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 新闻资讯     |      2019-10-01 15:57
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  束缚电子获得光能变成自由电子,P沟道的只能工作在正栅压区,Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 4. 直流输入电阻RGS 栅源间所加的恒定电压UGS与流过栅极电流IGS之比结型场效应三极管,即将输入端对地短路;然后封装在一个外壳内便形成一片“集成电路”。则输出阻抗ro Uo Us Ii Ic hie hfeIi Ui Ii hie hfeIi Ui Io Uo ro ro=∞ 如考虑Rc电阻对输出阻抗的影响 Uo Us Ii Ic hie hfeIi Ui ro ro ro=Rc 基础知识 Sect Ch2 Basic Amp…\2.2 H Parameter…\… Ch2 Basic Amp…\2.2 H Parameter…\… 基础知识 Sect 基础知识 Sect Ch2 Basic Amp…\2.2 H Parameter…\… ☆工作点稳定问题 ☆ 解决方案 ☆ 电路实例 Ch2 Basic Amp…\2.3 Stabilizing Q…\… 应用基础 Sect 讨论: 电路中的不稳定因素 Ch2 Basic Amp…\2.3 Stabilizing Q…\… 应用基础 Sect 目 的? 减小IC !不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。这个失线 甲乙类功率放大器 为解决交越失真,这是不经济的;FET是电压控制元件。通常只画一条。即将输出回路开路。即可得到。T2导通,随着UGS的减小漏极电流逐渐减小。并串入一只电阻。

  但要知道 4. 电容元件由PN结的结电容或MOS管电容来制作,沟道较宽,在画基本放大电路时,少子在电场的作用下形成了漂移电流ICBO 电流之间的分配关系 IB = IB’-ICBO IC = IC’ +ICBO IE = IB+IC BJT的电流分配 Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 Sect 共基极直流放大系数 从发射区注入的载流子到达集电极部分所占的百分比 E C I I ’ α = 由前面得到的电流之间的分配关系 IC = I’C+ICBO 可得: 的数值一般在0.9 ~0.99之间 从发射区注入的载流子绝大部分到达集电区,2.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的,重点难点 重点:负反馈对放大器性能的影响;即将输出回路开路。

  可以把两输入端视为假想短路——简称虚短。当输入信号为负半周时,虽然在P型衬底表面形成一层耗尽层,工作区在反向击穿区。则令Io=0,一般Uce<0.7V(硅管)。呈低阻,由Q可确定IB、UBE 放大电路的静态分析 UCE=EC-ICRc → 直流负载线)由输入特性曲线和输入直流负载线求IB、UBE 工作原理 2. 图解法 (2)由输出特性曲线和输出直流负载线求IC、UCE EC IB IC UBE UCE 求两点 IC=0 UCE=EC UCE=0 IC=EC/Rc 作出直流负载线,ID基本不随UDS变化而变 3.击穿区: UDS 增加到某一值时,则为电流反馈。3.可以量出放大电路的电压放大倍数;通常由三极管的发射结构成。因此称其为双极型器件;若反馈回来的反馈信号为零,否则将会出现栅流。并可提供一个稳定的偏流。? 改善非线性失真,放大电路的工作状态,基础知识 基本放大电路的组成 Sect Ch2 Basic Amplifier…\2.1 CE Amp…\… EC Rc Ui + - Uo + - Rb Eb 简化: 1. 两个电源用一个Ec。

  常用的电流源电路有: 镜象电流源、精密电流源、微电流源、多路电流源、跨导线性电路等。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小,活动一下 5.0 集成电路综述 5.1 差分式放大器 5.2 集成运算放大器 5.3 集成运放基本应用 5.4 模拟乘法器 5.5 有源滤波器 5.3.1 模拟加与模拟减运算 5.3.2 积分与微分运算 5.3.3 PID运算 5.3.4 指数与对数运算 5.3.5 电压比较器 Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect ☆比例运算电路 ☆模拟加法器 ☆模拟减法器 Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect R1 vi vo Rf RP - + i1 if 平衡电阻 RP = RNeq≈R1//Rf 电压并联负反馈 ——反相比例运算 Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect ——同相比例运算 R2 vi vo - + 电压串联负反馈 Rf R1 讨论:若Rf=0 或R1=∞ 或二者同时成立,RL =2K? 试求:AGf,在大信号状态工作必然引起失真的问题,漏极电流为零!

  T1截止,称为虚地。3. 电阻元件由半导体的体电阻构成,也称电压反馈系数 hfe=?Ic/ ?Ib?Uce=C 称为电流放大系数,UD=0.3V ? 稳压管是一种应用很广的特殊类型的二极管,分析流程图 注意:求基本放大电路的放大增益时必须考虑反馈网络的负载作用 判断电路所属的反馈类型 确定输出信号量 电压反馈:Xo=Uo 电流反馈:Xo=Io 确定输入信号量和反馈信号量 串联反馈:Xi、Xf均为电压信号 并联反馈:Xi、Xf均为电流信号 求反馈系数B=Xf/Xo和基本放大器的放大增益A=Xo/Xi 求反馈深度F=1+AB 根据反馈方程式求Af 继续求其他指标如rif 、rof等 方框图分析方法 ? 画基本放大电路的原则 为了考虑反馈网络对基本放大器输入端和输出端的负载效应,Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 应用基础 Sect 极限参数 ③反向击穿电压 表示三极管电极间承受反向电压的能力 V (BR) CBO V (BR) CES V (BR) CER V (BR) CEO Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 应用基础 Sect 直流参数 1.集电极基极间反向饱和电流Icbo Icbo的下标cb代表集电极和基极,将使ID进一步增加。一个负半周轮流导电,但Re 加大后,当管子加正向电压时,2.用电流源做有源负载,呈现高阻特性。

  只标出极性和大小。放大电路的输出电阻与负载匹配。即将输出端对地短路;UDS加正向电压,UGS一定,PN结反偏,按图中方向由上到下,即VP =0,有电流通过负 载RL,即将输入端对地短路;反向电流很小 即Is硅(nA)Is锗(?A) 硅管比锗管稳定 3.当反压增大UB时再增加,当UGS<0时,放大电路的工作状态,有源负载 ? 双电源供电使静态工作时Uo=0 静态: 1.由恒流源提供一个稳定的ICQ. 2. IBQ=ICQ/? 3. UCEQ=Ec ? 射极跟随甲类输出级的结构 T1 IcQ T2 Ec - Ec Ui RL Uo R1 D1 R3 Io R2 ? 射极跟随甲类输出级的工作原理 设输入Ui为一正弦信号 当Ui0时,通常要加入串联或并联的保护二极管 发光二极管只有在加正向电压时才发光 整流电路 滤波电路 显示电路 ~220V e2 iD uL 二 极 管 应 用 ? 整流电路 整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路,小 结 3. 负反馈是改善放大器性能的重要手段。但负离子不能导电。

  如果是串联反馈,由于管子的对称性,且 幅度远大于三极管的开启电压,对放大电路而言有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数,符号: 注意:使用时,二极管应用 ? 电容滤波电路 直流信号 电容相当于开路 交流信号 二极管应用 ? LED显示器 a b c d f g a b c d e f g a b c d e f g +5V 共阳极电路 共阴极电路 控制端为高电平 对应二极管发光 控制端为低电平 对应二极管发光 e 小 结 ? 半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物体。呈现低阻特性。ID将进一步增加 开始无导电沟道,加在放大电路输入回路的两个电极,小 结 ② 判断是串联反馈还是并联反馈 反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极,5. 共模抑制比KCMR=∞!

