1、1模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎第一章第一章 常用半導體器件常用半導體器件 1.1 半導體基礎知識半導體基礎知識 1.2 半導體二極管半導體二極管 1.3 雙極型晶體管雙極型晶體管 1.4 場效應管場效應管半導體半導體的導電機理不同于其它物質，所以它具有的導電機理不同于其它物質，所以它具有不同于其它物質的特點。例如：不同于其它物質的特點。例如： 當受外界熱和光的作用時，它的導電能當受外界熱和光的作用時，它的導電能 力明顯變化。力明顯變化。 往純凈的半導體中摻入某些雜質，會使往純凈的半導體中摻入某些雜質，會使 它的導電能力明顯改變。它的導電能力明顯改變。1.1 半導體的基本知識半導體的基本知識

2、1）導體、半導體和絕緣體導體、半導體和絕緣體本征半導體：本征半導體：完全純凈的、結構完整的半導體晶體。完全純凈的、結構完整的半導體晶體。 2） 本征半導體本征半導體共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為束縛電子束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自自由電子由電子，因此本征半導體中的自由電子很少，所以，因此本征半導體中的自由電子很少，所以本征半導體的導電能力很弱。本征半導體的導電能力很弱。現(xiàn)代電子學中，用的最多的半導體是硅和鍺，它們現(xiàn)代電子學中，用的最多的半導體是硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。

3、的最外層電子（價電子）都是四個。二、本征半導體的導電機理二、本征半導體的導電機理在絕對在絕對0度度（T=0K）和沒有外界激發(fā)時和沒有外界激發(fā)時, ,價價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導體中沒有電子完全被共價鍵束縛著，本征半導體中沒有可以運動的帶電粒子（即可以運動的帶電粒子（即載流子載流子），它的導電），它的導電能力為能力為 0，相當于絕緣體。，相當于絕緣體。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價電子獲在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為自由自由電子電子，同時共價鍵上留下一個空位，稱為，同時共價鍵上留下一個空位，稱為空穴空穴。1.1

4、.載流子、自由電子和空穴載流子、自由電子和空穴2.本征半導體的導電機理本征半導體的導電機理本征半導體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即本征半導體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子自由電子和和空穴空穴。本征半導體中電流由兩部分組成：本征半導體中電流由兩部分組成： 1. 自由電子移動產(chǎn)生的電流。自由電子移動產(chǎn)生的電流。 2. 空穴移動產(chǎn)生的電流。空穴移動產(chǎn)生的電流。本征半導體的導電能力取決于載流子的濃度。本征半導體的導電能力取決于載流子的濃度。溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導體的導電能力越強，溫度是影響半導體性導體的導電能力越強，溫度是影響半導體性能的

5、一個重要的外部因素，這是半導體的一能的一個重要的外部因素，這是半導體的一大特點。大特點。1.1.2 雜質半導體雜質半導體P 型半導體：型半導體：空穴濃度大大增加的雜質半導體，也空穴濃度大大增加的雜質半導體，也稱為（空穴半導體）。摻入少量的三稱為（空穴半導體）。摻入少量的三價元素價元素N 型半導體：型半導體：自由電子濃度大大增加的雜質半導體，自由電子濃度大大增加的雜質半導體，也稱為（電子半導體）。摻入少量的也稱為（電子半導體）。摻入少量的五價元素磷五價元素磷自由電子濃度遠大于空穴濃度。自由電子稱為自由電子濃度遠大于空穴濃度。自由電子稱為多數(shù)載多數(shù)載流子流子（多子多子），空穴稱為），空穴稱為少數(shù)載

6、流子少數(shù)載流子（少子少子）。）。P 型半導體中空穴是多子，電子是少子型半導體中空穴是多子，電子是少子。三、雜質半導體的示意表示法三、雜質半導體的示意表示法P 型半導體型半導體+N 型半導體型半導體雜質雜質型半導體多子和少子的移動都能形成電流。型半導體多子和少子的移動都能形成電流。但由于數(shù)量的關系，起導電作用的主要是多子但由于數(shù)量的關系，起導電作用的主要是多子。近似認為多子與雜質濃度相等。近似認為多子與雜質濃度相等。P型半導體型半導體N型半導體型半導體+擴散運動擴散運動內電場內電場E漂移運動漂移運動擴散的結果是使空間電擴散的結果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。荷區(qū)越寬

