电路及模拟电子技术

1、目录目录目录目录目录目录目录目录目录目录目录目录目录目录目录目录目录目录ie目录目录ieie目录目录目录目录 oeieoeie目录目录oeieoeie0 反反I0 反反I 反反R目录目录目录目录目录目录目录目录，二二极极管管反反向向截截止止时时，反反反反0BR IUU击穿击穿急剧增加，二极管反向急剧增加，二极管反向时，时，反反反反IUUBR 目录目录C1 TmV2D U温度温度少数载流子少数载流子反向电流反向电流UIOUBRUDC20 IDC75 DU 目录目录0DI0DI0D U0D U目录目录12V3kD1(b)BD26VA(c)B12VD2D13k6VA3V解：图解：图(b)D1 导通，

2、导通，UD1= 0， D2 截止截止电压电压UAB = 0V解：图解：图(c)D1 优先优先导通，导通，UD1= 0，电压电压UAB = - -3V- -6V- -3V，D2 截止截止目录目录。、使使用用二二极极管管时时，RMDRMDMDUUII 目录目录目录目录例例(2) 二极管整流作用二极管整流作用 图示两个电路。已知图示两个电路。已知 ui = 10sint V ， 试画出输出电压试画出输出电压uo的波形。的波形。解：解： 图图(a) ui 0， D 导通，导通，uO= 0， ui 0， D 截止，截止，uO= ui 图图(b) ui 0， D导通，导通，uO= ui ， ui 0， D

3、截止，截止，uO= 010V0tui- -10V0tuOuO10V0tui RD （a）uOui RD （b）uO目录目录电路中电路中RC构成微分电路，构成微分电路，已知已知ui的波形，试画出的波形，试画出输出电压输出电压uO的波形。的波形。(3) 二极管的检波作用二极管的检波作用例例解：解：t = 0 时，时，uR为正脉冲为正脉冲t = t1 时，时，uR为负脉冲为负脉冲t = t2 时，时，uR为正脉冲为正脉冲 uR0 时，时，D截止截止输出输出uO = 0uR0 时，时，D导通导通输出输出uO = uR 负脉冲负脉冲uRuiuORRLCD+- -+- -+- -tttuiuRuOOOOt

4、1t2目录目录VA VB， DA先导通，先导通， DA起钳位作用，使起钳位作用，使VF=3V。FAB-12V-12V0V+3VDARDBVB VF ，DB截止，截止， 将将VB与与VF隔离隔离DA 、DB为理想二极管为理想二极管 (4) 二极管的二极管的钳位和隔离钳位和隔离应用应用例例电路中，输入端电路中，输入端 VA=+3V ， VB= 0V ， 试求输试求输出端出端F的电位的电位VF 。解：解：目录目录UIUZmaxIZminIZmax UZ IZOaUZminb-+DZ符号符号ZZZIUr maxZZII 目录目录；ZZZIUr Zr0V6V40V40V6ZZZ UUUUUU ，；，；，

5、maxZZZMIUP 目录目录 图示电路中，图示电路中，DZ1的的UZ1=8.5V，DZ2的的UZ2=5.5V， 正向压降均为正向压降均为UD= 0.5V，试求图中输出电压，试求图中输出电压UO。（b）例例解：解：V9V)5 . 05 . 8(DZ1O UUUV14V)5 . 55 . 8(2Z1ZO UUUV5 . 52ZO UUV5 . 0DO UUUO（a）DZ1DZ2R 20V+- -+- -+- -+- -R UODZ1DZ220V+- -+- -+- -+- -（d）20VUODZ1 DZ2R+- -+- -+- -+- -（c）20VUODZ1 DZ2R+- -+- -+- -+

6、- -目录目录（已知：（已知：），1100900V2021 RRE例例DZE+ +- -R1IZR2I1I2UZ解：解：mA1 .11A90010201Z1 RUEImA1 .9A1100102Z2 RUIZmax21ZmA2mA)1 .91 .11(IIII 目录目录目录目录3. 3. 发光二极管发光二极管符号符号+-目录目录发光二极管发光二极管图片图片目录目录目录目录(1)单相半波整流电路单相半波整流电路0 tuO 0 uDt0 t iDio2u2 t30 22Uu2 0 时，时，D导通导通uD= 0 。u2 0 ub 0时，时，D1导通，导通，D2截止截止Ua 0 ub 0时，时，D2导

7、通，导通，D1截止截止 uO=ua uO=ub输出平均电压输出平均电压 UO=0.9U2二极管上的平均电流：二极管上的平均电流：OD21II 二极管上承受的最高电压：二极管上承受的最高电压：2RM22UU 输出平均电流输出平均电流LRUIOO u1uaaTrbD1RLuOD2ubiOtO目录目录(3 ) 单相桥式整流电路单相桥式整流电路u2正半周时电流通路正半周时电流通路分析分析 设：设：tUu sin222 +- -D1 、D2共阴极，对应共阴极，对应uO的的“+”+”极；极；D3 、D4共阳极，对应共阳极，对应uO的的“-”“-”极。极。D1 、 D3在在u2的正半周导通；的正半周导通；

