模拟电路与项目训练 课件全套 施静 项目1-5 集成开关稳压电路的分析与制作-音频功率放大电路的分析与制作

二极管的结构和分类《模拟电路分析与实践》-系列微课目录半导体基础知识01PN结02二极管的结构及符号03二极管的分类04半导体基本知识导体绝缘体半导体半导体——导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，常用硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等。半导体特性——热敏性、光敏性、掺杂性半导体基本知识+4+4+4+4+4+4+4+4+4本征激发现象产生电子空穴对这一现象称为本征激发，也称热激发。半导体基本知识

电子流(带负电)空穴流(带正电)由于本征激发产生的电子空穴对的数目很少，则本征半导体中载流子浓度很低，其导电能力很弱。

杂质半导体1.N型杂质半导体（电子型）多余电子磷原子砷等硅原子多数载流子——自由电子少数载流子——空穴++++++++++++N型半导体施主离子自由电子电子空穴对杂质半导体2.P型杂质半导体（空穴型）多余空穴硼原子硅原子多数载流子——空穴少数载流子——自由电子受主离子空穴电子空穴对－－－－－－－－－－－－P型半导体PN结内电场E多子扩散电流少子漂移电流耗尽层动态平衡：扩散电流＝漂移电流总电流＝0PN结正向电流正向导通状态PN结反向截止状态PN二极管的结构及符号外壳阳极阴极阳极引线阴极引线阳极阴极VD二极管的分类（1）按封装形式塑料封装金属封装玻璃封装二极管的分类（2）按结构分类点接触型面接触型平面型二极管的分类（3）按作用场合分类整流管发光管稳压管光敏管贴片二级管谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课二极管伏安特性及主要参数《模拟电路分析与实践》-系列微课目录二极管正向伏安特性01二极管反向伏安特性02温度对特性曲线的影响03二极管的主要参数04二极管的正向伏安特性uEiVmA

硅：0.5V

锗：0.1V导通压降死区电压锗硅：0.7V锗：0.3V硅二极管的反向伏安特性uEiVuA反向饱和电流击穿电压UBR硅锗二极管的伏安特性

1.正向特性

当正向电压较小时,正向电流极小（几乎为零）,这一部分称为

,相应的A(A′)点的电压称为

电压或门槛电压(也称阈值电压),硅管约为

V,锗管约为

V,如图中OA(OA′)段。当正向电压超过门槛电压时,正向电流就会急剧地增大,二极管呈现很

电阻而处于导通状态。这时硅管的正向导通压降约为

V,锗管约为

V,如图中AB(A′B′)段。

死区死区0.50.1小0.70.3二极管的伏安特性

2.反向特性

二极管两端加上反向电压时,在开始很大范围内,二极管相当于非常

的电阻,反向电流很

,且

反向电压而变化，此时的电流称之为

IR

,见图中OC（OC’）段。由伏安特性看出,当反向电压超过UBR

后稍有增加时,反向电流急剧增加,这种现象称为

，UBR称为

。大不随反向饱和电流

击穿电压反向击穿小温度对特性曲线的影响

3.温度对特性的影响左减小下温度升高时，二极管正向特性曲线向

移动,正向压降

;反向特性曲线向

移动,反向电流

。增大二极管的主要参数1.最大整流电流：二极管允许通过的最大正向平均电流。超过此电流,二极管将可能因过热而烧毁。

二极管的主要参数2.最大反向工作电压：二极管允许的最大工作电压。当反向电压超过此值时，二极管可能被击穿。二极管的主要参数3.反向饱和电流：二极管未击穿时的反向电流值。二极管的主要参数4.正向峰值浪涌电流：正向浪涌电流承受能力。谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课含二极管电路的分析《模拟电路分析与实践》-系列微课目录二极管等效模型01整流电路分析02单向限幅电路分析03电平选择电路分析04二极管等效模型理想模型恒压降模型折线模型整流电路分析单向限幅电路分析电平选择电路分析例题讲解例试分析下列几种情况下二极管的工作状态及输出端F的电位VF。设二极管正向压降为0.7V。（1）VA=VB=0V（2）VA=0V，VB=3V（3）VA=3V，VB=0V（4）VA=VB=3V

例题讲解解A点电位（V）B点电位（V）VD1二极管状态VD2二极管状态F点电位（V）00截止截止003截止

导通2.330

导通截止2.333导通导通2.3谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课特殊类型二极管—稳压二极管《模拟电路分析与实践》-系列微课目录稳压二极管特性曲线01稳压二极管主要参数02稳压二极管稳压原理03稳压二极管简介稳压二极管是利用PN结反向击穿后具有稳压特性经特殊制作的二极管。稳压二极管特性曲线正向反向稳压管正确工作条件之一：稳压管反向接于电路之中稳压二极管的正、反向特性曲线与普通二极管相似。区别仅在于击穿后，特性曲线更加陡峭，即电流在很大范围内变化时(IZmin<I<IZmax)，其两端电压几乎不变。稳压二极管主要参数1.稳定电压值UZ稳压二极管主要参数2.工作电流IZAB反向饱和区反向击穿区稳压管正确工作条件之二：IZmin<IZ<IZmax稳压二极管主要参数3.动态电阻rZ稳压二极管主要参数4.最大工作电流

