电工学2(复习课)

复习1.1半导体的基础知识

把纯净的具有共价键结构的半导体单晶称为本征半导体。它是共价键结构。

空穴导电的实质是共价键中的束缚电子依次填补空穴形成电流。故半导体中有电子和空穴两种载流子。

自由和空穴

1.1.1本征半导体复习1.1半导体的基础知识1.1.2杂质半导体1.N型半导体在硅或锗的晶体中掺入少量的五价元素,如磷,则形成N型半导体。

在N型半导中,电子是多数载流子,空穴是少数载流子。2.P型半导体在硅或锗的晶体中掺入少量的三价元素,如硼,则形成P型半导体。

在P型半导中,电子是少数载流子,空穴是多数载流子。复习1.1半导体的基础知识1.1.3PN结1.PN结的形成P型半导体区域和N型半导体区域的交界处就形成PN结。2.PN结的单向导电性1、PN结加正向电压：内外电场不一致，PN结所处的状态称为正向导通，其特点：PN结正向电流大，PN结电阻小。相当于开关闭合S2、PN结加反向电压：内外电场一致，PN结所处的状态称为反向截止，其特点：PN结反向电流小，PN结电阻大。相当于开关打开复习1.2

半导体二极管1.2.1二极管的基本结构1.2.2二极管的伏安特性600400200–0.1–0.200.40.8–50–100ID

/mAUD/V正向特性反向击穿特性硅管的伏安特性反向特性死区电压复习1.2

半导体二极管1.2.3二极管的主要参数最大整流电流IOM

最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。反向工作峰值电压URWM

它是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是反向击穿电压的一半或三分之二。反向峰值电流IRM

它是指二极管上加反向工作峰值电压时的反向电流值。复习1.2

半导体二极管1.2.2二极管的主要应用1.二极管限幅2.二极管整流（1）单相半波整流电路UO=0.45U2uO的电压平均值：负载

的电流平均值：截止时二极管所承受的最高反向电压为：复习1.2

半导体二极管1.2.2二极管的主要应用1.二极管限幅2.二极管整流（2）单相桥式整流电路

U2是变压器副方交流电压u2的有效值。

截止管所承受的最高反向电压为每个二极管通过的平均电流UO=0.9U2复习1.2

半导体二极管1.2.2二极管的主要应用3.滤波电路（1）电容滤波uou2uDioDRLTu1C半波整流电容滤波电路估算公式:

UO=1.0U2

2UDRM=2U2注意:复习1.2

半导体二极管1.2.2二极管的主要应用3.滤波电路（1）电容滤波uoRLC+uCu2u1+++io全波整流电容滤波电路UO=1.2U2放电时间常数

=RLC越大,脉动越小,输出电压平均值越高,一般要求（2）电感滤波复习1.3硅稳压二极管1.3.1硅稳压二极管的伏安特性符号:

稳压管工作于反向击穿区。DZI/mAU/V0UZIZIZmax+正向+反向UZIZUZminIZmin复习1.3硅稳压二极管1.稳定电压UZUZ是稳压管反向击穿后，稳压管两端的稳压值。不同型号的稳压管具有不同的稳压值，同一型号稳压管的稳压值也略有差别。1.3.2稳压二极管的主要参数4.动态电阻RzrZ是稳压管在工作区电压变化量UZ与电流变化量IZ的比值，即：

2.最小稳定电流IZminIZmin是保证稳压管具有正常稳压性能的最小工作电流，当稳压管的反向电流小于IZmin时，稳压管尚未击穿，输出电压不稳定。3.最大稳定电流IZmaxIZmax是稳压管允许流过的最大工作电流。复习1.3硅稳压二极管1.3.3稳压二极管稳压电路RLCRIRIZDZIo+Uo+Ui~+限流电阻UoRL不变：u2UiUoIZIRUR

（1）交流电源电压变化

（2）负载电流发生变化u2不变：RLIRUOURIZUoURIRIO复习1.3硅稳压二极管1.3.3稳压二极管稳压电路

（3）参数选择

选择稳压管时一般取：UZ=Uo，Ui=(2~3)Uo，Izmax=(2~3)Iomax（1）在稳压电路中，稳压管为反接；（2）使用稳压管时必须串联限流电阻。注意：复习

（1）NPN型1.4半导体三极管1.4.1半导体三极管的结构ECB符号集电区集电结基区发射结发射区集电极C基极B发射极ENNP复习1.4半导体三极管1.4.2

三极管的工作状态（1）

UBE

>0，

UBC

<

0（2）IC=IB条件特征（1）发射结正向偏置；（2）集电结反向偏置。ECRCIC

UCECEBUBEEBRBIBIE1.三极管的电流放大状态复习1.4半导体三极管1.4.2

三极管的工作状态（1）IB增加时，IC基本不变，且IC

UC/RC

（2）UCE0

晶体管C、E之间相当于短路即UCE<

UBE

条件特征（1）发射结正向偏置；（2）集电结正向偏置。2.三极管的饱和状态ECRCIC

UCECEBUBEEBRBIBIE

UCE=UCC-RCIC，且ICS

UC/RC

复习1.4半导体三极管1.4.2

三极管的工作状态ECRCIC

UCECEBUBEEBRBIBIE

集电结、发射结均反向偏置，即UBE<0（1）

IB=0、IC

0（2）

UCE

EC晶体管C、E之间相当于开路条件特征3.三极管的截止状态复习1.4半导体三极管工作状态的分析方法：发射结正偏截止截止状态放大状态饱和状态临界饱和假定法放大状态假定法1.4.2