7、。內電場越強，就使漂移內電場越強，就使漂移運動越強，而漂移使空運動越強，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。間電荷區(qū)變薄。空間電荷區(qū)，空間電荷區(qū)，也稱耗盡層。也稱耗盡層。1.1.3 PN 結結 1 1）PNPN結的形成結的形成漂移運動漂移運動P型半導體型半導體N型半導體型半導體+擴散運動擴散運動內電場內電場E所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達到平衡，所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達到平衡，相當于兩個區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚相當于兩個區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。度固定不變。1 1、空間電荷區(qū)中沒有載流子。、空間電荷區(qū)中沒有載流子。2 2、空間電荷區(qū)中內電場阻礙、空間電荷區(qū)中

8、內電場阻礙P P中的空穴、中的空穴、N區(qū)區(qū) 中的電子（中的電子（都是多子都是多子）向對方運動（）向對方運動（擴散擴散運動運動）。）。3 3、P 區(qū)中的電子和區(qū)中的電子和 N區(qū)中的空穴（區(qū)中的空穴（都是少都是少），），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。注意注意: : 2） PN結的單向導電性結的單向導電性 PN 結結加上正向電壓加上正向電壓、正向偏置正向偏置的意思都是的意思都是： P 區(qū)區(qū)加正、加正、N 區(qū)加負電壓。區(qū)加負電壓。 PN 結結加上反向電壓加上反向電壓、反向偏置反向偏置的意思都是：的意思都是： P區(qū)區(qū)加負、加負、N 區(qū)加正電壓。區(qū)加正電壓。+RE

9、一、一、PN 結正向偏置結正向偏置內電場內電場外電場外電場變薄變薄PN+_內電場被削弱，多子內電場被削弱，多子的擴散加強能夠形成的擴散加強能夠形成較大的擴散電流。較大的擴散電流。二、二、PN 結反向偏置結反向偏置+內電場內電場外電場外電場變厚變厚NP+_內電場被被加強，多子內電場被被加強，多子的擴散受抑制。少子漂的擴散受抑制。少子漂移加強，但少子數(shù)量有移加強，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反限，只能形成較小的反向電流。向電流。RE1.2 半導體二極管半導體二極管 1.2.1 1.2.1 基本結構基本結構PN 結加上管殼和引線，就成為半導體二極管。結加上管殼和引線，就成為半導體二極管。引線引線外

10、殼線外殼線觸絲線觸絲線基片基片點接觸型點接觸型PN結結面接觸型面接觸型PN二極管的電路符號：二極管的電路符號： 1.2.2 1.2.2 伏安特性伏安特性UI死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅管硅管0.V,鍺管鍺管0.2V。導通壓降導通壓降: : 硅硅管管0.60.7V,鍺鍺管管0.20.3V。反向擊穿反向擊穿電壓電壓UBR) 1(ktquseIi) 1(TUuseIi二極管：二極管：死區(qū)電壓死區(qū)電壓=0 .5V，正向壓降，正向壓降 0.7V(硅二極管硅二極管) 理想二極管：理想二極管：死區(qū)電壓死區(qū)電壓=0 ，正向壓降，正向壓降=0 RLuiuouiuott二極管的應用舉例二極管的應用舉例1：二極管半波整流二

11、極管半波整流二極管的應用舉例二極管的應用舉例2：tttuiuRuoRRLuiuRuo1.2.5 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 UIIZIZmax UZ IZ穩(wěn)壓穩(wěn)壓誤差誤差曲線越陡，曲線越陡，電壓越穩(wěn)電壓越穩(wěn)定。定。+-UZ動態(tài)電阻：動態(tài)電阻：ZZIUZrrz越小，穩(wěn)壓越小，穩(wěn)壓性能越好。性能越好。1.2.6 其他二極管其他二極管 1）光電二極管）光電二極管反向電流隨光照強度的增加而上升。反向電流隨光照強度的增加而上升。IU照度增加照度增加2） 發(fā)光二極管發(fā)光二極管有正向電流流過有正向電流流過時，發(fā)出一定波長時，發(fā)出一定波長范圍的光，目前的范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段

