模拟电子技术基础ppt

《模拟电子技术基础》面向21世纪课程教材清华大学电子学教研组编第三版童诗白华成英主编嘉应学院物理系电子技术论坛电子发烧友教材：

《模拟电子技术基础》

(第三版，童诗白华成英，高等教育出版社)《模拟电子技术基础实验》

(杨刚，电子工业出版社)参考书：

1.《电子技术基础》(模拟部分)

(康华光，高等教育出版社)2.《模拟电子技术》

(程开明，重庆大学出版社)3.《模拟电子技术》

(胡宴如，高等教育出版社)电子技术论坛电子发烧友目录：

第一章半导体器件基础

第二章基本放大电路(重点章节)

第三章多级放大电路

第四章

集成运算放大电路(选读)

第五章

放大电路的频率响应(简介)

第六章

放大电路中的反馈(重点章节)

电子技术论坛电子发烧友目录：

第七章信号的运算和处理(选读)

第八章波形的发生和信号的转换(选读)

第九章功率放大电路(选读)

第十章直流电源(选读)

第十一章读图(自学)电子技术论坛电子发烧友第二章基本放大电路

主要内容：

2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标

2.2基本共射放大电路的工作原理

2.3放大电路的分析方法

2.4放大电路静态工作点的稳定

2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法

2.6晶体管基本放大电路的派生电路

2.7场效应管放大电路的三种接法(自学)重点章节电子技术论坛电子发烧友2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.1.1

放大的概念放大的对象是变化量放大的实质是能量控制和转换电子电路放大的基本特征是功率放大放大的基本要求(前提)：不失真电子技术论坛电子发烧友2.1.2

放大电路的性能指标输入电阻Ri输出电阻Ro电子技术论坛电子发烧友1.放大倍数定义：电压放大倍数电流放大倍数互阻放大倍数互导放大倍数衡量放大电路的放大能力电子技术论坛电子发烧友2.输入电阻Ri定义：有效值衡量放大电路获取信号的能力3.输出电阻Ro定义：由得衡量放大电路带负载的能力电子技术论坛电子发烧友

输入电阻和输出电阻对放大能力的影响电子技术论坛电子发烧友4.通频带fbwffH

上限截止频率fL

下限截止频率fbw=fH-fLA↓=0.7Am衡量放大电路对信号频率的适应能力电子技术论坛电子发烧友5.非线性失真系数D定义：A1——基波幅值A2，A3

，…——谐波幅值电子技术论坛电子发烧友6.最大不失真输出电压Uom7.最大输出功率Pom与效率负载获得的最大功率电源消耗的功率电子技术论坛电子发烧友UBE

UCE

IB

IC

电子技术论坛电子发烧友2.2基本共射放大电路的工作原理2.2.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用组成：T,Rb,RC,VBB,VCC,ui作用：①T:放大②VBB:JE正偏

Rb:IB③VCC:JC反偏

RC:△ic→△uoui=0:VBB→IB→IC→URC→UCEui≠0:VBB+ui→IB+ib→IC+ic→URC+urc→UCE+uce(uo)直流量Q电量{

交流量性能和图1.3.3相同电子技术论坛电子发烧友2.2.2

设置静态工作点的必要性一.静态工作点ui=0IB,UBE,IC,UCE

记为IBQ,UBEQ,ICQ,UCEQ

输入特性曲线上的点（UBEQ,IBQ)和输出特性曲线上的点（UCEQ,ICQ)，称之为静态工作点Q。电子技术论坛电子发烧友二.为什么要设置静态工作点当ui<Uon时，uo严重失真。对放大电路的最基本要求：一、不失真二、能放大UBE

电子技术论坛电子发烧友2.2.3基本共射放大电路的工作原理及波形分析ui=0:VBB→IB→IC→URC→UCEui≠0:

VBB+ui→IB+ib→IC+ic→URC+urc→UCE+uce(uo)电子技术论坛电子发烧友电子技术论坛电子发烧友2.2.4放大电路的组成原则一.组成原则①电源→T放大（JE正偏，JC反偏）②电阻→Q合理(不产生明显失真）③输入回路:ui

→ube→ii(ib)④输出回路:io(ic)流过负载产生uo电源正确、电阻适当、信号可入、信号能出电子技术论坛电子发烧友二.常见的两种共射放大电路1）直接耦合共射放大电路2）阻容耦合共射放大电路电子技术论坛电子发烧友二.常见的两种共射放大电路1）直接耦合共射放大电路电子技术论坛电子发烧友二.常见的两种共射放大电路2）阻容耦合共射放大电路电子技术论坛电子发烧友2.3放大电路的分析方法统一考虑电子电路的特点：交直流量并存直流Q