三极管的工作状态例2：三极管电极的判断。用万用表测得某放大器电路中三极管三个极对地的电位分别为V1=-7V，V2=-2V，V3=-2.7V，试判断此三极管的类型和引脚名称。思路：1、基极一定居于中间电位2、按照可找出发射极e，并可确定出锗管或硅管3、余下的第三脚必为集电极4、若则为NPN管，若则为PNP管解：1脚为集电极2脚为发射极3脚为基极管子类型为PNP型硅管复习1.4半导体三极管1.4.3三极管的特性曲线1.三极管的输入特性IBUBE0UCE

≥

1V死区电压IB

=f(UBE)UCE=常数EC输出回路输入回路公共端RCIC

UCECEBUBEEBRBIBIE复习1.4半导体三极管1.4.3三极管的特性曲线2.三极管的输出特性IC

/mAUCE

/V0放大区IB=

0µA20µA40µA截止区饱和区60µA80µAUCE小IC小复习1.4半导体三极管1.4.4三极管的主要参数1.电流放大系数

(1)直流电流放大系数

(2)交流电流放大系数

=

IC

IB

2.穿透电流ICEO

3.集电极最大允许电流ICM

4.集--射反向击穿电压U(BR)CEO

5.集电极最大允许耗散功率PCM极限参数

=

IC

IBIC=ICEO+IB复习1.4半导体三极管1.4.5三极管的微变等效电路OIB

UBE

UCEIB

QIBUBErbe称为晶体管的输入电阻，在小信号的条件下，rbe是一常数，由它确定ube和ib之间的关系。因此，晶体管的输入电路可用rbe等效代替。低频小功率晶体管输入电阻的常用下式估算rbe是对交流而言的一个动态电阻。复习1.4半导体三极管1.4.5三极管的微变等效电路QIC

UCE

IBICICUCE即为晶体管的电流放大系数，在小信号的条件下，是一常数，由它确定ic受ib的控制关系。因此，晶体管的输出电路可用一受控电流源ic=ib等效代替。复习1.4半导体三极管1.4.5三极管的微变等效电路QIC

UCE

IBICICUCEUCE称为晶体管的输出电阻，在小信号的条件下，rce也是一常数，在等效电路中与

ib并联，复习EBCrceicrbe

ibib+uce+ubeCBE+ube+uceicibT由于rce的阻值很高，可以将其看成开路。EBCicrbe

ibib+uce+ube––复习1.5

绝缘栅型场效应管1.5.1

绝缘栅场效应管的基本结构1.

N沟道增强型2.

P沟道增强型3.N沟道耗尽型4.P沟道耗尽型1.5.2场效应管的工作原理1.增强型NMOS管1.5.3场效应管的特性曲线1.5.4场效应管的微变等效电路复习1.6电力半导体器件作用：进行电能转换，功率控制与处理的核心器件。要求：一方面它必须要有高电压，大电流的承受能力，另一方面必须以开关模式运行。1.6.1晶闸管1.晶闸管的基本结构及工作原理2.晶闸管的特性曲线3.晶闸管的主要参数1.6.2晶闸管的应用1.6.3晶闸管的触发电路1.6.4全控型开关器件复习2.1共发射极放大电路2.1.1放大电路的基本概念1.放大电路的功能2.放大电路的组成框图3.放大电路的分类4.放大电路的主要性能指标(1)电压放大倍数(2)电流放大倍数(4)输入电阻(5)输出电阻(去掉负载)(3)功率放大倍数AP=Po/Pi=Au·

Airi=ro=复习2.1共发射极放大电路2.1.2

基本放大电路的工作原理1.放大电路组成的原则为了不失真的放大交流电压信号，必须给放大电路设置 合适的静态工作点；在输入回路加入输入信号ui

应能引起uBE

的变化，从而引起基极电流iB和集电极电流iC

的变化；输出回路的接法应当将集电极电流的变化，尽可能多地转化为电压的变化送到输出端的负载RL中去。不同符号的意义静态值：IBICIE

UBE

UCE交流有效值：IbIcIe

Ube

Uce交流瞬时值：ibicie

ube

uce交直流总量：iBiCiEuBEuCE复习2.1共发射极放大电路2.1.2

基本放大电路的工作原理2.放大电路的组成RB

RC

T+UCC简单画法CEBUBBUCC省去一个直流电源共发射极接法放大电路RCRBT复习2.1共发射极放大电路2.1.2

基本放大电路的工作原理RLRSuS+–3.放大电路中各元件的作用+UCCRBRCT耦合电容偏置电阻集电极负载电阻直流电源—提供能量—将放大的电流变成电压—提供静态工作点C2uo+C1ui+++––负载信号源放大器复习负载信号源放大器在放大器内部(C1,C2之间)各电压电流均为直流+交流；在放大器外部(C1左边,C2右边)输入、输出电压只有交流。uo++UCCRBRCC2TC1ui+++––RLRSuS+–+–uBE

+–uCEiB

iC

4.放大电路的工作原理uBE

ube

UBE

tiB

ib

IB

tuCE

uce

UCEtuS

tuotiC

ic

IC

t复习2.1共发射极放大电路2.1.2

基本放大电路的工作原理5.设置静态工作点的必要性三极管不导通0iB/µAuBE/V604020006040200.580.60.62IBUBEttiBibib=iB=iB–IBube=

uiuBE/VuiQQ1Q2iB/µA

ube=uBE

=uBE

–UBE设静态工作点复习2.1共发射极放大电路6.1.3放大电路的静态分析

静态分析的任务是根据电路参数和三极管的特性确定静态工作点（直流量）UBE、IB、IC

和UCE。可用放大电路的直流通路来分析。放大电路没有输入信号(ui=

0)时的工作状态称为静态。ui=

0C1TRLRCRB+UCCC2++复习2.1共发射极放大电路1.估算法画出直流通路UCE

=UCC

–

IC

RCIC=

IB

硅管的UBE

约为0.6V锗管的UBE约为0.2V三极管的UBE可估计为RCICUCEUBERBIB+UCCIE+–+–Tui=

0C1TRLRCRB+UCCC2++6.12.图解法复习2.1共发射极放大电路6.12.图解法60IB=0µA20µA40µA60µA80µA1231.524681012Q直流负载线IC/mAUCE

