电子信息工程专业结硕—模拟电子技术.pdf

绪论 绪论 教材及参考书 ♥ 教材 《模拟电子技术基础》 童诗白主编 高等教育出版社 ♥ 参考书 《模拟电子技术基础简明教程》 杨素行主编 高等教育出版社 绪论 绪论   二极管 三极管 集成电路…  放大 滤波 电源… 绪论 Ø 电子管时代 电压控制器件 电真空技术 1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子管 体积大、重量重、耗电大、寿命短。目前在 一些大功率发射装置中使用。 绪论 Ø 晶体管时代 电流控制器件 半导体技术器件 半导体二极管、三极管 绪论 Ø 半导体集成电路 绪论 半导体管→ 小规模、中规模、大规模集成电路 o 1947年 贝尔实验室制成第一只晶体管 o 1958年 集成电路 o 1969年 大规模集成电路 o 1975年 超大规模集成电路 第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年一片集成电路 中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按 的速度增长，目前基本达到饱和状态。 绪论 集成度:每一芯片所包含的门个数 分类 门的个数 典型集成电路 小规模 最多12个 逻辑门、触发器 中规模 12~99 计数器、加法器 大规模 100~9999 小型存储器、门阵列 超大规模 10,000~99,999 大型存储器、微处理器 甚大规模 106以上 可编程逻辑器件、多功能专用集成电 路 绪论 1. 模拟信号 Ø数字信号：离散性 “1”的电 压当量 “1”的倍数 介于K与K+1之 间时需根据阈值 确定为K或K+1 任何瞬间的任何 值均是有意义的 模拟信号：连续性。大多数物理量为模拟信号。 2. 模拟电路 是 。最基本的处理是对信号的 放大，有功能和性能各异的放大电路，其它模拟电路多以放大 电路为基础。 绪论 1. 掌握基本概念、基本电路和基本分析方法 Ø 基本概念：概念是不变的，应用是灵活的， “万 变不离其宗”。 Ø 基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种 多样的。 Ø 基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标 和描述方法，因而有不同的分析方法。 2. 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 Ø 根据需求，最适用的电路才是最好的电路。 Ø 要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊”。 3. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用 绪论 本课程通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的 分析和设计的学习，使学生获得模拟电子技术方面的基础 知识、基础理论和基本技能，为深入学习电子技术及其在 专业中的应用打下基础。 1. 掌握基本概念、基本电路、基本方法和基本实验技能。 2. 具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力，以及将所 学知识用于本专业的能力。 第一章 常用半导体器件 1 第一章 常用半导体器件 2 第一章 常用半导体器件 重点：1 2. 3. 难点： 3 第一章 常用半导体器件 4 第一章 常用半导体器件 一、本征半导体 将导电能力介于导体和绝缘体之间的一大类物质统称为 。 大多数半导体器件所 用主要材料是硅和锗 在硅(或锗)的晶体中, 原子在空间排列成规则的晶格。 晶体中的价电子与共价键 第一章 常用半导体器件 第一章 常用半导体器件 第一章 常用半导体器件 第一章 常用半导体器件 二、 杂质半导体 第一章 常用半导体器件 第一章 常用半导体器件 第一章 常用半导体器件 第一章 常用半导体器件 第一章 常用半导体器件 14 第一章 常用半导体器件 一、PN结单向导电性 P N 15 第一章 常用半导体器件 P N PN结处于截止(cut-off)状态，反向电流非常小。 16 第一章 常用半导体器件 二、二极管的伏安特性 阳极从P区引出，阴极从N区引出。 1. 二极管的类型 从材料分：硅二极管和锗二极管。 二极管的符号 17 第一章 常用半导体器件 2. 二极管的伏安特性 18 第一章 常用半导体器件 死区电压： 当正向电压超过死区电压后， 二极管导通, 电流与电压关系近似指数关系。 二极管正向特性曲线 19 第一章 常用半导体器件 反偏时，反向电流值很小，反向电阻很大， 反向电压超过UBR则被击穿。 结论：二极管具有单向导电性，正向导通，反向截止。 20 第一章 常用半导体器件 21 第一章 常用半导体器件 22 第一章 常用半导体器件 23 第一章 常用半导体器件 24 第一章 常用半导体器件 半导体二极管图片 25 第一章 常用半导体器件 26 第一节 半导体二极管 课堂练习 1. 