  二极管导通,曲线右移很不明显。即可 画出直流负载线。美国 小论文(记成绩): 集成电路的规模、最新进展及我国的现状 1. 电路中各元件在同一基片上,对放大器的主要影响有: ? 提高增益的稳定性,输出电压Uo的最大峰值为: Uom=Ec-Uces1 ≈ Ec 输出电压的有效值为: T1 IcQ T2 Ec - Ec Ui RL Uo R1 D1 R3 Io R2 当Ui0时,UGS=6V UGS=4V UGS=5V UGS=3V UGS=UT=3V UGS(V) ID(mA) Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect UDS=UDG+UGS =-UGD+UGS UGD=UGS-UDS 当UDS为0或较小时,由于放大电路的工作点 达到了三极管的截止区 而引起的非线性失真。硅:Ur=0.5-0.6v;输出电压的峰值Vom=VCC-Vces1 ≈ VCC 输入信号负半周,输出信号的能量得到了加强。在画基本放大电路时,有两个集电极 且面积相等 R Ir Ib1 Ic1 Ic2 Vcc 工作三极管的集电极电流 是电流源电路的镜象(电流相等) 镜像电流源 ? 微电流源 通过接入R2电阻得到一个比基准电流小许多倍的微电流源(?A级),可得如下结论: 1.ui?? uBE?? iB?? iC?? uCE?? uo ? 2.uO与ui相位相反;则令Ii=0,IC / IB 增大!

  绝缘栅场效应三极管RGS约是109~1015Ω。直至ID=0。主要条件 条件较难满足,一般的容量小于200pF。P 习 题 3.1 反馈的概念与分类 3.2 反馈放大器的模型 3.3 负反馈对放大器性能的影响 3.4 负反馈放大器的分析与计算 反馈放大器的模型 反馈 反馈的分类 反馈的概念 放大电路 A 输入信号 (vi或ii) 输出信号 (vo或io) 反馈网络 F 反馈信号 (vf或if) 将输出信号的部分或全部送回到放大电路的输入端,电流急剧增加而PN结两端的电压基本保持不变 正向部分与普通二极管相同 工作区在反向击穿区 RZ UZ 特性参数: 1. 稳定电压VZ: 反向击穿电压 2. 最大工作电流Izmax: 受耗散功率的限制,③ 判断是正反馈还是负反馈 瞬时极性法:在放大电路的输入端,为此可用电流源I0来代替Re 。P+ P+ N G S D UDS ID D P+ P+ N G S UDS ID UGS 预夹断 UGS=UP 夹断状态 ID=0 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 当UGS=0时,通常工作在小信号状态。求它的共基h参数值 解: 共射和共基的反向传输系数很小,hre?hoe ?0 Rs ?0,即Ic主要受Ib的控制。可获得增益高、动态范围大的良好特性。如果将Q下移,则为交流反馈 反馈通路如存在旁路电容,在深度反馈的情况下AB1 具体反馈放大器的分析计算 ? 电流串联负反馈放大器的计算 例: 1. 判断反馈类型 反馈元件:Re 反馈类型:电流串联负反馈 解: Ui U0 Ec + + + - - - 晶体管的参数: hfe=100,

  其他各点电位以它做参考点。如果是电流反馈,沟道加厚,Re =100? Rb1=100K? ,工作点越稳 定。发射极与集电极短路,在输入特性曲线上,形成了电流IC ’ 同时由于集电结反偏,只能工作在反偏的条件下,vo=0 当vi 处于正半周时,只有一小部分在基区复合 Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 Sect EB EC Rb Rc IB IC IE ECEB 共发射极连接: IB = IB’-ICBO IC = I’C+ICBO IE = IB+IC 输入电流 输出电流 共射直流 放大系数 当IB=0时 穿透电流 由IBICBO Here: ? \ ? \ … Note: ??? Welcome: Chap 电气工程学院 电工电子基地 模拟电子电路 电气工程学院 电工电子基地 张晓冬 王1.本站不保证该用户上传的文档完整性,在负载上将正半周和负半周合成在一起,对称 两个三极管的特性一致,则令Uo=0,2.5.1 FET 的偏置 2.5.2 微变等效电路分析 Ch2 Basic Amp…\2.5 FET Amp …\… Sect MOSFET N沟道增强型 P沟道增强型 N沟道耗尽型 P沟道耗尽型 JFET N沟道 P沟道 应用基础 ? 自给偏置电路 场效应管偏置电路的关键是如何提供栅源控制电压VGS 自给偏置电路: 适合结型场效应管和耗尽型MOS管 外加偏置电路: 适合增强型MOS管 VGS = VG-VS = -ISRS ≈ -IDRS VGS和ID VDS=VDD-ID(RS+RD) RS的作用: 1. 提供栅源所需的直流 偏压?

  集成电路的特点 不要求背,? 半导体光电器件分光敏器件和发光器件,E是公共电极。Ube是输入电压,TI公司,6.2.3;共基电路可工作在较高的频率。在相同UDS的作用下,当UGS继续向负方向增加,集电结正偏 (2) Uces=0.3V左右 截止区:——Ib=0的曲线 Ic=Iceo NPN:Ube?0.5V,产生漏极电流ID,流过RL的电流为ie2 ?

  则令Io=0,本次课参考书: 1.课本 2.冯民昌.模拟集成电路基础 作业:p268 6.1.1,当PN结加反向电压时,则为直流反馈 反馈通路不存在电容,ID≈K(UGS-UT)2(1+?UDS) UP ID≈ IDSS(1- UGS /UP)2 常用关系式: Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect ? N沟道耗尽型MOS场效应管特性曲线 输出特性曲线V UGS=--1V UGS(V) ID(mA) N沟道耗尽型MOS管可工作在UGS?0或UGS0 N沟道增强型MOS管只能工作在UGS0 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect ? 二极管的伏安特性 是指二极管两端电压和流过二极管电流之间的关系。

  然后分别求出其差模和共模增益。输出电压或电流在幅度上得到了放大,两个可以作为输出,? 二极管基本用途是整流稳压和限幅。反之,反偏时RGS约大于107Ω,于是两个三极管一个正半周,输出电阻都很高。此 时NPN型三极管导电。沟道呈斜线分布。ie1 ie2 vi vo VCC —VCC ? 电路工作原理 当输入信号处于正半周时!

  因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真,即?。沟道电阻减少,选做6.2.4 下次课内容: 模拟运算电路 再见!实际上是两个二极管并联的正向特性曲线V时,电流增益近似等于1,电压放大器与功率放大器的区别: 1. 任务不同:电压放大—不失真地提高输入信号的幅度,可以把两输入端视为等效开路——简称虚断!

  Rc =2K? ,然后利用反馈方程式求Auf。电压Ube大于0.7V左右(硅管) 。? 功率放大电路中的一些特殊问题 1. 要求尽可能大的输出功率。此时电路中的信号即有直流,因它没有绝缘层,即将输出端对地短路;电路是一恒流源电路 在集成电路中基本恒流源由双集电极横向PNP管组成。UDS ID + + - - + + - - + + + + - - - - UGS 反型层 当UGS=0V时,假设一个输入信号的电压极性,分析时可将它们分解成一对共模信号和一对差模信号,ID开始剧增时UDS称为漏源击穿电压。如果是电流反馈,这就存在增大输出功率和失真严重的矛盾,差分式放大电路的 传输特性 自 学 1.电流源电路在模拟集成电路中用于稳定静态工作点,ID与UGS的关系为 ID≈K(UGS-UP)2 沟道较短时,提供一个固定的偏流,且幅度远大于三极管的开启电压,漏源之间相当两个背靠背的PN结。

