: : : :I IB B、U UBEBE和和和和 I IC C、U UCECE 。 ( ( ( (I IB B、U UBEBE) ) ) ) 和和和和( ( ( (I IC C、U UCECE) ) ) )分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点。QIBUBEQUCEIC模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、设置静态工作点的必要性、设置静态工作点的必要性如果没有
74、静态电流电压：如果没有静态电流电压：（1）静态时，）静态时，IB=0、IC=0、UCE=VCC，管子处于截止状态。管子处于截止状态。（2）动态时，如果输入信号足）动态时，如果输入信号足够大够大,正半周时正半周时,管子导通管子导通,负半周管负半周管子截止，输出波形失真。子截止，输出波形失真。如果输入信号不够大，管子如果输入信号不够大，管子始终处于截止状态。始终处于截止状态。所以，要使放大电路正常工作，要设置静态工作点，所以，要使放大电路正常工作，要设置静态工作点，这样才可能使管子在整个周期内都处于放大状态这样才可能使管子在整个周期内都处于放大状态。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)三、放大
75、电路的工作原理及波形分析三、放大电路的工作原理及波形分析UBEIBICuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotOiBiCuCEuBEuBE=UBE+ubeiB=IBQ+ibiC=ICQ+ic = iB uCE=UCE+uce uCE= VCC iC RC uce=uo模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)结论：结论： (1) (1)加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大 小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了小均发
76、生了变化，都在直流量的基础上叠加了小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了 一个交流量，但方向始终不变。一个交流量，但方向始终不变。一个交流量，但方向始终不变。一个交流量，但方向始终不变。+集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流分量交流分量动态分析动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析静态分析模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)结论：结论： (2) (2)若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大， 即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放
77、大作用。即电路具有电压放大作用。(3) (3) 输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差180180， 即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。uitOuotO模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)(1) (1) 晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集 电结反偏。电结反偏。电结反偏。电结反偏。(2) (2) 正确设置静态工作点，使
78、晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大 区。区。区。区。(3) (3) 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电 流。流。流。流。(4) (4) 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的 集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦
79、合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。四、放大电路的组成原则四、放大电路的组成原则1 1、组成原则、组成原则 uCE= VCC iC RC 模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、常见的两种共射放大电路、常见的两种共射放大电路直接耦合共射放大电路直接耦合共射放大电路无负载时的无负载时的静态工作点静态工作点：（令（令）（思考：为什么（思考：为什么Rb1不可缺少？）不可缺少？）接接负载时的负载时的静态工作点静态工作点：单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射
80、放大电路C1、C2为耦合电容（电解为耦合电容（电解电容，容量大）：对直流信电容，容量大）：对直流信号相当于开路；对交流信号号相当于开路；对交流信号相当于短路相当于短路。+VCCRbRCT+ UBEUCEICIBIE模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)阻容耦合放大电路带负载与不带负载时的静态工作点是相同的。阻容耦合放大电路带负载与不带负载时的静态工作点是相同的。当当UBEUCC时，时，+VCCRbRCT+ UBEUCEICIB由由由由KVL: KVL: V VCCCC=I IBQBQR Rb b+ + U UBEQBEQ由由由由KVL: KVL: V VCCCC=I ICQCQR RC C+
81、 + U UCEQCEQ所以所以所以所以 U UCEQCEQ=U UCCCC I ICQCQR RC C 求静态工作点求静态工作点：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2.3放大电路的分析方法放大电路的分析方法一、直流通路和交流通路一、直流通路和交流通路分析任务：静态工作点分析（求分析任务：静态工作点分析（求Q：IBQ、ICQ、UCEQ）动态参数分析（求动态参数分析（求、Ri、Ro）直流通路：直流通路：直流通路：直流通路：无信号时直流电流无信号时直流电流无信号时直流电流无信号时直流电流流经流经的通路。的通路。的通路。的通路。 用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。用来
82、计算静态工作点。电容视为开路，电容视为开路，电感视为短路。信号源用短路代替，但电感视为短路。信号源用短路代替，但内阻要保留。内阻要保留。交流通路：交流通路：交流通路：交流通路：有信号时有信号时有信号时有信号时交流电流流经的通路。交流电流流经的通路。 用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、 输出电阻等动态参数输出电阻等动态参数输出电阻等动态参数输出电阻等动态参数。大容量的电容视大容量的电容视为短路，直流电源（为短路，直流电源（VCC）用短路代替。）用短路代替。幻幻11，18，19模拟电子技术模拟电子技术(童
83、诗白童诗白)直接耦合共射放大电路的直流通路和交流通路直接耦合共射放大电路的直流通路和交流通路直流通路直流通路交流通路交流通路us信信号号源源us=0VCC=0模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2 2）阻容耦合共射放大电路的直流通路和交流通路）阻容耦合共射放大电路的直流通路和交流通路直流通路直流通路交流通路交流通路C断路断路us=0C短路短路VCC=0模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、图解法二、图解法作图求解静态工作点的方法叫作图求解静态工作点的方法叫图解法图解法。iBiCuCEuBE1、由图解法求静态工作点、由图解法求静态工作点思考：直流负载线方程怎么得来？思考：直流负载线方
84、程怎么得来？直流通路直流通路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)iBiCuCEuBE直流负载线直流负载线模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、由图解法求电压放大倍数、由图解法求电压放大倍数加入输入信号加入输入信号uI， 模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、波形非线性失真的分析、波形非线性失真的分析截止失真截止失真当当Q点过低点过低时，时，ib在负半周会出现失真，在负半周会出现失真，ic也会出现负半周失真，也会出现负半周失真，uce（uO）正半周失真）正半周失真。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)饱和失真饱和失真当当Q点过高点过高时时，ib不会出现失真，但不会出现失真，但
85、Q点过高进入饱和点过高进入饱和区区ic会出现正半周失真，会出现正半周失真，uce（uO）负半周失真）负半周失真。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)4、交流负载线、交流负载线阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路交流通路交流通路icuce交流负载线交流负载线方程方程模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)带负载后，最大不失真输出电压带负载后，最大不失真输出电压变小。变小。不带负载时不带负载时最大不失真输出电压最大不失真输出电压Uom的求法的求法: :阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路直流负载线直流负载线带负载时带负载时最大不失真输出电压最大不失真输出电压Uom的求法的求法: :模拟
86、电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)三、等效电路法：三、等效电路法：1、估算法求静态工作点（前已述，此略）、估算法求静态工作点（前已述，此略）对晶体管模型用线性电路来表示，然后应用求解线对晶体管模型用线性电路来表示，然后应用求解线性电路的方法来进行分析计算。性电路的方法来进行分析计算。（2）直接耦合放大电路：）直接耦合放大电路：交流负载线与直流负载线相同。交流负载线与直流负载线相同。5、图解法的适用范围、图解法的适用范围分析分析Q点位置，分析最大不失真输出电压等。点位置，分析最大不失真输出电压等。2、微变等效电路法求动态参数、微变等效电路法求动态参数1）晶体管的）晶体管的h参数交流小信号模型（
87、微变等效电路）参数交流小信号模型（微变等效电路）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1）晶体管的）晶体管的h参数交流小信号模型（微变等效电路）参数交流小信号模型（微变等效电路）采用采用h参数微变等效电路的条件：输入信号幅度很参数微变等效电路的条件：输入信号幅度很小，把晶体管看成是一个线性双端口网络。小，把晶体管看成是一个线性双端口网络。输入特性：输入特性：输出特性：输出特性：求全微分：求全微分：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)h参数的物理意义及求解方法：参数的物理意义及求解方法：等效动态电阻等效动态电阻输入曲线基本重合输入曲线基本重合小小大大