能否将1.5V的干电池以正向接法接到二极管两端？为什么？ 答：不能。因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当 端电压为1.5V时，管子会因电流过大而烧坏。 27 第一节 半导体二极管 课堂练习 2.习题 P53（1.2）：已知ui＝10sinωt(v)，试画出ui与uO的波形。设二极 管正向导通电压可忽略不计。 28 第一章 常用半导体器件 课堂练习 3.自测题 P52（1.3）：写出下图所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压 UD＝0.7V。 ：UO1≈1.3V，UO2＝0，UO3≈－1.3V，UO4≈2V，UO5≈1.3V，UO6≈－2V。 29 第一章 常用半导体器件 稳压管是一种面接触型二极管，与二极管不同之处： 1.采用特殊工艺，击穿状态不致损坏； 2.击穿是可逆的。 符号及特性曲线如下图所示： O I Z min I Z max 稳压管的伏安特性和符号 30 第一章 常用半导体器件 使用稳压管组成稳压电路时的注意事项： 1. 稳压管必须工作在反 向击穿区。 2. 稳压管应与负载RL并 联。 3. 必须限制流过稳压管 的电流IZ (与R串联)。 稳压管电路 31 第一章 常用半导体器件 [例3] 有两个稳压管 VD1 和 VD2 ，它们的稳压值为 UZ1 = 6 V，UZ2 = 8 V，正向导通压降均为 UD = 0.6 V，将它们串联可得到几种稳压值? 32 第一节 半导体二极管 课堂练习 1.已知稳压管的 ，稳定电流的最小值IZmin＝5mA。求下图 所示电路中UO1和UO2各为多少伏。 ：UO1＝6V，UO2＝5V。 33 第一节 半导体二极管 课堂练习 2.习题 P54（1.6）：已知图P1.9所示电路中稳压管的稳定电压 UZ＝6V，最小稳定电流IZmin＝5mA，最大稳定电流IZmax＝25mA。 （1）分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值； （2）若UI＝35V时负载开路，则会出现什么现象?为什么？ 34 第一节 半导体二极管 课堂练习 ： （1）当UI＝10V时，若UO＝UZ＝6V，则稳压管的电流 为4mA， 其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。故 同理，当UI＝15V时，稳压管未击穿，Uo=5V。 当UI＝35V时，稳压管中的电流 最小稳定电流 IZmin，所以 UO＝UZ＝6V （2） 29mA＞IZM＝25mA 稳压管将因功耗过大而损坏。 35 第一节 半导体二极管 36 第一章 常用半导体器件 37 第一章 常用半导体器件 38 第一章 常用半导体器件 NPN型三极管的结构和符号 39 第一章 常用半导体器件 40 第一章 常用半导体器件 N P N 41 第一章 常用半导体器件 iB 三极管的输入回路 三极管的输入特性 42 第一章 常用半导体器件 =80μА 60 40 20 0 43 第一章 常用半导体器件 44 第一章 常用半导体器件 45 第一章 常用半导体器件 Ω Ω 46 第一章 半导体二极管 课堂练习 1.习题 P54（1.8）：现测得放大电路中这两只管子两个电极的 电流如下图所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向， 并在圆圈中画出管子。 ： 47 第一章 半导体二极管 课堂练习 2.习题 P54（1.9）：测得放大电路中六只晶体管的直流电位如下 图所示。在圆圈中 ，并分别说明它们是 还是 。 48 第一章 半导体二极管 课堂练习 ： 晶体管三个极分别为上、中、下管脚，答案如解下表所示。 管号 上 中 下 管型 材料 T1 e b c PNP Si T2 c b e NPN Si T3 e b c NPN Si T4 b e c PNP Ge T5 c e b PNP Ge T6 b e c NPN Ge 49 第一章 半导体二极管 课堂练习 3.习题 P55（1.10）电路如下图所示，晶体管导通时UBE＝0.7V，β=50。 试分析UBB为0V、1V、3V三种情况下T的工作状态及输出电压uO的值。 UBB= ：（1）截止状态；UO＝12V （2）放大状态；UO＝9V （3）饱和状态。UO＝0.3V 50 第一章 半导体二极管 （1）当UBB＝0时，T处于截止状态， （3）当UBB＝3V时，因为 UO＝12V。 （2）当UBB＝1V时，因为 51 第一章 半导体二极管 课堂练习 4.习题 P55（1.12）分别判断下图所示各电路中晶体管 能工作在 有可 。 ：（a）可能； （b）可能； (c)不能； （d）不能，T的发射结会因电流过大而损坏； （e）可能。 