/VUCCMN静态工作点复习2.1共发射极放大电路6.13.静态工作点与电路参数的关系（1）UCC和RC不变,RB增大为RB'IB减小为IB，'工作点Q向右下方移动（2）UCC和RB不变,RC增大为RC'IC减小为

IC，'工作点Q向左方移动（3）RC和RB不变,UCC减小为UCC时'工作点Q向左下方移动复习2.1共发射极放大电路6.16.1.4放大电路的动态分析

放大电路有输入信号(ui

0)时的工作状态称为动态。放大器中各电压和电流都是直流分量和交流分量的叠加。6.1.4.1微变等效电路分析法分析步骤：1.画出放大电路的交流通路；2.画出三极管微变等效电路；3.画出放大电路的微变等效电路；4.利用放大电路的微变等效电路，进行动态分析，即求电压放大倍数、输入电阻ri、输出电阻ro。熟练后可省去复习2.1共发射极放大电路6.1例1、如图7-22所示分压式偏置放大电路中，已知RC＝3.3KΩ，RB1＝40KΩ，RB2＝10KΩ，RE＝1.5KΩ，β=70。求静态工作点IBQ、ICQ和UCEQ。（图中晶体管为硅管）＋25VRCRB1C1C2＋＋uiu0图

例1电路图RB2RECE复习2.1共发射极放大电路6.1＋25VRCRB1C1C2＋＋uiu0图

例1电路图RB2RECE解：静态工作点为：复习2.1共发射极放大电路6.1＋25VRCRB1C1C2＋＋uiu0图

例1电路图RB2RECE2、画出图例1所示电路的微变等效电路，并对电路进行动态分析。要求解出电路的电压放大倍数Au，电路的输入电阻ri及输出电阻r0。uiRB1RB2iiibu0βibrbeRC复习2.1共发射极放大电路6.12、画出图例1所示电路的微变等效电路，并对电路进行动态分析。要求解出电路的电压放大倍数Au，电路的输入电阻ri及输出电阻r0。uiRB1RB2iiibu0βibrbeRC动态分析：ri=RB1//RB2//rbe=40000//10000//943≈843Ωr0=RC=3.3KΩ复习2.1共发射极放大电路6.16.1.4放大电路的动态分析

放大电路有输入信号(ui

0)时的工作状态称为动态。放大器中各电压和电流都是直流分量和交流分量的叠加。6.1.4.2图解法分析步骤：1.画出放大电路的交流通路；2.在输入特性上作图，确定uBE和iB的变化范围；3.在输出特性上作直流负载线(放大器输出端开路时)

或交流负载线(放大器输出端接负载时)，根据iB的

变化范围，确定iC和uCE的变化范围；4.求电压放大倍数 。复习2.1共发射极放大电路6.16.1.4放大电路的动态分析

放大电路有输入信号(ui

0)时的工作状态称为动态。放大器中各电压和电流都是直流分量和交流分量的叠加。6.1.4.2图解法用图解法分析非线性失真（1）静态工作点偏高引起饱和失真（2）工作点偏低引起截止失真（3）输入信号过大引起非线性失真复习2.2工作点稳定的放大电路2.2.1温度对静态工作点的影响UCE/VUCE/VICEO40µAQQ2040µAIB=

02060608012332125C60CICEO温度升高引起ICEO和

增加而IC=

IB

+

ICEO，所以温度升高时将引起IC

增加。工作点上移，靠近饱和区。IC/mAIC/mA固定不变，在基本交流放大电路中，00IB=

0复习2.2工作点稳定的放大电路2.2.2分压式偏置电路1.电路的组成RB2CE++UCCRCC1C2TRL++RB1uoRSuS+–+–ui+–

与基本放大电路相比，增加了三个元件：RB2、RE、CE。2.稳定静态工作点的原理VBIBI1I2由

UBE=VB–VE，有调整过程温度升高IC

IEVEUBE

IBIC

设电路满足I1>>

IB，

I2>>

IB，有基极电位基本不变这种稳定静态工作点的作用，称为直流负反馈RE复习2.2工作点稳定的放大电路3.静态分析（2）用估算法求静态值IB、IC

和UCE。

（1）画出直流通路；4.动态分析（1）画出微变等效电路；（2）求、ri

、ro

。

复习2.3共集电极放大电路

从发射极和地之间取输出电压，亦称为射极输出器。UCE=UCC–IEREIE

=(1+

)IB2.3.1电路的组成+UCCTRBREIBUCEIE+–2.3.2静态分析画出直流通路+UCCC1C2TRL++RBuo+–ui+–RERSuS+–+15V150k3k3k0.5k=60=(1+60

)

43.24=2.64mA=15

–2.643=7.08V例：复习2.3共集电极放大电路微变等效电路1.电压放大倍数2.3.3动态分析

由图可见，输入回路与输出回路以集电极为公共点，故称为共集电极电路。rbe

EBCriRLRB+–roRE+–RS+–2.输入电阻ri=RB//[rbe+(1+)RL]'3.输出电阻复习2.3共集电极放大电路4.射极输出器的特点：（1）电压放大倍数小于1，但近似等于1。（2）输出电压与输入电压同相，具有跟随作用。（3）输入电阻高。（4）输出电阻低。2.3.3动态分析复习2.4多级放大电路2.4.1多级放大电路及其耦合方式1.采用多级放大电路的必要性

