模拟电子技术基础知识点总结Word文档下载推荐.docx
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第二章§
2-1
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。
三极管的工作原理
1.
三极管的三种基本组态
2
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
式子称为穿透电流。
共射电路的特性曲线
*输入特性曲线---同二极管。
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,
四.
基本放大电路组成及其原则
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
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。
3
*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
1)改变
Rb
:
Q
点将沿直流负载线上下移动。
2)改变
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。
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
点和
CC’点
CC’=
UCEQ+ICQR
L’的
直线。
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
(2)
饱和失真
点设置过高
管削底,PNP
管削顶。
*消除方法---增大
Rb、减小
Rc、增大
VCC
。
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’。
4
*当(UCEQ-UCES)<(VCC’
)时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2
(UCEQ-UCES)。
*当(UCEQ-UCES)=(VCC’
),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
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
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
分压式稳定工作点共射
1.静态分析
5
2.动态分析
*电压放大倍数
在
Re
两端并一电解电容
Ce
后
八.
共集电极基本放大电路
电压放大倍数
6
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。
§
2-2
场效应管及其基本放大电路
结型场效应管(
JFET
)
1.结构示意图和电路符号
(可变电阻区、放大区、截止区、击穿区)
转移特性曲线
UP
-----
截止电压
绝缘栅型场效应管(MOSFET)
分为增强型(EMOS)和耗尽型(DMOS)两种。
结构示意图和电路符号
7
特性曲线
*N-EMOS
的输出特性曲线
N-EMOS
的转移特性曲线
式中,IDO
是
UGS=2UT
时所对应的
iD
值。
N-DMOS
注意:
uGS
可正、可零、可负。
转移特性曲线上
iD=0
处的值是夹断电压
UP,此曲线表示式与结型场
效应管一致。
场效应管的主要参数
1.漏极饱和电流
IDSS
2.夹断电压
Up
3.开启电压
UT
4.直流输入电阻
RGS
5.低频跨导
gm
(表明场效应管是电压控制器件)
场效应管的小信号等效模型
E-MOS
的跨导
---
8
共源极基本放大电路
1.自偏压式偏置放大电路
动态分析
若带有
Cs,则
2.分压式偏置放大电路
若源极带有
六.共漏极基本放大电路
9
或,
,
10
第三章
多级放大电路
第四章
集成运算放大电路
级间耦合方式
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。
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。
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。
长尾差放电路的原理与特点
抑制零点漂移的过程----
当
T↑→
iC1、iC2↑→
iE1、iE2
↑→
uE↑→
uBE1、uBE2↓→
iB1、iB2↓→
iC1、iC2↓。
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
1)
计算差放电路
IC
设
UB≈0,则
UE=-0.7V,得
2)
UCE
•双端输出时
•
•单端输出时(设
VT1
集电极接
RL)
对于
VT1:
VT2:
1)差模电压放大倍数
•双端输出
•单端输出时
从
单端输出
VT2
11
2)差模输入电阻
3)差模输出电阻
•双端输出:
•单端输出:
集成运放的电压传输特性
uI
在+Uim
与-Uim
之间,运放工作在线性区域
三.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。
四.理想集成运放的参数及分析方法
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→∞;
理想集成运放的分析方法
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”
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:
u+>
u-时,uo=+Uom
u+<
u-时,uo=-Uom
两输入端的输入电流为零:
i+=i-=0
12
第五章
放大电路的频率响应
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
≥fH)
4.完整的基本共射放大电路的频率特性
13
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
多级放大电路的频率响应
频响表达式
波特图
第六章
放大电路中的反馈
14
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
反馈的范围----本级或级间。
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。
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)
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。
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;
增大为正反馈。
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。
负反馈对放大电路性能的影响
提高放大倍数的稳定性
2.
