模拟电路：第六章模电知识结构

知识点小结PN结及二极管（入）双极型晶体三级管（BJT）及放大电路场效应管（FET）及放大电路差动放大（入）功率放大（入）

多级放大（入）

频率特性（入）

集成运放（入）

负反馈放大及稳定（入）

例题例题例题例题例题例题例题1/29/20231北京航空航天大学202教研室1.PN结及二极管基础知识点：a.导电方式-两种载流子：电子、空穴b.本征半导体特点：导电性差、温度有关热激发共价键断开：自由电子和空穴c.杂质半导体特点：导电性高。

N型：电子为多子；P型：空穴为多子多子：掺杂形成；少子：热激发形成。返回1/29/20232北京航空航天大学202教研室PN结：a.PN结的形成：课本-P8浓度不同多子扩散内电场阻止多子扩散/促进少子漂移。扩散=漂移时，动态平衡空间电荷区。b.基本特性：T定时，掺杂浓度大电荷区窄；掺杂浓度定时，T大电荷区窄，接触电位差小；c.单向导电性：正偏时，多子扩散>少子漂移；反偏时，相反。d.反向稳压特性：e.电容特性：势垒电容、扩散电容f.温度特性：导通压降、反向饱和电流返回1/29/20233北京航空航天大学202教研室二极管：结构-伏安特性-性能特点-主要参数(式1.2.3P9)二极管等效电路（微变等效电路）(图1.2.6P11)二极管基本电路及其分析方法返回1/29/20234北京航空航天大学202教研室返回1/29/20235北京航空航天大学202教研室返回1/29/20236北京航空航天大学202教研室理想模型恒压降模型例题返回1/29/20237北京航空航天大学202教研室二极管的交流小信号模型（微变等效电路）采用恒压降模型：返回1/29/20238北京航空航天大学202教研室1/29/20239北京航空航天大学202教研室2.双极型晶体三级管（BJT）及放大电路知识点：BJT结构、工作原理、特性曲线和主要参数2个基本问题：能放大信号能送到放大器件输入端，经过放大后能输出，这是动态（交流）问题不失真要有合适的工作点，这是静态（直流）问题返回1/29/202310北京航空航天大学202教研室2.双极型晶体三级管（BJT）及放大电路知识点（几个具体问题）：三种工作状态的偏置条件三种偏置电路：建立静态工作点Q，静态分析。单电源供电（固定电路、射偏电路，集-基电路等）双电源供电电流源三种分析方法：求放大性能，动态分析。近似计算法、图解法、等效电路法。三种基本放大电路及其组合：利用静态和动态分析方法求Q点及放大性能，并加以比较。1/29/202311北京航空航天大学202教研室2.双极型晶体三级管（BJT）及放大电路知识点（几个具体问题）：三种工作状态的偏置条件三种偏置电路：建立静态工作点Q，静态分析。单电源供电（固定电路、射偏电路，集-基电路等）双电源供电电流源三种分析方法：求放大性能，动态分析。近似计算法、图解法、等效电路法。三种基本放大电路及其组合：利用静态和动态分析方法求Q点及放大性能，并加以比较。1/29/202312北京航空航天大学202教研室BJT的三种工作状态的偏置条件及特点例题！1/29/202313北京航空航天大学202教研室2.