模电总结 (自动保存的)

1、目录第一章重点掌握内容：1第二章放大电路的基本原理3第二章 重点掌握内容：16第三章 放大电路的频率响应23第四章 功率放大电路30第五章集成运算放大电路32第六章放大电路中的反馈42第一章 重点掌握内容：一、 概念1、 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。2、 半导体器件，主要是利用半导体材料制成，如硅和锗。3、 半导体奇妙特性：热敏性、光敏性、掺杂性。4、 本征半导体：完全纯净的、结构完整的、晶格状的半导体。5、 本征激发：环境温度变化或光照产生本征激发，形成电子和空穴，电子带负电，空穴带正电。它们在外电场作用下均能移动而形成电流，所以称载流子。6、 半导体中存在两种载流子： 自由

2、电子 和 空穴 。7、 P型半导体：在纯净半导体中掺入三价杂质元素，便形成P型半导体，使导电能力大大加强，此类半导体，空穴为多数载流子（称多子）而自由电子为少子。8、 N型半导体：在纯净半导体中掺入五价杂质元素，便形成N型半导体，使导电能力大大加强，此类半导体，电子为多子、而空穴为少子。9、 PN结具有单向导电性：P接正、N接负时（称正偏），PN结正向导通，P接负、N接正时（称反偏），PN结反向截止。所以正向电流主要由多子的扩散运动形成的，而反向电流主要由少子的漂移运动形成的。10、 二极管按材料分有硅管(Si管)和锗管(Ge管)，按功能分有普通管，开关管、整流管、稳压管等。11、 二极管由一

3、个PN结组成，所以二极管也具有单向导电性：正偏时导通，呈小电阻，大电流，反偏时截止，呈大电阻，零电流。P6,图1.2.5二极管的伏安特性。P7，（1.2.1式）二极管方程Is为反向饱和电流，Ut为温度的电压，当温度T=300K时，Ut=26mV.其死区电压：Si管约0.5V，Ge管约为0.1V 。其导通压降：Si管约0.7V，Ge管约为0.2V 。这两组数也是判材料的依据。10、稳压管是工作在反向击穿状态的： 加正向电压时，相当正向导通的二极管。（压降为0.7V，） 加反向电压时截止，相当断开。 加反向电压并击穿（即满足UUZ）时便稳压为UZ 。11、二极管主要用途：整流、限幅、继流、检波、开

4、关、隔离（门电路）等。12. 三极管由两个PN结组成。从结构看有三个区、两个结、三个极。（参考P40）三个区：发射区掺杂浓度很高，其作用是向基区发射电子。基区掺杂浓度很低，其作用是控制发射区发射的电子。 集电区掺杂浓度较高，但面积最大，其作用是收集发射区发射的电子。 两个结：集电区基区形成的PN结。叫集电结。（JC） 基区发射区形成的PN结。叫发射结。（Je） 三个极：从三个区引出的三个电极分别叫基极B、发射极E和集电极C 。 对应的三个电流分别称基极电流IB、发射极电流IE、集电极电流IC 。并有：IE =IB+ IC13. 三极管也有硅管和锗管，型号有NPN型和PNP型。(注意电路符号的区

5、别。可用二极管等效来分析。)14、 三极管的输入电压电流用UBE 、IB表示，输出电压电流用UCE 、IC表示。即基极发射极间的电压为输入电压UBE，集电极发射间的电压为输出电压UCE。 三极管具有电流电压放大作用.其电流放大倍数=IC / IB (或IC= IB)和开关作用.15、三极管的输入特性（指输入电压电流的关系特性 ）与二极管正向特性很相似，也有： 死区电压：硅管约为0.5V, 锗管约为0.1V 。 导通压降：硅管约为0.7V ,锗管约为0.2V 。（这两组数也是判材料的依据） 16、三极管的输出特性(指输出电压UCE与输出电流IC的关系特性)有三个区:P15，图1.3.7 饱和区:

6、 特点是UCE0.3V,无放大作用,C-E间相当闭合.其偏置条件JC, Je都正偏.截止区: 特点是UBE 0, IB=0, IC=0,无放大. C-E间相当断开.其偏置条件JC, Je都反偏. 放大区: 特点是UBE大于死区电压, UCE1V, IC= IB. 其偏置条件Je正偏JC反偏. 所以三极管有三种工作状态,即饱和状态 ,截止状态和放大状态,作放大用时应工作在放大状态,作开关用时应工作在截止和饱和状态.如果集电极电流方向发生改变则工作在放大区；如果基极电流方向发生改变则工资在截止区。二、应用举例：（判二极管是导通或截止、并求有关图中的输出电压U0 ）参考答案：a、因阳极电位比阴极高，