88、模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)小小大大模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)简化的简化的h参数等效模型参数等效模型（微变等效电路）（微变等效电路）：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)rbe的求法：的求法：基区体电阻，几十几百欧姆基区体电阻，几十几百欧姆晶体管的晶体管的微变等效电路微变等效电路：适用于信号较小的情况，适用于信号较小的情况，以及信号低频的情况。以及信号低频的情况。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2）微变等效电路法分析共射放大电路的动态参数）微变等效电路法分析共射放大电路的动态参数（2）输入电阻）输入电阻（1）电压放大倍数）电压放大倍数微变等效电路微变等效电
89、路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（3）输出电阻）输出电阻那么那么因为因为令信号源电压令信号源电压，保留内阻，保留内阻，断开负载电阻，然后在输出端加断开负载电阻，然后在输出端加一正弦信号一正弦信号，产生，产生，则输出电阻为：则输出电阻为：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题1已知已知求：求：（1）静态工作点；）静态工作点；（2）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)解：解：（1）求静态工作点：）求静态工作点：直流通路直流通路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2）动态分析）动态分析微变等效电路微变等效电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题2 已知：已知
90、：求：（求：（1）（2）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)解：解：（1）先求静态工作点：）先求静态工作点：直流通路直流通路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2）微变等效电路微变等效电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2.4放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定一、工作点稳定的必要性一、工作点稳定的必要性1、引起工作点变化的原因。（主要是温度）、引起工作点变化的原因。（主要是温度）TIBICEOIC工作点向饱和区移动工作点向饱和区移动（T，工作点向截止区移动），工作点向截止区移动）2、解决思路：设法在、解决思路：设法在时，使外加的时，使外加的模拟电子技术模拟电子技
91、术(童诗白童诗白)3、解决办法：、解决办法：二、典型的静态工作点稳定电路二、典型的静态工作点稳定电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1、电路分析、电路分析设设,则则基极电位几乎仅取决于基极电位几乎仅取决于Rb1与与Rb2对对VCC的分压的分压,而与环境温度无关。而与环境温度无关。（2）Re的作用的作用(1)基极电位基极电位UBQ引入直流负反馈来稳定静态工作点，引入直流负反馈来稳定静态工作点，Re为负反馈电阻。为负反馈电阻。T（oC）IC（IE）UE（因为（因为UBQ基本不变）基本不变）IBUBEIC模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、静态工作点的估算、静态工作点的估算（a）（）
92、（b）两个电路的直流）两个电路的直流通路是一样的。通路是一样的。（推导过程见书（推导过程见书第第106页）页）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、动态参数的估算、动态参数的估算（1）无旁路电容的阻容耦合电路）无旁路电容的阻容耦合电路发射极电阻发射极电阻Re会会降低电压放大倍数，降低电压放大倍数，所以在电阻所以在电阻Re两端两端加一旁路电容加一旁路电容Ce。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2）具有旁路电容的阻容耦合电路）具有旁路电容的阻容耦合电路动态参数计算：动态参数计算：旁路电容旁路电容Ce容量很大，对交容量很大，对交流来说可视为短路。流来说可视为短路。模拟电子技术模拟电子技
93、术(童诗白童诗白)三、稳定静态工作点的措施三、稳定静态工作点的措施1、利用二极管的反向特性进行温度补偿的电路、利用二极管的反向特性进行温度补偿的电路T（0C）ICIRIBIC前面介绍的电路是引入直流负反馈来稳定静态工作点。下面介绍前面介绍的电路是引入直流负反馈来稳定静态工作点。下面介绍的电路用温度补偿来稳定静态工作点。的电路用温度补偿来稳定静态工作点。IR二极管反向电流二极管反向电流模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、利用二极管的正向特性进行温度补偿的电路、利用二极管的正向特性进行温度补偿的电路T（0C）ICUDUBICUEUBE（T升高，二极管内升高，二极管内电流基本不变）电流基本不
94、变）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2.5晶体管单管放大电路的三种接法晶体管单管放大电路的三种接法一、基本共集放大电路（电压跟随器、射极跟随器）一、基本共集放大电路（电压跟随器、射极跟随器）共射、共集、共基：可以从交流通路的角度考虑共射、共集、共基：可以从交流通路的角度考虑是哪种接法。是哪种接法。静态：晶体管工作在放大状态：静态：晶体管工作在放大状态：发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。1、电路组成、电路组成动态：基极输入，发射极输出动态：基极输入，发射极输出模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)IBQIEQ直流通路直流通路交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路模拟电子
95、技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、静态工作点的计算、静态工作点的计算输入回路：输入回路：IBQIEQ直流通路直流通路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、动态参数计算、动态参数计算无电压放大作用，但有电流放大作用。无电压放大作用，但有电流放大作用。当当时，时，Au1，电压跟随器。，电压跟随器。交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)输入电阻大。从信号源索取的电流小。输入电阻大。从信号源索取的电流小。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)输出电阻小，带负载能力强。输出电阻小，带负载能力强。总结：总结：Au1，Ri很大，很大，R0很小，常用作多级放
96、大电路的输入级和很小，常用作多级放大电路的输入级和输出级；也可以用它连接两电路，使它的高输入阻抗与前级电路输出级；也可以用它连接两电路，使它的高输入阻抗与前级电路的高输出阻抗匹配；低输出阻抗与后级的低输入阻抗相匹配，起的高输出阻抗匹配；低输出阻抗与后级的低输入阻抗相匹配，起到缓冲作用，减少了前后级之间的影响。到缓冲作用，减少了前后级之间的影响。令令断开负载电阻，然后在输出端加断开负载电阻，然后在输出端加一正弦信号一正弦信号，产生，产生模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)微变等效电路微变等效电路例题：例题：交流通路交流通路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1、静态工作点的计算：、静态工
97、作点的计算：2、动态参数计算、动态参数计算模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、基本共基放大电路二、基本共基放大电路1、静态工作点计算、静态工作点计算模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、动态参数计算、动态参数计算电路特点：电路特点：与共射相同，输入电阻比共射小，与共射相同，输入电阻比共射小，输出电阻与共射相同。无电流放大作用。输出电阻与共射相同。无电流放大作用。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2.6晶体管基本放大电路的派生电路晶体管基本放大电路的派生电路一、复合管放大电路一、复合管放大电路1、复合管的组成及其电流放大系数、复合管的组
98、成及其电流放大系数模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)复合管组成原则：复合管组成原则：1.每只管子的电流有合适的通每只管子的电流有合适的通路，且均工作在放大区；路，且均工作在放大区；2.第一只管子的集电极或发射第一只管子的集电极或发射极接第二只管子的基极。极接第二只管子的基极。3.复合管的类型同第一只管子。复合管的类型同第一只管子。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题（p144习题习题2.18）对这个节点，两对这个节点，两只管子的电流方只管子的电流方向不一样向不一样模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、复合管共射放大电路、复合管共射放大电路微变等效电路微变等效电路模拟电子
99、技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、复合管共集放大电路（自学）、复合管共集放大电路（自学）二、共射二、共射共基放大电路（自学）共基放大电路（自学）三、共集三、共集共基放大电路（自学）共基放大电路（自学）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2.7场效应管放大电路场效应管放大电路一、场效应管放大电路的三种接法一、场效应管放大电路的三种接法（共源、共漏、共栅）（共源、共漏、共栅）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、场效应管放大电路静态工作点的设置方法及分析估二、场效应管放大电路静态工作点的设置方法及分析估算（以共源电路为例）算（以共源电路为例）1、基本共源放大电路、基本共源放大电路（1）
100、用图解法求静态工作点：）用图解法求静态工作点：输入回路：输入回路：输出回路：输出回路：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2）利用管子的转移特性求）利用管子的转移特性求Q结型场效应管和耗尽型绝缘栅结型场效应管和耗尽型绝缘栅型场效应管转移特性：型场效应管转移特性：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、自给偏压电路、自给偏压电路适用于耗尽型和结型场效应管适用于耗尽型和结型场效应管电路电路（a）的）的分析：分析：自给偏压：靠自给偏压：靠源极电阻上的源极电阻上的电压为栅源电压为栅源两极提供一个两极提供一个负偏压。负偏压。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)电路（电路（b）的分析：）的分