—–提高放大倍数2.对级间耦合电路的要求3.级间耦合方式阻容耦合—交流电压放大电路变压器耦合—率放大电路光电耦合—较强的抗干扰能力直接耦合—集成电路(1)各级电路的静态工作点互不影响；(2)不失真地传输信号；(3)有效地传输信号—尽量减小在耦合电路上的损失。复习2.4多级放大电路以两级阻容耦合放大电路为例2.4.2阻容耦合多级放大电路的分析+‒RSRLuoRC1C2C1RB1uS++CERE1RB2+UCCT1T2++C3RB3RC2+‒1.分析方法(1)静态分析两级分别计算。(2)动态分析

ri=ri1

ro=ro2

电压放大倍数输入电阻输出电阻或

RL1=ri2'例:画出微变等效电路，求:,ri,ro

12V3.9k3.9k300k3.9k30k10k2.2kβ1=50β2=40rbe1=1.6kΩrbe2=1kΩ复习2.5差动放大电路在集成电路中，通常采用直接耦合的多级放大电路。直接耦合：各级放大电路之间用导线直接相连。直接耦合放大电路具有较宽的通频带(

fL=0)。fBW=

0~f0ff00AuAu00.707Au0直接耦合存在两个问题：1.前后级静态工作点相互影响(配置电路参数时，统一考虑前后级静态工作点解决)2.零点飘移复习2.5差动放大电路2.5.1直接耦合放大电路的零点漂移+–V直接耦合放大电路ui=0+–uotuo0

利用测试电路，可测得放大电路

uo的零点漂移。1.零点漂移

当输入信号ui=0时，输出电压

uo常数，随时间呈现不规则的变化。2.零点漂移产生的原因3.抑制零点漂移的方法主要是温度变化引起的。（1）直流负反馈：减小温度变化对静态工作点的影响；（2）温度补偿：热敏元件补偿三极管参数随温度的变化；（3）差动放大电路：可有效地抑制零点漂移的电路形式。复习2.5差动放大电路2.5.2差动放大电路的工作原理1.原理电路的组成2.抑制零点漂移的原理

由T1和T2为核心的两个共发射极电路组成。要求两个管子的特性和参数相同，两边的电路结构对称，因此静态工作点也相同。T↑→uo=VC1–VC2=0IB1↑→IC1↑→VC1↓IB2↑→IC2↑→VC2↓设零点漂移为温度漂移，当温度T升高，调整过程为：当电路结构对称时，零点漂移得到了完全的抑制。RBuoRBui1RC+UCCT1+RC–T2ui2+–+–复习2.5差动放大电路2.5.2差动放大电路的工作原理ui1=–ui2=uid(1)差模信号大小相等，方向相反ui1=ui2=uic(2)共模信号大小相等，方向相同(3)任意信号大小、方向任意任意信号可以分解为一对差模信号和一对共模信号3.输入信号之间的关系uid=

(ui1–ui2)uic=(ui1+

ui2)RBuoRBui1RC+UCCT1+RC–T2ui2+–+–2.5.3差动放大电路的输入输出方式复习3.1集成运算结构、特性和分析依据3.1.1集成运放的结构和参数集成运放是具有很高开环电压放大倍数的直接耦合放大器.输入级偏置电路输出级中间级输入级—差动放大器输出级—射极输出器或互补对称功率放大器中间级—电压放大器偏置电路—由镜像恒流源等电路组成1.集成运放的内部电路结构框图复习3.1集成运算结构、特性和分析依据3.1.1集成运放的结构和参数（1）开环电压放大倍数Auo；(Auo>104)

运放线性工作状态下的差模电压放大倍数（2）开环差模输入电阻rid；(rid>105

)（3）开环输出电阻ro；(ro<102

)（4）最大输出电压UOM；(UOM

=VCC–(1~2)V)（5）共模抑制比KCMR；(KCMR>104，或80dB

)（6）通频带fBW3.集成运放的主要参数

运放的性能指标用以下参数来表示，运放的参数繁多，只介绍涉及差模特性和共模特性的主要参数。

复习3.1集成运算结构、特性和分析依据3.1.2集成运放的理想化模型1.开环电压放大倍数Auo→

2.开环差模输入电阻rid→

3.开环输出电阻ro→

04.共模抑制比KCMR→

5.通频带fBW

→

运放的理想化模型是一组理想化的参数，是将实际运放等效为理想运放的条件。复习3.1集成运算结构、特性和分析依据3.1.3集成运放的电压传输特性和分析依据1.运放的电压传输特性实际运放理想运放

定义：uo=f(ui

)，其中ui

=u+–

u–

UOM–UOMuoui0UOM–UOMUim–Uimuiuo0uiuou++u––++–线性区非线性区在开环条件下，运放的线性区非常窄，Uim为V量级。问题:若定义

