模拟电路复习资料

试卷构成一、填空题2*15＝30二、选择题2*5＝10三、分析计算题60第一章二极管的电流（正向电流，反向电流）稳压管的工作原理三极管工作特性FET相关特性-++++++++++++-----------1.PN结中载流子的运动-++++++++++++-----------空间电荷区内电场Uho又称耗尽层，即PN结。最终扩散(diffusion)运动与漂移(drift)运动达到动态平衡，PN结中总电流为零。内电场又称阻挡层，阻止扩散运动，却有利于漂移运动。硅约为（0.6~0.8）V锗约为（0.2~0.3）V一、PN结及其单向导电性扩散漂移下页上页首页四、稳压管稳压管是一种面接触型二极管，与二极管不同之处：1.采用特殊工艺，击穿状态不致损坏；2.击穿是可逆的。符号及特性曲线如下图所示：ΔUΔI+-IUO

稳压管的伏安特性和符号ΔUΔI值很小有稳压特性阴极阳极下页上页首页[例1.2.3]电路如图所示，已知UImax=15V，UImin=10VIZmax=50mA，IZmin=5mA，RLmax=1kΩ，RLmin=600ΩUZ=6V,

对应ΔUZ=0.3V。求rZ，选择限流电阻R。下页上页首页UoRLVDZRUiIRIoIZ++--+-UZ解：IZ=IR-Io=UI-UZR-UZRLIZmax＞UImax-UZR-UZRLmaxIZmin

＜UImin-UZR-UZRLminrZ

=ΔIZΔUZ=6.7Ω15

-

650

+61=160

ΩR＞R＜10

-

65

+60.6=267

ΩΔIZ=IZmax-IZmin=45mA下页上页首页UoRLVDZRUiIRIoIZ++--+-UZRbRcEBECecb发射极电流二、三极管中载流子的运动和电流分配关系发射:发射区大量电子向基区发射。2.复合和扩散：电子在基区中复合扩散。3.收集：将扩散过来的电子收集到集电极。同时形成反向饱和电流ICBO。IEICIBICNIENIBNICBO集电极电流基极电流下页上页首页动画2.输出特性iC/mAOuCE/ViB=80μА6040200IC=f(UCE)IB=常数饱和区放大区截止区：IB≤0的区域，IC

≈0，发射结和集电结都反偏。2.

放大区：发射结正偏集电结反偏ΔIC=βΔIB

3.

饱和区：发射结和集电结都正偏，UCE较小，IC

基本不随IB

而变化。当UCE=UBE时，为临界饱和；当UCE<UBE

时过饱和。截止区下页上页首页习题P35P35页1-7，P36页习题1-13第二章放大电路的基本分析方法（微变等效电路分析法）三种组态放大电路的工作状态与分析方法多级电路的藕合方式及特点图2.4.1(b)2.4放大电路的基本分析方法基本分析方法两种图解法微变等效电路法2.4.1直流通路与交流通路图2.3.2(b)图2.4.1(a)2.4.2静态工作点的近似计算bceIBQICQUCEQ图2.4.1(a)硅管UBEQ=(0.6~0.8)V锗管UBEQ=(0.1~0.2)VICQ

IBQUCEQ=VCC–ICQ

RC【例2.4.1】图示单管共射放大电路中，VCC=12V，Rc=3k，Rb=280k，NPN硅管的=50，试估算静态工作点。图2.4.3(a)解：设UBEQ=0.7VICQ

IBQ=(500.04)mA=2mAUCEQ=VCC–ICQ

Rc=(12-23)V=6V3.三极管的简化参数等效电路

注意：这里忽略了uCE对iC与输出特性的影响，在大多数情况下，简化的微变等效电路对于工程计算来说误差很小。图2.4.11

三极管的简化h参数等效电路cbe+uBE+uCEiCiBebcrbe

iB+uBE+uCEiCiB4.电压放大倍数Au；输入电阻Ri、输出电阻ROC1RcRb+VCCC2RL+++VT+Ri=rbe//Rb，Ro=Rcrbe

ebcRcRLRb++图2.4.12

单管共射放大电路的等效电路2.5静态工作点的稳定问题温度对静态工作点的影响分压式静态工作点稳定电路下页总目录OuCEiC温度对Q点的影响Q2Q1VCCRCVCC一、温度对静态工作点的影响TUBEQICBOβICQ温度升高,静态工作点移近饱和区，使输出波形产生饱和失真。饱和失真下页上页首页二、分压式静态工作点稳定电路图示给出了最常用的静态工作点稳定电路，通常称为分压式工作点稳定电路。TUBEQIBQICQuBQ基本不变ICQ

