注册电气工程师基础考试精讲一四

1.半导体及二极管1.1掌握二极管和稳压管特性和参数1.2了解载流子的扩散、漂移；PN结形成2放大电路基础2.1掌握基本放大电路、静态工作点、直流负载和交流负载(线)2.2掌握放大电路的基本分析方法2.3了解放大电路频率特性和主要指标2.4了解反馈概念、类型和极性；电压串联负反馈分析计算2.5了解正负反馈特点；其他类型分析；对性能影响；自激原因和条件2.6了解消除自激方法，去耦电路3集成运算放大器及其应用3.1掌握放大电路计算；了解典型差放工作原理；差模、共模、零漂概念，静动态计算，输入输出相位关系，集成参数含义3.2掌握集成运放特点和组成；了解多级放大的耦合方式；零漂抑制原理；了解复合管的正确接法及等效参数计算；恒流源作有源负载和偏置电路3集成运算放大器及其应用3.3了解多级放大器的频率响应3.4掌握理想运放的虚短、虚地、虚断概念及其分析方法；反相、同相、差动输入比例器及电压跟随器工作原理，传输特性；积分、微分电路工作原理3.5掌握实际运放电路的分析；了解对数和指数运算电路工作原理，输入输出关系；应用乘法器（平方、均方根、除法）3集成运算放大器及其应用3.6了解模拟乘法器的工作原理4信号处理电路4.1了解滤波器的概念、种类和幅频特性；比较器的工作原理，传输特性和阀值，输入输出波形关系4.2了解一阶和二阶低通滤波器电路分析；主要性能，传递函数，带通截止频率，电压比较器的分析法；检波器、采样保持电路工作原理4.3了解高通、低通、带通电路和低通电路的对偶关系、特性5信号发生电路5.1掌握自激振荡条件，RC文氏电桥振荡器起振条件，频率计算；LC振荡器工作原理、相位关系；了解矩形、三角、锯齿波发生电路工作原理，振荡周期计算5.2了解文氏电桥振荡器的稳幅措施；石英晶体振荡器工作原理；各种振荡器适用场合；压控振荡器组成，原理，频率估算，输入输出关系6功率放大电路6.1掌握功率放大电路的特点；了解互补推挽功放电路工作原理，输出功率和转换功率计算6.2掌握集成功率放大器内部组成；了解功率管的选择、晶体管的几种工作状态6.3了解自举电路；功放管的发热7直流稳压电源7.1掌握桥式整流及滤波电路工作原理、电路计算；串联型稳压电路工作原理，参数选择，电压调节范围，三端稳压块的应用7.2了解滤波电路外特性；硅稳压管稳压电路限流电阻选择7.3了解倍压整流电路原理；集成稳压电路工作原理及提高输出电压和扩流电路工作原理二极管伏安特性OA段正向特性OB段反向特性BC段击穿特性VD死区电压(硅0.6-0.7V,锗0.1-0.2V)VB击穿电压(额定电压=VB/2)VBiD(mA)vD(V)(μA)oAVDBC返回硅稳压管伏安特性稳压管工作在反向电击穿区VZ稳定电压(IW=IWmin-IWmax)IW稳定电流电击穿-可恢复热击穿-不可恢复-VZiD(mA)vD(V)o-IWmax-IWmin电击穿区热击穿区返回载流子运动与PN结形成P型材料-多子空穴,少子电子N型材料-多子电子,少子空穴扩散-多子浓度差产生的载流子定向运动漂移-少子受电场作用产生的定向运动PN结-扩散与漂移动态平衡(势垒,耗尽层)PN空间电荷区漂移扩散返回基本放大电路三种组态-共射，共集，共基三极管放大条件-内部,外部VCCRBRCRECICO++TvbvcVCCRB1RECICO++TRB2CBVCCRB1RECICO++TRB2RC返回共发射极放大器共集电极放大器共基极放大器静态工作点及其估算1.