ui

=u––u+，电压传输特性有何变化？复习3.1集成运算结构、特性和分析依据2.运放工作在线性区的分析依据相当于两输入端之间短路。对于理想运放rid即

u–

u+相当于两输入端之间断路。有ii

0（2）“虚短路”原则（1）“虚断路”原则+iiuiriduo–+–++iiuiuo–+–+对于理想运放Auo，ui

0运放在线性区符合运算关系uo=Auoui复习3.1集成运算结构、特性和分析依据2.运放工作在线性区的分析依据（3）“虚地”的概念由“虚断路”原则ii

=0,有u+=

0

u_

u+=0结论：反相输入端为“虚地”。当同相输入端接地时，由“虚短路”原则u++iiuo–+R1RFR2u_ui（3）“虚地”的概念即

u–

u+有ii

0（2）“虚短路”原则（1）“虚断路”原则

u_

u+=0复习3.1集成运算结构、特性和分析依据1.运放工作在线性区的分析依据反相输入端为“虚地”。当同相输入端接地时，（3）“虚地”的概念即

u–

u+有ii

0（2）“虚短路”原则（1）“虚断路”原则

u_

u+=0

2.运放工作在非线性区的分析依据+iiuiuo–+–+非线性区：当输入信号变化时，输出信号并不随之变化。ui>

Uim时，uo=+

UOMui<

–

Uim

时，uo=–

UOMUOM

=VCC–(1~2)V复习3.2运放在模拟运算方面的应用一、运放线性应用的分析方法反相输入2.同相输入3.差动输入再代入KCL方程，导出uo与ui的关系再代入方程u+=u-

，导出uo与ui的关系利用虚地原则，导出ui、uo与电流的关系，利用虚断路原则，导出ui与u+的关系，uo与u-的关系'利用叠加原理，分别求反相输入的输出分量uo

"和同相输入的输出分量uo在输出端叠加uo=uo+uo"'以上分析方法不仅可用于比例运算，也可用于其它线性电路.复习3.2运放在模拟运算方面的应用二、比例运算电路

(分析方法的运用)1.反相比例运算电路i1ifidauouiR2R1RF++–输出与输入的关系1.输出电压与输入电压反相；2.比例系数为–

RF/

R1。结论:2.同相比例运算电路

uouiR2R1RF++––

uf+idu+u–输出与输入的关系1.输出电压与输入电压同相；2.比例系数为1+

RF/

R1。结论:复习3.2运放在模拟运算方面的应用二、比例运算电路

(分析方法的运用)利用叠加原理进行分析3.差动比例运算电路

ui2ui1'ui2ui1单独作用时，输出分量为ui2单独作用时，输出分量为'ui1RFR2R1++–u+R3uoui1

和ui2共同作用时，输出为复习3.3放大电路中的负反馈3.3.1反馈的基本概念AFxoxixdxfxi—总输入信号xd—净输入信号1.什么是反馈

将放大器输出信号的一部分或全部经反馈网络送回输入端。反馈框图放大电路反馈网络2.开环和闭环开环：信号只有正向传输闭环：信号既有正向传输，也有反向传输，即存在反馈。xo—输出信号xf—反馈信号x—既可以是电压，也可以是电流。正反馈xd

=xi

+xf负反馈xd=xi

–xf3.正反馈和负反馈加强了输入信号削弱了输入信号复习3.3放大电路中的负反馈3.3.1反馈的基本概念当1+AF>>1时，（即深度负反馈）—用来估算放大倍数深度负反馈时的闭环放大倍数闭环放大倍数的一般表达式1+AF—称为反馈深度AF—称为环路增益AFxoxixdxf4.负反馈放大器的一般分析开环放大倍数反馈系数复习3.3放大电路中的负反馈3.3.2

负反馈的四种典型组态电压反馈输出端电流反馈输入端串联反馈并联反馈3.3.3反馈类型的判别

反馈类型的判别：是指判别正、负反馈；串联、并联反馈；电压、电流反馈，重点讨论交流反馈类型的判别。1.正反馈和负反馈的判别—反馈性质的判别

对于单级运放，若反馈元件从运放输出端连接到反相输入端时，构成负反馈。这是由于输出信号与输入信号极性相反，必然削弱输入信号，使xd<xi，因此形成负反馈；

同理，若反馈元件从运放输出端连接到同相输入端时，必然加强输入信号，使xd>

xi，因此形成正反馈。对于多级电路，则需用瞬时极性法进行判别。复习3.3放大电路中的负反馈2.串联负反馈和并联负反馈的判别

一般来说，若xf与xi分别接到运放的两个输入端时,二者必以电压形式在输入端进行比较，即净输入信号ud=ui–uf。所以凡以电压形式进行比较的，即是串联反馈；

若xf与xi接到运放的同一个输入端时，二者必以电流分流的形式在输入端进行比较,即净输入信号id=ii–if。所以凡以电流形式在进行比较的，即是并联反馈。—在输入端进行3.电压负反馈和电流负反馈的判别—在输出端进行

在放大电路输出端，根据反馈信号的采样方式来区别电压负反馈或电流负反馈。

一种简单的判别方法：设将负载RL两端对交流短路，或在负载RL上并联一个大容量电容，使输出电压uo=0，若负反馈消失，为电压负反馈；否则，为电流负反馈。复习3.3放大电路中的负反馈3.3.4负反馈对放大电路性能的影响1.提高放大器放大倍数的稳定性

负反馈降低了放大倍数,但也带来放大器性能的改善。2.扩展通频带

3.减小非线性失真

4.负反馈对输入电阻的影响

（1）串联负反馈提高输入电阻（2）并联负反馈降低输入电阻5.负反馈对输出电阻的影响

（1）电压负反馈降低输出电阻

rof

<ro（2）电流负反馈提高输出电阻

rof

>ro复习3.4运放在信号处理方面的应用3.4.2电压比较器1.电压比较器的概念功能

将模拟输入信号ui与某参考电压UR进行比较。应用

用于波形产生和变换、模数转换及越限报警等场合分析方法

利用理想运放的电压传输特性

uo=f(ui)。运放的工作状态

运放大多处于开环状态或正反馈状态复习3.4运放在信号处理方面的应用3.4.2电压比较器2.电压比较器UOM–UOMuiuo（1）反相输入过零比较器0R1R2uoui+–+当ui<