12、的紅外到可見波段的光，它的電特性與光，它的電特性與一般二極管類似。一般二極管類似。1.3 雙極型晶體管雙極型晶體管1.3.1 晶體管的結構及類型晶體管的結構及類型BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極NPN型型PNP集電極集電極基極基極發(fā)射極發(fā)射極BCEPNP型型BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄，摻雜濃度低摻雜濃度低集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高雜濃度較高BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極發(fā)射結發(fā)射結集電結集電結ICE與與IBE之比稱為電流放大倍數(shù)之比稱為電流放大倍數(shù)要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結正要使三極管

13、能放大電流，必須使發(fā)射結正偏，集電結反偏。偏，集電結反偏。BCCBOBCBOCBECEIIIIIIII1.3.2 晶體管的電流放大作用晶體管的電流放大作用BECIBIEICNPN型三極管型三極管BECIBIEICPNP型三極管型三極管一、一、輸入特性輸入特性UCE 1VIB( A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：工作壓降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,鍺管鍺管UBE 0.20.3V。UCE=0VUCE =0.5V 死區(qū)電死區(qū)電壓，硅管壓，硅管0.5V，鍺，鍺管管0.2V。1.3.3 晶體管的共射特性曲線晶體管的共射特性曲線二、二、輸出特性輸出特性IC(mA )1234UC

14、E(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域滿此區(qū)域滿足足IC= IB稱為線性稱為線性區(qū)（放大區(qū)（放大區(qū)）。區(qū)）。當當UCE大于一大于一定的數(shù)值時，定的數(shù)值時，IC只與只與IB有關，有關，IC= IB。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中UCE UBE,集電結正偏，集電結正偏， IBIC，UCE 0.3V稱為飽和區(qū)。稱為飽和區(qū)。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO,UBEIC，UCE 0.

15、3V (3) 截止區(qū)：截止區(qū)： UBE0時時UGS足夠大時足夠大時（UGSVT）感）感應出足夠多電子，應出足夠多電子，這里出現(xiàn)以電子這里出現(xiàn)以電子導電為主的導電為主的N型型導電溝道。導電溝道。感應出電子感應出電子VT稱為閾值電壓稱為閾值電壓UGS較小時，導較小時，導電溝道相當于電電溝道相當于電阻將阻將D-S連接起連接起來，來，UGS越大此越大此電阻越小。電阻越小。PNNGSDUDSUGSPNNGSDUDSUGS當當UDS不太大不太大時，導電溝道時，導電溝道在兩個在兩個N區(qū)間區(qū)間是均勻的。是均勻的。當當UDS較大較大時，靠近時，靠近D區(qū)的導電溝區(qū)的導電溝道變窄。道變窄。PNNGSDUDSUGS夾

16、斷后，即使夾斷后，即使UDS 繼續(xù)增加，繼續(xù)增加，ID仍呈恒流特仍呈恒流特性性。IDUDS增加，增加，UGD=VT 時，時，靠近靠近D端的溝道被夾斷，端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。稱為予夾斷。三、增強型三、增強型N溝道溝道MOS管的特性曲線管的特性曲線轉移特性曲線轉移特性曲線0IDUGSVT輸出特性曲線輸出特性曲線IDU DS0UGS0輸出特性曲線輸出特性曲線IDU DS0UGS=0UGS0第二章第二章 基本放大電路基本放大電路2.1 放大的概念和電路主要指標放大的概念和電路主要指標2.2 基本共射放大電路的工作原理基本共射放大電路的工作原理2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法2.4 放

17、大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.5 單管放大電路的三種基本接法單管放大電路的三種基本接法 2.1 放大的概念和電路主要指標放大的概念和電路主要指標2.1.1 放大的概念放大的概念電子學中放大的目的是將微弱的電子學中放大的目的是將微弱的變化信號變化信號放大放大成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大電路。成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大電路。2.1.2 放大電路的性能指標放大電路的性能指標一、電壓放大倍數(shù)一、電壓放大倍數(shù)AuiouUUA |二、輸入電阻二、輸入電阻riAuIiUSUiiiiIUr 步驟：步驟：1. 所有的電源置零所有的電源置零 (將獨立源置零，保留受控源將獨

