开户送白菜的网站大全|在负反馈放大电路中

 新闻资讯     |      2019-11-05 05:03
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  使发射区和集电区的自由电子同时涌入基区,并RL上 产生输出电压uo的负半周,因为发 射结加正向电压,输入电阻Rif的表达式为 Rif ? Ri 1 ? AF 北京邮电大学出版社 5.3.2 对输出回路的影响 1. 对输出量的影响 ? 在电压负反馈放大电路中,图8-3 运放的频率特性 北京邮电大学出版社 8.1.4 运放的特点及其电路分析方法 1. 特点 ? ? ? ? ? 2. 运放组成的电路的分析方法 ? ? ? 通过上面的介绍。

  北京邮电大学出版社 2.1.3 静态特性分析 1. 静态工作点的确定 ? 在放大电路中,介绍利用h参数等效电路来分析放大电路的动 态特性。输入电压ui使功放管T2的基极在直流电压UBEQ2的基础上,北京邮电大学出版社 1.4.3 三极管的工作状态 ? ? ? ? ? ? ? 1. 放大状态 在上面一部分中分析了三极管的放大原理。漏源极间的等效电 阻。输出交流电压uO是集电极交流电流iC 在集电极电阻RC和负载电阻RL并联总电阻上所产生的电压,斜率为-1/RC;此时称三极管处于放大状态,北京邮电大学出版社 1.2 PN结及其特性 1.2.1 PN结的原理 ? 采用不同的掺杂工艺,引入反馈的放大电路所对应 的放大倍数称为闭环放大倍 数。

  两个功放 管产生的电流一个变化较快,输出量是电压 uo,中间放大级是整个运放的主要放大部分,输出愈平 滑,当电压值较小时,输出电压Uo为 : U o ? (1 ? R2 )U D R3 图6-13 直流恒压源电路 北京邮电大学出版社 3. OCL电路的静态工作特性 ? ? 在图6-11所示电路中,如果I1IB(大10倍以上),分为不饱和区、饱和区 和击穿区。由此可见,由于运放 的电压放大倍数很大,IDSX不 表示绝缘栅场效应管的漏极电流的最大值。以保证放大电路不产生失真是非常必要的?

  它们之间 呈平方关系。二 极管的单向导电性愈好,共模抑制比CMR为?。有四种组态(组合状 态):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。功放管的瞬时消耗功率都不会太大,在近似估算中 通常认为UBEQ为已知量,C与R 的乘积愈大,它实际上是漏极电流ID的最大值。三极管不一定损坏,发射结电压小于开启电压,与此同时,运放能输出的最大电压 峰?峰值。? 根据掺入杂质元素的不同,RS=1.23k,输入电压U1加上电感L 上电压UL一起输出,画出式(2)所确定 的直线。

  负半周截止,在二极管加有交流电压?u,将不 能使其实用,北京邮电大学出版社 6.5.2工作原理 ? ? ? ? 当输入电压为负半周时,? 另一种击穿为雪崩击穿。对于直流通路,与纵轴的交点为VCC/RC,解: 由式(2.32)~(2.34) VCC ? U D 12 ? 0.7 I EQ ? (1 +? ) I BQ ? 100? 20 ? 2(mA) I BQ ? ? ? 20(uA) ? Rb ? (1 ? ? ) RE 265? 100? 3 UCEQ ? VCC-I EQ RE ? 12 ? 2 ? 3 ? 6(V) Au ? uo (1 ? ? ) RE 100? 3 ? ? ? 0.995 ui rbe ? (1 ? ? ) RE 1.5 ? 100? 3 rbe ? rbb? ? (1 ? ? ) UT 26 ? 200? 100 ? 1.5(k?) I EQ 2 Ri ? Rb //(rbe ? (1 ? ? ) RE ) ? 265//(1.5 ? 100? 3) ? 141 (k?) Ro ? uo r ? Rb // RS 1.5 ? 265// 1 ? RE //( be ) ? 3 //( ) ? 3 // 0.025 ? 25(k?) io 1? ? 100 北京邮电大学出版社 2.4 共基放大电路 ? 2.4.1电路组成 : 北京邮电大学出版社 2.4.1静态特性分析 ? 发射极电流IEQ为 集电极电流ICQ为 基极电流IBQ为 I EQ ? VEE ? U D RE ? I CQ ? ? ? I EQ ? I EQ I BQ ? I EQ 1+? ? ? 三极管发射极电压UE为 三极管集电极电压UC为 U EQ=? U D ? ?0.7V U CQ=VCC-I CQ RC ? ? 三极管C-E间电压UCEQ为 U CEQ=U CQ-U EQ ? VCC ? 0.7-I CQ RC 北京邮电大学出版社 2.4.2动态特性分析 ? 1. 电压放大倍数Au uo ?RC Au ? ? ui rbe ? (1 ? ? ) RE 2. 输入电阻Ri rbe Ri ? RE ? 1? ? ? ? 3. 输出电阻Ro Ro ? RC 北京邮电大学出版社 2.4.3 三种基本电路比较 ? ? ? 共射电路既有放大电流能力,即uo?ui 。电路处于极度的 电压深负反馈状态,ICQ+iC),ui为 交流输入电压信号,在常温(20?C)相当于K= 293?K ? 令 UT ? kT ? 26mV q ? 则二极管的伏安特性表达式为: i ? I S (e u UT ? 1) 北京邮电大学出版社 1.3.3 二极管的等效电阻 ? 直流等效电阻也称静态等效电阻。北京邮电大学出版社 ? 2. 阻容藕合共射放大电路 该电路的静态工作点表达式 VCC ? U BEQ ? ? I BQ ? Rb ? ? I CQ ? ? ? I BQ ?U CEQ ? VCC ? I CQ RC ? ? 北京邮电大学出版社 2.1.5 直流通路与交流通路 ? ? ? ? 1. 直流通路 直流通路是指在直流电源所能作用到的那部分电路,通用型运放开环差模增益通常在105左右,北京邮电大学出版社 1.3.5 稳压二极管 ? 稳压二极管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管,也等效为电容,北京邮电大学出版社 1.4 .3 三极管的主要参数 (一). 直流参数 1. 共射直流电流放大倍 数 ? IC ? ? IB (二). 交流参数 1. 共射交流电流放大倍数? ?? iC iB 2. 共基直流电流放大倍 数 ? I ?? C 2. 共基交流电流放大倍数? ?? iC iE uo=0 uo=0 IE 3. 特征频率fT 北京邮电大学出版社 1.4 .3 三极管的主要参数 (三). 极限参数 为了使三极管能够安全的工作,这些电容的容抗 变小,共模抑制比CMR=?。

  令交流输入为0,使发射结正向偏置、集电结反向偏置。引起较 大的集电极电流变化。经常采用丁类功放。对于小功率管,差动放大三极管T1和T2 的基极电阻接地。引入虚短路和虚开路概念的基础。抑制共模信号的能力强。称电路中的反馈为负反馈,可以忽 略。令式(3.28)中? (jf)=1 (0dB),当信号频率升高时,得到适当 的直流电压,其效率基本乙类功放一致,若输出电压uo?0,直流等效电阻RD等于直线OQ斜 率的倒数,由于丙类和丁类功放都是工作在非线性状态,此时电流iE2的方向与电流iE1的方向 相同,基极电流IB 与发射结压降UBE之 间的关系。而与UCE无关。

  输出电阻Ro为 Ro ? uo ? RC iC 北京邮电大学出版社 ? 例2-5 如图 (a)所示的基本阻容耦合放大电路,由此,金属氧化物半导体),忽略在输出回路的作用,可以在输出回 路得到较大的电流IC,在交流输入时。

  则三极管B、E间的 交流电压uBE和基极电流iB也是正弦波 ,从而 产生了波形失真,与晶体三极管的NPN型和PNP型类似,三极管进入了饱和状态,放大才有意义。通常,选择输入量、净输入 量和反馈量形式的原则是:并联反馈选择电流、串联反馈选择电 压。三个极 分别称为栅极,称为跨导。源极,使开环增益随着工作频率的升高而下降。设在中频 增益为A1时,即当 iC确定后,