52 第一章 半导体二极管 53 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 56 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 uGS 2 iD  I DO ( ) U GS(th) 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 N沟道结型场效应管的结构和符号 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 场效应管特性曲线测试电路 Ｎ沟道结型场效应管转 移特性 I D  I DSS (1  U GS U GS(off) ) 2 (当U P  U GS  0时） 第一章 半导体二极管 N沟道结型场效应管的漏极特性 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 i D gm  uDS 常数 uGS 第一章 半导体二极管 第一章 半导体二极管 第一章 作业 1.自测题 P52 2.习题 P54 3.习题 P54 72 第一章 半导体二极管 73 第一章 常用半导体器件 74 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 重点：1. 2. 3. 难点： 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 Uo 放大电路技术指标测试示意图 第二章 基本放大电路 U o 放大电路技术指标测试示意图 第二章 基本放大电路 U o 放大电路技术指标测试示意图 U i Ri  Ii 第二章 基本放大电路 U o 放大电路技术指标测试示意图 U o Ro   U s  0 Io R  L 第二章 基本放大电路 放大电路的通频带 第二章 基本放大电路 Pom  PV 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 原理电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 课堂练习 习题 P116（2.1）：分别改正下列各电路中的 正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法。 ：（a）将－VCC改为＋VCC 。 （b）在＋VCC 与基极之间加Rb。 ，使它们有可能 第二章 基本放大电路 课堂练习 （c）将VBB反接，且在ui输入端串联一个电容。 （d）在VBB支路加Rb，在－VCC与集电极之间加Rc。 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 直流通路 第二章 基本放大电路 交流通路 第二章 基本放大电路 第二章 VCC  U BEQ I BQ  Rb I CQ  I BQ 基本放大电路 直流通路 U CEQ  VCC  I CQ RC 第二章 基本放大电路 V cc  U BEQ 12  0.7 I BQ   mA  0.04mA  40A Rb 280 I CQ   I BQ  50  0.04mA  2mA U CEQ V cc  I CQR c  (12  2  3)V  6V 第二章 基本放大电路 课堂练习 2.习题 P118（2.6）：电路如图所示，已知晶体管β＝50，在下列情况下， 用直流电压表测晶体管的集电极电位应分别为多少？设VCC＝12V，晶体 管饱和管压降UCES＝0.5V（ （1）正常情况 （2）Rb1短路 （4）Rb2开路 （5）RC短路 ）。 （3）Rb1开路 第二章 基本放大电路 课堂练习 （1）正常情况 （2）Rb1短路 （4）Rb2开路 （5）RC短路 ：（1）基极静态电流 （3）Rb1开路 VCC  U BE U BE IB    0.022mA Rb2 Rb1 U C  VCC  I C Rc  6.4V 第二章 课堂练习 （1）正常情况 （2）Rb1短路 （4）Rb2开路 （5）RC短路 （3）Rb1开路 ：（2）由于UBE＝0V，T截止，UC＝12V。 基本放大电路 第二章 基本放大电路 课堂练习 （1）正常情况 （2）Rb1短路 （4）Rb2开路 （5）RC短路 （3）Rb1开路 ：（3）临界饱和基极电流 I BS  VCC  U CES  0.045mA  Rc 实际基极电流 IB  VCC  U BE  0.22mA Rb2 由于IB＞IBS，故T饱和，UC＝UCES＝0.5V。 第二章 课堂练习 （1）正常情况 （2）Rb1短路 （4）Rb2开路 （5）RC短路 ：（4）T截止，UC＝12V。 （3）Rb1开路 基本放大电路 第二章 基本放大电路 课堂练习 （1）正常情况 （2）Rb1短路 （4）Rb2开路 （5）RC短路 （3）Rb1开路 ：（5）由于集电极直接接直流电源，UC＝VCC＝12V 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 交流通路的输出回路 第二章 交流通路的输出回路 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 课堂练习 1.