101、析：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、分压式偏置电路、分压式偏置电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)三、场效应管放大电路的动态分析三、场效应管放大电路的动态分析1、MOS管的低频小信号模型管的低频小信号模型模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)g模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)gm的求法：的求法：（2）从）从（1）从转移特性上求出）从转移特性上求出Q点的切线的斜率点的切线的斜率(作图作图)求求gm模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、基本共源放大电路的动态分析、基本共源放大电路的动态分析模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、基本共漏放大电路的分析、基本共
102、漏放大电路的分析（1）静态分析）静态分析模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2）动态分析）动态分析模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)第三章第三章多级放大电路多级放大电路3.1多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式一、直接耦合一、直接耦合1、静态工作点的设置、静态工作点的设置直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合T2导通时导通时VB2=0.7V，则，则UCEQ1=0.7V，T1管的静态管的静态工作点接近饱和区。工作点接近饱和区。提高电位提高电位VB2，使，使
103、T1远离饱远离饱和区，可在和区，可在T2发射极接一电发射极接一电阻阻Re2。VB2模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)但这样会降低电压放大倍数但这样会降低电压放大倍数可用二极管代替可用二极管代替Re2，VB21.4V。（动态时二极管等效。（动态时二极管等效成一个小电阻。）成一个小电阻。）VB2VB2模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)电阻电阻R的作用是使稳压管工的作用是使稳压管工作在稳压的范围里。作在稳压的范围里。（动态（动态时稳压管等效成一个小电阻。时稳压管等效成一个小电阻。）或者可用稳压管代替或者可用稳压管代替Re2模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)NPN管的集电极电位总比基
104、管的集电极电位总比基极高，经过几级放大后，输极高，经过几级放大后，输出电位不断升高，甚至越来出电位不断升高，甚至越来越接近电源电压。电源电压越接近电源电压。电源电压Vcc是一定的，级数越多，是一定的，级数越多，后级静态工作点越难以设置。后级静态工作点越难以设置。可使用可使用NPN型和型和PNP型混合使用的方法解决这个问题。型混合使用的方法解决这个问题。Uo=Rc2/Re2Vcc (Uo+UEB2)只要适当选取电阻只要适当选取电阻Rc2和和Re2，就，就能使能使Uo0时，时，T1管导通，管导通，T2管截止，管截止，u0=ui；（画电流走向）；（画电流走向）uifL时，时，当当f=fL时，时，当当
105、ffL时，时，当当f=fL时，时，当当ffL时，时，表明，表明f每下降每下降10倍，增倍，增益下降益下降20dB，即对数幅频特性在此区间可等效成斜率为（，即对数幅频特性在此区间可等效成斜率为（20dB/十倍频）的直线。十倍频）的直线。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)当当ffH时，时，表明，表明f每上升每上升10倍，倍，增益下降增益下降20dB，即对数幅频特性在此区间可等效成斜率为，即对数幅频特性在此区间可等效成斜率为（ 20dB/十倍频）的直线。十倍频）的直线。低通电路的波特图低通电路的波特图模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)结论结论（1）电路的截止频率决定于电容所在回路的时间常
106、数）电路的截止频率决定于电容所在回路的时间常数；（2）当信号频率等于下限频率）当信号频率等于下限频率fL或上限频率或上限频率fH时，放大电路时，放大电路的增益下降的增益下降3dB，且产生，且产生+45或或-45相移；相移；（3）近似分析中，可以用折线化的）近似分析中，可以用折线化的近似近似波特图表示放大电路波特图表示放大电路的频率特性。的频率特性。低通低通高通高通模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)电路图电路图电压放大倍数电压放大倍数幅频特性（波特图）幅频特性（波特图）截止频率截止频率备注：一个电容，产生一个拐点，备注：一个电容，产生一个拐点，20dB/十倍频的斜率。十倍频的斜率。模拟电子
107、技术模拟电子技术(童诗白童诗白)一、晶体管的混合一、晶体管的混合模型模型1、完整的混合、完整的混合模型模型rc和和re分别是集电区和发射区的体电阻，数值比较小，常忽略分别是集电区和发射区的体电阻，数值比较小，常忽略不计。不计。C为集电结电容，为集电结电容，C为发射结电容。为发射结电容。为集电结电阻，为集电结电阻，为基区体电阻，为基区体电阻，为发射结电阻，为发射结电阻，根据半导体物理的分析，根据半导体物理的分析，与与成线性关系，与频率无关。成线性关系，与频率无关。gm为为跨导，是一个常数，表明跨导，是一个常数，表明对对的控制关系，的控制关系，5.2晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型模型模型
108、晶体管结构示意图晶体管结构示意图模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)模型模型2、简化的混合、简化的混合模型模型通常情况下，通常情况下，rce远大于远大于c-e间接的负载电阻，间接的负载电阻，也远大于也远大于C的容抗，因而可认为的容抗，因而可认为rce和和开路。开路。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)密勒定理：密勒定理：12N12NZZZ(a)原电路(b)等效变换后的电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、简化的混合、简化的混合模型模型将将C单向化：单向化：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)的容抗的容抗远大于集电极的总负载电远大于集电极的总负载电阻，阻，的电流可忽略不计。
109、的电流可忽略不计。简化的混合简化的混合模型：模型：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、混合、混合模型的主要参数模型的主要参数二、晶体管电流放大倍数的频率响应二、晶体管电流放大倍数的频率响应f在高频时，若在高频时，若幅值保持不变幅值保持不变f的幅值下降，相移增大的幅值下降，相移增大的幅值下降，相移增大的幅值下降，相移增大高频时，频率变化时高频时，频率变化时与与的关系是频率的函数也随着变化，的关系是频率的函数也随着变化，电流放大系数不是常量，是频率的函数。电流放大系数不是常量，是频率的函数。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1、电流放大系数的幅频特性和相频特性、电流放大系数的幅频特性
110、和相频特性电流放大系数的定义：电流放大系数的定义：在在c-e间无动态电压，即间无动态电压，即c-e间短路。间短路。的频率响应与低通电路相似，的频率响应与低通电路相似，f为为的截止频率，称为的截止频率，称为共射共射截止频率截止频率。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、的波特图的波特图fT-特征频率特征频率(P35)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)计算放大电路的静态电流计算放大电路的静态电流，模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、共基截止频率、共基截止频率f可以根据前面推导的公式（可以根据前面推导的公式（5.2.1）（）（5.2.2）来求）来求C的值。的值。模拟电子技术模拟电
111、子技术(童诗白童诗白)5.3场效应管的高频等效模型场效应管的高频等效模型rgs和和rds阻值很大，可认为开路。阻值很大，可认为开路。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)5.4单管放大电路的频率响应单管放大电路的频率响应一、单管共射放大电路的频率响应一、单管共射放大电路的频率响应信号传输途径：信号传输途径：在高频段：在高频段：C可以忽略，可以忽略，在低频段：在低频段：可以忽略，可以忽略，在中频段：在中频段：，两个电容都可以忽略。，两个电容都可以忽略。耦合电耦合电容，大容，大极间电极间电容，小容，小5.4.1单管单管共射共射放大电路的频率响应放大电路的频率响应模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童
112、诗白)1、中频电压放大倍数、中频电压放大倍数模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、低频电压放大倍数、低频电压放大倍数0模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、高频电压放大倍数、高频电压放大倍数模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)4、完整的频率响应、完整的频率响应（单管共射单管共射）上限截止频率和下限截止频率均可以表示为上限截止频率和下限截止频率均可以表示为，分别是分别是极间电容极间电容和耦合电容和耦合电容C所在回路的时间常数，其值为从电容所在回路的时间常数，其值为从电容两端向外看的总等效电阻与相应的电容之积。两端向外看的总等效电阻与相应的电
113、容之积。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、单管共源放大电路的频率响应（自学）二、单管共源放大电路的频率响应（自学）三、放大电路频率响应的改善和增益带宽积三、放大电路频率响应的改善和增益带宽积改善放大电路的低频特性，就需降低下限截止频率，一般改善放大电路的低频特性，就需降低下限截止频率，一般在信号频率很低的使用场合，考虑采用直接耦合，使在信号频率很低的使用场合，考虑采用直接耦合，使fL=0；改；改善放大电路的高频特性，就需提高上限截止频率。善放大电路的高频特性，就需提高上限截止频率。fH的提高与的提高与的增大是相互矛盾的，综合考虑两个指标，引入：的增大是相互矛盾的，综合考虑两个指标，引
114、入：增益带宽积：增益带宽积：当管子选定后，当管子选定后，和和就确定下来，增益带宽积也确定就确定下来，增益带宽积也确定下来。下来。增增益益带带宽宽模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)电路图电路图电压放大倍数电压放大倍数幅频特性（波特图）幅频特性（波特图）截止频率截止频率模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)5.5多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应一、多级放大电路频率特性的定性分析一、多级放大电路频率特性的定性分析n级放大电路的放大倍数：级放大电路的放大倍数：对数幅频特性和相频特性表达式为：对数幅频特性和相频特性表达式为：例例两级放大电路：两级放大电路：单级的幅频特性为：单级的幅频