8、D2 、 D4在在u2的负半周导通。的负半周导通。u1u2TrD4D2D1D3RLabtO+- -iOuO目录目录- -+u2负半周时电流通路负半周时电流通路u1u2TrD4D2D1D3RLabtO+- -iOuO目录目录u20 时时 a(+) b(- -)D1,D3导通导通D2,D4截止截止电流通路电流通路:由由a (+)经经D1RLD3b (- -)u20 时时b(+) a(- -)D2,D4导通导通D1,D3截止截止电流通路电流通路:由由b(+)经经D2RLD4a(- -)输出是脉动的直流电压输出是脉动的直流电压！u2t桥式整流电路输出波形桥式整流电路输出波形tuOu2D4D2D1D3R

9、LuO(+)(-)(-)ab(+)(- -)+- -+- -目录目录 输出平均电压输出平均电压UO2220O9 . 022dsin21UUttUU 输出平均电流输出平均电流L2LOO9 . 0RURUI 二极管的选择二极管的选择二极管上的平均电流：二极管上的平均电流：OD21II 二极管上的最高反向电压：二极管上的最高反向电压：2RM2UU 目录目录问题与讨论问题与讨论单相桥式整流电路中，若单相桥式整流电路中，若D2发生开路、短路或反接三种情发生开路、短路或反接三种情况，电路中将会发生什么问题？况，电路中将会发生什么问题？ D2开路：相当于半波整流，开路：相当于半波整流， UO=0.45U2

10、D2短路：短路：UO=0，将变压器二次恻短路，烧坏绕组和管子，将变压器二次恻短路，烧坏绕组和管子 D2反接：反接：UO=0，将变压器二次恻短路，烧坏绕组和管子，将变压器二次恻短路，烧坏绕组和管子u1u2TrD4D2D1D3RLabtO+- -iOuO目录目录问题与讨论问题与讨论电路如图所示。试标出输出电压电路如图所示。试标出输出电压uO1、uO2的的极性，画出输出电压的波形。并求出极性，画出输出电压的波形。并求出uO1、）（；sin2sin2222221 tUutUu uO2的平均值。设：的平均值。设：u1 0 时时u12 0, D1导通导通,uO1=u12u22 0,D3导通导通, uO2=

11、u22u1 0 时时u22 0 ,D2导通导通,uO1=u22u12 0 ,D4导通导通,uO2=u12UO1= 0.9U2UO2= - -0.9U22u12 t30 22Uu22 0 tuO1 0 tuO2 目录目录目录目录22UtUu sin222 22U目录目录22U（全全波波）半半波波）2O2O2 . 1(UUUU fCRXRC21LL ；fC21)1510(2)53(T22U目录目录V 35V2522DRM UU A075. 0A20030212121LOOD RUII25VV1.230 2 . 1O UUuO目录目录uO取取 RLC = 5 T/2已知已知RL = 200 s 05

12、. 025015L CR解：解：2. 选择滤波电容器选择滤波电容器F250F10250F2000.05 05. 06L RC可选用可选用C=250 F，耐压为，耐压为50V的极性电容器的极性电容器目录目录22U22U22U222UDRMUiD tuoU2 tOO目录目录目录目录LuO目录目录 目录目录 比比 形形 LC 滤波器的体积小、成本低。滤波器的体积小、成本低。 滤波效果比滤波效果比LC滤波器更好，但二极管的冲击电滤波器更好，但二极管的冲击电流较大。流较大。目录目录+UIRL+CIOUO+u2IRRDZIZ由限流电阻由限流电阻R，稳压稳压二极管二极管Dz组成。组成。 调节电阻调节电阻R的

13、作用是降压和限流，即消除由于输的作用是降压和限流，即消除由于输入电压的波动对输出的影响及限制稳压二极管的电流。入电压的波动对输出的影响及限制稳压二极管的电流。UO = UZ IR = IO + IZRL (IO ) IR 设设UI一定，负载一定，负载RL变化变化UO 基本不变基本不变 IR (IRR) 基本不变基本不变 UO (UZ ) IZ UIUZO目录目录+UIRL+CIOUO+u2IRRDZIZUO = UZ IR = IO + IZUIUZUI UZ UO 基本不变基本不变 IRR IZ IR UZ = UO IZmax= (1.5 3) IOmax UI = (2 3) UOO目录

14、目录电压发生电压发生20%波动，波动，RL=2k ，求求R和和UI 的正常值。的正常值。解：由解：由KVL得得I1 = 24mA，I2 = 11mAUI = 26V，R = 800 已知：已知：UZ=12V，IZmax=18mA， IZmin= 5mAZ1I2 . 1URIU Z2I8 . 0URIU LZmaxZ1RUII LZminZ2RUII 例例UIRIZRLUZI+- -+- -目录目录4.2 三极管及其放大电路分析三极管及其放大电路分析4.2.1 三极管及其放大作用三极管及其放大作用B基极基极E发射极发射极C集电极集电极NPN型型PNP型型NNP发射结发射结集电结集电结BECIBI