如下图电路中，由于电路参数不同，在信号源电压为正弦波时，测得 输出波形（a）、（b）、（c）所示，试说明电路分别产生了什么失真， 如何消除？ 第二章 基本放大电路 答：（a）饱和失真，增大Rb，减小Rc 。 （b）截止失真，减小Rb 。 （c）同时出现饱和失真和截止失真，应增大VCC。 第二章 基本放大电路 第二章 三极管特性曲线的局部线性化 基本放大电路 第二章 三极管的简化h参数等效电路 基本放大电路 第二章 基本放大电路 单管共射放大电路的等效电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 课后作业 1.习题 P118（2.7） 2.习题 P118（2.9） 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 接有发射极电阻的单管共射放大电路 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 接有发射极电阻的单管共射放大电路 第二章 直流通路 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 二、分压式静态工作点稳定电路 T ICQ 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 c b ui e 基本放大电路 第二章 c b ui e 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 基本放大电路 第二章 c b ui e 基本放大电路 第二章 c b ui e 基本放大电路 第二章 c b ui ui e 基本放大电路 第二章 基本放大电路 60 第二章 基本放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 2 第三章 集成运算放大电路 重点：1. 2. 难点： 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 两个单管放大电路简单直接耦合 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 例3.1的电路 第三章 集成运算放大电路 解： 例2.8.1的电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 一、集成电路的概念 第三章 集成运算放大电路 二、集成电路的分类 第三章 集成运算放大电路 三、集成电路的特点 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 集成运放的基本组成部分 集成运放的基本组成 第三章 集成运算放大电路 IB1=IB2=IB IC1=IC2=IC IC2=IC1=IREF-2IB =IREF-2(IC2/β) I C 2  I REF 1 1 2  第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 VCC  VEE  2U BE I REF  R5 15  15  2  0.7  mA 39  0.73 mA 第三章 集成运算放大电路 I C13  I REF 1 1 2  1  0.73 mA 2 1   0.365 mA I C11  26  10 3 0.73  10 3  UT R4  ln  ln  6 6  I C10 I C10  28  10 28  10   3  10 3   3 k 第三章 集成运算放大电路 二、差分放大输入级 第三章 集成运算放大电路 二、差分放大输入级 两个输入、 两个输出 两管静态工 作点相同 电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对 应电阻元件的参数值都相等。 第三章 集成运算放大电路 静态时，ui1 = ui2 = 0 uO= uC1 － uC2 = 0 当温度升高时ICVC （两管变化量相等） uo= (uC1 + uC1 ) － (uC2 +  uC2 ) = 0 第三章 集成运算放大电路 两个输入电压大小相等、极性相反。 第三章 集成运算放大电路 两个输入电压大小相等、极性也相同。 第三章 集成运算放大电路 uId  uI1  uI2 1 uIc  (uI1  uI2 ) 2 [例3.3] uI1 = 5 mV, uI2 = 1 mV (比较输入电压) 则: uId = 4 mV uIc = 3 mV 第三章 集成运算放大电路 uo1 uod uo1  uo 2 2uo1  Aud    1 uid ui1  ui 2 2ui1 2 uid 牺牲一个放大管的放大倍数换取对零点漂移的抑制， 但不理想，因电路不可能完全对称， 单端输出时失去对零点漂移的抑制能力。 