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模电复习

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我是靠谱客的博主 彪壮溪流，最近开发中收集的这篇文章主要介绍模电复习，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

因为图片太多转存到CSDN失败，可以到模电复习1和模电复习2查看

文章目录

    • 00-01 绪论
    • 00-02 基本概念
    • 01-01 本征半导体
    • 01-02 杂质半导体
    • 01-03 PN结
    • 02-01 二极管的组成
    • 02-02 二极管的伏安特性及电流方程
    • 02-03 二极管的主要参数
    • 03-01 二极管电路的分析思路
    • 03-02 二极管电路图解分析方法
    • 03-03 二极管的等效模型
    • 03-04 二极管等效模型分析方法
    • 03-05 常见二极管应用电路
    • 04-01 稳压二极管基础
    • 04-02 稳压二极管的应用
    • 04-03 其他类型的二极管
    • 05-01 晶体管的结构和工作原理
    • 05-02 晶体管的放大原理
    • 05-03 晶体管的伏安特性
    • 05-04 晶体管的工作区
    • 05-05 晶体管的主要参数
    • 06-01 放大的概念与放大电路的性能指标
    • 06-02 放大电路的偏置和组态
    • 06-03 共射放大电路的工作原理
    • 07-01 直流通路和交流通路
    • 07-02 静态分析估算法
    • 07-03 静态分析图解法
    • 08-01 BJT基本放大电路交流分析思路
    • 08-02 BJT混合参数模型的建立
    • 08-03 BJT混合参数模型的简化
    • 08-04 BJT混合参数的确定
    • 08-05 微变等效电路法
    • 09-01 交流负载线分析
    • 09-02 非线性失真分析
    • 10-01 静态工作点稳定需求分析
    • 10-02 稳定静态工作点的典型电路及其原理
    • 10-03 分压偏置共射放大电路的静态分析
    • 10-04 分压偏置共射放大电路的动态分析
    • 11-01 基本共集放大电路
    • 11-02 基本共基放大电路
    • 11-03 三种组态放大电路的对比
    • 11-04 复合管放大电路
    • 12-01 频率响应问题的提出
    • 12-02 频率响应基本概念
    • 12-03 单时间常数RC电路的频率响应
    • 13-01 晶体管高频等效模型
    • 13-02 晶体管频率特性分析
    • 13-03 晶体管高频等效模型的单向化
    • 14-01 单管共射放大电路中低频响应分析
    • 14-02 单管共射放大电路高频响应分析
    • 14-03 三种组态放大电路频率响应性能对比分析
    • 15-01 场效应管概述
    • 15-02 结型场效应管
    • 15-03 绝缘栅型场效应管
    • 15-04 场效应管的主要参数和选用
    • 16-01 场效应管放大电路的偏置和静态分析
    • 16-02 场效应管微变等效模型
    • 16-03 场效应管放大电路的动态分析
    • 16-04 场效应管与晶体管放大电路的比较
    • 17-01 多级放大电路的耦合方式
    • 17-02 多级放大电路分析
    • 17-03 多级放大电路频率响应
    • [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rlFDXgoN-1605334388382)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BclzNT.jpg)]
    • 17-04 集成运放简介
    • 18-01 镜像电流源
    • 18-02 其他类型的电流源
    • 18-03 电流源的应用
    • 19-01 差分放大电路的结构和工作原理
    • 19-02 典型差分放大电路及其分析
    • 19-03 差分放大电路的四种接法
    • 19-04 差分放大电路的改进
    • 19-05 差分放大电路的传输特性
    • 20-01 功率放大电路的特点和要求
    • 20-02 功率放大电路的指标和分类
    • 20-03 乙类推挽功率放大电路的工作原理
    • 20-04 OCL功率放大电路性能分析
    • 20-05 OCL电路中晶体管的选择
    • 21-01 交越失真
    • 21-02 功率放大电路的改进
    • 21-03 典型集成运放介绍
    • 22-01 问题的提出
    • 22-02 反馈的基本概念
    • 22-03 反馈的分类
    • 22-04 反馈类型的判别
    • 23-01 负反馈对放大电路性能的影响
    • 23-02 按需引入反馈
    • 23-03 深度负反馈放大电路性能的估算
    • 23-04 负反馈放大电路的稳定性
    • 24-01 集成运放特性建模及分析依据
    • 24-02 比例运算
    • 24-03 加减运算
    • 24-04 微积分运算
    • 24-05 其它信号运算电路
    • 24-06 集成运放参数对运算精度的影响
    • 25-01 滤波器基本概念
    • 25-02 有源低通滤波器
    • 25-03 其他滤波器
    • 26-01 电压比较器简介
    • 26-02 单限比较器
    • 26-03 滞回比较器和窗口比较器
    • 26-04 电压比较器的应用
    • 26-05 集成电压比较器
    • 27-01 直流稳压电源简介
    • 27-02 整流电路
    • 27-03 滤波电路
    • 27-04 稳压电路
    • 27-05 集成稳压器
    • 28-01 正弦波振荡电路简介
    • 28-02 RC正弦波振荡电路
    • 28-03 LC正弦波振荡电路
    • 28-04 石英晶体振荡器

00-01 绪论

  1. 为什么要学模电？学什么？怎么学？
  2. 电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术

00-02 基本概念

  1. 电子系统处理信号，信号是信息的载体
  2. 模拟信号和数字信号的概念
  3. 通过A/D和D/A将模拟和数字信号进行转换

01-01 本征半导体

  1. 半导体材料：锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物
  2. 半导体的导电特性：热敏性、光敏性、掺杂性
  3. 本征半导体的概念
  4. 本征激发和复合的概念
  5. 自由电子和空穴成为载流子

01-02 杂质半导体

  1. 掺入三价或者五价元素
  2. 掺入五价元素，如磷原子 N型半导体/电子半导体
  3. 掺入三价元素，如硼原子 P型半导体/空穴半导体
  4. 多子和少子的概念
  5. 在杂志半导体中，多子的浓度主要取决于掺杂浓度（本征激发），少子的浓度与温度有较大关系
  6. 在杂质半导体中，少子数目比未掺杂的数目减少了
  7. 杂质半导体呈电中性，本身不带电
  8. 在杂质半导体中，温度变化，载流子数目变化，多子和少子数目变化相同，浓度变化不同，少子浓度变化大

01-03 PN结

  1. 空间电荷区的概念及形成（耗尽层，势垒区）
  2. 内电场的概念，内电场阻碍多子运动，少子在内电场的作用下运动，称为漂移运动
  3. 达到动态平衡，空间电荷区厚度保持不变
  4. 掺杂浓度不同，空间电荷区在两种不同杂质半导体的厚度不同，浓度低的厚度大
  5. 加正偏电压，产生外电场，多子在外电场的作用下定向移动形成正向电流
  6. 加正偏电压，产生外电场，外电场阻碍多子的运动，促进少子漂移运动，增大空间电荷区厚度
  7. 温度越高，少子浓度越大，反向电流越大
  8. 势垒电容 C b C_b Cb​，扩散电容 C d C_d Cd​的概念，总电容= C b + C d C_b+C_d Cb​+Cd​
  9. 势垒电容，反偏时起主要作用，扩散电容正偏时起主要作用
  10. 任何电子或电气系统都是对频率敏感的

02-01 二极管的组成

  1. 二极管的分类：小功率、大功率、稳压、点接触型、面接触型、平面型
  2. 点接触型：结面积小，结允许电流小，结电容小，最高工作频率高
  3. 面接触型：结面积大，结允许电流大，结电容大，最高工作频率底
  4. 平面型：结面积可大可小，小的工作频率高，大的允许电流大

02-02 二极管的伏安特性及电流方程

  1. i = f ( u ) i=f(u) i=f(u)

  2. 测量电路

  3. 曲线图，特点：非线性

  4. 工作区划分：死区，导通区，反向截至区，反向击穿区

  5. 反向饱和电流和导通压降在图中的位置及各种半导体材料的值

  6. 电击穿（可逆）：雪崩击穿（掺杂浓度低），齐纳击穿（掺杂浓度高）

  7. 热击穿（不可逆）

  8. 特性方程：

    温度电压当量 U T = 26 m v U_T =26mv UT​=26mv

  9. 正向偏置:

    反向偏置， I D ≈ I S I_Dapprox I_S ID​≈IS​

  10. 正向特性为指数曲线，反向特性为横轴平行线

  11. 电压不变，温度增大，正向特性曲线左移，反向特性曲线下移

  12. 温度对单行特性的影响较大

  13. 二极管的动态电阻个静态电阻的概念

  14. 静态电阻 R D = V D I D R_D=frac{V_D}{I_D} RD​=ID​VD​​

  15. 动态电阻 r D = Δ V D Δ I D r_D=frac{Delta V_D}{Delta I_D} rD​=ΔID​ΔVD​​

02-03 二极管的主要参数

  1. 最大整流电流 I F I_F IF​：二极管长期使用时允许二极管的最大正向平均电流
  2. 最大反向工作电压 U R U_R UR​：保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是 U B R U_{BR} UBR​
  3. 反向电流 I R I_R IR​：二极管加规定工作电压时的反向电流
  4. 最高工作频率 f M f_M fM​：取决于PN结的结电容大小，超过的话，单向导电性变得较差
  5. 选用二极管的一般原则：
    • 要求导通压降较小时选锗管，要求反向电流小时选硅管
    • 要求工作电流大时选面接触型
    • 要求频率高时选点接触型
    • 要求反向击穿电压高时选硅管
    • 要求温度特性好时选硅管
  6. 为什么二极管的反向饱和电流与所加的电压基本没有关系，而当温度升高时又明显增大
  7. 怎样用万用表判断二极管的正负极和管子的好坏
  8. 用万用表的X10档测得二极管的正向电阻为200欧姆，若用X100档测量，读数会有什么变化

03-01 二极管电路的分析思路

  1. 电源反接保护电路

  2. 叠加原理，信号响应=直流响应+交流响应

  3. 静态和动态的概念

  4. 分析电路先静态后动态

  5. 符号规定：

    • I B I_B IB​ 直流分量（大符号，大下标）
    • i b i_b ib​ 交流分量（小符号，小下标）
    • i B i_B iB​ 电流总瞬时值（小符号，大下标）
    • I b I_b Ib​ 电流有效值（大符号，小下标）
    • I b m I_{bm} Ibm​ 交流幅值

  6. i B = I B + i b i_B=I_B+i_b iB​=IB​+ib​

  7. 交流信号驮载在直流信号之上

  8. 分析方法：

    • 数值求解法
    • 图解法
    • 等效模型分析方法

03-02 二极管电路图解分析方法

  1. 图解分析：利用器件伏安特性曲线和外电路的特性曲线，通过作图的方法求解电路问题
  2. 静态分析：假设交流信号为0，得到直流通路，结合外电路的特性曲线得到静态工作点Q( I D , V D I_D,V_D ID​,VD​)
  3. 动态分析：直流电源置0，得到交流通路，在静态工作点基础上，进行小信号分析
  4. 图解法：
    • 优点：直观，帮助理解电路参数对特性的影响
    • 缺点：有作图误差，某些参数无法求取
    • 前提：已知器件的实际伏安特性曲线
  5. 例题：
    0Jl5L9.png
    0Jl6I0.png

03-03 二极管的等效模型

  1. 特性曲线具有局部线性的特性

  2. 等效电路：选择合适的原件，等效反应设备或系统在特定工作区域的实际端口特性

    建模——线性化——应用线性电路分析方法分析电路

  3. 理想模型

    08TlAH.png

    08TaDS.png

    08TdHg.png

  4. 三个模型成立的条件：二极管工作在线性区

03-04 二极管等效模型分析方法

  1. 定性分析：

    • 将二极管断开
    • 分析二极管阴阳两极接入点间电压的极性和大小

  2. 定量分析：

    • 根据所选择的等效模型得到等效电路
    • 利用线性电路分析方法分析电路

  3. 08qqWd.png

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  4. V D D V_{DD} VDD​比较小时，选折线模型比较精确

03-05 常见二极管应用电路

  1. 限幅电路：

    0J1Okq.png

  2. 门电路：

    0GkHkd.png

  3. 其他电路

    • 整流电路
    • 滤波电路
    • 双电源电路
    • 供电门
    • 倍压电路

04-01 稳压二极管基础

  1. 符号

    0JN681.png

  2. 稳压原理和过程：

    0JUC2q.png

04-02 稳压二极管的应用

  1. 限流电阻选择：

    0Ja3pn.png

    0JaDpR.png

  2. 例题：

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    0JUXS1.png

  3. 稳压管的特点：

    • 稳压管工作在反向击穿区；普通二极管工作在正向导通区
    • 稳压管反向特性比普通二极管陡，电流虽然在较大范围内变化，但稳压管两端电压变化很小，故具有稳压作用
    • 稳压管反向击穿电压比普通二极管低：一般二极管25-50V,稳压管则较低，6v左右的稳压管最稳定
    • 稳压管去掉反向击穿电压后，又恢复正常；而普通二极管则失去单向导电性，易于损坏

04-03 其他类型的二极管

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05-01 晶体管的结构和工作原理

  1. 晶体管是一种把输入电流进行放大的半导体器件
  2. 分类：NPN，PNP型
  3. 三个极：发射极（e），集电极（c），基极（b），三个区：发射区，集电区，基区，两个结：发射结，集电区
  4. 图标箭头总是从P型指向N型

05-02 晶体管的放大原理

  1. 晶体管能实现放大，必须从内部结构和外部偏置条件来保证

  2. 基区：最薄，掺杂浓度最低，传递和控制载流子

  3. 发射区：掺杂浓度最高，发射载流子

  4. 集电极：面积最大，收集载流子

  5. 集电极和发射极不能混用

  6. 外部满足条件：发射结正偏，集电极反偏

  7. I E = I E N + I E P = I C N + I B N + I E P I_E=I_{EN}+I_{EP}=I_{CN}+I_{BN}+I_{EP} IE​=IEN​+IEP​=ICN​+IBN​+IEP​

  8. I B = I B N + I E P − I C B O I_B=I_{BN}+I_{EP}-I_{CBO} IB​=IBN​+IEP​−ICBO​

  9. I C = I C N + I E P I_C=I_{CN}+I_{EP} IC​=ICN​+IEP​

  10. I C = I B + I C I_C=I_B+I_C IC​=IB​+IC​

  11. I E I_E IE​在B，C极之间分配比例主要取决于基区宽度，发射区多子浓度，与外加电压无关

  12. 参数定义：

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  13. 重要结论：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SJzmONfr-1605334388138)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0cYDqU.png)]