18、立源置零，保留受控源)。2. 加壓求流法。加壓求流法。UIIUro三、輸出電阻三、輸出電阻ro 2.2 基本共射放大電路的工作原理基本共射放大電路的工作原理三極管放三極管放大電路有大電路有三種形式三種形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器為例大器為例講解工作講解工作原理原理2.2.1 共射放大電路的基本組成共射放大電路的基本組成放大元件放大元件iC= iB，工作在放大區(qū)，要工作在放大區(qū)，要保證集電結反偏，保證集電結反偏，發(fā)射結正偏。發(fā)射結正偏。uiuo輸入輸入輸出輸出參考點參考點RB+ECEBRCC1C2T集電極電源，集電極電源，為電路提供能為電路

19、提供能量。并保證集量。并保證集電結反偏。電結反偏。RB+ECEBRCC1C2T集電極電阻，集電極電阻，將變化的電流將變化的電流轉變?yōu)樽兓霓D變?yōu)樽兓碾妷骸ｋ妷骸B+ECEBRCC1C2T使發(fā)射結正偏，使發(fā)射結正偏，并提供適當?shù)撵o并提供適當?shù)撵o態(tài)工作點。態(tài)工作點。基極電源與基極電源與基極電阻基極電阻RB+ECEBRCC1C2T耦合電容耦合電容隔離輸入輸出與電隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同路直流的聯(lián)系，同時能使信號順利輸時能使信號順利輸入輸出。入輸出。RB+ECEBRCC1C2T可以省去可以省去電路改進：采用單電源供電電路改進：采用單電源供電RB+ECEBRCC1C2T單電源供電電路單電源供

20、電電路+ECRCC1C2TRB2.2.3 基本共射放大電路的工作原理及基本共射放大電路的工作原理及 波形分析波形分析一、靜態(tài)工作點一、靜態(tài)工作點(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分別對應于輸入輸出分別對應于輸入輸出特性曲線上的一個點稱為靜態(tài)工作點。特性曲線上的一個點稱為靜態(tài)工作點。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法放大放大電路電路分析分析靜態(tài)分析靜態(tài)分析動態(tài)分析動態(tài)分析估算法估算法圖解法圖解法微變等效電微變等效電路法路法圖解法圖解法計算機仿真計算機仿真2.3.1 直流通道和交流通道直流通道和交流通道 交流通道：交流通

21、道：只考慮交流信號的分電路。只考慮交流信號的分電路。直流通道：直流通道：只考慮直流信號的分電路。只考慮直流信號的分電路。信號的不同分量可以分別在不同的通道分析。信號的不同分量可以分別在不同的通道分析。例：例：對直流信號（只有對直流信號（只有+EC）開路開路開路開路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRC對交流信號對交流信號(輸入信號輸入信號ui)短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路一、直流負載線一、直流負載線ICUCEUCEIC滿足什么關系？滿足什么關系？1. 三極管的輸出特性。三極管的輸出特性。2. UCE=ECICRC 。ICU

22、CEECCCREQ直流直流負載線負載線與輸出與輸出特性的特性的交點就交點就是是Q點點IB直流通道直流通道RB+ECRC2.3.2 圖解法圖解法 1、直流負載線和交流負載線、直流負載線和交流負載線二、交流負載線二、交流負載線icLcecRui1其中：其中：CLLRRR/uceRBRCRLuiuo交流通路交流通路iC 和和 uCE是全量，與交流量是全量，與交流量ic和和uce有如下關系有如下關系CciiCEceuu所以：所以：LCECRui1即：交流信號的變化沿著斜率為：即：交流信號的變化沿著斜率為：LR1的直線。的直線。這條直線通過這條直線通過Q點，稱為點，稱為交流負載線交流負載線。交流負載線的