7、即二极管正偏导通。是硅管。b 、二极管反偏截止。 f 、因V的阳极电位比阴极电位高，所以二极管正偏导通，（将二极管短路）使输出电压为U0=3V 。G、因V1正向电压为10V，V2正向电压13V，使V2先导通，（将V2短路）使输出电压U0=3V，而使V1反偏截止。h 、同理，因V1正向电压10V、V2正向电压为7V，所以V1先导通（将V1短路），输出电压U0=0V，使V2反偏截止。（当输入同时为0V或同时为3V，输出为多少，请同学自行分析。）三、书P36习题：1-13、1-14、1-15 第二章放大电路的基本原理1放大本质：实现能量的控制。在放大电路中提供一个能源，由能量较小的输入信号控制这个能

8、源，使之输出较大的能量，然后推动负载。小能量对大能量的控制作用称为放大作用。放大的对象是变化量。2最大输出幅度：在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供给负载的最大输出电压(或最大输出电流)可用峰-峰值表示，或有效值表示(Uom、Iom)。3输出电阻愈小，带载能力愈强。4通频带：在此处键入公式。5单管共发射极放大电路的组成及各元件的作用：Cb1的作用：耦合电容：电解电容，有极性，大小为10mF50mFCb2的作用：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。6单管共发射极放大电路的工作原理：（可以用等效电路来分析。）7组成放大电路的原则：1）外加直流电源的极性必须使发射

9、结正偏，集电结反偏。则有：2）输入回路的接法应使输入电压DuI能够传送到三极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量DiB。3）输出回路的接法应使变化量DiC 能够转化为变化量DuCE，并传送到放大电路的输出端。8改进电路单管共射放大电路C1 、C2：为隔直电容或耦合电容；RL：为负载电阻。该电路也称阻容耦合单管共射放大电路。9放大电路的基本分析方法：图解法、微变等效电路法。10静态工作点：由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点。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。11静态工作点的近似计算1

10、2图解法分析静态工作点：在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方法求解放大电路的工作情况。图解分析静态： 1）先用估算的方法计算输入回路IBQ、UBEQ。 2）用图解法确定输出回路静态值方法：根据uCE = VCC - iCRc式确定两个特殊点图解分析动态输入回路的变化情况：先是U(BE)的变化，引起i(B)的变化。输出回路工作情况分析先是i( c )的变化引起u(CE)变化。13.单管共射放大电路的电压电流波形14.图解法的步骤l 估算静态基极电流；l 由直流通路画出输出回路的直流负载线，确定静态工作点；l 由交流通路计算等效的交流负载电阻，过点画出交流负载线；l 电压放大倍数，在Q点附

11、近取DiB，在输入特性上找到相应的DuBE，再在输出特性的交流负载线上找到DuCE。15图解法的应用(一)用图解法分析非线性失真1）静态工作点过低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真 截止失真结论：iB 波形失真2）Q 点过高，引起 iC、uCE的波形失真饱和失真16用图解法分析电路参数对静态工作点的影响主要根据公式来判断Q点的移动，又是可能是直流负载线在移动，或者是其他量在变化。但是最终总是比较初始Q点的位置与最后Q点的位置。17图解法小结 1. 能够形象地显示静态工作点的位置与非线性失真的关系；2. 方便估算最大输出幅值的数值；3. 可直观表示电路参数对静态工作点的影响；4. 有利于对静

12、态工作点Q的检测等。18微变等效电路法微变等效条件： 研究的对象仅仅是变化量； 信号的变化范围很小输入回路来看：输出电路从三极管输出端看，可以用bDiB恒流源代替三极管；19三极管的简化参数等效电路电压放大倍数Au；输入电阻Ri、输出电阻RO20rbe 的近似估算公式低频、小功率管rbb¢约为300 W。21温度对静态工作点的影响一、温度对UBE的影响二、温度对b值及ICBO的影响温度升高将导致IC增大，Q 上移。波形容易失真。22分压式静态工作点稳定电路工作原理：由于UBQ不随温度变化，电流负反馈式工作点稳定电路1。Re愈大，同样的DIEQ 产生的DUEQ 愈大，则温度稳定性愈好。

