电工电子课件

第14章半导体二极管和晶体管教学目的和要求：1、掌握二极管外特性和主要参数，正确理解PN结；2、正确理解三极管工作原理，熟练掌握其外特性和主要参数重点：1、半导体导电特性2、PN结的形成与特点3、二极管结构及伏安特性4、三极管工作原理及特性1、N型半导体自由电子浓度远大于空穴浓度。多数载流子（多子）----自由电子少数载流子（少子）----空穴。2、P型半导体中空穴浓度远大于自由电子浓度多子----空穴，少子----电子。3.在杂质半导体中多子的数量主要与掺杂浓度有关。4.在杂质半导体中少子的数量主要与温度有关。5.当温度升高时，少子的数量增多。6.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流主要是空穴电流，N型半导体中的电流主要是电子电流。8、PN结形成后，空间电荷区中几乎没有载流子。(故空间电荷区的电阻率很高)9、PN结正向偏置，空间电荷区变窄。多子扩散运动增强，形成正向电流；10、PN结反向偏置，空间电荷区变宽。多子扩散运动被抑制，少子漂移运动增强，形成微弱的漂移电流；7、N型半导体中由于多数载流子为自由电子，P型半导体中由于多数载流子为空穴，但是不论是P型还是N型半导体材料本身都不带电,呈电中性。11、晶体管的穿透电流ICEO是表明该管温度稳定性好坏的参数BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三极管12、晶体管三种工作状态的电压和电流(a)放大+UBE0ICIB+UCEUBC0+(b)截止IC0IB=0+UCEUCCUBC0++UBE0(c)饱和+UBE0IB+UCE0UBC0+CCCCRUIIB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O饱和区截止区放大区IB(A)UBE(V)204060800.40.8O第15章基本放大电路教学目的和要求：1、熟练掌握共集电极放大电路工作原理、静态工作点，用微变等效电路分析增益、输入和输出电阻；2、熟练掌握共射极放大电路工作原理、静态工作点，用微变等效电路分析增益、输入和输出电阻；3、理解差动放大电路的基本概念；4、理解互补对称功率放大电路分析.RB+UCCRCRB+UCCRCC1C2RBRCRLuiuo共发射极固定偏置电路对放大电路进行静态分析的主要任务是确定静态工作点Q交流负载线的作法ICUCEUCCCCCRUQIB过Q点作一条直线,斜率为:LR1交流负载线直流负载线٭固定偏置共射极放大电路,改变RC和UCC对放大电路的直流负载线的影响:RC增大,Q点左移,进入饱和区UCC减小,Q点亦左移.P3815.2.1٭固定偏置共射极放大电路,RC和UCC为定值:P3815.2.2(1)IB↑→IC↑→进入饱和区(2)IB↓→IC↓→进入截止区0,/CECCCCURUICCCECEOCUUII,放大电路的微变等效电路uiRB+UCCRCC1C2RLuoibcrbebibeRBRCRLuiuobebiriuLboRiubeLurRALCLR//RRbeBir//RiuriicoRrui+UCCRB1RCRB2RERLuoI1I2IBCCBBBBURRRV212BEBEUVVEBEBEBECRVRUVIIVB1)静态分析共发射极分压式偏置电路iuiiRCRLourbebiCibiRE微变等效电路EbeiRi)1(riubbLRiuboEbeLuRrRA)1(BR2)动态分析EbebEbbebbbiRriRiriiur)1()1(,CoRr}R)1(r//{Rr//RrEbe,B,i,Bi,irirRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBCE将RE短路，RE对交流不起作用，放大倍数重新升高。增加CE，对静态值无影响,但对放大倍数有影响!beiriubLRiubobeLurRArbebiCibiiuiiRCRLouBRbe,Bir//RrCoRr共集电极放大电路（射极输出器）RB+UCCRCC1C2RERLuiuoRB+UCCRCREEBBECCBRRUUI)1(BEI)1(IEECCCERIUU折算iuiirbebiCibi微变等效电路)R//R(i)1(riuLEbeibb1)R//R)(1(r)R//R)(1(ALEbeLEuREBR动态分析RLou)R//R(i)1(uLEOb}R)1(r//{RrLbeBiIUroEsbeR1Rr111Rr//RsbeEEsbeRRr1111射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。٭就放大作用而言，射极输出器是一种有电流放大作用而无电压放大作用的电路非线性失真如果Q设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，将造成非线性失真。若Q设置过高，晶体管进入饱和区工作，造成饱和失真。Q2uo适当减小基极电流可消除饱和失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1若Q设置过低，晶体管进入截止区工作，造成截止失真。适当增加基极电流可消除截止失真。uiuotiB/AiB/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE如果Q设置合适，信号幅值过大也可产生失真，减小信号幅值可消除失真。•能实现交流电压放大作用的电路必须具备的三个条件：P8615.2.5第一，T处于放大状态；第二，有静态偏置，能有合适的静态工作点；第三，交流信号能进得来；交流信号能出得去。直接耦合；阻容耦合；变压器耦合。•多级放大电路及其级间耦合方式对耦合电路要求：动态:传送信号减少压降损失静态：保证各级Q点设置波形不失真1.前后级Q点相互影响:•直接耦合特殊问题:2.零点漂移:差动放大电路ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE---抑制零点漂移最有效的电路结构。