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1、1,模拟电子技术总复习,2,第一章 绪论,1. 了解信号及其频谱。2. 理解放大电路模型。3. 理解放大电路的主要性能指标。,一、 基本要求,3,第二章 运算放大器,1. 理解运算放大器的组成、电路模型、电压传输特性和理想运算放大器。,一、 基本要求,2. 熟悉几种常用信号运算电路，掌握利用“虚短”、“虚断”概念分析这些电路的方法。,4,集成运算放大器,输入级：差动放大器,中间级：共射放大器,输出级：互补对称功率放大器,5,运算放大器的电路模型,通常： 开环电压增益 Avo的105 （很高）,输入电阻 ri 106 （很大）,输出电阻 ro 100 （很小）,运算放大器的电路模型,6,电压传输
2、特性： vo= f (vi),线性区：vo = Avo(vP- vN ),饱和区：,O,当Avo(vP-vN) V+ 时 vO= V+,当Avo(vP-vN) V-时 vO= V-,7,理想运算放大器,理想运放的电路模型,开环电压放大倍数：Ao 开环输入电阻：ri 开环输出电阻：ro0 共模抑制比：KCMR ,8,理想运放的电压传输特性,1. 饱和区 开环或加正反馈时,vO = V+ VCC,(2) 当 vp vn 时，,vO =V-VEE,(1) 当 vp vn时，,2. 线性区,满足“虚短”和“虚断”。,加负反馈时,信号的运算电路,1、比例运算电路,（1）反相比例运算,R2= R1 / R
3、F,u = u = 0,“虚地”,（2） 同相比例运算,Auf = 1,（同号器）,uo = ui,电压跟随器,Rf = 0 、 R1 ,2、加法运算电路,（1）反相输入加法运算电路,（2）同相输入加法运算电路,当 RP = RN时，,3、减法运算电路,当 RP = RN 时，,4、积分运算电路,0 t时段，t 时刻输出：,uC(0)：uC的初始值,5、微分运算电路,电路的作用：实现波形变换。,（1）虚短和虚断；,电路分析法求解步骤：,（2）对集成运放两个输入端运用KCL定律列写电流方程；,（3）用各点电位表示电流，并整理成关于 uI 和 uO的表达式。,同相端输入信号系数为正，反相端输入信号
4、系数为负,注意：若计算出的uo Uopp ，则取uo= Uopp 若计算出的uo -Uopp，则取uo= -Uopp,18,二、习题,习题2.4.6 加减运算电路如图所示，求输出电压vo的表达式。,解：,利用“虚短”、“虚断” 和叠加原理,令 vi3= vi4 =0,可看作是求和电路,19,二、习题,习题2.4.6 加减运算电路如图所示，求输出电压：vo的表达式。,令 vi1= vi2 = vi4 =0,令 vi1= vi2 = vi3 =0,同理可得,可得,20,二、习题,习题2.4.9,A1 构成差分式减法运算电路,解：,21,二、习题,习题2.4.9,A2 构成积分电路,令 vi3=0,
5、A2 构成积分电路,令 vo1=0,可得,22,第三章 二极管及其基本电路,1. 了解本征半导体、杂质半导体的特性，理解PN结的单向导电性。,一、 基本要求,3. 了解齐纳二极管及并联式稳压电路。,2. 理解二极管的基本构造、工作原理、特性曲线和主要参数的意义，会分析含有二极管的电路。,23,半导体,本征半导体,N型,杂质半导体,P型,PN结：单向导电性,+5 自由电子,+3 空穴,多子扩散、少子漂移,温度,24,二极管的伏安特性,硅管0.5V锗管0.1V,反向击穿电压VBR,正向压降VF,正向特性,反向特性,硅0.7V锗0.2V,死区电压Vth,常温下，反向电流很小,25,二极管的主要参数,
6、1. 最大整流电流IF,2. 反向击穿电压VBR,最高反向工作电压VRM,3. 正向压降VF,门坎电压Vth,4. 反向电流IR,5. 极间电容Cd,26,二极管电路的简化模型分析方法,1. 理想模型,正向偏置时的电路模型 反向偏置时的电路模型,电源电压远大于二极管正向压降,27,2. 恒压降模型,3. 折线模型,28,4. 小信号模型,1、判断二极管是否工作于正向导通状态；2、求得静态工作点Q；3、根据Q计算出微变电阻rd；4、根据小信号模型的交流通路，计算电路的交流电压、电流；5、将交流量与静态直流量叠加，得到电压、电流总量。,求二极管所在电路输出电压或画输出波形：,（1）选择参考点，断开