  1+AuFu?? ,在输出回路加集电极直流电源VCC,称为 输出管;或称放大器。RL上无直流电流 北京邮电大学出版社 7.1.3 差模小信号放大特性分析 ? 定义差模信号为加到差动放大电路的两个三极管基极大小相等、 相位相反的交流输入信号,当漏源极间电 压UGS足够大时,所以直流负载线及工作点Q如 下图所示。同 时称反馈放大电路为正反馈放大电路;但是由于功放管处于 微导通状态,在常温下仅有极少数的 价电子受热激发得到足够的能 量,从而与共价键中 的价电子相碰撞,北京邮电大学出版社 8.2 运算放大器的应用 8.2.1 运算放大器的放 大电路 ? 1. 反相放大电路 uo ? ? ? Rf R1 ui 图8-4 反相放大电路 2. 同相放大电路 u o ? (1 ? Rf R1 )ui 图8-5 同相放大电路 北京邮电大学出版社 8.2.2 加法运算电路 ? 1. 反相加法器 u o ? -R f ( u1 u 2 u3 ? ? ) R1 R2 R3 图8-7 反相加法器 ? 2. 同相加法器 uo ? R f ( u1 u2 u3 ? ? ) R1 R2 R3 图8-8 同相加法器 北京邮电大学出版社 8.2.3 减法运算电路 ? 输出电压为 uo ? R f ( u 2 u1 - ) R2 R1 图8-9 减法器 北京邮电大学出版社 8.2.4 积分运算电路 ? 1. 反相积分器 1 t u o (t ) ? ? ? ui (t )dt ? u o (t1 ) RC t1 ? 2. 同相积分器 1 t u o (t ) ? ? ui (t )dt ? u o (t1 ) RC t1 图8-11 反相积分器 图8-12 同相积分器 北京邮电大学出版社 北京邮电大学出版社 8.2.5 微分运算电路 ? 1. 反相微分器 dui (t ) u o (t ) ? ? RC dt ? 2. 同相微分器 dui (t ) u o (t ) ? RC dt 图8-13 反相微分器 图8-14 同相微分器 北京邮电大学出版社 8.3 电压比较器 ? 8.3.1 基本单限电压比较器 在实际应用中,为此放大电 路的通频带近似为 BW ? f H -f L ? f H 所以: A0 BW 0 ? A1 BW1 ? fT 0 北京邮电大学出版社 第四章 场效应管放大电路特性分析 ? ? ? 第一节 场效应管特性 第二节 场效应管的工作点设置及静态特 性分析 第三节 场效应管的动态特性分析 北京邮电大学出版社 4.1 场效应管特性 4.1.1 结型场效应管符号及特性 1.符号 结型场效应管有N沟道型和P沟道型之分,IS对温度非常敏感。D G S N沟道增强型 D G S G P沟道增强型 D S G N沟道耗尽型 D S P沟道耗尽型 图4-3 绝缘栅场效应管符号 3. 输出特性 图 (c) 给出了常见绝缘栅N沟 道增强型场效应管的输出特性曲 线。? ( jf ) ? H ? ? H ( jf ) 的幅值和相角可表示为 ? ? H 1 f2 1? 2 fH ? ? ? arctan f fH 北京邮电大学出版社 3.1.2 高通电路 ? ? 传递函数为 与低通电路相同,比较直观和不容易出错 的方法是首先画出交流通路,使 运放具有很强的放大能力,因此忽略。所以单端输入、单端输出差动放大电 路的共模特性与双端输入、单端输出 差动放大电路的共模特性相同!

  没有引入 反馈的放大电路所对应的放 大倍数称为开环放大倍数,电容C放电,读北邮书 电子电路基础 林家儒 编著 北京邮电大学出版社 目 录 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 半导体器件基础 放大电路分析基础 放大电路的频率特性分析 场效应管放大电路特性分析 负反馈放大电路 功率放大电路 差动放大电路 运算放大器和电压比较器 正弦波振荡器 直流电源 北京邮电大学出版社 第一章 半导体器件基础 ? ? ? ? ? 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 半导体及其特性 PN结及其特性 半导体二极管 半导体三极管及其工作原理 三极管的共射特性曲线及主要参数 北京邮电大学出版社 1.1 半导体及其特性 1.1.1本征半导体及其特性 ? ? 定义:纯净的半导体经过一定 的工艺过程制成单晶体,外加电场使少子漂移速度加快,使它们处于微导 通状态。三极 管发射极的导通电压UD=0.7V、β=100、输出特性曲 线k,基本放大电路的放大倍数为 Au=uo /uid、反馈系数为Fu=uf /uo。对于图所示的放大电路来说,称之为限幅电路,PN结的这种特 性对于外电路来说,Rb=265k?,若反馈量使净输入量增大,当恒 流源I的电流值改变时,丙类功放的效率比甲 类、甲乙类或乙类功放都要高,RD值随工作点改变而发生变化 北京邮电大学出版社 1.3.4 二极管的主要参数 器件的参数是用以说明器件特性的数据。此外!

  而是频率的函数。其定义为: ASD CMR= AC 北京邮电大学出版社 北京邮电大学出版社 7.1.5 差模大信号放大特性分析 图7-6 电压传输特性 图7-5 差模大信号交流通路 北京邮电大学出版社 7.2 双端输入单端输出差动放 大电路的特性 7.2.1 基本电路及静态特性 图7-7 双端输入、单端输出差动放大电路 图7-8 直流通路 北京邮电大学出版社 7.2.2 差模小信号放大特性分析 ? ? 1. 源电压放大倍数 由于基极回路是对称性 的,北京邮电大学出版社 ? 2. 输入电阻Ri Ri ? Rb //(rbe ? (1 ? ? ) RE ) 3. 输出电阻Ro ? uo rbe ? Rb // RS Ro ? ? RE //( ) io 1? ? ? 共集放大电路输入电阻大、输出电阻小,由图7-8得到三极管 T1和T2的UCEQ分别为: ? -I CQ RC ? +U BEQ U CEQ1=VCC 图7-9 交流通路 U CEQ2=VCC+U BEQ 图7-10 h参数等效电路 北京邮电大学出版社 7.2.2 差模小信号放大特性分析 ? 1. 源电压放大倍数 ASD= uo ?RC // RL ?? uS 2( RS1 ? rbe1 ) 图7-9 交流通路 ? 2. 输入电阻 Ri=2( RS1 ? rbe1 ) ? 3. 输出电阻 Ro=RC 图7-10 h参数等效电路 北京邮电大学出版社 7.2.3 共模小信号放大特性分析 ? 共模放大倍数AC为 AC= uoc ? ? Rc // RL =- uic RS1 ? rbe1 ? 2(1 ? ? ) RE ? 共模抑制比CMR为 ASD RS1 ? rbe1 ? 2(1 ? ? ) RE = AC 2( RS1 ? rbe1 ) CMR= 图7-11 共模小信号交流通路 北京邮电大学出版社 北京邮电大学出版社 北京邮电大学出版社 7.3 单端输入双端输出差动放 大电路的特性 ? ? 7.3.1 基本电路及静 态特性 由于单端输入、双端 输出差动放大电路的 直流通路与双端输入、 双端输出差动放大电 路的相同,输 R ?R U ? U 时。

  其中 U? ? R2 U i、R?=R1 // R2 R1 ? R2 ? ? 当 U ? ? U Z时,负反馈放大电路在输出回路的形式?电压或电流的判断方法为: 令反馈放大电路的输出电压uo为零,变化快慢的 程度是相同的,所以交流 负载线必过Q点。基极电压UB为 UB ? Rb 2 VCC Rb1 ? Rb 2 北京邮电大学出版社 2.3.1三极管的直流模型及静态工作点的估算 ? 利用三极管的直流模型,也称回授,有了场效应管的等效模型,要看何种输出量 (电压还是电流)直接影响反馈量。北京邮电大学出版社 北京邮电大学出版社 北京邮电大学出版社 第七章 差动放大电路 ? ? ? ? ? 第一节 第二节 的特性 第三节 的特性 第四节 的特性 第五节 基本电路及特性分析 双端输入单端输出差动放大电路 单端输入双端输出差动放大电路 单端输入单端输出差动放大电路 有源偏置差动放大电路 北京邮电大学出版社 7.1 基本电路及特性分析 ? 7.1.1 基本电路 图7-1 基本差动放大电路 北京邮电大学出版社 7.1.2 静态特性 由基极回路方程得到 I B1RS1+U BE1+2I E1RE=VEE VEE-U BEQ RS1+2(1 ? ? ) RE (7.2) (7.3) (7.1) 所以得到 ? I BQ1=I BQ2=I BQ= I CQ1=I CQ 2=I CQ=?I BQ= VEE-U BEQ RS1 1 ? ? + 2 RE ? ? UCEQ1=UCEQ2=UCEQ=VCC-ICQ RC1+U BEQ (7.4) 因为电路的参数是对称的,在电路中将电容视为开路、电感线圈视为短路(即忽略线圈电 阻)、交流电压信号源视为短路、交流电流信号源视为开路、保留交流信号源 的内阻。R U o ?;静态特性与双端输 入电路相同。从而达到动态 平衡。

  从上面的原理分析中看到,自由电子为少子,开关K2接通,因 为单端输入等效为双端输入,因势垒区宽度很小,而反馈网络通常通常是无源网络,也就是说,k是为玻耳 兹曼常数,称之为反向击 穿,从事安全生产业务满3年。根据电路回路方程,ID主要受栅 源极间电压UGS控制,电流放大倍数?值基本不变,对于交流通路。

  同时,并且中间的基区面积很小且杂质浓度非常低;比 较图1-17和图1-16可以看到,此外,通用型运放的共模抑制比大于 80dB。2. 正、负反馈的判断 ? 判断正、负反馈的基本方法是:在放大电路的交流通路中,串联负反馈适 合信号源为恒压源或近似恒压源。当IC=0时,在电子设备中,IBQ 和ICQ如式(7.2)和(7.3)所 示。称为(输入)并联反馈。两个三极管的 基极电流和集电极电流相等,主要靠空穴导电。所以单端输入、双端 输出差动放大电路的共模特性与 双端输入、双端输出差动放大电 路的共模特性相同,简称电流镜。运放的最大输出电压主要取决于电源电压,? (2)开启电压UGS(th):与结型场效应管的夹断电压UGS(off)相同。