第三章 集成运算放大电路 K CMR  Ad Ac Ad K CMR (dB)  20lg ( 分贝 ) Ac 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 Ad Rid Ro 第三章 集成运算放大电路 用恒流三极管代替阻值很大的长尾电阻Re 既可 ，又便于集成。 简化表示法 恒流源式差分放大电路 第三章 集成运算放大电路 RL  ( Rc // ) 2 Ad   R  rbe Rid  2( R  rbe ) Ro  2Rc 第三章 集成运算放大电路 uO  uc1 uI  2uI1 1 Ad  Au1 2 1  ( Rc // RL ) Ad   2 R  rbe Rid  2( R  rbe ) Ro  Rc 将双端信号转化为单端信号。 第三章 集成运算放大电路 uBE2   uBE2 RL  ( Rc // ) 2 Ad   R  rbe Rid  2( R  rbe ) Ro  2Rc 将单端信号转化为双端输出。 第三章 集成运算放大电路 1  ( Rc // RL ) Ad   2 R  rbe Rid  2( R  rbe ) Ro  Rc 抑制零漂能力较强, 可使输入、输出电压反相或同相。 第三章 集成运算放大电路 Ad Au1 uI uO 第三章 集成运算放大电路 三、中间级 要求有较高的电压增益和输入电阻，向输出级提供较 大的推动电流，实现双端与单端信号间的转换。 VCC  | U BE3 | I R 第三章 集成运算放大电路 VCC  U BE4 I REF  R 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 四、输出级 第三章 集成运算放大电路 第三章 集成运算放大电路 和 组成过载保护电路。 工作电流正常时， 截止。 若 正向电流增大， 导通，将 若 的基流分流， 反向电流增大， 导通，将 的基流分流。 第三章 集成运算放大电路 和 成过载保护电路。 组 其工作原理与二极管过 载保护电路类似。 第三章 集成运算放大电路 53 第三章 集成运算放大电路 2 重点：1. 2. 3. 难点： A A F iC 反馈:将放大电路的输出量（输出电压或输出电流）的一 部分或全部，通过一定的方式，反送到输入回路中。 反馈的概念： X i + 输入信号  – 差值信号 X d 基本放大 电路Ao 负反馈框图 X o 输出信号 X f 反馈回路F 反馈信号 反馈电路的三个环节： X o 放大：Ao  X d X f 反馈： F  X o 叠加：X d  X i  X f 二、反馈的分类 引入的反馈信号增强了外加输入信号的作用， 从而使放大电路的放大倍数提高。 引入的反馈信号削弱了外加输入信号的作用， 从而使放大电路的放大倍数降低。 瞬时极性法。 表示瞬时极性的正，该点瞬时信号的变化为增大。 表示瞬时极性的负，该点瞬时信号的变化为减小。 反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和。 串联负反馈可提高输入电阻。 反馈信号与输入信号在输入回路中以电流形式求和。 并联负反馈降低输入电阻。 此时，反馈信号与输入信 号是电流相加减的关系。 Ø 反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同 一个电极，则为并联反馈； Ø 反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两 个电极，则为串联反馈。 此时，反馈信号与输入信 号是电压相加减的关系。 反馈信号取自输出电压，与输出电压成正比。 电压负反馈可稳定输出电压，降低输出电阻。 反馈信号取自输出电流，与输出电流成正比。 电流负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻。 可假设将输出端交流短路（即令输出电压等 于零），若反馈信号不复存在，则为电压反馈，否则就 是电流反馈。 负反馈的四种组态 反馈的方块图和一般表达式 一、负反馈的四种组态 方框图 U i  U i  U f U f  R1  Uo R1  RF  U Auu  o U i  U R1 f  Fuu   U o R1  RF Ii  Ii  If  U If   o RF  U Aui  o Ii  I 1 f  Fiu   U o RF 方框图 U i  U i  U f U f  Io  RF  I Aiu  o U i  U Fui  f  RF Io 方框图 Ii  Ii  If R I If   o 3 R3  RF  I Aii  o Ii  I R3 f  Fii    I R R o 3 F 四种反馈类型的比较 U f  U o   A uu  U i  U Fuu  f U o U o If  U   o A ui Ii  I Fiu  f U o Io U f  I   o A iu U i  U Fui  f Io If Io  Aii  Ii  I Fii  f Io U o Io U be  U i  U f U be U i U f U o