05-03 晶体管的伏安特性

  1. 晶体管的伏安特性：管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能

  2. 测量晶体管特性的试验电路：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-jI1evtdH-1605334388139)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0ctnwF.png)]

  3. 输入特性曲线：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-MtvZnaQR-1605334388142)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0ctdFH.png)]

  4. 输出特性曲线：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Bkovnsvn-1605334388142)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0ctwYd.png)]

05-04 晶体管的工作区

  1. 放大区：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Pnqddaio-1605334388143)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0cNdBT.png)]

  2. 截止区：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hPmYL7W8-1605334388145)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0cNwHU.png)]

  3. 饱和区：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-GqXBcHVv-1605334388147)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0cNr4J.png)]

  4. 比较：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FoO0LssA-1605334388149)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0cNTCd.png)]

  5. 当晶体管饱和时， U C E U_{CE} UCE​约等于0，集射之间如同开关的接通，其间电阻很小，当晶体管饱和时， I C I_C IC​约等于0，集射之间如同开关的断开，其间电阻很大，可见，晶体管除了放大作用外，还有开关作用

  6. 晶体管工作状态的判定：

    • 三极管结偏置判定法
    • 三极管电流关系判定法

  7. 结偏置判定法：

    发射结集电结
    截止零偏或反偏反偏
    放大正偏反偏
    饱和正偏正偏或零偏

  8. 饱和区：

    • U C E ≈ 0 U_{CE}approx 0 UCE​≈0
    • 临界饱和时集电极电流 I C S = ( V C C − U E S ) / R c I_{CS}=(V_{CC}-U_{ES})/R_c ICS​=(VCC​−UES​)/Rc​
    • $I_{BS}=I_{CS}/{beta}

  9. 电流关系判定法：

    I B I_B IB​ I C I_C IC​ I E I_E IE​
    截止0 < I C E O <I_{CEO} <ICEO​ < I C E O <I_{CEO} <ICEO​
    放大 0 < I B < I B S 0<I_B<I_{BS} 0<IB​<IBS​ β I B beta I_B βIB​ I B + I C = ( 1 + β ) I B I_B+I_C=(1+beta)I_B IB​+IC​=(1+β)IB​
    饱和 > I B S >I_{BS} >IBS​ < β I B <beta I_B <βIB​ < ( 1 + β ) I B <(1+beta)I_B <(1+β)IB​

  10. 例题：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-d6X5RoiH-1605334388149)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0gUwXq.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lMvaql5R-1605334388150)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0gUa1s.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ql5Aj44H-1605334388151)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0gUYtg.png)]

05-05 晶体管的主要参数

  1. 共射极电流放大系数：

    • 直流放大系数（ h F E h_{FE} hFE​）
    • 交流放大系数（ h f e h_{fe} hfe​）

  2. β ‾ overline{beta} β​和 β beta β含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且 I C E O I_{CEO} ICEO​较小的情况下，两者数值接近

  3. β beta β的值并不固定，随 I C I_C IC​的变化而变化

  4. 共基极电流放大系数：

    • 直流放大系数
    • 交流放大系数

  5. 两种放大系数的换算

  6. 极间反向电流

    • 集-基极反向截止电流 I C B O I_{CBO} ICBO​：硅管： I C B O I_{CBO} ICBO​为纳安数量级。 I C B O I_{CBO} ICBO​是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大
    • 集-射极反向截止电流（穿透电流）： I C E O I_{CEO} ICEO​受温度的影响大，温度升高， I C E O I_{CEO} ICEO​升高， I C I_C IC​也相应升高， I C E O = ( 1 + β ) I C B O I_{CEO}=(1+beta)I_{CBO} ICEO​=(1+β)ICBO​

  7. 极限参数

    • 集电极最大允许电流 I C M I_{CM} ICM​

      β beta β当值下降到线性放大区 β beta β值的70%时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流 I C M I_{CM} ICM​

    • 集射极反向击穿电压 U ( B R ) C E O U_{(BR)CEO} U(BR)CEO​

      当集-射极之间的电压 U C E U_{CE} UCE​超过一定的数值时，三极管就会被击穿。

    • 集电极最大允许功率损耗 P C M P_{CM} PCM​

      集电极电流通过集电结时所产生的功耗， P C = I C U C E < P C M P_C=I_CU_{CE}<P_{CM} PC​=IC​UCE​<PCM​

  8. 由三个极限参数可画出三极管的安全工作区

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OBGzmwgN-1605334388152)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0grGKH.png)]

  9. 温度的影响：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-334Z1ROn-1605334388154)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0gsidI.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-670fiYOw-1605334388154)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0gsPeA.png)]

06-01 放大的概念与放大电路的性能指标

  1. 放大电路的功能时把微弱的电信号（电压、电流和功率）放大到所需的量级

  2. 放大的本质：能量的控制和转换

  3. 放大的基本要求：不失真——放大的前提

  4. 信号响应=交流信号响应+直流信号响应

  5. 静态：放大电路没有输入信号时，电路中各点的电流和电压是直流信号，称为直流工作状态或静止工作状态，简称静态

  6. 动态：放大电路有输入信号时，电路中的电压和电流随交流信号而变化，称为动态

  7. 静态参数：

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  8. 放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区，以保证信号不失真

  9. 动态参数：

    • 放大倍数
    • 输入电阻
    • 输出电阻
    • 非线性失真
    • 最大输出幅度
    • 通频带（频率响应）
    • 最大输出功率、效率、信号噪声比、抗干扰能力

  10. 放大倍数：表示放大器的放大能力

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uck0lS3u-1605334388158)(https://s1.ax1x.com/2020/10/11/0gf1R1.png)]

  11. 输入电阻：从放大电路的输入端看进去的等效电阻， R i = U I / I i R_i=U_I/I_i Ri​=UI​/Ii​，一般来说，电压放大， R I R_I RI​越大越好

    • R I R_I RI​越大， I i I_i Ii​就越小，从信号源索取的电流越小
    • 当信号源有内阻时， R I R_I RI​越大， u i u_i ui​就越接近 u s u_s us​

  12. 输出电阻： 从放大电路的输出端看进去的等效电阻， R o = u o / i o ( R L = ∞ , u s = 0 ) R_o=u_o/i_o (R_L=infty,u_s=0) Ro​=uo​/io​(RL​=∞,us​=0)

    R o R_o Ro​越小，放大电路带负载能力越强，反之则差

06-02 放大电路的偏置和组态

  1. 组成放大电路时必须遵循以下几个原则：

    • 静态：
      • 外加直流电源的极性必须使三极管发射结正偏，集电结反偏以保证其工作于放大区
      • 配置大小合适的直流电源和电阻以保证合适的静态工作点
    • 动态：动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得放大了的动态信号：
      • 输入回路的接法应该使输入电压的变化量 Δ u i Delta u_i Δui​能够传送到基极回路，并使基极电流 i B i_B iB​产生相应的变化量 Δ i B Delta i_B ΔiB​
      • 输出回路的接法应使集电极电流 i C i_C iC​的变化量 Δ i c Delta i_c Δic​能够转化为集电极电压的变化 Δ u c e Delta u_{ce} Δuce​,并传送到输出端

  2. 偏置：利用直流电源，为电路设置固定直流电压和电流（即静态工作点）的过程

  3. 偏置电路要求：

    • 提供晶体管所需的静态工作点
    • 保证静态工作点的稳定

  4. 固定偏置

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xHUrxivD-1605334388160)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jGFsI.png)]

    基极回路确定， I B I_B IB​不变， β beta β改变，静态工作点也改变，不能稳定静态工作点

  5. 射极偏置

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uQp5Kfdx-1605334388162)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jYOLn.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YXlR8gM1-1605334388163)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jtiQJ.png)]

    射极偏置引入了直流负反馈

  6. 分压式偏置

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JWMp3GxU-1605334388165)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jtuWD.png)]

  7. 电压反馈式偏置

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dEe10nLb-1605334388166)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jtwlQ.png)]

  8. 常用偏置方式

    • 固定偏置
    • 射极偏置
    • 分压偏置
    • 电压反馈式偏置

  9. 三种组态

    • 共射放大电路

    • 共集放大电路

    • 共基放大电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RiKQoySI-1605334388167)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jNp7t.png)]

  10. 判定组态的方法：哪一极既没有做输入也没有做输出，则为共这一级

  11. 阻容耦合共射放大电路和直接耦合共射放大电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WDx14VWP-1605334388168)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jNOU0.png)]

06-03 共射放大电路的工作原理

  1. 输入变化引起输出变化的过程

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XJnux0FD-1605334388169)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jd19f.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5scfNijH-1605334388170)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jdWU1.png)]

  2. 直流、交流分量共存，两种信号分量的作用不同

  3. 直流分量是基础。保证三极管正确的偏置，保证三极管工作在放大状态，为放大电路提供合适的静态工作点，保证放大电路不失真的放大信号

  4. 交流分量是被放大的量

07-01 直流通路和交流通路

  1. 直流时基础，交流时目的，交流驮载在直流之上
  2. 放大电路中的电抗元件对直流信号和交流信号呈现的阻抗时不同的
  3. 电容：隔直通交，对直流信号的阻抗是无穷大，视为断路；对交流信号在电容上的压降可以忽略，可视为短路
  4. 电感：隔交通直，对直流信号而言阻抗很小，视为短路；对交流呈现感抗 ω L omega L ωL，理想下视为断路
  5. 理想直流电压源：由于其电压恒定不变，即电压变化量等子零，故在交流作用下相当于短路
  6. 理想直流电压源：由于其电流恒定不变，即电流变化量等子零，故在交流作用下相当于开路
  7. 直流通路：无交流信号源作用时，电流（直流电流）流经的通路，用来分析静态工作点
  8. 交流通路：在输入信号的作用下，交流信号流经的通路，用来计算电压放大倍数，输入电阻，输出电阻等动态性能指标
  9. 画好放大电路交直流通路的意义：
    • 是进行静态分析和动态分析的基础
    • 直流通路——识别偏置方式，定性判断静态特性
    • 交流通路——识别电路组态，定性判断交流特性
    • 判断电路是否满足放大电路的组成要求
  10. 如何画直流通路？
    • 交流电压信号源短路，保留内阻
    • 交流电流信号源开路，保留内阻
    • 电容视为开路
    • 电感视为短路
  11. 如何画交流通路？
    • 大容量电容视为短路
    • 无内阻的直流电源视为短路
    • 关于电感处理：在中低频电路中，电感元件往往体积、重量比较大，所以一般在电路设计时都避免使用电感。 高频电路中，电感使用就比较多了，分析时，当然是用“隔交通直”来处理扼流圈等电感量较大的电感元件了。若在谐振、耦合等电路中，电感量是重要参数，不能简化为短路或断路。

07-02 静态分析估算法

  1. 静态分析的目标：求取静态工作点 I B Q , U B E Q , I C Q , U C E Q I_{BQ},U_{BEQ},I_{CQ},U_{CEQ} IBQ​,UBEQ​,ICQ​,UCEQ​

  2. 静态分析的意义：

    • 确认三极管的工作状态
    • 是动态分析的基础

  3. 静态分析的方法

    • 估算法
    • 图解法

  4. 估算法步骤

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  5. 例题

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ZHpuDbxv-1605334388172)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jhSD1.png)]

  6. 估算法的一般步骤：

    • 画出放大电路的直流通路
    • 根据基极回路求 I B I_B IB​
    • 由BJT的电流分配关系求 I C I_C IC​
    • 由集电极回路求 U C E U_{CE} UCE​

07-03 静态分析图解法

  1. 静态工作点( I B Q , U B E Q I_{BQ},U_{BEQ} IBQ​,UBEQ​)和( I C Q , U C E Q I_{CQ},U_{CEQ} ICQ​,UCEQ​)分别对应于输入输出特性曲线上的一个点

  2. 图解法：利用晶体管的特性曲线，通过作图的方法分析静态工作点

  3. 图解法的优点：

    • 能直观地分析各个参数对静态工作点的影响
    • 能直观地了解静态工作点变化对放大电路静态特性的影响

  4. 图解法前提：已知器件的实际伏安特性曲线

  5. 输入和输出回路方程

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-c7PdQ6eT-1605334388173)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0j5zuj.png)]

  6. 电路参数对静态工作点的影响

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-wCjn2nCd-1605334388174)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0j7VxS.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-e6Y75upn-1605334388175)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0j71P0.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xagPRaaj-1605334388176)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0j7BPx.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-swZ7rvFG-1605334388176)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0j7fII.png)]

  7. 如何有效地调整静态工作点，一般调节 R B R_B RB​，改变 I B I_B IB​，牵一发而动全身且不会影响输出特性

08-01 BJT基本放大电路交流分析思路

  1. 交流分析方法：
    • 采用非线性电路的分析方法
    • 等效电路分析法
    • 图解法
  2. 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路，即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件，简化放大电路的分析和设计
  3. 晶体管小信号交流等效模型
    • 物理模型
      • π pi π参数等效模型
      • T参数等效模型
    • 网络参数等效模型
      • h参数等效模型
      • y参数等效模型
      • z参数等效模型
  4. 建模的条件：
    • 静态工作点合适
    • 交流小信号
    • 中低频信号

08-02 BJT混合参数模型的建立

  1. 在交流通路中可将晶体管看成为一个二端口网络，输入回路输、出回路各为一个端口

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-owuJXKMs-1605334388178)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0XabIP.png)]

  2. 用两个函数分别描述输入和输出端口特性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Tg2z5Qnc-1605334388179)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0Xdli6.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rma4PLAG-1605334388181)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0XwSSO.png)]

  3. u C E u_{CE} uCE​为常数， i B i_B iB​为常数的意义

    • u C E u_{CE} uCE​=常数， d u C E = 0 du_{CE}=0 duCE​=0，即输出端只有直流输出，没有交流输出，相当于输出端交流短路
    • i B i_B iB​=常数，即输入端只有直流电流输入，没有交流电流，相当于输入端交流开路

