电子模拟电子技术总复习.ppt

,总复习,、考查什么,会看：电路的识别、定性分析。如是哪种电路：共射、共基、共集、共源、共漏、差分放大电路及哪种接法比例、加减、积分、微分运算电路低通、高通、带通、带阻有源滤波器单限、滞回、窗口电压比较器正弦波、矩形波、三角波、锯齿波发生电路OTL、OCL、BTL、变压器耦合乙类推挽功率放大电路线性、开关型直流稳压电源 又如性能如何：放大倍数的大小、输入电阻的高低、带负载能力的强弱、频带的宽窄输出功率的大小、效率的高低滤波效果的好坏,会算：电路的定量分析。例如求解电压放大倍数、输入电阻、输出电阻截止频率、波特图运算关系电压传输特性输出电压波形及其频率和幅值输出功率及效率输出电压的平均值、可调范围,会选：根据需求选择电路及元器件在已知需求情况下选择电路形式，例如：是采用单管放大电路还是采用多级放大电路；是直接耦合、阻容耦合、变压器耦合还是光电耦合；是晶体管放大电路还是场效应管放大电路；是否用集成放大电路。是采用电压串联负反馈电路、电压并联负反馈电路、电流串联负反馈电路还是采用电流并联负反馈电路。是采用文氏桥振荡电路、LC正弦波振荡电路还是采用石英晶体正弦波振荡电路。,会选：根据需求选择电路及元器件在已知功能情况下选择元器件类型，例如：是采用低频管还是高频管。是采用通用型集成运放还是采用高精度型、高阻型、低功耗集成运放。采用哪种类型的电阻、电位器和电容在已知指标情况下选择元器件的参数电路中所有电阻、电容、电感等的数值。例如：实现下列电路将正弦波变为方波产生100kHz的正弦波输出电压为1020V负载电流为3A的直流稳压电源,会调：电路调试的方法及步骤。调整电路性能指标应改变哪些元件参数、如何改变。电路故障的判断和消除。例如调整放大器的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的方法与步骤调整三角波振荡电路的振荡频率和幅值达到预定值的方法和步骤电路中某电阻断路或短路将产生什么现象。电路出现异常情况可能的原因。,第1章绪论,1.4 放大电路模型,(1)输入电阻（交流电阻）可假定在输入端外加一测试电压 vt，计算相应的测试电流 it。,(2)输出电阻（交流电阻）,3.增益,第2章 运算放大器,P,N,差分式放大电路,对称性,一级或多级放大电路,提高电压增益,功率放大电路,电压增益为1，向负载提供足够功率,O,以正、负电源的中间接点作为参考点位点,运放进入饱和区,运放工作线性区,理想运算放大器,按功能分类,按工作区域分类,运算,处理 滤波、整流、取样保持、绝对值,比较 判断电压大小（第9章）,信号产生 正弦、方波、三角波（第9章）,线性应用(虚短、虚断),非线性应用(虚断),负反馈状态,开环或正反馈状态,同相放大电路,由虚短：,由虚断：,(1)电压增益,(2)输入电阻,(3)输出电阻,反相放大电路,第3章二极管及其基本电路,半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间在一定温度下，本征半导体因本征激发而产生自由电子，故有一定的导电能力，其导电能力主要由温度决定杂质半导体的导电能力主要由所掺杂质的浓度决定，P型半导体空穴是多子，自由电子是少子，N型半导体中自由电子式多子，空穴是少子半导体的导电能力与温度、光强、杂质浓度和材料性质有关,1、半导体的基本知识,2、PN结的形成及特性,空间电荷区,多子扩散电流,少子漂移电流,耗尽层,PN结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻，PN结导通；PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，PN结截止。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。,3 半导体二极管,1).特性,单向导电,正向电阻小(理想为 0)，反向电阻大()。,2).主要参数,Uon,开启电压,Uon,U(BR),反向击穿电压,IS,反向饱和电流,3).二极管的等效模型,U,U,rd,理想二极管,uUZ时作用同二极管,u增加到UZ 时，稳压管击穿，反向导通，两端电压在一定范围内能保持不变,(a),u,i,UZ,4).稳压二极管,第4章 双极型三极管及放大电路基础,1BJT,NPN型,PNP型,符号:,1）发射区高掺杂。,2）基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。,3）集电结面积大，低掺杂。,晶体管内部结构要求：,外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。,电流关系,IE=IC+IB,IC=IB+ICEO,IE=(1+)IB+ICEO,IE=IC+IB,IC=IB,IE=(1+)IB,4.