15、EICTBECIBIEICTB基极基极E发射极发射极C集电极集电极PPN1. 三极管的基本结构三极管的基本结构目录目录三三极管图片极管图片目录目录BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：基区：掺杂浓度最掺杂浓度最低并且很薄低并且很薄集电区：集电区：掺杂浓度较低掺杂浓度较低。发射区：发射区：掺杂浓度较高掺杂浓度较高2. 三极管的电流分配和放大作用三极管的电流分配和放大作用 (1) (1) 晶体管的电流放大的条件晶体管的电流放大的条件 内部条件内部条件 3 3个区掺杂浓度不同，厚薄不同个区掺杂浓度不同，厚薄不同 目录目录外部条件外部条件 发射结加上正向电压，集电结加上反向电压发射结加上正

16、向电压，集电结加上反向电压 NNPBEC+- - -BECT+- - -UBE UBC即：即：NPN型型0, 0BCBE UUEBCVVV 或或PPNBEC- - -+BECT- - -+UBE UBC PNP型为：型为：0, 0BCBE UUCBEVVV 或或目录目录(2) (2) 晶体管的电流分配关系晶体管的电流分配关系 mA AmAIETRBIBECEBICRC+- - - -+共发射极放大实验电路共发射极放大实验电路IB /A020 40 60 80 100IC /mA 0.005 0.99 2.08 3.17 4.26 5.40IE /mA 0.005 10.01 2.12 3.23

17、 4.34 5.50晶体管电流测试数据晶体管电流测试数据 目录目录IC、IEIB ，IC与与IB之比称为直流之比称为直流(静态静态)电流放大系数电流放大系数由由KCL得：得：IE=IC+IB结论结论，5204. 008. 2BC II 8 .5206. 017. 3BC II IC、IEIB ， IC与与 IB之比称为之比称为 交流交流(动态动态)电流放大倍数电流放大倍数5 .5402. 009. 104. 006. 008. 217. 33B4B3C4CBC IIIIII ；BCII BE1II）（ ；CE1II 目录目录集电结反偏，扩散到基区的集电结反偏，扩散到基区的电子被收集电子被收集(

18、漂移漂移)到集电区形到集电区形成成IC ，收集能力强，收集能力强， IC大大IC电子在基区与空穴电子在基区与空穴复合，形成电流复合，形成电流IB ，复合机会小，复合机会小， IB小小IBIE发射结正偏，发射结正偏，发射区向基发射区向基区发射区发射(扩扩散散)电子，电子，形成发射极形成发射极电流电流IE放大原理放大原理BECNNPEBRBEC+-+-+-+发射到基区发射到基区电子被收集电子被收集和复合的比和复合的比例系数就是例系数就是电流放大系电流放大系数数目录目录3. 三极管的特性曲线三极管的特性曲线输入回路输入回路输入特性输入特性输出回路输出回路输出特性输出特性CE)(BEBUUfI B)(

19、CECIUfI ICmA AV1V2UCEUBERBIBECEB 实验线路实验线路+- -+- -目录目录 死区电压，死区电压，硅管硅管0.5V，锗管锗管0.2V。令令UCE=常数常数IB=f（UBE）(1) 输入特性输入特性工作压降：工作压降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,锗管锗管UBE 0.20.3V。IB / AUBE/V204060800.40.8 UCE1V0目录目录此区域满足此区域满足IC= IB称为称为线性区（放线性区（放大区）。大区）。(2) 输出特性输出特性1234当当UCE大于一定的大于一定的数值时，数值时，IC只与只与IB有关，有关，IC= IB。IC/mAUCE/V

20、36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A0 放大区放大区BCII 特特征征：电电结结反反偏偏条条件件：发发射射结结正正偏偏、集集EBCVVV 目录目录此区域中此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBEVBVE ，PNP型管：型管：VCVBVZVY,，所以，所以X为集电极，为集电极，Y为发射极，为发射极，Z为基极，管子为为基极，管子为NPN型。型。图（图（b）：）：X与与Y的电压为的电压为0.3V，为锗管，因，为锗管，因VZVYVX,，所以，所以Z为为集电极，集电极，X为发射极，为发射极，Y为基极，管子为为基极，管子为PNP型。型。YZYXT2ZXT1 (a) (b)目录

21、目录mA8 .31mA06. 130mA06. 1mA57 . 06BCB III mA3 . 9mA)7 . 010(110CESCS UI临临界界饱饱和和电电流流：目录目录mA3.9110mA8.7mA26.057.02CESCSBCB UIIII 目录目录5. 复合管复合管 C B E T1 iB iE1 iB2 iC1 R1 C B T2 E iC2 iE2 iC iE iC1 = 1 iB , iB2= iE1=(1+ 1) iB,iC2= 2 iB2 = 2(1+ 1) iB,iC=iC1+iC2= 1+ 2(1+ 1)iB.21121BC)1( ii 1 2 复合复合管的类型由第

22、一只管子决定。管的类型由第一只管子决定。用泄放电阻用泄放电阻R1分流，以减小复合管的穿透电流分流，以减小复合管的穿透电流ICEO 穿透电流穿透电流ICEO)1(2CEO1CEO12CEO1CEO2CEO1CEO IIIIII2be12be11beb)1(rrrre 目录目录 E B C T1 R1 E B T2 C C B E T1 R1 C B T2 E (a) E B C T1 R1 E B T2 C C B E 4种类型的复合管及等效类型种类型的复合管及等效类型(d)(c)(b) T1 R1 C B T2 E 目录目录目录目录Auui+- -uo+- -目录目录三极管放三极管放大电路有大