    因为此时只有直流电流和电压，所以是在静态工作点附近的情况

  4. 完整的混合参数等效模型

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rgzGmebv-1605334388181)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0X0aPP.png)]

08-03 BJT混合参数模型的简化

  1. h i e h_{ie} hie​： U C E U_{CE} UCE​恒定（输出端交流短路）时的输入电阻

    • 物理意义：反映了输入电压 u b e u_{be} ube​对输入电流 i b i_b ib​的控制能力
    • 几何意义：表示输入特性的Q点处的切线的斜率的倒数
    • 常用符号： r b e r_{be} rbe​
    • 大小量级： 1 0 2 10^2 102~ 1 0 3 10^3 103 Ω Omega Ω

  2. h r e h_{re} hre​： I B I_{B} IB​恒定（输入端交流开路）时的反向电压传输比

    • 物理意义：反映了输出回路 u C E u_{CE} uCE​对输入回路 u B E u_{BE} uBE​影响的程度
    • 几何意义：Q点附近输入特性曲线横向的疏密程度
    • 常用符号： μ T mu T μT
    • 大小量级： 1 0 − 4 10^{-4} 10−4

  3. h f e h_{fe} hfe​：恒定（输出端交流短路）时的电流放大系数

    • 物理意义：晶体管对电流的放大能力
    • 几何意义：Q点附近输出特性曲线纵向的疏密程度
    • 常用符号： β beta β
    • 大小量级： 10 10 10~ 1 0 2 10^2 102

  4. h o e h_{oe} hoe​： I B I_{B} IB​恒定（输入端交流开路）时的输出电导

    • 物理意义：反映了输出电压 u C E u_{CE} uCE​对输出电流 i c i_c ic​的控制能力
    • 几何意义：输出特性曲线在恒流区的倾斜程度
    • 常用符号： 1 / r c e 1/r_{ce} 1/rce​
    • 大小量级： 10 10 10~ 1 0 2 10^2 102 μ mu μS

  5. 简化的h参数等效电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UA7qMJJ1-1605334388182)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0XsL0e.png)]

08-04 BJT混合参数的确定

  1. β beta β的获取：晶体管的参数手册上的 h f e h_{fe} hfe​

  2. r b e r_{be} rbe​的求解

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vFJrIqwX-1605334388183)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0X2Li4.png)]

  3. r b e r_{be} rbe​的意义

    • 晶体管的动态等效输入电阻
    • 只有经过静态分析，才能确定 r b e r_{be} rbe​的值
    • r b e r_{be} rbe​的值与静态工作点密切相关
    • 架起了静态与动态的桥梁

  4. 关于h参数模型的几点说明

    • h参数是针对变化量定义的，因此该模型只 能用于分析动态信号，而不能用于分析直流信号
    • h参数是在静态工作点的基础上定义的，因此只有晶体管工作于线性区，并且输入信号幅度不大时，此等效模型才成立
    • 模型中的受控电流方向不能随意假定，必须和 i b i_b ib​方向一致，即当 i b i_b ib​流入基极时，受控电流应从集电极流向发射极
    • 模型中没有考虑结电容的影响，因此只适用于低频信号，故称低频小信号模型
    • NPN和PNP管的模型相同， i b i_b ib​和受控电流方向也相同

08-05 微变等效电路法

  1. 微变等效电路法：

    • 动态：放大电路有信号输入( u i ≠ 0 u_ineq0 ui​​=0)时的工作状态
    • 动态分析：计算电压放大倍数 A u A_u Au​、输入电阻 r i r_i ri​、输出电阻 r o r_o ro​等
    • 所用电路：放大电路的交流通路
    • 目的：找出 A u ， r i ， r o A_u，r_i，r_o Au​，ri​，ro​与电路参数的关系，为设计打下基础

  2. 步骤：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DAqbVhZT-1605334388184)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0vKW0U.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-tPvR7kKm-1605334388186)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0vKO0O.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-AtphH1Ea-1605334388187)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0vMyUe.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7fHApn7O-1605334388188)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0vQwGj.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lKXmma9U-1605334388190)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0vQWi4.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-QgnXYhsc-1605334388190)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0vliTS.png)]

  3. h参数等效模型的适用条件是什么

  4. 什么情况下 h r e h_{re} hre​和 h o e h_{oe} hoe​的作用可忽略不计

  5. 如何有效地调整共射极放大电路的放大倍数

09-01 交流负载线分析

假设已经获得器件的实际特性曲线

画出交流通路

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1DBXhrLy-1605334388192)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0v1gC4.png)]

输入回路分析

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-P7pW3vEE-1605334388194)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0v175D.png)]

输出回路分析

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-r1xJWhkD-1605334388195)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0v3SVf.png)]

交流负载线比直流负载线更陡峭，当空载时，两线重合

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fk45mQpC-1605334388197)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0v3lRJ.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YeX6dbXE-1605334388199)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0v30RH.png)]

09-02 非线性失真分析

  1. 非线性失真：由于器件特性的非线性引起的输出信号失真

  2. 截止失真

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HDE3Yqas-1605334388200)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0v2JaT.png)]

    消除方法：适当增加基极电流（减小 R B R_B RB​）可消除失真

  3. 饱和失真

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CmysRp0H-1605334388201)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0vRrlj.png)]

  4. 信号幅度过大产生失真

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vQpZjEA8-1605334388202)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0vWScd.png)]

    消除方法：减小信号幅度

  5. 最大不失真输出电压

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bQ5CK6OI-1605334388203)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0vW84U.png)]

  6. 静态工作点的位置应该适中，既不能太高，也不能低

  7. 静态工作点的位置尽量设置在交流负载线的中间位置

  8. 如果输入信号幅度较小，可以适当降低静态工作点，减小管子的静态功耗

  9. 图解法特点

    • 分析过程较为直观，有利于进一步理解放大电路的工作原理
    • 适用手大信号作用下放大电路的动态分析
    • 不易定量求解，难以分析输入输出电阻、频率特性等
    • 主要用于观察Q点的位置是否合适，分析波形的非线性失真
    • 方便估算最大输出幅值的数值

10-01 静态工作点稳定需求分析

  1. 在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的时温度的变化

  2. 固定偏置，温度的影响

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-g0C6g3tN-1605334388203)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0xl2q0.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BiywfBoJ-1605334388204)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0x3KhD.png)]

  3. 当温度升高时， I C I_C IC​将增加，使Q点沿负载线上移，容易使晶体管T进入饱和区造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三极管

  4. 稳定静态工作点的途径：

    • 从元件入手
      • 选择温度性能好的元件
      • 经过一定的工艺处理以稳定元件的参数，防止器件老化
    • 从环境入手
      • 采取恒温措施
    • 从电路改进入手
      • 采用温度补偿
      • 引入反馈

  5. 固定偏置不能稳定静态工作点，解决方案：改进偏置电路，当温度升高使 I C I_C IC​增加时，能够自动减少 I B I_B IB​，从而抑制Q点的变化，保持Q点基本稳定

10-02 稳定静态工作点的典型电路及其原理

  1. 二极管温度补偿电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hTNn3I1t-1605334388205)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0z9t1g.png)]

  2. 直流负反馈Q点稳定电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HfOrm9Dh-1605334388206)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0z95Ax.png)]

  3. 射极偏置（直流电流负反馈）

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YSSG549s-1605334388206)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zCJV1.png)]

  4. 分压偏置共射放大电路电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5ZxM61h0-1605334388207)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zAujS.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VX5t7Rub-1605334388208)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zi9XQ.png)]

  5. 引入负反馈和温度补偿

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XBhLtjG8-1605334388209)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zkvfx.png)]

  6. 问题：

    • R E R_E RE​是不是越大越好
    • 动态性能如何
    • 旁路电容的作用
    • 有无旁路电容对电路性能的影响

10-03 分压偏置共射放大电路的静态分析

  1. 戴维南等效法

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-k6PsH4Ya-1605334388209)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zKbn0.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-p6LaQNo5-1605334388210)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zKnmV.png)]

  2. 估算法

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NLO4Txpu-1605334388212)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zMlHf.png)]

  3. 关于 R E R_E RE​的讨论

    • R E R_E RE​越大，负反馈越强，电路温度稳定性越好
    • R E R_E RE​太大其功率损耗也大
    • R E R_E RE​增大， V E V_E VE​增高，使 U C E U_{CE} UCE​减小，导致电路动态范围变窄，减小了最大输出电压幅度，若想保持不变，必须增大 V C C V_{CC} VCC​

    因此 R E R_E RE​不宜取得太大。在小电流工作状态下， R E R_E RE​可取几百欧到几千欧，大电流工作时， R E R_E RE​为几欧到几十欧

10-04 分压偏置共射放大电路的动态分析

  1. 动态参数求解

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-aOII7Q4X-1605334388214)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zU6jU.png)]

  2. 如果不加旁路电容

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-P9LM2hp3-1605334388215)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zUTgK.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-IPdhxt8n-1605334388217)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zUqDe.png)]

  3. 加旁路电容和不加旁路电容的比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Gl3CuTyG-1605334388217)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zapgf.png)]

  4. 工程问题

    • 为了保证分压偏置放大电路能够稳定静态工作点，应合理选择元件参数，满足以下两个条件： I 2 > > I B , V B > > U B E I_2>>I_B,V_B>>U_{BE} I2​>>IB​,VB​>>UBE​（实际电路中通常取 I 2 = 10 I B , V B = 3 U B E I_2=10I_B,V_B=3U_{BE} I2​=10IB​,VB​=3UBE​）
    • R E R_E RE​不宜取得太大。在小电流工作状态下，可取几百欧到几干欧
    • 若要调整分压偏置放大电路的静态工作点，通常的方法是调整上偏置电阻 R B 1 R_{B1} RB1​
    • 若分压偏上放大电路的静态工作点正常，而放大倍数严重下降，应重点检查旁踏电容 C E C_E CE​是否开路或者失效

11-01 基本共集放大电路

  1. 基本电路结构

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-d4Aq0DiW-1605334388218)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zsAyt.png)]

  2. 静态分析

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mVHwnGpx-1605334388219)(https://s1.ax1x.com/2020/10/19/0zsmTS.png)]

  3. 动态分析

    • 画交流通路

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EKD0X0Nx-1605334388220)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/0zsWfH.png)]

    • 电压放大倍数

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ffAHOFpu-1605334388221)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/0zsH78.png)]

    • 电流放大倍数

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yktVDuWn-1605334388222)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/0zsv1s.png)]

    • 输入电阻

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-b8gpgHNO-1605334388224)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/0zyiAU.png)]

    • 输出电阻

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nSExGW44-1605334388225)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/0zyYjI.png)]

  4. 共集放大电路的基本特点

    • 有电压放大能力，但能够放大电流，因此具有功率放大作用
    • 输出电压与输入电压的相位相同，输出电压和输入电压的波形几乎相同，故又名射极跟随器
    • 输入电阻高且与R,有关，减小信号源到放大电路的信号衰减，信号获取能力强
    • 输出电阻小且与 R S R_S RS​有关，具有恒压输出特性，带负载能力强

  5. 共集放大电路的应用

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ZAzxPHiS-1605334388226)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/0zy7vR.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-unFphqRf-1605334388229)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/0z69xA.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oilXmgOO-1605334388230)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/0z60qx.png)]

11-02 基本共基放大电路

  1. 基本电路结构

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Dt5i2gBt-1605334388232)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BSUOoj.png)]

  2. 静态分析

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nbYDIDoW-1605334388233)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BSUxWq.png)]

  3. 动态分析

    交流通路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-U7p2HsbU-1605334388234)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BSamSx.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oiYdze0T-1605334388235)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BSaGtA.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3S7SFaRn-1605334388236)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BSarkj.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-n9HLsXlC-1605334388237)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BSdVHg.png)]

  4. 共基放大电路的基本特点和应用

    • 共基放大电路电压放大能力强，且输出电压与输入电压同相，但不能放大电流，具有功率放大能力
    • 共基放大电路的输入电阻低，输出电阻与共射放大电路相同
    • 共基极放大电路的输入阻抗很小，会使输入信号严重衰减，不适合作为电压放大器，但可以作为“电流缓冲器”使用
    • 共基极放大电路的高频性能良好，通频带在三种组态的放大电路中最宽
    • 共基极放大电路适用于宽频带和高频的情况，稳定性较好的场合

11-03 三种组态放大电路的对比

  1. 三种组态放大电路交流参数对比

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DnxymYSh-1605334388238)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BSw1JA.png)]

  2. 特点和应用

    • 共射电路：电压增益和电流增益都较高，输入电阻在三种组态中居中，输出电期与集电极电阻有很大关系。由于具备这些优点，它是最常用的一
      种组态，而且还可以将多个共射放大器级联起来，构成多级放大器，以获得更高的增益
    • 共集电脑：只放大电流、不放大电压，有电压跟随作用。所以不能用多个共然电路组成多级放大电路。但其在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，常用于多级电路输入级、输出级，以及作中间缓冲级
    • 共基电路：只放大电压，不放大电流，有电流跟随作用，所以也不宜单纯由共基电路组成多级电路。其输入电阻小，输出电阻高。可用作恒流源。从目前我们所看到的这些特性，还看不出它突出的优点，实际上共基放大电路的通频带很宽，在高频和宽带的领域，它是大有用武之地的

11-04 复合管放大电路

  1. 用两只或多只三极管按一定规律进行组合，等效成一只三极管，称为复合管，又称达林顿管

  2. 组成复合管的原则

    • 在前后两个三极管的连接关系上，应保证前级三极管的输出电流与后级三极管的输入电流的实际方向一致
    • 外加电压的极性应保证前后两个三极管均为发射结正偏，集电结反偏，使两管都工作在放大区
    • 为实现放大，应将前一只管子的集电极或射极电流作为第二只管子的基极电流

  3. 判断能否组成复合管

  4. 不同类型晶体管组合成的复合管，其类型取决于第一个管子

  5. 常用复合管结构

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8lreGM18-1605334388239)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BSBWG9.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7iajGTNU-1605334388239)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BSDvY4.png)]

  6. 同类型的三极管组成复合管： β ≈ β 1 β 2 beta approx beta _1 beta _2 β≈β1​β2​， r b e = r b e 1 + ( 1 + β 1 ) r b e 2 r_{be}=r_{be1}+(1+ beta _1)r_{be2} rbe​=rbe1​+(1+β1​)rbe2​