IZmax5.最大耗散功率

PZ稳压二极管能够允许通过的最大反向电流值。当反向电流通过稳压二极管，管子本身消耗功率的最大允许值就叫做额定功率。在实际使用时，不允许稳压二极管消耗的功率超过这个极限值。稳压二极管稳压原理(1)当输入电压变化时UiUZUoUoURIIZ稳压二极管稳压原理(2)当负载变化时RLUZUoUoURIIZ限流电阻的计算（1）当UImin，ILmax时，则IZ最小。由此可计算出限流电阻的一个极限值。即限流电阻的计算（2）当UImax，ILmin时，则IZ最大。由此可计算出限流电阻的另一个极限值。即稳压管正确工作条件之三：Rmin<R

<Rmax谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课特殊类型二极管—发光二极管《模拟电路分析与实践》-系列微课目录发光二极管简介01发光二极管分类02发光二极管工作条件03发光二极管简介发光二极管也称为LED，是一种将电能转换为光能的半导体器件，其应用极为广泛。发光二极管简介

早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。单色光双色光红外线发光二极管简介随着技术的不断进步，发光二极管用途也由初时作为指示灯、显示板等逐渐扩展至广泛应用于显示器、电视机采光装饰和照明。指示灯显示器照明发光二极管分类（1）按使用材料

可分为磷化镓（GaP）发光二极管、磷砷化镓（GaAsP）发光二极管、砷化镓（GaAs）发光二极管、磷铟砷化镓（GaAsInP）发光二极管和砷铝化镓（GaAIAs）发光二极管等多种。（2）按管体颜色

可分为红色、琥珀色、黄色、橙色、浅蓝色、绿色、黑色、白色、透明无色等多种。圆形发光二极管的外径为2~20mm，分为多种规格。发光二极管分类（3）按封装形式

可分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装和无引线表面封装外，还可分为加色散射封装、无色散射封装、有色透明封装和无色透明封装。金属封装塑料封装无色透明封装发光二极管分类（4）按发光颜色

可分为有色光和红外光。有色光又分为红色光、黄色光、橙色光、绿色光等。红色光

黄色光

绿色光发光二极管分类

此外，发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。

高亮度发光

闪烁发光

变色发光发光二极管工作条件发光二极管正确工作条件之一：发光二极管正向接于电路之中发光二极管与普通二极管一样，都是由PN结构成，也具备单向导电性。当发光二极管正偏，注入到N区和P区的载流子被复合时，会发出可见光和不可见光。发光二极管工作条件例图示电路，已知发光二极管的导通电压为1.6V，正向电流为5~20mA时才能发光。试问：（1）开关处于何位置时发光二极管可能发光？（2）为使发光二极管发光，电路中R的取值范围是多少？解（1）开关断开时发光二极管可能发光。（2）发光二极管工作条件发光二极管正确工作条件之一：发光二极管正向接于电路之中发光二极管正确工作条件之二：发光二极管串联合适阻值电阻谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课特殊类型二极管—光敏二极管《模拟电路分析与实践》-系列微课目录光敏二极管简介01光敏二极管工作原理02光敏二极管典型应用03光敏二极管简介光敏二极管又称为光电二极管（photodiode），是一种能够根据使用方式，将光信号转换成电流或者电压信号的光探测器。光敏二极管工作条件光敏二极管结构与普通二极管相似，只是管壳上留有一个能入射光线的窗口。其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，工作时需加上反向电压。光敏二极管工作原理无光照时，有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时,

PN结中产生电子一空穴对，少数载流子密度增加。这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增加，形成光电流，它随入射光强度的变化而变化。因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。光敏二极管典型应用感应式水龙头光敏二极管常常和发光器件（通常是发光二极管）被合并在一起组成一个模块，这个模块常被称为光电耦合元件。光敏二极管典型应用光敏二极管典型应用感应式水龙头安防对射管光敏二极管常常和发光器件（通常是发光二极管）被合并在一起组成一个模块，这个模块常被称为光电耦合元件。光敏二极管典型应用光敏二极管典型应用

光电式烟雾探测器红外线遥控光敏二极管典型应用

照相机测光器亮度自动调节路灯谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课低频整流电路及二极管选型《模拟电路分析与实践》-系列微课目录单向半波整流电路01单向桥式整流电路02二极管选型03单向半波整流电路

