模拟电子技术(电气工程师培训)

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了解载流子的分散、漂移；PN结构成2放大电路根底2.1掌握根本放大电路、静态任务点、直流负载和交流负载(线)2.2掌握放大电路的根本分析方法2.3了解放大电路频率特性和主要目的2.4了解反响概念、类型和极性；电压串联负反响分析计算2.5了解正负反响特点；其他类型分析；对性能影响；自激缘由和条件2.6了解消除自激方法，去耦电路3集成运算放大器及其运用3.1掌握放大电路计算；了解典型差放任务原理；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运用3.3了解多级放大器的频率呼应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任务原理，传输特性；积分、微分电路任务原理3.5掌握实践运放电路的分析；了解对数和指数运算电路任务原理，输入输出关系；运用乘法器〔平方、均方根、除法〕3集成运算放大器及其运用3.6了解模拟乘法器的任务原理4信号处置电路4.1了解滤波器的概念、种类和幅频特性；比较器的任务原理，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，传送函数，带通截止频率，电压比较器的分析法；检波器、采样坚持电路任务原理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振荡器任务原理、相位关系；了解矩形、三角、锯齿波发生电路任务原理，振荡周期计算5.2了解文氏电桥振荡器的稳幅措施；石英晶体振荡器任务原理；各种振荡器适用场所；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任务原理，输出功率和转换功率计算6.2掌握集胜利率放大器内部组成；了解功率管的选择、晶体管的几种任务形状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任务原理、电路计算；串联型稳压电路任务原理，参数选择，电压调理范围，三端稳压块的运用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；集成稳压电路任务原理及提高输出电压和扩流电路任务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前往硅稳压管伏安特性稳压管任务在反向电击穿区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电击穿区热击穿区前往载流子运动与PN结构成P型资料-多子空穴,少子电子N型资料-多子电子,少子空穴分散-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-分散与漂挪动态平衡(势垒,耗尽层)PN空间电荷区漂移分散前往根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前往共发射极放大器共集电极放大器共基极放大器静态任务点及其估算1.直流通路和直流负载直流通路-直流电流流通途径(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前往固定偏置电路VCCRBREIBICTRC前往射极偏置电路I2VCCRB1REIBICTRB2RC前往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前往放大电路根本分析方法1.图解分析法——非线性电路的普通分析方法，需求非线性曲线求解精度不高2.微变等效电路分析法——在静态任务点处线性展开，适宜小信号分析前往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前往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目的共发、共集、共基放大电路RLRBRCRETRLRBRCRErbeİbβİb前往共集电极放大电路共集放大电路又称射极跟随器，隔离级A=1，输入电阻大，输出电阻小VCCRB1RECICO++TRB2RLR'BREİbβİbrbeRLR'BRET前往放大电路频率特性1频率呼应幅频特性-放大倍数与频率关系相频特性-输入输出相位移与频率关系ffLfHAVM0.707AVMfH上限频率fL下限频率通频带BW=fH–fLAVM中频放大倍数前往电压放大电路主要目的电压放大器主要技术目的有：1。电压放大倍数AV=ΔVO/ΔVI|RL=C2。输入电阻Ri=ΔVI/ΔII|RL=C3。输出电阻RO=ΔVO/ΔIO|RL=∞放大器等效电路+-r0RL-+～放大器riRS前往放大器等效电路放大器对信号源而言是一负载，用ri等效对负载RL而言，放大器等效为信号源Eo和ro+-r0RL-+～放大器riRS前往反响概念反响-放大器输出信号反送到输入端，从而影响放大器性能正反响〔使净输入添加〕和负反响〔使净输入减小〕直流反响〔稳定任务点〕和交流反响〔改善交流特性〕部分反响〔影响部分性能〕和级间反响〔影响整体性能〕前往四种反响类型电压反响：XO=VO，Xf∝VO；电流反响：XO=IO，Xf∝IO串联反响：Xf=Vf，并联反响：Xf=If反响普通表达式：Af=A/(1+AF)根本放大器反响网络+–1。电压串联负反响2。电流串联负反响3。电压并联负反响4。电流并联负反响前往反响框图电压串联负反响共集放大器，同相比例运算电路都是电压串联反响根本放大器反响网络前往放大电路根底例一前往四种反响类型电压串联负反响分析计算电路分析：1。两级电容耦合NPN放大电路〔负电源〕2。级间反响元件引入电压串联反响3。瞬时极性断定为负反响4。反响信号是RE1上电压Vf正比于输出电压Vf100k30k10k3.3k1001.5k10k1.5k6.2k1k9.12.7k2.7kRLRf=4.7kvOvI10μF10μF10μF100μF33μF-VCCRE1T1T2S深度负反响分析：Vf=VoRE1/(RE1+Rf)AVf=Vo/Vf=(RE1+Rf)/RE1前往1电压串联负反响前往2放大电路根底电压并联负反响集基偏置电路，反相比例运算电路都是电压并联反响

