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文档简介
2.2理想运算放大器1.
vo的饱和极限值等于运放的电源电压V+和V-
2.运放的开环电压增益很高
假设〔vP-vN〕>0
那么vO=+Vom=V+
假设〔vP-vN〕<0
那么vO=–Vom=V-3.假设V-<vO<V+
那么〔vP-vN〕04.输入电阻ri的阻值很高
使iP≈0、iN≈0
5.输出电阻很小,ro
≈0理想:ri≈∞
ro≈0
Avo→∞vo=Avo(vp-vn)图2.2.1运放的简化电路模型由运放引入负反响而得到的虚短和虚断两个重要概念,是分析由运放组成的各种线性应用电路的利器,必须熟练掌握。2.3.1同相放大电路〔a〕电路图〔b〕小信号电路模型图2.3.1同相放大电路1.根本电路
2.3.1同相放大电路5.电压跟随器根据虚短和虚断有vo=vn≈vp=vi〔可作为公式直接使用〕2.3.2反相放大电路〔a〕电路图〔b〕由虚短引出虚地vn≈0图2.3.5反相放大电路1.根本电路
〔1〕电压增益Av根据虚短和虚断的概念有
vn≈
vp=
0
,ii=0所以i1=i2
即〔可作为公式直接使用〕2.3.2反相放大电路2.4.1求差电路从结构上看,它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。当则若继续有则根据虚短、虚断和N、P点的KCL得:2.4.1求差电路从放大器角度看时,增益为〔该电路也称为差分电路或减法电路〕2.4.3求和电路根据虚短、虚断和N点的KCL得:若则有〔该电路也称为加法电路〕2.4.4积分电路和微分电路1.积分电路式中,负号表示vO与vI在相位上是相反的。根据“虚短〞,得根据“虚断〞,得因此电容器被充电,其充电电流为设电容器C的初始电压为零,那么〔积分运算〕2.4.4积分电路和微分电路当vI为阶跃电压时,有vO与t成线性关系1.积分电路2.4.4积分电路和微分电路2.微分电路end本征半导体、杂质半导体自由电子、空穴
N型半导体、P型半导体多数载流子、少数载流子施主杂质〔5价〕、受主〔3价〕杂质end3.2.1载流子的漂移与扩散漂移运动:在电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。扩散运动:由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散运动。
PN结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流;PN结加反向电压时,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流。
由此可以得出结论:PN结具有单向导电性。3.2.4PN结的反向击穿当PN结的反向电压增加到一定数值时,反向电流突然快速增加,此现象称为PN结的反向击穿。热击穿——不可逆雪崩击穿齐纳击穿电击穿——可逆3.3.2二极管的伏安特性二极管的伏安特性曲线可用下式表示锗二极管2AP15的V-I特性硅二极管2CP10的V-I特性3.3.3二极管的主要参数(1)最大整流电流IF(2)反向击穿电压VBR和最大反向工作电压VRM(3)反向电流IR(4)正向压降VFend3.4.2二极管电路的简化模型分析方法1.二极管V-I特性的建模将指数模型分段线性化,得到二极管特性的等效模型。(1)理想模型(a)V-I特性(b)代表符号(c)正向偏置时的电路模型(d)反向偏置时的电路模型3.4.2二极管电路的简化模型分析方法1.二极管V-I特性的建模(2)恒压降模型(a)V-I特性(b)电路模型(3)折线模型(a)V-I特性(b)电路模型3.5特殊二极管
齐纳二极管(稳压二极管)1.符号及稳压特性利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。(1)稳定电压VZ(2)动态电阻rZ在规定的稳压管反向工作电流IZ下,所对应的反向工作电压。rZ=
VZ/
IZ(3)最大耗散功率
PZM(4)最大稳定工作电流IZmax和最小稳定工作电流IZmin(5)稳定电压温度系数——
VZ2.稳压二极管主要参数齐纳二极管3.稳压电路正常稳压时VO=VZ齐纳二极管半导体三极管的结构示意图如下图。它有两种类型:NPN型和PNP型。4.1.1BJT的结构简介(a)NPN型管结构示意图(b)PNP型管结构示意图(c)NPN管的电路符号(d)PNP管的电路符号三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过载流子传输表达出来的。外部条件:发射结正偏集电结反偏4.1.2放大状态下BJT的工作原理1.内部载流子的传输过程发射区:发射载流子集电区:收集载流子基区:传送和控制载流子〔以NPN为例〕由于三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电,故称为双极型三极管或BJT(BipolarJunctionTransistor)。