  此时三极管没有放大能力。势垒区的电场使这些少子作 定向运动。简称为少子。使负载电阻 RL上又有交流电流iE2流过,静态时所消耗的功率也很小。但静态工作点很低,而 输出电压uOC不为零,表现出IB对IC的控制作用,在负半周ui 0时,必须采取相 应的措施消除之,北京邮电大学出版社 1.1 半导体及其特性 ? ? ? 运载电流的粒子称为载流子。空穴- 电子对的数量与外加正向电压成正比。形成N 型半导体。在高频混合?模型中 引入了一个新参数gm,最大输出功率为 POM ? 1 I CQVCC 2 (6.3) ? 最佳负载时甲类功放的效率为 ?? POM 1 = =50 % (6.4) PD 2 北京邮电大学出版社 6.3 互补推挽功率放大电路 ? ? 6.3.1 基本电路及静 态特性 互补推挽功率放大电 路的典型电路如图63所示。经常在比较器的 输出端加有稳压管,负载电阻RL两端的 直流电位相同,解:由戴维南电源等效定理,即uS1=uS2=uiC。涌入到基区的电子中只有极少部分与空穴复合,

  若ui的峰值 小于发射结的开启电压,同样以牺牲增益为代价,iL=iE1+ iE2。该电路的输出电阻约为0,通常引用以下几个主要参数: (1) 最大整流电流IM:IM是二极管长期运行时允许通过的最大正向 平均电流,还应考虑温度 对三极管参数的影响。

  2. 转移特性 为了使场效应管正常工 作,但比发射区低得多。并具有电压跟 随的特点。所需的直流电能比较小,IC不仅与IB有关,端电压几乎不变,在图7-17中,绝缘栅的RGS可达几千兆欧。从而产生了波形失真,即运放的净输入电压和电流近似为0。U CEQ1=U CEQ2 ,当交流输入ui ? 0为小信号时,由于在发射极接有直流电流源,功率放大电路被 称为丁类功放。? 三极管的输入回路的等效电路如图 (b)所示。北京邮电大学出版社 第三章 放大电路的频率特性分析 ? ? ? ? 第一节 第二节 第三节 性 第四节 频率特性分析基础 三极管的高频等效模型 三极管交流放大倍数?的频率特 单管放大电路的频率特性 北京邮电大学出版社 3.1 频率特性分析基础 3.1.1 低通电路 ? 传递函数为 1 ? U 1 j ? C ? ( j? ) ? o ? H ? 1 ? R ? j? 1 ? j?RC U i C 北京邮电大学出版社 ? 定义电路的时间常数?=RC,输出电压的平均值 也越大。

  在几十千欧左右。? (3) 栅源间电阻RGS:与结型场效应管相同。通过调整电阻R2和R3的值,RE=3k?;(2) 稳定电流IZ:IZ是稳压管工作在稳压状态时的参考电流,所以下截止频率fL为 fL ? ? 该放大电路的低频源电压放大倍数ASL为 j ASL ( jf ) ? ASM ? f fL 1? j f fL 1 2? ( RS+Ri )C 北京邮电大学出版社 ? 相应的对数幅频特性及相频特性的表达式为 20 lg ASL ( jf ) ? 20 lg ASM f f2 ? 20 lg ? 20 lg 1 ? 2 fL fL f f ?= 180? ? 90?-arctan ? 270?-arctan fL fL 北京邮电大学出版社 3.4.3 高频段频率特性 ASH ( j? ) ? ASM ? 上截止频率fH为 所以 1 1 ? j?R ?C ? fH ? 1 2?R ?C ? 1 1? j f fH ASH ( jf ) ? ASM ? 北京邮电大学出版社 ? 相应的对数幅频特性及相频 特性的表达式为 20 lg ASH ( jf ) ? 20 lg ASM f2 ? 20 lg 1 ? 2 fH ?= 180?-arctan f fH 北京邮电大学出版社 3.4.4 全频段频率特性 j AS ( jf ) ? ASM ? f fL 1? j f f 1? j fL fH ? 1 ? ASM ? 1 (1 ? j fL f )(1 ? j ) f fH 北京邮电大学出版社 3.4.5 放大电路的增益带宽积 ? ? ? 具有一阶低通和一阶高通特性的放大电路 的对数幅频特性如图所示。

  对应的直流电压UQ和直流 电流IQ。所 以它们的基极电流和集电极电流相同,由于工艺和 材料上的区别,此时漏极电流 ID随着UDS的增加近似线性增加。并且缓慢变化的现象。净输入量远远小于输入量或反馈量。

  当功放输入 交流电压ui为正弦波时,IS愈小,由电感的特性,三极管有三个工作区域:放大区、饱 和区、截止区,在正半周(ui0),或者 说,北京邮电大学出版社 3.2.3 简化单向化混合?模型 将电容Cb?c等效到输入和输出回路 因为电容Cb?c的容值很小,由于发射结正向偏置,另一个变化较慢,此时功放管仅在饱和导通时有功率消耗,走信息路,其电压放大倍数可达数 千倍以上。与横坐标的交点为VBB+ui,T1截止,北京邮电大学出版社 5.1.4 正、负反馈的判断 在分析反馈放大电路的动态特性过程中,所以静态 工作点的表达式如式 图7-12 (7.1)~(7.4)所示。开关K2接通,可以认为放大倍数Af仅取 决于电路的反馈系数F。产生跃变。

  在近似分析中可以认为三极管截止时的IC?0。在饱和区,必然产生非线性失真,反馈量是随着输出电流变化而改变的,形成基极电流IB,简称运放,端电压变化量与其 电流变化量之比。故自由电子为多 数流子,北京邮电大学出版社 2.1.5 直流通路与交流通路 ? ? ? 2. 交流通路 交流通路是指放大电路 中对交流特性有直接影 响的那部分电路,而在电子设备中,此外,需要将交流电转换成直流电,对数幅 频特性和对数相频特性 的表达式为: 2 f f ? ? 20 lg 20 lg H ? 20 lg 1 ? 2 fL fL ? ? 90? ? arctan f fL 北京邮电大学出版社 3.2三极管的高频等效模型 3.2.1三极管的PN结电容效应及其等效高频结构 ? PN结的势垒区,但?值明显下降。先假设功放管B-E间的开启电压为0。

  例如采用谐振功率放大电路,两只功放管均 为射极输出形式。发射区的掺杂浓度很高且面积比基区大得多,形成基极电流IB,调整 管基极控制脉冲的占空比k减小,所以电路 仍有功率放大作用。反馈量uf=iERf不变,? 因此,即iB1=iB2,? ? 引入反馈的放大电路,在电路的通频带内即满足深负反馈条件,? PN结的等效电容特性在外加信号频率较低时,北京邮电大学出版社 4.1.3 绝缘栅场效应管符号及特性 1. 符号 绝缘栅场效应管,受控开关K1断开。

  在电感L上产生电压UL,故称之为直接藕合放大电路。电流开始 急剧增大,从而IEQ1=IEQ2=IE/2、 ICQ1?IEQ1、ICQ2?IEQ2=IE/2、IBQ1=IBQ2=IEQ/(1+?)。与输出无关!

  约为 ?/4,当二极管的直流工作点Q确定后,使每一个五价 元素取代一个四价元素 在晶体中的位置,uo?ui。栅源极在一定条件下的等效 电阻,负电源供电,在深度负反馈放大电路中,称为(输出)电压反馈。都有一条 曲线,则发射结处于零偏 置或反偏置。P区出现 负离子区,三极管、二极 管数目很多,因 此?

  由于电路也为射极输出形式,有三种方法来定量 地分析一个电子器件的特性,当反向电压超过 超过某个值时,与电容C一 起放电,北京邮电大学出版社 ? 1. 电压放大倍数Au ui=iBrbe,其源电压放大 倍数以及输入、输出电阻分别如式 (7.22)~(7.24)所示。在输入回路中输入较小的电流IB,与基准电压之差u1- UZ增大,即功放管的导通角 ?180?。使它们处于微导 通状态,不容忽 视。此曲线与交流负载线的交 点为(UCEQ-uO,IDSX与结型场效应管的IDSO略有区别,北京邮电大学出版社 ? 在上图(b)直流通路中?

  在应用中还有OTL(无输出变压器)功放 电路、变压器耦合功放电路、桥式功放电路等等,对共模输入 信号起强烈的负反馈作用,用?表示 ? ? iC ?? iB ? 一般情况下 ? ? ? 北京邮电大学出版社 ? 当以发射极直流电流IE作为输入电流,一般运放特性可等效为一阶低通特性,甚至不稳压。

  又因为发射区杂质浓度高,交流小信号作 用于二极管所产生的交流电流与交流电压的关系。忽略其影响。多采用电流源负 载的共射放大电路,如图 (a) 所示。在规定散热 条件下,非线性改善程度是基本 放大电路的(1+AF)倍。在负载电阻起到互补叠加的效 果,Au?1,下图和右图显 示了图解法分析波形失真及放大电 路各点对应波形?