23、电路有三种形式三种形式共射放大电路共射放大电路共基放大电路共基放大电路共集放大电路共集放大电路以共射放以共射放大器为例大器为例讲解工作讲解工作原理原理(2) 放大电路的组成放大电路的组成目录目录共射放大电路共射放大电路EC输入端接低频交流电压信号输入端接低频交流电压信号ui输出端接负载电阻输出端接负载电阻L，输出电压为，输出电压为uoRSus+- -+UCCRCC1C2TRB+RLuiuo+- -+- -目录目录元器件作用元器件作用 集电极电源集电极电源UCC 电路的能源、给三极管加偏置电路的能源、给三极管加偏置 电路的核心器件。工作在电路的核心器件。工作在放大区，利用其电流放大放大区，利用其

24、电流放大作用，将微弱的电信号进作用，将微弱的电信号进行放大。行放大。 三极管三极管T基极电阻基极电阻RB 确定的静态工作点确定的静态工作点Q 集电极电阻集电极电阻RC 实现电路的电压放大实现电路的电压放大ui iB iCuCEuoui iB iCuCEuo耦合电容耦合电容C1、C2 隔直流通交流隔直流通交流对直流视为开路对直流视为开路 对交流视为短路对交流视为短路 +UCCRCC1C2TRB+RLuiuo+- -+- -iCiBuCE+- -目录目录目录目录bBBiIi cCCiIi beBEBEuUu ceCECEuUu IBt0t0ibt0iBA40A20A20 A20A40A60以基极电

25、流以基极电流iB为例为例 波形如图所示波形如图所示目录目录ioUUAu AUU io iUOU目录目录目录目录(3) 输出电阻输出电阻ro放大电路对其放大电路对其负载负载而言，相当于信号源，我们而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维宁等效电路，这个戴维宁等效可以将它等效为戴维宁等效电路，这个戴维宁等效电路的内阻就是输出电阻。电路的内阻就是输出电阻。输出端输出端AuuS+- -rouso输出端输出端+- -目录目录iur o目录目录测量开路电压测量开路电压uo = uso开路短路法（开路短路法（开路电压除以短路电流开路电压除以短路电流）io测量短路电流测量短路电流输出电阻：输出电阻：oSOo

26、rui ooSOSOoSOrruuiu rouso+- -rouso+- -uo+- -目录目录目录目录1. 静态分析静态分析 4.2.3 共发射极放大电路的分析共发射极放大电路的分析 放大电路无信号输入（放大电路无信号输入（ui = 0）时的工作状态。）时的工作状态。估算法、图解法。估算法、图解法。各极电压电流的直流分量。各极电压电流的直流分量。放大电路的直流通路。放大电路的直流通路。 静态工作点静态工作点Q：IB、IC、UCE 。静态分析：静态分析：确定放大电路的静态值。确定放大电路的静态值。目录目录1. 静态分析静态分析 (1)(1)由直流通路确定静态工作点由直流通路确定静态工作点 直流

27、通路直流通路BCCBBECCBRURUUI 4.2.3 共发射极放大电路的分析共发射极放大电路的分析 BCII CCCCCERIUU 目录目录用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。已知已知：UCC=12V，解解：A40mA30012BCCB RUImA5 . 1mA04. 05 .37BC II V6V)45 . 112(CCCCCE RIUU注意：电路中注意：电路中IB和和IC的数量级的数量级RC=4k ，RB=300k ， =37.5目录目录CCCRUBCCBRUI CEUCICCCCCERIUU CCCRUC1tanR目录目录CCCRU目录目录UCC 、 RB 一定时，改变一定

28、时，改变RCUCCiCuCEOQIBRC 负载线平缓负载线平缓Q1Q2Q1点靠近饱和区点靠近饱和区RC 负载线陡直负载线陡直RC = 0时，无电压放大作用时，无电压放大作用 RC、 RB 一定时，改变一定时，改变UCC UCC1iCuCEOQ2IB2UCC2UCC3IB3Q3IB1Q1 直流负载线斜率不变直流负载线斜率不变直流负载线平行移动直流负载线平行移动BCCBRUI UC CQ目录目录2. 动态分析动态分析目录目录目录目录bbeBBEbeiuIUr )mA(mV26)1(300EbeIr bcBCiiII bcii 目录目录cceCCEiuIUrce ceC0rI、目录目录目录目录目录目

29、录bebiLCbo)/(rIURRIU beLbebLCbio )/(rRrIRRIUUAu beCorRAu 目录目录suAbeSLiSibeLSsiiososrRRrRrrRrRrAUUUUUUAiiuu suA目录目录bebeBiii/rrRIUr iiiIUr beiBiirURUI iUiIbIcIoUbIsUBRI目录目录iUiIbIcIoUbIsU0ooos UIUrC,0oooLsRIUrRU oroI oU 目录目录Looo)1(RUUr LLooo)(RRrUU oU oUiUiIbIcIoUbIsUsUiIbIcIbIiUoU OUOU 目录目录目录目录目录目录目录目录o