双极型晶体三级管（BJT）及放大电路知识点（几个具体问题）：三种工作状态的偏置条件三种偏置电路：建立静态工作点Q，静态分析。单电源供电（固定电路、射偏电路，集-基电路等）双电源供电电流源三种分析方法：求放大性能，动态分析。近似计算法、图解法、等效电路法。三种基本放大电路及其组合：利用静态和动态分析方法求Q点及放大性能，并加以比较。1/29/202314北京航空航天大学202教研室直流偏置电路静态工作点Q的设置直流偏置电路用直流电压、电流建立适当的Q点。解决失真的重要概念。不能将Q点设在处合理设置Q点（不失真+输出幅度）Q点必须稳定稳定方法：负反馈（输出回路电量影响输入回路。如射极偏置电路）温度补偿（温度敏感元件补偿）1/29/202315北京航空航天大学202教研室三种常用偏置电路比较！！掌握！1/29/202316北京航空航天大学202教研室电流源偏置电路名称电路结构电流传输关系动态输出电阻基本镜像电流源IC2=IR/(1+2/β）ro=rce2=VA/IC2精密镜像电流源同上。1/29/202317北京航空航天大学202教研室电流源偏置电路-续1名称电路结构电流传输关系动态输出电阻串接镜像电流源IC2=IR/(1+2/β）同基本镜像电流源。威尔逊电流源-闭环负反馈镜像电流源同上。1/29/202318北京航空航天大学202教研室电流源偏置电路-续2名称电路结构电流传输关系动态输出电阻比例电流源当IC1=(5~10IC2)时，微电流源1/29/202319北京航空航天大学202教研室2.双极型晶体三级管（BJT）及放大电路知识点（几个具体问题）：三种工作状态的偏置条件三种偏置电路：建立静态工作点Q，静态分析。单电源供电（固定电路、射偏电路，集-基电路等）双电源供电电流源三种分析方法：求放大性能，动态分析。近似计算法、图解法、等效电路法。三种基本放大电路及其组合：利用静态和动态分析方法求Q点及放大性能，并加以比较。1/29/202320北京航空航天大学202教研室三种分析方法解决问题时，混合使用简化分析。1/29/202321北京航空航天大学202教研室1/29/202322北京航空航天大学202教研室图解法1/29/202323北京航空航天大学202教研室1/29/202324北京航空航天大学202教研室1/29/202325北京航空航天大学202教研室1/29/202326北京航空航天大学202教研室1/29/202327北京航空航天大学202教研室1/29/202328北京航空航天大学202教研室图解法例题返回1/29/202329北京航空航天大学202教研室返回1/29/202330北京航空航天大学202教研室返回共射BJT的基本小信号等效电路：1.放大电路微变等效分析的步骤：（1）直流分析，求Q：①直流通路化简②计算静态工作点[IC、ID，VCE、VDS]。（2）交流分析：①交流通路化简②低频小信号混合π形等效模型代替晶体管，画出放大器的微变等效电路；（3）由Q计算模型参数gm、rπ、rce（rds）rμ。（4）由线性等效电路计算放大器的各项性能参数。1/29/202331北京航空航天大学202教研室等效电路法小信号混合π型等效电路Cπ和Cμ是PN结电容，rbb’是基区体电阻。