115、特性为：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)设两级放大电路的两个单级具有相同的频率特性，两级的幅频特性设两级放大电路的两个单级具有相同的频率特性，两级的幅频特性为：为：说明增益下降了说明增益下降了6dB。同样，当同样，当f=fH1时，增益下降了时，增益下降了6dB。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、截止频率的估算二、截止频率的估算1、下限截止频率、下限截止频率两级放大电路的通频带比组成两级放大电路的通频带比组成它的单级放大电路要它的单级放大电路要窄窄。对于一个对于一个n级放大电路：级放大电路：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)当当f=fL时，时，由于由于fLk/fL小于小于
116、1，可将高次项忽略：，可将高次项忽略：加上修正系数：加上修正系数：2、上限截止频率、上限截止频率模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)当当f=fH时，时，加上修正系数：加上修正系数：在多级放大电路中，若某级的下限频率远高于其他各级的下在多级放大电路中，若某级的下限频率远高于其他各级的下限频率，则可认为整个电路的下限频率就是该级的下限频率；若限频率，则可认为整个电路的下限频率就是该级的下限频率；若某级的上限频率远低于其他各级的上限频率，则可认为整个电路某级的上限频率远低于其他各级的上限频率，则可认为整个电路的上限频率就是该级的上限频率。各级截止频率差不多时用上面的上限频率就是该级的上限频率。各
117、级截止频率差不多时用上面推导的公式求整个电路的截止频率。推导的公式求整个电路的截止频率。由于由于fH/fHk小于小于1，可将高次项忽略：，可将高次项忽略：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题1：求出图示电路中求出图示电路中C1C2Ce所确定的下限频率的表达式及所确定的下限频率的表达式及电路上限频率的表达式。电路上限频率的表达式。解：在考虑某一电容对频率响应的影响时，应将其他电容作理想解：在考虑某一电容对频率响应的影响时，应将其他电容作理想化处理。化处理。1、C1对低频特性的影响对低频特性的影响模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、C2对低频特性的影响对低频特性的影响3、Ce对
118、低频特性的影响对低频特性的影响4、对高频特性的影响对高频特性的影响模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题2：已知某电路的各级均为共射放大电路，其对数幅频特性已知某电路的各级均为共射放大电路，其对数幅频特性如图所示。试求解下限、上限频率如图所示。试求解下限、上限频率fL和和fH，以及电压放大，以及电压放大倍数倍数。解：（解：（1）频率特性曲线的低频）频率特性曲线的低频段只有一个拐点，且低频段的段只有一个拐点，且低频段的曲线斜率为曲线斜率为20dB/十倍频，说明十倍频，说明影响低频特性的只有一个电容，影响低频特性的只有一个电容，电路的下限频率为电路的下限频率为10Hz（2）频率特性曲线的
119、高频段只有一个拐点，说明电路每一级）频率特性曲线的高频段只有一个拐点，说明电路每一级的上限频率为的上限频率为2105Hz，且高频段曲线斜率为，且高频段曲线斜率为-60dB/十倍频，十倍频，说明影响高频特性的有三个电容，即电路为三级电路。说明影响高频特性的有三个电容，即电路为三级电路。（3）电压放大倍数）电压放大倍数例题例题2：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)5.3已知某共射放大已知某共射放大电路的波特路的波特图如如图P5.3所示，所示，试写写出出的表达式。的表达式。解：解：观察波特图可知，观察波特图可知，中频电压增益为中频电压增益为40dB，即中频放大倍数为，即中频放大倍数为100；下
120、限截止频率为下限截止频率为1Hz和和10Hz，上限截止频率为，上限截止频率为250kHz。故故电路路的表达式的表达式为模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)5.6集成运放的频率响应和频率补偿集成运放的频率响应和频率补偿（自学）（自学）5.7频率响应与阶越响应（自学）频率响应与阶越响应（自学）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)第六章第六章放大电路中的反馈放大电路中的反馈6.1反馈的基本概念及判断方法反馈的基本概念及判断方法一、反馈与反馈通路一、反馈与反馈通路在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用
121、到输入回路，用来影响其输入或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量（放大电路的输入电压或输入电流）的措施称为量（放大电路的输入电压或输入电流）的措施称为反馈反馈。1、输入量、输入量2、反馈量、反馈量3、净输入量：、净输入量：与输入量与输入量和反馈量有关和反馈量有关模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、反馈的形式与判断二、反馈的形式与判断1、正反馈与负反馈正反馈与负反馈若放大电路中存在将输入回路与输出回路相连接的通路，即若放大电路中存在将输入回路与输出回路相连接的通路，即为为反馈通路反馈通路，并由此影响了，并由此影响了放大电路的净输入放大电路的净输入，则表明电路引，则表明电
122、路引入了反馈，否则电路便没有引入反馈。入了反馈，否则电路便没有引入反馈。使放大电路净输入量增大的反馈称为使放大电路净输入量增大的反馈称为正反馈正反馈；使放大电路净；使放大电路净输入量减小的反馈称输入量减小的反馈称负反馈负反馈。判断的方法：判断的方法：瞬时极性法瞬时极性法模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)净输入量净输入量uD=uPuN，反馈信号使，反馈信号使净输入量减小，引入的是负反馈。输出净输入量减小，引入的是负反馈。输出量部分反馈。量部分反馈。净输入量净输入量uD=uPuN，反馈信号使，反馈信号使净输入量增大，引入的是正反馈。净输入量增大，引入的是正反馈。净输入量净输入量iN=iIiF
123、，反馈信号使净，反馈信号使净输入量减小，引入的是负反馈。输入量减小，引入的是负反馈。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈净输入量净输入量uD=uPuN，反馈信号使，反馈信号使净输入量减小，引入的是负反馈。输出净输入量减小，引入的是负反馈。输出量全部反馈。量全部反馈。净输入量净输入量uBE=uIuF，反馈信号使，反馈信号使净输入量减小，引入的是负反馈。净输入量减小，引入的是负反馈。通过反馈是存在于放大电路的通过反馈是存在于放大电路的直流通路直流通路之中还是之中还是交流通路交流通路之之中，来判断电路引入的是中，来判断电路引入的是直流直流反馈还是反馈还是交
124、流交流反馈。反馈。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)引入直流反馈，没有交流反馈。引入直流反馈，没有交流反馈。 引入交流反馈，没有直流反馈。引入交流反馈，没有直流反馈。引入负反馈，既有直流引入负反馈，既有直流反馈，又有交流反馈。反馈，又有交流反馈。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈按按取样取样方式划分，反馈可分为方式划分，反馈可分为电压反馈电压反馈和和电流反馈电流反馈。（1）电压反馈：对交流信号而言，若反馈网络、负载在）电压反馈：对交流信号而言，若反馈网络、负载在取样取样端是端是并联连接并联连接，则称为并联取样。由于在这种取样方式下，则称为并联
125、取样。由于在这种取样方式下，Xf正比于输出电压，正比于输出电压，所以又称为电压反馈。所以又称为电压反馈。（2）电流反馈：对交流信号而言，若反馈网络、负载在）电流反馈：对交流信号而言，若反馈网络、负载在取样取样端是端是串联连接串联连接，则称为串联取样。由于在这种取样方式下，则称为串联取样。由于在这种取样方式下，Xf正比于输出电流，正比于输出电流，所以又称为电流反馈。所以又称为电流反馈。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)R3、R6反馈回路构成的是反馈回路构成的是电压反馈，电压反馈，R5构成的是电流反构成的是电流反馈。馈。判定方法判定方法2按电路结构判定按电路结构判定。在交流通路中，若放大电路
126、。在交流通路中，若放大电路的输出端和反馈网络的取样端处在同一个放大器件的同一电极上，的输出端和反馈网络的取样端处在同一个放大器件的同一电极上，则为电压反馈，否则为电流反馈。则为电压反馈，否则为电流反馈。（3）电压反馈与电流反馈的判定）电压反馈与电流反馈的判定判定方法判定方法1输出短路法输出短路法。假设基本放大电路的输出电压。假设基本放大电路的输出电压，若其反馈信号消失，则为电压反馈，否则为电流反馈。，若其反馈信号消失，则为电压反馈，否则为电流反馈。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)4、串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈按比较方式划分，可以分为按比较方式划分，可以分为串联反馈串联反馈和和
127、并联反馈并联反馈。（1）串联反馈：对交流信号而言，信号源、基本放大电路、反）串联反馈：对交流信号而言，信号源、基本放大电路、反馈网络在比较端是馈网络在比较端是串联连接串联连接，则为串联反馈，反馈信号和输入信，则为串联反馈，反馈信号和输入信号以号以电压电压的形式进行叠加，产生净输入量，的形式进行叠加，产生净输入量，。（2）并联反馈：对交流信号而言，信号源、基本放大电路、反）并联反馈：对交流信号而言，信号源、基本放大电路、反馈网络在比较端是馈网络在比较端是并联连接并联连接，则为并联反馈，反馈信号和输入信，则为并联反馈，反馈信号和输入信号以号以电流电流的形式进行叠加，产生净输入量，的形式进行叠加，产
128、生净输入量，。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)5、负反馈的四种组态、负反馈的四种组态对于交流分量而言，若对于交流分量而言，若信号的输入端和反馈网络的比较端接于同信号的输入端和反馈网络的比较端接于同一点一点，则为并联反馈，否则为串联反馈。，则为并联反馈，否则为串联反馈。R3、R6反馈回路构成的反馈回路构成的是串联电压负反馈，是串联电压负反馈，R5构成构成的是串联电流负反馈。的是串联电流负反馈。交流负反馈有四种组态：交流负反馈有四种组态：电压串联、电压并联、电流串联和电压串联、电压并联、电流串联和电流并联电流并联。（正反馈也是这四种组态）。（正反馈也是这四种组态）（3）串联反馈和并联反馈的
129、判定方法）串联反馈和并联反馈的判定方法模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题：例题：判断电路中引入的是哪种组态的交流负反馈。判断电路中引入的是哪种组态的交流负反馈。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)6.2负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路的四种基本组态6.3负反馈放大电路的方块图及一般表达式负反馈放大电路的方块图及一般表达式一、负反馈放大电路的方块图表示法一、负反馈放大电路的方块图表示法近似分析时近似分析时,认为方块图中的信号是认为方块图中的信号是单向流通单向流通的的.模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、负反馈放大电路的四种基