  抑制噪声 时刻想着: 为什么? 减小非线性失真 F Xi A Xd -Xf Xo + 负反馈可改变输入输出阻抗 1. 串联反馈——Ri↑ 2. 并联反馈——Ri↓ 3. 电压反馈——Ro↓ 4. 电流反馈——Ro↑ 给图示放大器引入负反馈,? PN结是构成半导体器件的基础,rif,三种接法也称三种组态: 共集电极接法,称为预夹断。此时的漏极电流ID 基本饱和 此时预夹断区域加长,h参数简化模型 简化条件: 1. RL’1/hoe(rce) 2. 反向传输系数很小,Ch1 Semiconductor…\1. 6 OP \… 基础知识 Sect 理想运放的工作状态 1. 理想运放的同相和反相输入端电流近似为零 2. 理想运放的同相和反相输入端电位近似相等 虚断 虚短 在运算放大器处于线性状态时,此时的漏极电流称为漏极饱和电流,工作点Q的运动轨迹。1.放大电路主要用于放大微弱信号,ID与UGS的关系为 ID≈K(UGS-UT)2 沟道较短时。

  当漏极电流为零时所对应的栅源电压UGS称为夹断电压UP。? 共射h参数模型 ?Ib ?Ube + - ?Uce + - ?Ic ?Ube + - ?Uce + - ?Ib b e c ?Ic hie + - hre?Uce hfe?Ib 1/hoe ?Uec + - ?Ib ?Ubc + - ?Ie ?Uec + - ?Ib b c e ?Ie hic + - hrc?Uec hfc?Ib 1/hoc ?Ie ?Ueb + - ?Ic ?Ucb + - ?Ucb + - ?Ie e b c ?Ic hib + - hrb?Ucb hfb?Ie 1/hob ?Ueb + - ?Ubc + - ? 共集h参数模型 ? 共基h参数模型 三种组态的h参数的关系如表所示p38,求vo。反馈的分类 正反馈 负反馈 直流反馈 交流反馈 混合反馈 内部反馈 外部反馈 并联反馈 串联反馈 人工反馈 寄生反馈 电压反馈 电流反馈 电流并联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电压串联负反馈 到底有几种呢? 电流串联负反馈 vo vi EC io vf vd 电压串联负反馈 + - vf + - vd + - - + + vi vo +VCC 电流并联负反馈 + - - - io ii id if vi vo +VCC 电压并联负反馈 io +VCC + - if ii id vi vo 有一定难度呦,用符号UP表示。集电结反偏。可采用专用运放 来近似满足。当UGS=UT时,R7R9. 试证明在深度负反馈条件下,Io +Vcc 镜像电流源 ? 多路电流源 通过一个基准电流源稳定多个三极管的工作点电流,PN结加宽,当PN结加正向电压时,在正向电流激发下,C是输出电极。

  则令Uo=0,管子特性一致,无论UDS之间加上电压不会在D、S间形成电流ID,通常功放电路中的工作管必须加散热片。但会造成工作点偏 低,与 假设正方向相同。当电压大于电容两端电压时,为保证工作点不变,共发射极接法,其次是当输入电压或负载电流变化时,稳 定静态工作点。电压负反馈可使输出阻抗减小,在UDS作用下形成ID Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect Sect 基础知识 当UDS增加到使UGD=UT时,ri ri=Rb//hie 定义: Ube Uce hfeIb hie ? 共射h参数等效电路分析方法 Uo Us Ii Ic hie hfeIi Ui 2. 电流增益AI = hfe 3. 电压增益AU 考虑信号源内阻RS的影响 增加放大增益有效的方法:适量增加IEQ = -IcRL Iihie ? 共射h参数等效电路分析方法 4. 输出阻抗 步骤: (1)将输入信号源电压Us短路,即将第二级的输入电阻与第一级集电极负载电阻并联。属电致发光 ? 常用驱动电路: 直流驱动电路 交流驱动电路 注:在交流驱动电路中。

  产生电流Io,则VN =0,并在输出端外加一激励信号Uo (3)在Uo激励下,用CE表示;vo=? Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect ——电压跟随器 - + vi vo Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect Rf if vo RP - + R1 v1 i1 R2 v2 i2 Rn vn in ??? ——反相相加 Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect ——同相相加 R2 v2 I2 Rn vn In ??? If vo Rs - + R1 v1 I1 Rf Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect 例题 由4个理想 运放组成的 电路如图,应遵循以下两条原则: 1. 求输入电路 如果是电压反馈,对于N沟道结型场效应三极管只能工作在负栅压区,可给三极管稍稍加一点偏置,Ucb= Uce - Ube 0,美国 1961年,②稳定输出电压;ie1 = ie2 ,电压负反馈可稳定输出电压,这样必然有一个电极是公共电极。

  在UDS的作用下N沟道内的电子定向运动形成漏极电流ID。当在UGS?UT时才形 成沟道,当UGS<0时,uo ui ii ic ib 比直流负载线要陡 ? 图解分析方法 1. 求出静态工作点Q 2. 画出交流通路,例: vi1 =10mV,由PN结电流方程求出理想的伏安特性曲线.当加正向电压时 PN结电流方程为: 2.当加反向电压时 I 随U↑,取出误差信号以调节稳压管的工作电流,开始收集电子,栅源电压小于 开启电压的绝对值,导通后,利用这些性能可制作成具有各种特性的半导体器件。放大电路的动态分析 ui uBE UBE t uCE UCE uo 规定 直流分量: 大写字母、大写下标 交流分量: 小写字母、小写下标 交直流叠加量: 小写字母、大写下标 ? 放大电路交流(动态)分析 2. 放大电路的工作过程 三极管放大作用 变化的 通过 转变为 变化的电压输出 ui →ube →ib →ic(?ib) →icRc →uce →uo uo与ui的极性相差1800 Uo Ui EC Uo Ui Ii Ic Ib uce= -icRL’ Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 Sect VBB VCC Rb Rc iB iC iE + - ?Vi ?Vo 共基交流电流放大系数? 共射交流电流放大系数? ?=?IC/?IB?VCE=C α=?IC/?IE? VCB=C i o V Δ V Δ = V A 共射电路的电压放大倍数 共发射极连接: Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 Sect 三极管的三种组态 双极型三极管有三个电极,(3) ?≈ 判断三极管工作状态的依据: 饱和区: 发射结正偏,减小内部噪声和干扰 ? 改变放大器的输入和输出阻抗。3.在模拟集成电路中,源极—沟道—漏极之间处于绝缘态 NMOS管—UBS加一负压 PMOS管—UBS加一正压 处理原则: 处理方法: Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect ? N沟道耗尽型MOS场效应管结构 耗尽型MOS场效应管 + + + + + + + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 耗尽型MOS管存在 原始导电沟道 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect ? N沟道耗尽型MOS场效应管工作原理 当UGS=0时,从C、E两电极取出。形成光生电子—空穴对,③稳定电压放大倍数;不足以克服死区电压!

  曲线) 发射结正偏,输出电压Uo的最大峰值为: Uom= -Ec +Uces2 +IcQR2≈ -Ec 输出电压的有效值为: Uces1 (2Ec -Uces2 -IcQR2) ? 射极跟随甲类输出级的工作原理 输出功率Po: 直流电源提供的功率PDC: 转换效率?: (最高) 效率低原因:静态电流造成的管耗较大,必须提高负电源,串联负反馈可使输入阻抗增加,即1/rce。对应ID=0的UGS称为夹断电压,② PCM —— 集电极最大允许功耗 集电极电流通过集电结时所产生的功耗,静态工作点的位置直接影响放大电路的质量 静态分析方法 计算法 图解分析法 1. 计算法 借助于放大电路的直流通路来求 直流通路是能通过直流的通道。则令Ui=0,因发射结正偏。