直流通路和直流负载直流通路-直流电流流通路径(电容开路)直流负载-三极管集电极直流电阻2.固定偏置和射极偏置VCCRB1REIBICTRCI2VCCRB1REIBICTRB2RC返回固定偏置电路VCCRBREIBICTRC返回射极偏置电路I2VCCRB1REIBICTRB2RC返回交流通路和交流负载1.交流通路-交流电流的通路(耦合傍路电容短路,直流恒压源短路电流源开路)2.交流负载-三极管集电极交流电阻R'LVCCRBRCRECICO++TRLRLRBRCRETR'L=RC//RL返回放大电路基本分析方法1.图解分析法——非线性电路的一般分析方法，需要非线性曲线求解精度不高2.微变等效电路分析法——在静态工作点处线性展开，适合小信号分析返回图解分析法直流负载线－ＭＮ直线交流负载线－过Ｑ点斜率等于-1/R'L直线vCEiCQOVCCVCEQICQMNPIB=0IB=20IB=40IB=60IB=802/mA/V直流负载线交流负载线α返回微变等效电路分析法1.画放大器交流通路2.用三极管微变等效模型替代三极管3.由所得线性电路求解放大器动态指标共发、共集、共基放大电路RLRBRCRETRLRBRCRErbeİbβİb返回共集电极放大电婆路共集轻放大阿电路墙又称诱射极呆跟随外器，步隔离价级A=1，输入电艘阻大，吧输出电阴阻小VCCRB1RECICO++TRB2RLR'BREİbβİbrbeRLR'BRET返回放大乖电路务频率今特性1频率洞响应幅频特大性-放大倍普数与频肌率关系相频特欧性-输入痰输出录相位欠移与卷频率追关系ffLfHAVM0.707AVMfH上限频潜率fL下限么频率通频带BW蔑=fH–fLAVM中频喘放大躬倍数返回电压放喉大电路线主要指站标电压放喝大器主胆要技术六指标有机：1。电颂压放草大倍朋数AV=ΔVO/ΔVI|RL=C2。输入电距阻Ri=ΔVI/ΔII|RL=C3。输出电仙阻RO=ΔVO/ΔIO|RL=∞放大涝器等效电齐路+-r0RL-+～放大器riRS返回放大慌器等俘效电怪路放大溪器对密信号起源而刘言是援一负威载，撑用ri等效对负载RL而言，养放大器恋等效为犹信号源Eo和ro+-r0RL-+～放大器riRS返回反馈概须念反馈-放大模器输舅出信琴号反雹送到汪输入肢端，肥从而翠影响此放大机器性珍能正反莲馈（畅使净血输入速增加千）和煤负反昏馈（摊使净杠输入辰减小赴）直流耽反馈磨（稳折定工搬作点炮）和演交流剥反馈棒（改躬善交堵流特祖性）局部反充馈（影子响局部袍性能）献和级间歼反馈（擦影响整述体性能漏）返回四种反购馈类型电压反年馈：XO=VO，Xf∝VO；电流覆反馈尚：XO=IO，Xf∝IO串联反呼馈：Xf=Vf，并联数反馈序：Xf=If反馈一择般表达漏式：Af=A/(1梳+AF)基本放大器反馈网络+–1。电压串彻联负反宴馈2。电流串槐联负反捎馈3。电压狭并联园负反穿馈4。电流并灯联负反素馈返回反馈孕框图电压传串联映负反驳馈共集放大独器，同冈相比例贷运算电茶路都是泉电压串衬联反馈基本放大器反馈网络返回放大电愉路基础例一返回四种足反馈福类型电压串周联负反驱馈分析毕计算电路分未析：1。两级爱电容耦股合NPN放大遇电路破（负牺电源喝）2。级间分反馈元篇件引入情电压串驳联反馈3。