  7. 两个不同类型的三极管组成复合管： β ≈ β 1 β 2 beta approx beta _1 beta _2 β≈β1​β2​， r b e = r b e 1 r_{be}=r_{be1} rbe​=rbe1​

  8. 复合管共射放大电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2yciHRgV-1605334388240)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BSsxMR.png)]

  9. 复合管共集放大电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-URJpYQ1u-1605334388242)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BSysSJ.png)]

12-01 频率响应问题的提出

  1. 实际应用中，电子电路所处理的信号几乎都不是简单的单一频率信号，它们的幅度及相位通常由固定比例关系的多频率分量组合而成，且具有一定的频谱
  2. 可以通过傅里叶变换得到基波和二次谐波，放大电路对不同频率信号的幅值放大不同，叫幅度失真，放大电路对不同频率信号产生的相移不同，表现为时间延时不同，叫相位失真，统称为频率失真
  3. 失真可分为线性失真和非线性失真
  4. 非线性失真：信号进入器件的非线性区域，会产生新的频率分量
  5. 频率失真：对不同频率的信号响应不同而造成的失真，不产生新的频率分量
  6. 是否产生新的频率分量区分线性和非线性失真
  7. 由于放大电路中存在电抗元件（如管子的极间电容，电路的负载电容、分布电容、耦合电容、射极旁路电容等），当信号频率较高或较低时，不但放大倍数会变小，而且会产生超前或滞后的相移，使得放大电路对不同频率信号分量的放大倍数和相移都不同
  8. 放大电路的放大倍数时信号频率的函数，称之为频率响应或频率特性
  9. 放大电路中存在电抗性元件，如耦合电容，旁路电容，变压器等
  10. 随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，对信号的传输带来较大的影响
  11. 当研究电路的高频响应时，三极管的低频小信号模型不再适用，而要采用高频小信号模型
  12. 电路中存在着电抗器件是影响频响的主要因素，当低频时，主要是耦合电容起作用，当高频时，主要是晶体管结电容起作用，由于耦合电容和结电容的影响，使得放大电路的放大倍数在低频和高频都会产生损失
  13. 频率响应是衡量放大电路对不同频率输入信号适应能力的一项技术指标
  14. 放大器频率特性的好坏直接影响输出信号的质量，对放大器的稳定性也有影响，因而在电路的分析和设计中十分重要
    • 在设计电路时，应先了解信号的频率范围，并据此设计电路的频率特性
    • 在使用电路前，应分析或实测其通频带，以确定电路是否适于工作频率

12-02 频率响应基本概念

  1. 频率响应：

    放大器的增益禹频率的关系可表示为：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4J4ReUrW-1605334388243)(https://s1.ax1x.com/2020/10/17/0O1co4.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-D2XlqCoI-1605334388243)(https://s1.ax1x.com/2020/10/17/0O3Qk4.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nVSuLATK-1605334388245)(https://s1.ax1x.com/2020/10/17/0O31h9.png)]

  2. 频平响应的波特图

    • 横坐标改线性增长为指数增长以对数坐标表示
    • 幅频纵坐标以分贝形式表示
    • 曲线做直线化处理

  3. f L f_L fL​和 f H f_H fH​处以下降3dB（纵坐标相除得 l g 2 10 lg2^{10} lg210约等于3dB）

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6yDEaRim-1605334388247)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0X1eAg.png)]

12-03 单时间常数RC电路的频率响应

  1. RC高通电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vf7uDZ2l-1605334388248)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0X1cUe.png)]

  2. RC高通电路的对数幅频特性和对数相频特性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bbhYbAok-1605334388249)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0X8g1A.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Hw9Nj6j8-1605334388250)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0X8ThQ.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mdtIOyjO-1605334388251)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0X8qcn.png)]

    在拐点处存在最大误差5.71°

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Xa2AQqBD-1605334388252)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0XGVHK.png)]

  3. RC低通电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-v89aulFv-1605334388254)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0XGg5F.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CrL2WYGz-1605334388254)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0XGxKI.png)]

    在高频段，低通电路还将产生一个0~90°的滞后相移

  4. 电路的截止频率（ f L f_L fL​和 f H f_H fH​）取决于电容所在回路的时间常数 τ tau τ

  5. 截止频率的表达式总可以写成 1 / 2 π τ 1/2 pi tau 1/2πτ的形式

  6. 对于一阶RC电路来说，在截止频率处，增益将下降3dB，且产生+45°或-45°的相移

  7. 比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7iVORiE1-1605334388256)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0XY1Tf.png)]

13-01 晶体管高频等效模型

  1. 等效模型建立

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-aRLhg21N-1605334388259)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jlGCj.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dv6mPCQ6-1605334388260)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0jl2Kx.png)]

  2. 完整的晶体管高频 π pi π等效模型

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-IDKz3wdz-1605334388262)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0j1KzR.png)]

  3. 简化的晶体管高频 π pi π等效模型

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3f3neIE2-1605334388270)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0j14O0.png)]

  4. 参数获取

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yZ7RxlZL-1605334388271)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0j3m0f.png)]

  5. 低频时，忽略晶体管内部电容的影响， π pi π模型和混合参数模型可以转换

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Av1yhPe2-1605334388272)(https://s1.ax1x.com/2020/10/18/0j3rcR.png)]

13-02 晶体管频率特性分析

  1. β beta β表达式求解及分析

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JgU5ISwf-1605334388273)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJBVl6.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NgiihcBb-1605334388274)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJBrpq.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WzX8CJtQ-1605334388276)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJrZZD.jpg)]

  2. 共射截止频率

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zhcjprNM-1605334388277)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJrzOf.jpg)]

  3. 特征频率

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-di6Vtc6o-1605334388279)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJsu0U.jpg)]

    f > f T f>f_T f>fT​时， ∣ β ∣ < 1 |beta|<1 ∣β∣<1，晶体管失去放大作用

  4. 共基截止频率

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-k9eJt0nK-1605334388281)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJy5VO.jpg)]

  5. 结论

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SXHCIqR5-1605334388282)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJcltg.jpg)]

13-03 晶体管高频等效模型的单向化

  1. 密勒定理

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uAwRKnHJ-1605334388282)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJgn29.jpg)]

  2. 等效到输入端的密勒等效电容比原电容增大了1+IKl倍,称之为密勒效应

  3. 例题

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pIIVWIoA-1605334388284)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJ2YwV.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-TcEr7InN-1605334388285)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJ20SJ.jpg)]

  4. 单向化

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2gYxjxae-1605334388286)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJWQrn.jpg)]

14-01 单管共射放大电路中低频响应分析

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-q8PhyCzB-1605334388287)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJfIX9.jpg)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bh0zS77O-1605334388289)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJftTP.jpg)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VDrHBXnX-1605334388290)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJf0Sg.jpg)]

14-02 单管共射放大电路高频响应分析

  1. 高频响应幅频特性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YW7VIsWe-1605334388293)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJhkh8.jpg)]

  2. 完整阻容耦合共射放大电路的频率响应

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PzwIgMom-1605334388294)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJhYjJ.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xt9mzMYl-1605334388296)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJ556g.jpg)]

  3. 增益带宽积：放大器中频电压增益与通频带的乘积，BJT一旦确定，带宽增益积基本为常数

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-44uwzH12-1605334388299)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJIwEn.jpg)]

  4. 在实际电路中，当信号频率范围已知，放大电路只需具有与信号频率相对应的带宽即可，而且这样做将有利于抵抗外部的干扰信号。盲目追求宽频带不但无益，而且还将牺牲放大电路的增益

14-03 三种组态放大电路频率响应性能对比分析

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cJHuerwX-1605334388300)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJ4NRS.jpg)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hX5PGYj2-1605334388300)(https://s1.ax1x.com/2020/10/29/BJ59FP.jpg)]

15-01 场效应管概述

  1. 场效应管相比晶体管优点：热稳定性好。输入电阻大，工艺简单

  2. 单极型晶体管，电压控制元件

  3. 分类：

    结型场效应管：

    • N沟道
    • P沟道

    绝缘栅型场效应管：

    • 增强型：
      • N沟道
      • P沟道
    • 耗尽型：
      • N沟道
      • P沟道

15-02 结型场效应管

  1. 结构和符号：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JXfP8eO9-1605334388302)(https://s1.ax1x.com/2020/10/12/02XTW6.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Gvsjedfi-1605334388303)(https://s1.ax1x.com/2020/10/12/02XLOe.png)]

  2. 工作原理：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Mg2PnTo3-1605334388305)(https://s1.ax1x.com/2020/10/12/02j0XD.png)]

  3. [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8JVUAp7C-1605334388306)(https://s1.ax1x.com/2020/10/12/02vOIA.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yUUG8RPs-1605334388306)(https://s1.ax1x.com/2020/10/12/02vjPI.png)]

  4. 输出特性曲线：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-m2bmgjwt-1605334388307)(https://s1.ax1x.com/2020/10/12/0RClCj.png)]

  5. 转移特性曲线：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-30bR36xY-1605334388308)(https://s1.ax1x.com/2020/10/12/0RPhwT.png)]

    对不同的 U D S U_{DS} UDS​,对应的转移特性曲线不同

    在可变变阻区，不同的 U D S U_{DS} UDS​的转移特性曲线的差别较大

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-r9V7nAnD-1605334388309)(https://s1.ax1x.com/2020/10/12/0RF4G4.png)]

  6. N沟道和P沟道结型场效应管比较：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hHoZpaTJ-1605334388310)(https://s1.ax1x.com/2020/10/12/0RkZWQ.png)]

15-03 绝缘栅型场效应管

  1. 结型场效应管的缺点:

    • 栅源极间的电阻虽然可达 1 0 7 10^7 107以上，但在某些场合仍嫌不够高
    • 在高温下，PN结的反向电流增大，栅源间的电阻会显著下降

  2. 金属氧化物半导体场效应管，简称MOSFET，分类

    • 增强型
      • N沟道
      • P沟道
    • 耗尽型
      • N沟道
      • P沟道

  3. N沟道增强型MOS管

    结构与符号

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6oQ5CTI9-1605334388312)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B627Hx.jpg)]

    工作原理

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-H1TZttXe-1605334388314)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B62j8e.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sZATlEgG-1605334388314)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6RpDI.jpg)]

    输出特性曲线

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yKjrrXvY-1605334388316)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6R3PU.jpg)]

    转移特性曲线

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-a27Rkoa1-1605334388317)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6RJxJ.jpg)]

  4. N沟道耗尽型MOS管

    结构和符号

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-AJZEumKT-1605334388318)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6RrGD.jpg)]

    特性曲线

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FhjKogg3-1605334388320)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6RcMd.jpg)]

  5. N沟道和P沟道比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EsPapqOJ-1605334388321)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6RhIf.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-P0CBnRh7-1605334388322)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6R5i8.jpg)]

15-04 场效应管的主要参数和选用

  1. 直流参数

    饱和漏极电流 I D S S I_{DSS} IDSS​：耗尽型场效应管，当 U G S = 0 U_{GS}=0 UGS​=0时所对应的漏极电流

    夹断电压 U P U_P UP​：耗尽型FET的参数

    开启电压 U T U_T UT​︰增强型MOS管的参数，栅源电压小于开启电压的绝对值，场效应管不能导通

    直流输入电阻 R G S R_{GS} RGS​：场效应三极管的栅源输入电阻的典型值，对于结型场效应管，反偏时约大于 1 0 7 Ω 10^7 Omega 107Ω，对于绝缘栅型场效应管，约是 1 0 9 10^9 109~ 1 0 15 Ω 10^{15} Omega 1015Ω

  2. 交流参数

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-svps64vl-1605334388324)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6hgsJ.jpg)]

  3. 极限参数

    • 漏极最大允许耗散功率 P D M P_{DM} PDM​ –最大漏极功耗可由 P D M = U D S × I D P_{DM} =U_{DS} times I_D PDM​=UDS​×ID​决定，与双极型三极管的 P C M P_{CM} PCM​相当
    • 漏源击穿电压 U ( B R ) D S U_{(BR)DS} U(BR)DS​ -当漏极电流I,急剧上升产生雪崩击穿时的 U D S U_{DS} UDS​
    • 栅源击穿电压 U ( B R ) G S U_{(BR)GS} U(BR)GS​-当 U G S U_{GS} UGS​过高时，结型场效应管PN结可能击穿;MOS场效应管可能将二氧化硅绝缘层击穿，使栅极与衬底发生短路，形成破坏性击穿

  4. 双极型晶体管与场效应管的比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Ssj1TWox-1605334388326)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B64Bmd.jpg)]

  5. 双极型晶体管与场效应管的选择

    • 只允许从信号源取较少电流的情况下(信号源内阻较高），选用场效应管
    • 在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下(信号内阻较低），应选用晶体管
    • 有低功耗、弱信号和超高频等需求时，选用场效应管
    • 环境变化较强烈的场合，适合采用场效应管
    • 场效应管噪声系数小，要求信噪比较高的电路中要选择场效应管

  6. 注意事项

    • 电源极性按规定接入，注意不能超过极限参数的规定数值
    • 严格按照要求的偏置连接电路。对JFET要注意栅源电压极性不要接反，以免PN结正偏过流而烧坏管子
    • MOSFET管的衬底和源极常连在一起，若需分开，则衬源电压使衬源的PN结反偏
    • 对于MOSFET要特别注意栅极感应电压过高所造成的击穿问题
    • 使用MOSFET时，相关设备和人员应保证良好的接地

  7. 各种场效应管使用要求

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Sx8sjuLd-1605334388328)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B65YHs.jpg)]

16-01 场效应管放大电路的偏置和静态分析

  1. 场效应管特性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-l7sQNzOh-1605334388332)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6L29A.jpg)]

  2. 场效应管特点和优势

    • 电压控制器件，三极管是电流控制器件
    • 输入电阻极高
    • 单极型(多数载流子)器件，受温度影响少
    • 使用灵活，制造工艺简单

  3. 场效应管放大电路的组成原则

    • 静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区，场效应管的偏置电路设计相对简单
    • 动态：能将交流信号从信号源传输到负载

  4. 三种组态放大电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FuxKR64Z-1605334388334)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6OB2n.jpg)]