13、但Re增大，UEQ增大，要保持输出量不变，必须增大VCC。2. 接入Re，电压放大倍数将大大降低。在Re两端并联大电容Ce ，交流电压降可以忽略，则Au 基本无影响。Ce称旁路电容3. 要保证UBQ基本稳定，IR>>IBQ，则需要Rb1、Rb2小一些，但这会使电阻消耗功率增大，且电路的输入电阻降低。实际选用Rb1、Rb2值，取IR= (5 10)IBQ，UBQ = (5 10)UBEQ。23放大电路的三种基本组态共射组态 共集组态 共基组态一、共集电极放大电路电流放大倍数电压放大倍数结论：电压放大倍数恒小于 1，而接近 1，且输出电压与输入电压同相，又称射极跟随器。输入电阻输出电阻

14、输出电阻低，故带载能力比较强。二、共基极放大电路实际电路采用一个电源VCC，用Rb1、Rb2 分压提供基极正偏电压。微变等效电路由于a小于 1 而近似等于 1 ，所以共基极放电电路没有电流放大作用。电压放大倍数共基极放大电路没有电流放大作用，但是具有电压放大作用。电压放大倍数与共射电路相等，但没有负号，说明该电路输入、输出信号同相位。输入电阻暂不考虑电阻Re的作用输出电阻三、三种基本组态的比较所谓共某某组态，可以简单的理解为如果输入电压和输出电压的正极没有接在哪一级上，就叫做共该级组态。第二章重点掌握内容：一、概念1、当输入信号ii 很微弱时,三极管可用H参数模型代替(也叫微变电路等效电路)(

15、参考图P58,图2.4.12，单管共射放大电路的等效电路)2、对放大电路的分析有估算法和图解法估算法是：先画出直流通路（方法是将电容开路，信号源短路，剩下的部分就是直流通路）， 求静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ 。画交流通路，H参数小信号等效电路求电压放大倍数AU输入输出电阻RI和R0 。图解法：是在输入回路求出IB后，在输入特性作直线，得到工作点Q，读出相应的IBQ、UBEQ 而在输出回路列电压方程在输出曲线作直线，得到工作点Q，读出相应的ICQ、UCEQP52，图2.4.5加正弦输入信号时放大电路的工作情况。 加入待放大信号ui从输入输出特性曲线可观察输入输出波形，P53，图2.4.6

16、单管放大电路电压，电流波形。若工作点Q点设得合适，（在放大区）则波形就不会发生失真。 3、失真有三种情况:截止失真：原因是IB、IC太小，Q点过低，使输出波形后半周（正半周）失真。消除办法是调小RB，以增大IB、IC，使Q点上移。饱和失真：原因是IB、IC太大，Q点过高，使输出波形前半周（负半周）失真。消除办法是调大RB，以减小IB、IC，使Q点下移。信号源US过大而引起输出的正负波形都失真，消除办法是调小信号源。4、放大电路有共射、共集、共基三种基本组态。（固定偏置电路、分压式偏置电路的输入输出公共端是发射极，故称共发射极电路）。共射电路的输出电压U0与输入电压UI反相，所以又称反相器。共集

17、电路的输出电压U0与输入电压UI同相，所以又称同相器。P74 表2-2BJT放大电路三种基本组态的比较所谓共某某组态，可以简单的理解为如果输入电压和输出电压的正极没有接在哪一级上，就叫做共该级组态。5、 多级放大电路的耦合方式有：直接耦合：既可以放大交流信号，也可以放大直流信号或缓慢变化的交流信号；耦合过程无损耗。常用于集成电路。但各级工作点互相牵连，会产生零点漂移。阻容耦合：最大的优点是各级工作点互相独立，但只能放大交流信号。耦合过程有损耗，不利于集成。变压器耦合：与阻容耦合优缺点同，已少用。一、 应用举例说明：图A：三极管有NPN型和PNP型，分析三极管的工作状态时可用二极管电路来等效分析