U f Fuu  1 U o Ii  Ii  If Ii Ii If Io U o U s Re2 If Fii   RF  Re2 Io Ii  Ii  If If Ii U s Ii U o If 1 Fiu   RF U o U be  U i  U f Io U be U i If U f U f  If Re1  Re3 Re1 Io RF  Re3  Re1 U o If  Re3 Io RF  Re3  Re1 U f Re3 Re1 Fuu   Io RF  Re3  Re1 二、反馈的方块图和一般表达式 X i  X i  X f X o  A  X i X f  F  X o 反馈放大电路的方块图   X A A f  o  X i 1  A F X o     X  F  X i o A   A A 1  Af    1  A F A F F Af   概述 举例分析负反馈放大电路 一、概述 Ø对于电路结构简单的负反馈放大电路， 可以利用微变等效电路法进行分析计算。 Ø对于比较复杂的反馈放大电路， 用微变等效电路法求解可能比较麻烦。 在实际的电子设备中， 比较复杂的反馈放大电路的开环放大倍数比较大， 可以作为深度负反馈放大电路来处理。   1 F 估算闭环电压放大倍数 1. 利用关系式 A f A f  1 F Auuf  1 F uu 2. 利用关系式 X f  X i 估算闭环电压放大倍数   1 X X o   f   Af  A  F f    X F X i o X i  X i  X f  0 X f  X i Ii  0 Ii U i If Ii  0 Ii U i U o U i  0 U f Ii U be U s U be  0 U f  U i If  Ii U o 二、举例分析负反馈放大电路 If U i Ii Ii  If U + I i U - U +  U -  0V Ii  Ii  If U o U o U i  R1 RF  U A  o   RF uuf U i R1 U i  U i  U f U i U i  0V U i U i  U f U o U f U f  R3 U o R2  R3   U U R2 o o A    1 uuf   Ui Uf R3 Ii  If If U i Ii If   Ii Io Ii  0 U o R3  Io RF  R3 R3  U i  Io R1 RF  R3 U o  Io RL Ii  Ii  If  U A  o   RL (RF  R3 ) uuf U i R1R3 U i  U i  U f U i  0V U i U i Io U f U o U i  U f U f  R3 Io U o  R2 Io  U A  o  R2 uuf U i R3 课堂练习 1.自测题P269(二)判断下列电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断 是正反馈还是负反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈， 并求出反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数 所有电容对交流信号均可视为短路。 或 。设图中 答：引入了 。反馈 系数和深度负反馈条件下的电压放 大倍数 分别为： 式中R L 为电流表的等效电阻。 答：引入了 的电压放大倍数 。反馈系数和深度负反馈条件下 分别为： If   U o   Io Rc2 Ii Ii If Re2  Io RF  Re2 Io U o U s  Ii Rs  If Rs U s U o ( RF  Re2 ) Rc2 Auusf   U s Re2 Rs Ii  Ii  If Ii  If U o   Io Rc2 If   Ii Ii U s If Io U o Re2  Io RF  Re2  Re2 I f  Fii    Io RF  Re2 A  1   RF  Re2 ii Fii Re2 R  I A  o c2   (RF  Re2 )Rc2 uusf If Rs Re2 Rs U be  U i  U f U be U i U be  0V U f U o U i  U f U o Auuf  1 U i Ii  If If Ii U s U o   If RF Ii U o Ii  0 Ii  Ii  If U s  Ii Rs  U A  o   RF uusf U s Rs U be  U i  U f Io U be U i U be  0V U f  Io U o U f Re3 Io Re1 Re1  RF  Re3   U U A  o  o   (Re1  RF  Re3 )Rc3 uuf U i U f Re1Re3 U i  U f Uo  -Io Rc3 U f   U Re3 f  Fui   R e1 Io Re1  RF  Re3 Io U be U i U be  0V