  5. 场效应管偏置电路的要求

    • 栅极只需要偏压，不需要偏流
    • 注意各类FET的偏置极性区别
    • 采用偏置稳定电路

  6. FET的偏置电路分为固定偏置电路、自给偏压电路和分压式自偏压电路三种

  7. 场效应管放大电路的静态分析可以采用图解法和估算法

  8. 固定偏置电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bNjfg90T-1605334388336)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6XMZT.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-TTejEvSJ-1605334388337)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6XtQ1.jpg)]

    由于栅极的直流偏置电压是一个固定值（ U G S = − V G G U_{GS}=-V_{GG} UGS​=−VGG​）,)，所以称为固定偏压式电路

  9. 自给偏压电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-jXCyp4hj-1605334388337)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6Xgyt.jpg)]

  10. 分压式自偏压电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oT745Hxb-1605334388339)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6X7Ss.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lhaboM9u-1605334388340)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6XxkF.jpg)]

16-02 场效应管微变等效模型

  1. 将场效应管也看成一个双端口网络，栅极与源极之间视为输入端口，漏极与源极之间视为输出端口，微变等效分析：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oS2P2Umj-1605334388341)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6jfj1.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DzlnVZ7N-1605334388342)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6jL3d.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-M5Xf2iX2-1605334388344)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6jzHf.jpg)]

  2. 微变等效电路与晶体管比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JyXxKIq9-1605334388345)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6vVuq.jpg)]

  3. 高频等效模型

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-w3OvF9G8-1605334388346)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6vl8J.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Hky3tg38-1605334388348)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/B6vJDx.jpg)]

16-03 场效应管放大电路的动态分析

  1. 共源放大电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oxji9LUG-1605334388349)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bcp3FK.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kpr5CpRZ-1605334388351)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcpclQ.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-X8XteXhw-1605334388352)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bcp7pF.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SWD0Gi0b-1605334388353)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcpztK.jpg)]

  2. 共漏放大电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-y7u3ovcw-1605334388354)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bc9E7t.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NEa8kg2r-1605334388355)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bc9K1g.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-t1oqGHcN-1605334388356)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bc987q.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DtrgjjG7-1605334388358)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bc9dc4.jpg)]

16-04 场效应管与晶体管放大电路的比较

  1. 比较与对应关系

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-J0wwvggp-1605334388360)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcP5kt.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-B6LYwGJN-1605334388362)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcPItP.jpg)]

  2. 使用比较

    • 共源、共漏和共栅电路的输入电阻高于相应的共射、共集和共基电路的输入电阻
    • 场效应管噪声低、温度稳定性好、抗辐射能力强
    • 集成度高，适用于大规模集成电路
    • 场效应管低频跨导较小，放大能力通常比三极管差
    • MOS管栅源等效电容小，易击穿，使用操作要求高

  3. 场效应管适用于环境变化很大，要求信噪比较高，集成度要求高的场合

17-01 多级放大电路的耦合方式

  1. 在实际应用中，往往需要放大非常微弱的信号。为了获得更高的电压放大倍数，进一步优化放大器性能，可以把多个基本放大电路连接起来，组成多级放大电路，各级放大电路输入和输出之间的连接方式叫做耦合方式

  2. 对耦合电路的要求

    • 静态：保证各级有合适的Q点
    • 动态：传送信号
      • 波形不失真
      • 减少压降损失

  3. 常用的耦合方式：变压器耦合、光电耦合、阻容耦合和直接耦合

  4. 变压器耦合

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-25ZAJxBQ-1605334388365)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcFGMF.jpg)]

  5. 变压器耦合的主要特点

    • 对直流信号起到隔离作用，可消除温度引起的静态工作点的漂移
    • 各级电路的静态工作点相互独立，便于设计和调试
    • 在传输交流信号的同时，具有阻抗变换作用，可以实现阻抗匹配
    • 选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率
    • 低频和高频特性性能都比较差
    • 体积大、重量重、费用高、不宜集成化

  6. 光电耦合

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CsdoqY90-1605334388366)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcFDxO.jpg)]

  7. 光电耦合的主要特点

    • 前后级的电气部分完全隔离，所以能有效地抑制电干扰
    • 各级电路的静态工作点相互独立，便于设计和调试
    • 放大能力较差，可用集成光电耦合放大器解决

    因其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用

  8. 阻容耦合

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rAad71D2-1605334388367)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcF6qH.jpg)]

  9. 阻容耦合的主要特点

    • 各级电路的静态工作点相互独立，便于分析设计和调试;
    • 对直流信号起到隔离作用，可以消除温度引起的静态工作点的漂移
    • 对直流信号没有放大能力，对低频信号衰减较大
    • 在集成电路里制造大电容很困难，不宜集成化

    分立电路中用于交流信号的放大

  10. 直接耦合

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-MQsTiB95-1605334388368)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bckwwj.jpg)]

  11. 直接耦合的主要特点

    • 低频特性好，可以放大缓慢变化的信号（如随温度、光线变化的电信号等)
    • 适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合

  12. 直接耦合的缺点

    • 各级静态工作点不独立，不便于分析、设计和调试

    • 信号的动态范围受静态工作点的限制，T1管很容易进入饱和区，解决方法

      • 垫高后级射极电位

        [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-GvNaexpK-1605334388370)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcAwjO.jpg)]

      • 稳压管垫高电位

        [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-iXgabpuh-1605334388371)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcA4KS.jpg)]

      • 稳压管电平移动

        [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ZdkL8oTX-1605334388372)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcZxr8.jpg)]

      • NPN、PNP管级联

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    • 存在零点漂移问题

  13. 零点漂移：当输入 u i = 0 u_i=0 ui​=0时，输出电压 u o u_o uo​并不恒定，而是出现缓慢的、无规则的漂动。这种现象称为零点漂移，简称零漂。零漂实质上就是放大电路静态工作点的变化

  14. 零点漂移的危害

    • 直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力
    • 严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压

  15. 抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题。第一级的漂移影响最大，对放大电路的总漂移起着决定性作用

  16. 第一级的漂移影响最大，对放大电路的总漂移起着决定性作用

  17. 抑制零点漂移一般措施

    • 采用恒温措施，使晶体管工作温度稳定。需要恒温室或槽，设备复杂，成本高
    • 用非线性元件进行温度补偿;引入直流负反馈
    • 采用调制解调方式;采用差分放大电路
    • 采用差分放大电路

17-02 多级放大电路分析

  1. 定性分析
    • 几级电路
    • 耦合方式
    • 各级分别是什么组态
    • 这个电路定性的性能特点
  2. 静态分析
    • 前后两级静态工作点是否相互影响
      • 阻容耦合——独立计算即可
      • 直接耦合——联立方程
    • KCL、KVL
  3. 动态分析
    • 注意问题：后级作为前级的负载，前级作为后级的信号源
    • 第i+1级放大电路的输入电阻应视为第i级放大电路的负载电阻
    • 第i-1级放大电路的输出电阻应视为第i级放大电路的信号源内阻
  4. 电压放大倍数：总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积
  5. 输入和输出电阻：通常，多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻;输出电阻就是输出级的输出电阻，具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与后级或前级的参数有关

17-03 多级放大电路频率响应

  1. 在多级放大电路中含有多个放大管，因而在高频等效电路中就含有多个低通电路，在阻容耦合多级放大电路中，如有多个耦合电容或旁路电容，则在低频等效电路中就含有多个高通电路

  2. 多级放大电路的总电压放大倍数、总对数增益、总相位移

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-iwQ30OtM-1605334388374)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcMeUS.jpg)]

  3. 绘制多级放大电路总的幅频特性和相频特性时，只要将各级放大电路的对数增益和相移在同一横坐标下分别叠加即可

  4. 幅频特性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SD3plqdh-1605334388375)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcQkRJ.jpg)]

  5. 相频特性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DXpRMwww-1605334388376)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BcQfFU.jpg)]

  6. 多级放大电路的上限频率和下限频率

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oQbulQ3Y-1605334388379)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bcli0P.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-a2FdfJLI-1605334388380)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BclMmq.jpg)]

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title: 模电复习2
date: 2018-03-20 15:29:22
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17-04 集成运放简介

  1. 在半导体制造工艺的基础上，将整个电路中的元器件及电路制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路

  2. 集成电路分类：

    • 信号角度
      • 数字型
      • 模拟型
      • 混合信号型
    • 功能角度：集成运算放大器，集成功率放大器，集成高频放大器;集成中频放大器，集成比较器，集成乘法器，集成稳压器，集成数/模和模/数转换器等

  3. 集成运算放大电路的特点

    增益高、输入电阻大、输出电阻小，抑制温漂能力强

    • 直接耦合方式;
    • 充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大电路和电流源电路
    • 用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路的复杂化并不带来工艺的复杂性
    • 用有源元件替代无源元件，如用常用有源器件代替电阻
    • 采用复合管。

  4. 集成运算放大电路实质是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路

  5. 集成运算的基本组成

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  6. 输入级需求和特点

    • 高输入阻抗
    • 低的零点漂移
    • 高共模抑制比
    • 高差模放大倍数
    • 低静态电流

    一般由带恒流源的差分放大器组成

  7. 中间级：

    特点：有足够的放大能力

    整个电路的主放大器电路的调理，一般由一级到多级直接耦合放大器组成

  8. 输出级：

    特点：

    • 输出电阻小
    • 电压线性范围宽
    • 非线性失真小

    常采用互补对称输出电路，以提高集成运放的带负载能力

  9. 偏置电路

    设置运放各级静态工作点

    常采用电流源电路

18-01 镜像电流源

  1. 电流源的作用

    • 为各级放大电路提供偏流以稳定静态工作点
    • 作为有源负载取代不易集成的大电阻

  2. 对电流源电路的只要要求

    • 能输出符合要求的直流电流;
    • 温度稳定性好
    • 受电源电压等因素的影响小
    • 输出电阻尽可能大

  3. 如果一个电路向负载提供恒定电流（不随负载电阻的变化而变化) ,或者可以证明其输出电阻接近于无穷大，这个电路就是电流源电路

  4. 基本电流源电路

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    直流电阻：$R_{CE}=U_{CQ}/I_{CQ} $，小

    交流电阻： R ≈ ( 1 + β ) r c e R approx (1+ beta)r_{ce} R≈(1+β)rce​，大

  5. 镜像电流源

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    输出电阻

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    优点

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    缺点

    • 输出电流与基准电流存在误差
    • U B E U_{BE} UBE​和 β beta β导致 I O I_O IO​的热稳定性下降
    • I R I_R IR​(即 I O I_O IO​）受电源变化的影响大，故对电源稳定度要求较高
    • 适用于较大工作电流（mA数量级)的场合。若要获取小电流，则须使用大阻值的R，集成难度大
    • 输出电阻不够大，稳定度不高

18-02 其他类型的电流源

  1. 精密镜像电流源

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    通过控制 I E 3 I_{E3} IE3​达到控制 I B 3 I_{B3} IB3​的目的

  2. 比例镜像电流源

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  3. 微电流源

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nZdQBgI2-1605335099148)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BK02Mn.png)]

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    例题

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  4. 其他改进型电流源

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  5. 多路电流源

    实际应用中，可以用一个基准电流获得多个不同的输出电流，以适应各级需要

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FrqR1qxG-1605335099156)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BKDvCD.png)]

  6. 电流源符号

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-iJOVbxt8-1605335099159)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BKrA58.png)]

18-03 电流源的应用

  1. 有源负载共射放大电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YtQykxQB-1605335099162)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BK2txO.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lLBTmx8C-1605335099165)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BK2ase.png)]

  2. 有源负载共集放大电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-F3zkREMp-1605335099166)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BK2cz8.png)]

  3. 作为输入差分放大电路的射极电阻以提高共模抑制比

19-01 差分放大电路的结构和工作原理

  1. 抑制零点漂移是制作高质量集成运放的一个重要问题

  2. 第一级的漂移影响最大，对放大电路的总漂移起着决定性作用

  3. 差分放大电路基本结构

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Z8iBBIIr-1605335099167)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/BDP6US.jpg)]

  4. 静态分析

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5BcMFS5E-1605335099169)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/BDiC5D.jpg)]

  5. 动态分析

    • 共模信号

      理想情况： u o 1 = u o 2 u_{o1}=u_{o2} uo1​=uo2​

      双端输出： u o = u o 1 − u o 2 = 0 u_o=u_{o1}-u_{o2}=0 uo​=uo1​−uo2​=0

    对共模信号没有放大能力（温漂、干扰信号）

    抑制共模信号能力的大小，反应了它对零点漂移的抑制水平

    • 差模信号

      理想情况： u o 1 = − u o 2 u_{o1}=-u_{o2} uo1​=−uo2​

      双端输出： u o = u o 1 − u o 2 = 2 u o 1 u_o=u_{o1}-u_{o2}=2u_{o1} uo​=uo1​−uo2​=2uo1​

    对差模信号有放大能力（有用信号）

  6. 一对任意信号可分解为差模信号和共模信号，即电路中差模和共模信号是共存的

  7. 差分放大电路只放大差模信号，而抑制了共模信号

  8. 增益和输出电压

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5vChbetf-1605335099171)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/BDnpZ9.jpg)]

  9. 共模抑制比

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-0YOKErq6-1605335099173)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/BDnwiq.jpg)]

19-02 典型差分放大电路及其分析

  1. 基本差分放大电路的每个管子的零漂并未受到抑制，两侧在大信号范围内做到完全抵消很困难

  2. 长尾差分放大电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-icFE7zo8-1605335099174)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/BDKm4I.jpg)]

  3. 对电阻 R e R_e Re​

    • 共模信号输入响应

      u i 1 = u i 2 u_{i1}=u_{i2} ui1​=ui2​

      i e 1 = i e 2 i_e1=i_{e2} ie​1=ie2​

      i R e = 2 i e i_{Re}=2i_e iRe​=2ie​

      R e R_e Re​对共模信号具有负反馈作用，降低共模放大倍数，抑制共模信号

    • 差模信号输入响应

      u i 1 = u i 2 u_{i1}=u_{i2} ui1​=ui2​

      i e 1 = − i e 2 i_e1=-i_{e2} ie​1=−ie2​

      i R e = 0 i_{Re}=0 iRe​=0

      R e R_e Re​对共模信号无反馈作用，不影响差模放大倍数

  4. 静态分析

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BiqglLpv-1605335099175)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/BD1VQP.jpg)]