18、。图B：三极管从BE看进去为输入端，从CE看进去输出端。可用小信号等效电路来等效。 其三极管的输入电阻用下式计算： Rbe =300+(1+)26(mV)/ IEQ=200+26/ IBQ IC= IB.图C的图1因发射结正偏，集电结反偏，所以是放大；图2因发射结电压为3伏，所以管烧(一般最大值为0.7V；图3因发射结集电结都正偏，所以是饱和；图4因发射结正偏，集电结反偏，所以是放大。图D：a图为固定偏置电路，b图为直流通路，c图为H参数小信号等效电路。（其计算在下一章）二、 P66，例题2.5.1 P62 例题2.4.4 重点掌握以下几个电路：1、 固定偏置电路； A）会画直流通路 ，求工作

19、点Q。（即求IBQ、ICQ、UCEQ ） 即；IBQ =（UCC UBE）/ RBICQ = IB.UCEQ = UCC ICQ RCB）会画微变等效电路， ，求电压放大倍数和输入输出电路：AU、R i、RO 。 即：AU = RL/ rbe ， R i = RBrbe ， RO = RC 2设：RB=470K，RC=3K, RL= 6K，UCC=12V，=80，UBE=0.7V，试求工作点Q和AU、R i、RO 3、 分压式偏置电路； （为共射电路）A）会画直流通路如图E-b，求工作点Q。（即求IBQ、ICQ、UCEQ ） 即：VB =RB2*UCC/（RB1+RB2） ICQIEQ= （V

20、BUBE）/RE UCEQ = UCC ICQ（RC+RE）B）会画微变等效电路， 求电压放大倍数和输入输出电路：AU、R i、RO即： AU = RL/ rbe ， R i = RB1RB2 rbe ， RO = RC 设：RB1=62K，RB2=16 K，RC=5K, RE=2K，RL=5 K，UCC=20V，=80，UBE=0.7V，试求工作点（Q）IBQ、ICQ、UCEQ和AU、R i、RO 。 （请同学一定要完成上两道题，并会画这两个电路的直流通路和微变等效电路。） 4、 射极输出器，如图F-a（为共集电路，又称同相器、跟随器） 重点掌握其特点： 电压放大倍数小于近似于1，且 UO

21、与Ui同相。 输入电阻很大。 输出电阻很小，所以带负载能力强。 了解其电路结构，直流通路（图F-b）和微变等效电路（图F-c）的画法。 第三章 放大电路的频率响应1.由于放大电路中存在电抗性元件，所以电路的放大倍数为频率的函数，这种关系称为频率响应或频率特性。幅频特性和相频特性电压放大倍数的幅值和相角都是频率的函数。2.典型的单管共射放大电路的幅频特性和相频特性波特图放大电路的对数频率特性称为波特图。3.高通电路和低通电路4.阻容耦合单管共射放大电路的频率响应增益带宽积中频电压放大倍数与通频带的乘积。幅频特性和相频特性曲线的转折点不是同步的。5.直接耦合单管共射放大电路的频率响应6.多级放大电

22、路的频率响应多级放大电路的通频带，总是比组成它的每一级的通频带为窄。第四章 功率放大电路分析方法：图解法功放的电路形式：互补对称式电路（3）功率三极管的极限参数(a)集电极最大允许电流ICM Icm=Ucem/RL=(Vcc-UCES)/RL»Vcc/RL ICM> Vcc/RL(b)集电极最大允许反向电压UBR（CEO） UBR（CEO）>2 VCC(c)集电极最大允许耗散功率PCMPCM>0.2Pom1. 两个同类型的三极管组成复合管，其类型与原来相同。复合管的b»b1 b2，复合管的rbe = rbe1+(1+ b1) rbe2。2. 两个不同类型的

23、三极管组成复合管，其类型与前级三极管相同。复合管的b»b1 b2，复合管的rbe = rbe1。3. 在集成运放中，复合管不仅用于中间级，也常用于输入级和输出级。一、概念1、功率放大电路的主要特点：最大输出功率、较高的效率、2、功率放大器的主要指标要求是（1）输出功率大，且不失真；（2）效率要高，管耗要小，所以功率放大电路通常工作在甲乙类（或乙类）工作状态，同时为减小失真，采用乙类互补对称电路。为减小交越失真采用甲乙类互补对称电路.3、复合管的接法：P158，图4.3.1，P159，式子（4.3.3）二、例题P156， 例题4.2.1第五章集成运算放大电路集成运算放大电路特点：开环差