23、作法交流負載線的作法ICUCEECCCREQIB過過Q點作一條直線，斜率為：點作一條直線，斜率為：LR1交流負載線交流負載線2.3.3 等效電路法等效電路法 1）靜態(tài)分析）靜態(tài)分析一、估算法一、估算法（1）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算IBIBUBEBBECBRUEIBCRE7 . 0BCRERB稱為稱為偏置電阻偏置電阻，IB稱為稱為偏偏置電流置電流。+EC直流通道直流通道RBRC（2）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算UCE、IBICUCECEOBCIIICCCCERIEUBI直流通道直流通道RBRCubeibuceicubeuceicrce很大，很大，一般忽略。一般忽略。3. 三極管的

24、微變等效電路三極管的微變等效電路rbe ibib rcerbe ibibbce等等效效cbe2） 動態(tài)分析動態(tài)分析二、放大電路的微變等效電路二、放大電路的微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替將交流通道中的三極管用微變等效電路代替:交流通路交流通路RBRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRBRCRL三、電壓放大倍數(shù)的計算三、電壓放大倍數(shù)的計算bebirIULboRIUbeLurRALCLRRR/特點：特點：負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI四、輸入電阻的計算四、輸入電阻的計算輸入電阻的定義：輸入電阻的定義：

25、iiiIUr是動態(tài)電阻。是動態(tài)電阻。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbIbeBrR /beriiiIUr五、輸出電阻的計算五、輸出電阻的計算計算輸出電阻的方法：計算輸出電阻的方法：(1) 所有電源置零，然后計算電阻（對有受控所有電源置零，然后計算電阻（對有受控源的電路不適用）。源的電路不適用）。(2) 所有獨立電源置零，保留受控源，加壓求所有獨立電源置零，保留受控源，加壓求流法。流法。CoooRIUr所以：所以：用加壓求流法求輸出電阻：用加壓求流法求輸出電阻：oUrbeRBRCiIbIcIbI00oI2.3.4 失真分析失真分析在放大電路中，輸出信號應該成比例地放大輸入在放大電路中，輸出

26、信號應該成比例地放大輸入信號（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號不能反映輸入信號的情況，放大電路產(chǎn)生信號不能反映輸入信號的情況，放大電路產(chǎn)生非線非線性失真性失真。為了得到盡量大的輸出信號，要把為了得到盡量大的輸出信號，要把Q設置在交流設置在交流負載線的中間部分。如果負載線的中間部分。如果Q設置不合適，信號進入截設置不合適，信號進入截止區(qū)或飽和區(qū)，造成非線性失真。止區(qū)或飽和區(qū)，造成非線性失真。iCuCEuo可輸出的可輸出的最大不失最大不失真信號真信號選擇靜態(tài)工作點選擇靜態(tài)工作點ibiCuCEuo1. Q點過低，信號進入截止區(qū)點過低，信號進入截止

27、區(qū)放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生截止失真截止失真輸出波形輸出波形輸入波形輸入波形ibiCuCE2. Q點過高，信號進入飽和區(qū)點過高，信號進入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生飽和失真飽和失真ib輸入波輸入波形形uo輸出波形輸出波形2.4 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定靜態(tài)工作點的穩(wěn)定為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點。但是，溫度的變化嚴重影響靜穩(wěn)定的靜態(tài)工作點。但是，溫度的變化嚴重影響靜態(tài)工作點。態(tài)工作點。對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點由作點由UBE、 和和ICEO 決定，這三個參數(shù)隨溫度而變決

28、定，這三個參數(shù)隨溫度而變化，溫度對靜態(tài)工作點的影響主要體現(xiàn)在這一方面。化，溫度對靜態(tài)工作點的影響主要體現(xiàn)在這一方面。TUBE ICEOQ一、溫度對一、溫度對UBE的影響的影響iBuBE25C50CTUBEIBICBBECBRUEI二、溫度對二、溫度對 值及值及ICEO的影響的影響T 、 ICEOICiCuCEQQ 總的效果是：總的效果是：溫度上升時，溫度上升時，輸出特性曲輸出特性曲線上移，造線上移，造成成Q點上移。點上移。小結：小結：TIC 固定偏置電路的固定偏置電路的Q點是不穩(wěn)定的。點是不穩(wěn)定的。 Q點點不穩(wěn)定可能會導致靜態(tài)工作點靠近飽和區(qū)或不穩(wěn)定可能會導致靜態(tài)工作點靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而