30、CX目录目录BCCBRUI 目录目录B21III 2B1BCC21RRUII 2B2BRIV CC2B1B2BURRR EEBEBBERIVVVU EBEBEBEEECRVRUVRVII 可见可见IC与温度无关与温度无关（2 2）工作点稳定原理）工作点稳定原理 BEBEBVVUV 时时，则则VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSus+目录目录温度温度TUBEIBICVEICVB不变不变通过自动调通过自动调节使电流节使电流IC基本不变。基本不变。 VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSus+B21)105(III B

31、EB)105(UV目录目录CE对交流而言将对交流而言将RE短路，短路，RE对交流对交流不起作用，放大倍数不受影响。不起作用，放大倍数不受影响。旁路电容的作用旁路电容的作用 去掉旁路电容后，电去掉旁路电容后，电压放大倍数降低，但压放大倍数降低，但输入电阻提高。输入电阻提高。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSus+目录目录beLbebLbiorRrIRIUUAu bebeBi/rrRr CRr o2B1BB/ RRR 图中：图中：LCL/ RRR 其其中中：目录目录EbeLEbbebLbio)1 ()1 (RrRRIrIRIUUAu )1 (/EbeBi

32、RrRr CRr oLCL/ RRR 其其中中：2B1BB/ RRR 图中：图中：目录目录目录目录输出输出uo与输入与输入ui同相同相，具有电压跟随作用。，具有电压跟随作用。输入电阻输入电阻ri大大。（几十千欧到几百千欧。（几十千欧到几百千欧 ）输出电阻输出电阻ro小小。（几欧到几十欧（几欧到几十欧 ）/)1 (/LEbeBiRRrRr 1)/(1)/(/SBbeSBbeEoRRrRRrRrrbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISUeIREiIirrbeRBEBCRS0s UorbIRE目录目录 射极输出器用于电路的射极输出器用于电路的输入级输入级，利

33、用其输入电，利用其输入电阻大的特点，可以减轻信号源的负担，并能增阻大的特点，可以减轻信号源的负担，并能增大输入电压。大输入电压。 射极输出器用于电路的射极输出器用于电路的输出级输出级，利用其输出电，利用其输出电阻小的特点，可以降低输出电阻，提高带负载阻小的特点，可以降低输出电阻，提高带负载能力。能力。 射极输出器用于电路的射极输出器用于电路的中间级中间级，利用其输入电阻，利用其输入电阻大的特点，可以提高前一级的电压放大倍数，大的特点，可以提高前一级的电压放大倍数，利用其输出电阻小的特点，可以提高后一级的利用其输出电阻小的特点，可以提高后一级的电压放大倍数，射极输出器起到电路的电压放大倍数，射极

34、输出器起到电路的匹配作匹配作用用，使电路总的电压放大倍数提高。，使电路总的电压放大倍数提高。（3） 射极输出器应用射极输出器应用目录目录4.2.5 多级放大电路的级间耦合与差分放大电路多级放大电路的级间耦合与差分放大电路输入输入A1A2An-1An输出输出12n-1n前置级：前置级：电压放大电压放大末前级末前级末级末级功率放大功率放大级间耦合方式：级间耦合方式：阻容耦合阻容耦合、直接耦合和直接耦合和变压器耦合。变压器耦合。阻容耦合：用于分立元器件多级交流放大电路阻容耦合：用于分立元器件多级交流放大电路直接耦合：用于放大缓变信号和直流信号的电路直接耦合：用于放大缓变信号和直流信号的电路对耦合电路

35、要求：对耦合电路要求：各级静态工作点尽可能独立各级静态工作点尽可能独立尽可能减小传输信号的损失和失真尽可能减小传输信号的损失和失真目录目录oU1OUiUSUsUiU1ber1bI1bI 2bIoU2ber2bI o1U目录目录ir2iror第一级：第一级： be1L11i1o1rRUUAu ;/i2C1L1C1L1rRRRR 其其中中：be2B2i2L1/ rRrR 第二级：第二级： be2L222io2rRUUAu ;/LC2L2RRR 其其中中：总的电压放大倍数：总的电压放大倍数： 21uuuAAA 输入电阻：输入电阻： be1be1B11ii/rrRrr 2C2ooRrr 输出电阻：输出

36、电阻： RC1RB2RC2RLRSRB1sUiU1ber1bI1bI 2bIoU2ber2bI +-+-+-+-o1U目录目录fAuOAum0.7AumfLfH目录目录(1) 前后级静态工作点相互影响前后级静态工作点相互影响静态（静态（ui = 0）时）时UC1 = UBE2 = 0.6V，T1处于临界饱和状态处于临界饱和状态RC1 偏小，偏小， T2易饱和易饱和RE2 UE2 UC1 UZ UE2 UC1 +UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+UCCuoT2uiR1T1RC1RC2R2VC1UBE2RE2VE2+UCCuoT2uiR1T1RC1RC2R2VC1UBE2DZUZR+目录

37、目录目录目录ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo+- -+- -+- -目录目录目录目录目录目录c.差分输入差分输入（比较输入、任意输入）（比较输入、任意输入）差分信号可以分解为一差分信号可以分解为一对共模信号和一对差摸对共模信号和一对差摸信号的组合：信号的组合：IcId2Iuuu IcId1Iuuu 22I1IIcuuu 22I1IIduuu 其中：其中：uI1= 8mV = 6mV+2mVuI2= 4mV = 6mV-2mVuI1+UCCRCT1RBRCT2RBuI2REUEEuO+- -+- -+- -目录目录发射极电阻发射极电阻RE的作用的作用 a. RE对差模信

