模拟电子技术课件

1、1 复习数电 1.7 节：半导体器件1. 二极管、稳压管1）单导性：正偏导通，反偏截止。2）va 特性分 3个区：正向区、 反向区、 反向击穿区（稳压管）。二极管方程式：)1(t/suueii式中： is反向饱和电流，与少子数量、环境温度有关；ut：温度电压当量，室温时ut26 mv。约定：硅管导通压降uon0.7 v，锗管 uon0.2 v。3）稳压管 vdz：工作在区，须串联合适的r；主要参数： uz、izmin和 izmax，稳压时：izminizizmax4）双向稳压管：原理与vdz同，但有正、反向稳定电压值： uz 。5）理想二极管：正偏导通压降为0，反偏时内阻。二极管应用：整流、钳

2、位、限幅保护等。2. 双极型晶体管（bjt）特性、原理、参数1）bjt：流控电流器件；有输入、输出特性；主要参数： ， ；iceo；icm、pcm、u(br)ceo（后 3：极限参数）。2）输入、输出特性（1）输入特性 ibf1( ube，uce)|uce2 工程中以 uce1 v 的一条作为输入特性。（2）输出特性 icf2( ib，uce)|ib3 区：饱和、截止和放大区。放大器中 bjt 处放大区；bjt 处于放大区的外部条件：发射结（je）正偏，集电结（ jc）反偏！约定：硅管 je正向导通压降 ubeq0.7 v，锗管 ubeq0.2 v。饱和管压降 uces0.1 0.3 v（小功

3、率管）。静态工作点 q：bjt 3 电极承受直流电压和相应的dc电流，决定了伏安特性上一点q，这点就是静态工作点，如图示输出特性上 q点， 此时 uceuceq， icicq， 记为 q( uce，ic) 。注意： q 点参数为 dc 量！ 设置 q 点目的 ：不失真放大交流信号！3. 场效应管（ fet）特性、原理、参数结型 jfet、 耗尽型 mos 管、增强型 mos 管 （igfet ）各类 fet 均有 n 和 p沟道。 其中增强型 mos 管用于 cmos数字 ic，而 jfet、耗尽型 mos 管用作放大器件 。fet ：压控电流器件；有转移特性和漏极特性。fet 几乎无栅极电流

4、ig 无输入特性，但有转移特性（平方率关系） ：2gs(off)gsdssd)1(uuii3 式中： idss饱和漏极电流， ugs(off)为夹断电压。转移特性体现 fet 的压控电流作用。漏极特性与 bjt 输出特性相似。主要参数： 跨导 gm（ bjt 的 ） ，反映器件的放大能力；dc 输入电阻 rgs(dc)：jfet 的 rgs(dc)109 ，igmos管的 rgs(dc)1013 。4、模拟 ic 简介模拟 ic：采用特殊生产工艺， 先把 bjt or fet、二极管、电阻、小电容、连接导线组成电路后，制作在一小块硅片上，再做出若干管脚，最后封装于一个管壳内，构成一个完整的、具

5、有一定功能的器件。 模拟 ic 元件密度高、连线短、体积小、功耗低 提高了模拟电子设备的可靠性和使用灵活性。模拟 ic 含集成运算放大器（运放） 、 集成模拟乘法器（模乘） 、集成电压比较器、集成功率放大器（功放）、集成三端稳压器等，将在后续章节出现。其中用得最多的是运放! 希望把握住 ic 的外部性能，特别是运放：开环电压增益 aod、rid和 ro等参数。注 意： 建议学习“模电”时，掌握器件和电路的外部性能；在此基础上，学会分析模拟电路的方法。 通过预习、听课、做题；思考、讨论等几个环节，4 理解、掌握“模电”的概念和分析方法。平时多做题，勤于思考，多想为什么，从何下手解题，用到什么概念

6、、方法，努力学好“模电”！p47：第 2 章 基本放大电路2.1 组成原理一、组成线性放大低频微弱信号（ mv）uiiiui（v）如图：直流电源 vcc：能源，它使电路建立起放大状态；us：信号源（典型输入信号：正弦波），rs为其内阻；经放大后，输出信号uo、io供给负载（扬声器）。此电路中，话筒送来微弱音频信号经放大后，推动扬声器音圈振动，发出清晰、悦耳的声音。扬声器所需能量系vcc提供，晶体管只起能量控制作用。工程中采用多级放大电路（多放），末级是功放。不管是电压放大级，还是功放输出级，均需满足：1、晶体管工作在放大区bjt：je正偏、 jc反偏；fet：加合适的栅偏压ugs管子处放大区。

7、2、ui能输入、uo能输出。只有这样，微弱信号才经晶体管不失真地被放大！二、指标原理5 3 性能指标：1、电压放大倍数 （增益）iou/uuaauu；输入电压ui被放大au（1）倍，但实质： 晶体管的电流控制作用，输出较大能量来自vcc，而非晶体管！2、输入电阻iii/ iur：表示取用信号源电流之大小；3、输出电阻l,0orsuiur：表示带负载能力。三、共射单管放大电路如图： vcc是集电极回路的直流电源（一般：几伏十几伏） ，用习惯画法：电源“”极接射极（缺省）， “”极经 rc、rb分别接集电极 c、基极 b，确保 je正、 jc反偏。电路输入电压 ui、输出电压 uo的共同端是 bj

