电子科技大学《模拟电路》期末复习-钟建

第一章晶体二极管及其应用§1-1半导体基础知识§1-2PN结与晶体二极管§1-3二极管与运用§1-4二极管应用第二章双极型晶体三极管(BJT)晶体三极管的工作原理三极管的伏安特性曲线三极管的特性参数三极管的小信号模型BipolarJunctionTransistor放大电路的微变(交流)等效电路（小信号模型）将交流通道中的三极管用微变(交流)等效电路代替:交流通路RbRCRLuiuouirbeibibiiicuoRbRCRL交流等效电路:对于小功率三极管(重点)P612.42更正：rbe=rbb’+(1+)VT/IEQ=rbb’+VT/IBQ(静态工作点)rbb,=200/300欧VT=26mV(常温下）)()(26)1()(200mAImVrEberbe的量级从几百欧到几千欧。uirbeibibiiicuoRBRCRL（通常）第三章晶体管放大电路基础(全书重点）3.1放大电路的工作原理及分析方法3.2BJT偏置电路（直流通路：提供合适的静态工作点Q点，保证BJT发射结正偏，集电结反偏，放大信号始终处在放大工作区，避免出现截止及饱和失真。介绍固定基流电路，基极分压射极偏置电路）信号源suRsiuou负载直流电源放大电路LRA第三章晶体管放大电路基础(全书重点）3.3放大电路的技术指标及基本放大电路本节讨论小信号放大器的基本指标:电压放大倍数（电压增益），源电压放大倍数（源电压增益），交流输入电阻，交流输出电阻，功率增益等；第五章将讨论大信号放大器的非线性失真，输出功率和效率等指标；第六章将讨论放大器的上，下限频率，通频带，频率失真等频率指标；基本放大电路：共射，共基，共集。3.4多极放大电路（自学）bRuicR-+VCCT+iBiC-+VBBuBE+-uO-+-uCEC1++-C2+三种组态电路性能比较（见书，记忆）ebB//rRRCvs+-RL+-voRBRS+-vivs+-RL+-voRERSRCvi+-REvs+-RL+-voRBRS+-vi1//ebErR])1(//[LebBRrR小大CR1//SebERrR小ebLrRebLrR大大LebLRrR)1()1(1])1//[(ceebSSCrrRRR大中中共发共基共集RiRoAv三种组态电路的应用共发放大器广泛应用于多级放大器提供增益的增益级中。共基放大器由于频率特性好，故常与共发电路配合，组成宽带放大器。共集放大器利用Ri高的特点，常作多级放大器输入级；利用Ro低的特点，常作多级放大器输出级，提高带负载能力。利用Ri高、Ro低的特点，常作缓冲级（隔离级)。第一级第二级第n-1级第n级输入输出耦合3-4多级放大电路（自学）多级放大器场效应管概述场效应管是继三极管之后发展起来的另一类具有放大作用的半导体器件,其特点是输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、制造工艺简单，在集成电路中占有重要地位。本章讲述场效应管的类型、工作原理、特性及其三组态电路等基本知识。第四章场效应管及基本放大电路场效应管的交流参数和小信号模型N沟道增强型MOSFET放大电路的交流小信号模型等效1．跨导gm设MOSFET工作于放大区,定义:一.MOSFET放大电路线性化模型的交流参数constGSDmVvGSQGSvigconstGSDmVvGSQGSvig)(2VVKTNGSQnIKDQn2(重点)注：跨导gm与静态工作点有关。2.漏极内阻(交流输出电阻)rds定义:constDDSdsvGSivrλ－沟道长度调制参数(已知参数)2)(1VVKrTNGSQndsIrDQds1(重点)学习方法：学习本章内容时，应特别注意使用比较和归纳的方法：.与三极管及其放大电路进行比较（两种管子的结构、工作原理、外特性、主要参数、小信号模型等的比较；两种器件组成的放大电路的直流偏置电路及静态、动态分析方法的比较；共射与共源、共集与共漏等放大电路性能的比较）。重点掌握:N沟道增强型MOSFET(集成电路中广泛运用).MOSFET分析方法(通用)步骤：①分析直流电路，求出“Q”，计算gm,rds。②画电路的交流通路。