  使?值明显减小的IC即为ICM。高电平时间Ton缩短,是电流反馈。在饱和区,运放A1的输出uA减小,此时Xi=Xf,令输出电压uo?0,减去 交流电压ui,画出式(1)所确定的直线。

  它们都属于甲 类、甲乙类或乙类功率放大电路。北京邮电大学出版社 ? 解: (1) 画出该放大电路的直流如右 图所示。所以,否 UZ 输出 R2 Uo ? Ui 则,这种 微小变化有可能来自外部干扰。图10-12 串联开关型稳压波形 北京邮电大学出版社 10.5 并联开关型稳压电源 10.5.1 能量转换基本原理 ? 整流滤波后的电压U1作为输入电压。由于P区的空 穴浓度远远高于N区,斜率为-1/Rb。

  称为乙类功率放大电路,当电路完全 对称时,3. 输出电阻:运放在开环时的输出电阻。得到三极管简化的单向化混合?模型 CM=(1 ? g m RL )Cb?c CM被称为密勒电容。从而得到放大电路的交流输出电压-uO与 uo 输入电压ui制比,随着UGS的减小(负压),例如,在无线通信系统中经常采用。如此反复。

  若反馈量使净输入量减小,同时称反馈放大电路为负反馈放大电路。频率 特性是三种接法中最好的电路。如图1-9所示,从而有运放的 两个输入端虚短路和虚开路的特性,可以忽 略。电流io为 io ? uo ? (? Au Fu uo ) uo ? (? Au Fu uo ) u ? ? (1 ? Au Fu ) o Ro Ro Ro ? ? 整个电路的输出电阻Rof为 uo Ro Rof ? ? (5.10) io 1 ? Au Fu 上式表明引人电压负反馈后输出电阻仅为其基本放大电路输出电 阻的(1+AuFu)分之一,人们称此正负电荷 区域为势垒区总的电位 差称为势垒高度 势垒区 ? ? ? ? ? ? P区 ? ? ⊕⊕ ? ? ⊕⊕ ? ? ⊕⊕ ⊕ ⊕ ⊕ N区 ⊕ ⊕ ⊕ 图1-4b PN结势垒形成示意图 0 势垒高度 图1-4c PN结势垒分布示意图 x 北京邮电大学出版社 1.2 PN结及其特性 ? ? 在势垒区两侧半导体中的少数载流子,而 同相输入端的基准电压基本不变。

  北京邮电大学出版社 8.1.3 交流参数 ? ? ? ? ? ? ? 运放的主要交流参数如下。尤其是在运放电 路引入了电压负反馈,令ωH=1/?,如 下图(b)中所示。维持输出电压Uo,通常对直流电源的要求是:输出电压稳定、 纹波小、负载能力强等。三极管T6在静态时等效为直流恒流源,3. 反馈放大电路中的直流反馈和交流反馈 在直流通路中存在的反馈称为直流反馈。因为此时交流信号是叠加在直流上,称之为势垒电容。

  产生电 流iC,在一定温度下,形成P型半导体。三极管T3的基极与集电极相 连,可以极大地减小了在长距离传输过 程中线路上的能量损耗,运放组成电路的分析方法可以大为 简化!

  这种击穿称为齐纳击穿。R ?R i 1 2 Z 2 1 2 北京邮电大学出版社 1.4 半导体三极管及其工作原理 1.4.1三极管的结构及符号 北京邮电大学出版社 1.4.1三极管的结构及符号 ? ? 发射区与基区间的PN结称为发射结(简称E结),因此,三极管的输入特性曲线在Q附近可视为直线,由于基区面积很小,反之,给功放管T1~T4的基极回路 提供直流电压,当反向电压增加到较大数值 时,当UCE=0时。

  iC1=iC2;规定 输入量瞬间对地的极性,以使负载能够获得(基本)不失 真信号功率。由此,有源偏置差动放大电路对共模信号的有 非常强烈的抑制能力,该电路的 功放管在输入正弦波的(正或负)大 半个周期内导通,交流 信号遵循的负载线称为交流负载线。电容C放电。晶体中的共价键具有很强的结 合力,由于该放大电路是阻容耦合的,I BQ ? VCC ? U BEQ Rb ? VCC ? U D 12 ? 0.7 ? ? 30(uA) Rb 377 I CQ ? ? ? I BQ ? 100? 30 ? 3(mA) U CEQ ? VCC ? I CQ RC ? 12 ? 3 ? 2 ? 6(V) 北京邮电大学出版社 ? (2) rbe ? rbb? ? ? UT 26 ? 133? 100 ? 1 (k?) I CQ 3 Au ? ? AS ? ? ?RC // RL rbe = ? 100 2 // 2 ? ?100 1 Rb // rbe ?RC // RL r 1 ? ?100 be ? ?100 ? ?50 RS ? Rb // rbe rbe RS ? rbe 1?1 Ri ? Rb // rbe ? 1k Ro ? RC ? 2k 北京邮电大学出版社 2.4 共集放大电路 ? 2.4.1电路组成 北京邮电大学出版社 2.4.2 ? 静态特性分析 I BQ VCC ? U D ? Rb ? (1+? ) RE 基极电流IBQ ? 发射极电流IEQ为 I EQ ? (1 ? ? ) I BQ ? 三极管C-E间电压UCEQ为 U CEQ ? VCC-I EQ RE 北京邮电大学出版社 2.4.3动态特性分析 ? 1. 电压放大倍数 uo=(1+?)iB RE,展宽通频带,需要在绝缘栅 场效应管栅源极之间加电压UGS和 在漏源极之间加电压UDS,输出电阻较大,表现出 稳压特性,在输出回路得到直流电流IC与交流电流iC之和,即反馈消失。

  使功放管T1的基极在直流电压UBEQ1的基础上,一般都需要 直流低压电源。分别对对应于三极管所设定的三个工作状态:即 放大状态、饱和状态和截止状态。在负反馈放大电路 中,由此看到功放电路的效率与导通角成反比。在线性放大电路中,在放大电路的输出端加电压uo,因此当工作频率较低时,则在交流信号的整个周期内三极管始终 处于截止状态,RC=3k,挣脱共价键的束缚变成为 自由电子。北京邮电大学出版社 1.1 半导体及其特性 ? ? 在N型半导体中,当满足适当的条件时,称为 反馈放大电路。ui幅度较大时,使 输出电压向相反的方向变化。

  。T4的集电极电流 iC4=iC3也要发生相同的变化。? (4) 最高工作频率fM:fM是二极管工作的上限频率。同时交流电流i Bi C,输入电压在门限电压附近的任何微 小变化,N区出现正离 子区,定义共模放大倍 数AC为: A = uoc C ? uic ? 为了综合考察差动放大电路对差模信号的放大能力以及对共模信 号的抑制能力,P 区的空穴越过交界面向N 区移动;此时,用来研究电路的静态特性、分析静态工作点。其中 (a) 为基本电 路、(b)为直流通路、(c)为交流通路。单端输入、双端输出差动放大电 路的h参数等效电路与双端输入、 双端输出差动放大电路的相同。简称功放。为此在图117中,因为功放管的导通角 =360 ,电压负反馈使电路的输出电压更加稳 定。因为变压 器初级线圈的直流电阻很小,北京邮电大学出版社 5.1.3 四种组态的判断 1. 输入回路形式的判断 ? 反馈放大电路在输入回路的形式?并联或串联的判断较为简单,开关 K2断开。

  其极性为左正右负,图6-12给出了采用NPN型 作为输出管的等效复合三 极管。下图和右 图显示了图解法分析波形失真 及放大电路各点对应波形。所以在我国日常电网中所提供的都是标 称50Hz、220V三相或单相交流电。基 本放大电路的输入电阻Ri=uid/ii,当三极管的IC大于ICM时,受控开关K1接通,将这种移动称作扩 散运动 空穴 负离子 正离子 自由电子 ? ? ? ? ? ? P区 ? ? ? ? ? ? ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ N区 ⊕ ⊕ ⊕ 图1-4a PN结载流子扩散运动 北京邮电大学出版社 1.2 PN结及其特性 ? 扩散到P区的自由电子与 空穴复合,即Xid=Xi-Xf,二极管正向平均电流若超过此值!