8、t 的射极e，故共射（ ce）电路，数电 1.7 讲过。电路中各元器件作用：1、集极电阻 rc：几 k十几 k，作用：将 ic的交变转换为集 -射电压 uce的变化；2、基偏电阻 rb：几十 k几百 k ，为 b 极提供合适的偏置电流ib（偏流）。这一偏流大小为 : bbeccbruvi（1）一般 vccube，故有：bccbrvi（2）可见： ib取决 vcc和 rb之大小， vcc、rb一旦确定， ib也6 就固定，故称为固定偏流电路。3、隔直耦合电容c1、c2：一般：几 f几十 f 的电解电容器，作用： 隔断直流，耦合交流。待放大 ac 输入电压 ui从左端输入， uo由右端取出。 ui

9、通过 c1加到 bjt b 极，引起 ib相应变化， ib变化使 ic随之变化。 ic在 rc上产生压降，而ucevccicrc。当 ic瞬时值增大时， uce就要减小， 故 uce变化恰与 ic相反。uce的变化量经 c2传至 rl上，成为 uo。如合适选取电路参数，uo幅度将比 ui的大许多倍， 这倍数就是电压放大倍数 （增益） ，故此电路有电压放大作用。例 1- 1 p82：判断题 2- 4 图 a、d 能否正常放大正弦 ac 信号？如不能，指出错处。p82：题 2- 2；2- 3；2- 4 b、c、e、g、h。2.2图解法（适用于大信号分析，如功放）2 法。另：微变 eq电路法（适合小

10、信号分析） 。预备知识：晶体管放大电路的特点：dc 与 ac 量共存； vt 非线性。以基本共射（ ce）放为例：电路中 直、交流 混在一起为分析清楚起见，有必要区分2.2.1 直流（ dc）通路与交流（ac）通路7 一、dc 通路由 vcc决定的 dc 电流流通路径对基本 ce 放，画出 dc 通路 ，已知 及电路参数 ，估算 ibq、icq、uceqq（uce，ic）二、ac 通路加 ui，ac 量传输路径用于求 3 ac 性能指标。画法：大电容ac 视为短路； vcc对 ac 不起作用，同样视为短路。如基本ce 放的 ac 通路。2.2.2图解法步骤（解题用） ：1、由 dc 通路作 直

11、流负载线（icuce坐标系） ；2、由 dc 通路估算 ibq，并在直负线上确定q（uce，ic） ； （1、2 为静态分析 ）3、先由 ac 通路求lrrcrl，再取截距 oauceqicqlr，最后连 aq 并延长之，得ab，ab 即为交负线；4、画 ui作用下 ic、uce的波形图，由图截取最大不失真输出电压幅度uomm。 （3、4 属动态分析 ）例 2- 2 已知基本 ce 放参数和 3dg6 的输出特性，用图解法 求：1）q （uce，ic） ； 2）最大不失真输出电压幅度uomm；3）若 rb改为 600 k，q 点位置？问与2）同样大小的ui8 时， uo波形失真吗？ 4）若 r

12、b改为 150 k呢？2.2.3q 点位置选择一、由 例 2- 2 知：为获 uomm，q 点应选在交负线中央位置。二、除非获得uomm，选 q 点常采取原则： 当信号幅度不大时，为降低vcc功耗，在不失真及保证电压增益前提下，将q 点选得略低一点。注意：q 点选得过低，且信号幅度较大时，npn bjt每一周期将有一段时间截止，导致截止失真 ；反之，若q点选得过高， 且信号幅度较大时， 又使动态工作点一段时间内移入饱和区，引发 饱和失真 。故在输入信号幅度较大时，q 点应选在交负线中央位置。 这靠选取合适的rb、 rc或 vcc达到。其中选取rb最为直接、方便，因而也是最实用之法。思考：为什么

13、？三、图解法特点： 直观、全面，能在特性曲线上合理安排 q 点，并大致估算放大器的动态工作范围。四、缺点 需在输出特性上作图，繁琐、工作量大； 对于其他性能指标，如分析ri、ro及负反馈放大电路等无能为力。9 故必须研究更简便之法，这正是下次课介绍的微变eq.电路法（适合小信号工况） 。习题 p83：题 2-5a、b；2-6，7，8 例 2- 3 画 p83：题 2- 5 c图的 dc 和 ac 通路。2.3 微变 eq 电路法2.3.1 bjt 的 h 参数模型一、建模二、简化 h 参数 eq电路2 个简化 h 参数中 已知，但 rbe需用下式估算：(ma)mv/26)1(eqbbbeirr

14、式中： rbb为 b 区内一个等效点，估算时取rbb300 （除非题目给出），而 rbe26 mv/ ieq( ma) 是折合到 b 极、与rbb相串联的电阻，须乘以（1 ） ，因 rbe、rbb流过的电流不同，两者差（ 1 ）倍。注 意：1）h 参数针对 ac 量，因此 h 参数模型只用来分析、求取各 ac 量。 正因为如此，pnp 和 npn 型 bjt有着相同的模型；2） bjt 特性非线性 4个 h 参数都与 q 点有关。只有小信号，估算误差才较小；3）适用范围： 0.1 maieq5 ma；4）体现bi控ci作用，其方向为：bi流入 b 极，ci流入10 c 极。思考： 对于 pnp

15、 管，bi、ci方向如何确定？2.3.2 用微变 eq电路法分析基本ce 放微变 eq电路画法：从输入端沿 ac 信号传递方向，将 bjt 用简化 h 参数模型画出， 其余部分按 ac 通路绘制，一直画至输出端，再标注有关相量，就画出微变eq电路。例 2- 4已知电路参数及bjt 的 rbe、 ，用微变 eq电 路 法分 析 基本ce 放， 导出iou/uua、iii/ iur、l,0orsuiur、ssuua/ou估算式。解：先画微变 eq电路图，由图写式。p84：题 2- 10，11，122.4 其它基本放大电路2.4.1 分压式 q点稳定的放大电路（射偏放）t icq，即 q 点上移；若