特性,死区电压(Uth)：,0.5 V(硅管),0.1 V(锗管),工作电压(UBE(on)：,0.6 0.8 V 取 0.7 V(硅管),0.2 0.4 V 取 0.3 V(锗管),饱和区,截止区,放大区,饱和区,截止区,放大区特点：,1)iB 决定 iC,2)曲线水平表示恒流,3)曲线间隔表示受控,参数,特性参数,电流放大倍数,=/(1),=/(1+),极间反向电流,ICBO,ICEO,极限参数,ICM,PCM,U(BR)CEO,ICM,U(BR)CEO,PCM,安 全 工 作 区,=(1+)ICBO,BJT的三种连接方式,2.放大单路的组成原则,必须为电路提供合适的直流电源,输入信号必须能够作用于晶体管的输入回路,输出信号必须能够作用于负载电阻之上,放大的对象是变化量（交流信号）放大的基本特征是功率放大放大的本质是能量的控制和转换能够控制能量的元件称为有源元件(晶体管和场效应管)只有在不失真的情况下放大才有意义,放大电路能否正常工作的判断！,3、放大电路的分析方法,静态分析,动态分析,近似估算法,图解法,微变等效电路法,图解法,分析失真,计算动态参数,rbb,4、主要典型电路,共射极基本放大电路,或基极偏置电路,IB=,VCC,UBE,Rb,IC IB,UCE=VCC-RcIC,固定偏置电路,分压式偏置放大电路,射极偏置电路,Rb1+Rb2,Rb1,VCC,VB,Re,IC,UCE=,VCC,RcIC,ReIE,共集电极电路,+,+,共基极放大电路,+,+,（1）共射AU较大，Ri、Ro适中，常用作电压放大。（2）共集AU1，Ri大、Ro小，适用于信号跟随、信号隔离等。（3）共基AU较大，Ri小，频带宽，适用于放大高频信号。,每种接法的特点,5.频率响应,通频带：,fbw=fHfL,放大倍数随频率变化曲线幅频特性曲线,在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电容C1、C2不能忽略。该电路有 一个RC高通环节。有下限截止频率,在高频段，耦合电容C1、C2可以可视为短路，三极管的极间电容不能忽略。该电路有 一个RC低通环节。有上限截止频率,第5章 场效应管放大电路,BJT是一种电流控制元件(iB iC)，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件。场效应管（Field Effect Transistor简称FET）是一种电压控制器件(uGS iD)，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件。FET因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极高等优点，得到了广泛应用。,FET分类：,绝缘栅场效应管,结型场效应管,增强型,耗尽型,N沟道,P沟道,N沟道,P沟道,N沟道,P沟道,双极型和场效应型三极管的比较,注意类比于BJT,不同类型 FET 转移特性比较,结型,N 沟道,增强型,耗尽型,MOS 管,(耗尽型),IDSS,开启电压VT,夹断电压VP,IDO 是 uGS=2UT 时的 iD 值,判断是什么FET？,场效应管放大电路,+-,低频跨导，,西门子S,自给偏压电路,基本共源放大电路,源极电位,栅极电流,负偏压,根据场效应管的电流方程,求得ID和UGS,则,第6章 模拟集成电路,集成运算放大器高增益的直接耦合的集成的多级放大器。,1集成电路的工艺特点：（1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实现需要对称结构的电路。（2）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。（3）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。（4）只能制作几十pF以下的小电容。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。如需大电容，只有外接。（5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。,各级作用：各级电路组成：运放中恒流源的作用：,集成运放的偏置电路，多采用晶体管和场效应构成的电流源电路来提供各级的静态工作电流，或者作为有源负载，取代高阻值的电阻。从而大大提高电路的放大倍数。,2、偏置电路,3.直耦放大器的一个严重的问题是零点漂移。差动放大器是解决零点漂移问题的有效方法。差动放大器既能放大直流信号，又能放大交流信号。它对差模信号有很强的放大能力，对共模信号有很强的抑制能力。因此，运算放大器都使用差动放大器作为输入级。