模拟电路复习提纲.ppt
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1、模拟电子技术期末总复习,第1章 二极管及其基本电路,本征半导体:纯净的具有晶体结构的半导体杂质半导体:通过扩散工艺,在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素.在杂质半导休中,多数截流子的浓度与掺杂工艺有关,少数截流子的浓度与温度有关.N型:在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷,施主杂质);N型半导体的多子是电子,少子是空穴;所以N型半导体是电子导电型半导体.P型:在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼,受主杂质);P型半导体的多子是空穴,少子是电子;所以P型半导体空穴导电型半导体.PN结:通过掺杂工艺将P型半导体与N型半导体制作在同一硅片上,它们在交界面形成一层不能移动的空间电荷区,这个电荷区就称PN结
2、.在PN结形成过程中,载流子扩散运动是由于浓度差作用下产生的,漂移运动是由于内电场作用下产生的.单向导电性:PN结加正向电压(P端接高电位,N端接低电位)时,PN结导通,反之,加反向电压时,PN结截止.电容效应:PN结存在两种电容,分别叫做势垒电容和扩散电容.PN结正向工作时主要存在扩散电容,反向工作是主要存在势垒电容.在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素,可将其改型为P型半导体吗?因为N型半导体的多子是自由电子,所以它带负电吗?,伏安特性:二极管两端电压与通过二极管电流之间的关系曲线称为伏安特性曲线.二极管的伏安关系可近似表述为公式,主要参数:最大整流电流IF,最高反向工作电压UR,反向电
3、流IR,最高工作频率fM.等效电路1)理想模型:正向导通时压降为零,反向截止时电流为零;2)常量模型:当外加电压比二极管正向电压大得多时,可以认为二极管两端电压几乎不变,等效为一个常量(对于硅管为0.7V,锗管为0.2V);3)折线模型:二极管开启之后,通过二极管的电流与电压之间是线性关系.主要用于精确计算时代替模型2;4)微变模型:二极管正常导通后,在工作点附近可以等效为一个动态电阻.简单应用电路分析:见模拟试题.,第1章 二极管及其基本电路,第1章 自测题(一),1.P型半导体的多子是,N型半导体的少子是,PN结具有 特性。2.在P型半导体中,电子浓度 空穴浓度;在N型半导体中,电子浓度
4、空穴浓度。3.在掺杂半导体中,多子的浓度主要取决于,少子的浓度受 的影响很大。4.当PN 结正向偏置时,耗尽层将_,反向偏置时空间电荷区将。5.引起PN结击穿的机理一般认为有两种,即 击穿和 击穿。6.PN结之间存在着两种电容,分别叫作 电容和 电容。7.二极管的伏安关系可近似表述为公式;由二极管的伏安特性可知,二极管的管压降越高,二极管的电阻越。8.当环境温度升高时,二极管的死区电压将,二极管的反向饱和电流将。9.利用二极管的 特性可以制成稳压管。利用二极管在反向偏置时的电容效应可制成。10.稳压二极管有 作用,在电路中是将其阳极接于电源的 极,阴极接于电源的 极。,1.在某种纯净的半导体中
5、掺入以下杂质可以形成N型半导体。()A、含四价元素的杂质B、含空穴的杂质 C、三价元素镓D、五价元素磷2.在本征半导体中掺入微量五价元素,形成的杂质半导体,其多数载流子是()A、正离子 B、负离子 C、空穴 D、自由电子3.PN结外加正向电压时,扩散电流()漂移电流A、大于 B、小于 C、等于 D、不一定4.PN结加正向电压时外加电场与内建电场的方向关系是()A、方向相同 B、方向相反 C、依外加电场强弱而定 D、无法确定5.一个硅二极管在正向电压UD=0.6V时,正向电流ID=10mA。若 UD增大到 0.66V,则电流ID约 为()。A、11mA B、20mA C、10.1mA D、20.