  5. 动态分析

    • 差模输入

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FPnbZloU-1605335099177)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/BDJo4g.jpg)]

    • 共模输入

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xiTGfTXx-1605335099179)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/BDtsld.jpg)]

  6. 结论，长尾差分放大电路

    • 抑制零点漂移
    • 抑制共模信号
    • 放大差模信号
    • 提高电路共模抑制比

19-03 差分放大电路的四种接法

  1. 四种工作方式

    • 双入双出
    • 双入单出
    • 单入双出
    • 单入单出

  2. 四种工作方式比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JyfoK5tY-1605335099179)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/BDNVhD.jpg)]

  3. 结论

    • 差模放大倍数只与输出方式有关
    • 双端输出时， A d A_d Ad​与单管 A u A_u Au​基本相同
    • 单端输出时， A d A_d Ad​约为双端输出时的一半
    • 单端输出时，可以选择从不同的三极管输出，而使输出电压与输入压反相或同相
    • 输入电阻较单管放大电路大
    • 双端输出时的输出电阻是单端输出的2倍
    • 双端输出时，理想情况下，共模抑制比趋近于无穷大
    • 单端输出模式的共模抑制比不如双端输出高
    • 单端输出时，由于引入很强的共模负反馈，两个管子仍基本工作在差分状态

19-04 差分放大电路的改进

  1. 电路并非理想对称使得输入信号为零输出不为零的现象称为失调

  2. 接入调零电位器的长尾差分电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dj4bQ57A-1605335099181)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/Brrzz6.jpg)]

    调零电位器小比较好

  3. 长尾电阻的选择

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-g22UwBwB-1605335099183)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/BrslwQ.jpg)]

  4. 带有电流源的差分放大电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sbclVcCW-1605335099186)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/BrsfmD.jpg)]

  5. 双端变单端的转换电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UlXvyVdz-1605335099188)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/Bry8BD.jpg)]

  6. 场效应管差分放大电路的优点

    • 差模输入电阻很高
    • 偏置电流小
    • 功耗低
    • 工作频率高

19-05 差分放大电路的传输特性

  1. 传输特性就是放大电路输出电流(或电压)与差模输入电压 u i d u_{id} uid​的函数关系，当信号较大时，输入输出的关系可通过传输特性曲线来描述

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-QpUDSg9b-1605335099190)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/Br6ZKf.jpg)]

  2. 电流传输特性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9LB8jLPF-1605335099190)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/Br66sK.jpg)]

  3. 电压传输特性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kOzHJma4-1605335099192)(https://s1.ax1x.com/2020/11/02/Br6zzq.jpg)]

20-01 功率放大电路的特点和要求

  1. 功率放大电路需求

    • 增强带负载能力
    • 输出较大的功率

  2. 在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器

  3. 功率放大器和电压放大电路的异同

    • 相同点

      • 本质相同：无论哪种放大电路，在负载上都同时存在输出电压、电流和功率，从能量控制的观点来看，放大电路实质上都是能量转换电路
      • 都要依赖有源器件实现能量的控制和转换
      • 均在输入信号作用下，将直流电源的直流功率转换为输出信号功率

    • 不同点

      • 任务不同

        • 电压放大电路：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
        • 功率放大电路：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

      • 指标不同

        • 电压放大电路：电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等
        • 功率放大电路：主要指标是功率、效率等

      • 研究方法不同

        • 电压放大电路：图解法、微变等效电路法
        • 功率放大电路：图解法

      • 晶体管工作状态不同

        在小信号电压放大电路中，静态工作点较高，晶体管通常工作在甲类状态，而在功率放大电路中，为了获得更高的输出功率和效率，晶体管通常工作在乙类或甲乙类。

  4. 功率放大器的要求

    • 能够输出较大的功率

      为了使负载获得尽可能大的功率，功放电路中电流、电压要求都比较大，其中的半导体器件通常工作在极限状态下。为了保证管子安全工作，要求晶体管电流电压不能超过晶体管的极限值: I C M , U C M , P C M I_{CM},U_{CM},P_{CM} ICM​,UCM​,PCM​

    • 具有较高的功率转换效率（ η eta η）

      P D = P C + P o m a x P_D=P_C+P_{omax} PD​=PC​+Pomax​

      η = P o m a x P D × 100 % = P o m a x P o m a x + P C × 100 % eta =frac{P_{omax}}{P_D} times 100 %=frac{P_{omax}}{P_{omax}+P_C} times 100 % η=PD​Pomax​​×100%=Pomax​+PC​Pomax​​×100%

      P o m a x P_{omax} Pomax​：负载上得到的交流信号功率

      P D P_D PD​：电源提供的直流功率

      P C P_C PC​：管耗

      转换效率是功率放大器的重要指标之一

    • 具有较小的非线性失真
      输出功率越大，相应的动态电压电流越大，器件非线性特性引起的非线性失真也越大

    • 要考虑功率管的散热问题

      功放管工作在大信号极限状态，选择功率管要注意不能超过其极限参数，留有裕量，并考虑过电压和过电流保护措施，以及器件的散热问题

  5. 功率放大电路研究的问题

    • 结构问题：解决效率和失真之间的矛盾
    • 性能问题：功率和效率
    • 安全问题：晶体管的选用

20-02 功率放大电路的指标和分类

  1. 功率放大电路的主要指标参数

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-09kA6eya-1605335099195)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BpWOaR.png)]

  2. 假设集电极瞬时电流和电压分别为 i c ( t ) i_c(t) ic​(t)和 u c e ( t ) u_{ce}(t) uce​(t)，则 P C P_C PC​为

    P C = 1 T ∫ 0 T i c ( t ) u c e ( t ) d t P_C=frac{1}{T} int_0^T{i_c(t)u_{ce}(t)dt} PC​=T1​∫0T​ic​(t)uce​(t)dt

  3. 根据晶体管在周期信号周期内导通的时间不同，可以将功率放大电路分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等

  4. 甲类功放

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1EmUptsJ-1605335099196)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BpfheH.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-GfMKmNTK-1605335099199)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BpfbSf.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KSLcmPC7-1605335099200)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BphZ79.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8kgCW9Nx-1605335099201)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BphMp6.png)]

  5. 甲乙类功放

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8ggo1tVd-1605335099203)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BphJ7d.png)]

  6. 乙类功放

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oKU1GREz-1605335099203)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BphoB4.png)]

  7. 丙类功放

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DGqiOF3G-1605335099204)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/Bp4pHH.png)]

  8. 丁类功放

    使管子工作在开关状态,对调制后的脉冲信号进行功率放大，利用晶体管的高速开关特性和低的饱和压降的特点，其效率很高,理论.上可达100%，实际可达90%

  9. 比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6DDllgYc-1605335099205)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/Bp5Ao9.png)]

20-03 乙类推挽功率放大电路的工作原理

  1. 乙类功率放大电路的特点

    • 只在有信号时电源才提供电流
    • 把电源提供的能量大部分用到负载上
    • 提高整体效率

  2. 变压器耦合乙类推挽功放

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-jNyQNefs-1605335099206)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BpODTf.png)]

    优点:输入为零时,静态功耗等于零,效率高,可实现阻抗匹配

    缺点:体积大,成本高,低频高频特性差,易产生自自激振荡，难以集成化

  3. 乙类互补对称式功放

    互补对称：

    电路中采用两只晶体管

    NPN、PNP各一只

    两管特性一致

  4. 互补对称功放

    • 无输出变压器形式（OTL电路）
    • 无输出电容形式（OCL电路）

  5. OCL电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7uNL3gTz-1605335099208)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BpXmAf.png)]

    • 两管互补对称
    • 双电源供电
    • 静态时，两管静态工作点为0

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Q7fIpaYN-1605335099209)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BpXHVP.png)]

    优点：输出功率大，失真小，保证度高

    缺点：使用两组电源，成本高

  6. OTL电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ibph33Qq-1605335099210)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/BpjHy9.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BlqJRmrO-1605335099211)(https://s1.ax1x.com/2020/10/20/Bpv9QH.png)]

  7. 变压器耦合、互补推挽功放的比较

    变压器耦合OTLOCL
    电源单电源供电单电源供电互补
    晶体管类型相同互补互补
    低频响应差差好
    体积大小小
    效率低高高

20-04 OCL功率放大电路性能分析

  1. 静态分析

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kh41rGBp-1605335099212)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/Bn8y6g.png)]

  2. 动态分析

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OjDFsQWr-1605335099214)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnJ1MD.png)]

  3. 性能分析

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-wqNZZmSf-1605335099215)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnJwz8.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LEYIOJ0X-1605335099217)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnJWWV.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-r2nJrdL1-1605335099219)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnJjSK.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-AlpI6jHA-1605335099221)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnYeOg.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DOYqzbWF-1605335099222)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnYlYq.png)]

20-05 OCL电路中晶体管的选择

  1. 管耗计算公式

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5U9DfGoY-1605335099223)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnNkM8.png)]

  2. 两管电极管耗

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-wWwNMySx-1605335099227)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnN4Qf.png)]

  3. 晶体管选择条件限制

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UYbZTVeX-1605335099229)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnUTc6.png)]

  4. OTL可以等效成 V C C / 2 V_{CC}/2 VCC​/2和 − V C C / 2 -V_{CC}/2 −VCC​/2的OCL电路

  5. OCL和OTL电路比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-31qG6gaO-1605335099231)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnwYX6.png)]

21-01 交越失真

  1. 交越失真现象

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kW3UEeFN-1605335099232)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/Bn09jx.png)]

  2. 解决思路：在输入端为两管加合适的正偏电压，使其工作在甲乙类。由传输特性图可见:只要 V B B V_{BB} VBB​取值合适，上下两路传输特性起始段的弯曲部分就可相互补偿，合成传输特性趋近于直线，在输入正弦电压激励下，得到不失真的输出电压。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5sqjeaId-1605335099232)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnvcY8.png)]

  3. 二极管偏置电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-k30kF0up-1605335099234)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/Bnv7kV.png)]

  4. V B E V_{BE} VBE​倍增电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KkhK2s83-1605335099236)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/Bnx9k6.png)]

  5. 二极管偏置、 V B E V_{BE} VBE​倍增电路具有热补偿功能

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-A4TJgPs8-1605335099237)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/Bnxm7t.png)]

21-02 功率放大电路的改进

  1. 问题一：互补对称推挽电路要求两只功率管特性匹配，难以实现，解决办法：用复合管取代互补管，构成准互补推挽电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WdkkiRCr-1605335099238)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BnzwVI.png)]

  2. 问题二：实际中，往往会发生异常情况。例如，负载短路，致使通过功率管的电流迅速增大，一旦超过极限参数，造成管子损坏

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SNFJrI5k-1605335099239)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BuSVot.png)]

  3. 问题三

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kujbLCZi-1605335099240)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/Bu96xO.png)]

    解决办法：采用自举电路

    将 R 1 R 2 R_1R_2 R1​R2​接入R，接入大容量电容

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-aj2xVdv8-1605335099241)(https://s1.ax1x.com/2020/10/26/BuCVoR.png)]

21-03 典型集成运放介绍

  1. 集成运放内部结构框图

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ufeBhzWj-1605335099243)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgRuVI.jpg)]

    对于高性能、高精度等特殊集成运放，还要增加有关部分的单元电路。例如:温度控制电路、温度补偿电路、内部补偿电路、过流或过热保护电路、限流电路、稳压电路等

  2. 输入级：输入电阻大、差模放大倍数大、共模放大倍数小、输入端耐压高，并完成电平转换（即对“地”输出）

  3. 中间级：中间级是主放大器，它所采取的一切措施都是为了增大放大倍数

  4. 输出级

  5. 基准电流：基准电流产生各放大级所需的偏置电流

  6. 特点：输入电阻大、差模增益大、输出电阻小、共模抑制能力强、允许的共模输入电压高、输入端耐压高、功耗低、电源电压适应范围较宽等

  7. 集成运放的主要参数

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PvFvrvUv-1605335099243)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgWRXQ.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ARqqOdYJ-1605335099246)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgWXnJ.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3Lyd9jwz-1605335099247)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgfVHA.jpg)]

  8. 集成运放的符号

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ZrQMe13D-1605335099248)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bgfljg.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RslnVS12-1605335099249)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgftNq.jpg)]

  9. 集成运放的实际传输特性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YeN2arg2-1605335099250)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bgf6ER.jpg)]

22-01 问题的提出

放大电路放大倍数不稳定，线性工作区小，频带窄，输入电阻不够高，负载能力不强，反馈是改进电路性能的有效手段之一

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-taEOTele-1605335099252)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bggie1.jpg)]

22-02 反馈的基本概念

  1. 反馈：泛指发出的事物返回发出的起始点，产生影响，电子技术中的反馈：将电路的输出量(电压或电流)的一部分或全部通过一定的方式回送到放大电路的输入端，并对输入量(电压或电流)产生影响，这个过程称为反馈(Feedback )，要能影响其输入量（电压或电流）才算有反馈!!