本等效电路对工作在放大区的NPN和PNP管均适用。中低频高频返回1/29/202332北京航空航天大学202教研室小信号混合π型等效电路

化简等效电路法中低频时，忽略电容；忽略rμ高频时，忽略rμ返回1/29/202333北京航空航天大学202教研室返回1/29/202334北京航空航天大学202教研室等效电路法返回1/29/202335北京航空航天大学202教研室等效电路法-分析举例返回直流分析1/29/202336北京航空航天大学202教研室等效电路法-分析举例返回交流分析1/29/202337北京航空航天大学202教研室等效电路法-分析举例返回1/29/202338北京航空航天大学202教研室返回如果Q点已给出，即直流分析已完成。直接进行交流分析1/29/202339北京航空航天大学202教研室等效电路法-举例返回1/29/202340北京航空航天大学202教研室等效电路法-举例返回1/29/202341北京航空航天大学202教研室等效电路法-分析举例返回1/29/202342北京航空航天大学202教研室返回1/29/202343北京航空航天大学202教研室2.双极型晶体三级管（BJT）及放大电路知识点（几个具体问题）：三种工作状态的偏置条件三种偏置电路：建立静态工作点Q，静态分析。单电源供电（固定电路、射偏电路，集-基电路等）双电源供电电流源三种分析方法：求放大性能，动态分析。近似计算法、图解法、等效电路法。三种基本放大电路及其组合：利用静态和动态分析方法求Q点及放大性能，并加以比较。返回1/29/202344北京航空航天大学202教研室三种基本放大电路及其组合返回1/29/202345北京航空航天大学202教研室CECCCB电路组态静态工作点三种基本组态放大电路比较返回1/29/202346北京航空航天大学202教研室CECCCB小信号等效模型Av高高RiRoRc-高高用途中间级输入级、输出级、缓冲级高频or宽频带电路、恒流源电路三种基本组态放大电路比较返回1/29/202347北京航空航天大学202教研室1/29/202348北京航空航天大学202教研室场效应管（FET）及放大电路特点：电场控制电流-输入电阻高仅多子导电-温度稳定性好类型：结型：JFETN沟道、P沟道绝缘栅型MOSFET：N沟道D/E；P沟道D/E;原理：JFET利用PN结反向电压控制耗尽层厚度，改变沟道宽窄，控制漏极电流；MOSFET利用栅源电压改变表面感生电荷，控制漏极电流。返回1/29/202349北京航空航天大学202教研室场效应管（FET）及放大电路作业2.14！直流偏置：求Id和Vgs。放大电路类型：共源-CE；共漏-CC；共栅-CB。特性方程：耗尽型：返回1/29/202350北京航空航天大学202教研室JFET的低频小信号模型：返回1/29/202351北京航空航天大学202教研室MOSFET的小信号交流等效模型：返回1/29/202352北京航空航天大学202教研室JFET放大电路得：问题：FET放大电路的小信号等效分析法的步骤？返回1/29/202353北京航空航天大学202教研室输入电阻：返回1/29/202354北京航空航天大学202教研室电压增益：输出电阻：返回1/29/202355北京航空航天大学202教研室返回1/29/202356北京航空航天大学202教研室差动放大返回差动电路的类型？（按照偏置电路、输入输出形式划分）差放小信号等效模型分析的步骤？四种(双/单入-双/单出)比对表Av,Ri’,Ro’1/29/202357北京航空航天大学202教研室差动电路类型共模负反馈方式两射极相连-接Re(长尾式)：因-Vee有限，故Re有限，Kcmr不大恒流源式：动态（交流电阻大，Kcmr大）；静态（-Vee不必很大）返回1/29/202358北京航空航天大学202教研室差动电路类型比照-差模特性AvdRidRod双入双出单入双出同上双入单出Ad-d=Avd/2单入单出同上单端和双端输入的差模和共模特性及其分析是相同的单端和双端输出的差模和共模特性及其分析有明显的区别返回1/29/202359北京航空航天大学202教研室差动电路类型比照Ac-cRicRoc双出0单出单端和双端输入的差模和共模特性及其分析是相同的单端和双端输出的差模和共模特性及其分析有明显的区别返回1/29/202360北京航空航天大学202教研室例题Vcc=Vee=12VRc=10k，Rs=2kR1=62k，R2=36kR3=5.1k，Rp=100返回1/29/202361北京航空航天大学202教研室返回1/29/202362北京航空航天大学202教研室=3.9V返回1/29/202363北京航空航天大学202教研室返回1/29/202364北京航空航天大学202教研室返回1/29/202365北京航空航天大学202教研室返回1/29/202366北京航空航天大学202教研室功率放大相关章节ppt。及课本相关内容。例题返回1/29/202367北京航空航天大学202教研室功放的特殊性电压放大器功率放大器电路功能放大微弱信号Av大供给负载功率Po大电路形式阻容耦合或直接耦合变压器耦合orOTL(单电源)、OCL(双电源)管子工作状态甲类甲/乙/甲乙/丙管子工作范围小区域尽限运用分析工具微变等效电路图解法波形情况非线性失真小非线性失真大研究重点增益/频响等Po/效率/失真度/散热返回1/29/202368北京航空航天大学202教研室返回1/29/202369北京航空航天大学202教研室多级放大单级放大电路各有优缺点信源输出能力；带载能力。组合(串接)取长补短CE-CB串接放大器CC-CB串接放大电路返回1/29/202370北京航空航天大学202教研室CE-CB串接放大器特点：具有两种组态的特点，CE的输入电阻和电流增益大