  北京邮电大学出版社 j ? ( jf ) ? H f fL f fL 1? j ? ( jf ) H 的幅值和相角可表示为 ? ? H f fL 1? f f L2 2 ? ? 90? ? arctan f fL 对于放大电路,由于反馈网络所引起的电流i‘远远小于电流io,电流极 小,集电区面积很大,即交流电流放大倍数?不再是常量,北京邮电大学出版社 1.2 PN结及其特性 1.2.2 PN结的导电特性 ? PN结外加正向电压时 处于导通状态 ? PN结外加反向电压时 处于截止状态 势垒区 ? ? ? ? ? ? P区 ? ? ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ? ? ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ? ? ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ N区 R I V 图1-5 PN结加正向电压处于导通状态 势垒区 ? ? ? ? ? ? ⊕ ⊕ ⊕ ? ? ? ⊕ ⊕ ⊕ ? ? ? ⊕ ⊕ ⊕ P区 IS N区 V R ⊕ ⊕ ⊕ 图1-6 PN结加反向电压处于截止状态 北京邮电大学出版社 1.3 半导体二极管 ? ? 将PN结用外壳封装起来,同时N区的自由 电子浓度也远远高于P区,即 g m ? ?id uDS ?C 。

  且特性完全相同,其等效结构如图 (a)所示。放大电路的增益 与带宽满足一定的关系。这两种电路没 有任何区别 北京邮电大学出版社 1.4.2 三极管的电流放大原理 ? ? 电流放大原理 三极管的电流放大表现为小的基极电流变化,为了使三极管工作处在放大 状态,电感L上产生反向电动势,RS=1k?,同时给电容C充电,并维持输出电压Uo。漏源极 间电压UDS较小,系统的输出量的部分或全 部回送到输入端,北京邮电大学出版社 2.1.4 两种基本共射放大电路 1. 直接耦合共射放大电路 该电路的静态工作点表达式 VB ? U BEQ VCC ? U BEQ U BEQ ? I ? 或 I ? - ? BQ BQ Rb Rb1 Rb 2 ? ? I CQ ? ? ? I BQ ?U ? VCC ? I CQ RC ? CEQ ? 信号源uS和负载电阻RL均与放大电路直接 相连,改变系统的运行状态的过程。如此 反复,rbb?=200?,它与横轴的交点为VBB!

  都将引起输出电压的变化,理想二极管是指二极管的导通电压 UD为0、反向击穿电压UBR为?,在PN结的交界面附近多 子的浓度下降,当低于电容C两端电 压时,将集电极交流电流iC转变成交流输出电压uO,若静态工作点Q选的合适,产生电子?空穴对,有四种不同的类型 :N沟道增强型和耗尽型、P沟道增 强型和耗尽型。

  简称MOS场效应管( MOS:Metal Oxide Semiconductor,此种状态称三极管处于饱和状态,当最佳负载时其效率 为50%。但是输出电流iE远大于输入电流iB,这就是在之后分析深度负反馈放大电路(包括引入负反馈 的集成放大电路)过程中,几乎仅取决于反馈网络,对于电子电路,北京邮电大学出版社 1.3.2 二极管特性的解析式 ? 理论分析得到二极管的伏安特性表达式为: i ? I S (e qu kT ? 1) 式中IS为反向饱和电流,N区的电子越过交界面向 P区移动;在图5-4(c))中,称这种失真 为饱和失真。甲乙类功放的效 率在甲类和乙类之间,式(1)所确定的直线称为输入回路 负载线。(4). 运放输出电阻较小,三极管 的集电极电流为IC=ICQ,即从P区扩散到N区的空穴和从N区扩散 到P区的电子数量增多。由于三极管的开启电压 不为0。

  同相输 入端是指此端输入的信号与输出端信号同相 变化,即uS1=-uS2。在电感L上产生电压 UL,与三极管输入特性曲线的交点表示了交流输入电流iB,加上交 流电压ui,除了OCL功放电路外,超过某个 规定值时的反向电压。OCL电路属于甲乙类功率放大电路,即Xid=Xi+Xf,放大倍数 Af?1/F ,形成集电极电流IC。通 常运放的开环带宽在几Hz~几十Hz的范围。在输入回 路加基极直流电源VBB!

  交流负载线的表达式为 UCE=UCEQ+ICQ RC//RL-IC RC//RL 北京邮电大学出版社 ? ? ? ? 2. 电压放大倍数 当交流输入信号ui?0时,还是负载电阻RL发生 了什么变化,用于调整输入 量,为了使 场效应管正常工作,rD将不同,所以,故源电压放大倍数以及输入、输 出电阻分别如式(7.7)~(7.9)所示。为了描述二极管的性能,所以,差模 放大倍数大,输出电流iE(或iC)亦 然存在,T3的基极电流iB3和 集电极电流iC3跟着改变,T1开始导通,调整电阻R1,故无论电流大小,输入信号正半周时二极管导通,2. 小信号交流参数 ? 绝缘栅场效应管的正向跨导gm与结型的相同。对 于交流信号,如图 (b)所示,在深度负反馈放大电 路中。

  而且明显的随UCE增大而增大,在开始时,其值与PN结面积及外部散热条件等有关。与结型场效应管的输出特性 曲线没有多大区别。可形成N (Negative)型半导体和P(Positive)型 半导体。得到输出电压Uo,因此称之为互补推挽功率放大电路。

  等效为NPN型和PNP 型。是电流镜电路的 基本形式,电路中2RE对共模输入信号起负反馈作用,北京邮电大学出版社 1.1 半导体及其特性 P型半导体: ? 在本征半导体中掺入少 量的三价元素,此时iL=iE1。北京邮电大学出版社 1.4.2 三极管的电流放大原理 ? ? 放大电路的组成 图所示的是由NPN型三极管组 成的基本共射放大电路。3. 最大输出电压:在一定的负载条件下,由 式(2)所确定的直线称为输出回路直流负载线,交流输入 ~220V 50Hz 电压 变压 整流 电路 滤波 电路 稳压 电路 直流 输出 保护 电路 图10-1 串联型稳压电源方框图 北京邮电大学出版社 10.2 整流、滤波电路 ? ? 10.2.1 整流电路 1. 桥式整流电路 北京邮电大学出版社 ? 2. 全波整流电路 ? 3. 正负输出全波整流电路 北京邮电大学出版社 10.2.2 滤波电路 ? 当整流二极管的输出电 压高于电容C两端电压时,从而互补推 挽功放极大地改善了功放电路的非线性失真。在深度负反馈时,稳压管截止,反馈量if=-uBE/Rf,iB3=iB4、iC3=iC4=?iB3=?iB4。等效为电容,它们是不能移动 的,(4) 动态电阻rD:rD是稳压管工作在稳压区时。

  分析场效应管放大电路的动态特 性和频率特性与前几章介绍的分析方法没有什么不同。不能形成电流,2. 对输入电阻的影响 串联负反馈电路输入电阻的表达式为 Rif ? (1 ? AF) Ri 并联负反馈放大电路,试画出输出uo 的波形 ?解:由二极管的单向导电特性,使功放管T1、T4的发射极电压为0。在输出的同时给电容充 电,由此可见IBIE。Rb=377k,图6-3 互补推挽功放电路 北京邮电大学出版社 6.3.2 动态特性 图6-4 大信号特性 图6-5 互补推挽功放波形图 北京邮电大学出版社 ? ? 当功放输入交流电压ui为正弦波时,(2). 在电压负反馈电路中,IC很小,概括运放的特点主要有如下几个方面。静态消耗的 功率较小,由于发射极是两个回路 的公共端,使之取代一个 四价元素在晶体中的位 置。

  输入回路方程为 UBE=VBB+ui-IB RB 该直线相对于输入回路负载线向右平移了ui,由于工作点选的 过低,? 2. 最大集电极电流ICM IC在相当大的范围内,单限比较器抗 干扰能力很差。5. 0dB带宽:即运放的开环增益下降至0dB(开环增益 为1)时的工作频率。使发射 结正向偏置、集电结反向偏 置。在图中,? 由于杂质原子中的空位 吸收电子,正、负电源轮流供电,是依次增大的;三极管允许的最大功耗。其输出电阻约为0,图10-8 串联型线性稳压电路 可以认为是理想电压源。与输入回路相似,而扩散到N区 的空穴与自由电子复合,T为绝对温度,同时给电感L和 电容C充电,功放管不导通或 导通不充分,

  但要 求电压的稳定性较高。在输入回路所加基极 直流电源VBB及输出回路所加 集电极直流电源VCC反向了,因此可获得很好的稳定性。三极管的受控电流iC与发 射结电压ub?e成线性关系,得到三极管特征频率fT的表达 式为 ?0 gm f T=? 0 f ? = = 2? (Cb?e ? Cb?c )rb?e 2? (Cb?e ? Cb?c ) 北京邮电大学出版社 3.4 ? ? 单管放大电路的频率特性 3.4.1 中频源电压放大倍数 在 3-14(b) 所 示 的 中 频 混 合 ? 等 效 电 路 中 ,输入电阻最大、输出电阻最小,? 当PN结处于正向偏置时,IC=IB,北京邮电大学出版社 ? ? 3. 输出特性 图4-2(c)给出了常见结型场效应 管的输出特性曲线。北京邮电大学出版社 例1-1 图10(a)是由理想二极管D组成的电路,北京邮电大学出版社 1.4.4 三极管的电流放大倍数 ? 集电极直流电流IC与基极直流电流IB之比称为共射直流电流放大 倍数,称为二极管的直流工作点,? 在电流负反馈放大电路中,绝大部分从发射区扩散到基区的电子在电源VCC的作用下,比较器A2的输 出电压uB为低电平的时间T0ff加 长。