16、 t q 点下移，因而须设计：稳q 点电路 。例 2- 5分析图示放，已知电路参数如图，bjt 的 50，试问： 1）组态？ 2）画 dc 通路，求 q（uce，ic） ；3） 画 微 变 eq 电路 图 ，由 图求iou/uua、iii/ iur、l,0orsuiur之值。解：1）b输入端， c输出端， e公共端ce 组态。2）画 dc 通路，设 i1ib，则：11 ubrb2 vcc/ （rb1rb2） 2.8 v 基本固定icqieq（2.8 v0.7 v）/ 1.5 k1.4 ma uceqvccicq3 ( rcre)5.3 vq( 5.3 v，1.4 ma) 3）射偏电路动态分析：

17、求iou/ uua、iii/ iur、l,0orsuiur之值 : 先rberbb( 1 ) 26 mv/ ieq ma 300 513 ( 26 mv/ 1.4 ma) 1.25 k画微变 eq电路图，由图写：ebelebeblbiou)1()1(rrrrririuua1.3 与基本 ce 放同， “”表：ou与iu反相。因此：只要是 ce 放，都有ou与iu反相 180。思考：au为何小？采取何措施，既使q 点稳定，又使au不致减小。再：求输入电阻ri ，由图：)1(ebebeebebirriririu故：ebebii)1(/rriur则：i2b1bi/rrrr7 k最后求输出电阻： 根据

18、定义， 将iu短路，因而有bi0，bi0，即受控源开路，同时断开rl，得：rorc3.3 k12 p65 下方：晶体管恒流源将射偏电路 dc 通路 rc断开，接入 rl，问： ic恒定吗？ dc 电阻 rq、ac 电阻 ro的大小？1）icqiequb / re恒定2）rqucq / icq v/ ma k 小3）rorce 1 re/( rbererb) 几百 k，大。符号特点2.4.2 射极输出器 ( 射极跟随器or cc 放) 1、静态分析已知电路参数及 ，求 q（uce，ic） 。画 dc 通路，得：ibq( vcc0.7 v)/ rb( 1 ) re vcc/ rb( 1 ) rei

19、cq 3 ibquceqvccicq3 re2、求ua、ri、ro画微变 eq 电路图，由图写式：rberbb( 1 ) 26mv/ ieq( ma) p85：题 2- 14、2- 17、2- 18、2- 20 2.5.1 fet 放大电路静态分析2.5.2 fet 放动态分析1、fet 低频微变 eq电路2、分析例例 2- 7右图：分压式偏置fet 放的组态？已知电路13 参数及 gm，导出iou/uua、iii/ iur、l,0orsuiur式。解： 1）组态：共2）画微变 eq电路图，由图写式：lmgsgsmrguruguualiou“”表示ou与iu反相。可见：对 cs放，ou与iu相

20、位关系与 ce 放相同。输入电阻：iii/ iurrg（ rg1rg2）输出电阻：根据定义，将iu短路，有gsu0， 因而 gmgsu0，即受控源开路，同时断开rl，向左看入，得：rord3、源极输出器例 2- 8改右图：组态？已知电路参数及管子的gm，导出iou/uua、iii/ iur、l,0orsuiur式。解： 1）组态：2）画微变 eq电路图，由图写式：lllliou1rgrgruguruguuammgsmgsgsm1rirg（ rg1rg2）求l,0orsuiur，见黑板。14 p86：题 2- 21，22，24第 3 章多放与运放3.1 多级放大电路 （简称 多放 ）多放：多个单

21、放采用合适的耦合方式，级连在一起。集成运算放大器（简称运放 ） ：做在一小块硅片上的 直接耦合多放。3.1.1 级间 耦合方式1、3 种耦合方式1）阻容耦合 ：见 p89 图 3- 2 两级放：无论级与级之间，还是信号源与第一级之间、第二级与负载之间，均为电阻、电容耦合。2）变压器（t）耦合 ：见 p90 图 3- 4：级与级（用t1） 、第二级与负载之间（用t2） ，均为 t 耦合。注意：t 有阻抗变换作用！3）直接耦合：见 p91 图 3- 7：级与级之间、信号源与第一级之间、第二级与负载之间，都用导线直耦 。二、 3 种耦合方式优缺点比较阻容耦合p89 图 3- 2直接耦合p91 图 3

22、- 7变压器耦合p90图 3- 415 优点1）各级q 点独立，互不影响；2） c 容量足够大，ac 压降小；3） 分 立 元 件 电路，便于制作印刷电路板（ pcb） 。1）既可放大 dc 信号，又可放大ac信号；2）无大电容或 t，便于制成 ic。1）各级 q 点独立（因 t 不传输 dc 信号） ；2）可电压、电流、阻抗变换。缺点1）不能放大dc信 号或 缓 慢 变 化 的信号（电容隔直）2）无法制作 ic，因 ic 中 c100 pf；3）不能阻抗匹配。1）各级 q点相互牵制，估算、调试均不方便；2） 有温度漂移 温漂 或 零 点漂移 （零漂） 。1）高、低频频 率 响 应 较 差（因