24、模电压增益Aod一、偏置电路向各放大级提供合适的偏置电流，确定各级静态工作点。一、概念1、 差模输入电压Uid=Ui1-Ui2 指两个大小相等，相位相反的输入电压。（是待放大的信号）共模输入电压UiC= Ui1=Ui2指两个大小相等，相位相同的输入电压。（是干扰信号）差模输出电压U0d 是指在Uid作用下的输出电压。共模输出电压U0C是指在 UiC作用下的输出电压。差模电压放大倍数Aud= U0d / /Uid是指差模输出与输入电压的比值。共模放大倍数Auc =U0C /UiC是指共模输出与输入电压的比值。（电路完全对称时Auc =0）共模抑制比KCRM=Aud /Auc是指差模共模放大倍数的

25、比值，电路越对称KCRM越大，电路的抑制能力越强。2、 差分电路对差模输入信号有放大作用，对共模输入信号有抑制作用，即差分电路的用途：用于直接耦合放大器中抑制零点漂移。（即以达到UI =0，U0=0的目的）第六章放大电路中的反馈放大电路中的反馈，是指将放大电路输出电量(输出电压或输出电流)的一部分或全部，通过一定的方式，反送回输入回路中。欲稳定电路中的某个电量，应采取措施将该电量反馈回输入回路。电压反馈和电流反馈如果反馈信号取自输出电压，则为电压反馈；电压负反馈的反馈信号与输出电压成比例；反馈信号取自输出电流，则为电流反馈，电流负反馈的反馈信号与输出电流成比例。串联反馈和并联反馈反馈信号与输入

26、信号在输入回路中以电压形式求和，为串联反馈；如果二者以电流形式求和，为并联反馈。放大倍数=输出信号/净反馈信号； 反馈系数=反馈信号/输出信号。负反馈的作用：1.放大倍数的稳定性提高了(1 + AF) 倍。2.减小非线性失真和抑制干扰3.展宽频带引入负反馈后，放大电路的中频放大倍数减小为无反馈时的1 /；而上限频率提高到无反馈时的倍。下限频率降低为无反馈时的1 /。结论：引入负反馈后，放大电路的上限频率提高，下限频率降低，因而通频带展宽。输入电阻增大或者减小主要依据是负反馈是并联反馈还是串联反馈，因为返回网络也有电阻，相当于并联或者串联在输入电阻Ri两端，这样便于判断输入电阻是减小了还是曾大了

27、。输出电阻的增大或者减小主要依据为是电压反馈还是电流反馈，电压反馈较小了电压，故输出电阻较小，同理，电流反馈减小电流，股输出电阻增大。一、 概念1、 反馈是指将输出信号的一部分或全部通过一定的方式回送到输入端。2、 反馈有正反馈（应用于振荡电路）和负反馈（应用于放大电路）之分。3、 反馈有直流反馈，其作用：稳定静态工作点。 有交流反馈，其作用：改善放大器性能。包括：提高电压放大倍数的稳定度；扩展通频带；减小非线性失真；改善输入输出电阻。4、 反馈放大电路的基本关系式：Af =A /（1+AF），其（1+AF）称反馈深度，当（1+AF）远远大于是1时为深度负反馈，其Af =1/ F，即负反馈后的

28、放大倍数大大下降，且仅由反馈网络参数就可求放大倍数，而与运放器内部参数无关。5、 负反馈有四种类型：电压串联负反馈；电压反馈可减小输出电阻，从而稳定输出电压。 电压并联负反馈； 电流串联负反馈；电流反馈可增大输出电阻，从而稳定输出电流。 电流并联负反馈。串联反馈可增大输入电阻。并联反馈可减小输入电阻。6、 对集成运算放大器反馈类型的经验判断方法是：当反馈元件（或网络）搭回到反相输入端为负反馈；搭回到同相输入端为正反馈。当反馈元件（或网络）搭回到输入端为并联反馈，搭回到输入端的另一端为串联反馈。当反馈元件（或网络）搭在输出端为电压反馈，否则为电流反馈。 而一般的判断方法：若反馈信号使净输入减少，为负反馈，反之为正反馈。（用瞬时极性判断） 若满足Ui=Uid+Uf 为串联反馈，满足 Ii=Iid+If为并联反馈。 若反馈信号正比输出电压，为电压反馈，反馈信号正比输出电流，为电流反馈。（A） 如（A）图经验判断：反馈元件搭回到反相输入端，所以是负反馈； 反馈元件搭回到输入端，所以是并联反馈； 反馈元件搭在