UEQuB=Rb1+Rb2Rb1VCCRLC2Rb1Rb2RcVT+-uiC1+VCC+-uoReCeuBuEiRiBiC下页上页首页仿真1.静态分析分析静态可从估算uBQ入手uB

≈Rb1+Rb2Rb1VCCIEQ=uEQRe=uBQ

-

UBEQReICQ≈IEQ=uBQ

-

UBEQReUCEQ

=VCC-

ICQ

Rc-

IEQ

Re≈VCC-

ICQ(Rc

+Re

)IBQ≈βICQuBIEICIBuE下页上页Rb1Rb2RcVT+VCCRe首页2.动态分析e+-rbeicβibibcbRcRLRb2+-

ui

uoio

iiRb1下页上页RLC2Rb1Rb2RcVT+-uiC1+VCC+-uoReCeRLRb1Rb2RcVT+-ui+-uo首页e+-rbeicβibibcbRcRLRb2+-

ui

uoio

iiRb1Au=uo

ui=rbe-

β

Rc//

RL电压放大倍数为输入电阻为输出电阻为Ri

=

rbe

//Rb1//

Rb2Ro=Rcuo=-

β

ib

Rc//

RL

ui=ibrbeRiRo下页上页首页2.6放大电路的三种基本组态三种基本接法共射组态共集组态共基组态2.6.1共集电极放大电路C1Rb+VCCC2RL+Re++RS+~~++__+rbebec(b)等效电路——为射极输出器图2.6.1

共集电极放大电路(a)电路图一、静态工作点(IBQ,ICQ,UCEQ)图2.6.3(b)实际电路C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLRc~++__+rbebec(b)等效电路2.6.3三种基本组态的比较大(数值同共射电路，但同相)小(小于、近于1)大(十几~一几百)小大(几十~一百以上)大(几十~一百以上)电路组态性能共射组态共集组态共基组态C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLC1Rb+VCCC2RL+Re+++C1Rb+VCCC2RL++++Rc2.6.3三种基本组态的比较

频率响应大(几百千欧~几兆欧)小(几欧~几十欧)中(几十千欧~几百千欧)rce小(几欧~几十欧)大(几十千欧以上)中(几百欧~几千欧)

rbe组态性能共射组态共集组态共基组态差较好好三种耦合方式的比较阻容耦合直接耦合变压器耦合特点各级工作点互不影响；结构简单能放大缓慢变化的信号或直流成分的变化；适合集成化有阻抗变换作用；各级直流通路互相隔离。存在问题不能反应直流成分的变化，不适合集成化有零点漂移现象；各级工作点互相影响不能反应直流成分的变化；不适合放大缓慢变化的信号；不适合集成化适合场合分立元件交流放大电路集成放大电路，直流放大电路低频功率放大，调谐放大2.8.2多级放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻一、电压放大倍数总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即其中，n为多级放大电路的级数。二、输入电阻和输出电阻通常，多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻；输出电阻就是输出级的输出电阻。具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与后级或前级的参数有关。Vcc=12VRb1=2.5kRb2=7.5kRc=RL=2kRe=1k,β=30Q:1β=60,求静态工作点2小信号等效电路3估算Au,Ri,RoC1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB练习习题2-16共射的算法，包括微变等效电路的画法及各参数的求解第四章三类功率放大电路的特点主要参数的估算复合管ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶体管的工作状态甲类工作状态晶体管在输入信号的整个周期都导通静态IC较大，波形好,管耗大效率低。乙类工作状态晶体管只在输入信号的半个周期内导通，静态IC=0，波形严重失真,管耗小效率高。甲乙类工作状态晶体管导通的时间大于半个周期，静态IC0，一般功放常采用。下页上页首页一、电路组成和工作原理1.

OTL乙类互补对称电路R1和R2确定放大电路的静态电位。2

VCC调整R1

和

R2的值，使静态时两管的发射极电位为2

VCC电容C2两端的电压也等于动态时电容两端的电压保持0.5VCC的数值基本不变。R2+R1+VCCC2-VT1NPNuiuoVT2PNPRLOTL乙类互补对称电路C1+下页上页首页2.