23、 t 有电感 l和匝间电容 c0） ；2）t 笨而大，无法集成。3、直耦多放的问题及解决办法1）失真问题p91 图 3- 7 uce1ube20.7 v q1偏高 vt1易入饱和区饱和失真。解决办法 ：（1）p92 图 3- 8a vt2射极串 re2uce1，q1下移；但接入 re2au2，与射偏放联系起来 ，思考为什么 ？（2）图 3- 8b vt2射极串稳压管vdz，r 为限流电阻。16 用 uz抬高了 uce1。 vdz动态电阻 rduz /izq2小（ ）au2不多；（3） 图 3- 8c npn 和 pnp 型 bjt 交替使用 ： vt2仍为 je正偏、jc反偏； uce1，uc

24、e1vccueb2ure2，q1下移第一级动态幅度uo1m不受限。2）温漂（零漂）（1）若将图 3- 8 各电路的 ui短路，输出应为一直流电压，但用测量仪表观察 ，发现随着时间 t的推移 ，uo会作偏离零值、缓慢而随机的变化，这就是零点漂移（简称零漂 ） 。（2）产生零漂原因 ：bjt 参数随温度之变而变 ，特别是第一级 vt1的 q 点的偏移引起 零漂尤其严重 （思考：为什么？ ） ，故又将零漂称为 温漂。（3）衡量温漂大小的公式 ：uist=uost/ （au t）mv/ 意义：将输出端的温漂折算到输入端，以便比较不同au多放的温漂之大小。电路抑制措施 ：采用差放。4、多放分析17 1）

25、q 点2）n 级多放 ac 性能指标3.1.3 多放分析例1、q 点分析dc 通路，用电路课程中求dc 电路的方法分析。 各级 q 点相互牵连 联列方程式 or 找突破点求解2、 动态分析3性能指标用直接列写法。 对 n 级多放： 根据 2.6.1 cc- ce 组合单元：iou/uua1ua2ua推广至 n 级多放 ：nkka1uriri1 ； roron题 p87：2- 27，28；p113：3- 3，5。例 3- 1 直耦 3级放，电路、器件参数如图标注， 求：1）q1（uce1，ic1） ；q2（uce2，ic2） ；2）设稳压管的 rd500 ，求ua、ri、ro之值。解：静态时iu

26、0，ou0，电路中只有 dc 量。则i1（ 12 v0.7 v）/95 k0.12 ma i20.7 v/6.8 k 0.1 ma ib1i1i20.02 ma，ic11 ib11 ma，uce1uz0.7v4.7v 故 q1（4.7v，1 ma） ；求：q2（uce2，ic2） ；2）板书。18 3.2.13 射极耦合差放1）差模输入1iu2iu2）共模输入1iu2iuicu大小相等、 相位相同静态时 uc1quc2q，uoqc0 v。动态时ocu1ocu2ocu0 v 双端输出 。因此 ：共模电压增益ucaocu/icu0 理想对称；uca1 2 半电路有点不对称。定义：共模抑制比 kcm

27、rraud / auc越大越好！注意：概念！1、 既然差放对icu无放大作用 ， 那么为何还要讨论auc？t变化对2 差分对管影响相同 ，前知 uost折算到 2 输入端，折算后是一对共模信号。 若在这对共模信号作用下，竟 auc0，说明：差放抑制零漂能力极强。可用 auc校验差放抑零漂能力 。2、以下几个概念等价：auc小kcmrr大q 点稳定共模负反馈作用强零漂（温漂）小。补 1 差放对何种信号放大？对何信号抑制？它靠什么原理工作？为何：运放第1级毫不例外采用差放？题：3- 8，9；补 1；3- 10（1）选例 3- 2 射耦差放。已知2管全同 ，12 50，19 rl36 k，rbb10

28、0 ，其余参数见图。估算 ：1）q1（uce1，ic1） 、q2（uce2，ic2） ；2）双端输出 （双出）的uda、rid、rod之值；3） 若仅改 rl18 k ， 将 rl接至 c2与地之间 ， 再求uda、rid和 rod之值（双入、 c2单出） ，问：q1、q2是否改变？4）若将 rl18 k，改由 c1与地之间单出呢？解：1）ib1qib2q( veeube)/r1( 1 ) 2re 6 a ic1qic2qib1q0.3 ma；uce1quce2qvccveeic1q( rc2re)6.84 v；q1( 6.84 v，0.3 ma) q2( 6.84 v，0.3 ma) ；2）

29、rbe100 513 26 mv/ 0.3 ma4.52 k双入双出 ：bedrrra1lu97.4 式中lrrc( rl /2)双入：rid2( r1rbe) 9.04 k双出：rod2rc36 k3） 、4）见黑板。3.2.4带射极恒流源差放例 3- 3 差放参数如图标注 ，3 管全同 ，123 50，恒流源 ac eq.电阻 ro3. 8 k ，rp调在中央位置，rbb100 。分析 ：1）rp作用 ？恒流源代替 re的作用 ？2）uc1、uc2之值；3）uda、rid和 rod之值；20 4）若将 端接地 ，iu自端与地端之间输入 ，即单端输入方式（单入） ，分析效果。解：1）当左、右

30、 2 半电路有点不对称时微调rp，可改变 2 半电路的对称性 ，故称 rp为调 0电位器 ； 射耦差放 re，抑制 0漂能力 ，但 re vcc，pre，很不经济 利用恒流源 ro(dc)小，不必 vcc，而 ro，共模负反馈作用 。2）4）见黑板。以射耦差放（ r10）为例 ，归纳： p103 表 3- 1不同输入 / 输出方式差放的动态估算式i/ o 方式udaridrod双入双出 rc(rl/2) / rbe2rbe2rc双入单出 (c1) rcrl / 2rbe2rberc双入单出 (c2) rcrl / 2rbe2rberc注：单入与双入效果同 。题：p1143- 11，13，15