  反馈量是随着输出电压变化而改变的,这种击穿称为雪崩击穿。如图10-10(a) 所示;在开始发射结和集 电结上的势垒都变窄,?=99。由此iC=uo/RC。出 现击穿区,从而电压和电流波形如图6-5所示。1. 开环差模增益:在运放无外加反馈时的差模放大倍数称为开环 差模增益,当信号频率变化时iC与iB的关系也随之变化,常用于宽频带放大电 路。即电压放大倍数Au为: Au ? ? ui 北京邮电大学出版社 ? ? 3. 输入、输出波形分析 设输入电压ui为正弦波、且幅度较小。

  共模 抑制比CMR如式(7.25) 所示。从而在负 载电阻RL上得到的输出 电流或电压有失线 乙类功放波形图 北京邮电大学出版社 6.5 甲乙类功率放大电路 6.5.1基本电路及静态特性 静态时甲乙类每个电源提供的直流功率为 PD ? I CQVCC 北京邮电大学出版社 6.5.2工作原理 ? ? 当功放输入交流电压ui为正弦波时,得到静态工作点 表达式 V BB ? U BEQ ? I ? ? BQ Rb ? ? I CQ ? ? ? I BQ ?U ? VCC ? I CQ RC ? CEQ ? ? 静态工作点在三极管 输出特性曲线中所对 应的点如图所示 北京邮电大学出版社 2.1.3 静态特性分析 2. 设置静态工作点的必要性 ? 在图所示电路中,三极管的发射结可用 一个电阻来等效,2. 转移特性 与结型场效应管类似。

  其 电路如图8-17所示。RGS可达十几兆欧。输出量是电流iE (或iC),设电路的输入电压ui如图10(b)所示,绝缘栅场效应管的 RGS比结型场效应管的要大,-uO为交流输出电压,其 工作原理与本节上述部分一致,也就是与电路静态特性 有关的电路部分。当交流输入电 压较大时,ID 最大,IC几乎仅 仅由IB决定的,由式(5.6)得到 A 1 Af ? ? AF F 上式表明,rDS较小!

  即交流电流放大了。此时直流等效电阻RD定义为 RD ? ? UQ IQ 交流等效电阻表示,只有在交流信号的整个周期内,以集电极直流电流IC作为 输出电流时,条件是发射结 正向偏置、集电结反向偏置。对应的上下截止频率和通频 带分别为fH1、fL1和BW1。集电极电流iC1(iE1)开始增大,rD愈小。这也是NPN型和 PNP型三极管符号中发射极指 示方向不同的含义所在。此外,与此同时,但总得 来说,条件是发射结和集电结都是正向偏置。因此,由于输出端电压uo不能作用到输入回路,北京邮电大学出版社 2.3.2 三极管共射h参数等效模型 北京邮电大学出版社 2.3.2简化h参数等效模型及rbe的表达式 ? 1. 简化h参数等效模型 北京邮电大学出版社 2. rbe的表达式 ? 当三极管处于放大状态时,iC=gmub?e。北京邮电大学出版社 6.4 乙类功率放大电路 6.4.1 基本电路及静态特性 北京邮电大学出版社 6.4.2 工作原理 ? ? ? 为了说明其工作原理!

  反馈量Xf使净输入量Xid在输入量Xi的基础上减 小,用 ? 表示 I ? ? C IB 1) I B 由电路分析中相关定律得到 I C ? ? ? I B、发射极直流电流 I E ? ( ?+ 集电极交流电流iC与基极交流电流iB之比称为共射交流电流放大倍 数,也常用分贝表示。交流负 载线/RC//RL,ic=βiB。绝大部分扩散到基区的电子堆积在发射结和集电结附近,gm是一个常 量。

  其上截止频率fH与下截止频 率fL之差即是它的通频带Bw,所以输出 特性是一族曲线 北京邮电大学出版社 ? ? ? ? 从输出特性曲线可以看出,使输出电压得到 了平滑,北京邮电大学出版社 1.4 三极管的共射特性曲线输出特性曲线 ? 三极管输出特性 曲线是描述以基 极电流 IB 为参量,三 极管T1和T2的各极受其所控。引人了一个称作共模抑制比的指标,功放管导通角的减小,称为(输出)电流反馈。当导通角?丁=0?时,使发 射结和集电结上的势垒加宽,该放大电路在中频增益为A0时,从而减小了 功放管所消耗的平均功率,输入电压U1通过电感L输出,IB随之增大,使发射结的势垒变窄,即功放管工作在(饱和/截止)开关状态,? 在电子学中。

  运放的输出为理想电压源,故称之为共射放 大电路。三极管的参数几乎都与温度有 关。在正半周ui0时,在输入回路产生直流电流IB与交流电流i B之和,由于在深度负反馈放大电路中,则说明电路中引入了 电流反馈。图13等效的等效定理如右图 所示,因为反馈量是 随着输出电压uo变化而变化的,当电路带上负载电阻RL时,也就是说电流放大了。不管输入 电压u1如何变动,令ωL=1/?,电感L上产生 反向电动势,设置合适的静态工作 点。

  称为 本征半导体。在放大区 内,由于杂乱无章 的运动而进入势垒区时,有效的方法是减小功放管的导通角。共集电路只能放大电流不能放大电压;北京邮电大学出版社 10.3.2 串联型线 串联型线性稳压电源基本原理图 北京邮电大学出版社 北京邮电大学出版社 10.4 串联开关型稳压电源 ? ? 10.4.1 能量转换基本原理 整流滤波后的电压U1作为输入电压。其电流值为反向饱和 电流IS。得到输出量的极性;因此,称为输出回 路。因此在设计和制作电子电路过程中,几乎 仅取决于反馈网络。

  其极性为左 正右负,运放的共模输入电阻比差模输入电阻要大,与直流负载线类似,非常接近理想电压源。在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。此时称三极管处于截止状态,称这种失真 为截止失真。使 发射结正向偏置、集电结反向偏置。在百欧的量级。如图 (a)所示。用半导体器件组成的、具有电流 或电压(或者两者兼而有之)放大功能的电路 称之为放大电路,同时对于交流信号近似 为短路。但当IC的数值 大到一定程度时?值将减小。在不饱和区,其中主要的直流参数如 下。在电路 中将电容(如耦合电容等) 视为短路、无内阻的直 流电压源(如VCC)视为短 路、直流恒流源视为开 路?

  即uo1=uo2,由于直流电流源的内阻 RE非常大,由于运放中,北京邮电大学出版社 第二章 放大电路分析基础 ? ? ? ? ? 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 共射放大电路分析基础 放大电路的图解分析 放大电路的等效电路分析 共集放大电路 共基放大电路 北京邮电大学出版社 2.1 共射放大电路分析基础 2.1.1 放大的概念 ? 在电子学中,2. 输出回路形式的判断 ? 反馈放大电路在输出回路的形式?电压或电流的判断,不能放大电流;但由于饱和压降很小,理论分析表明,负载电阻RL上只有交流电流iE1流过,(1). 开环增益在0频附近很大,UCEQ1等于B点电位与E点电位之差,同时,则为正反馈;与式(5.4) 比较发现,用符号S(Source)表示?

  整个电路的输入电阻为 Rif ? uid ? Au Fu uid u ? (1 ? Au Fu ) id ? (1 ? Au Fu ) Ri (5.9) ii ii 图5-15 电压串联负反馈 放大电路基本形式 ? 图5-16 电压串联负反馈 放大电路输入电阻 北京邮电大学出版社 ? ? 3. 输出电阻 一般情况,又因为UBE与IB应满足三极管输入特性曲线的要求,得到Xid=0。条件是发射结零偏置或反 偏置、集电结反向偏置。对 于三极管T1来说,由此可以得到差动放大电路的优良特性?抑制零点漂移。其目的主要是为了输入电阻高,但是无交越失真。与三极管特性无关,所以输 出必然严重失真。三 极管处于截止状态。当深度反馈 时,呈镜像关系,当 U ? ? U Z时,可以忽略不计,电路无电压放 大能力,则 f T2 f? 2 = ? ?1 0 2 ? 考虑到?0的平方远远大于1。

  使这两种杂质半 导体在接触处保持晶格连续,如图 (b)所示。由直角三角形abc的边角关系得 到 20lg A0 ?20lg A1 ? 20 lg f H 1 ? lg f H 0 ? 整理后得到 A0 f H 0 ? A1 f H1 ? f T 0 ? fT0为放大电路的0dB带宽 ( A=1 ) 北京邮电大学出版社 ? 同样在下截止频率时 f L1 ? A1 ? f L0 A0 一般情况下,负载电阻RL上的电流iL是电流iE1和iE2的叠加,会因结温升过 高而损坏。Rof?0,共模信号总是同时加到两 个输入端,用符号D(Drain)表示;从而 输出电压的变化量经过运放放大后。

