第一章 半导体二极管
一.半导体的基础知识
1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。 2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流子 ----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。 *P型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。 *N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。 6. 杂质半导体的特性
*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。 7. PN结
* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。 * PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。 8. PN结的伏安特性
二. 半导体二极管
*单向导电性------正向导通,反向截止。 *二极管伏安特性----同PN结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。 *死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路);
若 V阳
1)图解分析法
该式与伏安特性曲线 的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法
直流等效电路法
*总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路); 若 V阳
微变等效电路法
三. 稳压二极管及其稳压电路
*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。
第二章 三极管及其基本放大电路
一. 三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为NPN和PNP两种。
2.特点---基区很薄,且掺杂浓度最低;发射区掺杂浓度很高,与基区接触 面积较小;集电区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大。 二. 三极管的工作原理 1. 三极管的三种基本组态
2. 三极管内各极电流的分配
* 共发射极电流放大系数 (表明三极管是电流控制器件
式子
3. 共射电路的特性曲线 *输入特性曲线---同二极管。
称为穿透电流。
* 输出特性曲线
(饱和管压降,用UCES表示
放大区---发射结正偏,集电结反偏。 截止区---发射结反偏,集电结反偏。 4. 温度影响
温度升高,输入特性曲线向左移动。 温度升高ICBO、 ICEO 、 IC以及β均增加。 三. 低频小信号等效模型(简化)
hie---输出端交流短路时的输入电阻,
常用rbe表示;
hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比,
常用β表示;
四. 基本放大电路组成及其原则 1. VT、 VCC、 Rb、 Rc 、C1、C2的作用。 2.组成原则----能放大、不失真、能传输。 五. 放大电路的图解分析法 1. 直流通路与静态分析
*概念---直流电流通的回路。 *画法---电容视为开路。 *作用---确定静态工作点
*直流负载线---由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。
*电路参数对静态工作点的影响
Rb :Q点将沿直流负载线上下移动。
2)改变Rc :Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。 3)改变VCC:直流负载线平移,Q点发生移动。
1)改变
2. 交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路
*画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。 *作用---分析信号被放大的过程。
*交流负载线--- 连接Q点和V CC’点 V CC’= UCEQ+ICQR L’的 直线。
3. 静态工作点与非线性失真
(1)截止失真
*产生原因---Q点设置过低
*失真现象---NPN管削顶,PNP管削底。 *消除方法---减小Rb,提高Q。 (2) 饱和失真
*产生原因---Q点设置过高
*失真现象---NPN管削底,PNP管削顶。 *消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC 。 4. 放大器的动态范围
(1) Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。 (2)范围
*当(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ )时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。
*当(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ )时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2 (UCEQ-UCES)。 *当(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ ),放大器将有最大的不失真输出电压。 六. 放大电路的等效电路法
1. 静态分析
(1)静态工作点的近似估算
(2)Q点在放大区的条件
欲使Q点不进入饱和区,应满足RB>βRc 。
2.