31、3.3 集成运放3.3.1 组成符号1、输入级带恒流源差放， 0 漂小、易补偿、 rid；2、中间级复合管 ce 放 or 多放，取得足够大auo；21 3、 输出级要求 ro小，故用 cc 放 or 互补对称功放；4、偏置电路统一提供，为各级提供稳定的偏流，故：由各种电流源担当。3.3.2 电流源（ic）恒流源（分立元件电路）1、电流源 作用有二：1）为多放提供合适的偏流；2）充当放大器件的有源负载。2、主要有 3 类电流源1）镜像电流源如图，2管全同， 12 ，ib1ib2ib （*）ube1ube2ube，基准电流：ir( vccube)/ r由图和式 (*) ，在 c1处：ic2ic1

32、ir2ibir2ic2 / 解得：ic2ir / 12/ 2 ic2ir( vccube)/ r vcc、r 稳定， 2je加 ube，亦稳定ic2恒流。又因 ic2、ir镜像，故名：镜像电流源。2）微电流源改： 镜像电流源 vt2 e 极接一电阻 re， 便成微电流源 。22 由图：ube1ube2ie2 reic2 re（1）icieis( eube/ ut1) is eube/ ut（2）ic2 ( ube1 ube2)/ re ( ut/ re) ln( ic1/ is) ln( ic2 / is) ( ut / re) ln( ic1 / ic2)（3）ic1、ic2随温度的同向变化

33、量，式( 3)中被抵消ic2（ a）基本恒定， 故名： 微电流源。但：式( 3)是一超越方程，只能用试探法求解，即：用凑 ic1、ic2之法求 ic2。3）多路电流源为运放各级提供几路恒流！p108：图3- 253 路电流源共用同一基准电路vt2、r，产生 3 路恒流： ic1、ic3 微电流源； ic4 镜像电流源 ，为 3 级运放提供偏流。3.3.3 运放主要参数对于运放 ，用 6个主要参数 表示性能 ：23 指标意义、大小理想运放开环 差模电压 增益aoduod/ uid实际运放aod几十万倍以上。 取分贝数 ：20lg aod20lg( au1au2au3) 20lgau120lg a

34、u220lg au3，高达 140db差模输入电阻 ridrid ii，性能佳的 实际运放 ：rid1 m 通频带 fbw （- 3 db带宽） fbwfhflfh 从幅频特性看， fbw为降低 3 db 所夹频带；高性能 实际运放 fbw1 mhz 输入失调电压 uio去掉 rp， 使 uoq0 v 应加补偿电压 。uio越小，运放输入级对称性越好0 输入失调电流 iioiio ib1- ib2，iio越小，表明运放输入级差分对管值的对称性越好0 输出电阻rodrod越小，表明运放带载能力越强。性能好的 实际运放 rod（）0 3.3.4 典型运放 f007 第 2 代通用型运放1、四大块组

35、成： 1）输入级； 2）中间级； 3）输出级；4）偏置电路 。读图：p.110图 3- 271）输入级 vt1 vt7其中：24 vt1 vt4：cc- cb 组合差放， vt5vt7：改进型镜像电流源，差放的有源负载；2）中间级 vt16 、vt17复合管 ce 放， 163 17，达数千倍， au中；vt12、vt13：镜像电流源，充当中间级的有源负载。rberbe16( 116) rbe17ri中3）输出级 vt14( npn)；vt18、vt19( eq. pnp)为改善性能，采取措施：（1）vt15、r7、r8：ube扩大电路ube15uce15 r8/( r7r8)代入数据，得：u

36、ce151.6 ube15 ， 将 ube15扩大 1.6倍， 作为 vt14、 vt18、之偏压。（2）r9、vd1；r10、vd2 ：一对过流保护电路原理（ p.110 倒数： l.11） 。4）偏置电路（1）主偏置vt10、vt11、r425 ir：基准电流； 主偏置：微电流源， ic10小而恒定 。（2）镜像电流源vt8、vt9为输入级提供恒流ic8；ic9、ic10、i34构成共模负反馈，原理：p.110 倒 l.3（3）镜像电流源vt12、vt13既提供恒流 ic13，又是中间级的有源负载；（4）自举电容 c 输出交流电压幅值uom。总之， f007：开环电压增益 aod（分贝数：

37、 db） ：20lgaod100 db，即 aod105；f007 的共模抑制比（ db） ：20lgkcmrr80 db，即 kcmrr104性能良好，通用性强，应用较广。2、f007 实用技术1）调 0问题调 0 电位器 rp接 e5、e6之间，活动端接负电源 :15 v，调输入级偏流 uoq0 v。2） 用瞬时极性法 ， 校验反相“” 、 同相 “”瞬时（电位）极性法：设任一瞬间 t，输入端 瞬时电位极性 为“”，沿着 ac26 信号的传输方向， 标有关电极的 瞬时电位极性 ，一直标到输出端，最后校验入 / 出（ i/ o）之间的相位关系。 要点 ：瞬时电位极性！单端极性 注意：沿着 a