IC=ICN+ICBOIE=IB+IC放大状态下BJT中载流子的传输过程2.电流分配关系根据传输过程可知IC=ICN+ICBO通常IC>>ICBO
为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般
=0.90.99
。IE=IB+IC放大状态下BJT中载流子的传输过程
是另一个电流放大系数。同样,它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般
>>1。根据IE=IB+ICIC=ICN+ICBO且令ICEO=(1+
)ICBO(穿透电流)2.电流分配关系3.三极管的三种组态共集电极接法,集电极作为公共电极,用CC表示。共基极接法,基极作为公共电极,用CB表示;共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE表示;BJT的三种组态综上所述,三极管的放大作用,主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输,然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是:〔1〕内部条件:发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度,且基区很薄。〔2〕外部条件:发射结正向偏置,集电结反向偏置。4.1.3BJT的V-I特性曲线
iB=f(vBE)
vCE=const(2)当vCE≥1V时,vCB=vCE
-vBE>0,集电结已进入反偏状态,开始收集电子,基区复合减少,同样的vBE下IB减小,特性曲线右移。(1)当vCE=0V时,相当于发射结的正向伏安特性曲线。1.输入特性曲线〔以共射极放大电路为例〕共射极连接饱和区:iC明显受vCE控制的区域,该区域内,一般vCE<0.7V(硅管)。此时,发射结正偏,集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE)
iB=const2.输出特性曲线输出特性曲线的三个区域:截止区:iC接近零的区域,相当iB=0的曲线的下方。此时,vBE小于死区电压。放大区:iC平行于vCE轴的区域,曲线根本平行等距。此时,发射结正偏,集电结反偏。4.1.3BJT的V-I特性曲线
(1)共发射极直流电流放大系数
=(IC-ICEO)/IB≈IC/IB
vCE=const1.电流放大系数
4.1.4BJT的主要参数与iC的关系曲线
(2)共发射极交流电流放大系数
=
IC/
IB
vCE=const1.电流放大系数
(3)共基极直流电流放大系数 =(IC-ICBO)/IE≈IC/IE
(4)共基极交流电流放大系数α
α=
IC/
IE
vCB=const当ICBO和ICEO很小时,≈
、≈
,可以不加区分。4.1.4BJT的主要参数(1)集电极最大允许电流ICM(2)集电极最大允许功率损耗PCM
PCM=ICVCE
3.极限参数4.1.4BJT的主要参数
3.极限参数4.1.4BJT的主要参数(3)反向击穿电压
V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反 向击穿电压。
V(BR)EBO——集电极开路时发射结的反 向击穿电压。
V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系
V(BR)CBO>V(BR)CEO>V(BR)EBO4.2共射极放大电路的工作原理4.2.1根本共射极放大电路的组成根本共射极放大电路4.2.2根本共射极放大电路的工作原理1.静态(直流工作状态)输入信号vi=0时,放大电路的工作状态称为静态或直流工作状态。直流通路VCEQ=VCC-ICQRc
4.2.2根本共射极放大电路的工作原理2.动态输入正弦信号vs后,电路将处在动态工作情况。此时,BJT各极电流及电压都将在静态值的根底上随输入信号作相应的变化。交流通路4.3.1图解分析法1.静态工作点的图解分析采用该方法分析静态工作点,必须三极管的输入输出特性曲线。共射极放大电路4.3.1图解分析法1.静态工作点的图解分析
列输入回路方程