  2. 信号的单向化传输

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-IyrCtshm-1605335099254)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bg2Stf.jpg)]

  3. 反馈的三大环节

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sDotG9zk-1605335099256)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BghIzT.jpg)]

  4. 反馈的基本表达式

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-10LuhIP1-1605335099258)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bg4kTA.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WJ3W9M7T-1605335099259)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bg4mSf.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sm7cFsUF-1605335099262)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bg4lwj.jpg)]

22-03 反馈的分类

  1. 对输出量取样：电压或电流，影响输入量：电压或电流，影响效果：增大或减小

  2. 正反馈和负反馈

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1dRGzAYr-1605335099263)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgI4JI.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pdhzKMxm-1605335099264)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bg71JA.jpg)]

  3. 负反馈将从多方面改善放大电路的性能

  4. 放大电路中引入正反馈后，会进一步加剧输出信号的变化，甚至使整个电路产生自激振荡而不能正常工作

  5. 正反馈往往用在信号发生电路中，其目的就是要电路发生自激振荡而产生所需的信号

  6. 当信号频率进入高频段或低频段时，会产生附加相移，在一定的条件下使反馈变为正反馈，甚至产生自激振荡

  7. 直流反馈:直流通路中存在的反馈称为直流反馈，闭环回路只能传递直流信号（稳定静态工作点）

  8. 交流反馈∶交流通路中存在的反馈称为交流反馈，闭环回路只能传递交流信号

  9. 交直流反馈:闭环回路既能传递交流信号，也能传递直流信号

  10. 电流反馈和电压反馈：根据反馈网络对输出量的取样对象不同，可以分为电压反馈和电流反馈

    • 反馈信号取自输出电压，叫电压反馈，电压负反馈稳定输出电压
    • 反馈信号取自输出电流，叫电流反馈，电流负反馈稳定输出电流

  11. 串联反馈和并联反馈：根据反馈信号在输入端与输入信号叠加形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈

    • 反馈信号与输入信号以电压形式叠加，称为串联反馈，信号源最好为恒压源，即信号源内阻 R S R_S RS​越小越好
    • 反馈信号与输入信号以电流形式叠加，称为并联反馈，信号源最好为恒流源，即信号源内阻 R S R_S RS​越大越好

  12. 反馈分类

    • 正反馈
    • 负反馈
      • 交流反馈
        • 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
      • 直流反馈 稳定静态工作点

  13. 四种反馈组态的比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zpZG7BLV-1605335099265)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgHrAe.jpg)]

22-04 反馈类型的判别

  1. 有无反馈的判断：是否有某些元件或网络，将输出信号引回到输入信号，并影响输入量
  2. 交直流反馈的判断：反馈存在于直流通路中还是交流通路中
  3. 反馈极性的判断：瞬时极性法
    • 假设输入信号在某瞬时的极性为（+)
    • 沿着放大电路、反馈网络，逐级标出电路中各点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性
    • 如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈;反之为正反馈
  4. 反馈极性快速判断
    • 反馈信号与输入信号加在放大器的相同输入端
      • 反馈信号与原输入信号瞬时极性相反——负反馈
      • 反馈信号与原输入信号瞬时极性相同——正反馈
    • 反馈信号与输入信号加在放大器的不同输入端
      • 反馈信号与原输入信号瞬时极性相反—正反馈
      • 反馈信号与原输入信号瞬时极性相同——负反馈
  5. 串联并联类型的判断
    • 反馈信号和输入信号接于放大器的同一输入端—并联反馈
    • 反馈信号和输入信号接于放大器的不同输入端—串联反馈
  6. 电压电流类型的判断
    • 将负载短路（未接负载时输出对地短路)，反馈量为零—电压反馈
    • 将负载短路，反馈量仍然存在—电流反馈

23-01 负反馈对放大电路性能的影响

  1. 提高放大倍数的稳定性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-if7tbGiO-1605335099267)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgbbIe.jpg)]

  2. 负反馈使放大倍数下降到基本放大电路的1/(1+AF)

  3. |1+AF|值越大，负反馈作用越强， A f A_f Af​也就越小

  4. 对输入电阻的影响：对输入电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输入端的接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈

    • 引入串联负反馈，输入电阻变为原来的1+AF倍
    • 引入并联负反馈，输入电阻变为原来的1/(1+AF)

  5. 对输出电阻的影响：对输出电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输出端的接法有关，即决定于是电压反馈还是电流反馈

    • 引入电压负反馈，输出电阻减小到原来的1/(1+AF)
    • 引入电流负反馈，输出电阻变为原来的1+AF倍

  6. 电压负反馈稳定输出电压，使之输出趋近于恒压源

  7. 电流负反馈稳定输出电流，使之输出趋近于恒流源

  8. 展宽频带：由于负反馈可以提高放大倍数稳定性，因而对于频率不同而引起的放大倍数下降，也可以改善

  9. 引入负反馈后，带宽增大到无反馈时的1+AF倍

  10. 减小非线性失真：注意:负反馈只能减小反馈环内的失真

  11. 噪声性能不变：同减小非线性失真一样，引入负反馈可减小噪声，负反馈在减小噪声的同时，有用信号以同样的倍数在减小，其信噪比不变，所以引入负反馈放大器噪声性能不变

  12. 负反馈对放大器性能的影响主要表现为

    • 降低增益

    • 提高增益稳定性（或减小增益灵敏度）

    • 改变电路输入，减小输出电阻

      串联电压串联电流并联电压并联电流
      R i R_i Ri​增大增大减小减小
      R o R_o Ro​减小增大减小增大

    • 减小频率失真（或扩展通频带）

    • 减小非线性失真

23-02 按需引入反馈

  1. 放大电路设计时引入负反馈的一般原则：

    • 根据需影响的信号对象确定交直流反馈

      • 为了稳定静态工作点应该引入直流负反馈
      • 为了改善电路的动态性能，应该引入交流负反馈

    • 根据信号源的性质确定串并联负反馈

      • 当信号源是恒压源或内阻很小的电压源时应该引入串联负反馈
      • 当信号源是恒流源或内阻很大的电流源时应该引入并联负反馈

    • 根据负载对放大电路的要求确定电压电流负反馈

      • 若需要稳定的电压输出或 R o R_o Ro​小，应该引入电压负反馈
      • 若需要稳定的电流输出或 R o R_o Ro​大，应该引入电流负反馈

    • 根据电路对信号源拾取电流大小确定串并联负反馈∶

      • 若要求 R i R_i Ri​大或索取信号源电流小，应引入串联负反馈
      • 若要求 R i R_i Ri​大或索取信号源电流大，应引入并联负反馈

    根据四种组态交流负反馈放大电路的功能，选择合适的组态来实现信号的变换

  2. 欲从信号源获得更大的电流，并增强带负载能力，应在放大电路中引入何种类型负反馈? 并联电压负反馈

  3. 为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电压信号，应引入什么反馈? 电压并联负反馈

  4. 为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电流信号，应引入什么反馈? 电流串联负反馈

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hF35wVkt-1605335099269)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BgX0FU.jpg)]

23-03 深度负反馈放大电路性能的估算

  1. 将T >>1或1+AF >>1称为深度负反馈条件，一般放大电路的开环增益很大，所以1+AF很大，反馈则为深度负反馈

  2. 深度负反馈放大电路的特点

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RlAK0lkm-1605335099269)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BgXcO1.jpg)]

  3. 深度负反馈放大电路输入输出电阻的估算

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-i1YYnGzH-1605335099271)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/B26hyd.jpg)]

    上述输入和输出电阻是指反馈环内的电阻，而有些电路的电阻可能不在环内，反馈对它不产生影响，在计算时应予以考虑

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-IMKI8rLq-1605335099271)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/B2c6ns.jpg)]

  4. 深度负反馈放大电路闭环增益的估算

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-QiCdXRVX-1605335099272)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/B2cPYT.jpg)]

  5. 分析步骤

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mP2rq3c6-1605335099274)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/B2cE6J.jpg)]

23-04 负反馈放大电路的稳定性

  1. 自激振荡的现象：在不加输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出

  2. 负反馈放大电路自激振荡产生的原因：在高频区或低频区产生的附加相移达到180°，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡

  3. 自激振荡条件

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-e2OeCpH3-1605335099275)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/B2WUKg.jpg)]

  4. 电路稳定条件：相位裕量>45°，增益裕量>10dB

  5. 相位补偿：滞后补偿、超前补偿

    • 简单滞后补偿
    • RC滞后补偿
    • 密勒效应补偿

24-01 集成运放特性建模及分析依据

  1. 集成运放参数理想化

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EdvEkGGI-1605335099276)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BgjCXn.jpg)]

  2. 集成运放理想模型

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zRh1BYmZ-1605335099277)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BgjVtU.jpg)]

  3. 由于实际集成运放的性能参数与理想运放十分接近，所以在分析计算时用理想运放代替实际运放所引起的误差并不大，在工程计算中是允许的，并且可以使问题的分析和计算大为简化，只有在分析误差时，才考虑运放的具体参数

  4. 理想传输特性

    • 虚短
    • 虚断
    • 虚地（虚短的特例）

  5. “虚地”是反相输入式放大电路的重要特点

  6. “虚短”和“虚断”是集成运放线性应用的两个重要的分析依据，“虚短”和“虚断”并不意味着集成运放没有输入

  7. 理想运放线性应用电路的特点

    • 线性区窄
    • 开环增益不稳定
    • 频带窄

    解决：引入负反馈

  8. 将反馈信号引向反相输入端，使反馈信号抵消部分输入信号，保证在输入信号较大时， u i d u_{id} uid​仍然很小，在传输特性的线性范围内，从而使集成运算放大器工作在线性区。同时，扩展带宽，改变输入、输出电阻

  9. 负反馈是判断是否为线性应用的主要电路标志

  10. 理想运放非线性区（饱和区）特点：无虚短，有虚断，非线性应用中的集成运放通常工作在开环状态或引入正反馈

  11. 结论：

    • 在分析各种应用电路时，必须首先判断运放的工作区域
    • 线性应用：有虚断、有虚短
    • 非线性应用∶有虚断、无虚短
    • 输出电压与负载无关分析多个运放构成的多级电路时可以分别对每个运放进行分析
    • 分析目标∶传输特性(输入与输出信号关系特性)

  12. 集成运放的应用

    • 线性应用

      • 信号运算电路

        • 比例运算
        • 加减法运算
        • 微积分运算
        • 对指数运算

      • 信号转换电路

      • 有源滤波器

    • 非线性应用

      • 电压比较器

24-02 比例运算

  1. 引入深度负反馈后，由 A f ≈ 1 F A_f approx frac {1}{F} Af​≈F1​，输出电压和输入电压的关系基本决定于反馈网络的结构与参数，而与运算放大器本身的参数关系不大，改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以实现不同的线性应用

  2. 分析

    • 目的： u o = f ( u I ) u_o=f(u_I) uo​=f(uI​)
    • 方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点
    • 理想运放模型，分析误差时考虑运放的具体参数

  3. 反相比例运算

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bV32pEoz-1605335099278)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BRLbv9.jpg)]

    u o = − R f R 1 u i u_o=- frac{R_f}{R_1} u_i uo​=−R1​Rf​​ui​

    u o u_o uo​与 u i u_i ui​极性相反

    A u f A_{uf} Auf​只与 R 1 R_1 R1​、 R f R_f Rf​有关，与运放本身参数无关

    ∣ A u f ∣ |A_{uf}| ∣Auf​∣可大于1，也可等于1或小于1

    输入电阻较小，对信号源的负载能力有一定的要求

    输出电阻小，带负载能力强

    存在“虚地”， u I C = 0 u_{IC}=0 uIC​=0，对 K C M R K_CMR KC​MR的要求低

  4. 问题

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NOadv6me-1605335099279)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWPOAJ.jpg)]

  5. 同相比例运算电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-T4fJrGyD-1605335099280)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWiI5d.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fnvGsPQT-1605335099282)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWibxP.jpg)]

  6. 电压跟随器

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3iF5VZN2-1605335099283)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWFKR1.jpg)]

    电压跟随器输出电压等于输入电压幅度，并对前级电路呈高阻状态，对后级电路呈低阻状态，因而对前后级电路起到“隔离”作用

  7. 反相输入比例和同相输入比例比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-o3vGydec-1605335099285)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWFRWn.jpg)]

24-03 加减运算

  1. 反相加法

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Sn45pH66-1605335099287)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWAJCd.jpg)]

    从不同输入端看进去的输入电阻不同

    存在“虚地”，运算精度受器件性能影响较小

    改变某一电路的输入电阻，可调节电路的比例关系，而不影响其它路的比例关系，调节方便

    可方便的扩展到多个输入电压相加

  2. 同相加法

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Bxe304ka-1605335099288)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWVElR.jpg)]

  3. 减法运算电路（差分放大器）

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fXp0B22g-1605335099289)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWVN0f.jpg)]

    元件少，成本低

    电路存在共模输入，集成运放的 K C M R K_{CMR} KCMR​对运算精度有影响

    阻值的计算和调整不方便

    每个信号源的输入电阻都较小

  4. 差分放大器改进

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RxcmJ3JH-1605335099290)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWev6A.jpg)]

  5. 仪表放大器

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BzAylFsk-1605335099291)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWmApQ.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4tewbhFk-1605335099292)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWmQtU.jpg)]

24-04 微积分运算

  1. 反相积分运算电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Upzg1yD7-1605335099293)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWKXUP.jpg)]

    与RC积分电路相比，运放所构成的有源积分电路，由于充电电流基本恒定，因此其积分曲线的线性度较好

  2. 积分电路应用

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cmePS6PV-1605335099295)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWM6G8.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-IX1uNHHD-1605335099296)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWMTiV.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nYnMRXiM-1605335099296)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWMOsJ.jpg)]

  3. 其他积分电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rddIWrDH-1605335099298)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWMxd1.jpg)]

  4. 反相微分电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gDs8GZkF-1605335099298)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWQlQg.jpg)]

    抗干扰能力较差：高频干扰信号使得运放出现阻塞现象，不能正常工作

    易引起自激振荡：滞后效应与运放内部的相位滞后作用叠加，很容易满足自激振荡条件，造成电路不稳定

  5. 实用微分电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-j9GzOHNT-1605335099299)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWl81O.jpg)]

  6. PID调节器

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xmCXbJlK-1605335099300)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWlxC6.jpg)]

24-05 其它信号运算电路

  1. 对数运算电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-b6AvWoNP-1605335099302)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BW8sgK.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8Y6U3d3u-1605335099304)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BW82HH.jpg)]

  2. 改进的对数运算电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4LqTuQBO-1605335099305)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BW8Tv8.jpg)]

  3. 指数运算

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-f1d0gM6g-1605335099306)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BW8xCq.jpg)]

  4. 由对数和指数运算电路实现乘法或除法运算电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yvObj2b3-1605335099308)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWGe8x.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XyLUpRC3-1605335099309)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWGQqe.jpg)]

  5. 模拟乘法器

    是实现两个模拟信号相乘的器件，是一种多用途、通用性很强的集成电路

    广泛应用于乘法、除法、乘方、开方等模拟运算，同时也广泛应用于信号调制、解调、混频、倍频、鉴相等领域

    基本原理

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KS7D3k2i-1605335099312)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWJYTJ.jpg)]

    扩展及符号

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bYp0sYzg-1605335099313)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWJwSx.jpg)]

  6. 乘法器应用

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PslhXtjL-1605335099322)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWJDOO.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-0pAUch78-1605335099325)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWJgkd.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4r7ttYdU-1605335099327)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWJRfI.jpg)]