38、c 信号传输方向！ 不要标到 地下去（零电位） ！ 标电极瞬时极性时，利用题2- 20结论（ 3 种组态及其相位关系）。例 3- 4 用瞬时极性法 ，校验： 射耦差放自 c2单出的uda式前的 “”号。例 3- 5 校验 f007 脚确为同相 ： “”输入端 。题： 3- 7；补 2；4- 3；补 3。补 2 校验 f007 脚确为反相输入端 ： “” 。补 3 影响高、低频区频响特性分别是哪些元器件？第 4 章放大电路 频率响应（频响）4.1 概念1、频区在频响特性上分：低、中、高频区；定义：把 aus降为 0.707ausm的高、低频率，分别称为上、下限截频fh、fl，由此界定通频带fbw

39、：fbwfhflfh 意义：fbw，放大器在较宽f 内无频率失真放大信27 号，适用性较强。2、频响中频源电压增益usmaosuuausm，与 f 无关。注意：此时， c1、c2、ce均视为短路， je、jc结电容看成开路。但低频段 ： 1/( jc1) ，c1不能视为短路， ausl，且有附加相移u1；c1、c2等高频段 ： 1/( jcbc) ，jc结电容 cbc（c、cob）不看成开路，电流经c，uoh，aush，有：附加相移u2。 c、cb e( c)等故全频区，有：usa( f) aus( f) ( f)式中：aus( f) 幅频特性； ( f) 相频特性。二者合一，就是频率特性（即

40、频响，或称：幅相图）。如：某 ce 放频响特性 （幅相图） 见黑板。3、波特（ bode）图若：幅相图 横坐标取 10倍频，纵标用 20lg aus /db，则：20lg0.707ausm20lgausm3 db；半对数坐标相频特性 ( f)仍用原变量、单位bode图。4.2 基本 ce 放的高频频响28 1、bjt 混合参数 形 eq电路1）bjt 高频小信号模型 混参 形 eq电路图中：跨导 gmic/ ubeq ；rbb100 300 ，rb e26 mv/ icq； rc、re与结阻抗相比，可忽略；放大电路：jc反偏，rb c1/ ( cb c) ，故 rb c也可略去 可画：混参 形

41、 eq 电路图（ ce） 。2）混参与 h 参数之关系条件：中频区得中频混参电路 ，将其与h 参数 eq电路相比，可导得：3 个混参：rb e ；rbb；gm式( 1) 式( 3) 3）化简混参 eq电路：c（cob）接在 b c之间无单向性用密勒定理（附录f）简化。ce 放：rcercrlrcrlrl放大系数 kceu/b eu gmb eurl /b eugm rl（4）据密勒定理（附录f） ：将 c支路断开，折合到： b c间 eq电容：( 1k) c；ce间 eq 电容：( 1k) c/ kc，因而：画 简化混参 eq电路。 图中：输入端 eq电容： c ( 1k) cc（5）特点：单

42、向、简洁、易析。2、频响式（版书）题：p136：4- 4，7，829 4.3 基本 ce 放大电路的频响1、分频区法区分中、低、高 3 频区分别求频响式再合成作全频区bode图。例 4- 1 已知基本 ce 放的电路参数和参数，用分频区法分析频响（画bode图） 。解：作全频区微变 eq电路图（ c ：高频频响； c1、c2：低频频响）。将 c2归并下级考虑，则本级影响低频频响的只有c1。1）中频区flffhc1足够大，短路；c小，开路由图写出：ebuisirrrsubebe(1)rr式中rirb/ rbe中频源电压增益：ausmsuuo gmlrisirrrbebe(1)rr（1）取 db

43、数，频响式为：20lg ausm20lgisirrrbebe(1)rrgmlr 180o；2）低频区0 f fl30 f 比中频时xc更大，更可开路，但xc1须考虑 c1，则低频源电压增益：auslsuuo1isij/1crrrbebe(1)rrgmlrgmlrbebe(1)rrisirrr)(/j1111iscrr 令 l( rsri) c1，则下限截频：?ll21si112()rr causlausmll/j1/jffff（2）低频频响式：201gausl201gausm201g(?/ ?l) 10lg 1( ?/ ?l)2 180o90oarctg( ?/ ?l) 90oarctg(?/

44、 ?l)3）高频区 ?h?c不可开路，但 c1更可短路。用戴维南 eq定理于c以左部分， eq电路中：入端电阻r( rb / rs) rbb/(1 ) rbe开路电压sususiirrrbebe(1)rr（*）式（ *）中：rirb / rbe高频源电压增益：31 aushsouuosss()uuuulmb eb eb eg uruujc rsiirrrbebe(1)rr ausm j11rc令 rch，则上限截频和源电压增益：?h1/( 2 h)21rcaushausmh/j11ff（3）频响式：201g aush20lg ausm10lg 1(?/ ?h)2 180oarctg（?/ ?h

45、） 。4）全频区频响式因 c1、c不同时起作用，故式 ( 1) 式( 3)合并：aus =ausm ll/j1/jffffh/j11ff若 f fh ，则ausausm ll/j1/jffff（2）若 f fh ，则ausausm h/j11ff（3）32 若 flffh ，则ausausm （1）据此：绘完整bode图，见 p129图 4- 19。由图可见：1）20lg aus / db bode图；2）折线化（理想曲线） ，便于工程绘制只要有：fl、fh ；上升、下降速率（分别为 20db/ 10倍频、 20db/ 10倍频， etc ） ，就可绘 bode图；3）由分频区法，得：分析频响