29、導致失真。為此，需要改進偏截止區(qū)，從而導致失真。為此，需要改進偏置電路，當溫度升高、置電路，當溫度升高、 IC增加時，能夠自動增加時，能夠自動減少減少IB，從而抑制，從而抑制Q點的變化。保持點的變化。保持Q點基本點基本穩(wěn)定。穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。電路見下頁。電路見下頁。分壓式偏置電路：分壓式偏置電路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路BII 22121BBCRREII22BBRIU CBBBERRR212EEBEBBERIUUU

30、UEBEBEBECRURUUIII1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路EBCRUI可以認為與溫度無關。可以認為與溫度無關。I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路TUBEIBICUEIC本電路穩(wěn)壓的本電路穩(wěn)壓的過程實際是由過程實際是由于加了于加了RE形成形成了了負反饋負反饋過程過程I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2二、動態(tài)分析二、動態(tài)分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLoUiUiIbIcIbIRB微變等效電路微變等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路bebeBirr| Rr

31、CoRr beLurRACE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中， CE將將RE短路，短路，RE對交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。對交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。問題問題1：如果去掉如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？放大倍數(shù)怎樣？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo去掉去掉 CE 后的交流通路和微變等效電路：后的交流通路和微變等效電路：)1 (/EbeBiRrRrCoRr rbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRBEbbebiRIrIU)1 (LboRIUEbeLuRrRA)1 (RB1RCRLuiuoRB2RERB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuo

32、RE2問題問題2：如果電路如下圖所示，如何分析？如果電路如下圖所示，如何分析？I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：直流通路直流通路RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2動態(tài)分析：動態(tài)分析：交流通路交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1交流通路：交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微變等效電路：微變等效電路：rbeRCRLoURE1iUiIbIcIbIRB問題：問題：Au 和和 Aus 的關系如何？的關系如何？定義：定義：iouUUAsousUUA放放大大

33、電電路路RLRSoUiUsUsousUUASiSiiUrRrUuiSiusArRrA 2.5 單管放大電路的三種基本接法單管放大電路的三種基本接法 2.5.1 基本共集放大電路基本共集放大電路RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道直流通道一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析IBIEEBBECBRRUEI)1 (BEII)1 (EECCERIEU折算折算RB+ECRE直流通道直流通道二、動態(tài)分析二、動態(tài)分析RB+ECC1C2RERLuiuorbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路LeoRIULELRRR/LbRI）（1LebebiRIrIULbbebRIrI)1

34、(LbbebLbuRIrIRIA)1 ()1 (LbeLRrR)1 (1）（1. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI1.,)1 (LbeRr所以所以，1uA但是，輸出電流但是，輸出電流Ie增加了。增加了。2. 輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱故稱電壓跟隨器電壓跟隨器。結論：結論：LbeLuR)(rRA11）（2. 輸入電阻輸入電阻)1 (/LbeBiRrRrrbeiUbIRERLRBoUcIbIiI輸入電阻較大，作為前一級的負載，對前輸入電阻較大，作為前一級的負載，對前一級的放大倍數(shù)影響較小。一級的放大倍數(shù)影響較小。3

35、. 輸出電阻輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。用加壓求流法求輸出電阻。robIiIrbeRERBcIbISURSrbeRERBRSbIcIbIiIeIUIebbIIIIEsbesbeRURrURrUBssRRR/:設電源置電源置0IUro)11/(1EsbeRRr1/sbeERrR一般：一般：1sbeERrR所以：所以：1sbeoRrr射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載能力強。射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載能力強。IUro)11/(1EsbeRRr1/sbeERrRuiRC1R1T13.3.1 直接耦合電路的特殊問題直接耦合電路的特殊問題R2 、RE2 : 用于設置合適的用于設置合適的Q點。點。

36、問題問題 1 :前后級前后級Q點相互影響。點相互影響。3.3 差動放大電路差動放大電路+UCCuoRC2T2R2RE2問題問題 2 :零點漂移零點漂移。uot0有時會將有時會將信號淹沒信號淹沒 當當 ui 等于零時，等于零時， uo不等于零。不等于零。一、基本型結構一、基本型結構特點：特點：結構對稱。結構對稱。3.3.2 差動放大器差動放大器ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB二、二、 抑制零漂的原理抑制零漂的原理uo= uC1 - uC2 = 0uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0當當 ui1 = ui2 =0 時：時：當溫度變化時：當溫度變化時