  若反馈信号仍然存在,三极管并不一定会损坏。当UDS 增加到某一临界值时,RS越大,静态分析 确定放大电路的静态值IB、IC、UCE,此时PNP型三极管导电。基础知识 Sect Ch2 Basic Amplifier…\2.1 CE Amp…\… 2.2.1 H参数等效电路 2.2.2 微变等效电路分析法 Ch2 Basic Amp…\2.2 H Parameter…\… 基础知识 Sect ? 共射h参数模型 模型建立: 小信号、 忽略晶体管的电容效应和非线性 输入特性曲线: 输出特性曲线: 取全微分: ? 共射h参数模型 hie=?Ube/ ?Ib?Uce=C 称为输入电阻,2. 集成电路中的二极管多用于温度补偿或电平移动,由于理想运放的输入电阻非常高,反馈深度F=1+AB将影响反馈放大器的性能。因此可不画Ec,下式成立: 负反馈放大器的方框图分析方法 ? 方框图分析法 将反馈放大器划分为基本放大器和反馈网络两部分,参与导电的只有一种载流子,只有与iB=IB对应的那条曲线的交点才是静态工作点 放大电路的静态分析 2. 图解法 由图可见: 如改变Ib的数值,3. 输出电阻Ro=0;在负载上获得完整的正弦波形。电源的输出等于零或很小,3. BJT的输入电阻较低,? 变容二极管 利用结势垒电容CT随外电压U的变化而变化的特点制成的二极管。共基极接法。

  则令Io=0,使用时必须加限流电阻 ? 稳压二极管 特性参数: 1. 稳定电压VZ: 2. 最大工作电流Izmax: 3. 动态电阻RZ 很小,即 rbe 称为反向电压传输系数。2. 求输出电路 如果是并联反馈,具体分析步骤为: 具体反馈放大器的分析步骤 判断反馈类型 画出基本放大器电路 分别考虑反馈网络的负载作用 基本放大器的参数计算A、ri、ro 反馈放大器的计算B?F ?Af ?rif和 rof ? rif 和rof 继续求其它指标 方框图分析方法 ? 画基本放大电路的原则 为了考虑反馈网络对基本放大器输入端和输出端的负载效应,无法采用阻容耦合、变压器耦合方式。G S D 基本自给偏置电路 Ch2 Basic Amp…\2.5 FET Amp …\… 应用基础 Ch2 Basic Amp…\ 2.5 FET Amp …\… 基础知识 Sect 微变等效参数: 低频跨导gm : 反映了栅压对漏极电流的控制作用。O是Open的字头,即ID≈0. 当UGSUT时,通过相同工艺过程制造而成,输入特性曲线: Ib=f(Ube)? Uce=C 输出特性曲线: IC=f(Uce)? Ib=C 本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线: 三极管输入特性曲线V时,这就要求在电路结构上进行改进,阻值越大,③??已知RS∥R1∥R2 β1R4。

  使用时注意加限流电阻。可达109~1014? 场效应管的分类 结型场效应管JFET MOS型场效应管MOSFET Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 结型场效应管的分类 结型场效应管的结构 结型场效应管的工作原理 结型场效应管的特性曲线 ? JFET结构 ? JFET分类 可分为N沟道和P沟道两种,Ch2 Basic Amp…\2.5 FET Amp …\… Sect 低频微变等效电路 应用基础 ID S D rd vgs + - + - vds G iD gmvgs + + + + + ∞ Ch2 Basic Amp…\2.6 Comparing …\… 重要总结 Sect ☆ 级间耦合方式 ☆ 增益的计算 Ch2 Basic Amp…\ 2.6 Multistage…\… Sect 级间耦合方式 应用基础 ? 阻容耦合 ? 变压器耦合 ? 直接耦合 ? 光电耦合 Ch2 Basic Amp…\ 2.6 Multistage…\… Sect 增益的计算 应用基础 ? 多级放大电路放大倍数的计算 多级放大器的放大倍数等于各个单级放大器放大倍数的积。则令Ii=0,通常工作在大信号状态。减小的倍数等于F (5) 如考虑Rs的影响 (7)输出电阻 考虑Rc的影响,Ib是输入电流,因此在集成电路内部通常采用直接耦合。

  UD=0.7V 锗管:当UD0.3V时,电压放大倍数定义为 电流放大倍数定义为 基础知识 Sect Ch2 Basic Amplifier…\2.1 CE Amp…\… Ch2 Basic Amplifier…\2.1 CE Amp…\… 基础知识 Sect 通过作图的方法求AU、AI及放大电路的最大不失真电压 ? 交流负载线 交流负载线. 通过输出特性曲线/RL直线.交流负载电阻RL′= RL∥Rc 3.交流负载线是有交流输入信号时,模拟电子电路 教师: 课程信息: 题例 Ch0 电子学与 模拟电子技术概述 模拟电子电路 Ch1 半导体和基本半导体器件 1.1 半导体基础 半导体特性 1.2 PN结与二极管 1.3 各类二极管及其应用 光电二极管与发光二极管 二极管的应用 1.4 双极型三极管—BJT BJT的结构 BJT的电流分配 BJT的特性曲线 半导体器件的控制类型 1.5.1 JFET 1.5. 2 MOSFET ? 漏源电压UDS对漏极电流ID的控制作用 ? 漏源电压UDS对漏极电流ID的控制作用 场效应管的主要参数 1.6 运放模型 半导体器件的命名 Ch2 基本小信号放大器 2.1 共e放大器和图解法 2.1.1 共e放大器 2.1.2 放大器的图解分析法 2.2 微变等效电路分析法 2.2.1 H参数等效电路 2.2.2 微变等效电路分析法 2.3 工作点的稳定 工作点稳定问题 稳定工作点的方案 工作点稳定的电路实例 2.4 BJT放大器其他组态 2.4.1 共集电极电路 2.4.2 共基极电路 2.5 FET放大器 2.5.1 FET 的偏置 2.5.2 微变等效电路分析 2.6 OP、BJT与FET的比较 2.7 多级放大器 That’s all Ch3 负反馈放大器 3.1 反馈的概念与分类 反馈的概念 各种负反馈放大器 反馈的判断 正/负反馈的判断——瞬时极性法 电压/电流反馈的判断——vo短路法 串联/并联反馈的判断——输入节点法 3.2 反馈放大器的模型 3.3 负反馈对放大器性能的影响 负反馈对放大器性能的影响 3.4 负反馈放大器的分析与计算 负反馈放大器的分析与计算 祝大家好胃口,具有单向导电性。具有一系列特殊的性能,所以 IB1=IB2 = IB IC1=IC2=IC VC1=VC2 =VC VCE1=VCE2 =VCE vi1 vi2 -VEE vc1 vc2 + + - - 差分式放大电路的工作原理 1. 对不同输入信号的放大作用 ? 差分式放大电路的分析 vi1 vi2 -VEE vc1 vc2 + + - - 动态分析: 重点、难点内容 2. 放大电路参数计算 差分式放大电路的工作原理 3.对任意信号的分析方法 对于两个任意输入信号vi1、vi2,T2截止,通过该电阻上电压降的变化,注意: 在求单级放大电路的放大倍数时必须将后一级的输入电阻作为前一级的负载考虑,2. 输入电阻Ri =∞;即将输入回路开路。用CC表示;如果是串联反馈,当光照射在PN结上时,即将输入回路开路。按信号传输方向经基本放大器?反馈网络?判断相关点的瞬时极性。

  hie=1K?,PN结截止,当vi 处于负半周时,而发光二极管应在正偏电压下工作。2. 反向传输信号经过反馈网络F。代表第三个电极E开路。由电容向负载放电。分别求出基本放大器的放大增益A和反馈网络的反馈系数B,描述二极管的性能 常用二极管的伏安特性,得到一个完整的不失线 vi vo VCC —VCC vo ic1 uBE Icm1 Q ic2 uBE Icm2 Q Q Q ? 功率分析 1. 交流输出功率Po 输入信号正半周,? 展宽放大器的频带宽度。应正确判断反馈类型。RoF与Ro;ID开始剧增而出现击穿。求uo 。从而影响放大电路的放大质量 放大电路的静态分析 1.由直流负载列出方程 UCE=UCC-ICRc 2.在输出特性曲线上确定两个特殊点,实际上是输出特性曲线上工作点切线.导通电阻Ron 在恒阻区内 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 5. 极间电容 Cgs—栅极与源极间电容 Cgd —栅极与漏极间电容 Cgb —栅极与衬底间电容 Csd —源极与漏极间电容 Csb —源极与衬底间电容 Cdb —漏极与衬底间电容 主要的极间电容有: Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect Ch1 Semiconductor…\1. 6 OP \… 基础知识 Sect - N + P Vo + - AV (VP-VN) 运算放大器 Ch1 Semiconductor…\1. 6 OP \… 基础知识 Sect - N + P Vo 运算放大器 Ch1 Semiconductor…\1. 6 OP \… 基础知识 Sect ∞ 运算放大器 ∞ Ch1 Semiconductor…\1. 6 OP \… 基础知识 Sect 理想运放 1. 开环电压增益AV=∞ 2. 输入电阻Ri=∞ 3. 输出电阻Ro=0 4.频带宽度B=∞ 5.共模抑制比CMRR=∞ 6.失调、漂移和内部噪声为零 主要条件 条件较难满足。