,4、差分放大电路,差模(difference mode)信号：大小相等相位相反的两个信号：vid共模(common-mode)信号：大小相等相位相同的两个信号：vic,任意两个信号总可以分解成差模与共模两个分量：,差模电压增益,共模电压增益,1）差模信号和共模信号的概念,47,2）几种方式指标比较,48,几种方式指标比较,第7章 负反馈放大电路,1、反馈的判断,有无反馈的判断,负反馈和正反馈的判断,瞬时极性法,直流反馈和交流反馈的判断,电压反馈和电流反馈的判断,串联反馈和并联反馈的判断,有无反向传输通道,看电容,看输入端子,看输出端子,2.负反馈对放大电路性能的影响及其引入,要稳定直流量,引直流负反馈,要稳定交流量,引交流负反馈,要稳定输出电压,引电压负反馈,要稳定输出电流,引电流负反馈,要增大输入电阻,引串联负反馈,要减小输入电阻,引并联负反馈,输出电阻小,输出电阻大,电压源信号,电流源信号,3.深度负反馈的概念及特点4.负反馈的自激振荡,自激振荡条件：,幅值条件,相位条件（附加相移）,如果，亦即，称为深度负反馈。此时则有,第8章 功率放大电路,1、功率放大电路的特点及要求,2、功率放大电路的种类,3、功率放大电路中晶体管的三种工作状态,甲类、,乙类、,甲乙类,变压器耦合功率放大电路、,变压器耦合乙类推挽功放,无输出变压器的功率放大电路-OTL电路,无输出电容的功率放大电路-OCL电路,4、OCL电路的组成及工作原理,5、消除交越失真的甲乙类互补对称功率放大电路,(1)最大输出功率Pom,理想情况下：,(2)电源提供的直流功率PV,两个电源：,理想情况：,(3)效率,(4)最大管耗与输出功率的关系,6、功率BJT的选择,最大允许管耗PCM,ICM,例1,OTL互补对称式输出电路如图所示，试分析电,路的工作原理。,1.按功放分类(甲、乙、甲乙类)，该电,2.电阻R2与二极管D1、D2的,3.静态时T1管的射极电位,路的T1、T2管的工作方式,为哪种类型？,作用是什么？,UE=？负载电流IL=？,甲乙类,为T1、T2管提供静态偏置电压,使T1、T2管处于微导通状态,消除交越失真,UE=0,IL=0,4.VCC=+15V，饱和压降UCES 1V，RL=8，则负载RL上得到的最大不失真输出电压的有效值，最大不失真输出功率Pom?此时效率？,第9章 信号处理与信号产生电路,1、滤波电路 的分类,（1）低通(Low-pass filter),（2）高通(High-pass filter),（3）带通(Band-pass filter),（4）带阻(Band-reject filter),2、产生正弦波振荡的条件,幅值平衡条件,相位平衡条件,n为整数,3、判断是否能产生正弦波振荡的步骤,(1),观察包含放大、选频、正反馈,和稳幅四个部分？,(2),放大电路是否能够正常工作?,(3),电路是否满足正弦波振荡的相位平衡条件?,(4),电路是否满足正弦波,振荡的幅值条件(起振条件)?,瞬时极性法,+,+,+,+,电路如图所示,试用相位平衡条件判断能否振荡。,共基电路,+,+,不能振荡,+,+,+,+,可以振荡,建立振荡条件：,一开始要求,达到稳态平衡状态时,4、RC桥式正弦波振荡电路,5、电压比较器,输出电压、,阈值电压、,跃变方向。,1）单限比较器,NP,当uN=uP=0时，,输出电压会发生跃变,2）滞回比较器,uN=uP,第10章 直流稳压源,1.直流电源的组成,电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。,整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。,滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,2.整流电路（利用二极管的单向导电性,1）单相半波整流：2）单相桥式全波整流：3.电容滤波电路：,二极管的选择,二极管的选择,不带负载RL,带负载RL,二极管的选择,4、稳压电路,由稳压管构成的稳压电路,输入电压UI,稳压管,UZ=UO,IZmaxIZmin ILmaxILmin,限流电阻R,串联型稳压电源,调整管,取样电阻,比较放大,基准电压,各部分作用,输出电压的调节范围,固定三端稳压器型号的识别与选用 W7800、W7900,考试题型,一、选择题3*10=301、二极管导通与否的判断2、三极管工作区判断，三极管放大电路电路故障的判断3、场效应管工作区及类型判断4、滤波电路类型判断5、互补功率放大电路工作原理6、差分放大电路输出及增益7、两级放大电路根据要求选择合适电路组态8、输入输出电阻的实际测量9、根据要求选择合适的反馈10、集成运算放大电路组成及各级特点,二、填空题2*10=20稳压电路分析，整流滤波电路输出电压电流，串联型稳压电路的组成及输出电压,三、画图读图题10波形产生电路的组成，各部分电路的识别及输出波形分立元件RC桥式振荡电路组成及输出频率,四、分析计算题401、含有二极管的运算电路输入输出关系分析102、两级放大电路分析22 1）组态判别 2）单级BJT放大Q点计算 3）画交流小信号等效电路 4）单级BJT放大电路性能指标计算3、反馈判别及深度负反馈条件下电压放大倍数8,举例,