38、号无作用对差模信号无作用 RE对差模对差模信号可视信号可视为短路为短路ui1 ie1 ie2 ie = ie1 + ie2 ie RE = 0ui2 ie不变不变ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuoib1ib2ie1ie2ieueube1ube2+- -+- -+- -+- -+- -+- -目录目录b. RE对共模信号的负反馈作用对共模信号的负反馈作用 ie1 ie2 ui1 ui2 ie = ie1 + ie2 ueuc1 uc2 ube2ube1 uc1 uc2 对于每个管来说就像对于每个管来说就像是在发射极与地之间是在发射极与地之间连接了一个连接了一个2RE电阻电

39、阻 RE可以降低各单管对可以降低各单管对共模信号的放大倍数共模信号的放大倍数 RE越大，抑制共模信越大，抑制共模信号的能力就越强号的能力就越强 ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuoib1ib2ie1ie2ieueube1ube2+- -+- -+- -+- -+- -+- -目录目录在实用电路中，常用三极管组成的恒流源代替电阻在实用电路中，常用三极管组成的恒流源代替电阻RE，来提高抑制共模信号的能力，来提高抑制共模信号的能力 三极管动态电阻大三极管动态电阻大增大增大RE 提高抑制共模能力提高抑制共模能力 三极管静态电阻小三极管静态电阻小减小负电源减小负电源UEEui1+U

40、CCRCT1RBRCT2RBui2ISUEEuo+- -+- -+- -目录目录2i1iuu 2i2iuu ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuouiRLRRC1C2+- -+- -+- -+- -目录目录1i11i12i1i1idod222uuuuuuuuuACCC 双端输出时；共模输出电压双端输出时；共模输出电压uoc = 0，所以所以Ac = 0共模电压放大倍数：共模电压放大倍数： Ac = 0KCMR AC = 0共模抑制比共模抑制比:KCMR =KCMR (dB) =cdAAcdlog20AA目录目录单端输入、单端输出的电路单端输入、单端输出的电路信号输入信号输入

41、:iii1i22uuuu 022ii2i uuu单端输入也有差模输入单端输入也有差模输入 对差模信号而言，单端输入与双端输入的对差模信号而言，单端输入与双端输入的效果一样。效果一样。ui+UCCRCT1RBT2RBREUEEuo+- -+- -C1目录目录差模电压放大倍数：差模电压放大倍数：1i11i1iodd212uuuuuuACC 单端输出时；共模输出电压单端输出时；共模输出电压uoc 0，所以所以Ac 0共模电压放大倍数：共模电压放大倍数：Ac 0单端输出时，只有单端输出时，只有REAC KCMR KCMR 双端输入、单端输出的电路双端输入、单端输出的电路单端输入、双端输出的电路单端输入

42、、双端输出的电路单端输入、双端输出与双端输入、双端输出的电路一样。单端输入、双端输出与双端输入、双端输出的电路一样。双端输入、单端输出与单端输入、单端输出的电路一样。双端输入、单端输出与单端输入、单端输出的电路一样。目录目录具有恒流源的实际差分放大电路具有恒流源的实际差分放大电路三极管三极管T3为恒流源：为恒流源：T3工作在放大区具工作在放大区具有恒流特性。可以有恒流特性。可以使共模放大倍数使共模放大倍数Ac0，共模抑制比，共模抑制比KCMR调零电位器调零电位器RP ：解决两边电路不完全对称带来的零漂问题，解决两边电路不完全对称带来的零漂问题，RP的取值约几十到几百欧姆。的取值约几十到几百欧姆

43、。实际差分放大电路实际差分放大电路-UEET3RPIC3=ISRB1RB2REui2ui1uo1 uo2T2T1RBRBRCRC+UCC目录目录扩音系统扩音系统执行机构执行机构(1) 功率放大电路的作用功率放大电路的作用 4.2.6 功率放大电路功率放大电路1. 功率放大电路概述功率放大电路概述电电 压压 放放 大大功功 率率 放放 大大 信信 号号 提提 取取信号输入信号输入放大电路的放大电路的输出级输出级，以足够的功率驱动，以足够的功率驱动 执行机构。执行机构。例例如：使扬声器发声、继电器动作、如：使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。仪表指针偏转等。目录目录目录目录EPPo 目录目

44、录O目录目录乙类乙类 Q点设截止区（点设截止区（IC = 0），管子只在），管子只在信号的半个周期内导通（导通角为信号的半个周期内导通（导通角为180），），效率高。但存在效率高。但存在交越失真。交越失真。 t交越失真交越失真uoOO目录目录甲乙类甲乙类 Q点设在放大区且接近截止区（接近点设在放大区且接近截止区（接近IC0而而IC 0）处，管子在信号的半个周期以上的时间内导通。由于处，管子在信号的半个周期以上的时间内导通。由于甲乙类工作状态接近乙类工作状态状态。所以效率较甲乙类工作状态接近乙类工作状态状态。所以效率较高。高。O目录目录2. 互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路 有输出电容、