0ωt

0ωt

0

ωt

电路的组成及工作原理：+–u2正半周时:D导通，A→D→RL→B，uO=u2_+_+

0

ωtu2负半周时:D截止，承受方向电压，为u2；

uO=0单向半波整流电路

电路的参数计算：1）负载上的直流电压和直流电流直流电压是指一个周期内脉动电压的平均值

流过负载RL上的直流电流为0ωt

0

ωt

IO=UORL≈0.45U2RL单向半波整流电路

电路的参数计算：2）二极管的选择uD

20tURMID=IO≈0.45U2RLURM=

考虑到电网电压波动范围为±10%，二极管的极限参数应满足：UR>

IF>0.45U2RL

单向桥式整流电路+–组成：由四个二极管组成桥路ABuO单向桥式整流电路ωt

ωtu2正半周时:D1

、D3导通，D2、D4截止A→D1→RL→D3→B，uO=u2+–ABuO单向桥式整流电路_+ABuO单向桥式整流电路ωt

ωtU2负半周时:D2、D4导通、D1

、D3截止

B→D2→RL→D4

→A，uO=-u2_+ABuO单向桥式整流电路电路的参数计算：输出电压平均值：UO

≈

0.9U2输出电流平均值:IO

≈

0.9U2/RL

1）负载上的直流电压和直流电流0

ωt

0ωt

单向桥式整流电路00ωtiD

0

ωt

ωt0ωt

iD1,

iD3iD2,iD4uD2,uD4uD1,uD3ABuO单向桥式整流电路流过二极管的平均电流：二极管承受的最大反向电压：2）二极管的选择

ID=IO/2=0.45U2/RL

000

ωtωt

0ωtiD

ωtiD1,

iD3iD2,iD4uD2,uD4uD1,uD3UR>

IF>0.45U2RL

与半波整流电路对二极管的要求相同二极管选型例：试设计一台输出电压为24V，输出电流为2A的直流电源，电路形式可以采用半波整流或桥式整流，然后试确定两种电路形式的变压器副边电压有效值，并选定相应的整流二极管。解：1）当采用半波整流电路时U2=UO0.45=240.45=53.5VURM=

=1.41╳53.5V=75.2V

IO

ID==2A型号：2CZ12B、3A、200V二极管选型例：试设计一台输出电压为24V，输出电流为2A的直流电源，电路形式可以采用半波整流或桥式整流，然后试确定两种电路形式的变压器副边电压有效值，并选定相应的整流二极管。2）当采用桥式整流电路时U2=UO0.9=240.9=26.7VURM=

=1.41╳26.7V=37.6V

IO

ID==0.5A型号：2CZ12B、3A、200V12谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课滤波电路《模拟电路分析与实践》-系列微课目录电容滤波电路01电感滤波电路02复合滤波电路03电容滤波电路

UO=UL=

1）工作原理（1）空载（RL=∞）时：u2tuLtuc=uLro电容器的充电时间常数：τ1

=

roC≈0电容滤波电路

UO=UL=

τ充电=

(ro//RL)C≈roC≈

0τ放电=RLC（2）接入RL（且RLC较大）时电容滤波电路

ωt

放电速度与正弦波下降速度相似UO=UL=

abc充电d0π滤波后，输出电压脉动减小，平均值增加滤波的效果与放电时间常数τ的大小有关（2）接入RL（且RLC较大）时电容滤波电路

2）负载上的电压、电流

一般取UO

≈

1.2U21）放电时间常数选择RL

C≥（3~5）T23）参数计算UO

≈

（1.1-1.4）U2IO=UO/RL≈1.2U2/RL

电容滤波电路

ωt二极管中的电流UO=UL=

3）二极管中的电流ωt

ID

≈0.6U2/RL

4）二极管耐压值

结论：电容滤波仅适用于负载电流较小且变化不大的场合电感滤波电路

对谐波分量:

f

越高，XL

越大，电压大部分降在电感上对直流分量:

XL=0相当于短路，电压大部分降在RL上UL=0.9U2复合滤波电路

LC滤波电路RCπ型滤波电路谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课输出固定的线性

集成稳压电路《模拟电路分析与实践》-系列微课目录

基本电路应用电路01

提高输出电压的电路02

扩大输出电流的电路03

输出正、负电压的电路04集成稳压器定义

UO=UL=将稳压电路的主要元件甚至全部元件制作在一块硅基片上的集成电路。三端稳压器固定式三端稳压器可调式三端稳压器固定式三端稳压器三端固定式集成稳压器外形

三端固定式集成稳压器产品

W7800系列W7900系列稳定正电压稳定负电压W78L05W78M09W7812W7815W79L05W79M09W7912W7915输出-5V输出-9V输出-12V输出-15V