根本放大器反响网络前往电流串联负反响射极偏置共发电路〔微变等效电路中RE≠0〕是电流串联负反响根本放大器反响网络前往电流并联负反响电流并联负反响电路根本放大器反响网络前往电压并联负反响电路电流串联负反响电路电流并联负反响电路负反响对放大电路性能影响1.闭环放大倍数稳定性提高2.减小环路内非线性失真3.闭环带宽增大4.对输入输出电阻影响：电压反响输出电阻减小电流反响输出电阻增大串联反响输入电阻增大并联反响输入电阻减小前往差动放大器根本概念直流放大器零漂问题差模(输入)信号vi1=-vi2=vid/2共模(输入)信号vi1=vi2=vic差模放大倍数Avd=vod/vid共模放大倍数Avc=voc/vic共模抑制比KCMR(CMRR)=Avd/Avc放大器vi1vi2vivovo2vo1RRvid=vi1-vi2vic=(vi1+vi2)/2零漂问题和抑制零漂的差动原理采用直接耦合以放大极低频率及直流信号。但因温度变化前级任务点形状变化被后级作为信号而加以放大,呵斥零输入而非零输出景象—零点漂移利用差动原理可抑制零漂vi2vo2Av2vi1vo1Av1vivovi1vo1Av1vo=vo1-vo2=Av1vi1-Av2vi2=Av1vid=Av2vid=Avdvid前往差放根本概念前往集成运放典型差放动态和静态分析长尾电路和带恒流源差放静态计算典型差放动态计算vi1vO+VCCT1RERWT2-VCCvi2RRRbARbRcRcvi1vO+VCCT1RERWT2-VCCvi2RbARbRcRcRb2Rb1T3前往典型差放动态分析双端输出：Avd=Av1(R'L=Rc//(RL/2)),Ro=2Rc,Rid=2Ri1单端输出：Avd=Av1(R'L=Rc//RL)/2,Ro=Rc,Rid=2Ri1Avc=A'v1(R'L=Rc//RL)vi1vO1T1RW/2RbRcvi1vO1T1RW/2RbRc2RE恒流源电路用替代RE前往差放动静态分析前往集成运放集成运放主要参数开环(差模)电压放大倍数Avd(Avo)(差模)输入电阻Ri(d)和输出电阻Ro共模抑制比KCMR输入失调电压VIO和输入失调电流IIO基极电流IB开环带宽BW和单位增益带宽BWG最大差模输入电压Vidmax最大共模输入电压VIcmax等前往集成运放特点和组成特点：三极管参数一致性好；电阻为沟道电阻，大电阻需外接；PN结电容，大电容需外接；恒流源作偏置电路和有源负载四部分组成：差动输入级，中间电压放大级，〔功率〕输出级和偏置电路新旧符号+-+∞vPvNvO+-vPvNvO前往恒流源电路恒流源具有静态电阻小动态电阻大的特点有三极管恒流源，镜像恒流源和微电流源+VCCT1IoT2RIREF2IBREIO+VCCTRb1Rb2D前往复合管NPN+NPN复合NPN+PNP复合PNP+NPN复合PNP+PNP复合T1T2IC1IC2ICIB1IBIE2IET1T2IBIEICIEIBT1T2ICIBT1T2ICIE前往理想运算放大器及其分析法理想运放条件：AVO→∞，Ri→∞，Ro→0，KCMR→∞，BW→∞运放线性运用特点：VP=VN，Ii=0，“虚短〞+-+∞vPvNvO前往反相比例运算由于Ii=0，所以VP=0由于VN=VP=0，所以N点地电位“虚地〞R平衡电阻+-+∞vivORR1RFI1IiIF前往同相比例运算由于Ii=0，所以VP=vi由于运放输入端电流为0，所以反相端“虚断〞R平衡电阻前往+-+∞vivORR1RFIi差动运算利用迭加原理和虚短虚断概念+-+∞vi1vOR1RFIiR2R3vi2前往电压跟随器+-+∞vOIivi前往积分、微分电路积分电路，时间常数τ=RC要大于Tvi=E，Vo=0时+-+∞vivORCiitvivoRC越大三角波幅度越小前往微分电路微分电路时间常数τ=RC要小于T/2+-+∞vivORCiitvivo前往对数、反对数运算对数运算+-+∞vivORiEiF反对数运算+-+∞vivORiCi都与温度有关前往模拟乘法器及运用乘法器符号乘法器运用留意负反响,运放线性运用vXvYvO=KvXvY+-+∞vi1vORv2Rvi2+-+∞vivORv2R前往二象限除法vi2大于0负电压开方有源滤波器概念传送函数频率特性(幅频和相频)理想特性ωωHωωLωωLωHω0ωωLωH前往一阶低通滤波器其中是通带内放大倍数是上限截止角频率+-∞+236RvOR1vICRFωA00.707A0ωH20dB/10倍频前往二阶低通滤波器二阶压控电压源有源低通滤波器二阶有源低通滤波器类似的频率特性(幅频特性)+-∞+vOvIRRCCR1RF+-∞+RvORvIC2C1前往二阶低通滤波器幅频特性等效质量要素Q对幅频特性影响Q=0.707时有最大平坦通频带衰减特性40dB/10倍频程Q越大峰值越大ωA00.707A0ωHQ=5Q=2Q=0.707Q=0.5前往信号处置电路前往二阶低通滤波器比较器及其传输特性运放开环(非线性)运用电压传输特性迟滞比较器电压传输特性V0+