1)输入信号分类1差模输入:ui1=-ui2=ud共模输入:2ui1=ui2=uC大小相等、极性相反大小相等、极性相同RE对差模信号不起作用3任意输入:ui1,ui2差模分量:共模分量:uduCui1=uC+udui2=uC-ud分解2ui1-ui2=2ui1+ui2=互补对称功率放大电路互补对称功放的类型无输出变压器形式（OTL电路）无输出电容形式（OCL电路）互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、PNP各一支；两管特性一致。类型：三类放大：甲类放大：Q点适中,静态损耗大;乙类放大：Q点处于横坐标上,静态损耗为0，但存在交越失真;甲乙类放大：Q点略高于横坐标,静态损耗小,消除交越失真。第16章集成运算放大器教学目的和要求：1、正确理解理想运放的特点；2、正确理解运放中的负反馈；3、熟练掌握比例、求和、减法和积分电路；4、正确理解电压比较器的工作原理电压传输特性uo=f(ui)线性区：uo=Auo(u+–u–)非线性区：u+u–时，uo=+Uo(sat)u+u–时，uo=–Uo(sat)+Uo(sat)u+–u–uo–Uo(sat)线性区理想特性实际特性uo++u+u–+UCC–UEE–饱和区OAo越大，运放的线性范围越小，必须加负反馈才能使其工作于线性区。ε_++A00Air0ro)uu(Au0ouu0ii放大倍数与负载无关，可以分开分析。虚短路虚断路运放线性运用信号的放大、运算。1、理想运算放大器的两个输入端的输入电流等于零，其原因是运放的差模输入电阻接近无穷大。2、在运算放大器电路中，引入深度负反馈的目的之一是使运放工作在线性区，提高稳定性。处于非线性状态运放的特点1、虚短路不成立。2、输入电阻仍可以认为很大，故虚断路仍成立。3、输出电阻仍可以认为是0。第17章电子电路中的反馈本章要求：1.能判别电子电路中的直流反馈和交流反馈、正反馈和负反馈以及负反馈的四种类型;2.了解负反馈对放大电路工作性能的影响；3.了解正弦波振荡电路自激振荡的条件；4.了解RC振荡电路和LC振荡电路的工作原理。负反馈交流反馈直流反馈串联电压负反馈并联电压负反馈串联电流负反馈并联电流负反馈稳定静态工作点负反馈的分类分析步骤：3、是否负反馈？4、是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）1、找出反馈网络。2、是交流反馈还是直流反馈？iifibib=i-ifufuiubeube=ui-uf分立元件（三极管）电路净输入信号的判断：+-－－负反馈iifibib=i+if－－正反馈+－－负反馈ufuiubeube=ui+uf－－正反馈-uiR2R1+–++–+–uf+–uduiR2R1+–++–i1ifidud=ui-ufid=i1–if集成运放电路净输入信号的判断：－－负反馈+uiR2R1+–++––+uf+–udud=ui+uf－－正反馈--－－负反馈ifuiR2R1+–++–i1idid=i1+if－－正反馈+RLuoRLuo电压反馈采样的两种形式：电流反馈采样的两种形式：RLioiERLioiERfiifibib=i-if并联反馈ufuiubeube=ui-uf串联反馈判断串并联反馈类型的方法：运算放大器电路反馈类型的判别方法：电压反馈电流反馈uo++–+–RLuoRL++–ioR+–串联反馈并联反馈uiR2R1+–++–+–uf+–uduiR2R1+–++–i1ifid1、负反馈对放大电路性能的影响1）对放大倍数的影响：负反馈使放大倍数下降。在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。引入负反馈使电路的稳定性提高。2）改善波形失真负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，而不能完全消除失真。3）展宽通频带引入负反馈使电路的通频带宽度增加。基本放大电路AodXoX反馈电路FfXiX+–4）对输入电阻的影响串联负反馈使电路的输入电阻提高并联负反馈使电路的输入电阻降低5）对输出电阻的影响电压负反馈使电路的输出电阻降低电流负反馈使电路的输出电阻提高基本放大电路AodXoX反馈电路FfXiX+–起振的条件：AuF1持续振荡的条件：AuF=12、自激振荡的条件3、正弦波振荡电路的组成(1)放大电路:放大信号(2)反馈网络:必须是正反馈，反馈信号即是放大电路的输入信号(3)选频网络:保证输出为单一频率的正弦波即使电路只在某一特定频率下满足自激振荡条件(4)稳幅环节:使电路能从AuF1起振，过渡到AuF=1，从而达到稳幅振荡。n2FAn2FARC振荡电路uf–+R++∞RFR1CRC–uO–+稳定振荡条件AuF=1，|F|=1/3，则起振条件AuF1，因为|F|=1/3，则311uRRAF考虑到起振条件AuF1,一般应选取RF略大2R1。如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重失真。311uRRAF第18章直流稳压电源教学目的和要求：1、熟练掌握单相半波整流电路、单相全波整流电路及桥式整流电路的工作原理和整流电压的计算及整流管参数的计算；2、熟练掌握单相桥式整流电路电容滤波电路的工作原理和整流电压的估算；3、了解电感滤波电路的特点；4、熟练掌握线性稳压电路。近似估算:A）桥式整流电容滤波U0=1.2U2；B）半波整流电容滤波U0=U2。(2)流过二极管瞬时电流很大故一般选管时，取L00DFRU213)~(22I3)~(2I单相桥式整流加电容滤波电路的特点(1)输出电压U0与时间常数RLC有关RLC愈大电容器放电愈慢U0(平均值)愈大，电路无电容滤波有电容滤波单相半波整流单相桥式整流U2U2U2U22加电容滤波电路整流管反向电压最大值输出电压可调式电路用下图是用W7805组成的7－30V可调式稳压电源。W7805132R1CICOUI76234UOR2F0070.3333V10K0.1µ)RR(1UU