放大电路的动态分析
* 放大倍数
* 输入电阻
* 输出电阻
七. 分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1.静态分析
2.动态分析 *电压放大倍数
在Re两端并一电解电容Ce后
输入电阻
在Re两端并一电解电容Ce后
* 输出电阻
八. 共集电极基本放大电路 1.静态分析
2.动态分析 * 电压放大倍数
* 输入电阻
* 输出电阻
3. 电路特点
* 电压放大倍数为正,且略小于1,称为射极跟随器,简称射随器。 * 输入电阻高,输出电阻低。
第四章 多级放大电路
一. 级间耦合方式
1. 阻容耦合----各级静态工作点彼此独立;能有效地传输交流信号;体积小,成本低。但不便于集成,低频特性差。
2. 变压器耦合 ---各级静态工作点彼此独立,可以实现阻抗变换。体积大,成本高,无法采用集成工艺;不利于传输低频和高频信号。
3. 直接耦合----低频特性好,便于集成。各级静态工作点不独立,互相有影响。存在“零点漂移”现象。 *零点漂移----当温度变化或电源电压改变时,静态工作点也随之变化,致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。
二. 单级放大电路的频率响应 1.中频段(fL≤f≤fH)
波特图---幅频曲线是20lgAusm=常数,相频曲线是φ=-180o。
2.低频段(f ≤fL)
‘
3.高频段(f ≥f
H)
4.完整的基本共射放大电路的频率特性
三. 分压式稳定工作点电路的频率响应 1.下限频率的估算
2.上限频率的估算
四. 多级放大电路的频率响应 1. 频响表达式
2. 波特图
第五章 功率放大电路
一. 功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态
导通角为360,ICQ大,管耗大,效率低。 2.乙类工作状态
ICQ≈0, 导通角为180,效率高,失真大。 3.甲乙类工作状态
导通角为180~360,效率较高,失真较大。 二. 乙类功放电路的指标估算 1. 工作状态
任意状态:Uom≈Uim 尽限状态:Uom=VCC-UCES 理想状态:Uom≈VCC
o
o
o
o
2. 输出功率
3. 直流电源提供的平均功率
4. 管耗 Pc1m=0.2Pom
5.效率
1. 问题的提出
理想时为78.5%
三. 甲乙类互补对称功率放大电路
在两管交替时出现波形失真——交越失真(本质上是截止失真)。 2. 解决办法
甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL----利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压。 动态指标按乙类状态估算。
甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL----电容 C2 上静态电压为VCC/2,并且取代了OCL功放中
的负电源-VCC。
动态指标按乙类状态估算,只是用VCC/2代替。 四. 复合管的组成及特点
1. 前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。 2. 类型取决于第一只管子的类型。 3. β=β1·β 2
第六章 集成运算放大电路
一. 集成运放电路的基本组成
1.输入级----采用差放电路,以减小零漂。
2.中间级----多采用共射(或共源)放大电路,以提高放大倍数。 3.输出级----多采用互补对称电路以提高带负载能力。
4.偏置电路----多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。 二. 长尾差放电路的原理与特点 1. 抑制零点漂移的过程----
当T↑→ iC1、iC2↑→ iE1、iE2 ↑→ uE↑→ uBE1、uBE2↓→ iB1、iB2↓→ iC1、iC2↓。
Re对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作用,被称为“共模反馈电阻”。
2静态分析 1) 计算差放电路IC
设UB≈0,则UE=-0.7V,得
2) 计算差放电路UCE • •
•
双端输出时
单端输出时(设VT1集电极接RL)
对于VT1:
对于VT2:
3. 动态分析
1)差模电压放大倍数 • •
双端输出
• 单端输出时
从VT1单端输出 :
从VT2单端输出 :
2)差模输入电阻3)差模输出电阻
• •
双端输出:单端输出:
三. 集成运放的电压传输特性
当uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域 :
四. 理想集成运放的参数及分析方法 1. 理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数 Aod→∞; * 差模输入电阻 Rid→∞; * 输出电阻 Ro→0; * 共模抑制比KCMR→∞; 2. 理想集成运放的分析方法 1) 运放工作在线性区: * 电路特征——引入负反馈
* 电路特点——“虚短”和“虚断”:
“虚短” ---
“虚断” ---
2) 运放工作在非线性区
* 电路特征——开环或引入正反馈 * 电路特点——
输出电压的两种饱和状态: 当u+>u-时,uo=+Uom 当u+
i+=i-=0
第七章 放大电路中的反馈
一. 反馈概念的建立
*开环放大倍数---A *闭环放大倍数---Af *反馈深度---1+AF *环路增益---AF:
1.当AF>0时,Af下降,这种反馈称为负反馈。 2.当AF=0时,表明反馈效果为零。
3.当AF<0时,Af升高,这种反馈称为正反馈。
4.当AF=-1时 ,Af→∞ 。放大器处于 “ 自激振荡”状态。 二.反馈的形式和判断
1. 反馈的范围----本级或级间。
2. 反馈的性质----交流、直流或交直流。
直流通路中存在反馈则为直流反馈,交流通路中存 在反馈则为交流反馈,交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。
3. 反馈的取样----电压反馈:反馈量取样于输出电压;具有稳定输出电压的作用。
(输出短路时反馈消失)
电流反馈:反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。 (输出短路时反馈不消失)
4. 反馈的方式-----并联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电 流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好。 反馈信号反馈到输入端)
串联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电压 的形式相叠加。 Rs越小反馈效果越好。 反馈信号反馈到非输入端) 5. 反馈极性-----瞬时极性法:
(1)假定某输入信号在某瞬时的极性为正(用+表示),并设信号 的频率在中频段。
(2)根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。
(3)确定反馈信号的极性。
(4)根据Xi 与X f 的极性,确定净输入信号的大小。Xid 减小为负反 馈;Xid 增大为正反馈。
三. 反馈形式的描述方法
某反馈元件引入级间(本级)直流负反馈和交流电压(电流)串 联(并联)负反馈。 四. 负反馈对放大电路性能的影响
1. 提高放大倍数的稳定性
2.