列输出回路方程〔直流负载线〕 VCE=VCC-iCRc
首先,画出直流通路直流通路
在输出特性曲线上,作出直流负载线VCE=VCC-iCRc,与IBQ曲线的交点即为Q点,从而得到VCEQ和ICQ。
在输入特性曲线上,作出直线
,两线的交点即是Q点,得到IBQ。
根据vs的波形,在BJT的输入特性曲线图上画出vBE、iB的波形2.动态工作情况的图解分析
根据iB的变化范围在输出特性曲线图上画出iC和vCE的波形2.动态工作情况的图解分析3.静态工作点对波形失真的影响截止失真的波形饱和失真的波形3.静态工作点对波形失真的影响1.BJT的H参数及小信号模型
模型的简化hre和hoe都很小,常忽略它们的影响。
BJT在共射连接时,其H参数的数量级一般为4.3.2小信号模型分析法2.用H参数小信号模型分析根本共射极放大电路〔1〕利用直流通路求Q点
共射极放大电路一般硅管VBE=0.7V,锗管VBE=0.2V,。2.用H参数小信号模型分析根本共射极放大电路〔2〕画小信号等效电路H参数小信号等效电路2.用H参数小信号模型分析根本共射极放大电路〔3〕求放大电路动态指标根据那么电压增益为〔可作为公式〕电压增益H参数小信号等效电路2.用H参数小信号模型分析根本共射极放大电路〔3〕求放大电路动态指标输入电阻输出电阻令Ro=Rc所以4.4.2射极偏置电路〔1〕稳定工作点原理目标:温度变化时,使IC维持恒定。如果温度变化时,b点电位能根本不变,那么可实现静态工作点的稳定。T
稳定原理:
IC
IE
VE、VB不变
VBE
IB
IC
〔反响控制〕1.基极分压式射极偏置电路(a)原理电路(b)直流通路b点电位根本不变的条件:I1>>IBQ,此时,VBQ与温度无关VBQ>>VBEQRe取值越大,反响控制作用越强一般取I1=(5~10)IBQ,VBQ=3~5V
1.基极分压式射极偏置电路〔1〕稳定工作点原理1.基极分压式射极偏置电路〔2〕放大电路指标分析①静态工作点②电压增益<A>画小信号等效电路〔2〕放大电路指标分析②电压增益输出回路:输入回路:电压增益:<A>画小信号等效电路<B>确定模型参数,求rbe<C>增益〔2〕放大电路指标分析〔可作为公式用〕③输入电阻那么输入电阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻〔2〕放大电路指标分析④输出电阻输出电阻求输出电阻的等效电路网络内独立源置零负载开路输出端口加测试电压其中则当时,一般()〔2〕放大电路指标分析4.5.1共集电极放大电路1.静态分析共集电极电路结构如图示该电路也称为射极输出器由得直流通路①小信号等效电路4.5.1共集电极放大电路2.动态分析交流通路4.5.1共集电极放大电路2.动态分析②电压增益输出回路:输入回路:电压增益:其中一般,那么电压增益接近于1,电压跟随器即。4.5.1共集电极放大电路2.动态分析③输入电阻当,时,输入电阻大④输出电阻由电路列出方程其中那么输出电阻当,时,输出电阻小4.5.1共集电极放大电路2.动态分析共集电极电路特点:◆电压增益小于1但接近于1,◆输入电阻大,对电压信号源衰减小◆输出电阻小,带负载能力强。4.5.1共集电极放大电路4.5.2共基极放大电路1.静态工作点直流通路与射极偏置电路相同2.动态指标①电压增益输出回路:输入回路:电压增益:交流通路小信号等效电路②输入电阻③输出电阻2.动态指标小信号等效电路2.三种组态的比较各种场效应管的符号和特性曲线类型符号和极性转移特性输出特性uGSOIDSSiDUPuGSOIDSSiDUP-i-uDSOuGS=0V+1VD+2V+3VuGS=UP=+4VuDSOuGS=0V-1ViD-2V-3VuGS=UP=-4VuDSOuGS=5ViD3VuGS=UT=+2V4VuGSiDOUTGSD+-iD-+GSD+-iD-+GSD+-iD-+BJFETP沟道JFETN沟道增强型NMOSuGSOiDUPIDSSiDOUTuGSuGSOIDSSiDUPuDSOuGS=0ViD-2VuGS=UP=-4V+2V-iD-5VuGS=UT=-3VO-uDS-4VuGS=-6V-iD-2VuGS=UP=+4VO-uDS+2VuGS=0VGSD+-iDB+-GSD+-iD-+BGSD+-iDB-+耗尽型NMOS增强型PMOS耗尽型PMOS续表5.1.1N沟道增强型MOSFET2.工作原理〔1〕vGS对沟道的控制作用当vGS≤0时无导电沟道,d、s间加电压时,也无电流产生。当0<vGS<VT时产生电场,但未形成导电沟道〔感生沟道〕,d、s间加电压后,没有电流产生。当vGS>VT时在电场作用下产生导电沟道,d、s间加电压后,将有电流产生。
vGS越大,导电沟道越厚VT称为开启电压3.