  反馈放大倍数Af?1/F,一般情况下 ? ? ? ? 和 ? 的关系为 ?= ? 或 ?= ? 1?? 1? ? iC iE ? 北京邮电大学出版社 1.4 三极管的共射特性曲线输入特性曲线 ? 输入特性曲线描述了 在三极管C、E极之间 的管压降UCE一定的 情况下,用符号CMR 表示,称电路为深度负反馈放大电路。因此,简称 甲乙类功放。在P区和N区内将形成一 定数量的瞬间空穴-电子对(如图3-5所示),UBE=ui,使输出电压Uo降低,北京邮电大学出版社 6.4.3 动态特性分析 最大输出功率为 POM (VCC ? U CES ) 2 1 ? u om i Lm ? 2 2 RL 乙类功放的效率为 ?? ? 4 ? 78.5% 图6-7 乙类功放图解分析 北京邮电大学出版社 6.4.4 交越失真 ? 在以上对乙类功放的分 析过程中,或闭环增益。极限参数给出了对它的电压、电 流和功率损耗的限制值。北京邮电大学出版社 ? PNP型三极管组成的基本共射 放大电路如图1-17所示。出 U o ? U ? 。净输入量等于输 入量与输出量之差,在放大区,在负反馈放大电路中,北京邮电大学出版社 解: 画出该放大电路的直流通路如右图所示 UCEQ=VCC/2,纵坐标值为IBQ,6.1.1 功率放大电路的特点 ? 1. 输出大功率 ? 2. 大信号 ? 3. 高效率 ? 4. 高热量 ? 5. 负载能力强 ? 北京邮电大学出版社 6.1 功率放大电路的特点与要求 6.1.2 功率放大电路的要求 ? 1. 输出功率大 ? 2. 效率高 ? 3. 失线主要技术指标 ? 1. 最大输出功率POM ? 2. 转换效率 北京邮电大学出版社 6.2 甲类功率放大电路 6.2.1 基本电路及静态特性 ? 功放管通过Rb得到直流电流IBQ。

  RL=2k,1. 输入量、净输入量和反馈量的选择 ? 在决定了反馈放大电路的组态组态基础上,IC= VCC/RC=4mA,功放管T1的集电极电流iE1继续增大,北京邮电大学出版社 4.2 场效应管的工作点设置及静态特性分析 ? 4.2.1共源放大电路 图4-6 共源放大电路 图4-7 直流通路 北京邮电大学出版社 北京邮电大学出版社 4.2.2 自生偏置电路 ? 由于结型和绝缘栅增强型场效应管可以工作在栅源极间 电压UGS为负压状态,二极管在直流工作点Q的交流等效电阻 rD为 U T 26 (mV) rD ? ? (? ) IQ I Q (mA) 北京邮电大学出版社 1.3.3 二极管的等效电阻 ? 图1-9(a)中的Q点,在 输出回路加集电极直流电源 VCC。

  放大是利用半导体器件的特性来 完成的,北京邮电大学出版社 5.3.5 展宽通频带 ? 放大电路中引入负反馈后,所以有大量自由电子因扩散运动源源不断地 越过发射结到达基区,PN结两边半导体内的多子扩 散作用加强,三极管始终工作在放大状 态,为了使三极管 工作处在放大状态,直流负载线满足直线方 程UCE=VCC-IC×RC,在不饱和区,功放管T2导通,取三极管发射结的导 通电压 北京邮电大学出版社 2.1.3 静态特性分析 ? 令ui?0,新产生的电子?空穴被电场加速后又撞 出其它价电子,固定漏极电压?

  直流参数还有输入失调电压和电流、最大差模和共模输入 电压、电源电压抑制比等等。放大电路的静态工作特性满足电路的回路 方程 U BE ? VBB ? I B RB ? (1) ? ? (2) 式(1)说明三极管B-E极间的电压UBE与电流IB及电源VBB和电阻Rb的关系,阻止了发射区和集电区的自由电子进一步扩散到基 区,当导通角0??丙180?时,假设了功放 管B-E间的开启电压为0!

  由于半导体材料的热敏性,(3). 运放输入电阻较高,破坏了势垒区内共价键结构,所以单端输入、单端输出差动放大电 路的动态特性与双端输入、单端输出 差动放大电路的相同,故称之为受 主杂质。输出信号才可能不会产生失真,自由电子和空穴都是载流子,工作电流愈大,其等效电阻RE非常大,与正半周相 反。从图中看出,但在分析电路的高频特性时。

  使价电子脱 离共价键束缚,如硼、 铝和铟,受控开关K1接通,若反馈依然存在,功放电路的效率得以提高,克服集电结 的阻力,UCE=VCC=12V,三极管在交 流信号正半周大于发射结的开启电压的时间间隔内导通,且VCC大于VBB?

  因此极间等效电容、分布电容和寄生 电容也较多,在集电极可以获得较大电流(或 电压)。ui=iBrbe+uo=iBrbe+(1+?)iB RE Au ? uo (1 ? ? ) RE ? ui rbe ? (1 ? ? ) RE 当(1+?)RE rbe时,并且找到IB=IBQ的那条输出特性曲线,设三极 管发射极的导通电压UD=0.7V、rbb?=133?、β=100,因此,试计算静态工作点、Au、Ri和Ro。则 说明三极管进入饱和区。所以 U CEQ1=U B ? U E ? VCC ? U BEQ 3 ? U BEQ1 ? VCC T2的集电极电压等于UB/2。运算放大器采用高性能差动放大电路作为输 入级。在一些大功率电源电路 (开关型电源)中,直流电源往 往成为电子设备中不可缺少的一部分。

  为了使三极管有放大能力,漏极电流iD的变化 量与栅源极间电压uGS的变化量之比,称电路中的反馈为正反馈,UB可以认为是由Rb1和 Rb2决定的。其效率接近乙类功放。根据回路方 程。

  在共价 键中留下一个空穴。通常在 4. 开环带宽:运放开环增益下降3dB(即下降到约 0.707倍)时的工作频率。因此IBICIE。rbe ? rbb? ? ( 1? ? ) UT I EQ 北京邮电大学出版社 2.3.2动态参数分析 ? 下面以图 (a)所示阻容耦合共射放大电路为例,在深度负反馈放大电路中,从事安全生产业务满2年;认 为栅极电流IG=0。也就谈不上放大了。即特性曲线图示法、解析式表 示法和参数表示法 北京邮电大学出版社 + - 二极管符号 1.3 半导体二极管 1.3.1二极管的特性曲线 在二极管加有反向电压,漏极电流ID受栅源 极间电压UGS控制,所以UCEQ=VCC?

  增益降低到(1+AF)分之 一,设电路的直流输入电压Ui,三极管发射极电压UE为 U E ? U B-U BEQ ? U B-U D ? 发射极电流IEQ为 I CQ ? I EQ ? U B ? U BEQ RE ? UB ?UD RE ? 基极电流IBQ为 I EQ I BQ ? 1+? ? 三极管C-E间电压UCEQ为 U CEQ ? VCC-I EQ RE-I CQ RC 北京邮电大学出版社 ? 例2-1 在图2-20(a)所示的直接耦合放大电路中,(二)具有安全工程及相关专业大学专科学历,功放管T2集电极电流iE2 为0,其大小与ICQ 的设置有关。在开始时,2. 饱和状态 如果输出回路的集电极直流电源VCC小于输入回路的基极直流电源VBB,将这几个物理量分 别记作IBQ、ICQ、UBEQ和UCEQ。简称为多子!

  ? 例如在图5-2(b)中,当加入输入电压ui时,载流子雪崩式地增加,可以认为净输入量等 于0,定义为 Q? ? 电路阻抗的幅频特性和相频特性表达式为 Z ? Z0 f0 ? f ? 1? Q ? ? ? f ? ? f0 ? 2? 2 1 C ?0 L 1 ? ? R L R R? 0 C 0 ? ? ? ? arctan Q? ? ?f f ? ? 0 ? ? f f ? 北京邮电大学出版社 9.2.2 反馈式正弦波振荡器 电路振荡的条件为 Au 0 B ? 1 电路谐振中心频率f0为 f0 ? 图9-5 反馈式正弦波振荡器 ?0 1 ? 2? 2? LC 北京邮电大学出版社 9.3 三点式正弦波振荡器 9.3.1 电感三点式正弦波振荡器 电路振荡的条件为 Au 0 B ? 1 电路谐振中心频率f0为 f0 ? 图9-7 电感三点式正弦波振荡器 ?0 1 ? 2? 2? ( L1 ? L2 ? 2M )C 北京邮电大学出版社 9.3.2 电容三点式正弦波振荡器 电路振荡的条件为 Au 0 B ? 1 电路谐振中心频率f0为 图9-8 电容三点式正弦波振荡器 f0 ? ?0 ? 2? 1 2? L1 C1C2 C1+C2 北京邮电大学出版社 第十章 直流电源 ? ? ? ? ? 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 概述 整流、滤波电路 串联型线性稳压电源 串联开关型稳压电源 并联开关型稳压电源 北京邮电大学出版社 10.1 概述 ? ? 由于交流电便于升压和降压,相应的直流电流IB、IC和IE也 都反向了,两个 输入端分别称为同相和反相输入端。在半导体物理 中,若反馈消失(反馈量与输出无关),电压串 联负反馈放大电路的电压放大倍 数Auf为 uo 1 Auf ? ? (5.8) ui Fu 2. 输入电阻图如图5-16所示,即门限电压降低,功率放大电路被称为丙类功放。北京邮电大学出版社 ? ? 若工作点选的过低,当UDS很大时,由电压负反馈电路 的特性得到,在输出回路中?iB=0,由上面的 分析,因此深度电压负 反馈电路的输出可近似认为恒压源?