输出+5V输出+9V输出+12V输出+15V

三端固定式集成稳压器产品

W7800系列W7900系列稳定正电压稳定负电压W78L05W78M09W7812W7815输出0.1AW79L05W79M09W7912W7915输出0.5A输出1.5A输出1.5A输出0.1A输出0.5A输出1.5A输出1.5A三端固定式集成稳压器产品

W7800123输入输出公共W7900321输入输出公共基本电路应用电路

++W78003C221C1Ui＋＋UOD保护集成稳压器消除高频噪声消除自激

振荡注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。提高输出电压的电路

UO≈（1+）R2R1UXX集成稳压器额定电压改变R1、R2可以提高输出电压扩大输出电流的电路

I1≈I2IO=I2+IC=I2+β（I1-IR）≈（1+β）-

βRUBE假设：β=10UBE=-0.3VR=0.5ΩI2=1A则：IO=5A>

I2输出正、负电压的电路

—++—C21CW7812W79121CC2+-+-IUUO1O2U-+123132＋＋＋＋谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课输出可调的线性

集成稳压电路《模拟电路分析与实践》-系列微课目录

三端可调式集成稳压器产品01

基本应用电路02三端可调式集成稳压器产品

CW117系列CW137系列输出连续可调正电压1.25V~37V输出连续可调负电压-1.25V~-37V基准电压UREF=1.25V三端固定式集成稳压器产品

CW117L国标稳压器最大输出电流：L为0.1A，M为0.5A，无字母为1.5A17输出为正电压37输出为负电压产品序号：1为军工，2为工业、半军工，3为民品基本电路应用电路

保护集成稳压器防止自激消除自激

振荡减小纹波电压基本电路应用电路

消除自激

振荡UO≈（1+）RPR1UREFRP=0

UO=1.25VRP=2.2KΩ

UO=24V基本电路应用电路

消除自激

振荡R1一般取值120～240Ω输出电流不小于5mAui在2～40V间uo可在1.25～37V间调整负载电流可达1.5A谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课《模拟电路分析与实践》-系列微课三极管的结构和分类目录三极管的结构与符号01三极管的分类02三极管的结构与符号NNP发射极E基极B集电极C发射结集电结—

基区—发射区—集电区NPN型PPNEBCPNP型ECBECB箭头方向表示：发射结正向偏置时的发射极电流的实际方向。1、晶体三极管的结构与符号晶体管有3个导电区:发射区——发射载流子的区域;基区——控制载流子传输的区域;集电区——收集载流子的区域。3个电极：发射极e、基极b、集电极c2个PN结：be区交界面－－发射结

cb区交界面－－集电结2、组成三极管的结构与符号NNP发射极E基极B集电极C发射结集电结—

基区—发射区—集电区3、结构特点三极管的结构与符号基极BNNP发射极E集电极C3)集电结面积大基区：较薄，掺杂浓度低发射区：掺杂浓度较高集电区：面积较大1)发射区杂质浓度高2)基区杂质浓度低、很薄分类三极管的分类按材料分硅三极管锗三极管按结构分点接触型面接触型平面型砷化镓三极管按工作频率分低频管按用途分放大管开关管高频管按功率分大功率管中功率管小功率管按封装形式分塑封金属封谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课《模拟电路分析与实践》-系列微课三极管电流分配关系和电流放大作用目录三极管的电流分配关系01三极管的电流放大作用02三极管的三种工作状态03三极管的电流分配关系共发射极电路基极偏置电阻

基极偏置电源

集电极回路基极回路集电极电阻

集电极电源

三极管的电流分配关系

改变可变电阻RB的阻值，使基极电流IB为不同的值，测出相应的集电极电流IC和发射极电流IE。IB/mA00.020.040.060.080.10IC/mA0.0010.701.502.303.103.95IE/mA0.0010.721.542.363.184.05（1）结论三极管的电流分配关系（2）IB/mA00.040.060.080.10IC/mA0.0011.502.303.103.95IE/mA0.0011.542.363.184.050.020.700.72共发射极直流电流放大系数IB/mA00.020.040.060.080.10IC/mA0.0010.701.502.303.103.95IE/mA0.0010.721.542.363.184.05共发射极交流电流放大系数要使NPN三极管能起正常的放大作用，发射结必须加正向偏置，集电结必须加反向偏置。三极管的电流分配关系（3）三极管的电流分配关系当IB有微小变化的时候，能引起IC较大的变化，这就是三极管实现放大作用的实质，通过改变基极电流的大小，达到控制IC的目的。三极管的三种工作状态

三极管放大的内部条件基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度最高三极管的三种工作状态

三极管放大的外部条件：发射结正偏、集电结反偏。VC>VB>VEBECIBIEICBECIBIEICVE>VB>VC三极管的三种工作状态三极管饱和导通条件：发射结正偏、集电结正偏（或零偏）BECIBIEICVB>VCVB>VEUCES