6、1mA6.如右图所示电路中,已知电源电压 E=4V 时,I=1mA。那么当电源电压 E=8V 时,电流I的大小将是()。A、I=1mA B、I 1mA C、1mA 2mA 7.二极管整流电路是利用()A、正向特性 B、单向导电性 C、反向特性,第1章 自测题(二),练一练,二极管电路如下图(a)所示,设二极管为理想的。(1)试求电路的传输特性(vo/vi特性),画出vo/vi波形;(2)假定输入电压如图(b)所示,试画出相应的vo波形。,解:(1)求电路的传输特性,通过上述分析,可以画出输出电压随输入电压变化的传输特性如右图所示。,练一练,二极管电路如下图(a)所示,设二极管为理想的。(1)试
7、求电路的传输特性(vo/vi特性),画出vo/vi波形;(2)假定输入电压如图(b)所示,试画出相应的vo波形。,解:(2)画出vo的波形。,第2章 三极管及其放大电路基础,结构:具有二个PN结(发射结、集电结),三个区(基区、发射区、集电区),基区很薄、杂质浓度低,发射区掺杂浓度高,集电结面积大。类型:NPN,PNP电流放大倍数:晶体管输出电流与输入电流的比值称为电流放大倍数。输入特性曲线:温度升高时,输入特性曲线将左移,Vbe随温度上升而下降,换一角度说,若Vbe不变,则温度升高时,iB将增大。输出特性曲线:温度升高时,三极管的极间反向饱和电流增大,三极管增大,输出特性曲线上移。放大区:发
8、射结正向偏置,集电结反向偏置;对于NPN型VCVBVE,对于PNP型VEVBVC.截止区:发射结反向偏置或零偏(基极与发射极短接),集电结反向偏置;饱和区:发射结正向偏置,集电结正向偏置。流过发射结的主要是扩散电流,流过集电结的主要是漂移电流.且 iC iB 主要参数:放大倍数,极间反向电流ICBO,穿透电流ICEO,最大集电极耗散功率PCM,最大集电极电流ICM和极间反向击穿电压UCBO、UCEO、UEBO,放大电路:放大电路放大的本质是能量的控制与转换,是在输入信号的作用下,通过放大电路将直流电源的能量转换成负载所获得的能量。放大的前提是不失真,即只有在不失真的情况下放大才有意义。能够控制
9、能量的元件称为有源器件。放大倍数:输出电压与输入电压之比称为电压放大倍数用Au 表示;输出电流与输入电流之比称为电流放大倍数用Ai 表示;输出电压与输入电流之比称为互阻放大倍数用Ar 表示;输出电流与输入电压之比称为互导放大倍数用Ag 表示。输入电阻:从放大电路输入端看进去的等效电阻,定义为输入电压有效值Ui 和输入电流有效值Ii 之比。即:Ri=Ui/Ii。如何用实验法求?输出电阻:从放大电路输出端看进去的等效内阻,等于负载开路时,输出端所加电压与输出电流之比。即Ro=Uo/Io 实验法如何求?通频带:用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。放大电路的放大倍数与信号频率的关系曲线称为幅频特
10、性曲线。当信号频率下降,使放大倍数的数值等于0.707中频放大倍数的频率称为下限截止频率fL;当信号频率升高,使放大倍数的数值也等于0.707中频放大倍数的频率称为上限截止频率fH;f fH的频段称为高频段,fL ffH的频段称为中频段,也称放大电路的通频带.,第2章 三极管及其放大电路基础,静态工作点:当输入信号为零时,晶体管的基极电流IB、集电极电流IC、B-E间电压UBE和C-E间电压UCE称为放大电路的静态工作点Q。记作IBQ、ICQ、UBEQ和UCEQ。一般可以通过改变基极电阻来改变静态工作点。常见的放大电路类型:共射极放大电路、共集电极(也叫射极输出器)放大电路和共基极放大电路。共
11、射放大电路输出电压与输入电压反相,电压放大倍数较大,输入电阻典型值为Ri=rbe,输出电阻为Ro=RC;共集电极电路输出电压与输入电压同相,电压放大倍数小于1,输入电阻较大Ri=rbe+(1+)Re,输出电阻最小Ro=Re/rbe/(1+);共基极电路输出电压与输入电压同相,放大倍数与共射极电路相同,输入电阻最小Ri=rbe/(1+),输出电阻Ro=RC;以上不包括信号源内阻。哪种类型输入电阻最大?哪种类型输出电阻最小?直流通路:在直流电源作用下直流电流流经的通路。也就是静态电流的流经通路,用来研究静态工作点。画法是电容视为开路、电感视为短路、信号源视为短路但保留内阻。交流通路:输入信号作用下
12、交流信号流经的通路,用于研究动态参数。画法是容量大的电容视为短路、直流电源视为短路(如有内阻要保留)h参数等效模型,混合型等效电路模型都是在小信号,放大状态才能应用。,第2章 三极管及其放大电路基础,共集,共基,共射,三种基本放大电路比较,窄,中,宽,第2章 自测题(一),1.晶体管三极管在作正常放大运用时,必须使 处于正向偏置,处于反向偏置。2.NPN型晶体三极管处于放大状态时,三个电极中 极电位最高,极电位最低。3.在单级共射放大电路中,若输入电压为正弦波形,而输出波形则出现了底部被削平的现象,这种失真是 失真,失真的主要原因是。4.在三极管的三种基本组态放大电路中,组态电压增益趋于1,组