V-I特性曲线及大信号特性方程〔1〕输出特性及大信号特性方程①截止区当vGS<VT时,导电沟道尚未形成,iD=0,为截止工作状态。5.1.1N沟道增强型MOSFET3.
V-I特性曲线及大信号特性方程〔1〕输出特性及大信号特性方程②可变电阻区vDS≤〔vGS-VT〕由于vDS较小,可近似为rdso是一个受vGS控制的可变电阻3.
V-I特性曲线及大信号特性方程〔1〕输出特性及大信号特性方程②可变电阻区
n:反型层中电子迁移率Cox:栅极〔与衬底间〕氧化层单位面积电容本征电导因子其中Kn为电导常数,单位:mA/V23.
V-I特性曲线及大信号特性方程〔1〕输出特性及大信号特性方程③饱和区〔恒流区又称放大区〕vGS>VT,且vDS≥〔vGS-VT〕是vGS=2VT时的iDV-I特性:3.
V-I特性曲线及大信号特性方程〔2〕转移特性5.1.2N沟道耗尽型MOSFET2.V-I特性曲线及大信号特性方程
5.1.5MOSFET的主要参数一、直流参数NMOS增强型1.开启电压VT〔增强型参数〕2.夹断电压VP〔耗尽型参数〕3.饱和漏电流IDSS〔耗尽型参数〕4.直流输入电阻RGS〔109Ω~1015Ω〕二、交流参数1.输出电阻rds
当不考虑沟道调制效应时,
=0,rds→∞
2.低频互导gm
5.2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算〔1〕简单的共源极放大电路〔N沟道〕直流通路共源极放大电路5.2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算〔1〕简单的共源极放大电路〔N沟道〕假设工作在饱和区,即验证是否满足如果不满足,那么说明假设错误须满足VGS>VT,否那么工作在截止区再假设工作在可变电阻区即5.2.1MOSFET放大电路2.图解分析由于负载开路,交流负载线与直流负载线相同5.2.1MOSFET放大电路3.小信号模型分析〔1〕模型=0时3.小信号模型分析解:例的直流分析已求得:〔2〕放大电路分析〔例〕s3.小信号模型分析〔2〕放大电路分析〔例〕s3.小信号模型分析〔2〕放大电路分析〔例〕共漏3.小信号模型分析〔2〕放大电路分析end5.3.2JFET的特性曲线及参数2.转移特性1.输出特性5.3.2FET放大电路的小信号模型分析法1.FET小信号模型〔1〕低频模型2.动态指标分析〔1〕中频小信号模型2.动态指标分析〔2〕中频电压增益〔3〕输入电阻〔4〕输出电阻忽略rds,由输入输出回路得那么通常那么enduiRC1R1T11零点漂移增加R2、RE2:用于设置适宜的Q点。问题1:前后级Q点相互影响。+UCCuoRC2T2R2RE21.1直接耦合电路的特殊问题第六章模拟集成电路〔运算放大器〕一、结构特点:结构对称。2.1根本型差动放大器ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB2差动放大电路二、抑制零漂的原理uo=UC1-UC2
=0uo=(UC1+
uC1
)-(UC2+
uC2)=0当ui1
=
ui2=0
时:当温度变化时:+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2三、共模电压放大倍数AC+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模输入信号:ui1=ui2=uC〔大小相等,极性相同〕理想情况:ui1=ui2
uC1=uC2
uo=0共模电压放大倍数:〔很小,<1)但因两侧不完全对称,uo
0uoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2四、差模电压放大倍数Ad差模输入信号:ui1=-ui2=ud〔大小相等,极性相反〕(很大,>1)设uC1=UC1+
uC1,uC2=UC2+
uC2。因ui1=-ui2,
uC1=-
uC2
uo=uC1-uC2=
uC1-
uC2=2
uC1
差模电压放大倍数:+UCC五、共模抑制比(CMRR)的定义例:
Ad=-200
Ac=0.1KCMRR=20lg(-200)/0.1=66dBCMRR—CommonModeRejectionRatioKCMRR=KCMRR