0时，uo=+UOMui>

0时，uo=–UOM由理想运放开环的性质得画出比较器的电压传输特性–UZUZR3±UZDZ即ui<

0时，uo=+UZui>

0时，uo=–UZ若接入双向稳压管DZ(R3)，即可实现双向限幅。稳压值±(UZ+

UD)±

UZ复习3.4运放在信号处理方面的应用3.4.2电压比较器（2）反相输入电压比较器±UZDZR1R2uoui+–+R3若加入参考电压UR，有0ui/Vuo/VURui<

UR

时，uo=+UZui>

UR

时，uo=–UZ–3–885复习3.4运放在信号处理方面的应用3.4.2电压比较器3.电压比较器的分析方法（1）输出电压跃变的条件u+=u–电压ui即是电压比较器的门限电平UT。对于过零比较器门限电平UT=0（2）电压传输特性u+>u–时，uo>0；输出端不接

DZ时，

uo

=

UOM输出端接

DZ限幅时，uo

=

UZu+<u–时，uo<

0；对于电压比较器门限电平UT=UR

满足u+=u–时对应的输入复习3.4运放在信号处理方面的应用3.4.2电压比较器4.过零滞回比较器UZ–UZUT2UT10uiuoR1R2uoui+–+R3±UZDZRFabcdef回差决定了滞回比较器的抗干扰能力。取uo=UZ，得上门限电平UT1取uo=

–UZ，得下门限电平UT2定义：回差U=UT1–UT2复习3.4运放在信号处理方面的应用5.滞回电压比较器

u+=u–=ui,并令

ui=UTR1R2uoui+–+R3±UZDZRF回差U=UT1–UT2UR求门限电平：利用叠加原理，求u+：上门限电平下门限电平复习3.5信号产生电路功能：信号发生器（或称振荡器）是一种不需要外加输入信号即能产生一定频率和幅度的信号波形的电路。1.产生自激振荡的条件3.5.1.1自激振荡的产生和条件3.5.1正弦波振荡器

当放大器满足一定条件时,不需外加输入信号,在输出端却有一定频率和幅度的信号产生,这种现象称为自激振荡。

结论:相位和幅值条件必须同时满足,才能产生等幅振荡。条件为：（1）相位平衡条件（2）幅值平衡条件

=

A

+F=2n即Uf=Ud，有(n=0,1,2,……)复习3.5信号产生电路2.振荡的建立和稳定在振荡建立时应满足：Uf

>Ud

—起振条件即振荡器形成等幅振荡。当满足：3.5.1.2RC正弦波振荡电路1.反馈型正弦波振荡电路的组成（3）选频网络：决定了振荡频率f0的高低（1）放大电路（2）正反馈网络三极管放大器、差动放大器和运放等电阻R、电感L、电容C和变压器等正弦波振荡器的一般分析方法1.判断相位条件:是否引入正反馈2.判断幅值条件：将f=f0带入AF

的表达式但增益太大，波形严重失真；且振荡稳定，波形较好；3.求振荡频率f=f0——选频网络的固有频率若则电路不能产生振荡；则电路能产生振荡，则电路能产生振荡，≥

1=A+

F=2n(n=0,1,2,……)复习3.5信号产生电路复习3.5信号产生电路3.5.2方波发生器

1.电路的组成RDZuoR2R1++–uCUZCR3+–i放2.电路的工作原理

UZ0

UZuotFUZuC0FUZT/2TT/2TtT1T2

电路由两部分组成：运放构成的滞回电压比较器和RC充放电回路构成的积分器。复习3.5信号产生电路3.5.2方波发生器

3.方波发生器的主要参数周期幅度Uom=UZ占空比对方波发生器D=50%频率f=1/T复习第4章电源技术4.1电源技术的基本内容(1)将交流电变为直流电，实现这一功能的电路称为整流电路。(2)将直流电变为交流电，实现这一功能的电路称为逆变电路。(3)将一种直流电变为另一种直流电，这种变换能实现直流电的幅值或极性的改变。(4)将一种交流电变为另一种交流电，这种变换能实现交流电的大小和频率的变化。功率变换电路可分为4类：复习第4章电源技术4.2直流稳压电源

4.2.1直流稳压电源的主要指标及种类1.直流稳压电源的主要技术指标2.直流稳压电源的种类:(1)按电源中调整元件与负载的连接方式分，有并联式稳压电源和串联式稳压电源。(2)按调整元件的工作状态分，有线性稳压电源和开关稳压电源。复习第4章电源技术4.2.2串联式线性稳压电源变压整流滤波稳压负载交流电交流电变为直流电的过程示意图串联式线性稳压电源由采样、基准、比较放大和调整四个环节组成串联型稳压电路T2DZR4T1RLR1R2RPRPUZRPR3+UiUo++UB2+UfUCE2IC2UCE1UBE1+复习第4章电源技术4.2.2串联式线性稳压电源T2DZR4T1RLR1R2RPRPUZRPR3+UiUo++UB2+UfUCE2IC2UCE1UBE1+(4)调整环节：由工作在线性区的功率管（调整管）T2组成。若某种原因使输出电压升高，其稳压过程为：UoUfUBE1UCE1UB2ICUCE2Uo

复习第4章电源技术4.2.3集成稳压器

常用的集成稳压器有下列几种：(1)多端可调式集成稳压器。(2)三端可调式集成稳压器。(3)三端固定式集成稳压器。W7800系列、W7900系列。(1)正负电压同时输出的稳压电路。三端固定式集成稳压器的几种应用电路(2)提高输出电压的稳压电路。(3)输出电压可调的稳压电路。（4）扩大输出电流的稳压电路复习