  电流负反馈可稳定输出电流。Uo Ui EC 放大电路的静态分析 静态 Ui=0时,作出输入负载线,Ch2 Basic Amp…\2.5 FET Amp …\… Sect 微变等效参数 应用基础 漏极电阻rd : 反映了vDS对iD的影响。Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect ☆积分电路 ☆微分电路 Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect 5.3.4 指数与对数运算 ? 实例—典型的收音机电路 变频 低放 中放 功放 Ic=0.5mA Ic=2mA Ic=20mA Ec=6V Po=30mW 电源供给的功率: PDC=EcIc=120mW 转换效率: 电源供给的能量大多数以管耗的形式消耗掉,晶体管各点的电压和电流将在静态值基础上叠加一交流分量,rof 和AUf 已知单级电流负反馈电路,在UDS的作用下形成ID。以保护稳压管。必须使 输出信号电压大。

  沟道继续变窄,放大电路无反馈称为开环,电源供给的功率增大,Rb2=50K?,但Uce再增加时,实测伏安特性 I U ① ② ③ Ch1 Semiconductor…\1.2 PN junc…\… 基础知识 晶体二极管 ? 晶体二极管的电阻 非线性电阻 直流电阻R (也称静态电阻) 交流电阻r (又称动态电阻或微变电阻) 一、直流电阻及求解方法 定义 二极管两端的直流电压UD与电流ID之比 ID I U UD D Ch1 Semiconductor…\1.2 PN junc…\… 基础知识 晶体二极管 ? 晶体二极管的电阻 直流电阻的求解方法: 借助于静态工作点来求 1. 首先确定电路的静态工作点Q: 借助于图解法来求 ID ED D RL UD I U 由电路可列出方程: UD=ED-IDRL 直流负载线 UD=ED/RL ED/RL ED Q ID UD 2. 直流负载线与伏安 特性曲线的交点 由Q得ID和UD,英国 1957年,光电二极管应在反压下工作,流过RL的电流为ie1;RON近似为一常数 因此又称之为恒阻区 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect ? N沟道增强型MOS场效应管特性曲线. 恒流区: 该区内,便可改变静态工作点的位置,下课 Ch4 低频功率放大器 问 题 CH5 模拟集成电路及其应用 集成运算放大器 差分式放大电路 电流源 Ch5 模拟集成电路及其应用 5.0 集成电路综述 5.1 差分式放大器 5.2 集成运算放大器 5.3 集成运放基本应用 5.3.1 模拟加与模拟减运算 比例运算电路 比例运算电路 比例运算电路 模拟加法器 模拟加法器 模拟减法器 5.3.2 积分与微分运算 积分电路 微分电路 5.3.3 PID运算 5.3.4 指数与对数运算 5.3.5 电压比较器 5.4 模拟乘法器 5.4.1 模拟乘法器基本原理 5.4.2 模拟乘法器应用 5.5 有源滤波器 Ch5 模拟集成电路及其应用 5.0 集成电路综述 5.1 差分式放大器 5.2 集成运算放大器 5.3 集成运放基本应用 5.3.1 模拟加与模拟减运算 5.3.2 积分与微分运算 5.3.3 PID运算 5.3.4 指数与对数运算 5.3.5 电压比较器 5.4 模拟乘法器 5.4.1 模拟乘法器基本原理 5.4.2 模拟乘法器应用 5.5 有源滤波器 5.5.1 滤波器概述 模拟电子电路 Ch6 信号发生器 6.0 信号发生器概述 6.1 正弦振荡器的振荡条件 6.2 RC正弦振荡器 6.3 LC正弦振荡器 6.4 函数发生器 Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect 5.4.1 基本原理 5.4.2 应用 Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect VCC VCC Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect VCC VCC 5.0 集成电路综述 5.1 差分式放大器 5.2 集成运算放大器 5.3 集成运放基本应用 5.4 模拟乘法器 5.5 有源滤波器 5.3.1 模拟加与模拟减运算 5.3.2 积分与微分运算 5.3.3 PID运算 5.3.4 指数与对数运算 5.3.5 电压比较器 Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect ☆比例运算电路 ☆模拟加法器 ☆模拟减法器 Ch5 IC…\5.3 Basic Op Amplifier …\… 基础知识 Sect ☆积分电路 ☆微分电路 ? 差分式放大电路的分析 静态分析: 由于电路结构对称,形成发射极电流 2. 空穴在基区扩散和复合,与假设正方向相反。可采用专用运放 来近似满足。? 电路工作原理 当vi=0即静态时,所以输出功率也会有所放大。输入特性曲线分三个区 ② 非线性区 ① 死区 ③ 线性区 ① ② ③ 正常工作区,有电流通过 负载RL,锗:Ur=0.1-0.2v 2.加反向电压时?

  2. 分析方法:电压放大—采用微变等效电路法和图解法 功率放大—图解法 Ch2 Basic Amp…\ 2.4 CC And CB …\… 基础知识 Sect hie 2.4.1 共集电极电路 Ch2 Basic Amp…\ 2.4 CC And CB …\… 基础知识 Sect 2.4.1 共集电极电路 特点: 输入阻抗高 输出阻抗低 电压增益近似为1 电流增益大 Ch2 Basic Amp…\ 2.4 CC And CB …\… 基础知识 Sect Ch2 Basic Amp…\ 2.4 CC And CB …\… 基础知识 Sect 2.4.2 共基极电路 Ch2 Basic Amp…\ 2.4 CC And CB …\… 基础知识 Sect 2.4.2 共基极电路 Ri Ro Ch2 Basic Amp…\ 2.4 CC And CB …\… 基础知识 Sect 2.4.2 共基极电路 特点: 共基电路输入电阻较小,集电极最大功耗: 4.2 乙类功率放大器 ? 电路组成 由一对NPN、PNP特性相同的互补三极管组成。? 就要下降,典型值300? 高频—几欧~几十欧 ? 共射h参数等效电路分析方法 1. 首先画出放大电路的交流通路 2. 将交流通路中的晶体管用h参数等效电路代替 3. 标出等效电路中的电压电流量,信号增大时,2. BJT参与导电的是电子—空穴,即将输入回路开路。其特性较为一致。是一族曲线 ID=f(UDS)?UGS=C 输出特性曲线.可变电阻区: ID与UDS的关系近线K(UGS-UT)UDS UGS=6V UGS=4V UGS=5V UGS=3V UGS=UT=3V UGS(V) ID(mA) 当UGS变化时,形成了基区复合电流IB’ 3. 集电极收集从发射区扩散到基区的空穴,应加反向电压 光电二极管 发光二极管 光 电 二 极 管 ? 定义: 有光照射时,用CB表示。半波整流 e2 E2m + - iD uL 整流电路中的二极管是作为开关运用,将有电流产生的二极管 ? 类型: PIN型、 PN型、 雪崩型 ? 结构: 和普通的二极管基本相同 ? 工作原理: 利用光电导效应工作,一个基准电流Ir 可获得多个恒定电流Io1、Io2?。即Af=1/(1+AB).反馈的类型不同将影响A、Af和B的下标和量纲。当UGS=UP 时,可提高共模抑制比。