(dB)=(分贝)一、结构为了使左右平衡,可设置调零电位器:2.2双电源长尾式差放特点:参加射极电阻RE;参加负电源-UEE,采用正负双电源供电。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE1、双电源的作用:〔1〕使信号变化幅度加大。〔2〕IB1、IB2由负电源-UEE提供。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE温度TICIE
=2ICUEUBEIBIC2、RE的作用
设ui1
=ui2
=0自动稳定RE具有强负反响作用——抑制温度漂移,稳定静态工作点。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEERRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2E+UCC3恒流源式差放电路电路结构:IC3R2T3R1R3-UEE
rce3
1M
恒流源T3:放大区RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2E+UCCIC3R2T3R1R3-UEEuCEIB3iCUCE3IC3Q
UCE3静态分析:主要分析T3管。VB3
VE3
IE3
IC31.恒流源相当于阻值很大的电阻。2.恒流源不影响差模放大倍数。3.恒流源影响共模放大倍数,使共模放大倍数减小,从而增加共模抑制比,理想的恒流源相当于阻值为无穷的电阻,所以共模抑制比是无穷。恒流源的作用6.1.1BJT电流源电路1.镜像电流源T1、T2的参数全同即β1=β2,ICEO1=ICEO2
当BJT的β较大时,基极电流IB可以忽略
Io=IC2≈IREF=
代表符号6.1.1BJT电流源电路动态电阻一般ro在几百千欧以上6.1.1BJT电流源电路2.微电流源由于很小,所以IC2也很小。6.1.2FET电流源3.JFET电流源end(a)电路(b)输出特性6.2.1差分式放大电路的一般结构1.用三端器件组成的差分式放大电路6.2.1差分式放大电路的一般结构2.有关概念差模信号共模信号差模电压增益共模电压增益总输出电压其中——差模信号产生的输出——共模信号产生的输出共模抑制比反映抑制零漂能力的指标6.2.1差分式放大电路的一般结构1.用三端器件组成的差分式放大电路6.2.1差分式放大电路的一般结构2.有关概念差模信号共模信号差模电压增益共模电压增益总输出电压其中——差模信号产生的输出——共模信号产生的输出共模抑制比反映抑制零漂能力的指标6.2.1差分式放大电路的一般结构2.有关概念根据有共模信号相当于两个输入端信号中相同的局部差模信号相当于两个输入端信号中不同的局部两输入端中的共模信号大小相等,相位相同;差模信号大小相等,相位相反。6.2.2射极耦合差分式放大电路1.电路组成及工作原理6.2.2射极耦合差分式放大电路1.电路组成及工作原理静态动态仅输入差模信号,大小相等,相位相反。大小相等,信号被放大。相位相反。1.电路组成及工作原理这一过程类似于分压式射极偏置电路的温度稳定过程。所以,即使电路处于单端输出方式时,仍有较强的抑制零漂能力。2.抑制零点漂移原理差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用3.主要指标计算〔1〕差模情况接入负载时以双倍的元器件换取抑制零漂的能力<A>双入、双出3.主要指标计算〔1〕差模情况<B>双入、单出接入负载时3.主要指标计算〔1〕差模情况<C>单端输入等效于双端输入指标计算与双端输入相同。3.主要指标计算〔2〕共模情况<A>双端输出共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。所以共模增益<B>单端输出抑制零漂能力增强3.主要指标计算〔2〕共模情况〔3〕共模抑制比双端输出,理想情况单端输出抑制零漂能力越强单端输出时的总输出电压〔4〕频率响应高频响应与共射电路相同,低频可放大直流信号。7.1.1什么是反响将电子系统输出回路的电量〔电压或电流〕,送回到输入回路的过程。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反响外部反响输出信号反响放大电路的输入信号反响信号根本放大电路的输入信号〔净输入信号〕7.1.1什么是反响框图反响通路——信号反向传输的渠道开环——无反响通路闭环——有反响通路7.1.2直流反响与交流反响根据反响到输入端的信号是交流〔改善动态性能〕,还是直流〔稳定直流工作点〕,或同时存在,来进行判别。