③在交流通路上把MOSFET画成gm参数模型,得到交流等效电路。④分析计算放大电路的主要技术参数。双极型三极管场效应管结构NPN型PNP型C与E一般不可倒置使用结型耗尽型N沟道P沟道绝缘栅增强型N沟道P沟道绝缘栅耗尽型N沟道P沟道D与S有的型号可倒置使用载流子多子扩散少子漂移多子漂移输入量电流输入电压输入控制电流控制电流源CCCS(β)电压控制电流源VCCS(gm)双极型和场效应型三极管的比较双极型三极管场效应管噪声较大较小温度特性受温度影响较大较小，有零温度系数点输入电阻几十欧姆——几千欧姆几兆欧姆以上静电影响不受静电影响易受静电影响集成工艺不易大规模集成适宜大、超大规模集成双极型和场效应型三极管的比较(续)第六章模拟集成单元电路集成运放基本组成集成运放的内部组成框图如图所示，它主要由输入级、中间级、输出级和偏置电路组成的。+-uiou输输输输输输输输输输输输输输入级：是提高运算放大器质量的关键部分。要求：输入电阻高，能减少零漂和抑制干扰信号。电路形式：采用具有恒流的差动放大电路，降低零漂，提高KCMR。并且通常在低电流状态，以获得较高的输入阻抗。+-uiou输输输输输输输输输输输输输2.集成运放基本组成中间级：进行电压放大，获得运放的总增益。要求：Au高，同时向输出级提供较大的推动电流。电路形式：带有恒流源负载的共射电路，Au高达几千倍以上。+-uiou输输输输输输输输输输输输输集成运放基本组成输出级：与负载相接。要求：其输出电阻低，带负载能力强，能输出足够大的电压和电流，并有过载保护措施。电路形式：一般由互补对称电路或射极输出器构成。+-uiou输输输输输输输输输输输输输集成运放基本组成偏置电路：为上述各级电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级的静态工作点，也可以作为有源负载提高电压增益，输入级设置一个电流值低而又十分稳定的偏置电流。电路形式：各种恒流源组成。+-uiou输输输输输输输输输输输输输集成运放基本组成.差动放大器的输入输出方式差动放大器共有四种输入输出方式:1.双端输入、双端输出（双入双出）(已讲)2.双端输入、单端输出（双入单出）3.单端输入、双端输出（单入双出）4.单端输入、单端输出（单入单出）主要讨论的问题有：差模电压放大倍数共模电压放大倍数差模输入电阻、输出电阻分析方法----半电路分析法;(重点)(1)差模电压放大倍数与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：差动放大器动态参数计算总结双端输出时：beLcd)2//(rRRRAbv单端输出时：beLcd2//rRRRAbv(2)共模电压放大倍数与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：双端输出时：单端输出时：0vcAeLc2'RRAv(3)差模输入电阻不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻Rid是基本放大电路的两倍。单端输出时，双端输出时，coRRco2RRbeid2rRRb(4)差模输出电阻差动放大器动态参数计算总结(5)共模抑制比共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。bebeeLbebLCMR2/')(2/'rRRRRrRRKcdCMRvvAAKdBlg20cdCMRvvAAK，或双端输出时KCMR可认为等于无穷大，单端输出时共模抑制比：例：扩音系统功率放大器的作用：用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。功率放大电压放大信号提取§6.7功率放大器6.7.1功放的特点及分类电压放大器与功率放大器的区别：1.任务不同：电压放大—不失真地提高输入信号的幅度，以驱动后面的功率放大级，通常工作在小信号状态。功率放大—信号不失真或轻度失真的条件下提高输出功率，通常工作在大信号状态。2.