45、有输出电容、采用单电源采用单电源OTL 电路电路无输出变压器的互补对称功率放大器无输出变压器的互补对称功率放大器 OCL电路电路 无输出电容的互补对称功率放大器无输出电容的互补对称功率放大器 互补对称功放电路的形式：互补对称功放电路的形式：无输出电容、无输出电容、采用双电源采用双电源OCL电路电路广泛应用于集成电路的输出级广泛应用于集成电路的输出级 目录目录对称：对称：两管参数相同，类型不同；两管参数相同，类型不同；电源大小相等，极性不同。电源大小相等，极性不同。(1) OCL电路电路电路结构电路结构类型互补：类型互补：两管偏置电两管偏置电压极性不同压极性不同两管轮两管轮流导通流导通两管电流方

46、向不同两管电流方向不同合成输出合成输出uo的波形的波形两管两管组成射极输出器的电路组成射极输出器的电路形式形式，两管基，两管基极输入，两管射极接负载电阻极输入，两管射极接负载电阻RL。ib1ic1（+）（- -）ib2ic2（-）（+）+uouiRLio+UCC- -UCCT1T2- -+- -目录目录otuiic1ic2Otuo工作原理工作原理（设（设ui为正弦波）为正弦波）静态时：静态时： ui = 0Vui = 0V,T1、T2均截止均截止uo = 0V。动态时：动态时： ui 0Vui 0VT1截止截止ui 0VT2截止截止 T1导通导通io=ic1io=ic2 T2导通导通T1、T2

47、都都只在半个只在半个周期内工周期内工作，称为作，称为乙类放大乙类放大ib1IB1 = IB2 = 0,IC1 = IC2 = 0, |UCE1 | = |UCE2 | =UCCT1、T2均截止均截止+- -（-）（+）uiRLuoio+UCC- -UCCT1T2ECEC+- -+- -ib2目录目录CCCESCComUUUU LCCLomomRURUI O QiC1uCE1iC2uCE2Q1Q2OOOttic1ic2uoUCCLCCRULCCRUuce2uce1T1T2UomIomCESUUomioL1tanR 交交流流负负载载线线的的斜斜率率：返回返回目录目录输出功率输出功率PoL2omom

48、omomomo212122RUIUIUP L2CCOM21RUP 理想理想输出功率输出功率：CCCESCComUUUU LCCLomomRURUI 其中：其中：uouiRLio+UCC-UCCT1T2+- -+- -目录目录电源提供的功率电源提供的功率PEDCCC2IUPE tic1LomRUOom01cDC1)d(21ItiI L2CCM2RUPE 理想的理想的提供功率提供功率：omCC2IU LomCC2RUU uouiRLio+UCC-UCCT1T2+- -+- -200sinc1omc1 tittIi ；目录目录效率：效率：CComo4UUpPE %5 .784MOMM EPP 理想效

49、率理想效率：功率管的最大管耗及功率管的选择功率管的最大管耗及功率管的选择每管的最大管耗：每管的最大管耗：OMC2C12 .0PPP 功率管的选择：功率管的选择：uouiRLio+UCC-UCCT1T2+- -+- -OMCM2 . 0PPLCCCMRUICC(BR)CEO2UU目录目录交越失真及其消除方法交越失真及其消除方法交越失真交越失真 输出输出uo波形在正、负半波交接波形在正、负半波交接处出现的失真称为交越失真处出现的失真称为交越失真产生交越失真的原因：产生交越失真的原因： 由于三极管存在死区电压，由于三极管存在死区电压，当当ui 0 感应出电子，出现以感应出电子，出现以电子导电的电子导

50、电的N型导电沟道型导电沟道UDSUGSPN+ N+GSDUGS=0时时ID=0UGSUTID0当当UGS = 0时时 , UDS0， 但但ID = 0。 UDS一定，一定，UGS值越值越大，电场作用越强，大，电场作用越强，导电的沟道越宽，导电的沟道越宽，沟道电阻越小，沟道电阻越小，ID就越大。就越大。开启电压开启电压UT 当当UGSUT , UDS0时时 , UGS ID 。目录目录常常数数 GS)(DSDUUfI常常数数 DSGSDmUUIg目录目录预埋了导电沟道预埋了导电沟道 12ID/mA4UT0 2 4 6 8 UGS/V826UDS=常数常数常常数数 DS)(GSDUUfI2TGSD

51、SSD1）（UUII 其中其中IDSS是是UGS=2UT 时的时的ID值值 GSD耗尽型耗尽型NMOS管管栅极栅极 漏极漏极 源极源极 B衬底衬底GSPN+ N+D目录目录I D/mA3V2V1VUGS= 0V1V-2V0 4 8 12 14 UDS/V410 826区区区区区区-4 -2 0 2 4 UGS/VID/mA4UP826UDS=常数常数耗尽型耗尽型NMOS管输出特性管输出特性耗尽型耗尽型NMOS管转移特性管转移特性UP夹断电压夹断电压 UGS = UP时，导电沟道消失，时，导电沟道消失，ID0 UGS沟道沟道加宽加宽ID， UGS沟道变窄沟道变窄ID目录目录目录目录常常数数 DS