OTL甲乙类互补对称电路iC1iC2iLiB1iB2R、VD1和VD2为两管提供了静态基极电流IB1和IB2避免了ui较小时两管同时截止减小了交越失真。iC1

和

iC2不为零，静态时为零下页上页R2R1ui++VCCC1-VT1NPNuoVT2PNP2VCCRLVD1VD2b1b2R+首页Ucem=VCC-UCES

静态时

UCE1=+VCC,UCE2=-VCC。下页上页OCL甲乙类互补对称输出级-VCCR2R1ui+VCCVT1NPNuoVT2PNPRLVD1VD2b1b2RiC1iC2iL3.

OCL甲乙类互补对称电路OCL电路省去了大电容，即改善了低频响应，又有利于实现集成化，应用更为广泛。首页otic1otic2otiLotui交越失真ic1ic2iLui>0时VT1导通VT2截止。ui<0时VT2导通VT1截止。iL=iC1–iC2下页上页R2+R1+VCCC2-VT1NPNuiuoVT2PNPRLC1+首页第三节采用复合管的互补对称放大电路复合管的接法及其β和rbe复合管组成的互补对称放大电路下页总目录rbe=

rbe1

+（1+

β1）rbe2(β1+β2+β1β2)ΔiBΔiE=(1+β2)(1+β1)ΔiB1=ΔiB+ΔiCβ=ΔiCΔiB=

β1+β2+β1β2

≈

β1β2ic1ic2iE1=iB2iEiciBiB1ΔiC1

=β1Δ

iB1ΔiE1=ΔiB2=(1+β1)ΔiB1ΔiC2

=β2(1+β1)ΔiB1与NPN型三极管等效下页上页VT1VT2bec首页ic1=iB2iE2iB1iBic2iciE1iEΔic=β1(1+β2)ΔiB1=(β1+β1β2)ΔiBΔiE=(1+β1+β1β2)ΔiB1=ΔiC+ΔiBβ

=

β1（1

+β2）≈

β1β2rbe=

rbe1与NPN型三极管等效ΔiE1=(1+β1)ΔiB1ΔiC1=ΔiB2=β1ΔiB1Δic2=(β1β2)ΔiB1下页上页VT2VT1bec首页rbe=

rbe1

+（1+

β1）rbe2β=

β1+β2+β1β2

≈

β1β2与PNP型三极管等效β

=

β1（1

+β2）≈

β1β2rbe=

rbe1与PNP型三极管等效下页上页iC1iE1=iB2iC2VT1VT2iEiCiB1iBbeciC1=iB2VT1VT2iEiC2iB1iBiCiE1bec首页练习习题4-8第五章集成运放的基本组成电流镜的分析与运算差动放大电路的分析与运算IB2IB1VT1VT2UBE2UBE1+--+R+VCC一、偏置电路1.镜像电流源VCC-

UBE1RIC2≈IREF=VCC-

UBE1RIREF

IC12IBIc2

IREF-2IB当β>>2时下页上页首页IB2IB12IBVT1VT2RR1R2+VCCUBE1≈

UBE22.比例电流源UBE1+IE1R1=UBE2+IE2R2IE1R1

≈IE2R2IC2

≈R1R2IC1R1R2IREFIREFIc2Ic1UBE2UBE1+--+IE1IE2下页上页首页IREFIB2IB1Ic12IBVT1VT2RRe+VCC3.微电流源UBE1

-

UBE2

=

IE2ReIc2UBE2UBE1+--+≈

IC2ReUBE

≈UTlnICISUBE1

–UBE2≈UT(

lnIC1IS1IC2IS2–ln)≈IC2ReUTlnIC1IC2≈

IC2ReIE2下页上页首页二、差分放大输入级+-uo+-+-+-uiduiduid1212+VCCR2R1Rb1Rb2Rc1Rc2VT1VT21.基本形式差分放大电路电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。两个输入、两个输出两管静态工作点相同（1）电路组成下页上页首页+-uo+-+-+-uiduiduid1212+VCCRRRcRcVT1VT2-VEERe2.长尾式差分放大电路