3. 扩展频带
4. 减小非线性失真及抑制干扰和噪声 5. 改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加1+AF倍 *并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 *电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 *电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍 五. 自激振荡产生的原因和条件
1. 产生自激振荡的原因
附加相移将负反馈转化为正反馈。
2. 产生自激振荡的条件
若表示为幅值和相位的条件则为:
第八章 信号的运算与处理
分析依据------ “虚断”和“虚短”
一. 基本运算电路 1. 反相比例运算电路 R2 =R1//R
f
2. 同相比例运算电路
R2=R1//R
f
3. 反相求和运算电路
R4=R1//R2//R3//R
f
4. 同相求和运算电路
R1//R2//R3//R4=Rf//R5
5. 加减运算电路
R1//R2//Rf=R3//R4//R
5
二. 积分和微分运算电路 1. 积分运算
2. 微分运算
一、填空题:(每空
1分共40分)
1、PN结正偏时( 导通 ),反偏时( 截止 ),所以PN结具有( 单向 )导电性。
2、漂移电流是( 反向 )电流,它由( 少数 )载流子形成,其大小与(温度 )有关,而与外加电压( 无关 )。
3、所谓理想二极管,就是当其正偏时,结电阻为(零 ),等效成一条直线;当其反偏时,结电阻为( 无穷大 ),等效成断开;
4、三极管是( 电流 )控制元件,场效应管是( 电压 )控制元件。
5、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结( 正偏 ),集电结(反偏 )。 6、当温度升高时,晶体三极管集电极电流Ic( 增大 ),发射结压降(减小 )。
7、三极管放大电路共有三种组态分别是(共集电极 )、( 共发射极 )、(共基极 )放大电路。
8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点,采用(直流)负反馈,为了稳定交流输出电流采用( 交流 )负反馈。
9、负反馈放大电路和放大倍数AF=(A/1+AF),对于深度负反馈放大电路的放大倍数AF=( 1/F )。 10、带有负反馈放大电路的频带宽度BWF=(1+AF)BW,其中BW=(fh-fl ), ( 1+AF )称为反馈深度。
11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号,称为( 共模 )信号,而加上大小相等、极性相反的两个信号,称为( 差模 )信号。
12、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的( 交越 )失真,而采用(甲乙 )类互补功率放大器。 13、OCL电路是( 双)电源互补功率放大电路; OTL电路是( 单)电源互补功率放大电路。
14、共集电极放大电路具有电压放大倍数( 近似于1 ),输入电阻(大 ),输出电阻( 小 )等特点,所以常用在输入级,输出级或缓冲级。
15、差分放大电路能够抑制( 零 点 )漂移,也称( 温度 )漂移,所以它广泛应用于( 集成 )电路中。
16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为( 调波 ),未被调制的高频信号是运载信息的工具,称为( 载流信号 )。
17、模拟乘法器输出与输入的关系式是U0=( KUxUy )
1、1、P型半导体中空穴为( 多数 )载流子,自由电子为( 少数 )载流子。 2、PN结正偏时( 导通 ),反偏时( 截止 ),所以PN结具有( 单向 )导电性。 3、反向电流是由(少数)载流子形成,其大小与(温度 )有关,而与外加电压( 无关 )。 4、三极管是( 电流)控制元件,场效应管是( 电压 )控制元件。
5、当温度升高时,三极管的等电极电流I( 增大 ),发射结压降UBE( 减小 )。 6、晶体三极管具有放大作用时,发射结(正偏 ),集电结( 反偏 )。 7、三极管放大电路共有三种组态( )、( )、( )放大电路。
8、为了稳定三极管放大电路和静态工作点,采用( 直流 )负反馈,为了减小输出电阻采用( 电压 )负反馈。
9、负反馈放大电路和放大倍数Af=(A/1+AF ),对于深度负反馈Af=( 1/F )。 10、共模信号是大小( 相等 ),极性(相同 )的两个信号。