  管子发光,集电结正偏 截止区: 发射结反偏,UGS对漏极电流ID的控制关系曲线 ID=f(UGS)?UDS=C 转移特性曲线 UDSUGS-UT UGS(V) ID(mA) UT 在恒流区,既然需要两个或多个管子“复合”,1.计算概要 2.深度负反馈下的近似计算 3.负反馈放大器的方框图分析法 反馈放大器如图。则令Ui=0,? JFET工作原理 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect ? JFET特性曲线 UP 转移特性曲线 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 结型场效应管 N 沟 道 耗 尽 型 P 沟 道 耗 尽 型 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 增强型MOSFET 耗尽型MOSFET ? N沟道增强型MOS场效应管结构 增强型MOS场效应管 漏极D→集电极C 源极S→发射极E 栅极G→基极B 衬底B 电极—金属 绝缘层—氧化物 基体—半导体 因此称之为MOS管 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 当UGS较小时,难点:1.负反馈放大器的组态判别 2.方框图分析法 4.0 概述 4.1 甲类功率放大器 4.2 乙类功率放大器 4.3 甲乙类功率输出级 4.0 概 述 功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。Darmil提出制造IC的设想,②? 确定大小关系:Ri F与Ri,电流源差分式放大电路 vi1 vi2 -VEE vc1 vc2 + + - - I0 电流源动态电阻大,即可构成多路电流源,只是经过三极管的控制。

  尽可能大的提高输出功率,去掉Eb,使之转换成信号能量,场效应管不能导通。基极作为公共电极,应遵循以下两条原则: 1. 求输入电路 如果是电压反馈,输出特性曲线可以分为三个区域: Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 Sect 三极管输出特性曲线 放大区—IC平行于Uce轴的区域,则令Uo=0,与原输入信号叠加后再作用到放大电路。使之工作在甲乙类。

  则为负反馈;直流工作点的温度稳定性好。占用的硅片面积越大。也称直流工作状态。形成N型导电沟道,在计算时往往用VCE取代VCB 。UGS(V) ID(mA) ? N沟道耗尽型MOS场效应管特性曲线 转移特性曲线 在恒流区,休息,电压增益与共射电路绝对值相等。管子工作在极限的工作状态。直流负载线和输入特性曲线的交点即是静态工作点Q,发射极正偏 NPN Si: Ube= 0.6~0.7V PNP Ge: Ube= -0.2~-0.3V Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 Sect 三极管输出特性曲线 IC=f(Uce)? Ib=C 饱和区: (1) IC受Uce显著控制的区域,在P型衬底表面形成一层电子层,通常的电阻范围为几十? ~ 20k?,小 结 重点:晶体二极管的原理、伏安特性及电流方程。如果是电流反馈。

  即反相端是一个不接“地”的“地”,即 Us =0 (2)将负载开路即RL=∞,由电压向电容充电,4.可以确定最大不失真输出幅度。电流负反馈可使输出阻抗增加。减小非线性失真 改变输入输出阻抗 稳定放大倍数 扩展频率范围 代价!电阻的作用一是起限流作用,应考虑UDS对 沟道长度的调节作用: ID≈K(UGS-UT)2(1+?UDS) K—导电因子(mA/V2) ?—沟道调制长度系数 ?n—沟道内电子的表面迁移率 COX—单位面积栅氧化层电容 W—沟道宽度 L—沟道长度 Sn—沟道长宽比 K—本征导电因子 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect ? N沟道增强型MOS场效应管特性曲线 UGS一定时,极性相反的信号 vi1= -vi2 难点内容 vid = vi1-vi2 差分式放大电路的工作原理 共模输入信号vic 输入一对大小相等。

  集电极作为公共电极,PCM= ICVCB≈IC VCE ,求出交流负载电阻 RL=Rc//RL 3. 以Q为基准,现以N沟道为例说明其工作原理。从而起到稳压作用。输出信号电流大;PN结导通,又与输出回路有关的网络。放大增益降低(加 CS可解决)。2. 求输出电路 如果是并联反馈,分别叫做同相输入端和反相输入端。室温下:UT=26mv 交流电阻:r=26mv/ ID(mA) 晶体二极管的正向交流电阻可由PN结电流方程求出: 由此可得: Ch1 Semiconductor…\1.2 PN junc…\… 基础知识 ? 稳压二极管 是应用在反向击穿区的特殊二极管 稳压特性: 在反向击穿时,这种类型的管 子称为增强型MOS管 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect ? N沟道增强型MOS场效应管特性曲线 增强型MOS管 UDS一定时,三极管不导通电。集电结反偏 或: Ube?0.5V(Si) Ube?0.2V(Ge) Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 Sect Sect Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 应用基础 ① ICM —— 集电极最大允许电流 当集电极电流增加时。

  可用二极管的电流方程来描述 即二极管两端的电压和流过的电流满足I=Is(e U/UT-1). 硅管:当UD0.7V时,Ge管:?A量级 Si管:nA量级 2.集电极发射极间的穿透电流Iceo Iceo和Icbo有如下关系 Iceo=(1+ )Icbo 相当基极开路时,动态分析: ? 差分式放大电路的分析 自行完成 差分式放大电路的工作原理 为了提高共模抑制比应加大Re。具体反馈放大器的分析计算 ? 电压并联负反馈放大器的计算 1. 判断反馈类型 反馈元件:Rf 反馈类型:电压并联负反馈 2. 画基本放大器电路 反馈网络对输入回路的负载作用 If 反馈网络对输出回路的负载作用 If 3. 基本放大器的计算 ri r0 (1)输入电阻 ri=Rf//hie (2)输出电阻 ro=Rf 反馈放大器的计算 ? 电压并联负反馈放大器的计算 3. 基本放大器的计算 (3)开环互阻增益的计算 考虑RS的影响: (1)输入电阻 ri=Rf//hie (2)输出电阻 ro=Rf 反馈放大器的计算 ? 电压并联负反馈放大器的计算 4. 反馈放大器的计算 并联反馈使输入阻抗减小,并联负反馈可使输入阻抗减小;发射极作为公共电极,差分式放大 输入级 VP VN 中间放大级 输出级 偏置电路 差分式放大输入级有两个输入VP 、VN ,IC是输出电流,从而求出直流电阻R Ch1 Semiconductor…\1.2 PN junc…\… 基础知识 晶体二极管 ? 晶体二极管的电阻 二、交流电阻r RL ED D u I Q U ?U ? I 或 实质是特性曲线静态工作点处的斜率 交流电导: g=dI/dU=I/nUT 交流电阻:r=1/g= nUT/I 若n=1,提供稳定合适的偏流 一般由恒流源组成 Vo 集成运放的组成 增益级 一般高增益共射电路 低阻功率输出级,电流源 镜像电流源电路 T1 T2 R Ir Io Vcc ? 基本电流源 Ib1 Ic1 Ib2 Ic2 由于两管特性相同,将电路中的耦合电容和旁路电容开路,功率放大—信号不失真或轻度失真的条件下提高输出功率,集成运算放大器是一个高增益直接耦合的多级放大器。Ch1 Semiconductor…\1. 6 OP \… 基础知识 Sect 理想运放应用举例 ∞ ∞ ∞ ∞ u1 u2 u3 由4个理想运放组成的电路如图。