分开考虑交流性能图解法器件的非线性等效电路法

电子技术论坛电子发烧友2.3.1直流通路与交流通路直流通路：直流量流经的通路→Q交流通路：交流信号流经的通路→性能直流通路交流通路例1熟练掌握电子技术论坛电子发烧友1.直流通路与交流通路

放大电路的分析：（1）静态分析；（2）动态分析。（1）直流通路：直流电流流经的通路，用于静态分析。对于直流通路：电容视为开路；电感视为短路；信号源视为短路，但保留其内阻。（2）交流通路：交流电流流经的通路，用于动态分析。对于交流通路：大容量电容（耦合电容、旁路电容等）视为短路；大容量电感视为开路；直流电源视为短路。电子技术论坛电子发烧友

思考题：（1）为什么直流通路中“电容视为开路、电感视为短路、信号源视为短路”？（2）为什么交流通路中“大容量电容视为短路、大容量电感视为开路、直流电源视为短路”？电子技术论坛电子发烧友电子技术论坛电子发烧友例2.电子技术论坛电子发烧友例3.电子技术论坛电子发烧友2.3.2图解法一.静态工作点的分析输入特性曲线输入回路方程：uBE=VBB-iBRbIBQ、UBEQ在特性曲线上，通过作图的方法对放大电路进行分析。熟练掌握输入回路的直流负载线电子技术论坛电子发烧友图解法静态工作点的分析输出特性曲线输出回路方程：uCE=VCC-iCRcICQ、UCEQ输出回路的直流负载线电子技术论坛电子发烧友三.波形非线性失真的分析图2.3.6基本共射放大电路的波形分析动画：2-1放大电路的动态图解分析电子技术论坛电子发烧友波形非线性失真的分析图2.3.7基本共射放大电路的截止失真基本共射放大电路的截止失真电子技术论坛电子发烧友基本共射放大电路的饱和失真动画：2-2放大器截止失真和饱和失真动画：2-3放大器截止失真和饱和失真波形电子技术论坛电子发烧友波形的失真：饱和失真截止失真

由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为底部失真。

由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为顶部失真。注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。电子技术论坛电子发烧友放大电路动态范围放大电路要想获得大的不失真输出幅度，要求：

工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；要有合适的交流负载线。

Vom1Vom2图2.3.11最大不失真输出电压Vom=min{Vom1，Vom2}电子技术论坛电子发烧友四.直流负载线与交流负载线直流负载线交流负载线其中：RL’=RL∥RC五.图解法的适用范围图解法直观，适合低频大信号的分析动画：2-4放大器的最大不失真输出幅度电子技术论坛电子发烧友交流负载线的画法(二点法)Ｑ点电子技术论坛电子发烧友HomeNextBack过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/RL直线，该直线即为交流负载线。如图2.3.8所示

电子技术论坛电子发烧友图2.3.10例2.3.1图电子技术论坛电子发烧友例电子技术论坛电子发烧友2.3.3等效电路法将晶体管的非线性特性线性化，即用线性电路代替晶体管。1.晶体管的直流模型及静态工作点的估算法1）直流模型电子技术论坛电子发烧友2）静态工作点的估算法例1：图2.2.4直接耦合共射放大电路电子技术论坛电子发烧友2）静态工作点的估算法例2：图2.2.5阻容耦合共射放大电路电子技术论坛电子发烧友2.晶体管共射h参数等效模型晶体管线性双口网络等效电路1）h参数等效模型电子技术论坛电子发烧友2.晶体管共射h参数等效模型1）h参数等效模型全微分电子技术论坛电子发烧友电子技术论坛电子发烧友电压相加是串联电流相加是并联电子技术论坛电子发烧友2）h参数的物理意义≈rbe＜10-2≈1/rce电子技术论坛电子发烧友忽略h12e,h22e得：3）简化的h参数等效模型电子技术论坛电子发烧友4）rbe的近似表达式低频小功率管rbb’≈200

电子技术论坛电子发烧友3.共射放大电路动态参数的分析交流等效电路动画：2-7微变等效电路的画法电子技术论坛电子发烧友3.共射放大电路动态参数的分析由输入回路由输出回路按定义：电子技术论坛电子发烧友HomeNextBack微变等效电路法进行共射放大电路的动态分析首先，画出交流通路，如图2.3.18所示。电子技术论坛电子发烧友HomeNextBack画出放大电路的微变等效电路如图2.3.19所示。RbRcRLRs图2.3.19微变等效电路RiRo电子技术论坛电子发烧友2.4放大电路静态工作点的稳定T2.4.1静态工作点稳定的必要性晶体管参数变化Q电路动态参数变化动画：2-8温度对Q点的影响电子技术论坛电子发烧友2.4.2典型的静态工作点稳定电路一.电路组成和Q点稳定原理加入Re！电子技术论坛电子发烧友Q点稳定原理:电路中，满足I1》IBQT↑Ic(IE)↑UE