瞬时孝极性判柱定为负怠反馈4。反馈胜信号是RE1上电压Vf正比狐于输狡出电耐压Vf100k30k10k3.3k1001.5k10k1.5k6.2k1k9.12.7k2.7kRLRf=4.7kvOvI10μF10μF10μF100μF33μF-VCCRE1T1T2S深度岩负反伐馈分司析：Vf=VoRE1/(RE1+Rf)AVf=Vo/Vf=(球RE1+Rf)/RE1返回1电压蹄串联纪负反兽馈返回2放大电更路基础电压并迈联负反分馈集基偏莫置电路烛，反相准比例运世算电路决都是电仅压并联耻反馈基本放大器反馈网络返回电流串复联负反铸馈射极偏术置共发捉电路陕（微挽变等权效电捞路中RE≠0）是电节流串克联负洽反馈基本放大器反馈网络返回电流票并联订负反倘馈电流并窄联负反驼馈电路基本放大器反馈网络返回负反馈对放喂大电抵路性颤能影闷响1.闭环放串大倍数欠稳定性射提高2.减小环偷路内非钻线性失抛真3.闭环带猴宽增大4.对输入羡输出电桨阻影响下：电压漫反馈丘输出速电阻沾减小电流反箩馈输出贯电阻增对大串联淡反馈暴输入键电阻蛋增大并联透反馈之输入抱电阻文减小返回差动放涝大器基孟本概念直流势放大号器零漂问题差模(输入)信号vi1=-vi2=vid/2共模(输入)信号vi1=vi2=vic差模放仿大倍数Avd=vod/vid共模放哈大倍数Avc=voc/vic共模乱抑制曲比KCM骄R(CM迅RR钩)恶=Avd/Avc放大器vi1vi2vivovo2vo1RRvid=vi1-vi2vic=(vi1+vi2)/策2零漂问起题和抑碗制零漂久的差动惜原理采用洋直接童耦合抹以放禽大极前低频珠率及美直流售信号菌。但决因温晴度变酸化前漫级工向作点壁状态捐变化玻被后材级作秒为信铲号而恳加以左放大,造成颤零输耐入而井非零坦输出辣现象—零点严漂移利用差弹动原理吨可抑制心零漂vi2vo2Av2vi1vo1Av1vivovi1vo1Av1vo=vo1-vo2=Av1vi1-Av2vi2=Av1vid=Av2vid=Avdvid返回差放基乐本概念返回集成虾运放典型差柿放动态恭和静态苏分析长尾样电路模和带娃恒流悉源差钢放静智态计北算典型己差放动态赤计算vi1vO+VCCT1RERWT2-VCCvi2RRRbARbRcRcvi1vO+VCCT1RERWT2-VCCvi2RbARbRcRcRb2Rb1T3返回典型差闯放动态主分析双端输佳出：Avd=Av1(R'L=Rc//(RL/2踢))找,捉Ro=脉2Rc,Rid=2Ri1单端输泽出：Avd=Av1(R'L=Rc//RL)/遍2,醒Ro=Rc,Rid=2盆Ri1Avc=A'v1(R'L=Rc//RL)vi1vO1T1RW/2RbRcvi1vO1T1RW/2RbRc2RE恒流源册电路用识替绘代RE返回差放动静态骂分析返回集成运杰放集成辆运放哥主要纷参数开环(差模)电压饮放大遣倍数Avd(Avo)(差模)输入宇电阻Ri(d)和输出努电阻Ro共模慈抑制博比KCMR输入失滚调电压VIO和输入僻失调茂电流IIO基极胃电流IB开环带星宽BW和单位犹增益带妥宽BWG最大脂差模保输入览电压Vid猴ma同x最大共挥模输入劫电压VIc亡ma浮x等返回集成运令放特点缝和组成特点枣：三馅极管太参数激一致害性好已；电仍阻为畅沟道诞电阻迈，大纲电阻胀需外览接；PN结电彻容，帖大电折容需电外接思；恒抱流源娱作偏揭置电比路和猛有源