24-06 集成运放参数对运算精度的影响

  1. A o d A_{od} Aod​、 R i d R_{id} Rid​、 R o d R_{od} Rod​为有限值时，反相放大器的实际增益与理想值之间的偏差与 A o d A_{od} Aod​密切相关， A o d A_{od} Aod​越大，误差越小
  2. A o d A_{od} Aod​越大，引入的负反馈就越接近深度负反馈， A u f ′ A_{uf}' Auf′​就越接近 A u f A_{uf} Auf​
  3. R i d R_{id} Rid​越大，误差越小
  4. A o d A_{od} Aod​为有限值时，同相放大器的实际增益与理想值之间的偏差取决于 A u f A_{uf} Auf​与 A o d A_{od} Aod​的比值， A o d A_{od} Aod​越大，误差越小
  5. K C M R K_{CMR} KCMR​越大，同相放大器运算精度越高
  6. 失调电压 V I O V_{IO} VIO​、失调电流 I I O I_{IO} IIO​和偏置电流 I I B I_{IB} IIB​带来的误差
  7. 利用运放自带的调零电路，输入端增加补偿电路

25-01 滤波器基本概念

  1. 对信号有选择性地传输的电路称为滤波器，它能使有用信号通过而同时抑制（或大大衰减）无用频率信号

  2. 滤波器的幅频特性，通带，过渡带，阻带的概念

  3. 过渡带越窄，频率特性越陡峭，电路的选择性越好，滤波特性越好

  4. 滤波器分类：

    • LPF低通滤波器

    • HPF高通滤波器

    • BPF带通滤波器

    • BEF带阻滤波器

    • APF全通滤波器

  5. 全通滤波器主要起移相的作用

  6. 无源滤波器，由无源器件构成的滤波器

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3mGpf9XF-1605335099329)(https://s1.ax1x.com/2020/10/17/0LHeN6.png)]

  7. 有源滤波器：由有源器件构成的滤波器

  8. 有源滤波电路的优点

    • 输入与输出之间具有良好的隔离，滤波参数不随负载变
    • 电路中的集成运放可引入串联电压负反馈，使 r i r_i ri​高， r o r_o ro​低
    • 除起滤波作用外，还可以放大，而且放大倍数容易调节

  9. 有源滤波电路是信号处理电路，其输出电压和电流的大小受有源元件自身参数和供电电源的限制;

  10. 无源滤波电路可用于高电压大电流，如直流电源中的滤波电路

  11. 有源滤波器不宜用于高频范围

  12. 滤波电路的主要参数

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-q7V2dWoX-1605335099330)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B4uVNq.jpg)]

25-02 有源低通滤波器

  1. 一阶低通滤波器
  2. 二阶低通滤波器

25-03 其他滤波器

  1. 高通滤波器
  2. 带通滤波器
  3. 带阻滤波器
  4. 全通滤波器

26-01 电压比较器简介

  1. 电压比较器：对两个输入电压的大小进行比较，并根据比较结果输出高、低两个电平，反之，也可以根据输出电平的高低，判断输入信号的大小和极性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-z3NA6oAf-1605335099332)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BWwxPg.jpg)]

  2. 对比分析

    线性应用非线性应用——电压比较器
    分析依据有虚短，有虚断有虚断，无虚短
    电路特征引入负反馈开环或仅引入正反馈
    描述方法 u o = f ( u i ) u_o=f(u_i) uo​=f(ui​)电压传输特性曲线
    分析方法电流方程或叠加法三W法

  3. 电压传输特性曲线

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-v2lwmXAI-1605335099333)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BW0Qqx.jpg)]

  4. 电压比较器的分类

    • 单限比较器：只有一个阈值电压

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-aO4ARx1W-1605335099335)(https://s1.ax1x.com/2020/11/05/BW0YJe.jpg)]

    • 滞回比较器（迟滞比较器）：具有滞回特性

      输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但制人电A牛调变化使输出电压只跃变一次

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-S1fJy7my-1605335099335)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BW0cWQ.jpg)]

    • 窗口比较器：有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BrtIGXVz-1605335099337)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BW0RQs.jpg)]

26-02 单限比较器

  1. 电压传输特新的三要素

    • Where：输出高电平 U O H U_{OH} UOH​和输出低电平 U O L U_{OL} UOL​
    • When：门限电平 U T U_T UT​
    • How输入电压过门限电平时输出电压的跃变方向

  2. Where：观察输出电路，一般由运放输出限幅电路求出

  3. When：写出 u − u_- u−​和 u + u_+ u+​的表达式，令其相等，求出 u i u_i ui​即为 U T U_T UT​

  4. How：结合 u i u_i ui​的输出端子，观察 u i > U T u_i>U_T ui​>UT​和 u i < U T u_i<U_T ui​<UT​时的输出

  5. 过零比较器

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2t3IvgYp-1605335099338)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BhagQs.jpg)]

  6. 输入端和输出端限幅电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JNUxJEYq-1605335099339)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B4MjE9.jpg)]

  7. 例题

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ujOYOr0Q-1605335099340)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B4QkHH.jpg)]

  8. 优点：结构简单、灵敏度高

  9. 缺点：输出波形不够陡、抗干扰能力差

    B41o9I.jpg

    解决办法：采用具有滞回特性的比较器

26-03 滞回比较器和窗口比较器

  1. 滞回比较器，引入正反馈

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2lMwUZ8T-1605335099341)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B43CvV.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NPZtxubU-1605335099343)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B43kbF.jpg)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OhZQRaU0-1605335099345)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B43VUJ.jpg)]

  2. 窗口比较器

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9IpCi1Qp-1605335099346)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B430r8.jpg)]

26-04 电压比较器的应用

用于非正弦波发生电路：输出无稳态，有两个暂态，若输出为高电平时定义为第一暂态，则输出低电平为第二暂态，基本组成：开关电路、反馈网络、定时电路

  1. 矩形波发生电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-o325aBFJ-1605335099348)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B4JodS.jpg)]

    占空比可调的矩形波发生电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CqXzbkEH-1605335099349)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B4Jjs0.jpg)]

  2. 三角波发生电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fQFGEA1l-1605335099350)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B4YsO0.jpg)]

  3. 锯齿波发生器

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yRDr9vTN-1605335099351)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B4YffJ.jpg)]

26-05 集成电压比较器

  1. 集成电压比较器的特点

    • 两个输出状态转换速度快，响应速度快，传输延迟时间短
    • 内部噪声抑制技术防止参考电压输入导致的自激
    • 驱动能力强，可以直接驱动各种负载
    • 通常可直接驱动集成数字电路
    • 总体增益较低，共模抑制性能相对较差

    集成电压比较器和集成运放不能互换使用

  2. 集成电压比较器的类型

    • 集成个数：单电压比较器、双电压比较器、四电压比较器
    • 输出方式∶普通输出、集电极开路、互补输出
    • 信号响应速度∶高速、中速、低速
    • 集成制造工艺：双极型、CMOS型
    • 性能指标：高精密、高灵敏度、低功耗、低失调等

  3. 集成运放使用中的问题

    • 合理选用集成运放：根据实际要求选用运算放大器

      B48sOK.jpg

    • 调零：为了提高电路的运算精度，要求对失调电压和失调电流造成的误差进行补偿

      • 内部调零
      • 外部调零

      B48cwD.jpg

    • 消振：为使放大器能稳定的工作，就需外加一定的频率补偿网络，以消除自激振荡

    • 保护电路：输入电压电流过大、输出短路及电源极性接反等原因会造成集成运放损坏，因此需要采取保护措施

      • 输入保护：利用二极管的限幅作用对输入信号幅度加以限制，以免输入信号超过额定值损坏集成运放的内部结构

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yQAYTiO5-1605335099357)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B4GC0U.jpg)]

      • 输出保护：利用稳压二极管将输出电压限制在一定范围内，保护输出级

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KaBls5b6-1605335099358)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B4Ge6x.jpg)]

      • 电源反接保护：利用二极管的单向导电性防止由于电源极性接反而造成的损坏

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BbekgU18-1605335099360)(https://s1.ax1x.com/2020/11/07/B4GYct.jpg)]

27-01 直流稳压电源简介

  1. 直流稳压电源：将220V、50Hz的交流电转换成幅值稳定的直流电压(几伏或几十伏)，同时提供一定的直流电流(几安或几十安)

  2. 小功率直流稳压电源的组成：

    • 变压电路
    • 整流电路
    • 滤波电路
    • 稳压电路

  3. 直流稳压电源的主要技术指标

    质量指标：衡量稳压电源稳定性能状况

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LXaM3rWN-1605335099362)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bgu139.jpg)]

    稳压系数

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SggkEfdR-1605335099364)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bgu2E8.jpg)]输出电阻

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mRv5w1eb-1605335099364)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BguIvn.jpg)]

    温度系数

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vMS0ufJI-1605335099366)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgK6z9.jpg)]

    纹波电压

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mSFAKLRu-1605335099367)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgKUrq.jpg)]

    纹波系数

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pKHvK70z-1605335099367)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgK2s1.jpg)]

27-02 整流电路

  1. 整流电路的作用：将交流电压转变为单向脉动的直流电压

  2. 整流原理：利用二极管的单向导电性

  3. 常见的整流电路：半波、全波、桥式整流

  4. 分析时可把二极管当作理想元件处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大

  5. 单相半波整流

    • 优点：结构简单，使用的元件少
    • 缺点：仅在电源的半个周期内导通，电源利用率低，输出的直流电压成分比较低，输出波形的脉动大

    故半波整流只用在要求不高，输出电流较小的场合

  6. 全波整流：结构复杂，对二极管的耐压要求高

  7. 单相桥式整流的四种画法

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-iWW3Gt8q-1605335099369)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgMI00.jpg)]

  8. 单相桥式整流电路的特点

    缺点：二极管用得较多

    优点：输出直流电压大，纹波电压较小，晶体管所承受的最大反向电压较低，电源变压器得到了充分的利用，效率较高

    整流桥∶体积小，成本低、可靠性高，使用方便

  9. 三种整流电路的性能比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2jc8wkoh-1605335099370)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgQKN8.jpg)]

    单相桥式整流电路的总体性能优于单相半波和全波整流电路，应用最为广泛

27-03 滤波电路

  1. 滤波

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zWGIKSdk-1605335099371)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bg1PQH.jpg)]

  2. 电容滤波：电容滤波电路的输出电压在负载变化时波动较大，说明它的带负载能力较差，适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合

  3. 电感滤波：

    • 电感L与负载 R L R_L RL​串联组成分压电路，L越大或 R L R_L RL​越小，输出电压和电流的脉动越小，滤波效果越好
    • 整流管导电角较大，峰值电流很小，输出特性比较平坦，带负载能力强
    • 缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰，输出电压没有电容滤波高

  4. LC滤波电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BVaoIBE0-1605335099373)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgdTMV.jpg)]

  5. 其他滤波电路

    Bgwusf.jpg

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lUU8EkJU-1605335099374)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/Bgw1oQ.jpg)]

  6. 常用滤波电路的特点

    Bg13mn.jpg

27-04 稳压电路

  1. 将不稳定的直流电压变换成稳定且可调的直流电压的电路称为稳压电路

  2. 稳压电路需要解决的问题

    • 当负载变化时，由于整流滤波电路存在内阻，因此输出直流电压将随之发生变化
    • 当电网电压波动时，因整流电路的输出电压直接与变压器副边电压有关，因此也要相应地变化
    • 环境温度变化时,输出电压将变化

  3. 分类：线性稳压电路、开关型稳压电路

  4. 并联稳压电路

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BUqGzDGV-1605335099376)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgwaLT.jpg)]

    优点：电路结构简单，使用元件少，调试方便

    缺点：输出电压不可调，输出电流小

    适用于输出电压固定，输出电流不大，且负载变动不大的场合

  5. 串联反馈式稳压电路

  6. 串联反馈式电路的特点：

    • 稳压性能较好
    • 输出电压调节范围宽
    • 输出电流较大
    • 电源效率较低，大功率电源需设散热装置

    负载变动大，稳压性能要求高，输出电压可调的场合

27-05 集成稳压器

  1. 将串联稳压电源和保护电路集成在一起就是集成稳压器

  2. 最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mHeElOSG-1605335099377)(https://s1.ax1x.com/2020/11/04/BgB32n.jpg)]

  3. 分类

28-01 正弦波振荡电路简介

  1. 正弦波振荡电路：将直流能量转换为交流能量，与放大电路不通同，它不需要外加激励信号，只要满足振荡的平衡条件就可以产生一定频率和幅度的正弦交流信号

  2. 起振条件

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fJwgwPsE-1605335099380)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BhWer8.jpg)]

  3. 平衡条件

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ad4kj1g4-1605335099382)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BhW2ZD.jpg)]

  4. 起振

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-t3n4jG0L-1605335099384)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BhWIzt.jpg)]

  5. 稳幅

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UKIIGr9o-1605335099387)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BhWHL8.jpg)]

  6. 振荡电路的基本组成

    • 放大电路
    • 反馈网络
    • 选频网络
    • 稳幅环节

28-02 RC正弦波振荡电路

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JD3uPNPi-1605335099388)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BhwCNT.jpg)]

28-03 LC正弦波振荡电路

  1. 几种典型LC振荡电路的比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XEpBj7y2-1605335099389)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BhwqVx.jpg)]

  2. 电容三点式和电感三点式振荡器比较

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-0DOCHbfm-1605335099390)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/Bh0pMd.jpg)]

28-04 石英晶体振荡器

  1. 要求较高的场合均采用石英晶体振荡器

  2. 石英谐振器的等效电路和频率特性

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pcvIqjea-1605335099392)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BhgJKO.jpg)]

  3. 并联型

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-apgQ7rFy-1605335099393)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BhRtNd.jpg)]

  4. 串联型

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SVgsN4hO-1605335099394)(https://s1.ax1x.com/2020/11/06/BhRsHg.jpg)]

  5. 石英晶体振荡器

    • 并联型晶体振荡器（等效电感）
    • 串联型晶体振荡器（串联谐振元件）

  6. 正弦波发生器小结

    • 一个过程——振荡建立和稳定过程
    • 两个条件——相位条件和幅度条件
    • 三种类型——RC振荡电路、LC振荡电路、石英晶体振荡电路
    • 四个部分——放大、反馈、选频稳幅

最后

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