46、的另法写 法围绕 c1，写 l1（rsri）c1，而 fl11l21；本级考虑 c2，则围绕 c2，写 l2( rcrl) c2，fl22l21, 取 4 倍以上较大者作fl ；围绕c，写： hrc，则fhh21，式中： r为戴氏 eq电路的入端电阻。2、写 法例例 4- 2 基本 ce 放参数如图标注，已知 3dg8 参数：ccob4 pf，ft150 mhz，bbr300 ，rce470 k， 50，求ausm、fl和 fh之值（本级同时考虑c1、c2） 。解：1）ausmicqbbeccruv)(1 ma33 rbe300 513ma1mv261.6 k，rirbrbe1.6 kgmmv

47、26icq38.5 ms ，lrrcrl3.2 kb er26 mv/ icq26 ausmisirrrbebe(1)rrgmlr73 如用第 2 章公式，亦得ausm 73 2）fhcgm / 2 ft41 pf 放大系数kgmlr123 cc( 1k) c538 pf 入端电阻r( rsrb)bbr ebr0.53 k，故：fh h21cr210.55 mhz 3）flc1：fl11isc)rr(2172.3 hzc2：fl22clc)rr(211.08 hz 取 4 倍以上大者 fl1，作 fl，即 flfl172.3 hz。通频带： fbwfhfl fh 0.55 mhz。题：4- 1

48、 ( 1) ( 3) ；4- 9，10（下偏置电阻51 k）3、频响改善增益带宽积gbp1）要求输入信号ui中频率成分丰富，如音响设备中的图像信34 号、伴音信号等。而通频带fbwfh，放大电路只在fbw内，uaauu才有不变的幅值和相移， 也才能对不同频率信号作同样放大；而在fbw以外， au，且有u，uo与 ui不成线性关系，有 频率失真 ，包括 幅度失真 和相位失真 。为了频率失真 ，要求：flfi(min)，fhfi(max)，这样 fbw覆盖 ui的全频区，可全频区无频率失真地放大信号。2）改善据 fbw fh，而 fhcr21，故改善措施 ：（1）由cc( 1k) c，cgm/ 2

49、 ft，知择 ft大、c小的 bjt，c小，fh；（2）引入交负拓宽fbw（详见 5.3.2） 。3）增益 - 带宽积（ gbp）定义：gbpausmfbwausmfh它是描述 ausm与 fbw均提高之关系的参数。ce 放 rirbrberbe，由 ausm式、fh式：ausmisirrrbebe(1)rrgmlrsbeberrrbebe(1)rrgmlrsbeebrrrgmlr( 1 ) 由cc( 1k) clmrgc；rsrbrs，得fh1/ 2rc 2 ( rb / rs) rbb/( 1 )rbelmrgc135 2()sbbb ebesrrrrr( 1 ) gmlrc1故gbp a

50、usm3 fh)rr(c21bbs上式虽不严格，但却指出一个事实：若 bjt 和信号源一旦选定，则 c、bbr和 rs就随之确定， 那么 gbpconst ，欲把 fbw( fh)扩大几倍， ausm就必然相应地缩小几倍 。补 2设射随器（ cc 放）与基本共射放在同一su作用下，且选用同一bjt：3dg8，但前者的 fbw却比后者宽得多，试说明个中原因。4.4 多放频响例 4- 3一个具有相同单放环节的两级放：20lgaum120lgaum220 db，fh1fh21 mhz，fl1 fl2100 hz。1）在同一坐标系统中绘出单放及2级放的幅频特性；2）两级放的 fbw变宽还是变窄？估算其

51、fl？ fh？解：1）画幅图如黑板所示。2）由幅图知 fbw两fbw1fbw2。由此推知：多放的 fbw多比组成它的任一级单放的频带都窄，但窄了多少？（2）此两级放uha211/umkh kajff，现 fh1 fh21 mhz （相同单放环节），故幅值：36 auh 211(/)umhaff当 ffh时，21111(/)2uhumhhaaff即2)f/f (121hh解之，得m h z6 4 4.0f12f1hh。同理可求hz3.15512/ff1ll。可见两级放频带变窄为0.644 mhz。一般地， n 级多放 aum1aum2, aumn，fbw1fbw2, fbwn，但可证 n 级多放

52、上、下限频率fh、fl估算式：1/fh1.1n1k2hk)f (1fl1.1n1k2lk)f (题： p136 4- 9；4- 10；4- 1:( 4) ( 6)第 5 章反馈放大电路大凡电子线路都毫不例外地引入反馈。反馈极性有正、负之分 ：正反馈：振荡器（或波形发生器） 中引入，它是无输入、也有输出的电子线路（即振荡电路） 。第 7章介绍。负反馈：多放的某一级或某几级或总体间引入，目的是37 改善放大器性能。本章主要讨论 ac 负反馈 ！5.1 基本概念1、反馈如黑板方框图所示。反馈： 把输出量ox部分或全部地经反馈网络f馈送到输入端，并与输入量ix比较，从而去正确影响 净输入量idx。具体

53、为：使idx削弱，为 负反馈，否则为 正反馈 。2、直流反馈与交流反馈对 ac 信号起反馈作用： ac 反馈，否则为dc 反馈。例 5- 1 射偏放（分压式q 点稳定电路）右图所示，引入 rb1、rb2、re和 ce后，ubq固定， icqubq/ re，icq相当稳定。ce对 ac 信号旁路re只对 dc 量有反馈作用dc 负反馈 。dc 负反馈目的唯一：稳q 点（联系 2.4 所学知识）！3、反馈例例 5- 2 射随器（射极输出器、cc 放）图示， re接在输入 -输出回路间， uf中的ufuo， 将uo全部馈送至输入端， ube中的ubeuiuf。故射随器引入 ac 负反馈（思考 ：有无