130、本组态二、负反馈放大电路的四种基本组态1、电压串联负反馈、电压串联负反馈2、电流串联负反馈、电流串联负反馈模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、电压并联负反馈、电压并联负反馈模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)4、电流并联负反馈、电流并联负反馈6.4深度负反馈放大电路放大倍数的分析深度负反馈放大电路放大倍数的分析一、深度负反馈的实质一、深度负反馈的实质模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)讨论：讨论：若若1+AF1时，时，Af1，可认为引入，可认为引入深度负反馈深度负反馈，放大放大倍数几乎仅仅决定于反馈网络倍数几乎仅仅决定于反馈网络。用集成运放组成的负反馈放大电路，。用集成运放组成
131、的负反馈放大电路，都是都是深度负反馈。深度负反馈。若若1+AFA，引入，引入正反馈（正反馈（A 、F异号异号）；若若1+AF=0，Af，引起放大器产生，引起放大器产生自激振荡自激振荡。中频时：中频时：深度负反馈的实质：深度负反馈的实质：深度负反馈的实质是净输入量近似等于零，深度负反馈的实质是净输入量近似等于零，在近似分析时在近似分析时忽略净输入量。但不同组态，忽略的净输入量不同。忽略净输入量。但不同组态，忽略的净输入量不同。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)u0=Aod(uPuN)，由于，由于u0为有限值，而理想运放为有限值，而理想运放Aod=，所以所以uPuN=0，即，即uP=uN，称
132、为，称为虚短虚短；理想运放的理想运放的虚短虚短与与虚断虚断:当理想运放工作在当理想运放工作在线性线性区时区时:因为净输入电压为零，而理想运放的输入电阻为无穷大，因为净输入电压为零，而理想运放的输入电阻为无穷大，所以两个输入电流为零，即所以两个输入电流为零，即iP=iN=0，称为，称为虚断虚断。补充补充iPiN线性线性虚短，虚断虚短，虚断负反馈负反馈P281(P187)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、深度负反馈放大电路的计算二、深度负反馈放大电路的计算1、电压串联负反馈、电压串联负反馈电路引入电压串联负反馈后，一旦电路引入电压串联负反馈后，一旦R1和和R2的取值确定，的取值确定，u0
133、就就仅仅取决于仅仅取决于ui，而与负载电阻，而与负载电阻RL无关，所以无关，所以电压反馈可以稳定电压反馈可以稳定输出电压输出电压。虚虚断断虚虚短短模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、电流串联负反馈、电流串联负反馈电路引入电流串联负反馈后，一旦电路引入电流串联负反馈后，一旦R的取值确定，的取值确定，i0就仅仅就仅仅取决于取决于ui。在负载电阻。在负载电阻RL变化时，变化时，i0基本保持不变，所以基本保持不变，所以电流电流反馈可以稳定输出电流反馈可以稳定输出电流。虚虚断断虚虚短短虚虚短短模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、电压并联负反馈、电压并联负反馈实际上，实际上，并联并联负反负
134、反馈的输入量通常不是馈的输入量通常不是理想的恒流信号。绝大多数情理想的恒流信号。绝大多数情况下，有内阻，可将信号源变况下，有内阻，可将信号源变换成有内阻的电压源。由于并换成有内阻的电压源。由于并联反馈使输入电阻联反馈使输入电阻Rif变小，在深度负反馈时可近似认为变小，在深度负反馈时可近似认为Rif0，几乎全部降落在内阻上，即几乎全部降落在内阻上，即。虚虚断断虚虚断断虚虚短短模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)4、电流并联负反馈、电流并联负反馈放大电路中应引入电压负反馈还是电流负反馈，取决于负载放大电路中应引入电压负反馈还是电流负反馈，取决于负载欲得到欲得到稳定电压稳定电压还是还是稳定电流稳
135、定电流；放大电路中应引入串联负反馈还；放大电路中应引入串联负反馈还是并联负反馈，取决于输入信号源是是并联负反馈，取决于输入信号源是恒压源（或近似恒压源）恒压源（或近似恒压源）还还是是恒流源（或近似恒流源）恒流源（或近似恒流源）。求解求解深度负反馈深度负反馈放大电路的一般步骤放大电路的一般步骤：正确判断反馈组态；正确判断反馈组态；求解反馈系数；求解反馈系数；利用利用求解求解、（或（或）。）。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题1：在图示电路中，已知在图示电路中，已知R1=10k，R2=100k，R3=2k，RL=5k。求解在深度负反馈条件下的。求解在深度负反馈条件下的。解：电路中引入
136、了电流串联负解：电路中引入了电流串联负反馈，反馈，R1、R2和和R3组成反馈网组成反馈网络。络。虚虚短短虚虚断断模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题2：在图示电路中，已知在图示电路中，已知R2=10k，R4=100k。求解在深。求解在深度负反馈条件下的度负反馈条件下的。解：电路中引入了电压解：电路中引入了电压串联负反馈，串联负反馈，R2和和R4组组成反馈网络。成反馈网络。虚虚断断虚虚短短模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题3：图示电路中（图示电路中（1）判断电路中引入了哪种组态的交流负反）判断电路中引入了哪种组态的交流负反馈；（馈；（2）求出在深度负反馈条件下的）求出在
137、深度负反馈条件下的和和。解：（解：（1）电路引入了电压）电路引入了电压串联负反馈。串联负反馈。Rf和和Re1组成组成反馈网络。反馈网络。（2）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题4：图示电路中（图示电路中（1）判断电路中引入了哪种组态的交流负反）判断电路中引入了哪种组态的交流负反馈；（馈；（2）求出在深度负反馈条件下的）求出在深度负反馈条件下的和和。解：（解：（1）电路引入了电流）电路引入了电流并联负反馈。并联负反馈。Rf和和Re2组成组成反馈网络。反馈网络。（2）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)6.5负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响一、负反馈对放大电路
138、性能的影响一、负反馈对放大电路性能的影响1、稳定放大倍数、稳定放大倍数分析中频段：分析中频段：负反馈放大电路放大倍数负反馈放大电路放大倍数Af的相对变化量的相对变化量仅为其基本放大仅为其基本放大电路放大倍数电路放大倍数A的相对变化量的相对变化量的的（1+AF）分之一）分之一，也就是，也就是Af的稳定性是的稳定性是A的的（1+AF）倍）倍。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、改变输入电阻和输出电阻、改变输入电阻和输出电阻（1）对输入电阻的影响）对输入电阻的影响串联负反馈对输入电阻的影响串联负反馈对输入电阻的影响引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到基本引入串联负反馈，使引入反馈
139、的支路的等效电阻增大到基本放大电路输入电阻的（放大电路输入电阻的（1+AF）倍。）倍。（a）（b）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)并联负反馈对输入电阻的影响并联负反馈对输入电阻的影响（2）对输出电阻的影响）对输出电阻的影响电压负反馈对输出电压负反馈对输出电阻的影响电阻的影响引入并联负反馈后，输入电阻仅为基本放大电路输入电阻引入并联负反馈后，输入电阻仅为基本放大电路输入电阻的（的（1+AF）分之一。）分之一。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)电流负反馈对输出电阻的影响电流负反馈对输出电阻的影响引入电压负反馈后输出电阻仅为其基本放大电路输出电阻的引入电压负反馈后输出电阻仅为其基本放大
140、电路输出电阻的（1+AF）分之一。）分之一。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、展宽频带、展宽频带小结：小结：串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈降低输入串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈降低输入电阻；电压负反馈降低输出电阻，稳定输出电压电阻；电压负反馈降低输出电阻，稳定输出电压;电流负反馈电流负反馈增大输出电阻，稳定输出电流。增大输出电阻，稳定输出电流。设反馈网络为纯电阻网络，且在放大电路波特图的低频段和设反馈网络为纯电阻网络，且在放大电路波特图的低频段和高频段各仅有一个拐点；基本放大电路的中频放大倍数为高频段各仅有一个拐点；基本放大电路的中频放大倍数为，上限频率为，上限频率为fH，下
141、限频率为，下限频率为fL。引入电流负反馈后，放大电路的输出电阻是其基本放大电路引入电流负反馈后，放大电路的输出电阻是其基本放大电路输出电阻的（输出电阻的（1+AF）倍。）倍。高频段：高频段：整理成这种形式。整理成这种形式。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)整理好了。整理好了。引入负反馈后上限频率增大到基本放大电路的（引入负反馈后上限频率增大到基本放大电路的（1+AF）倍。）倍。但不同组态的负反馈电路的放大倍数的物理意义不同，因而但不同组态的负反馈电路的放大倍数的物理意义不同，因而上式具有不同的含义。上式具有不同的含义。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)低频段：低频段：整理成这种形式
142、。整理成这种形式。整理好了。整理好了。引入负反馈后下限频率为基本放大电路的（引入负反馈后下限频率为基本放大电路的（1+AF）分之一。）分之一。但不同组态的负反馈电路的放大倍数的物理意义不同，因而上但不同组态的负反馈电路的放大倍数的物理意义不同，因而上式具有不同的含义。式具有不同的含义。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)4、减小非线性失真、减小非线性失真设放大电路输入级放大管的设放大电路输入级放大管的b-e间得到正弦信号，由于晶体间得到正弦信号，由于晶体管输入特性的非线性，管输入特性的非线性，ib将失真，其正半周幅值大，负半周幅将失真，其正半周幅值大，负半周幅值小，则输出电压、电流都会失真
143、。如果使值小，则输出电压、电流都会失真。如果使b-e间的间的电压电压正半周正半周幅值小些，而负半周的幅值大些，则幅值小些，而负半周的幅值大些，则ib将接近于正弦波。将接近于正弦波。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)引入负反馈，将使净输入量产生类似变化。引入负反馈，将使净输入量产生类似变化。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、放大电路中引入负反馈的一般二、放大电路中引入负反馈的一般原则原则（4）在需要进行信号变换时，选择合适的组态。若将电流信号）在需要进行信号变换时，选择合适的组态。若将电流信号转换成电压信号时，应引入转换成电压信号时，应引入电压并联电压并联负反馈；若将电压信号转负