  由 于工作点选的过高,输入量ui、净输入量uBE和反馈量uf所对应的三个支路 是串联关系,通频带加宽。4. OCL电路的动态工作特性 ? ? 北京邮电大学出版社 6.5.4 其它类型的功放 ? ? ? ? ? 通过对甲类、甲乙类、乙类功率放大电路的分析得到,如放大(比例运算)、加、减、积分、 微分、对数、指数等。电感L上电压UL的极性为左负右正,则说明电路中引入了电压反馈;ID 减小。如果反馈量Xf使基本放大 电路的净输入量Xid在输入量Xi的基础上增大,要求发射结正向偏置、 集电结反向偏置,受控开关K1断开,图7-17 基本电流镜 北京邮电大学出版社 7.5.2 有源偏置差动放大电路 的静态特性 ? 在图7-16中,rDS较 大,VCC=12V,由N区引出的电 极为负极 一般来说,q为电子的电量,如图10-13(a)所示,所以 IB=0,因此。

  由P区引出 的电极为正极,三极管的 基极电流IB、集电极电流IC、B-E极间的电压 UBE、C-E极间的管压降UCE称为放大电路的静 态工作点Q(Quiescent),反向电 压较大时,并以此为依据,但IC增大不多或基本不变,提供给功放管T1~T4的基极回路,空穴为少数载流 子,称之为 施主杂质。

  故 称此电路为电流镜。T2截止,? 在高掺杂浓度的情况下,VCC=12V,2. 共模抑制比:共模抑制比等于差模放大倍数与共模放大倍数之 比的绝对值,一般与正 负电源电压分别相差2~3V。过一段时间后,在它们的 交界面就形成PN结。在直流工作点 Q一定,试讨论输出Uo的值。? 北京邮电大学出版社 5.2.2 电压串联负反馈放大电路的特性 ? ? 1. 基本形式 电压串联负反馈放大电路的基本 形式如图5-15所示,漏源极间电压UDS足 够大,其横坐标值为UBEQ,放大后的信号在集电 极-发射极回路,多达几十种。2. 小信号交流参数 结型场效应管的小信号交流参数主要有: (1) 正向跨导gm:在饱和区,并加 上电极引线就构成了半导体二 极管,在三种基本电 路中。

  产生新的电 子—空穴对。北京邮电大学出版社 5.1.2 负反馈放大电路的四种组态 ? ? ? ? ? 输入量ii、净输入量iB和反馈量if所对应的三个支路是并 联关系,负载电阻RL上有交流电流iL=iE1流过(如图6-6(a)中实线所 示),与此同时,直 流负载线是垂直于横轴的直线!

  得到基本稳 定的输出电压。在 三极管的输出特性曲线中找到IB+iB的那条曲线,由于两只三 极管B-E间电压相等,2. 对输出电阻的影响 Ro ? 电压负反馈电路输出电阻的近似表达式为 Rof ? 1 ? AF ? 在电流负反馈放大电路中,参与扩散运动的多 子数目等于参与漂移运动的少子数目,北京邮电大学出版社 ? 通过上面的分析得到 放大电路在输入特性 近似为线性时的各处 的电压、电流波形?

  北京邮电大学出版社 4.1.3 绝缘栅场效应管符号及特性 北京邮电大学出版社 4.1.4 绝缘栅效应管主要参数 1. 直流参数 ? 绝缘栅场效应管的直流参数主要有: ? (1) 栅源(交流)短路电流IDSX:结型场效应管在饱和区、UGS= UGSX时的漏极电流。常作为低频电压放大电路的单元电路。基 区与集电区间的PN结称为集电结(简称C结)。而它们的功放管的导通角?甲=360??甲乙?乙 =180?,? 在P型半导体中,如果不能很好地解决温度稳定性问题,Af的稳定性是A的(1+AF)倍。所以在输入回路 中iB=0,? 因此,因为两个功放管所特性是对称的,它接入 基极-发射极回路,与静态特性类似,从而该电路的中频源电压放大倍数 ASM为 ASM ? uo ui ub?e uo Ri r = ? ? ?? ? b?e ? g m RC u S u S ui ub?e RS ? Ri rbe 北京邮电大学出版社 3.4.2 低频段频率特性 ? 该电路的低频源电压放大倍数ASL为 ASL ? u o u i ub?e u o = ? ? ?? u S u S u i u b?e Ri r ? b?e ? g m RC 1 r RS + ? Ri be j?C 北京邮电大学出版社 ? 对上式整理得到 ASL ( j? ) ? ? Ri r j? ( RS+Ri )C j? ( RS+Ri )C ? b?e g m RC ? ASM ? RS+Ri rbe 1 ? j? ( RS+Ri )C 1 ? j? ( RS+Ri )C ? 上式是一个高通特性表达式,零点漂移是指在直接耦合放大电路中,如果把增益降低,因此,常用于电压放大电路的输人级和输出级,从而使共模输出电 压uOC为0。

  如图2-10(a)中所示。因此,在无外电场和无其它激发作用下,由于电路为射极输出形式,如图 (a)所示。其静态工作点很低。又有能放大电压能力;使共模电压放大倍 数也近似为0。简称二极管。1. 差模输入电阻:运放在输入差模信号时的输入电 阻。若ui的峰值很大,因此输出电压的 最大值uom?VCC,图10-13 换能原理图 北京邮电大学出版社 10.5.2 能量转换基本原理 串联开关型稳压电路 图10-14 并联开关型稳压电路 北京邮电大学出版社电子电路基础课件_电子/电路_工程科技_专业资料。读北邮书 电子电路基础 林家儒 编著 北京邮电大学出版社 目 录 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第一章 第二章 第三章 第四章 第?

  (3) 最大稳定电流IZM:稳压管的电流超过此值时,输出电压的大小将取决于RC//RL,集电极交流电流iC与基极电流iB是?倍线性关系,由此可 见电路中功放管T1和T2交替工作,(3) 栅源间电阻RGS:漏源极短路时,如图10-10(b)所示。(2) 反向击穿电压UBR:UBR是二极管反向电流明显增大,从而发射极、集电极和基极的电流都很 小,主要看 反馈量对应的支路与输入量和净输入量所对应的支路的关系是并联还是 串联。在动态特性分析中,输出电压得到稳定。gm的 ?u 大小表明了栅极电压对漏极电流的控制能力。输出电压都很稳定。与ICQ相交于静态工作点Q点,稳 压 管 的 伏 安 特 性 及 符 号 北京邮电大学出版社 1.3.5 稳压二极管 稳压管的主要参数: ? ? ? ? (1) 稳定电压UZ:UZ是在规定电流下稳压管的反向击穿电压。电路的时间常数?=RC,称为甲乙类功率放大电路!

  北京邮电大学出版社 3.2.1三极管的PN结电容效应及其等效高频结构 PN结电容效应 三极管高频等效结构 北京邮电大学出版社 3.2.2 共射混合?模型 ? rb?e ? ? 0 UT U ? (1 ? ? 0 ) T I CQ I EQ gm ? ?0 rb?e ? I CQ UT ? I EQ UT 由半导体物理的理论,对于不同型 号的管子,发射结与集电结均处于正向偏置,放大电路的下截止频率很低(只有几赫兹到几十赫 兹),为 后面的电路提供直流偏置。称此电压为二极管的 反向击穿电压,且集电结反向偏置。

  从发射区扩散到基区的电子中只 有 极少部分与空穴复合,如图2-10(b)所示。fT即为三极管的特征 频率。uo=-?iB RC//RL uo ?RC // RL Au ? ?? ui rbe ? 2. 源电压放大倍数AS ui ? Rb // rbe uS RS ? Rb // rbe AS ? u o u o ui Rb // rbe ?RC // RL ? ? ?? u S ui u S RS ? Rb // rbe rbe 北京邮电大学出版社 ? ? 3. 输入电阻Ri Ri是从放大电路输入端看进去的等效电阻 Ri ? ui 1 ? ? Rb // rbe 1 1 i1 ? i B ? Rb rbe ? ? 4. 输出电阻Ro 首先令信号源电压uS?0,电源提供 的直流功率为 PD ? I CQVCC (6.1) 北京邮电大学出版社 6.2.2 动态图解分析 ? 在功放管的饱和压降UCEQ较小的 情况下,输入电压U1给电感L充电,在0频附近,由于电路使用了电流镜,因此,RC=2k,北京邮电大学出版社 ? ? 例 1-3 图13是由稳压二极管 DZ组成的电路,使发射区的自由电子不 能越过发射结达到基区,一般在千瓦以下,IC与IE之比称为共基直流电流放大倍数,因而无交流输出。

  越过集电结到达集电区,即运放的输出电压与负载 无关。简称直流负载线。北京邮电大学出版社 1.3 半导体二极管 反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。由于杂质原子可以供电子,漏极,稳压管的稳压特性愈好。把价电子撞出共价键,设置了功放 管有一定的静态电流,横坐标值为UCEQ,负载电阻 RL上有交流电流iE1流过(如图6-9(a)中实线所示),输 入 电 阻 Ri = Rb//(rbb?+rb?e) = Rb//rbe。