CB的电压增益和输出电阻大。问题：多级放大电路的小信号等效分析法的步骤？返回1/29/202371北京航空航天大学202教研室返回1/29/202372北京航空航天大学202教研室频率特性频率特性的基本概念：频率(幅度)失真、相位失真。线性失真。复频域分析法：零极点。波特图：绘制，原点为零极点，无误差，准确值。其它零极点，近似误差3dB，5.72度。注意！分析基本放大电路频率响应。返回1/29/202373北京航空航天大学202教研室反相放大电路频率特性音频信号

f≈20HZ～20kHZ对音频放大器设计要求：fL≤20HZ；fH≥20kHZ放大电路按频率分低频段（0～fL）中频段（fL～fH）高频段（fH～∞）BW=fH－fL返回1/29/202374北京航空航天大学202教研室问题1：为什么放大电路会有频率响应？放大电路中存在______大电容：耦合、旁路电容（如C1、C2

和Ce)小电容：管子结电容、寄生电容和负载电容（如Cb’e、Cb’c、CL等），容抗与频率有关，故Vo大小和相位均与Vi

频率有关。电压增益与频率有关，这就是频率响应。返回1/29/202375北京航空航天大学202教研室在不同的频率段，这些大、小电容容抗不同。（1）中频段：大电容短路，小电容开路，不考虑各类电容的影响，中频段电压增益与频率无关(实数)。前面对放大电路分析，就是对应于信号中频段范围。问题2：前面对放大电路的求解为什么没有考虑频率因素？中频段小信号等效电路返回1/29/202376北京航空航天大学202教研室（2）低频段：引起电路频率响应的因素是大电容大电容不再视为短路，对信号分压使电压增益下降并产生附加相移（正）；而小电容则更可视为开路。低频段小信号等效电路返回1/29/202377北京航空航天大学202教研室（3）高频段：引起电路频率响应的因素是小电容小电容不再视为开路，使Av下降并产生附加相移(负)；大电容更可视为短路。晶体管结电容的影响BJT的混合π等效电路返回1/29/202378北京航空航天大学202教研室截止频率的计算方法截止频率的计算方法增益函数法时间常数法AMFL(s)FH(s)fLfH短路时间常数法开路时间常数法fLfH注意：1）零点与极点对消的可能性

2）利用主极点的概念简化分析返回1/29/202379北京航空航天大学202教研室开路时间常数法-求fH的步骤高频段小信号等效电路找出相关的电容（通常Cπ、Cμ）。针对每个电容，求开路时间常数电阻。其它电容开路；从本电容两端看进去的等效电阻。计算开路时间常数Rj0Cj求和。求出fH返回1/29/202380北京航空航天大学202教研室考虑修正系数后，开路时间常数法的表达式为：对于复杂电路，不能判断电路是否有主极点时，应用上式，优点更为明显。返回1/29/202381北京航空航天大学202教研室返回1/29/202382北京航空航天大学202教研室集成运放组成、原理。理想运放的运算电路：虚短、虚断理想参数同相比例反相比例加减三运放运算电路Ppt课件！返回1/29/202383北京航空航天大学202教研室例：由三运放放大器组成的温度测量电路。uoR1R1++A3R2R2++A1_+A2RRRW+E=+5VRRRRtuiRt