7、二极管，分析二极管阳极和阴极的电位，如果输入信号是交流信号，则需分段讨论。（2）判断二极管通断，若有多个二极管且互相影响，则正向电压最高的优先导通。（3）二极管导通看做短路（或恒压），截止看做断路，多个二极管时，需第一个做等效后再逐个分析其他的。（4）分析等效后电路，求出输出电压或画出输出波形。,例题：如左图所示，二极管采用恒压降模型且正向压降为0.7V，电路在vi=2sint（V）时的输出vo波形,D2导通，D1截止，Vo1=（-3+0.7）=-2.3V。,输出vo1大小,31,稳压二极管,32,并联式稳压电路,正常稳压时： VO =VZ,稳压条件：,IZmin IZ IZmax,稳压管正常
8、工作时加反向电压，并要加限流电阻。,33,二、习题,1.电路如图，二极管是理想的，求：UAB,取 B 点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。,解：,V阳 =6 V V阴 =12 V V阳V阴 ，二极管导通,理想状况下，二极管正向导通时可看作短路，VAB = 6V。,34,第四章 三极管及放大电路基础,1. 理解三极管的基本构造、工作原理、特性曲线及其主要参数的意义。,一、 基本要求,2. 理解放大电路的作用和组成原则。,3. 掌握放大电路的静态分析和动态分析方法。,4. 了解三种组态放大电路的特点。5. 了解组合放大电路及其特点。,35,根据结构不同，BJT有两种类型:NPN型和
9、PNP型。,发射极Emitter,基极 Base,集电极Collector,表示符号,36,基区：最薄，掺杂浓度最低,发射区：面积小，掺杂浓度最高，多子数量多,发射结,集电结,集电区：面积最大，掺杂浓度次于发射区而高于基区,结构特点：三层两结,37,VCE1V25,vCE1V75,特点: PN结的伏安特性，非线性,iB=f(vBE) vCE=const,输入特性曲线, 硅管：VBE 0.7 V 锗管：VBE 0.3 V,38,放 大 区,截止区,iC=f(vCE) iB=const,输出特性曲线,饱和区,39,BJT的主要参数,(1)共发射极直流电流放大系数,1.电流放大系数,(2) 共发射极
10、交流电流放大系数,2. 极间反向电流,(1) 集电极基极反向饱和电流ICBO,(2) 集电极发射极反向饱和电流ICEO,40,BJT的主要参数,(1) 集电极最大允许电流ICM,(2) 集电极最大允许功率损耗PCM,3. 极限参数,(3) 反向击穿电压, V(BR)CEO基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。,41,实现放大的条件：,必须正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大区。发射结正偏、集电结反偏从电位的角度看：NPN型 VCVBVE PNP型VCVBVE (2) 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压。,放大电路的分析方法,近似估算法,图解法,图解法,微变等效电路法,先静态，后
11、动态,放大电路分析方法,直流通路和交流通路；Q点；失真分析；最大不失真输出幅度等。,43,放大电路小信号模型分析法（微变等效电路）：,2. 画出小信号等效电路,1. 画出交流通路,3. 计算放大电路的主要性能指标：电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro。,微变等效电路法,ib, 首先确定放大电路的静态工作点 Q 。,微变等效电路法分析步骤, 求出rbe 。, 由交流通路画出放大电路的微变等效电路。先画出放大其余部分的交流通路，再将晶体管的等效电路置入，得到微变等效电路。, 列出电路方程并求解。,基本共发射极放大电路,静态分析：,直流通路,ICQ IBQ,UCEQ = VCC ICQ RC