144、反馈；若将电压信号转换成电流信号时，应引入换成电流信号时，应引入电流串联电流串联负反馈。负反馈。（1）为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善电路）为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善电路的动态性能，应引入交流负反馈；的动态性能，应引入交流负反馈；（2）根据信号源的性质决定引入串联负反馈还是并联负反馈。当信）根据信号源的性质决定引入串联负反馈还是并联负反馈。当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为增大放大电路的输入电阻，号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为增大放大电路的输入电阻，以减小信号源的输出电流和内阻上的压降，应引入以减小信号源的输出电流和内阻上的压降，应引入串联串联负反
145、馈；负反馈；当信号源为恒流源或内阻较大的电流源时，为减小放大电路的输入当信号源为恒流源或内阻较大的电流源时，为减小放大电路的输入电阻，使电路获得更大的输入电流，应引入电阻，使电路获得更大的输入电流，应引入并联并联负反馈；负反馈；（3）根据负载对放大电路输出量的要求，决定引入）根据负载对放大电路输出量的要求，决定引入电压电压负反馈负反馈还是电流负反馈。当负载需要稳定电压信号时，应引入电压负反馈；还是电流负反馈。当负载需要稳定电压信号时，应引入电压负反馈；当负载需要稳定电流信号时，应引入当负载需要稳定电流信号时，应引入电流电流负反馈；负反馈；模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题1： 电
146、路如图所示，为达到下列目的，分别说明应引入哪些组态电路如图所示，为达到下列目的，分别说明应引入哪些组态的负反馈以及电路如何连接。的负反馈以及电路如何连接。（1）减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力；）减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力；（2）将输入电流）将输入电流iI转换成与之稳定线性关系的输出电流转换成与之稳定线性关系的输出电流io；（3）将输入电流）将输入电流iI转换成与稳定的输出电压转换成与稳定的输出电压uo。解解：（：（1）引入电压串）引入电压串联负反馈。反馈信号从联负反馈。反馈信号从输出电压采样，输出电压采样，将将与相连接；反馈量为电与相连接；反馈量为电压，将压
147、，将和和连接；为连接；为了保证引入负反馈，将了保证引入负反馈，将和和相连接相连接模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2）引入电流并联负反馈。反馈量从输出电流采样，将）引入电流并联负反馈。反馈量从输出电流采样，将和和连接；反馈量为电流，将连接；反馈量为电流，将和和连接；要保证引入负反馈，连接；要保证引入负反馈，将将和和连接；连接；（3）引入电压并联负反馈。反馈量从输出电压采样，将）引入电压并联负反馈。反馈量从输出电压采样，将和和连接；反馈量为电流，将连接；反馈量为电流，将和和连接；要保证引入负反馈，连接；要保证引入负反馈，将将和和连接。连接。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题
148、2：电路如图所示电路如图所示。（1）合理连线，接入信号源和反馈，使电路的输入电阻）合理连线，接入信号源和反馈，使电路的输入电阻增大，输出电阻减小；增大，输出电阻减小；（2）若）若，则，则RF应取多少千欧？应取多少千欧？模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)解解：（：（1）使电路的输入电阻增大，输出电阻减小，应引入电）使电路的输入电阻增大，输出电阻减小，应引入电压串联负反馈。压串联负反馈。（2）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)6.6负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性一、负反馈放大电路自激振荡产生的原因和条件一、负反馈放大电路自激振荡产生的原因和条件1、产生的原因、产生的原因负
149、反馈一般表达式负反馈一般表达式在中频时，在中频时，不会产生自激不会产生自激振荡振荡。净输入量、输入量和反馈量之间的关系为：。净输入量、输入量和反馈量之间的关系为：在低频段，因为耦合电容、旁路电容的存在，在低频段，因为耦合电容、旁路电容的存在，将产生超前将产生超前相移；在高频段，因为极间电容的存在，相移；在高频段，因为极间电容的存在，将产生滞后相移；将产生滞后相移；在中频相位的基础所产生的这些相移称为在中频相位的基础所产生的这些相移称为附加相移附加相移，表示，表示为为。当附加相移当附加相移时，反馈量与中频段时，反馈量与中频段相比产生超前或滞后相比产生超前或滞后180，因而净输入量为：，因而净输入
150、量为：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)电路产生自激振荡时电路产生自激振荡时,即：即：2、自激振荡的平衡条件、自激振荡的平衡条件自激振荡：放大电路的输入端没有外加输入信号，在输出端自激振荡：放大电路的输入端没有外加输入信号，在输出端仍有一定频率和幅度的信号输出。仍有一定频率和幅度的信号输出。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、负反馈放大电路二、负反馈放大电路稳定性稳定性的定性分析的定性分析设放大电路采用直接耦合方式，且反馈网络为纯设放大电路采用直接耦合方式，且反馈网络为纯电阻网络，则电路只可能产生高频振荡，且附加相移电阻网络，则电路只可能产
151、生高频振荡，且附加相移仅由放大电路产生。仅由放大电路产生。在在单管放大电路单管放大电路中引入负反馈，因其产生的最大附中引入负反馈，因其产生的最大附加相移为加相移为90，不满足相位的条件不满足相位的条件，所以，所以不会产生不会产生自激振荡自激振荡。两级放大电路也不会产生自激振荡两级放大电路也不会产生自激振荡，因为当附加相，因为当附加相移为移为180时，相应的时，相应的，幅值条件不满足幅值条件不满足。而。而当出现当出现三级以上反馈电路时，则容易产生自激振荡三级以上反馈电路时，则容易产生自激振荡。在此条件下：在此条件下：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)1 1、判断的方法、判断的方法三、负反馈
152、放大电路稳定性的判断三、负反馈放大电路稳定性的判断fcffofO使使的频率为的频率为fo使使的频率为的频率为fc当当f =fo时，时，即即，满足起振条件，所以此放大，满足起振条件，所以此放大电路闭环后会产生自激振荡，电路闭环后会产生自激振荡，振荡频率为振荡频率为fo。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)当当f =fo时，时，即即，不满足起振条件，所以此放，不满足起振条件，所以此放大电路闭环后不会产生自激振大电路闭环后不会产生自激振荡。荡。判断负反馈放大电路是否稳定判断负反馈放大电路是否稳定的方法：的方法：（1）若）若fo不存在，则电路稳定；不存在，则电路稳定；（2）若）若fo存在，且存在，
153、且fofc，则电路稳定，不，则电路稳定，不会产生自激振荡。会产生自激振荡。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2 2、稳定裕度、稳定裕度fcffofOGm负反馈放大电路，只要负反馈放大电路，只要fofc，电路就稳定，但为了使电，电路就稳定，但为了使电路具有足够的可靠性，还规定路具有足够的可靠性，还规定电路应具有一定的电路应具有一定的稳定裕度稳定裕度。定义定义f=fo时所对应的时所对应的的值为的值为幅值裕度幅值裕度Gm：稳定的负反馈电路的稳定的负反馈电路的GmuN时，时，u0=+UOM，当当uPR4，试求解，试求解R1=R2时时u0与与uI的关系。的关系。解：根据解：根据“虚短虚短”和和“虚
154、断虚断”有：有：M的电位为：的电位为：由于由于R1=R2：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题2： 电路如图所示，已知电路如图所示，已知u0= 55uI，其余参数如图中标注，其余参数如图中标注，试求出试求出R5的值。的值。解：解：A1构成同相比例电路，构成同相比例电路，A2构成反相比例电路。构成反相比例电路。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、加减运算电路二、加减运算电路1、求和运算电路、求和运算电路反相求和运算电路反相求和运算电路反相求和运算电路反相求和运算电路ii1ii2if因因虚短虚短,uN= uP= 0平衡电阻：平衡电阻：R4= R1 / R2 / Rf因因虚断虚断
155、，iN=0 所以所以ii1+ ii2=if模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)同相求和运算电路同相求和运算电路同相求和运算电路同相求和运算电路方法方法方法方法1:1:根据叠加原理根据叠加原理根据叠加原理根据叠加原理 u uI1I1单独作用单独作用单独作用单独作用( (u uI2I20)0)时，时，时，时，同理，同理，uI2单独作用时单独作用时模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)方法方法2： 平衡电阻：平衡电阻：平衡电阻：平衡电阻： R R11/ R/ R2 2 /R/R3 3= R= R / R/ Rf fuP思考思考uP=?模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)图（图（a）为反相求
156、和运算电路）为反相求和运算电路2、加减运算电路、加减运算电路单运放加减电路单运放加减电路图（图（b）为同相求和运算电路，若）为同相求和运算电路，若则：则：用叠加原理求解：用叠加原理求解：则则模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)差分比例运算电差分比例运算电路路双运放加减运算电路双运放加减运算电路单运放单运放加减运算电路中加减运算电路中,若电路若电路只有两个输入，且参数对称，则：只有两个输入，且参数对称，则：电路实现了对输入差模信号的比例运电路实现了对输入差模信号的比例运算，故电路称为差分比例运算电路。算，故电路称为差分比例运算电路。当当Rf1=R4时，时，模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗
157、白)三、积分运算电路和微分运算电路三、积分运算电路和微分运算电路1、积分运算电路、积分运算电路(1)电路结构、函数关系电路结构、函数关系输出电压随时间线性增长。输出电压随时间线性增长。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2）积分电路的用途）积分电路的用途2、微分运算电路、微分运算电路（1）基本微分运算电路）基本微分运算电路a、将方波变换成三角波；、将方波变换成三角波；b、将正弦波移相、将正弦波移相90。（2）微分电路输入、输出波形）微分电路输入、输出波形当输入电压为方波，且当输入电压为方波，且RCT/2（T为方波的周期），则输出为尖顶为方波的周期），则输出为尖顶波。波。模拟电子技术模拟电
158、子技术(童诗白童诗白)例题例题3：电路如图所示，电路如图所示，C1=C2=C，试求出，试求出u0与与uI的运算关系。的运算关系。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题4:在自动控制系统中在自动控制系统中,常用如图所示的常用如图所示的PID调节器调节器,试分析输出试分析输出电压与输入电压的运算关系式电压与输入电压的运算关系式.解解:根据虚短和虚断根据虚短和虚断:uR2uC2模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)四、对数运算电路和指数运算电路四、对数运算电路和指数运算电路1、对数运算电路、对数运算电路采用二极管的对数运算电路采用二极管的对数运算电路利用利用PN结伏安特性所具有的指数规律