浅负载四部脚分组滔成：灯差动相输入撤级，惯中间站电压军放大苦级，敞（功内率）猴输出堤级和辛偏置访电路新旧楼符号+-+∞vPvNvO+-vPvNvO返回恒流源甘电路恒流源疼具有静顶态电阻参小动态患电阻大陶的特点有三精极管讯恒流鼻源，邀镜像墙恒流具源和伯微电序流源+VCCT1IoT2RIREF2IBREIO+VCCTRb1Rb2D返回复合袜管NPN流+NP目N复合NPN棕+PN较P复合PNP胜+NP幅N复合PN婚P+鸽PN撇P复合T1T2IC1IC2ICIB1IBIE2IET1T2IBIEICIEIBT1T2ICIBT1T2ICIE返回理想运枕算放大臭器及其有分析法理想帝运放启条件庭：AVO→∞，Ri→∞，Ro→0，KCM继R→∞，BW腔→∞运放线挑性应用押特点：VP=VN，Ii=0，“虚短是”+-+∞vPvNvO返回反相比秒例运算因为Ii=0，所以VP=0因为VN=VP=0，所以N点地电企位“虚便地”R平衡缓电阻+-+∞vivORR1RFI1IiIF返回同相比勺例运算因为Ii=0，所以VP=vi因为运幸放输入结端电流酱为0，所以观反相城端“什虚断误”R平衡镰电阻返回+-+∞vivORR1RFIi差动困运算利用通迭加扎原理柜和虚挥短虚嗽断概牵念+-+∞vi1vOR1RFIiR2R3vi2返回电压跟伙随器+-+∞vOIivi返回积分、微分贝电路积分阔电路供，时世间常盖数τ=RC要大限于Tvi=E，Vo=0时+-+∞vivORCiitvivoRC越大涌三角作波幅药度越虽小返回微分童电路微分电疑路时间丸常数τ=RC要小于T/2+-+∞vivORCiitvivo返回对数、反对数昌运算对数渔运算+-+∞vivORiEiF反对数姑运算+-+∞vivORiCi都与温度有环关返回模拟葬乘法狮器及粪应用乘法荐器符它号乘法巾器应虚用注温意负恢反馈,运放线斑性应用vXvYvO=KvXvY+-+∞vi1vORv2Rvi2+-+∞vivORv2R返回二象有限除段法vi2大于0负电塌压开陷方有源挺滤波注器概耀念传递函水数频率特少性(幅频和所相频)理想特舱性ωωHωωLωωLωHω0ωωLωH返回一阶低玩通滤波谣器其中竖是通比带内忌放大目倍数是上限求截止角搞频率+-∞+236RvOR1vICRFωA00.707A0ωH20dB/10倍频返回二阶稠低通咳滤波姻器二阶过压控郑电压祖源有景源低扶通滤类波器二阶有骡源低通连滤波器相似挣的频乡丰率特穷性(幅频特边性)+-∞+vOvIRRCCR1RF+-∞+RvORvIC2C1返回二阶愁低通比滤波羞器幅奶频特蒙性等效品的质因素Q对幅头频特轧性影李响Q=缠0.滥70风7时有夫最大浓平坦凯通频恭带衰减特血性40dB禾/1还0倍频程Q越大捉峰值区越大ωA00.707A0ωHQ=5Q=2Q=0.707Q=0.5返回信号延处理隶电路返回二阶低桐通滤波回器比较器撕及其传章输特性运放开环(非线性)应用电面压传输侮特性迟滞马比较器电压及传输苍特性V0+

vIV0-

线性范围+-+∞vIvO+-+∞vIvOVREFvIV0+V0-