Io U f Re3 Io Re1 Re1  RF  Re3 U o 1 Re1  RF  Re3 Aiu   Fui Re3Re1 ( Re1  RF  Re3 ) Rc3 Auuf   Re3 Re1 U i U i U o U o2 U f U f  R4 R4 R2   U o2    Uo R3  R4 R3  R4 R1  U ( R3  R4 ) R1 o  Auuf     Uf R2 R4 U i  U i  U f U i  U f U o 2 U o  R2 R1 R U o 2   2 U o R1  U R2 R4 f  Fuu     Uo ( R3  R4 ) R1 Ii U i Ii If U o Ii  Ii  If Ii  If U o   If RF U i   Ii R  U A  o   RF uuf R U i  I 1 f  Fio   RF U o 50 理想运放的概念 比例运算电路 求和电路 积分和微分电路 2 重点：1. 2. 难点： 什么是理想运放 理想运放工作在线性区时的特点 理想运放工作在非线性区时的特点 一、 什么是理想运放 开环差模电压增益 差模输入电阻 输出电阻 共模抑制比 uO  Aod (u+  u- ) 集成运放的电压和电流 uO  Aod (u+  u- ) 二、理想运放工作在线性区时的特点 集成运放的电压和电流 1. 理想运放的差模输入电压等于零。 虚短 2. 理想运放的输入电流等于零。 虚断 三、理想运放工作在非线性区时的特点 1. 理想运放输出电压 的值只有两种可能： 不再存在虚短现象 2. 理想运放的输入电流等于零。 虚断 反相比例运算电路 同相比例运算电路 差分比例运算电路 反向求和运算电路 一、 反相比例运算电路 1. 电路组成 2. 工作原理 二、同相比例运算电路 = = + 同相比例运算电路 同相比例运算电路的比例系数总是大于或等于1。 由于虚短，即 ，故 电压跟随器 课堂练习 1.习题 P332（6.2）：电路如下图所示，集成运放输出电压的最大幅值为 ±14V，填表。 课堂练习 解：u O 1 ＝(－R f /R) u I ＝－10 u I ，u O 2 ＝(1+R f /R ) u I ＝11 u I 。当 集成运放工作到非线性区时，输出电压不是＋14V，就是－14V。 三、差分比例运算电路 ： [ ] uO 三运放数据放大器原理图 先分析电路 uO = +R + 2R A1、A2的工作情况分析 u u 2R )u 2R 2R u 2R )( )u + 2R )u uO u u R + u u 2R u R + 2R u ） R 1 四、反相输入求和电路 ui1 ui2 R11 R12 R2 _  + + uo RP RP  R11 // R12 // RF 31 u  u  0 i11  i12  i F ui1 ui2 R11 R2 R12 _  + + 虚地 uo RP R2 R2 uo  ( ui1  ui 2 ) R11 R12 RP  R11 // R12 // RF 调节反相求和电路的某一路信号的输 入电阻，不影响输入电压和输出电压 的比例关系，调节方便。 32 ui1 ui2 R11 R12 R2 _  + + uo RP 33 课堂练习 2. 在下图19中，设A1、A2、A3均为理想运放： （1）A1、A2、A3各组成何种基本运算电路？ （2）分别列出uo1、uo2和uo3与输入电压ui1、ui2、ui3之间的关系式。 100k 100k 50k ui1 ui2 ui3 33k + A1 50k uo1 200k 200k + A2 + 100k 100k 50k 50k uo2 A3 uo3 100k 100k 50k ui1 ui2 ui3 33k + A1 50k uo1 200k 200k + A2 + 100k 100k 50k 50k uo2 A3 uo3 100k 100k 50k ui1 ui2 ui3 33k + A1 50k uo1 200k 200k + A2 + 100k 100k 50k 50k uo2 A3 uo3 3.下图所示电路中，运放为理想器件，求输出电压V O与输入电压V i 或V i1 ， Vi2的关系。 积分电路 微分电路 一、积分电路 uC 基本积分电路 40 uC 基本积分电路 41 42 43 二、微分电路 由于“虚断”，则 iC  i R uC 因反相输入端“虚地”，可得 uO   i R R   iC R duC duI   RC   RC dt dt 基本微分电路 输出电压正比于输入电压对时间的微分。 44 如果在输入端加上一个梯 形波电压，当 直线上升 时， 为一个固定的负 电压。当 维持不变时， =0。当 直线下降时， 为一个固定的正电压。 45 duI uO   RC  U m RC cos t dt 46 47 第七章 波形的发生 第七章 波形的发生 第七章 波形的发生 重点：1. 2. 3. 