12、,动态分析微变等效电路法,微变等效电路,射极偏置放大电路,稳定静态工作点。,静态分析：,动态分析：,Au减小,Ri 提高,Ro不变,增加旁路电容Ce,51,分析方法：小信号模型分析法、图解法。,动态分析的目的: 计算放大电路的主要性能指标，如电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro。,分析对象：各极电压和电流的交流分量。,所用电路：放大电路的交流通路。,放大电路的动态分析：,牢记：共集电极放大电路：射极输出器、电压跟随器；共基极放大电路：电流跟随器。亦应掌握这两种电路的分析方法,52,VBEQ,？,放大电路图解分析法：,53,三种接法的比较,共 射 组 态,共 集 组 态,共 基 组 态,
13、(小于、近于 1 ),频率响应,大(几百千欧 几兆欧),小(几欧 几十欧),中(几十千欧几百千欧)Rc,小(几欧 几十欧),大(几十千欧以上),中(几百欧几千欧) rbe,组态,性能,共 射 组 态,共 集 组 态,共 基 组 态,差,较好,好,Rc,56,三种组态的特点及用途,共射极放大电路： 电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。共集电极放大电路： 只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。共基极放大电路： 只有电压
14、放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。,57,1、多级放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益的乘积(考虑级间的相互影响)。2、前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入电阻是前一级的负载电阻RL。3、多级放大电路的输入电阻是其输入级的输入电阻。4、多级放大电路的输出电阻是其输出级的输出电阻。,多级放大电路的特点,（1）任意两只三极管适当连接可以等效为一只三极管，其等效后的型号与第一只管子的型号相同；（2）等效管子的电流放大系数近似为两只管子放大系
15、数的乘积，即 12,复合管,59,1. 一个三极管工作在放大状态，测得它的三只管脚上电位分别为V1 = -0.7V， V2 = -1V和V3 = - 6V，试说明该三极管的管型和材料。,解：,V2 电位居中，说明2脚为B极；V21=-0.3V， V23=5V，说明1脚为发射极，3脚为集电极，该管为锗管；发射极电位最高，集电极电位最低，所以是PNP型三极管。,二、习题,60,2. 共发射极放大电路的图解法分析如图2所示，若管子的饱和压降Vces=0.3V，试求最大不失真输出电压幅值Vomax。,二、习题,61,3. 在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL
16、= 2k ，晶体管=60， UBE=0.7V, 信号源内阻RS= 100，试求:(1) 静态工作点 IB、IC及 UCE；(2) 画出小信号等效电路；(3) 求Au、ri 和 ro 。,二、习题,(1) 求静态工作点。,解:,(2) 由小信号等效电路求Au、 ri 、 ro。,62,小信号等效电路,63,第五章 场效应管放大电路,1. 熟悉场效应管的分类、基本构造、工作原理、特性曲线及主要参数的意义。,一、 基本要求,2. 理解场效应管放大电路静态工作点的设置方法及其分析估算。,3. 理解场效应管放大电路动态分析方法。,64,N沟道,P沟道,增强型,耗尽型,N沟道,P沟道,N沟道,P沟道,（耗
17、尽型）,场效应管的分类: （表5.1.1）,65,输出特性曲线, 截止区 vGSVT, 可变电阻区vGSvDS VT 且vDSvGS-VT, 饱和区（恒流区/放大区）,vGS VT 且vDS vGS-VT,66,转移特性曲线,67,FET的主要参数,1. 开启电压VT (或VGS(th),一、直流参数,2. 夹断电压VP (或VGS(off),4. 直流输入电阻RGS,3. 饱和漏极电流IDSS,增强型MOS管的参数,二、交流参数,1. 低频互导（跨导）gm：,2. 输出电阻rds：,68,FET的主要参数,三、极限参数,3. 最大耗散功耗PDM,1. 最大漏源电压V(BR)DS,2. 最大栅