0.3V三极管的三种工作状态

三极管截止条件：发射结反偏（或零偏）、集电结反偏BECIBIEICVB<VCVB<VE三极管电流分配关系例：测量三极管三个电极对地电位如图所示，试判断三极管的工作状态。

放大截止饱和谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课《模拟电路分析与实践》-系列微课三极管的特性曲线和主要参数目录共射极接法的输入特性01共射极接法的输出特性02三极管的主要参数03共射极接法的输入特性RCVCCiBIERB+uBE

+uCE

VBBCEBiC+

+

导通电压UBE（on）Si管:0.6

0.8VGe管:

0.2

0.3V取0.7V取0.2V

输入特性曲线O输入回路输出回路与二极管特性相似共射极接法的输出特性三极管的输出特性iC

/mAuCE

/VO24684321IB=020µA40µA60µA80µA100µA1、饱和区发射结正偏、集电结正偏。三极管失去了基极电流对集电极电流的控制作用，这时，iC与iB无关，iC≠βiB。此时所对应的uCE的值称为饱和压降uCES（硅管饱和压降uCES

为0.3V，锗管0.1V）。共射极接法的输出特性2、放大区发射结正偏,集电结反偏。iB>0以上，uCE>1V以右曲线平坦区，iC随着iB的变化而变化，iC＝βiB，iC几乎与uCE而无关。共射极接法的输出特性3、截止区三极管的发射结小于它的死区电压或反偏、集电结反偏iB=0时,iC＝0，集电极与发射极之间相当于一个开关的断开状态.共射极接法的输出特性在实际分析中，常把以上三种不同的工作区域又称为三种工作状态：放大状态饱和状态截止状态共射极接法的输出特性例题：测得工作在放大状态中晶体管三个电极电位：V1=3.5V，V2=2.8V，V3=12V，试判断管型、各电极及所用材料。共射极接法的输出特性ECB三极管的主要参数三极管主要参数

1）电流放大系数－－表征三极管放大能力

（2）共发射极直流电流放大系数β在放大区中间，β＝β2）极限参数

（3）集电极最大允许功率损耗PCM。当三极管工作时，管子两端电压为UCE，集电极电流为IC，因此集电极损耗的功率为（1）

集电极最大允许电流ICM，当IC＞ICM管子的β下降（2）UBR(CEO)——B开路时，C-E间的反向击穿电压。（1）共发射极交流电流放大系数β三极管的安全工作区

iC＜ICM

uＣE＜UBR(CEO)

PC＜PCM三极管的主要参数谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课三极管的三种组态《模拟电路分析与实践》-系列微课目录组态的概述01组态的举例02组态的概述共发射极

什么是三极管的组态？UiUoUiUiUoUobbbccceee共集电极共基极三极管对信号实现放大作用时在电路中的三种不同的连接方式，即为三种组态。组态的举例

共集电极组态UiUobceRLRcRbC1C2UiUobceRLReC1C2+VCCRb

共发射极组态例1例2+VCC交流情况怎么处理？谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课共射放大电路的组成《模拟电路分析与实践》-系列微课目录电路基本组成及各元件作用01电路的符号规定02电路基本组成及各元件作用

发射结正偏UiUobceRLRcRbC1C2VBBVCC

，集电结反偏。

放大使发射结正偏，并提供适当静态IB和UBE。VCC电源为电路提供能量,并使集电结反偏;RC电阻将变化的电流转化为变化的电压。

共射放大电路

条件：UiUobceRLRcRbC1C2VBBVCCUiUobceRLRbC1C2+VCCRc电路基本组成及各元件作用UiUobceRLRbC1C2+VCCRc共射放大电路的习惯画法耦合电容：电解电容，有极性，大小为1uF~47uF电容隔直通交：隔离输入、输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。电路基本组成及各元件作用电路符号规定

t

IB0ibtiBtiB=+ib

IB

Ib

Ibm直流分量交流分量

IBib总变化量有效值最大值谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课共射放大电路的静态分析《模拟电路分析与实践》-系列微课静态分析目录静态分析概述01

共射放大电路的直流通路02静态工作点的分析计算03静态分析概述Ui=0UO=0

交流和直流分开讨论

什么是静态分析呢？就是分析未加输入信号时的工作状态。静态分析放大电路直流通路此时电路中只存在直流分量。共射放大电路UiUobceRLRbC1C2+VCCRc的直流通路=0画直流通路原则:电容开路电感短路