数字电路分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。5.1逻辑关系第5章组合逻辑电路5.1.1基本逻辑关系1.与逻辑运算与逻辑关系的表达式为Y=A·B。此式表示输出Y与输入A、B之间为与运算，也称逻辑乘。ABY&与逻辑符号ABY000001100111与逻辑真值表表示逻辑关系的状态表称为真值表复习第5章组合逻辑电路2.或逻辑运算或逻辑关系，可用逻辑表达式Y=A+B表示，输出Y与输入A、B之间为或运算，也称逻辑加。ABY001011100111或逻辑真值表ABY或逻辑符号≥

1上述两种基本运算也可以推广到多输入变量的情况，例如：Y

=

A

BCD，Y

=

A+B+C等等。5.1逻辑关系复习第5章组合逻辑电路3.非运算

若某事件的发生，取决于条件的否定，即条件满足事件不发生，条件不满足事件发生。这种逻辑关系称为逻辑非。REAY右图中，当开关A闭合时灯灭，而开关A打开时灯亮。非逻辑关系的表达式可写为A1Y非逻辑符号AY0011非逻辑真值表5.1逻辑关系复习第5章组合逻辑电路5.1.2复合逻辑关系名称逻辑表达式逻辑符号功能说明与门Y=A·B输入全1，输出为1输入有0，输出为0

或门Y=A+B输入有1，输出为1输入全0，输出为0非门输入为1，输出为0输入为0，输出为1表5.1.4常用逻辑关系及其门电路符号&ABY≥1ABY1AY

任何复杂的逻辑关系都可由三种基本逻辑关系组合而成，常用的逻辑关系有与非、或非、与或非、异或、同或等等。复习第5章组合逻辑电路5.1.2复合逻辑关系名称逻辑表达式逻辑符号功能说明与非门输入有0，输出为1输入全1，输出为0

或非门输入有1，输出为0输入全0，输出为1异或门输入相异，输出为1输入相同，输出为0同或门

=AB

输入相同，输出为1输入相异，输出为0与或非门相与有1，输出为0相与全0，输出为1&ABY≥1ABY=1ABY=ABY&ABY≥1CD续表复习第5章组合逻辑电路5.2逻辑门电路

实现某种逻辑运算的电路称为门电路。

门电路有很多不同的种类。按使用元器件可分为二极管-晶体管逻辑（DTL）门电路、晶体管-晶体管逻辑（TTL）门电路和互补型绝缘栅场效应管（CMOS）门电路。按功能可分为与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等；按制造方法可分为分立元件门电路和集成门电路。5.2.1分立元件门电路1.与门的工作原理

+12VABDADBYR与门工作波形AYB复习第5章组合逻辑电路5.2.1分立元件门电路2.或门的工作原理DA

–12VYABDBR或门工作波形AYB3.非门的工作原理复习第5章组合逻辑电路5.2.1分立元件门电路3.非门的工作原理IBIC+UCCRC+UCE-–UBBRB2RB1AY+3VDT非门工作波形AY复习第5章组合逻辑电路5.2.1分立元件门电路4.与非门的工作原理+UCCRC–UBBRB2RB1Y+3VDABCDADBDCRTCBCAY与非门工作波形复习第5章组合逻辑电路5.2.2TTL集成门电路5.2.2.1TTL与非门1.TTL与非门的工作原理+5VABCT1R1R2T2T3T4T5R3R5R4YT1等效电路+5VA

B

CR1C1B1多发射极晶体管B1C1(1)“有0出1”的分析(2)“全1出0”的分析复习第5章组合逻辑电路5.2.2TTL集成门电路5.2.2.1TTL与非门2.电压传输特性Uo

UiUOHUOL0abcdTTL与非门的电压传输特性复习第5章组合逻辑电路Uo

UiUOHUOLUOFFUTUIH0UIL

UNLUNHabcdTTL与非门的电压传输特性3.主要参数（1）输出高电平UOH和低电平UOL一般要求UOH≥2.7V，UOL≤0.35V。（2）开门电平UON和关门电平UOFF典型产品规定UON≤1.8V。UOFF≥0.8V。（3）噪声容限(或抗干扰容限)电压高电平噪声容限电压UNH=UIH

UON

低电平噪声容限电压UNL=UOFF

UIL

UON（4）阈值电压UT（5）扇出系数No复习第5章组合逻辑电路（6）平均传输延迟时间tpd50%tpd250%tpd1输出输入平均延迟时间的定义tpd是表示门电路开关速度的参数,tpd数值越小，其工作速度越高。典型产品规定tpd≤40ns。4.与非门的应用（1）多余输入端的处理将闲置端接高电平1将闲置端与使用联将闲置端悬空，等效于接无穷大的电阻，相当于接高电平。（a）Y&1AB&（b）BAY&（c）BAY复习第5章组合逻辑电路5.2.2.2三态输出门电路（TSL门）三态门有三种输出状态：高电平、低电平和高阻状态。1.三态与非门的结构和工作原理+5VABT1R1R2T2T3T4T5R3R5R4Y•EDE=1时，称有效状态。E=0时，称禁止态。复习第5章组合逻辑电路5.2.2.2三态输出门电路（TSL门）2.三态门的应用三态门的一个重要用途是向总线上分时传送数据。总线Y&A0B0E0&A1B1E1&AnBnEnG0G1Gn5.2.2.4集成与非门的结构和外引线排列TTL集成门电路组件，是在同一芯片上制作若干个门电路。7400与非门外引线排列图123456714