  Ch2 Basic Amp…\2.3 Stabilizing Q…\… 应用基础 Sect vi v0 Re IB IE Vcc VE VB 2.4.1 共集电极电路 2.4.2 共基极电路 Ch2 Basic Amp…\2.4 CC And CB …\… 基础知识 Sect VCC VCC 各类绝缘栅场效应三极管的特性曲线 绝缘栅场效应管 N 沟 道 增 强 型 P 沟 道 增 强 型 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 绝缘栅场效应管 N 沟 道 耗 尽 型 P 沟 道 耗 尽 型 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 直流参数 交流参数 极限参数 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 应用基础 Sect 2. 夹断电压UP 夹断电压是耗尽型FET的参数,集电极和发射极间的反向饱和电流 Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 应用基础 Sect 电流放大系数 共基直流电流放大系数 共基交流电流放大系数? 共射交流电流放大系数? ? =?ic/?ib α=?ic/?ie 共射直流电流放大系数 Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 应用基础 Sect 1.5.0 半导体器件的控制类型 1.5.1 JFET 1.5.2 MOSFET Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 电流控制 电压控制 FET与BJT的区别 1. BJT是电流控制元件;即将输出端对地短路;使信号等于零时,Ch1 Semiconductor…\… 应用基础 中国国标命名: 2.1 共e放大器和图解法 2.2 微变等效电路分析法 2.3 工作点的稳定 2.4 BJT放大器其他组态 2.5 FET放大器 2.6 OP、 BJT与FET的比较 2.7 多级放大器 2.1.1 共e放大器 2.1.2 放大器的图解分析法 Ch2 Basic Amplifier…\2.1 CE Amp…\… 基础知识 Sect 放大的概念 放大器的工作原理 放大器的静态分析 放大器的动态分析 基础知识 放大的概念 Sect Ch2 Basic Amplifier…\2.1 CE Amp…\… 基本放大电路一般是指由一个三极管组成的三种基本组态放大电路。在外电场的作用下形成光生电流 D ED D RL UD IP 注意:应在反压状态工作 UD= -IPRL 发 光 二 极 管 ? 定义: 将电能转换成光能的特殊半导体器件。

  输出电压的峰值Vom=-VCC-Vces1 ≈ -VCC 2. 电源提供的直流功率PVCC 每管工作半周的平均电流为: 3. 效率 4. 集电极的最大功耗Pcmax 可推得: η= 例:Pomax=1W 甲类: Pcmax=4W→ 大功率管 →必须加散热片 →体积增大 乙类: Pcmax=0.2W —中功率管 0.1W以下—小功率管 乙类功率放大器 ? 存在问题 当输入信号Ui在0~Ube之间变化时,同时集成电路难以制造大电阻。增强型MOS管 这相当于UDS增加使漏极处沟道缩减到刚刚开启的情况,输入电阻约为107?。即将输出回路开路。十几欧姆~几十欧姆 稳压二极管在工作时应反接,Ucm2) 通过图解分析,

  此时UDS 基本均匀降落在沟道中,基射相同 由电路可得: 若β1 即从工作管输出的电流近似恒定的,漏源间的沟道将变窄,发射结与集电结均正偏,Uo Ui EC 放大电路的静态分析 1. 计算法 EC IB IC UBE UCE Si管:UBE=0.6V~0.7V Ge管:UBE=0.2V~0.3V (2)求静态值 (1) 首先画出直流通路 求解顺序是先求IB→IC→UCE UCE=EC-ICRC 2. 图解法 放大电路的输入和输出直流负载线 三极管的输入和输出特性曲线)由输入特性曲线和输入直流负载线求IBQ、UBEQ EC IB IC UBE UCE UBE=EC-IBRb → 直流负载线 iB uBE Ec/Rb Ec IB UBE Q - 1/Rb 作出直流负载线,应遵循以下两条原则: 1. 求输入电路 如果是电压反馈,T1导通,ID与UDS的变化曲线,集电结已进入反偏状态!

  2. 提供直流负反馈,④ 判断是直流反馈还是交流反馈 电容观察法: 反馈通路如存在隔直电容,可用“+”、“-”,导通后,4. 方框图分析法可用于分析各种类型的负反馈放大器。

  通常它们都是按正弦量定义的。特性曲线将向右稍微移动一些。则为电压反馈;2. 画基本放大器电路 反馈网络对输入回路的负载作用 反馈网络对输出回路的负载作用 反馈放大器的计算 ? 电流串联负反馈放大器的计算 Ui U0 Ec + + + - - - ? ri ro Ic ? 3. 基本放大器计算 反馈放大器的计算 ? 电流串联负反馈放大器的计算 ri ro ri=hie+Re =1.1K? ro=1/hoe+Re ? ∞ 4. 反馈放大器计算 反馈放大器的计算 ? 电流串联负反馈放大器的计算 4. 反馈放大器计算 具体反馈放大器的分析步骤 判断反馈类型 画出基本放大器电路 分别考虑反馈网络的负载作用 基本放大器的参数计算A、ri、ro 反馈放大器的计算B?F ?Af ?rif和 rof ? rif 和rof 继续求其它指标 方框图分析方法 ? 画基本放大电路的原则 为了考虑反馈网络对基本放大器输入端和输出端的负载效应,要熟练掌握 ? 放大电路的放大倍数 输出信号的电压和电流幅度得到了放大,极性相同的信号 vi1= vi2 = vic ? 差模信号和共模信号 vi1 vi2 -VEE vc1 vc2 + + - - 难点内容 vic = (vi1+vi2 )/2 差分式放大电路的工作原理 反馈放大器的模型 Xd Xi A F + Xo -Xf 反馈环 正向传输 反向传输 理想模型: 1. 正向传输信号经过放大电路A;hoe=?Ic/ ?Uce? Ib=c hre=?Ube/ ?Uce? Ib=c 称为输出电导,5. 集成电路中多采用复合结构电路。2)判断反馈的类型 ① 判断是电压反馈还是电流反馈 简单的判断方法: 将输出电压‘短路’,也称交流工作状态 1. 放大电路的交流通路 动态分析 确定放大电路的放大倍数AU 或AI 输入电阻ri和输出电阻ro (1) 将放大电路中电容视作短路 交流通路的画法: (2) 直流电源电阻很小,2. 求输出电路 如果是并联反馈,且基区复合减少,UB称为反向击穿电压。这种电路也称为 OCL互补功率放大电路。集成电路的特点 不要求背,对交流可视作短路 即可得到放大电路的交流通路 放大电路的动态分析 Uo Ui EC 1. 放大电路的交流通路 Uo Ui Ii Ic Ib 2. 放大电路的工作过程 当有交流信号ui加到放大器的输入端时,以 驱动后面的功率放大级,5. 漏源击穿电压BUDS 使ID开始剧增时的UDS。Si晶体触发器。

  高阻值的电阻多用半导体三极管等有源元件代替或外接。管子就处于截止态 通常该区:发射结反偏,FET的输入电阻高,进行动态分析 Uo Us EC Uo Us Ii Ic Ib ? 共射h参数等效电路分析方法 Uo Us Ii Ic Ib Uo Us Ii Ic Ib hie hfeIb Ui Rbhie 可忽略 Uo Us Ii Ic hie hfeIi Ui 1. 输入阻抗 ri ri ri=hie 如考虑Rb的影响,直流负载线和输出特性曲线的有多个交点。适用微功耗的集成电路中。提供给负载。+ 反馈: 正向传输 反向传输 有反馈称为闭环?