18、源电压V(BR)GS,4. 最大漏极电流IDM,69,习题5.1.1 如图所示为MOSFET的转移特性，请分别说明各属于何种沟道，开启电压/夹断电压(图中iD的假定正向为流进漏极) 。,二、习题,N沟道耗尽型VP = -3V,P沟道耗尽型VP = 2V,P沟道增强型VT = -4V,70,第六章 模拟集成电路,一、 基本要求,2、理解电流源电路的特点和作用。,3、掌握差分式放大电路的作用，结构，工作原理和主要技术指标。,4、理解运算放大器的电压传输特性及主要参数的意义。,1、了解集成电路及其特点。,71,1、镜像电流源,电流源电路,2、镜像电流源,3、组合电流源,代表符号,代表符号,72,差模
19、信号,共模信号,差分式放大电路输入输出结构示意图,差分式放大电路,总输出电压,共模抑制比,反映抑制零漂能力的指标,差模电压增益,共模电压增益,73,1.某差分放大器的KCMR=500，当输入Vi1=20mV，Vi2= 20mV时，输出Vo=2V；则当输入Vi1=Vi2= 2V时，求其共模输入信号ViC和输出电压Vo。,二、习题,解:,当输入Vi1 =20mV，Vi2=-20mV时,74,1.某差分放大器的KCMR=500，当输入Vi1=20mV，Vi2= 20mV时，输出Vo=2V；则当输入Vi1=Vi2= 2V时，求其共模输入信号ViC和输出电压Vo。,二、习题,当输入Vi1 =Vi2=2V
20、时,集成运算放大电路,虚短：u+= u,虚断：i+= i 0,u+ u,uo,Uopp,+Uopp,O,线性区：,u+ u 时， uo = + Uoppu+ u 时， uo = Uopp,非线性区：,虚断：i+= i 0,（负反馈）,（开环或正反馈）,+,A,+,76,第七章 反馈放大电路,一、 基本要求,1、理解反馈的基本概念。,2、掌握反馈放大电路的分类及其判别方法。,3、理解负反馈对放大电路性能的影响。,4、掌握深度负反馈条件下放大电路闭环增益的近似计算。,77,反馈放大电路的一般框图,反馈的基本概念,闭环增益,开环增益,反馈系数,78,1、交流反馈与直流反馈,反馈的分类,2、正反馈与负
21、反馈 瞬时极性法,3、串联反馈与并联反馈 输入信号在输入端的连接方式,4、电压反馈与电流反馈 反馈信号在输出端的取样方式,79,负反馈对放大电路性能的影响,提高增益的稳定性,减少非线性失真,扩展频带,对输入电阻和输出电阻的影响,负反馈以牺牲增益为代价，改善放大电路的性能。,80,深度负反馈的特点,则,深度负反馈条件下，基本放大电路满足“虚短”和“虚断”。,反馈放大电路的一般框图,负反馈对放大电路性能的影响,串联增大输入电阻；并联减小输入电阻；,电压稳压，减小输出电阻；,电流稳流，增大输出电阻。,提高放大电路放大倍数的稳定性；改善放大电路的非线性失真；扩展放大电路的通频带；,直流反馈：稳定Q点。
22、,负反馈自激振荡的条件,即,幅值条件,相位条件,起振条件,平衡条件,解:,闭环增益,例 判断反馈组态，并求大环反馈的闭环增益以及对信号源的闭环电压增益。,电压并联负反馈,根据虚短、虚断,0V,84,习题7.5.1 电路如图所示，试近似计算它的闭环电压增益并分析它的输入电阻和输出电阻。,二、习题,级间反馈通路,xf (vf),电压串联负反馈,根据“虚断”，有：,闭环输入电阻提高，而输出电阻减小。,85,第八章 功率放大电路,1、了解功率放大电路的特点和要解决的主要问题。,一、 基本要求,2、理解几种常见的功率放大电路的基本结构、工作原理、性能指标计算及功放管的选择。,86,要解决的问题,提高效率
23、,减小失真,管子的保护,提高输出功率,87,功率放大电路,图解分析法,88,实际输出功率Po,最大不失真输出功率Pomax,性能指标,效率,功率BJT的选择：,1) PCM 0.2Pomax ；,3) V(BR)CEO 2VCC ；,2) ICM VCC/RL。,89,例：已知VCC16V，RL4，T1和T2管的饱和管压降UCES2V，输入电压足够大。,最大输出功率、效率分别为,晶体管的最大功耗,最大输出功率时输入电压有效值,90,1. 乙类双电源互补对称功率放大电路如图所示，则选择功率三极管的参数PCM，|V(BR)CEO|，ICM。,解：,二、习题,PCM 0.2Pomax ；,V(BR)