15
扩展频带
减小非线性失真及抑制干扰和噪声
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
*电压负反馈使输出电阻减小
*电流负反馈使输出电阻增加
自激振荡产生的原因和条件
产生自激振荡的原因
附加相移将负反馈转化为正反馈。
产生自激振荡的条件
若表示为幅值和相位的条件则为:
第七章信号的运算与处理
分析依据------
“虚断”和“虚短”
16
基本运算电路
反相比例运算电路
R2
=R1//Rf
同相比例运算电路
R2=R1//Rf
反相求和运算电路
R4=R1//R2//R3//Rf
同相求和运算电路
R1//R2//R3//R4=Rf//R5
加减运算电路
R1//R2//Rf=R3//R4//R5
积分和微分运算电路
积分运算
微分运算
第八章
信号发生电路
正弦波振荡电路的基本概念
17
产生正弦波振荡的条件(人为的直接引入正反馈)
自激振荡的平衡条件
:
即幅值平衡条件:
相位平衡条件:
起振条件:
幅值条件
相位条件:
3.正弦波振荡器的组成、分类
正弦波振荡器的组成
放大电路-------建立和维持振荡。
正反馈网络----与放大电路共同满足振荡条件。
(3)
选频网络-------以选择某一频率进行振荡。
(4)
稳幅环节-------使波形幅值稳定,且波形的形状良好。
正弦波振荡器的分类
RC
振荡器-----振荡频率较低,1M
以下;
LC
振荡器-----振荡频率较高,1M
以上;
石英晶体振荡器----振荡频率高且稳定。
正弦波振荡电路
串并联正弦波振荡电路
移相式正弦波振荡电路
变压器耦合式
振荡电路
判断相位的方法:
断回路、引输入、看相位
18
三点式
振荡器
*相位条件的判断------“射同基反”或
“三步曲法”
(1)电感反馈三点式振荡器(哈特莱电路)
(2)电容反馈三点式振荡器(考毕兹电路)
(3)串联改进型电容反馈三点式振荡器(克拉泼电路)
(4)并联改进型电容反馈三点式振荡器(西勒电路)
石英晶体振荡电路
并联型石英晶体振荡器2.
串联型石英晶体振荡器
19
第九章
功率放大电路
功率放大电路的三种工作状态
1.甲类工作状态
导通角为
360o,ICQ
大,管耗大,效率低。
2.乙类工作状态
ICQ≈0,
180o,效率高,失真大。
3.甲乙类工作状态
180o~360o,效率较高,失真较大。
乙类功放电路的指标估算
工作状态
任意状态:
Uom≈Uim
尽限状态:
Uom=VCC-UCES
理想状态:
Uom≈VCC
输出功率
直流电源提供的平均功率
管耗Pc1m=0.2Pom
5.效率
理想时为
78.5%
甲乙类互补对称功率放大电路
问题的提出
在两管交替时出现波形失真——交越失真(本质上是截止失真)。
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。
复合管的组成及特点
前一个管子
c-e
极跨接在后一个管子的
b-c
极间。
类型取决于第一只管子的类型。
3.β=β1·
20
第十章
直流电源
一.直流电源的组成框图
•电源变压器:
将电网交流电压变换为符合整流电路所需要的交流电压。
•整流电路:
将正负交替的交流电压整流成为单方向的脉动电压。
•滤波电路:
将交流成分滤掉,使输出电压成为比较平滑的直流电压。
•稳压电路:
自动保持负载电压的稳定。
单相半波整流电路
1.输出电压的平均值
UO(AV)
2.输出电压的脉动系数
S
3.正向平均电流
ID(AV)
4.最大反向电压
URM
单相全波整流电路
21
单相桥式整流电路
UO(AV)、S、ID(AV)
与全波整流电路相同,URM
与半波整流电路相同。
电容滤波电路
1.
放电时间常数的取值
2.输出电压的平均值
3.输出电压的脉动系数
4
.整流二极管的平均电流
I
D(AV)
三种单相整流电容滤波电路的比较
七.并联型稳压电路
稳压电路及其工作原理
*当负载不变,电网电压
变化时的稳压过程:
*当电网电压不变,负载变化时的稳压过程
电路参数的计算
稳压管的选择
常取
UZ=UO;
IZM=
(1.5~3)IOmax
输入电压的确定
一般取
UI(AV)=
(2~3)UO
限流电阻
R
的计算
的选用原则是:
IZmin<
IZ<
IZmax。
的范围是:
八.串联型稳压电路
22
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