直流反响交、直流反响7.1.3正反响与负反响正反响:输入量不变时,引入反响后输出量变大了。负反响:输入量不变时,引入反响后输出量变小了。从输出端看从输入端看正反响:引入反响后,使净输入量变大了。负反响:引入反响后,使净输入量变小了。净输入量可以是电压,也可以是电流。7.1.3正反响与负反响判别方法:瞬时极性法。即在电路中,从输入端开始,沿着信号流向,标出某一时刻有关节点电压变化的斜率〔正斜率或负斜率,用“+〞、“-〞号表示〕。净输入量减小净输入量增大负反响正反响反响通路反响通路7.1.4串联反响与并联反响由反响网络在放大电路输入端的连接方式判定串联串联:输入以电压形式求和〔KVL〕-vi+vid+vf=0即vid=vi-vf并联:输入以电流形式求和〔KCL〕ii-iid-if=0即iid=ii-if并联7.1.5电压反响与电流反响电压反响与电流反响由反响网络在放大电路输出端的取样对象决定电压反响:反响信号xf和输出电压成比例,即xf=Fvo电流反响:反响信号xf与输出电流成比例,即xf=Fio并联结构串联结构7.1.5电压反响与电流反响判断方法:负载短路法将负载短路,反响量仍然存在——电流反响。将负载短路〔未接负载时输出对地短路〕,反响量为零——电压反响。电压反响电流反响反响通路反响通路电压负反响:稳定输出电压,具有恒压特性串联反响:输入端电压求和〔KVL〕电流负反响:稳定输出电流,具有恒流特性并联反响:输入端电流求和〔KCL〕1.闭环增益的一般表达式开环增益反馈系数闭环增益因为所以闭环增益的一般表达式即7.3负反响放大电路增益的一般表达式负反响放大电路中各种信号量的含义7.3负反响放大电路增益的一般表达式2.反响深度讨论一般负反响称为反馈深度深度负反响正反响自激振荡一般情况下,A和F都是频率的函数,当考虑信号频率的影响时,Af、A和F分别用、和表示。即end7.3负反响放大电路增益的一般表达式7.4.1提高增益的稳定性闭环时对A求导得只考虑幅值有即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF另一方面,在深度负反响条件下即闭环增益只取决于反响网络。当反响网络由稳定的线性元件组成时,闭环增益将有很高的稳定性。负反响的组态不同,稳定的增益不同〔Avf、Arf、Agf、Aif〕7.4.2减小非线性失真闭环时增益减小,线性度变好。只能减少环内放大电路产生的失真,如果输入波形本身就是失真的,即使引入负反响,也无济于事。1——开环特性2——闭环特性7.4.3抑制反响环内噪声比原有的信噪比提高了倍电压的信噪比增加一前置级并认为该级为无噪声的新的信噪比7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响串联负反响1.对输入电阻的影响开环输入电阻Ri=vid/ii因为vf=F·xoxo=A·vid闭环输入电阻Rif=vi/ii所以vi=vid+vf=(1+AF
)vid闭环输入电阻Rif=vi/ii引入串联负反响后,输入电阻增加了。7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响并联负反响1.对输入电阻的影响闭环输入电阻引入并联负反响后,输入电阻减小了。注意:反响对输入电阻的影响仅限于环内,对环外不产生影响。2.对输出电阻的影响闭环输出电阻电压负反响而Xid=-Xf=-FvT
忽略反响网络对iT的分流所以引入电压负反响后,输出电阻减小了。7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响2.对输出电阻的影响电流负反响闭环输出电阻引入电流负反响后,输出电阻增大了。注意:反响对输出电阻的影响仅限于环内,对环外不产生影响。负反响对放大电路性能的改善,是以牺牲增益为代价的,且仅对环内的性能产生影响。串联负反响——并联负反响——电压负反响——电流负反响——增大输入电阻减小输入电阻减小输出电阻,稳定输出电压增大输出电阻,稳定输出电流7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响end1.深度负反响的特点即,深度负反响条件下,闭环增益只与反响网络有关由于则又因为代入上式得〔也常写为xfxi〕净输入量近似等于零由此可得深度负反响条件下,根本放大电路“两虚〞的概念输入量近似等于反响量〔xid0〕1.深度负反响的特点串联负反响,输入端电压求和深度负反响条件下xid=xi-xf0虚短虚断虚短虚断并联负反响,输入端电流求和vid=