：热敏电阻输入电阻、输出电阻？返回1/29/202384北京航空航天大学202教研室Rt=f(T°C)uoR1R1++A3R2R2++A1_+A2RRRW+E=+5VRRRRtui返回1/29/202385北京航空航天大学202教研室返回1/29/202386北京航空航天大学202教研室负反馈放大电路及稳定性返回(进入)反馈放大器的基本概念负反馈对放大器频域和时域特性的影响负反馈放大器的稳定性相位补偿原理与技术负反馈放大器的分析与计算负反馈对放大器性能的影响(进入)(进入)(进入)(进入)(进入)1/29/202387北京航空航天大学202教研室反馈极性与反馈形式负反馈和正反馈判别反馈极性的方法局部反馈和主反馈直流反馈和交流反馈理想反馈方块图和基本反馈方程式简单反馈放大电路的方块图一般反馈放大电路的方块图基本反馈方程式环路增益和反馈深度环路增益T反馈深度F负反馈放大器的分类电压并联负反馈电流串联负反馈电压串联负反馈电流并联负反馈反馈放大器的基本概念举例返回1/29/202388北京航空航天大学202教研室闭环增益的稳定性输入电阻输出电阻信号源内阻对负反馈放大器性能的影响串联负反馈时的Afs并联负反馈时的Afs负反馈改善非线性失真负反馈放大电路的噪声特性负反馈对放大器性能的影响返回1/29/202389北京航空航天大学202教研室负反馈放大器的分析与计算四种类型负反馈放大器的电压增益Avfs深度负反馈时Avfs的近似计算负反馈放大器的方块图分析法电压并联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路AB分离法总结分析计算举例返回1/29/202390北京航空航天大学202教研室负反馈对放大器传输函数零极点的影响零点数目及值不变极点数目不变，值变化单极点系统，闭环带宽增加至1+AB倍。闭环增益降低到1+AB分之一。单极点闭环系统的响应特性负反馈对放大器频域和时域特性的影响返回1/29/202391北京航空航天大学202教研室负反馈放大器的稳定性1负反馈放大器的自激振荡与稳定条件自激振荡原因自激振荡的条件用环路增益波特图判断闭环系统的稳定性2稳定裕度相位裕度φm增益裕度Gm位补偿原理与技术1主极点补偿2极点分离的密勒电容补偿返回1/29/202392北京航空航天大学202教研室返回1/29/202393北京航空航天大学202教研室1/29/202394北京航空航天大学202教研室BJT小信号混合等效模型？参数表达（与Ic等的关系）？数量级关系？放大器小信号等效模型分析的步骤？三种基本组态放大电路比对表Av,Ri’,Ro’返回1/29/202395北京航空航天大学202教研室问题：放大电路的小信号等效分析法的步骤？返回1/29/202396北京航空航天大学202教研室放大电路微变等效分析的步骤：（1）根据直流通路计算静态工作点[IC、ID，VCE、VDS]。

（2）根据交流通路，用简化的低频小信号混合π形等效模型代替晶体管，画出放大器的微变等效电路；（3）由静态工作点计算模型参数gm、rπ、rce（rds）rμ。

（4）由线性等效电路计算放大器的各项性能参数。共射BJT的基本小信号等效电路：返回1/29/202397北京航空航天大学202教研室返回1/29/202398北京航空航天大学202教研室例题:不考虑交越失真，计算：1.时，输出功率、管耗、直流电源供给功率、效率;2.时的以上值。解：1.输出功率单管耗返回1/29/202399北京航空航天大学202教研室解：1.直流电源供给功率效率2.输出功率单管耗直流电源供给功率效率返回1/29/2023100北京航空航天大学202教研室1/29/2023101北京航空航天大学202教研室BJT工作原理-放大原理放大的内部条件：E区重掺杂，B区轻掺杂且窄，C区面积大外部条件BE结正偏，CB结反偏，内部载流子从发射、扩散与复合到收集的传输过程。实质电流控制作用返回1/29/2023102北京航空航天大学202教研室例1：

=50，USC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k

当USB

=-2V，2V，5V时，晶体管的静态工作点Q位于哪个区？当USB

=-2V时：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEIB=0，IC≈0IC最大饱和电流：所以Q位于截止区

返回1/29/2023103北京航空航天大学202教研室例1：

=50，USC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k

当USB

=-2V，2V，