159、，将二极管或者三极结伏安特性所具有的指数规律，将二极管或者三极管分别接入集成运放的反馈回路和输入回路，实现对数运算管分别接入集成运放的反馈回路和输入回路，实现对数运算和指数运算。和指数运算。P15模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)利用三极管的对数运算电路利用三极管的对数运算电路集成对数运算电路（自学）集成对数运算电路（自学）2、指数运算电路、指数运算电路根据虚短和虚断：根据虚短和虚断：P189模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)五、利用指数和对数运算电路实现的乘法运算电路五、利用指数和对数运算电路实现的乘法运算电路六、集成运放性能指标对运算误差的影响（自学）六、集成运放性能指标对运算
160、误差的影响（自学）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)7.2模拟乘法器及其在运算电路中的应用模拟乘法器及其在运算电路中的应用一、模拟乘法器简介一、模拟乘法器简介模拟乘法器有两个输入端，一个输出端，输入及输出均模拟乘法器有两个输入端，一个输出端，输入及输出均对对“地地”而言。模拟乘法器的符号如图所示。输入的两个模而言。模拟乘法器的符号如图所示。输入的两个模拟信号是互不相关的物理量，输出电压是它们的乘积，即拟信号是互不相关的物理量，输出电压是它们的乘积，即模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、变跨导型模拟乘法器的工作原理（自学）二、变跨导型模拟乘法器的工作原理（自学）三、模拟乘法器在运算
161、电路中的应用三、模拟乘法器在运算电路中的应用1、乘方运算电路、乘方运算电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、除法运算电路、除法运算电路3、开方运算电路、开方运算电路（假设电路引入负反馈）（假设电路引入负反馈）改进电路改进电路P356图图7.2.12（自学）（自学）（假设电路引入负反馈）（假设电路引入负反馈）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题：例题：运算电路如图所示，已知模拟乘法器的运算关系式为运算电路如图所示，已知模拟乘法器的运算关系式为（1）电路对）电路对uI3的极性是否有要求？简述理由；的极性是否有要求？简述理由；（2）求解电路的运算关系式。）求解电路的运算关系式。解解
162、：（：（1）只有电路中引入负反馈，才能实现运算。）只有电路中引入负反馈，才能实现运算。uI1与与符符号相反，电路引入的是负反馈。号相反，电路引入的是负反馈。u0与与uI1反相，所以反相，所以应与应与u0同符号。因为同符号。因为k0，所以，所以uI3应小于零。应小于零。（2）P点的电位点的电位N点的电流方程：点的电流方程：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)7.3有源滤波电路有源滤波电路1、滤波电路的种类、滤波电路的种类对于信号的频率具有选择性的电路称为滤波电路对于信号的频率具有选择性的电路称为滤波电路，它的功能是，它的功能是使特定频率范围内的信号顺利通过，而阻止其它频率信号通过。使特定频率
163、范围内的信号顺利通过，而阻止其它频率信号通过。按照滤波电路的工作频带为其命名，分为低通滤波器（按照滤波电路的工作频带为其命名，分为低通滤波器（LPF）、）、高通滤波器（高通滤波器（HPF）、带通滤波器（）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（）、带阻滤波器（BEF）和全通滤波器（和全通滤波器（APF）。）。低通滤波器：允许低频信号通低通滤波器：允许低频信号通过，将高频信号衰减。过，将高频信号衰减。高通滤波器：允许高频信号通高通滤波器：允许高频信号通过，将低频信号衰减。过，将低频信号衰减。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、滤波器的幅频特性、滤波器的幅频特性在滤波器实际的幅频特性中，在通带
164、与在滤波器实际的幅频特性中，在通带与阻带之间存在阻带之间存在过渡带过渡带。是通带放大倍数。是通带放大倍数。使使的频率为的频率为通带截止频率通带截止频率fp。从从fp到到接近零的频段称为过渡带。使接近零的频段称为过渡带。使趋近于零的频段称为趋近于零的频段称为阻带阻带。过渡带愈窄，过渡带愈窄，电路的选择性愈好，滤波特性愈理想。电路的选择性愈好，滤波特性愈理想。带通滤波器：允许某一频带范围内带通滤波器：允许某一频带范围内的信号通过，将此频带以外的信号的信号通过，将此频带以外的信号衰减。衰减。带阻滤波器：阻止某一频带范围内带阻滤波器：阻止某一频带范围内的信号通过，而允许此频带以外的的信号通过，而允许此
165、频带以外的信号通过。信号通过。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、无源滤波电路和有源滤波电路、无源滤波电路和有源滤波电路（1）无源低通滤波器）无源低通滤波器若滤波电路仅由若滤波电路仅由无源元件无源元件（电阻、电容、电感）组成，则称（电阻、电容、电感）组成，则称为为无源滤波电路无源滤波电路。若滤波电路中不仅由无源元件，还有。若滤波电路中不仅由无源元件，还有有源元有源元件件（双极型晶体管、单极型晶体管、集成运放）组成，则称为（双极型晶体管、单极型晶体管、集成运放）组成，则称为有源滤波电路有源滤波电路。带上负载：带上负载：不带上负载：不带上负载：通带放大倍数通带放大倍数通带放大倍数通带放大倍
166、数模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)优点：优点：简单，稳定。简单，稳定。缺点缺点：（：（1）无放大。）无放大。（2）带负载能力差。）带负载能力差。（3）过渡带宽。）过渡带宽。（2）（同相输入）有源一阶低通滤波电路（同相输入）有源一阶低通滤波电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)深度电压负反馈模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（3）（同相输入）有源低通二阶电路之一（同相输入）有源低通二阶电路之一模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)由上面的式子联立求解得：由上面的式子联立求解得：（4）（同相输入）有源低通二阶电路之二（同相输入）有源低通
167、二阶电路之二模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)Q的物理意义是的物理意义是f=f0时电压放时电压放大倍数与通带放大倍数之比。大倍数与通带放大倍数之比。调节调节Q，改善幅频特性。，改善幅频特性。增加增加RC环节，可使滤波器的过渡带变窄，衰减斜率的值加大。环节，可使滤波器的过渡带变窄，衰减斜率的值加大。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)Q的物理意义是的物理意义是f=f0时电压放时电压放大倍数与通带放大倍数之比。大倍数与通带放大倍数之比。思考：思考：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（5）（反相输入）有源低通一阶电路）（反相输入）有源低通一阶电路通带放大倍数通带放大倍数电路的传递函数
168、为：电路的传递函数为：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)b、二阶电路、二阶电路分析（分析（b）电路：）电路：（6）（反相输入）有源低通二阶电路）（反相输入）有源低通二阶电路模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)三、其它滤波电路（自学）三、其它滤波电路（自学）1、高通滤波电路、高通滤波电路2、带通滤波电路、带通滤波电路将低通的R换成C，C换成R将低通和高通串联模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)3、带阻滤波器、带阻滤波器4、全通滤波电路（自学）、全通滤波电路（自学）四、开关电容滤波器（自学）四、开关电容滤波器（自学）五、状态变量型有源滤波器（自
169、学）五、状态变量型有源滤波器（自学）7.5电子信息系统预处理中所用放大电路（自学）电子信息系统预处理中所用放大电路（自学）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)第八章第八章波形的发生和信号的转换波形的发生和信号的转换8.1正弦波振荡电路正弦波振荡电路一、正弦波振荡电路的基础知识一、正弦波振荡电路的基础知识正弦波振荡：电路没有输入正弦波振荡：电路没有输入,依靠自激振荡输出正弦波。依靠自激振荡输出正弦波。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)要使振荡电路工作，须：要使振荡电路工作，须：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)起振：起振：模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)自激振荡的频率必须
170、是一定的，放大、反馈网络必自激振荡的频率必须是一定的，放大、反馈网络必须有选频作用，将不要的频率抑制掉。须有选频作用，将不要的频率抑制掉。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)总结：正弦波振荡电路的组成总结：正弦波振荡电路的组成判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤：判断电路是否可能产生正弦波振荡的方法和步骤：（1）观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络和稳）观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节四个组成部分；幅环节四个组成部分；（2）判断放大电路是否能够正常工作，即是否有合适的静态工作）判断放大电路是否能够正常工作，即是否有合适的静态工作点且动态信号是否能
171、够输入、输出和放大；点且动态信号是否能够输入、输出和放大；（3）利用）利用瞬时极性法瞬时极性法判断电路是否满足正弦波振荡的相位条件；判断电路是否满足正弦波振荡的相位条件；（4）判断电路是否满足正弦波振荡的幅值条件。）判断电路是否满足正弦波振荡的幅值条件。（1）放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程；）放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程；（2）选频网络：使电路产生单一频率振荡；）选频网络：使电路产生单一频率振荡；（3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于反馈）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于反馈信号；信号；（4）稳幅环节：稳定在）稳幅环节：稳定在1
172、，同时一开始要可起振。，同时一开始要可起振。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)二、二、RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路1、RC串并联网络的频率特性串并联网络的频率特性正反馈和正反馈和选频网络选频网络虚断虚断模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白) 模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)稳幅：稳幅：Rf1串联的二极管，在串联的二极管，在uo的正负半的正负半周分别导通。起振时，周分别导通。起振时，uo很小，管子电流很小，管子电流小，动态电阻大；随着小，动态电阻大；随着uo加大，管子动态加大，管子动态电阻渐渐减小，直到电阻渐渐减小，直到uo稳定。稳定。同相比例运算同相比例运算同相比例运算同相