分析方法：电压放大—采用微变等效电路法和图解法;功率放大—图解法功率放大器分类（P282）三极管根据正弦信号整个周期内的导通情况，可分为几个工作状态：乙类：导通角等于180°甲类：一个周期内均导通甲乙类：导通角大于180°丙类：导通角小于180°根据偏置条件不同，或者说Q点的位置不同，可以用甲类、乙类、甲乙类等来描述放大器的工作状态。甲类：整个周期有电流；失真小，但效率低，应用少。乙类：一半时间无电流；效率高，但有交越失真,应用:对失真要求不高时。甲乙类：少半时间无电流；效率高，可以消除交越失真,应用:较多。功率放大器分类（P283）1.电路工作原理当输入信号处于正半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时NPN型三极管工作。有电流通过负载RL，按图中方向由上到下，与假设正方向相同。当输入信号为负半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时PNP型三极管工作。有电流通过负载RL，按图中方向由下到上，与假设正方向相反。于是两个三极管一个正半周，一个负半周轮流导电，在负载上将正半周和负半周合成在一起，得到一个完整的不失真波形。ie1ie22互补推挽乙类功ui-USCT1T2uo+USCRLiL输入输入波形图uiuououo´交越失真死区电压乙类互补对称电路存在的问题当输入信号vi在0~VBE之间变化时，不足以克服死区电压，三极管不工作。因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真，这个失真称为交越失真。3.甲乙类功放给V1、V2提供静态电压tiC0ICQ1ICQ2克服交越失真：电路：RLRV3V4V1V2+VCC+ui+uoVEEV5第七章负反馈技术(重点)§本章主要内容一、单环理想模型（A放大器、B反馈网络）二、反馈放大器类型及极性的判断三、负反馈的效果四、A、B电路分析法和深负反馈条件下的计算五、负反馈放大器的稳定性放大器输出信号源取+加强输入信号正反馈用于振荡器取-削弱输入信号负反馈用于放大器开环放大电路闭环放大电路反馈网络±叠加反馈信号实际被放大信号反馈电路框图(P305)1.稳定增益。2.减小非线形失真。3.扩展通频带。4.降低噪声的影响。5.调节输入和输出阻抗。6.稳定静态工作点。7.增益的大小基本与放大器内部元件无关，从而简化放大器的分析与设计。负反馈的作用：（７－２）7.1通用反馈结构一、反馈的组成和基本信号(P305)xs—原输入信号(is或us)。xi—净输入信号(ii或ui)。xo—输出信号(io或uo)。xf—反馈信号(if或uf)。Aixoxsx+–求和环节基本放大电路fxB反馈网络+（根据取样/比较的形式）7-3反馈类型及其判断反馈放大电路的一般形式四种类型的反馈阻态输出端:电压反馈电流反馈输入端:串联反馈并联反馈组合四种:电压串联反馈电压并联反馈电流串联反馈电流并联反馈负反馈交流反馈直流反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈稳定静态工作点反馈的类型估算输入输出电阻在深度负反馈条件下：注：表中的输入、输出电阻均指反馈环中的输入、输出电阻。补充：为改善性能引入负反馈的一般原则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——引并联负反馈一、欲稳定某个量，则引该量的反馈二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻，采用串联反馈；欲降低输入电阻，采用并联反馈；要求高内阻输出，采用电流反馈；要求低内阻输出，采用电压反馈；补充：为改善性能引入负反馈的一般原则三、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型信号源为恒压源，采用串联反馈；信号源为恒流源，采用并联反馈；要求负载能力强，采用电压反馈；要求恒流源输出，采用电流反馈；为改善性能引入负反馈的一般原则总结：分析负反馈放大电路的一般步骤(1)找出信号放大通路和反馈通路(2)用瞬时极性法判断正、负反馈(3)判断交、直流反馈(4)判断