37、：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2三、三、 共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù)AC+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模輸入信號：共模輸入信號： ui1 = ui2 = uC （大小相等，極性相同）（大小相等，極性相同）理想情況：理想情況：ui1 = ui2 uC1 = uC2 uo= 0 共模電壓放大倍數(shù)：共模電壓放大倍數(shù)：（很小，（很小，1)設設uC1 =UC1 + uC1 ， uC2 =UC2 + uC2 。因因ui1 = -ui2， uC1 =- uC2 uo= uC1 - uC2= uC1- uC2 = 2 uC1 差模電壓放大倍數(shù)：差模電

38、壓放大倍數(shù)：1212ioiioCuuuuuA+UCC五、共模抑制比五、共模抑制比(CMRR)的定義的定義例例: Ad=-200 Ac=0.1 KCMRR=20 lg (-200)/0.1 =66 dBCMRR Common Mode Rejection Ratio KCMRR =KCMRR (dB) =(分貝分貝)cdAAcdAAlog20(一一) 差模輸入差模輸入均壓器均壓器diiuuu211diiuuu212RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBREUCCRE 對差模信號作用對差模信號作用 ui1 ui2ib1 , ic1ib2 , ic2ic1 = - ic2iRE = ie1+

39、ie2 = 0uRE = 0RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBREUCCib2ib1ic2ic1iRERE對差模信號不起作用對差模信號不起作用21221121ddiididiododdAAuuAuAuuuA若差動電路帶負載若差動電路帶負載RL (接在接在 C1 與與 C2 之間之間), 對于差對于差動信號而言，動信號而言，RL中點電位為中點電位為 0, 所以放大倍數(shù)：所以放大倍數(shù)：121)21(beBLCdddrRR/RAAA即：總的差動電即：總的差動電壓放大倍數(shù)為：壓放大倍數(shù)為：差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù):iodduuA RRuodui1RCT1RBRCT2RBib2ib1i

40、c2ic1ui2uod1uod2E(二二) 共模輸入共模輸入RE對共模信號起作用，并且對共模信號起作用，并且iRE=2ie1。uC ic1 、 ic2 iRE 、 uRE +UCCuocRCT1RBRCT2RBREUCCuC uoc2 uoc1ic1 ic2iREuRE共模信號通路共模信號通路:uocRCT1RBRCT2RB2REuC1 uoc2 uoc1ic1 ic2uC22RE3） 差放電路的幾種接法差放電路的幾種接法輸入端輸入端 接法接法雙端雙端單端單端輸出端輸出端 接法接法雙端雙端單端單端雙端輸入雙端輸出：雙端輸入雙端輸出： Ad = Ad1雙端輸入單端輸出：雙端輸入單端輸出：121d

41、dAA ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-UEE雙端輸出：雙端輸出：Ad = Ad1單端輸出：單端輸出：121ddAA 雙端輸入與單端輸雙端輸入與單端輸入效果是一樣的。入效果是一樣的。ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-UEE ib2 ib1ud = 0.5ui , uc = 0雙端輸入：雙端輸入：ui1 = -ui2 =0.5ui222121iiciiduuuuuuud = 0.5ui , uc = 0.5ui 單端輸入：單端輸入：ui1 =-ui ，ui2 = 0117功率放大器的作用：功率放大器的作用： 用作放

42、大電路的用作放大電路的輸出級輸出級，以，以驅動執(zhí)行機構。如使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、驅動執(zhí)行機構。如使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、 儀表指針偏轉等。儀表指針偏轉等。 9.1 功率放大電路概述功率放大電路概述118如何解決效率低的問題？如何解決效率低的問題？辦法：辦法：降低降低Q點。點。既降低既降低Q點又不會引起截止失真的辦法：點又不會引起截止失真的辦法：采用采用推挽輸出電路，推挽輸出電路，或或互補對稱射極輸互補對稱射極輸出器。出器。缺點：缺點：但又會引起截止失真。但又會引起截止失真。1199.2 互補對稱功率放大電路互補對稱功率放大電路 互補對稱功放的類型互補對稱功放的類型 無輸出變壓器形式無輸出