11、乙类互补功放存在( 交越 )失真,可以利用(甲乙 )类互补功放来克服。
12、用低频信号去改变高频信号的频率称为( 调频 ),低频信号称为( 调制 )信号,高频信号称高频( 载波 )。
13、共基极放大电路的高频特性比共射极电路( 好 ),fa=( 1+B )fβ。 14、要保证振荡电路满足相位平衡条件,必须具有( 正反馈 )网络。 15、在桥式整流电阻负载中,理想二极管承受最高反压是( 2U2 )。
二、选择题(每空2分 共30分)
1、稳压二极管是一个可逆击穿二极管,稳压时工作在( B )状态,但其两端电压必须(C )它的稳压值Uz才有导通电流,否则处于( F )状态。
A、正偏 B、反偏 C、大于 D、小于 E、导通 F、截止
2、用直流电压表测得放大电路中某三极管各极电位分别是2V、6V、2.7V,则三个电极分别是( C ),该管是( D )型。
A、(B、C、E) B、(C、B、E) C、(E、C、B) D、(NPN) E、(PNP) 3、对功率放大器的要求主要是( B )、( C )、( E )。 A、U0高 B、P0大 C、功率大 D、Ri大 E、波形不失真
4、共射极放大电路的交流输出波形上半周失真时为( B ),此时应该( E )偏置电阻。 A、饱和失真 B、截止失真 C、交越失真 D、增大 E、减小 5、差分放大电路是为了( C )而设置的。
A、稳定Au B、放大信号 C、抑制零点漂移 6、共集电极放大电路的负反馈组态是( A )。 A、压串负 B、流串负 C、压并负
7、差分放大电路RE上的直流电流IEQ近似等于单管集电极电流ICQ( B )倍。 A、1 B、2 C、3
8、为了使放大器带负载能力强,一般引入(A )负反馈。
A、电压 B、电流 C、串联 9、分析运放的两个依据是(A )、( B)。
A、U-≈U+ B、I-≈I+≈0 C、U0=Ui D、Au=1 1、三端集成稳压器CW7812的输出电压是( A )。 A、12V B、5V C、9V
2、用直流电压表测得放大电路中某三极管各管脚电位分别是2V、6V、2.7V,则三个电极分别是( C),该管是( E )型。
A、(B、C、E) B、(C、B、E) C、(E、C、B) D、(PNP) E、(NPN)
3、共射极放大电路的交流输出波形上半周失真时为( B )失真,下半周失真时为( A)失真。 A、饱和 B、截止 C、交越 D、频率 4、差分放大电路是为了( C )而设置的。
A、稳定Au B、放大信号 C、抑制零点漂移
5、共模抑制比是差分放大电路的一个主要技术指标,它反映放大电路( A )能力。 A、放大差模抑制共模 B、输入电阻高 C、输出电阻低 6、LM386是集成功率放大器,它可以使电压放大倍数在( B)之间变化。 A、0~20 B、20~200 C、200~1000
7、单相桥式整流电容滤波电路输出电压平均值Uo=( C )Uz A、0.45 B、0.9 C、1.2
8、当集成运放线性工作时,有两条分析依据(A)(B )。 A、U-≈U+ B、I-≈I+≈0 C、U0=Ui D、Au=1 9、对功率放大器的主要要求有( B )( C )( E )。 A、U0高, B、P0大 C、效率高 D、Ri大 E、波形不失真 10、振荡器的输出信号最初由( C )而来的。
A、基本放大器 B、选频网络 C、干扰或噪声信号
第一章 半导体二极管
一.半导体的基础知识
1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。 2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流子 ----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。 *P型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。 *N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。 6. 杂质半导体的特性
*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。 7. PN结
* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。 * PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。 8. PN结的伏安特性
二. 半导体二极管