173、比例运算瞬时极性法瞬时极性法 模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)三、三、LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路1、LC谐振回路的频率特性谐振回路的频率特性实际的实际的LC并联网络并联网络选频网络选频网络模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)将将LC并联网络作为共射放大电路的集电极负载：并联网络作为共射放大电路的集电极负载：根据根据LC并联网络的频率特并联网络的频率特性，性，。对于其它频率的信号，电压。对于其它频率的信号，电压放大倍数不但数值减小，而且放大倍数不但数值减小，而且有有 z。电路具有选频特性。电路具有选频特性。若在电路中引入正反馈，并能用反馈电压取代输入电压，若在电路中引入正反馈，
174、并能用反馈电压取代输入电压，则电路就成为正弦波振荡电路。根据引入反馈的方式不同，则电路就成为正弦波振荡电路。根据引入反馈的方式不同，LC正弦波振荡电路分为正弦波振荡电路分为变压器反馈式变压器反馈式、电感反馈式和电容反电感反馈式和电容反馈式馈式三种电路；放大电路视振荡频率而定，可以用共射电路，三种电路；放大电路视振荡频率而定，可以用共射电路，也可以用共基电路。也可以用共基电路。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)2、变压器反馈式振荡电路、变压器反馈式振荡电路工作原理分析：工作原理分析：1、观察电路是否存在放大电路、观察电路是否存在放大电路、选频网络、正反馈网络以及稳选频网络、正反馈网络以及稳
175、幅环节；幅环节；2、判断电路是否能正常工作：、判断电路是否能正常工作：主要判断能否设置合适的静态主要判断能否设置合适的静态工作点，交流信号传递过程中工作点，交流信号传递过程中有无开路或短路情况；有无开路或短路情况；3、采用瞬时极性法判断电路是、采用瞬时极性法判断电路是否满足相位平衡条件。否满足相位平衡条件。4、稳幅措施：利用三极管本身、稳幅措施：利用三极管本身进行稳幅。进行稳幅。放大电路放大电路放大电路放大电路选频电路选频电路选频电路选频电路反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)选频网络选频网络:N1C;反馈网络反馈网络:输入（交流通路）是输入（交流通路）是b
176、与地的与地的电压，电压，C1交流时短路，反馈电压就是交流时短路，反馈电压就是N2上的电压上的电压uf。相位条件：相位条件：瞬时极性法瞬时极性法起振后，依靠晶体管饱和，使起振后，依靠晶体管饱和，使 下降。下降。 f=幅度条件：幅度条件：，容易做到。，容易做到。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)AB3、电感反馈式振荡电路、电感反馈式振荡电路选频网络选频网络LC反馈电压反馈电压:N2上的电压上的电压uf。uf ABAB瞬时极性法瞬时极性法 反馈电压就是反馈电压就是B点对地电压点对地电压 模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)4、电容反馈式振荡电路、电容反馈式振荡电路（a）电容反馈式振荡电路）
177、电容反馈式振荡电路ABAB 正反馈正反馈正反馈正反馈模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题1： 电路如图所示，图中电路如图所示，图中Cb为旁路电容，为旁路电容，C1为耦合电容，对为耦合电容，对交流信号均可视为短路。为使电路可能产生正弦波振荡，交流信号均可视为短路。为使电路可能产生正弦波振荡，试说明变压器原边线圈和副边线圈的同名端。试说明变压器原边线圈和副边线圈的同名端。uf 模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)例题例题2：改正下图所示电路中的错误，使之有可能产生正弦波振改正下图所示电路中的错误，使之有可能产生正弦波振荡。要求不能改变放大电路的基本接法。荡。要求不能改变放大电路的基
178、本接法。解：电路中，解：电路中，Ce容量远大于容量远大于C1和和C2，为旁路电容，对交流可，为旁路电容，对交流可视为短路。放大电路为共射电视为短路。放大电路为共射电路。路。C1、C2和和L构成构成LC并联谐并联谐振网络，振网络，C2上的电压为输出电上的电压为输出电压，压，C1上的电压为反馈电压，上的电压为反馈电压，因而电路为电容反馈式振荡电因而电路为电容反馈式振荡电路。路。在直流通路中，电感视为短路，则晶体管的基极和集电极在直流通路中，电感视为短路，则晶体管的基极和集电极短路，放大电路的静态工作点不合适，应在选频网络与放大电短路，放大电路的静态工作点不合适，应在选频网络与放大电路输入端之间加耦
179、合电容；路输入端之间加耦合电容；在交流通路中，因为没有集电极电阻，集电极和发射极短在交流通路中，因为没有集电极电阻，集电极和发射极短路，输出电压恒为零。所以，必须在集电极加电阻路，输出电压恒为零。所以，必须在集电极加电阻Rc。改正的电路如图所示。改正的电路如图所示。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)AB AB uf模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)四、石英晶体正弦波振荡电路四、石英晶体正弦波振荡电路（1）石英晶体的符号和等效电路）石英晶体的符号和等效电路（2）石英晶体的振荡频率）石英晶体的振荡频率当当f=fs时，时，RLC支路产生串联谐振。串联谐振频率：支路产生串联谐振。串联谐振频
180、率：当当ffp时，晶体呈容性。时，晶体呈容性。把石英晶体当成电感看，则把石英晶体当成电感看，则fsfffs时，晶体呈感性；当时，晶体呈感性；当f=fp时产生并联谐时产生并联谐振，晶体呈阻性振，晶体呈阻性,Z分母为分母为0；模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)（2）串联型石英晶体正弦波振荡电路）串联型石英晶体正弦波振荡电路T1为共基放大电路，为共基放大电路，T2为共射放大电路。只有在石英晶为共射放大电路。只有在石英晶体呈纯阻性，即产生串联谐振时，反馈电压与输入电压同体呈纯阻性，即产生串联谐振时，反馈电压与输入电压同相。故振荡频率为石英晶体的串联谐振频率相。故振荡频率为石英晶体的串联谐振频率f
181、s。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)8.2电压比较器电压比较器一、概述一、概述1、电压比较器的功能电压比较器的功能电压比较器的功能电压比较器的功能2、理想运放工作在非线性区的特点：理想运放工作在非线性区的特点：理想运放工作在非线性区的特点：理想运放工作在非线性区的特点：电压比较器用来比较输入信号与参考电压的大小。电压比较器用来比较输入信号与参考电压的大小。用作比较器时，运算放大器工作在用作比较器时，运算放大器工作在非线性区非线性区。运放工作运放工作运放工作运放工作在在在在开环状态或引入正反馈。开环状态或引入正反馈。开环状态或引入正反馈。开环状态或引入正反馈。1)1)输出只有两种可能输出
182、只有两种可能输出只有两种可能输出只有两种可能 U UoMoM或或或或 U UoMoM当当当当 u uP P u uN N 时，时，时，时， u uoo=U UoMoMu uP P uuuN N 时，时，时，时，u uo o=+=+U Uo oMM u uP PuuN N 时，时，时，时，u uo o= U Uo o M M 即即即即 u ui iUUUR R 时，时，时，时，u uoo= U UoMoM电压传输特性电压传输特性 U UoMoM+U UoMoMuiuoOUR阈值电压阈值电压(门限电平门限电平)UT：输出跃变所对应的输入电压。：输出跃变所对应的输入电压。可见，在可见，在ui=UR处
183、输出电压处输出电压uo发生跃变。发生跃变。参考电压参考电压模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)uitOUROuot+Uo M UoMt1t2单限单限单限单限比较器：比较器：比较器：比较器：uo 从从+Uo M变化到变化到UoM对应的对应的ui 值与值与uo 从从Uo M变化到变化到+UoM对应的对应的ui 值相同。值相同。电压传输特性电压传输特性 U UoMoM+U UoMoMuiuoOUR模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)过零比较器过零比较器过零比较器过零比较器利用电压比较器利用电压比较器利用电压比较器利用电压比较器将正弦波变为方波将正弦波变为方波将正弦波变为方波将正弦波变为方波电
184、压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性 U UoMoM+U UoMoMu ui iu uo oO OU UR R=0=0tuiO Otuo+UoMUoMO O模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)输出带限幅的电压比较器输出带限幅的电压比较器输出带限幅的电压比较器输出带限幅的电压比较器设稳压管的稳定电压为设稳压管的稳定电压为设稳压管的稳定电压为设稳压管的稳定电压为U UZ1Z1U UZ2Z2正向导通压降正向导通压降正向导通压降正向导通压降为为为为U UD D则则则则 u ui i U UR R，u uo o =(=(U UD D+ +U UZ1Z1) )电压传输特性电压传输特性UoM+
185、UoMuiuoOURu ui iUUUR R 时，时，时，时，u uo o = U Uo o M M UD+UZ2 (UD+UZ1)模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)若要求若要求UZ1=UZ2，则可以采，则可以采用两只特性相同而又制作在一用两只特性相同而又制作在一起的稳压管。起的稳压管。忽略正向导通压降忽略正向导通压降忽略正向导通压降忽略正向导通压降则则则则 u ui i U UR R，u uo o =U UZ Z限制集成运放的差模输入电限制集成运放的差模输入电压，保护输入级，加二极管限压，保护输入级，加二极管限幅电路。幅电路。例：例：请分析该电路的输入输出关系。请分析该电路的输入输出关
186、系。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)令令uP=uN=0，则阈值电压为：，则阈值电压为：图图b为电路为电路a的电压传输特性（的电压传输特性（设设UREF0时，时，T1管导通，管导通，T2管截止，电容管截止，电容C被充电；被充电；ui0时，时，T2管导通，管导通，T1管截止，管截止，C代替电代替电源向源向T2供电电容供电电容C被放电。为了使输出波被放电。为了使输出波形对称，必须保持形对称，必须保持C上的电压为上的电压为VCC/2，因此因此C的容量必须足够大。输出电压的最的容量必须足够大。输出电压的最大幅值为大幅值为VCC/2。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)五、五、OTL电路的输出功率及效率电路的输出功率及效率忽略饱和管压降的情况下计算：忽略饱和管压降的情况下计算：OTL效率与效率与OCL相同，但输出功率小于相同，但输出功率小于OCL。模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)9.3功率放大电路的安全运行（自学）功率放大电路的安全运行（自学）9.4集成功率放大电路（自学）集成功率放大电路（自学）模拟电子技术模拟电子技术(童诗白童诗白)