43、變壓器形式 （ OTL電路）電路）無輸出電容形式無輸出電容形式 （ OCL電路）電路）OTL: Output TransformerLessOCL: Output CapacitorLess互補對稱：互補對稱：電路中采用兩支晶體管，電路中采用兩支晶體管，NPN、 PNP各一支；兩管特性一致。各一支；兩管特性一致。類型：類型：1209.2.1 無輸出電容的互補對稱功放電路無輸出電容的互補對稱功放電路一、工作原理（設一、工作原理（設ui為正弦波）為正弦波）電路的結構特點：電路的結構特點：ui-USCT1T2uo+USCRLiL1. 由由NPN型、型、PNP型三極型三極管構成兩個對稱的射極管構成兩個

44、對稱的射極輸出器對接而成。輸出器對接而成。2. 雙電源供電。雙電源供電。3. 輸入輸出端不加隔直電輸入輸出端不加隔直電容。容。121ic1ic2動態(tài)分析：動態(tài)分析：ui 0VT1截止，截止，T2導通導通ui 0VT1導通，導通，T2截止截止iL= ic1 ;ui-USCT1T2uo+USCRLiLiL=ic2T1、T2兩個晶體管都只在半個周期內工作的方兩個晶體管都只在半個周期內工作的方式，稱為式，稱為乙類放大乙類放大。因此，不需要隔直電容。因此，不需要隔直電容。靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：ui = 0V T1、T2均不工作均不工作 uo = 0V122乙類放大的輸入輸出波形關系乙類放大的輸入輸出波形關

45、系:ui-USCT1T2uo+USCRLiL交越失真交越失真死區(qū)電壓死區(qū)電壓uiuouou o tttt交越失真：交越失真：輸入信號輸入信號 ui在過零在過零前后，輸出信號出現(xiàn)的失真便前后，輸出信號出現(xiàn)的失真便為交越失真。為交越失真。123ui-USCT1T2uo+USCRLiL(1) 靜態(tài)電流靜態(tài)電流 ICQ、IBQ等于零；等于零；(2) 每管導通時間等于半個周期每管導通時間等于半個周期 ； (3) 存在交越失真。存在交越失真。 乙類放大的特點：乙類放大的特點：124三、電路的改進三、電路的改進1. 克服交越失真克服交越失真交越失真產(chǎn)生的原因：交越失真產(chǎn)生的原因： 在于晶體管特性存在在于晶體

46、管特性存在非線性，非線性，ui 1：結論：結論：當當 Ao 很大時，負反饋放大器的閉環(huán)放大倍很大時，負反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無關，只與反饋網(wǎng)絡有關。即負數(shù)與晶體管無關，只與反饋網(wǎng)絡有關。即負反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。FAAAooF1FAF1ufud例：例：Rf 、RE1組成反饋組成反饋網(wǎng)絡，反饋系數(shù)：網(wǎng)絡，反饋系數(shù)：fEEofRRRUUF11+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf6.2 負反饋的類型負反饋的類型3.2.1 負反饋的類型負反饋的類型一、電壓反饋和電流反饋一、電壓反饋和電流反饋電壓反饋：電壓反饋：反饋

47、信號取自輸出電壓信號。反饋信號取自輸出電壓信號。電流反饋：電流反饋：反饋信號取自輸出電流信號。反饋信號取自輸出電流信號。電壓負反饋：電壓負反饋：可以穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻。可以穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻。電流負反饋：電流負反饋：可以穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻。可以穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻。根據(jù)反饋所采樣的信號不同，可以分為電壓根據(jù)反饋所采樣的信號不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。反饋和電流反饋。根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號串聯(lián)，即反饋反饋信號與輸入信號串聯(lián)，即反饋電壓信號與輸入信號電壓比較。電壓信號與輸入信號電壓比較。并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號并聯(lián)，即反饋反饋信號與輸入信號并聯(lián)，即反饋信號電流與輸入信號電流比較。信號電流與輸入信號電流比較。串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。二、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