13、态输出电阻最大。5.实验中用直流电流表测量三极管的静态电流,其中流进电极的电流为3.66mA,流出电极的电流分别为 0.06mA和3.6mA。则该管是 型三极管,其值为。6.我们希望放大电路输入电阻越 越好,输出电阻越 越好,放大电路具备有这种条件。7.场效应管属于_控制型器件,它们的导电过程仅仅取决于_载流子的流动。8.场效应管按结构可分、;从工作性能可分、;从基片材料可分为、。9.结型场效应管利用栅源极间所加的(反偏电压、反向电流、正偏电压)来改变导电沟道的电阻;P沟道结型场效应管的夹断电压UGS为(正值、负值、零)。10.耗尽型N沟道JFET的导电载流子是,一般把在漏源电压作用下开始导电
14、的栅源电压UGS 叫做,11若三级放大电路中Au1=Au2=30dB,Au3=20dB,则其总电压增益为 dB,折合为_倍。12.晶体管三极管在作正常放大运用时,必须使_处于正向偏置,_处于反向偏置。13.三极管工作在放大时,b-e极间为 偏置,b-c极间为 偏置。,第2章 自测题(二),1.三极管工作在饱和状态时,其偏置应为()。A、发射结零偏,集电结反偏。B、发射结正偏,集电结正偏。C、发射结正偏,集电结反偏。D、发射结反偏,集电结反偏。2.测得晶体管三个电极对地的电压分别为 2V、6V、-2.2V,则该管()。A、处于饱和状态 B、放大状态 C、截止状态 D、已损坏 3.在三极管的基本组
15、态电路中()A、共集组态的电压增益最大B、共集组态的电压增益最小C、共发组态的电压增益最小D、共基组态的电压增益最小4.由于放大电路对非正弦输入信号中不同频率分量有不同的放大能力和相移,因此会引起放大电路的输出信号产生失真。这种失真称为()失真。A、饱和B、截止 C、频率 D、交越5.对于电压放大器来说,()越小,电路的带负载能力越强。A、输入电阻 B、输出电阻 C、电压增益 D、电流增益6.在共射、共集和共基三种基本放大电路中,输出电阻最小的是()放大电路。A、共射极 B、共集电极 C、共基极 D、共射-共基,7.为了提高输入电阻,对于结型场效应管,栅源极之间的PN结【】。A、必须正偏 B、
16、必须反偏 C、可以任意偏置 D、与漏源电压极性一致8.某场效应管的转移特性如下图所示,则该管是【】场效应管。A、增强型NMOS B、耗尽型NMOS C、增强型PMOS D、耗尽型PMOS,第2章 自测题(三),9在某放大电路中,测的三极管三个电极的静态电位分别为0 V,-10 V,-9.3 V,则这只三极管是()。ANPN 型硅管 B.NPN 型锗管 C.PNP 型硅管 D.PNP 型锗管,10.如图所示复合管,已知V1的1=30,V2的2=50,则复合后的 约为()。A1500 B.80 C.50 D.30,11.在图示电路中,Ri 为其输入电阻,RS 为常数,为使下限频率fL 降低,应()
17、。A.减小C,减小Ri B.减小C,增大RiC.增大C,减小 Ri D.增大C,增大 Ri,12.在实际工作中调整放大器的静态工作点一般是通过改变()A.发射极电阻 B.集电极电阻C.基极电阻 D.三极管的值,1.对PNP型晶体管来说,当其工作于放大状态时,发射极的电位最低。2.与空载相比,接上负载后,放大电路的动态范围一定变大。3.对于电压放大器来说,输出阻抗越小,电路的带负载能力越强。4.可以放大电压,但不能放大电流的是共集电极电路放大电路 5.既能放大电压,也能放大电流的是共基极放大电路。6.温度升高,晶体管输入特性曲线左移,输出特性曲线上移。7.场效应管自给偏压电路适合于增强型场效应管
18、组成的放大电路。8.当场效应管工作于放大区时,其漏极电流ID只受栅源电压UGS的控制。9、在阻容耦合放大器中,由于电路的输出端使用了耦合电容,对交流会产生容抗,因此放大器的输出信号必然要损失掉很大一部分。10、如何用数字万用表判别一个三极管的三个电极?11既能放大电压,也能放大电流的是共基极放大电路。12温度升高,晶体管输入特性曲线左移,输出特性曲线上移。13场效应管自给偏压电路适合于增强型场效应管组成的放大电路。14多级直接耦合放大器中,影响零点漂移最严重的一级是输入级。,1直流计算如下:,由图电路的直流通路,可以有,Rb=Rb1Rb2=39/11=8.58 k,典型例题分析,静态基极电流,
19、静态集电极电流为,ICQ=IBQ=9918.76mA=1.857mA,例1有一基本放大电路如图所示,已知VCC=15V、Rc=3k、Rb1=39k、Rb2=11k、Re=1.3 k、RL=10k,UBE=0.7V,=99,耦合电容的容量足够大。试计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。,静态三极管的管压降,UCEQ=VCC ICQRc-IEQRe=VCC-ICQ(Rc+Re),=15-1.857(3+1.3)=15-7.98=7.02V,发射极对地的静态电压,1直流计算如下:,UEQ=IEQRe=1.8571.3=2.41V,UBQ=VCC-IBQRb=3.3-0.018768.58=3.