vi-
vf
0iid=
ii-
if
0vid=
iidri
07.8.1自激振荡及稳定工作的条件1.自激振荡现象在不加任何输入信号的情况下,放大电路仍会产生一定频率的信号输出。2.产生原因在高频区或低频区产生的附加相移达到180
,使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈,当满足了一定的幅值条件时,便产生自激振荡。7.8.1自激振荡及稳定工作的条件3.自激振荡条件自激振荡反馈深度即又得自激振荡条件幅值条件相位条件〔附加相移〕注:输入端求和的相位〔-1〕不包含在内闭环增益1.功率放大电路的特点及主要研究对象(1)功率放大电路的主要特点功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。因此,要求同时输出较大的电压和电流。管子工作在接近极限状态。(2)要解决的问题提高效率减小失真管子的保护一般直接驱动负载,带载能力要强。2.功率放大电路提高效率的主要途径降低静态功耗,即减小静态电流。种工作状态根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分乙类:导通角等于180°甲类:一个周期内均导通前面介绍的电压放大属于此类甲乙类:导通角大于180°end由一对NPN、PNP特性相同的互补三极管组成,采用正、负双电源供电。这种电路也称为OCL互补功率放大电路。1.电路组成2.工作原理两个三极管在信号正、负半周轮流导通,使负载得到一个完整的波形。8.3乙类双电源互补对称功率放大电路8.3.2分析计算图解分析1.最大不失真输出功率Pomax实际输出功率8.3.2分析计算忽略VCES时8.3.2分析计算单个管子在半个周期内的管耗2.管耗PT两管管耗3.电源供给的功率PV当4.效率
当8.3.2分析计算8.4.1甲乙类双电源互补对称电路乙类互补对称电路存在的问题8.4.1甲乙类双电源互补对称电路1.静态偏置可克服交越失真2.动态工作情况二极管等效为恒压模型设T3已有适宜的静态工作点交流相当于短路8.4.1甲乙类双电源互补对称电路VBE4可认为是定值R1、R2不变时,VCE4也是定值,可看作是一个直流电源。8.4.2甲乙类单电源互补对称电路静态时,偏置电路使VK=VC≈VCC/2〔电容C充电到达稳态〕。
end当有信号vi时负半周T1导通,有电流通过负载RL,同时向C充电正半周T2导通,那么已充电的电容C通过负载RL放电。只要满足RLC>>T信,电容C就可充当原来的-VCC。计算Po、PT、PV和PTm的公式必须加以修正,以VCC/2代替原来公式中的VCC。9.5正弦波振荡电路的振荡条件正反响放大电路框图〔注意与负反响方框图的差异〕1.振荡条件若环路增益则去掉仍有稳定的输出。又所以振荡条件为振幅平衡条件相位平衡条件起振条件2.起振和稳幅
#振荡电路是单口网络,无须输入信号就能起振,起振的信号源来自何处?电路器件内部噪声以及电源接通扰动当输出信号幅值增加到一定程度时,就要限制它继续增加,否那么波形将出现失真。噪声中,满足相位平衡条件的某一频率
0的噪声信号被放大,成为振荡电路的输出信号。稳幅的作用就是,当输出信号幅值增加到一定程度时,使振幅平衡条件从回到end放大电路〔包括负反响放大电路〕3.振荡电路根本组成局部反响网络〔构成正反响的〕选频网络〔选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反响网络合二为一。〕稳幅环节反响网络兼做选频网络RC桥式振荡电路9.6RC正弦波振荡电路9.7.1LC选频放大电路等效损耗电阻一般有则当时,电路谐振。为谐振频率谐振时阻抗最大,且为纯阻性其中为品质因数同时有即1.并联谐振回路9.7.1LC选频放大电路阻抗频率响应〔a〕幅频响应
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