为什么？静态工作点的分析计算bceRbRc共射放大电路直流通路+VCCIBIC静态工作点的分析计算bceRbRc+VCCIBICQuBE/ViB/

AUBEQIBQuCE/ViC/mAQUCEQICQ静态工作点的分析计算bceRbRc+VCC硅管=0.6～0.8V，取0.7VIBICQ≈锗管UBEQ=0.1～0.3V，取0.3VUBEQIBQ静态工作点的分析计算bceRbRc+VCCIBICQuBE/ViB/

AUBEQIBQuCE/ViC/mAQUCEQICQVCC斜率直流负载线静态工作点的分析计算bceRbRc+VCCIBICUiC1Uo例如图电路，已知VCC=12V,RB=300KΩ,RC=3KΩ,β=60。估算静态工作点Q，可忽略UBEQ。≈解C2谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课《模拟电路分析与实践》-系列微课共射放大电路的动态分析动态分析目录动态分析概述01

放大电路主要性能指标02

共射电路的动态分析计算03动态分析概述Ui=0UO放大电路直流通路静态分析交流分量动态分析直流分量交流通路就是分析加了输入信号时的工作状态。直流通路=0交流通路动态分析概述UiUobceRLRbC1C2+VCCRc画交流通路原则:电容短路直流电源短路UobceRLRbRcUi微变等效自行分析放大电路主要性能指标UiUO有源线性四端网络放大倍数输入电阻输出电阻1234rsUsiiRLiO电压放大倍数电流放大倍数功率放大倍数

工程上常用分贝(dB)表示

电压增益电流增益功率增益放大电路主要性能指标UiUO有源线性四端网络放大倍数输入电阻输出电阻1234rsUsiiRLiOriroUs共射电路的动态性能分析计算放大倍数输入电阻输出电阻UiUobceRLRbC1C2+VCCRc共射放大电路实验法共射电路的动态性能分析计算放大倍数输入电阻输出电阻UiUobceRLRbC1C2+VCCRc共射放大电路rsri=共射电路的动态性能分析计算输出电阻UiUobceRLRbC1C2+VCCRc共射放大电路roUsUocUoL=Uoc谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课

分压式共射偏置电路的分析《模拟电路分析与实践》-系列微课目录

分压式共射电路静态分析01

分压式共射电路动态分析02分压式共射电路静态分析UobceRLRbC1C2RcUi+VCCRb1Rb2ReI1I2IB选I2IB

I1

I2VB稳定

UBE=VB-VETUBEICICVE分压式=（5~10）

稳定Q点IEIB分压式共射电路静态分析UobceRLRbC1C2RcUi+VCCRb1Rb2ReUCEQ=VCC-ICRC-IERe静态分析VE=

VB-UBEQ分压式共射电路动态分析UoRLRbC1C2RcUi+VCCRb1Rb2ReUobceRLRcUiRb1Rb2ReiBiCuCE谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课图解分析法《模拟电路分析与实践》-系列微课图解分析法目录静态图解法01动态图解法02失真图解法03静态图解法QuBE/ViB/

AVCCVCC/RBUBEQIBQuCE/ViC/mAVCCVCC/RCUCEQICQUobceRLRbC1C2RcuBE

=VCC

iBRBuCE

=VCC

iC

RC+VCCUiQ动态图解法uiiBiCuCEuouo比ui幅度放大且相位相反RbC1C2RLRc+VCCiBuBEuiicibiCuCEuOibQQbeiBuBEiCRcuCE

=VCC

iC

RCuCE=VCC

（ICQ

+ic）RCuCE=UCEQ

icRCuO=

icRCuCE=UCEQ

icRL'uO=

icRL'交流负载线失真图解法uBE/ViBuCEiC

“Q”过低NPN管

顶部失真Q

引起截止失真IBQICQQtuBE/Vui

iBtibiCticuCEtuce：

为截止失真PNP管：底部失真为截止失真失真图解法uCEiCtiCtuCEICSV’CC“Q”过高NPN管

底部失真：

为饱和失真PNP管：顶部失真为饱和失真引起饱和失真截止失真和饱和失真统称“非线性失真”Q谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课共集电极电路和共基极电路《模拟电路分析与实践》-系列微课共集共基目录共集电极电路01共基极电路02三种组态电路比较03共集电极电路UobceRLRbC1C2Ui+VCCReIB静态分析IBQ共集电极电路动态分析+VCCUobceRLUiRbReUobceRLRbC1C2UiReI交流通路iBiCVE共集电极电路UobceRLRbC1C2Ui+VCCReIB电路特点输出电阻小输入电阻大2、电压放大倍数≈1，略小于11、3、：放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。放在两级之间，起缓冲作用。电压跟随器射级输出器共基极电路UoRLRb1C1UiReRb2CbC2+VCCRc静态分析bceRc+VCCReRb1Rb2共基极电路UoRLRb1C1UiReIRb2CbC2+VCCRc动态分析UoRLUiReRc三种组态电路比较电压增益输入电阻输出电阻大大1高中低高低高相位反相同相同相谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课多级放大电路及其频率特性《模拟电路分析与实践》-系列微课多级放大电路及其频率特性目录