*单向导电性------正向导通,反向截止。 *二极管伏安特性----同PN结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。 *死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路);
若 V阳
1)图解分析法
该式与伏安特性曲线 的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法
直流等效电路法
*总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路); 若 V阳
微变等效电路法
三. 稳压二极管及其稳压电路
*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。
第二章 三极管及其基本放大电路
一. 三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为NPN和PNP两种。
2.特点---基区很薄,且掺杂浓度最低;发射区掺杂浓度很高,与基区接触 面积较小;集电区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大。 二. 三极管的工作原理 1. 三极管的三种基本组态
2. 三极管内各极电流的分配
* 共发射极电流放大系数 (表明三极管是电流控制器件
式子
3. 共射电路的特性曲线 *输入特性曲线---同二极管。
称为穿透电流。
* 输出特性曲线
(饱和管压降,用UCES表示
放大区---发射结正偏,集电结反偏。 截止区---发射结反偏,集电结反偏。 4. 温度影响
温度升高,输入特性曲线向左移动。 温度升高ICBO、 ICEO 、 IC以及β均增加。 三. 低频小信号等效模型(简化)
hie---输出端交流短路时的输入电阻,
常用rbe表示;
hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比,
常用β表示;
四. 基本放大电路组成及其原则 1. VT、 VCC、 Rb、 Rc 、C1、C2的作用。 2.组成原则----能放大、不失真、能传输。 五. 放大电路的图解分析法 1. 直流通路与静态分析
*概念---直流电流通的回路。 *画法---电容视为开路。 *作用---确定静态工作点
*直流负载线---由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。
*电路参数对静态工作点的影响
Rb :Q点将沿直流负载线上下移动。
2)改变Rc :Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。 3)改变VCC:直流负载线平移,Q点发生移动。
1)改变
2. 交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路
*画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。 *作用---分析信号被放大的过程。
*交流负载线--- 连接Q点和V CC’点 V CC’= UCEQ+ICQR L’的 直线。
3. 静态工作点与非线性失真
(1)截止失真
*产生原因---Q点设置过低
*失真现象---NPN管削顶,PNP管削底。 *消除方法---减小Rb,提高Q。 (2) 饱和失真
*产生原因---Q点设置过高
*失真现象---NPN管削底,PNP管削顶。 *消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC 。 4. 放大器的动态范围
(1) Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。 (2)范围
*当(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ )时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。
*当(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ )时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2 (UCEQ-UCES)。 *当(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ ),放大器将有最大的不失真输出电压。 六. 放大电路的等效电路法
1. 静态分析
(1)静态工作点的近似估算
(2)Q点在放大区的条件
欲使Q点不进入饱和区,应满足RB>βRc 。
2.