54、 dc 负反馈 ）？例 5- 3 判断交流反馈极性。38 方法 步骤：1）先判断有无反馈。依据 ：看 i- o 回路间有无起联系作用的元器件“桥” ，若有则有，若无则无！2）再用瞬时极性法 判断反馈极性。3）写出分析结果。瞬时极性法：先设任一瞬间t1，输入端 瞬时电位极性 为“”，然后沿 ac 信号的正确传输方向 ，从输入端标有关电极的瞬时极性一直到输出端， 再沿反馈环路折回输入端，最后看xf是否削弱xid，若是，则为 负反馈 ，否则就是 正反馈 。判断 ac 反馈用什么方法？怎样判断？自拟：什么是整体反馈？又何为局部反馈？4、交流负反馈组态（类型 ）区分输出取样： 若取自于uo，则为电压反馈

55、，否则就是电流反馈。取自uo，就稳 uo ；取自io，就稳 io 。区分输入连接： 若为电压相减，则为串联反馈，否则为习题：补 4；p137 4-1 2；4-1 3。p168 5- 2 a、c、d、e，判断反馈极性。向下预习。39 并联反馈。共有 4 种交负组态：电压串联、电压并联、电流串联和电流并联。例 5- 4 分析运放电路中分别引入的交流反馈极性及组态。例 5- 5 判断交流反馈组态 。5.2 闭环增益fa的一般表达式习题：p169 5- 3，5，7，85.3 交负对放大电路性能的影响负反馈放以牺牲增益换来性能改善（？），但有哪些性能改进？1、提高fa的稳定性中频区a、f均为实数，式（

56、3）可写为：afa/( 1af) f( a)对 af求导，得：daf/ da1/( 1af)2（黑板）2、拓宽频带1）定性说明作同一放大电路开环和闭环时的幅图。由图显见： fbwffbw 。2）定量计算高频开环增益hama/( 1jf/ fh) 高频闭环增益hfaha/( 1haf)m fa/( 1jf/ fhf)（黑板）式中 fhf( 1amf) fhfh。同理可导 flffl/( 1amf)40 flfbwffhffbwfh可见频带展宽，展宽程度与( 1amf) 有关。3、减小非线性失真抑制干扰和噪声1）减小非线性失真由于晶体管非线性，当ui幅度较大时，即使ui正弦波，uo也为非正弦波放大

57、器产生非线性失真。任何周期性失真波形总可分解为dc 分量、基波和n 次谐波的叠加非线性失真的结果：输出量中产生新谐波成分。因此，仅考虑n 次谐波分量nx，把它看成是输出端的外界干扰， 如图所示：onxnxfaonx解得)1/(nonfaxx可见 n 次谐波幅值 xon到 xn/| 1fa| ，且程度与 | 1fa| 有关。结论：只要是 反馈环包围的量 ，负反馈就对它削弱。上述分析只在失真不太严重时才正确。若放大电路输出波型出现严重饱和or 截止失真，则 bjt 在正弦信号每一周期部分时间内已处饱和or 截止区，此时 |a| 0，负反馈也无能为力（反馈深度1） 。2）抑制干扰与噪声（1）放大电路

58、的 干扰、 噪声源：41 一是 vcc性能不佳，有交流纹波，影响 xo（电源干扰）；二是 bjt 工作时， 内部载流子运动不规则， 产生热噪声、散粒噪声 、颤动噪声 ，从而影响 xo（噪声） 。为了衡量干扰、 噪声对有用信号的影响程度，工程上用信号-噪声比，简称信 - 噪比，取分贝数表示：信- 噪比（ db）20lg（信号电压 s/ 噪声电压 n）常要求信 -噪比 20 db，就要 s10n，才不致淹没有用信号！（2）负反馈对干扰噪声的抑制干扰、噪声对放大电路的影响， 可看成在输出端出现新的频率分量。 与减小非线性失真同理， 负反馈削弱这新的频率分量。4、对输入、输出电阻的影响1）闭环输出电阻

59、rof（1） 压负稳定uo，使之接近恒压源，而恒压源内阻很小压负使 rof 。可证：rofro /( 1af) （1）式中： ro为开环输出电阻，（1af）反馈深度；反馈越深，rof越多。（2）流负稳定io，使之接近恒流源，而恒流源内阻很大42 流负使 rof。可证：rofro( 1af) （2）2）闭环输入电阻rif（1）串联负反馈削弱uid，故在同一 ui下， ii串负使 rif。可证：rifri( 1af) （3）式中 ri开环输入电阻；反馈越深，rif越多。（2） 并负削弱 iid，故在同一 ui下，ii并负使 rif。可证：rifri / ( 1af) （4）（1af）越大， rif

60、越多。例 5- 6 选证式（ 1） ：压负 rofro / ( 1af)证：以图示压负eq 电路为例，证明之。图中基放输出用受控电压源表示， ro： 开环输出电阻， 净输入电压：idx，a是开环增益，idxa为受控源电压。由图：oidofouirxairaxirafu解出rof/uiro /| 1a f| 小 结：1）压负恒使 rof降低；串负恒使rif增大。2）流负恒使 rof增大；并负恒使rif减小。3） （1af）越大，对 rif、rof影响程度越大。43 4）交负对放大电路4性能的影响。习题：p170 5- 15；5- 16；5- 17；补 5 补 5画出串负求 rif的 eq电路图，