↑

(=IERe)UBE↓

(=UB-UE)IB↓↓动画：2-5射极偏置电路电子技术论坛电子发烧友关于放大电路中的反馈，将在第六章进一步详细讨论。Ｐ102：将输出量通过一定的方式引回到输入回路来影响输入量的措施称为反馈。由于反馈的结果使输出量的变化减小，称为负反馈。由于反馈出现在直流通路中，称为直流负反馈。电子技术论坛电子发烧友二.静态工作点的估算法方法一：电子技术论坛电子发烧友方法二：Rb=Rb1∥Rb2由输入回路：

VBB=IBQRb+UBEQ+IEQRe解得：电子技术论坛电子发烧友三.动态参数的估算交流等效电路电子技术论坛电子发烧友Ri=Rb1∥Rb2∥rbeRo=Rc电子技术论坛电子发烧友动态参数的估算若无旁路电容，交流等效电路电子技术论坛电子发烧友Ri=Rb1∥Rb2∥[rbe+（1+β）Re]Ro=Rc电子技术论坛电子发烧友例2.4.1电子技术论坛电子发烧友2.4.3稳定静态工作点的措施(其他措施)温度补偿的方法来稳定Q电子技术论坛电子发烧友2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法(三种组态)三种基本接法公共端输入端输出端(交流通路中)共射CEEBC共基CBBEC共集CCCBE电子技术论坛电子发烧友2.5.1基本共集放大电路(CC)一.电路的组成电子技术论坛电子发烧友二.静态分析电子技术论坛电子发烧友电子技术论坛电子发烧友三.动态分析交流等效电路电子技术论坛电子发烧友由输入回路由输出回路交流等效电路规律：射极电阻折合至基极回路，应乘以（1+β)动画：2-6共集放大电路电子技术论坛电子发烧友结论：Ri大、Ro小、Av<1,常作输入级、输出级和级间的缓冲放大。规律：基极电阻折合至射极回路，应除以（1+β)电子技术论坛电子发烧友2.5.2基本共基放大电路(CB)1.电路的组成图2.5.4基本共基放大电路2.静态分析电子技术论坛电子发烧友3.动态分析交流等效电路图2.5.4基本共基放大电路电子技术论坛电子发烧友由输入回路由输出回路交流等效电路结论：Ri小、Ro大、Ai<1,频率特性好，常作宽带放大。电子技术论坛电子发烧友2.5.3三种接法(组态)的比较CECCCBAu

AiRi

Ro应用大(反相)<1大(同相)大大<1中大小大小大低频电压放大输入、输出宽带放大电子技术论坛电子发烧友CECCCB2.152.18三种组态的比较电子技术论坛电子发烧友CECCCBAu

Ri

Ro

三种组态的比较电子技术论坛电子发烧友2.6晶体管基本放大电路的派生电路2.6.1复合管(达林顿管)放大电路一.复合管的组成及其电流放大系数复合管的组成原则：1）C1或E1连接B2为实现电流放大β↑2）均工作在放大区原则：复合管内部各电极的电流应方向一致，复合后的电极电流是内部各电极电流之和。(a)电子技术论坛电子发烧友结论：复合管的类型由T1决定；复合管的电流放大系数β≈β1β2。(c)(b)(d)电子技术论坛电子发烧友原则：复合管内部各电极的电流应方向一致，复合后的电极电流是内部各电极电流之和。电子技术论坛电子发烧友(a)、(b)：同类复合；(c)、(d)：异类复合。结论：复合管的类型由T1决定；复合管的电流放大系数β≈β1β2。哪个管是T1？T1的基极就是复合管的基极。电子技术论坛电子发烧友二.复合管共射放大电路Ri=Rb∥[rbe1+(1+β)rbe2]结论：输入电阻增大，增强电流放大能力。电子技术论坛电子发烧友三.复合管共集放大电路结论：输入电阻增大，输出电阻减小。电子技术论坛电子发烧友2.6.2共射-共基放大电路(不要把两个管子看成一个复合管，而是两个管之间是直接耦合。)特点：既保持共射放大电路电压放大能力较大的优点，又获得共基放大电路较好的高频特性。电子技术论坛电子发烧友2.6.3共集-共基放大电路(不要把两个管子看成一个复合管，而是两个管之间是直接耦合。)特点：具有较宽的通频带。若β1=β2=β

，则：