放大电路的动态分析
* 放大倍数
* 输入电阻
* 输出电阻
七. 分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1.静态分析
2.动态分析 *电压放大倍数
在Re两端并一电解电容Ce后
输入电阻
在Re两端并一电解电容Ce后
* 输出电阻
八. 共集电极基本放大电路 1.静态分析
2.动态分析 * 电压放大倍数
* 输入电阻
* 输出电阻
3. 电路特点
* 电压放大倍数为正,且略小于1,称为射极跟随器,简称射随器。 * 输入电阻高,输出电阻低。
第四章 多级放大电路
一. 级间耦合方式
1. 阻容耦合----各级静态工作点彼此独立;能有效地传输交流信号;体积小,成本低。但不便于集成,低频特性差。
2. 变压器耦合 ---各级静态工作点彼此独立,可以实现阻抗变换。体积大,成本高,无法采用集成工艺;不利于传输低频和高频信号。
3. 直接耦合----低频特性好,便于集成。各级静态工作点不独立,互相有影响。存在“零点漂移”现象。 *零点漂移----当温度变化或电源电压改变时,静态工作点也随之变化,致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。
二. 单级放大电路的频率响应 1.中频段(fL≤f≤fH)
波特图---幅频曲线是20lgAusm=常数,相频曲线是φ=-180o。
2.低频段(f ≤fL)
‘
3.高频段(f ≥f
H)
4.完整的基本共射放大电路的频率特性
三. 分压式稳定工作点电路的频率响应 1.下限频率的估算
2.上限频率的估算
四. 多级放大电路的频率响应 1. 频响表达式
2. 波特图
第五章 功率放大电路
一. 功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态
导通角为360,ICQ大,管耗大,效率低。 2.乙类工作状态
ICQ≈0, 导通角为180,效率高,失真大。 3.甲乙类工作状态
导通角为180~360,效率较高,失真较大。 二. 乙类功放电路的指标估算 1. 工作状态
任意状态:Uom≈Uim 尽限状态:Uom=VCC-UCES 理想状态:Uom≈VCC
o
o
o
o
2. 输出功率
3. 直流电源提供的平均功率
4. 管耗 Pc1m=0.2Pom
5.效率
1. 问题的提出
理想时为78.5%
三. 甲乙类互补对称功率放大电路
在两管交替时出现波形失真——交越失真(本质上是截止失真)。 2. 解决办法
甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL----利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压。 动态指标按乙类状态估算。
甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL----电容 C2 上静态电压为VCC/2,并且取代了OCL功放中
的负电源-VCC。
动态指标按乙类状态估算,只是用VCC/2代替。 四. 复合管的组成及特点
1. 前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。 2. 类型取决于第一只管子的类型。 3. β=β1·β 2
第六章 集成运算放大电路
一. 集成运放电路的基本组成
1.输入级----采用差放电路,以减小零漂。
2.中间级----多采用共射(或共源)放大电路,以提高放大倍数。 3.输出级----多采用互补对称电路以提高带负载能力。
4.偏置电路----多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。 二. 长尾差放电路的原理与特点 1. 抑制零点漂移的过程----
当T↑→ iC1、iC2↑→ iE1、iE2 ↑→ uE↑→ uBE1、uBE2↓→ iB1、iB2↓→ iC1、iC2↓。
Re对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作用,被称为“共模反馈电阻”。
2静态分析 1) 计算差放电路IC
设UB≈0,则UE=-0.7V,得
2) 计算差放电路UCE • •
•
双端输出时
单端输出时(设VT1集电极接RL)
对于VT1:
对于VT2:
3. 动态分析
1)差模电压放大倍数 • •
双端输出
• 单端输出时
从VT1单端输出 :
从VT2单端输出 :
2)差模输入电阻3)差模输出电阻
• •
双端输出:单端输出:
三. 集成运放的电压传输特性
当uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域 :
四. 理想集成运放的参数及分析方法 1. 理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数 Aod→∞; * 差模输入电阻 Rid→∞; * 输出电阻 Ro→0; * 共模抑制比KCMR→∞; 2. 理想集成运放的分析方法 1) 运放工作在线性区: * 电路特征——引入负反馈
* 电路特点——“虚短”和“虚断”:
“虚短” ---
“虚断” ---
2) 运放工作在非线性区
* 电路特征——开环或引入正反馈 * 电路特点——
输出电压的两种饱和状态: 当u+>u-时,uo=+Uom 当u+
i+=i-=0
第七章 放大电路中的反馈
一. 反馈概念的建立
*开环放大倍数---A *闭环放大倍数---Af *反馈深度---1+AF *环路增益---AF:
1.当AF>0时,Af下降,这种反馈称为负反馈。 2.当AF=0时,表明反馈效果为零。
3.当AF<0时,Af升高,这种反馈称为正反馈。
4.当AF=-1时 ,Af→∞ 。放大器处于 “ 自激振荡”状态。 二.反馈的形式和判断
1. 反馈的范围----本级或级间。
2. 反馈的性质----交流、直流或交直流。
直流通路中存在反馈则为直流反馈,交流通路中存 在反馈则为交流反馈,交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。
3. 反馈的取样----电压反馈:反馈量取样于输出电压;具有稳定输出电压的作用。
(输出短路时反馈消失)
电流反馈:反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。 (输出短路时反馈不消失)
4. 反馈的方式-----并联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电 流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好。 反馈信号反馈到输入端)
串联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电压 的形式相叠加。 Rs越小反馈效果越好。 反馈信号反馈到非输入端) 5. 反馈极性-----瞬时极性法:
(1)假定某输入信号在某瞬时的极性为正(用+表示),并设信号 的频率在中频段。
(2)根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。
(3)确定反馈信号的极性。
(4)根据Xi 与X f 的极性,确定净输入信号的大小。Xid 减小为负反 馈;Xid 增大为正反馈。
三. 反馈形式的描述方法
某反馈元件引入级间(本级)直流负反馈和交流电压(电流)串 联(并联)负反馈。 四. 负反馈对放大电路性能的影响
1. 提高放大倍数的稳定性
2.