难点： 第七章 波形的发生 第七章 波形的发生 一 、 产生正弦波振荡的条件 反馈放大电路产生自激振荡的条件 U f  U i    FAU     U U f  FU o i i 第七章 波形的发生 可分别用幅度平衡条件和相位平衡条件来表示：        2n π arg AF A F n  0,1, 2, 第七章 波形的发生 二、 正弦波振荡电路的组成 第七章 波形的发生 三、 正弦波振荡电路分析步骤  A   F   2 nπ 第七章 波形的发生 幅值很小 频率丰富 第七章 波形的发生 上图 部分 频率趋 于单一 幅值逐 渐增大 第七章 波形的发生 逐渐变为 单一频率的 稳幅振荡 第七章 波形的发生 第七章 波形的发生 一、RC 串并联网络的选频特性 U f U f (a)RC串并联电路 (b) 低频等效电路 (c) 高频等效电路 第七章 波形的发生 RC 串并联电路 R2  U Z2 1  j RC f 2 2  F   1 R2 Z1  Z 2 U R 1  j C1 1  j RC 2 2 1   R2 C2   1   1    j   C2 R1   R C  C R  1 1   1 2  F  1 0  RC 1 1   3  j   CR    CR   F  1   0  3  j      0  第七章 波形的发生 F  1   0  3  j      0 | F | 1   0  3     0   2 2  0  0   F   arctan( ) 3 F  0 第七章 波形的发生 二、 RC 串并联网络振荡电路 RC 串并联网络振荡电路 第七章 波形的发生 a  RC 串并联网络振荡电路 + 第七章 波形的发生 a  不能产生正弦波振荡 第七章 波形的发生 RC 串并联网络振荡电路 Rf  负温度系数 的热敏电阻 采取措施 Vo  Vo  If  电阻的 温度 Rf  AV  1  Rf R1 第七章 波形的发生 第七章 波形的发生 第七章 波形的发生 解:(1)根据起振条件: Rf  RW' ＞2 R，RW' ＞2 故RW的下限值为2kΩ。 (2)振荡频率的最大值和 最小值分别为: 1 f 0 max   1.6kHz 2π R1C 1 f 0 min   145Hz 2π ( R1  R2 )C 第七章 波形的发生 23 第七章 波形的发生 第八章 功率放大电路 第八章 功率放大电路 2 第八章 功率放大电路 重点：1. 2. 3. 难点： 第八章 功率放大电路 一、 对放大电路的要求 第八章 功率放大电路 二、放大电路的分析方法 第八章 功率放大电路 iC IC t 晶体管在输入信号 的整个周期都导通 静态IC较大，波形好, 管耗大效率低。 t 晶体管只在输入信号 的半个周期内导通， 静态IC=0，波形严重失 真, 管耗小效率高。 Q O UCE iC IC O O Q UCE O iC IC Q O UCE O 晶体管导通的时间大于半 个周期，静态IC 0，一般 t 功放常采用。 第八章 功率放大电路 三、互补对称式功率放大电路 第八章 功率放大电路 第八章 功率放大电路 第八章 功率放大电路 第八章 功率放大电路 OCL甲乙类互补对称输出级 第八章 功率放大电路 U cem VCC  U CES I cm   RL RL 第八章 功率放大电路 第八章 功率放大电路 课堂练习 1.习题 P426（8.2）：已知电路如下图所示，T1和T2管的饱和管压降 │UCES│＝3V，VCC＝15V， RL＝8Ω，。选择正确答案填入空内。 （1）电路中D 1 和D 2 管的作用是消除 C A．饱和失真 B．截止失真 C．交越失真 （2）静态时，晶体管发射极电位U EQ B 。 A．＞0V B．＝0V C．＜0V 。 第八章 功率放大电路 （3）最大输出功率P OM A．≈28W C 。 B．＝18W C．＝9W （4）当输入为正弦波时，若R 1 虚焊，即 开路，则输出电压 C A．为正弦波 。 B．仅有正半波 C．仅有负半波 （5）若D 1 虚焊，则T 1 管 A 。 A．可能因功耗过大烧坏 B．始终饱和 C．始终截止 第八章 功率放大电路 16 第八章 功率放大电路 第九章 直流电源 第九章 直流电源 2 第九章 直流电源 重点：1. 2. 难点： 第九章 直流电源 一、直流电源的组成 第九章 直流电源 第九章 直流电源 第九章 直流电源 二. 单相半波整流电路 单相半波整流电路 第九章 直流电源 第九章 直流电源 三、单相全波整流电路 第九章 直流电源 第九章 直流电源 四、 单相桥式整流电路 第九章 直流电源 第九章 直流电源 第九章 直流电源 五、 电容滤波电路 桥式整流、电容滤波电路 第九章 直流电源 第九章 直流电源 第九章 直流电源 六 、 电感滤波电路 桥式整流、电感滤波电路 第九章 直流电源 七 、 直流稳压源 第九章 直流电源 U I  或I L   U O   U F   U Id   U BE   I C   U CE  UO  串联型直流稳压电路稳压的过程， 实质上是通过电压负反馈使输出电压保持基本稳定的过程。 第九章 直流电源 第九章 直流电源 第九章 直流电源 第九章 直流电源 23 第九章 直流电源