引入共模负反馈降低单管零点漂移提高了共模抑制比补偿Re上的直流压降，提供静态基极电流下页上页(1)电路组成首页3.恒流源式差分放大电路用恒流三极管代替阻值很大的长尾电阻Re，既可有效抑制零漂，又便于集成。（1）电路组成+-uouI2+VCCRRRcRcVT1VT2-VEERLuI1I简化表示法下页上页恒流源式差分放大电路+-uouI2+VCCRRRcRcVT1VT2-VEEReRb1RLuI1Rb2VT3首页(2)静态分析通常可从确定恒流三极管的电流开始。恒流源式差分放大电路+-uoui2+VCCRRRcRcVT1VT2-VEEReRb1RLui1Rb2VT3URb1=Rb1Rb1+Rb2(VCC+VEE)ICQ3≈

IEQ3=ReURb1–UBEQ3ICQ1=

ICQ2≈12ICQ3βIBQ1=

IBQ2≈ICQ1UBQ1=

UBQ2=-IBQ1R

UCQ1=

UCQ2=VCC-

ICQ1RC下页上页首页+-uoui2+VCCRRRcRcVT1VT2-VEEReRwui1R1VT3VDz[例5.3.4]估算图示电路的静态工作点和差模电压放大倍数Ad。下页上页首页UB1=

-IB1RIE3IC3IC1IC2UC1UC2IB1IB1解：静态工作点下页上页+-uouI2+VCCRRRcRcVT1VT2-VEEReRwuI1R1VT3VDz12IC3IC1=UC1=VCC-ICQRCβICQ1IB1

=Uz-UBE3ReIE3

=

首页Ad=-R+

rbe+βRc

（1+

β

）Rw2解：差模电压放大倍数下页上页+-uoui2+VCCRRRcRcVT1VT2-VEEReRwui1R1VT3VDz恒流源式差放的交流通路与长尾式电路的交流通路相同二者的差模电压放大倍数、差模输入电阻和输出电阻均相同首页差分放大电路四种接法的性能比较接法性能差分输入双端输出差分输入单端输出单端输入双端输出单端输入单端输出AdKCMR很高很高较高较高RidRo练习习题5-1习题5-3习题5-9习题5-13第六章反馈的判断与分类反馈对电路的影响自激振荡产生的原因一、负反馈的四种组态1.电压串联负反馈+-Uf+++下页上页+-+-+-U'iUiUoR1RFR2U'i+-UiAuuFuu+-Uo+-Uf+-方框图首页2.电压并联负反馈转移电阻反馈系数IiIfI'i+-增大下页上页+-+-UoR1RFR2UiI'i+-UiAuiFiuUo+-方框图IfIiR1首页+-+-UiUoRLRF+-A3.电流串联负反馈+-Uf+-U'i转移电导反馈系数Io下页上页U'i+-UiAiuFui+-Uo+-Uf+-方框图IoRL首页+-+-UoR1RFR2UiRLR3+-A4.电流并联负反馈电流放大倍数反馈系数IiIfI'iIo下页上页I'i+-UiAiiFiiUo+-方框图IfIiR1RLIf首页电压串联式

电压并联式电流串联式电流并联式

输出信号反馈信号放大倍数反馈系数四种反馈类型的比较下页上页首页（a）电压串联负反馈;（ｂ）电流并联负反馈;（ｃ）电压并联负反馈;（ｄ）电流串联负反馈二、反馈的方块图和一般表达式AFX'iXiXfXo+-反馈放大电路的方框图AAfF闭环放大倍数开环放大倍数反馈系数1+AF反馈深度AF回路增益下页上页首页第三节负反馈对放大电路性能的影响提高放大倍数的稳定性减小非线性失真和抑制干扰展宽频带改变输入电阻和输出电阻下页总目录一、产生自激振荡的原因1.自激振荡的幅度条件和相位条件产生自激振荡条件是：FA1+=0幅度条件：FA=1相位条件：FAarg=

±（2n+1）π（n=0，1，2

…）中频区为负反馈，FA1+>1，FA1+<1在高频段或低频段将可能变为正反馈FA1+=0甚至而产生自激振荡。下页上页首页练习习题6-1习题6-2习题6-9第七章理想运放的特点各种运算电路的工作原理及相关的参数分析i+=

i-=0u+=

u-二、理想运放工作在线性区时的特点1.理想运放的差模输入电压等于零。2.理想运放的输入电流等于零。uo

=

Aod

（

u+-

u-

）

Aod+-u+u-i+i-uo集成运放的电压和电流虚短虚断下页上页首页三、理想运放工作在非线性区时的特点uo

≠

Aod

（

u+-

u-

）

uo=+UOPP当u+>

u-

uo=-UOPP当u+

<

u-

1.理想运放输出电压uo的值只有两种可能：2.理想运放的输入电流等于零。i+=

i-虚断不再存在虚短现象下页上页首页第二节比例运算电路反相比例运算电路同相比例运算电路差分比例运算电路下页总目录这种现象称为“虚地”u-=u+=0一、反相比例运算电路为保持参数对称：