3. 扩展频带
4. 减小非线性失真及抑制干扰和噪声 5. 改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加1+AF倍 *并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 *电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 *电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍 五. 自激振荡产生的原因和条件
1. 产生自激振荡的原因
附加相移将负反馈转化为正反馈。
2. 产生自激振荡的条件
若表示为幅值和相位的条件则为:
第八章 信号的运算与处理
分析依据------ “虚断”和“虚短”
一. 基本运算电路 1. 反相比例运算电路 R2 =R1//R
f
2. 同相比例运算电路
R2=R1//R
f
3. 反相求和运算电路
R4=R1//R2//R3//R
f
4. 同相求和运算电路
R1//R2//R3//R4=Rf//R5
5. 加减运算电路
R1//R2//Rf=R3//R4//R
5
二. 积分和微分运算电路 1. 积分运算
2. 微分运算
一、填空题:(每空
1分共40分)
1、PN结正偏时( 导通 ),反偏时( 截止 ),所以PN结具有( 单向 )导电性。
2、漂移电流是( 反向 )电流,它由( 少数 )载流子形成,其大小与(温度 )有关,而与外加电压( 无关 )。
3、所谓理想二极管,就是当其正偏时,结电阻为(零 ),等效成一条直线;当其反偏时,结电阻为( 无穷大 ),等效成断开;
4、三极管是( 电流 )控制元件,场效应管是( 电压 )控制元件。
5、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结( 正偏 ),集电结(反偏 )。 6、当温度升高时,晶体三极管集电极电流Ic( 增大 ),发射结压降(减小 )。
7、三极管放大电路共有三种组态分别是(共集电极 )、( 共发射极 )、(共基极 )放大电路。
8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点,采用(直流)负反馈,为了稳定交流输出电流采用( 交流 )负反馈。
9、负反馈放大电路和放大倍数AF=(A/1+AF),对于深度负反馈放大电路的放大倍数AF=( 1/F )。 10、带有负反馈放大电路的频带宽度BWF=(1+AF)BW,其中BW=(fh-fl ), ( 1+AF )称为反馈深度。
11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号,称为( 共模 )信号,而加上大小相等、极性相反的两个信号,称为( 差模 )信号。
12、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的( 交越 )失真,而采用(甲乙 )类互补功率放大器。 13、OCL电路是( 双)电源互补功率放大电路; OTL电路是( 单)电源互补功率放大电路。
14、共集电极放大电路具有电压放大倍数( 近似于1 ),输入电阻(大 ),输出电阻( 小 )等特点,所以常用在输入级,输出级或缓冲级。
15、差分放大电路能够抑制( 零 点 )漂移,也称( 温度 )漂移,所以它广泛应用于( 集成 )电路中。
16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为( 调波 ),未被调制的高频信号是运载信息的工具,称为( 载流信号 )。
17、模拟乘法器输出与输入的关系式是U0=( KUxUy )
1、1、P型半导体中空穴为( 多数 )载流子,自由电子为( 少数 )载流子。 2、PN结正偏时( 导通 ),反偏时( 截止 ),所以PN结具有( 单向 )导电性。 3、反向电流是由(少数)载流子形成,其大小与(温度 )有关,而与外加电压( 无关 )。 4、三极管是( 电流)控制元件,场效应管是( 电压 )控制元件。