多级放大电路耦合方式01

多级放大电路性能指标02

多级放大电路频率特性03多级放大电路耦合方式UiUoUo放大电路UiUo放大电路输入级输出级耦合要求各级静态工作点合适动态性能指标满足实际信号能逐级顺利传输阻容耦合直接耦合变压器耦合单级多级放大电路单级Ui放大电路单级中间级多级放大电路耦合方式1.阻容耦合优点：缺点：

各级放大器静态工作点独立

输出温度漂移比较小

不适合放大缓慢变化的信号

不便于作成集成电路bceRbC1C2RcUiRb1Rb2Re1UobRLRb3Re2IB+VCCC3多级放大电路耦合方式2.直接耦合优点：缺点：

各级放大器静态工作点相互影响

输出温度漂移严重

可放大缓慢变化的信号

电路无电容，便于集成bceRbC1RcUiRb1Rb2Re1UobRLRb3Re2IB+VCCC3多级放大电路耦合方式3.变压器耦合优点：缺点：

不便于作成集成电路

有阻抗变换作用

各级放大器静态工作点独立

体积大，重量大多级放大电路动态特性1.电压放大倍数UiUo1Ui2Uo放大电路放大电路第一级第二级2.输入电阻3.输出电阻=Au1=Uo1UiAu2=UoUo1AuUo1Ui×==×Uo1UoAu1Au2UoUi=是各级电压放大倍数之积主要由第一级输入电阻决定主要由最后一级输出电阻决定多级放大电路频率特性幅频特性Au（f）|Au|f~相频特性ϕ（f）ϕf~f|Au|Aum

0.707Aum频率特性fLfH带宽-增益积：│fbw×Aum│fbwfbw=fH-fL常数频率失真谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课集成运算放大器简介《模拟电路分析与实践》-系列微课目录集成运放电路符号与实物01集成运放的电压传输特性02集成运放的理想模型03集成运放电路符号与实物1、什么是集成运算放大器集成运算放大电路，简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。因首先用于信号的运算，故而得名。2、集成运算放大器的电路符号国家标准符号国内外常用符号集成运放电路符号与实物3、端口意义反相输入端同相输入端输出端集成运放电路符号与实物4、实物通用集成运放芯片按运放的个数分为单运放、双运放、四运放。单运放12348765双运放12348765四运放1234567141312111098集成运放电路符号与实物5、外部电源连接运算放大器正常工作时，必须提供外部电源，通常使用正负双电源供电。单运放：7脚接正电源，4脚接负电源；电源如果接反了，芯片会烧掉！运放也能单电源工作：V+接VCC，V－接GND。双运放：8脚接正电源，4脚接负电源；四运放：4脚接正电源，11脚接负电源。集成运放的电压传输特性1、集成运算的电路模型根据放大电路模型的有关知识，可以将集成运算放大器等效为图示的电路模型。集成运算放大器的输入电阻

集成运算放大器的输出电阻

受控电压源基本指标（TL082为例）：开环增益Avo:100V/mV

（100dB）输入电阻ri:1012Ω输出电阻ro:几十Ω输出电压范围（V）：+VOM＝(V+)-1.5-VOM＝(V-)+1.5集成运放的电压传输特性2、集成运放的传输特性运算放大器的输出电压和输入电压之间的关系曲线称为电压传输特性（简称传输特性）vo=f(vP

-vN)若V-<Avo

(vP

-vN)<V+vo=Avo

(vP

-vN)若Avo(vP

-vN)≥V+vo=+Vom≈V+若Avo(vP

-vN)≤V-vo=-

Vom≈V-当Avo

＝100dBV＝±12V(vP

–vN)max=±12uV集成运放的理想模型1、理想的运算放大器具有的参数为：（1）开环电压增益Avo→∞；（2）输入电阻ri＝∞；（3）输出电阻ro＝0；（4）共模抑制比KCMR＝∞。集成运放的理想模型2、理想运算放大器的电路模型：集成运放的理想模型3、理想运算放大器的传输特性集成运放的理想模型4、虚短和虚断对工作在线性区的理想运放，利用其理想参数可以导出下面的两条重要法则：（1）在线性区，运算放大器的输出：

vo=Avo(vP

-vN),也就是(vP

-vN)＝

vo

/Avo,

vo输出最高不会超过±Vom，Avo－>∞,所以(vP

–vN)－>0,记为vP

=vN，称为“虚短”。

集成运放的理想模型4、虚短和虚断对工作在线性区的理想运放，利用其理想参数可以导出下面的两条重要法则：（2）因为理想运放的ri是∞，所以iP=iN=0，即运放的输入电流为0，称之为“虚断”。