vIV0-

线性范围+-+∞vIvO+-+∞vIvOVREFvIV0+V0-

VREF前往迟滞比较器及其传输特性正向阈值V+和反向阈值V–电压回差电压VH=V+-V–运用：波形变换R2+-+∞vIvOR1RDZvRvIV0+=VZV0-=-VZV+V-前往比较器前往信号处置电路迟滞比较器波形变换电压增大时与V+比较电压减小时与V–比较电压介于V+和V–之间输出坚持原先值tvivoV+V―VO+VO―前往迟滞比较器前往比较器前往信号处置电路自激振荡条件自激振荡-无输入信号电路自动输出一定频率和幅度的信号正弦波振荡器-输出为正弦信号的振荡器振荡条件相位平衡条件幅度平衡条件起振条件放大器选频网络相位平衡条件决议能否振荡及振荡频率前往RC选频特性和(电桥)振荡器单级RC电路移相0~90度(超前或滞后)RC串并联网络选频特性RRCCωω0φF+90–90ωω0F1/3前往文氏电桥振荡器运放和R1RF组成同相放大器A=(R1+RF)/R1φA=0由相位平衡条件必需φF=0,得振荡频率由幅度和起振平衡条件,A必需略大于3D起稳幅作用18kR28.2k12kRW2.7k+-∞+236vOR3D1D2RRCC6.8kABR1RF前往RC振荡器前往信号产生电路LC选频特性和LC振荡器LC选频特性(谐振)相位条件转化为瞬时极性(正反响)变压器反响LC振荡器三点式振荡器(构造判别)T1VCCRB1RE++C1C2L**+++++RB2φA=0(共基),φF=0前往三点式振荡器Z1和Z2同电抗性质Z3和Z2(Z1)不同电抗Z1+-∞+Z2Z3T1VCCRB1RE+C1C2L+++RB2T1VCCRB1RE++CL+++RB2L1L2电容三点式电感三点式前往LC振荡器前往信号发生电路非正弦波振荡器滞廻比较器加延时环节改动时间常数RC改动频率改动VR改动频率(压控振荡)R并联D充放电时间不同占空比不同R2+-+∞vO1R1RDZvRCvO2前往V+V–Vo+Vo–vO1vO2vO1积分石英晶体振荡器石英晶体振荡器特性石英晶体振荡电路任务于串联谐振频率fS和并联谐振频率fP之间调理C可微调输出频率fO电容性电感性XffSfPO+-+∞vOR1XC前往功放电路的特点大信号电压电流大可输出交流功率大小电源效率问题(甲类功放乙类功放等)失真问题(甲乙类功放)器件极限参数(平安)问题前往互补对称功放电路双电源互补对称功放电路,静态VA=0单电源互补对称功放电路,静态VA=VCC/2T1,T2轮番任务,各导电(T/2)180度(乙类)目的计算vIvO+VCCRLT1T2A-VCCvIvO+VCCRLCLT1T2A+前往乙类功放目的计算最大不失真输出功率Pomax最大电源效率ηmax最大管耗PTmax单电源用VCC/2替代公式中VCCvIvO+VCCRLT1T2A-VCC前往互补对称功放前往功率放大电路甲乙类功放T1组成推进(鼓励)级，T2、T4和T3、T5分别构成复合功放管，组成互补对称输出级。仅从输出级思索，OTL功率放大器的下限频率fL主要由巧合电容CL和负载电阻RL决议vIvO+VCC2200μFIC4T1DC2RW1100k3.9kRLCLRW21k8202k10k1.5/p>