13

12

11

10

9

8UCC

4B

4A

4Y

3B3A3Y1A1B

1Y

2A

2B

2Y

地&&&&复习第5章组合逻辑电路5.3逻辑函数的表示及其化简

5.3.1逻辑代数的基本定律和运算规则

1.基本定律

逻辑代数所表示的是逻辑关系，不是数量关系，这是它与普通代数本质上的区别。

逻辑代数也称布尔代数，逻辑代数和普通代数一样，也可以用字母表示变量。但变量的取值只有“1”和“0”两种。这里的1和0不是具体的数值，而是代表两种相反的逻辑状态。

根据与、或、非三种基本运算规则，可导出逻辑运算的基本定律。

在数字逻辑电路的分析和设计过程中必须使用逻辑函数对电路的输入、输出关系进行描述，逻辑代数是研究逻辑关系的一种数学工具。本节介绍逻辑代数的基本规律、逻辑函数的表示和化简方法。表5.3.1逻辑代数的基本定律序号名称基本定律10-1律0+A=A1+A=11A=A0A=02重叠律A+A=AAA=A4交换律A+B=B+AAB=BA(A+B)+C=A+(B+C)5结合律(AB)

C=A(BC)6分配律A(B+C)=AB+ACA+BC=(A+B)(A+C)7吸收律3互补律原变量

A+AB=AA(A+B)=A反变量

混合变量吸收律8还原律

9反演律

复习第5章组合逻辑电路2.三个基本规则（1）代入规则

对于任意一个含有变量A的等式，若将所有出现A的位置都用一个逻辑函数F代替，则等式仍然成立，这个规则称为代入规则。（2）反演规则

对于任意一个函数表达式Y，如果将Y中所有的“”换成“+”，“+”换成“”；“0”换成“1”，“1”换成“0”；原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得到的表达式就是Y的反函数。这个规则叫做反演规则。例5.3.2设逻辑函数，求Y的反函数。复习第5章组合逻辑电路2.三个基本规则（3）对偶规则对偶式：对任一逻辑函数Y，如果将Y中的“与”换成“或”，“或”换成“与”，“0”换成“1”，“1”换成“0”。变量不变，得到一个逻辑函数式Y

，Y

称为Y的对偶式。对偶规则：若两个逻辑函数相等，如Y=F，则它们的对偶式也相等，即Y

=F

。

Y

=A+BC，F

=(A+B)(A+C)例5.3.4逻辑函数Y=A(B+C)，F=AB+AC，求它们的对偶式。复习第5章组合逻辑电路5.3.2逻辑函数的表示方法逻辑函数可以用五种方法来表示：逻辑表达式、真值表、逻辑图、波形图和卡诺图。220V~LAB1100灯的两地控制真值表ABL000110111001逻辑表达式=ABL（a）=1AB1L（c）（b）ABL11&&≥1逻辑图复习第5章组合逻辑电路5.3.3逻辑函数的化简一个逻辑函数可以有多种不同形式的表达式，例如同或逻辑关系有:与或表达式或与表达式 与非表达式或非表达式与或非表达式

最简与或表达式的标准是：（1）与项的项数最少；（2）各与项中变量个数也最少。复习第5章组合逻辑电路5.3.3逻辑函数的化简1.公式化简法（1）合并项法

利用逻辑代数的基本运算规则0-1律、互补律等，合并两项，可消去一个变量。（2）配项法将某一项乘以展开成为两项，再与其它项合并，达到化简目的。（3）吸收法利用原变量吸收律A+AB=A，反变量吸收律，及混合变量吸收律消去多余项。复习第5章组合逻辑电路5.3.3逻辑函数的化简1.公式化简法（4）添加项法利用重叠律A+A=A，在表达式中加入相同的项，然后分别合并化简。2.卡诺图化简法（1）最小项

最小项是由全部输入变量组成的乘积项，每个变量在乘积项中以原变量或反变量出现一次，且仅出现一次。任意逻辑函数可以用最小项之和来表示，可采用配项法或列真值表的方法实现这一目的，它是该逻辑函数唯一的标准“与或”表达式。复习第5章组合逻辑电路5.3.3逻辑函数的化简（2）用最小项表示逻辑函数最小项的个数与真值表的行数相同，因此可以将真值表内输出变量与输入变量的对应关系用卡诺图表示。AB0101m0m3m2m1ABABC0001111001m0m1m3m2m4m5m7m6ABC

（a）n变量卡诺图有2n个小方格，图中每一个小方格对应一个输入变量的最小项。卡诺图的构造规则为：（b）任意相邻的两个小方格，其输入变量的取值只能有一位不同，且这一位不同是互为取“反”的，这一点称为逻辑相邻性，由此可以将卡诺图看成是一个球面的展开图。第5章组合逻辑电路

（3）用卡诺图表示逻辑函数卡诺图的左边和上边为输入变量的取值，内部为输出变量Y与2n个最小项相对应的取值。对某一逻辑函数来说，由于用最小项表示的标准“与或”表达式是唯一的，所以卡诺图也是唯一的。先将逻辑函数Y表示成最小项之和，再根据最小项编号找到相应的小方格，填入对应的输出值。

另一种方法是列出逻辑函数的真值表，再用同样方法填入卡诺图。例5.3.14用卡诺图表示：逻辑函数Y=AB+BC+AC。解：由例5.3.13，已得出逻辑函数Y的最小项表达式为Y=AB+BC+ACABC0001111001001001

1

1复习第5章组合逻辑电路（4）卡诺图化简法利用逻辑代数中的互补律，将卡诺图中逻辑相邻的两个输出为1的方格合并，即可消去一个变量。

画合并圈：将相邻的“1”格按2n个格（n为整数，如21个格、22个格、23个格等）圈为一组，直到所有的“1”格全部被覆盖为止。（a）化简步骤：

画出该逻辑函数的卡诺图。

相邻的2n个格子圈为一组，消去n个变量，如：2个格消去1个变量，4个格消去2个变量，8