VREF返回迟滞厌比较掘器及洞其传孔输特木性正向键阈值V+和反览向阈朽值V–电压回差电来压VH=V+-V–应用：波形变厕换R2+-+∞vIvOR1RDZvRvIV0+=VZV0-=-VZV+V-返回比较器返回信号束处理欠电路迟滞牺比较洪器波柳形变召换电压骑增大馋时与V+比较电压减谢小时与V–比较电压介晌于V+和V–之间稍输出营保持嘱原先黎值tvivoV+V―VO+VO―返回迟滞良比较鸭器返回比较器返回信号处蔬理电路自激振荡条丘件自激升振荡-无输浊入信袜号电培路自仆动输释出一殿定频凶率和志幅度荣的信宫号正弦波酬振荡器-输出懂为正军弦信顺号的绸振荡睛器振荡亡条件相位平硬衡条件幅度平效衡条件起振条劲件放大器选频网络相位甲平衡贴条件童决定卸能否齐振荡洲及振亿荡频钻率返回RC选频渴特性织和(电桥)振荡绘器单级RC电路移洁相0~90度(超前或选滞后)RC串并联两网络选介频特性RRCCωω0φF+90–90ωω0F1/3返回文氏奥电桥骡振荡静器运放和R1RF组成同捷相放大敲器A=(活R1+汁RF)/池R1φA=0由相吹位平杜衡条是件必竖须φF=0,得振荡耀频率由幅湾度和桥起振泻平衡兄条件,A必须怠略大狸于3D起稳钟幅作盐用18kR28.2k12kRW2.7k+-∞+236vOR3D1D2RRCC6.8kABR1RF返回RC振荡器返回信号追产生丘电路LC选频鞋特性赶和LC振荡窃器LC选频特扣性(谐振)相位触条件沫转化色为瞬株时极迹性(正反馈)变压副器反贤馈LC振荡器三点比式振荡唱器(结构判歇别)T1VCCRB1RE++C1C2L**+++++RB2φA=0(共基),φF=0返回三点式罗振荡器Z1和Z2同电抗生性质Z3和Z2(Z1)不同锦电抗Z1+-∞+Z2Z3T1VCCRB1RE+C1C2L+++RB2T1VCCRB1RE++CL+++RB2L1L2电容局三点疼式电感正三点茄式返回LC振荡器返回信号狐发生悔电路非正弦例波振荡戏器滞廻比较晓器加搂延时吊环节改变时趟间常数RC改变频齿率改变VR改变摇频率(压控振敏荡)R并联D充放电服时间不顺同占空难比不同R2+-+∞vO1R1RDZvRCvO2返回V+V–Vo+Vo–vO1vO2vO1积分石英晶峰体振荡君器石英晶肺体振荡都器特性石英晶肯体振荡井电路工作绞于串砍联谐誉振频予率fS和并施联谐财振频渔率fP之间调节C可微季调输什出频府率fO电容性电感性Xff

S

fPO+-+∞vOR1XC返回功放壶电路侵的特偿点大信号电警压电流粱大可输出售交流功袜率大小电源效灯率问题(甲类功软放乙类雕功放等)失真燃问题(甲乙类功放)器件极宣限参数(安全)问题返回互补轿对称浆功放醋电路双电源抖互补爬对称降功放调电路,静态VA=0单电析源互刻补对每称功筐放电测路,静态VA=VCC/2T1,T2轮流工峰作,各导电(T/2末)18川0度(乙类)指标计算vIvO+VCCRLT1T2A-VCCvIvO+VCCRLCLT1T2A+返回乙类秤功放指标皱计算最大洽不失足真输宫出功屡率Pomax最大电惩源效率ηmax最大管歇耗PTma许x单电挖源用VCC/2替代瘦公式晴中VCCvIvO+VCCRLT1T2A-VCC返回互补睬对称帽功放返回功率放叨大电路甲乙类驾功放T1组成断推动(激励)级，T2、T4和T3、T5分别胶构成险复合逃功放墙管，卵组成稀互补自对称嫂输出补级。惯仅从袋输出间级考勺虑，OT楼L功率放绞大器的姓下限频太率fL主要由雪偶合电妨容CL和负载默电阻RL决定vIvO+VCC2200μFIC4T1DC2RW1100k3.9kRLCLRW21k8202k10k1.5330.3310220μF47μF100μFT2T4T3T5AR2