20、14V,UCQ=VCC-ICQRc=15-1.8573=15-5.57=9.43V,UBEQ=UBQ-UEQ=3.14-2.41=0.73V,UBCQ=UBQ-UCQ=3.14-9.43=-6.29V,即三极管的发射结正偏,集电结反偏,所以三极管是处于放大区。,例1有一基本放大电路如下图所示,已知VCC=15V、Rc=3k、Rb1=39k、Rb2=11k、Re=1.3 k、RL=10k,UBE=0.7V,=99,耦合电容的容量足够大。试计算电路的静态电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。,典型例题分析,由微变等效电路可得电压增益的表达式,所以,可得电压增益的表达式,2.试计算电路的电压放大倍数、输
21、入电阻和输出电阻。,典型例题分析,先计算三极管的输入电阻rbe,代入数据得,2.试计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。,典型例题分析,输入电阻,输出电阻,=3 k,=1.7+130/39/11=8.06 k,2.试计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。,典型例题分析,例2电路如下图所示,晶体管的80,rbe=1k。(1)求出Q点;(2)分别求出RL和RL3k时电路的Au和Ri;(3)求出Ro。,解:(1)求解Q点:,(2)求解输入电阻和电压放大倍数:,RL时,典型例题分析,RL3k时,(3)求解输出电阻:,例2电路如下图所示,晶体管的80,rbe=1k。(1)求出Q点;(2)分别
22、求出RL和RL3k时电路的Au和Ri;(3)求出Ro。,典型例题分析,1、电路如下图所示,设三极管的放大倍数为,试求:(1)静态工作点;(2)画出简化H等效电路;(3)电压增益AVS1和AVS2;(4)输入电阻Ri;(5)输出电阻RO1和RO2。,练一练,练一练,2、某放大电路如下图所示,已知电容量足够大,三极管的放大倍数为。试求:(1)计算静态工作点(IBQ、ICQ、UCEQ);(2)画出放大电路的H等效电路;(3)计算电压放大倍数Au、输入电阻Ri.和输出电阻Ro。(4)若,求输出电压uo的表达式。,第4章 集成电路运算放大器,基本要求:正确理解共模抑制,熟练掌握差分放大电路工作原理,输入
23、输出方式,差模增益,差模输入和输出电阻,理想运放、实际运放的主要参数。,难点重点:1.正确画出半电路的直流通路、差模等效电路和共模等效电路上。2.(1)双端输入单端输出的差模电压增益、共模电压增益、共模抑制比;(2)双端输入双端输出的差模电压增益、共模电压增益、共模抑制比;(3)因为单端输入可以等效为双端差模输入和共模输入的叠加,所以单端输入的效果与双端输入几乎一样。3差分式放大电路的特点(1)差分放大电路实质上是利用电路的复杂性来换取抑制零点漂移的效果。(2)在电路组成上引入共模负反馈,电路具有对称性。分为长尾电路和带恒流源的电路。(3)在电路性能上有较强的抑制共模信号(抑制零点飘移)能力和
24、放大差模信号的能力。,1.集成运算放大器是一种采用_耦合方式的放大电路,最常见的问题是_ _,限于集成工艺的限制,在内部组成上,对高阻值电阻通常采用由三极管或场效应管组成的_来替代,或是采用_的方法来解决。2.差动式电路的结构特点是,其主要作用是。3.差动放大电路的基本功能是对差模信号的_作用和对共模信号的_作用。4.差分电路由双端输出变为单端输出,则差模电压增益 _,共模电压增益 _。5.某差分放大电路的两个输入端的电压分别是10mV 和30mV,单端输出的电压是1V,若 KCMR=,则此时的差模电压放大倍数为。A.20B.30 C.40 D.50,6.集成运放电路采用直接耦合方式是因为_。
25、A.可获得很大的放大倍数;B.可使温漂小;C.集成工艺难于制造大容量电容。7.集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以。A.减小温漂 B.增大放大倍数 C.提高输入电阻 D.稳定静态工作点8.通用型集成运放适用于放大_。A.高频信号;B.低频信号;C.任何频率信号,第4章 自测题,9通用型集成运放的输入级采用差动放大电路,这是因为它的()。A输入电阻高 B.输出电阻低 C.共模抑制比大 D.电压放大倍数大,10差分放大电路,若两个输入信号uI1=uI2,则输出电压,uO=;若u I1=100V,u I 2=80V,则差模输入电压uId V;共模输入电压uIc V。11在信号处理电路中,当有用
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