R2

=

R1

//

RF1.电路组成RFuOi-i++-AR1R2uIu-u+u+=0下页上页首页u-=u+=0uoAuf

=

uI=RFR1输入电阻Rif=

R1

uI

-

u-u-

-

uoR1RF

=由iI

=

iF

RFuOi-i++-AR1R2uIu-u+2.工作原理下页上页首页ui=u+i-=i+=0二、同相比例运算电路i-i+R2=R1

//

RFAuf

=

u0uI=1

+

RFR1Rif

=

(1

+

AodF

)RidR1R1

+

RFu-

=u0R1R1

+

RFu0=

uIF

=uFu0R1R1

+RF=下页上页AR1RFR2uOuI+-u+u-同相比例运算电路同相比例运算电路的比例系数总是大于或等于1。首页当RF=0或R1=∞时，比例系数等于1，此时电路为：+-AuOuI电压跟随器Auf

=uOuI=

1下页上页u+=uIu-=uO由于虚短，即u+=u-

，故uO=uI这种电路又称为电压跟随器。首页三、差分比例运算电路R1=R1´、RF=RF´u-=RFR1+RFR1R1+RF

u0uI+u+=RF´R1´+RF´uI´uI+

uI´RF´R1´+RF´RFR1+RFR1R1+RFu0=利用叠加定理得：RFiIiF+-AR1RF´uOuIuI´R1´u-u+下页上页首页ui–u-u-–uoRFR1=iI=iFAuf==R1uoui

–ui´RF差模输入电阻：Rif

=2R1RFiIiF+-AR1RF´uOuIuI´R1´u-u+下页上页首页uI+

uI´RF´R1´+RF´RFR1+RFR1R1+RFu0=第三节求和电路

反相输入求和电路同相输入求和电路下页总目录+-AR2RFR´uOuI2uI3R3R1uI1为使两输入端对地电阻平衡,

R´应为：R´=

R1

//

R2

//

R3

//

RF一、反相输入求和电路下页1.电路结构上页首页又因“虚地”，则uI1R1+uI2R2uI3R3uoRF=+由于“虚断”，

i1

+

i2

+

i3

=

iF

uo

=(uI1RFR1++)

uI2R2uI3R3RFRFi1i3iFi2若电路中电阻的阻值满足R1

=

R2

=

R3

=

R

uo

=(ui1RFR++)

ui2ui3则下页上页+-AR2RFR´uOuI2uI3R3R1uI12.工作原理首页二、同相输入求和电路其中R+=R1´//R2´//R3´//R´uI1-u+R1´+uI2-u+R2´uI3-u+R3´u+R´=+由于“虚断”，可得可解得

u+=R+R1´+uI2R2´uI3R3´R+R+uI1+i1

+

i2

+

i3

=

i4下页上页RFuOuI2uI3uI1R1+-AR2´R´R3´R1´i1i3i4i2首页uo=()u-1+RFR1

u-=R1+RFR1uo1+RFR1R+R1´++uI3

)uI2R2´R3´R+R+

uI1)((=1+RFR1=()u+下页上页RFuOuI2uI3uI1R1+-AR2´R´R3´R1´i1i3i4i2首页[例7.3.2]试用集成运放实现以下运算关系：uo=0.2ui1-+10ui21.3ui3+-AR3RF1R1´uo1uI3R1uI1+-AR4RF2R2´uOuI2R2+-AR1RFR´uOuI2R2uI3R3uI1解题参考：上页首页练习习题7-1习题7-2习题7-6习题7-10第十章直流电源的组成各种滤波电路的特点稳压电路的原理与应用电源变压器整流电路滤波器稳压电路电网电压负载电网电压信号整流输出信号滤波输出信号变压器输出信号稳压输出信号下页上页首页OωtuoO

ωtu