24、CEO 2VCC =24V,ICM VCC/RL = 12/20A = 0.6A,91,第九章 信号处理与信号产生电路,2. 理解有源滤波电路的结构特点和主要性能。,一、 基本要求,1. 理解滤波电路的概念与分类。,3. 掌握自激振荡条件的判断。,4. 掌握正弦波振荡电路的基本结构、工作原理和振荡频率的计算。,5. 了解电压比较器及非正弦信号产生电路。,92,滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。,有源滤波器：由集成运放和R、C构成的滤波器。,幅频响应,相频响应,有源滤波器,93,滤波器的分类,低通(LPF：Low Pass Filter),高通(HPF：H
25、igh Pass Filter ),带通(BPF：Band Pass Filter ),全通(APF：All Pass Filter ),带阻(BEF：Band Elimination Filter),94,可由低通和高通串联得到,必须满足,带通滤波电路,带阻滤波电路,可由低通和高通并联得到,必须满足,95,振幅平衡条件,相位平衡条件,环路增益,自激振荡的条件：,根据选频网络所用元件分类：,RC正弦波振荡电路,LC正弦波振荡电路,石英晶体正弦波振荡电路,f0 1MHz,f0 1MHz,f0 很稳定,正弦波振荡电路的分类,97,放大电路：放大信号,基本组成部分,反馈网络：必须是正反馈，反馈信号即
26、是放大电路的输入信号,选频网络：保证输出为单一频率的正弦波（选择满足相位平衡条件的一个频率；经常与反馈网络合二为一。）,稳幅环节：使电路能从AF 1 ，过渡到 AF =1，从而达到稳幅振荡。,98,RC正弦波产生电路,起振条件：,振荡频率：,LC正弦波振荡电路,变压器反馈式,电感三点式,电容三点式,振荡频率：,起振相位条件：正反馈（瞬时极性法）,注意：反馈回来的信号为该点的到地电压（Vcc也看做接地点），选择满足条件的电容或电感，进而确定反馈信号符号。,100,电压比较器,特点：运算放大器工作在开环状态或引入正反馈，虚短不成立。,功能：来比较输入信号与参考电压的大小。,方波产生电路,由迟滞比较
27、器、,RC充放电电路组成。,101,第十章 直流稳压电源,2. 掌握小功率整流滤波电路的组成、工作原理、特点及有关性能指标的计算。,一、 基本要求,1. 了解直流稳压电源的组成部分。,3. 了解串联反馈式稳压电路的基本组成和稳压原理。,4. 了解集成稳压电路的基本结构、工作原理和基本应用电路。,102,直流稳压电源,将交流电网电压转换为稳定的、大小合适的直流电压，为放大电路提供直流工作电源。,103,单相桥式整流电路,104,1) 负载直流电压 VL和直流电流 IL,参数计算,2) 二极管平均电流ID,3) 二极管最大反向电压VRM,整流元件的选择：,105,电容滤波电路,滤波电容的选择：,V
28、L = ( 1.1 1.2 )V2,整流元件的选择：,106,串联反馈式稳压电路,调整单元,比较放大单元,基准单元,取样单元,107,三端集成稳压器,XX两位数字为输出电压值,正电压 LM317 、负电压 LM337,108,二、习题,习题10.1.3 桥式整流、电容滤波电路如图所示，已知交流电源电压V1=220V、频率 f=50Hz，RL = 50，要求输出直流电压VL=24V，纹波较小。（1）选择整流二极管；（2）选择滤波电容器；（3）确定电源变压器的二次电压和电流。,流过二极管的平均电流,二极管承受的最高反向电压,解：1. 选择整流二极管,选用二极管,IF 2ID 480mA VRM 3
29、0.7V,109,二、习题,习题10.1.3 桥式整流、电容滤波电路如图所示，已知交流电源电压V1=220V、频率 f=50Hz，RL = 50，要求输出直流电压VL=24V，纹波较小。（1）选择整流二极管；（2）选择滤波电容器；（3）确定电源变压器的二次电压和电流。,2. 选择滤波电容器,取 RLC = 5 T/2,可选用C=1000F，耐压为50V的电解电容,110,二、习题,习题10.1.3 桥式整流、电容滤波电路如图所示，已知交流电源电压V1=220V、频率 f=50Hz，RL = 50，要求输出直流电压VL=24V，纹波较小。（1）选择整流二极管；（2）选择滤波电容器；（3）确定电源变压器的二次电压和电流。,变压器的二次电压,3.确定电源变压器的二次电压和电流,变压器的二次电流,