52、GSDmddUuig目录目录20020 mA/V51m g1010421010147目录目录目录目录目录目录2P)GSDSSD)1 (UUII 目录目录2GSD)41 ( 8 UI例例目录目录SDDDG2G1G2GSRIURRRU 2PGSDSSD)1 (UUII 目录目录)/(LDmioRRgUUAu gsiUU )/(LDdoRRIU RG1RDRG2RG+RL+SDGTOUiUdI)( LDgsmR/RUg )/(G2G1GiRRRr DORr 目录目录3.源极输出器源极输出器+UDD RSC2C1RG1RG2RG+RLuiuo+RG1RSRG2RG+RL+SDGTOUiUSI+gsU交

53、流通路交流通路1)/(1)/(LSmLSmio RRgRRgUUAuogsiUUU )/(LSSoRRIU )( LSgsmR/RUg 电压放大倍数电压放大倍数)/(LSgsmgsRRUgU 目录目录（Thyristor）（SCR ) 4.4 晶闸管及其应用晶闸管及其应用目录目录G P1P2N1N2目录目录常用常用晶闸管的图片晶闸管的图片螺栓型晶闸管螺栓型晶闸管晶闸管模块晶闸管模块平板型晶闸管外形及结构平板型晶闸管外形及结构目录目录GKATSHL(a)HLGKATS(b)GKATSHL(c)GKATSHL(d)(c)去掉控制极正向电压，白炽灯亮。去掉控制极正向电压，白炽灯亮。(d)阳极加反向电

54、压，白炽灯熄灭。阳极加反向电压，白炽灯熄灭。(a)控制极不加电压，白炽灯不亮。控制极不加电压，白炽灯不亮。(b)控制极加正向电压，白炽灯亮。控制极加正向电压，白炽灯亮。目录目录 阳极电流小于维持电流阳极电流小于维持电流 ，或将，或将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极电源断开或者在晶闸管的目录目录P1P2N1N2K GA T2KAT1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGNPPNNAGKP目录目录 T1T2G2Bii 1BG22Ciii 在极短时间内使在极短时间内使两个三极管均饱和导两个三极管均饱和导通，此过程称触发导通，此过程称触发导通。通。211CCii 2BG21ii EGEA+_RGi2B

55、iGi21G2i目录目录GEA+_R T1T2Gi2BiGi21Gi2EG_+G2Bii 1BG22Ciii 211CCii 2BG21ii 目录目录URRMUFRMIG2 IG1 IG0 UBRIFUBOIHOUIIG0IG1IG2正向平均电流正向平均电流)(曲线曲线UfI 目录目录)(sin21m0mFIttdII 环境温度为环境温度为40 C及标准散热条件下，晶闸管处于全及标准散热条件下，晶闸管处于全导通时可以连续通过的工频正弦半波电流的平均值。导通时可以连续通过的工频正弦半波电流的平均值。IF t 2 i如果正弦半波电流的最大值为如果正弦半波电流的最大值为I Im m, , 则则普通晶

56、闸管普通晶闸管IF为为1 1000A。目录目录UFRM: 控制极开路且正向阻断情况下控制极开路且正向阻断情况下,允许重复加在晶闸管允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。一般取两端的正向峰值电压。一般取UFRM = 80% UBO 。 普通晶闸管普通晶闸管 UFRM 为为100 3000V目录目录URRM： 控制极开路时控制极开路时,允许重复作用在晶闸管元允许重复作用在晶闸管元 件上的反件上的反向峰值电压。一般取向峰值电压。一般取 URRM = 80% UBR 普通晶闸管普通晶闸管 URRM为为100 3000VIFSM： 在规定时间内，晶闸管中允许通过的最大过载电流。在规定时间内，晶闸管中允许

57、通过的最大过载电流。目录目录额定电压额定电压,用百位或千位数表示用百位或千位数表示取取UFRM或或URRM较小者较小者额定正向平均电流额定正向平均电流(IF) 晶闸管晶闸管K P普通型普通型如如KP200-18F 表示额定正向平均电流为表示额定正向平均电流为200A，额定电压为，额定电压为1800V，管压降为，管压降为0.9V的普通的普通晶闸管晶闸管。目录目录 ，一旦发生过，一旦发生过电流时，温度急剧上升，可能将电流时，温度急剧上升，可能将PN结烧坏，造成元结烧坏，造成元件内部短路或开路。例如一只件内部短路或开路。例如一只100A的晶闸管过电流的晶闸管过电流为为400A时，仅允许持续时，仅允许

58、持续0.02s，否则将因过热而损坏；，否则将因过热而损坏； 电压超过其反向击电压超过其反向击穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。若正向电穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。若正向电压超过转折电压时，则晶闸管误导通，导通后的电压超过转折电压时，则晶闸管误导通，导通后的电流较大，使器件受损。流较大，使器件受损。目录目录目录目录目录目录 RCRC 硒堆保护硒堆保护(硒整流片硒整流片)晶闸管元件晶闸管元件的阻容保护的阻容保护目录目录 电路分析电路分析。uuu To, 0。0,To uuu+T目录目录 t1 2 。uu,u T 0o:1t 。0,To uuu t2u0晶晶闸闸管管不不导导通通。,0,0g1 ut t 。uuu To, 0gu t0目录目录 tOuO 控制角控制角 t1 tu0 tgu0 t22 tTu0