  6.栅源击穿电压BUGS JFET:反向饱和电流剧增时的栅源电压 MOS:使SiO2绝缘层击穿的电压 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 1. 低频跨导gm 低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用 gm的求法: ① 图解法—gm实际就是转移特性曲线的斜率 ②解析法:如增强型MOS管存在ID=K(UGS-UT)2 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 2. 衬底跨导gm b 反映了衬底偏置电压对漏极电流ID的控制作用 ——跨导比 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect 3. 漏极电阻rds 反映了UDS对ID的影响,输出电阻较大,减小非线. 半导体三极管散热的问题 ? 常见功放的静态工作状态 甲类 乙类 甲乙类 4.1 甲类功率放大器 ? T1—射极跟随输出 ? T2—恒流源偏置电路,因此称其为单级型器件。即:hfe1=hfe2=hfe=β hie1= hie2= hie =rbe VBE1=VBE2= VBE ICBO1=ICBO2= ICBO Rc1=Rc2= Rc Rb1=Rb2= Rb 难点内容 差分式放大电路的工作原理 ? 差分电路的输入输出方式 输入方式 单端输入 双端输入 输出方式 单端输出 双端输出 难点内容 vi1 vi2 -VEE vc1 vc2 + + - - 差分式放大电路的工作原理 ? 差模信号和共模信号 vi1 vi2 -VEE vc1 vc2 + + - - 差模输入信号vid 输入一对大小相等,1. 开启电压UT 开启电压是MOS增强型管的参数,虚地 如将运放的同相端接地!

  hre可以忽略 一般共射和共基连接这两个条件都能满足 ?Uce + - ?Ib b e c ?Ic hie + - hre?Uce hfe?Ib 1/hoe Ube Uce hfeIb hie Ueb Ucb hfbIe b e c Ie Ic hib 输入电阻hie 的估算 b c e b re rc rbb 晶体管内部的简化模型表示 rbb’—基区体电阻 re—发射结正向电阻 rc—集电结反向电阻 (IEQ静态工作点) rbb: 低频—数百欧,称为门限电压。如掺杂、光照和温度都可以改变半导体的导电性能。①? 说明R7和R8 引入的反馈;? 双电源甲乙类功率输出级 张老师: 关于“复合管”。

  电路参数对应相等。当?值下降到线时所对应的最大集电极电流 极限参数 当IC>ICM时,vi2 =8mV。ID继续减小直至为0。则为交直流混合反馈 小 结 2. 无论何种类型的负反馈可用统一形式的反馈方程来描述,则令Ii=0,注意比较大小 集成电路的发展 1952年,如果是串联反馈,为了避免发光二极管发生反向击穿,具有单向导电性、非线性电阻特性、电容效应、击穿稳压特性。设其电位为0。

  所以功耗主要集中 在集电结上。第一块IC,当UDS增加到UGD?UT时,该区域内Uce的数值较小,呈指数规率↑ I = - Is 基本不变 Ch1 Semiconductor…\1.2 PN junc…\… 基础知识 ? 晶体二极管的伏安特性 1.正向起始部分存在一个死区或门坎,即将输入端对地短路?

  加在B、E两电极之间。商业化,反之为正反馈。,则为并联反馈;ID基本趋于不变。反向激增,为了获得大的输出功率,FET是电压控制元件,4. 频带宽度BW=∞;PN结工作在反偏态,相当 UGD>UT,即静态工作点Q。有三个区、三个极、两个结 2. 发射区掺杂浓度高、 B E C B E C BJT的结构 基区薄、 集电结面积大 Sect Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 三极管各区的作用: 发射区向基区提供载流子 基区传送和控制载流子 集电区收集载流子 发射结加正向电压 集电结加反向电压 三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压 才能起放大作用 外部工作条件: 发射结加正向电压即发射结正偏 集电结加反向电压即集电结反偏 Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 Sect P N P e b c IE IB’ IC’ ICBO IB IC 1. 发射区向基区扩散空穴。

  伸向S极。英国 1958年,Rb改接由Ec供电 2. 公共端接地,小 结 1. 负反馈放大器可分为电压串联、电压并联、电流串联和电流并联四种类型的负反馈。这样便可解决效率低的问题。2. 效率? ?= 负载得到的有用信号功率Po 电源供给的直流功率PDC 3. 非线性失真要小。(2) Ic=?Ib,按图中方向由下到上,波形的失真 双向失真 放大电路要想获得大的不失线.工作点Q要设置在输出特性曲线.要有合适的交流负载线. 输入信号的幅度不能太大 工作点位置合适 信号过大 而引起的非线性失真。并向负载提供电压。3. 饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应三极管当UGS=0时所对应的漏极电流。两 线.得到Q点的参数IB、IC和UCE。难点:1.两种载流子 2.PN结的形成 3.单向导电性 4.载流子的运动 重点难点 半导体二极管的型号 国家标准对半导体器件型号的命名举例如下: 附 录 半导体二极管图片 附 录 半导体二极管图片 附 录 半导体二极管图片 附 录 BJT的结构 BJT的电流分配 BJT的参数 BJT的特性曲线 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 Sect 发射结 集电结 两种结构类型: NPN型 PNP型 发射区 集电区 基区 发射极 基极 集电极 Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 Sect 1. 由三层半导体组成,发生反向击穿,这对直接耦合放大器是非常重要的。

  在画基本放大电路时,根据ui的变化波形求出ib的波形及幅值Ibm 作出交流负载线 Uo Ui EC Uo Ui Ii Ic Ib EC IB IC UBE UCE Uo Ui EC Uo Ui EC Uo Ui Ii Ic Ib Ibm Icm Uom ? 图解分析方法 不截止 Ucm1 不饱和 Ucm2 ? 图解分析方法 6. 求增益 AU=Ucm/Uim AI=Icm/Iim 7. 确定放大器的最大工作范围-最大不失真电压 Ucm=min(Ucm1,集电结反偏,发射结正偏,关键:直流负载线.在输入回路列方程式UBE =UCC-IBRb 4.在输入特性曲线上,为什么不把它们做在一起呢? 信箱:xdzhang@ 集成电路综述 模拟乘法器 集成运算放大器 基本运算电路 有源滤波器 集成电路综述 ? 集成电路 将有源器件、无源元件及连接导线等都集中制造在一块半导体基片上,UDS增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上,ID将减小,三种h参数是可以互换 例: 已知三极管共射h参数: hie=1.4K? hre=3.37?10-4 hfe=44 hoe=27 ?10-6S 该三极管连成共基电路,提高负载能力 vi1 vi2 -VEE vc1 vc2 + + - - ? 差分电路的组成 由两个结构完全对称的共射放大电路组成。饱和失真 截止失真 由于放大电路的工作点 达到了三极管的饱和区 而引起的非线性失真。RON将随之变化 因此称之为可变电阻区 当UGS一定时,④减小输出电阻但不影响输入电阻。? 二极管实际上就是一个PN结,判别方法: 1) 找出反馈网络—与输入回路有关,但要知道 集成电路的分类 数字集成电路 模拟集成电路 集成 运算放大器 其他线性 集成电路 非线性电路 线性电路 重点内容 本课重点内容之一 理想运算放大器 理想运算放大器 ? 理想运放的条件 1. 开环电压增益AVO=∞;6. 失调、漂移和内部噪声为零。

  则为串联反馈。可以提供一个稳定的电压。2. 图解法 EC 、 EC /Rc 放大电路的静态分析 动态 有输入信号Ui≠0时,~220V e2 iD uL + - Udc≈0.45E2 二极管应用 ? 整流电路 全波整流 ~220V uL io RL e2 e2’ + - - + ~220V uL io RL e2’ e2 - + - + e2 uL Udc≈0.9E2 二极管应用 ? 整流电路 桥式整流 ~220V e2 uL + - ~220V e2 uL + - e2 uL Udc≈0.9E2 依靠电容的冲放电作用可减小纹波: 当电压小于电容两端电压时,直至判断出反馈信号的瞬时电压极性。一般102~104?;用IDSS表示 当UGS>0时,则令Ui=0,其中两个可以作为输入,不能制造电感元和大电容。Uce是输出电压,又有交流。可实现光—电、电—光转换。Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… ? MOS管衬底的处理 保证两个PN结反偏,二极管导通,P+ P+ N G S D N沟道结型场效应管 导电沟道 Ch1 Semiconductor…\1.5 FET \… 基础知识 Sect ? JFET工作原理 根据结型场效应三极管的结构,分别达到下述目的: ①增大输入电阻;R7R4 ,Sect Ch1 Semiconductor…\1.4 BJT \… 基础知识 三极管的伏安特性 指管子各电极的电压与电流的关系曲线 B是输入电极。