5、当温度升高时,三极管的等电极电流I( 增大 ),发射结压降UBE( 减小 )。 6、晶体三极管具有放大作用时,发射结(正偏 ),集电结( 反偏 )。 7、三极管放大电路共有三种组态( )、( )、( )放大电路。
8、为了稳定三极管放大电路和静态工作点,采用( 直流 )负反馈,为了减小输出电阻采用( 电压 )负反馈。
9、负反馈放大电路和放大倍数Af=(A/1+AF ),对于深度负反馈Af=( 1/F )。 10、共模信号是大小( 相等 ),极性(相同 )的两个信号。
11、乙类互补功放存在( 交越 )失真,可以利用(甲乙 )类互补功放来克服。
12、用低频信号去改变高频信号的频率称为( 调频 ),低频信号称为( 调制 )信号,高频信号称高频( 载波 )。
13、共基极放大电路的高频特性比共射极电路( 好 ),fa=( 1+B )fβ。 14、要保证振荡电路满足相位平衡条件,必须具有( 正反馈 )网络。 15、在桥式整流电阻负载中,理想二极管承受最高反压是( 2U2 )。
二、选择题(每空2分 共30分)
1、稳压二极管是一个可逆击穿二极管,稳压时工作在( B )状态,但其两端电压必须(C )它的稳压值Uz才有导通电流,否则处于( F )状态。
A、正偏 B、反偏 C、大于 D、小于 E、导通 F、截止
2、用直流电压表测得放大电路中某三极管各极电位分别是2V、6V、2.7V,则三个电极分别是( C ),该管是( D )型。
A、(B、C、E) B、(C、B、E) C、(E、C、B) D、(NPN) E、(PNP) 3、对功率放大器的要求主要是( B )、( C )、( E )。 A、U0高 B、P0大 C、功率大 D、Ri大 E、波形不失真
4、共射极放大电路的交流输出波形上半周失真时为( B ),此时应该( E )偏置电阻。 A、饱和失真 B、截止失真 C、交越失真 D、增大 E、减小 5、差分放大电路是为了( C )而设置的。
A、稳定Au B、放大信号 C、抑制零点漂移 6、共集电极放大电路的负反馈组态是( A )。 A、压串负 B、流串负 C、压并负
7、差分放大电路RE上的直流电流IEQ近似等于单管集电极电流ICQ( B )倍。 A、1 B、2 C、3
8、为了使放大器带负载能力强,一般引入(A )负反馈。
A、电压 B、电流 C、串联 9、分析运放的两个依据是(A )、( B)。
A、U-≈U+ B、I-≈I+≈0 C、U0=Ui D、Au=1 1、三端集成稳压器CW7812的输出电压是( A )。 A、12V B、5V C、9V
2、用直流电压表测得放大电路中某三极管各管脚电位分别是2V、6V、2.7V,则三个电极分别是( C),该管是( E )型。
A、(B、C、E) B、(C、B、E) C、(E、C、B) D、(PNP) E、(NPN)
3、共射极放大电路的交流输出波形上半周失真时为( B )失真,下半周失真时为( A)失真。 A、饱和 B、截止 C、交越 D、频率 4、差分放大电路是为了( C )而设置的。
A、稳定Au B、放大信号 C、抑制零点漂移
5、共模抑制比是差分放大电路的一个主要技术指标,它反映放大电路( A )能力。 A、放大差模抑制共模 B、输入电阻高 C、输出电阻低 6、LM386是集成功率放大器,它可以使电压放大倍数在( B)之间变化。 A、0~20 B、20~200 C、200~1000
7、单相桥式整流电容滤波电路输出电压平均值Uo=( C )Uz A、0.45 B、0.9 C、1.2
8、当集成运放线性工作时,有两条分析依据(A)(B )。 A、U-≈U+ B、I-≈I+≈0 C、U0=Ui D、Au=1 9、对功率放大器的主要要求有( B )( C )( E )。 A、U0高, B、P0大 C、效率高 D、Ri大 E、波形不失真 10、振荡器的输出信号最初由( C )而来的。
A、基本放大器 B、选频网络 C、干扰或噪声信号