“虚短”和“虚断”是用来分析各种运放线性应用电路的有力法则，必须熟练掌握。谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课反馈的基本概念《模拟电路分析与实践》-系列微课目录反馈的定义01负反馈放大电路的方框图02反馈的定义T+++CRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeICTUBEICICVEIB稳定工作点电路：VE=ICReVB的电位固定UBE=VB-VEIC=βIB负反馈电路！反馈的定义基本放大电路A反馈网络F反馈是指将放大电路输出量的部分或者全部，通过一定的方式，反送到放大电路的输入回路中去。正向传输反向传输开环——无反馈通路闭环——有反馈通路负反馈放大电路的方框图

反馈放大电路的输入信号反馈信号基本放大电路的输入信号（净输入信号）比较环节输出信号加强输入信号正反馈用于振荡器削弱输入信号负反馈用于放大器负反馈放大电路的方框图

开环放大倍数反馈系数闭环放大倍数反馈深度，数值越大反馈越深谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课反馈类型的判断（一）《模拟电路分析与实践》-系列微课目录直流反馈与交流反馈01正反馈与负反馈02判断反馈通路

判断电路是否存在反馈通路负载是否是反馈元件？注意:

负载不属于放大电路的一部分，不算作反馈元件。反馈通路判断反馈通路判断电路是否存在反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路本级反馈本级反馈级间反馈直流反馈直流反馈与交流反馈-+++CTRb1CCRb1b2RVL+uoRu+-ib2CcReCe根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时存在直流反馈——若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。电路引入直流反馈的目的，是为了稳定静态工作点Q交流反馈交流反馈——若电路将交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。交流反馈，影响电路的交流工作性能。旁路电容直流反馈与交流反馈判断下图中有哪些反馈通路，是交流反馈还是直流反馈？交、直流反馈交流反馈

注意电容的“隔直通交”作用！正反馈与负反馈负反馈——引入反馈后使净输入量减小，输出幅度小，

放大倍数下降。正反馈——引入反馈后使净输入量增大，输出幅度增大，

放大倍数增大。用于振荡电路多用于改善放大器性能

输出端输入端取样端反馈端正反馈与负反馈

判断法：瞬时极性法+•假设输入信号某一瞬时的极性。•根据输入与输出信号的相位关系,输出信号与反馈信号的相位关系，确定反馈信号的瞬时极性。•再根据反馈信号与输入信号的连接情况,判断出反馈的类型。输入端与反馈端连接在同一点上，极性相反是负反馈输入端与反馈端不在同一点上，极性相同是负反馈++̶̶+̶正反馈与负反馈判断下图电路中是否有反馈通路，是正反馈还是负反馈？反馈通路̶̶负反馈反馈通路+̶+负反馈正反馈与负反馈判断下图电路中是否有反馈通路，是正反馈还是负反馈？反馈通路+̶̶̶负反馈反馈通路+̶̶̶正反馈谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课反馈类型的判断（二）《模拟电路分析与实践》-系列微课目录电压反馈与电流反馈01串联反馈与并联反馈02电压反馈与电流反馈电压反馈——

反馈信号取自输出电压的部分或全部。判断方法：输出端与取样端连接在同一点上即为电压反馈输出端取样端稳定输出电压电压反馈与电流反馈电流反馈——

反馈信号取自输出电流。输出端取样端判断方法：输出端与取样端不在同一点上即为电流反馈稳定输出电流电压反馈与电流反馈判断下图电路中的反馈是电压反馈还是电路反馈？反馈通路电压反馈反馈通路电流反馈电压反馈与电流反馈判断下图电路中的反馈是电压反馈还是电路反馈？反馈通路电压反馈反馈通路电流反馈串联反馈与并联反馈由反馈网络与放大电路输入端的连接方式判定RSuiuidufusAF反馈网络与基本放大电路串联连接串联反馈uid

=

ui

uf判断方法：

输入端与反馈端不在同一点上即为串联反馈串联反馈与并联反馈反馈网络与基本放大电路并联连接并联反馈iiifisiidRSAFiid

=

ii

if判断方法：

输入端与反馈端连接在同一点上即为并联反馈串联反馈与并联反馈RCRB1RB2REC2C1+VCCuiuo++--判断下图电路中反馈类型？反馈通路+̶+正、负反馈电压、电流反馈串联、并联反馈电流串联负反馈负反馈电流反馈串联反馈串联反馈与并联反馈判断下图电路中反馈类型？反馈通路+̶̶̶̶负反馈电压反馈并联反馈电压并联负反馈归纳

——找输入输出有无联系支路♦判别有无反馈

——看反馈信号是直流还是交流♦判别交流、直流反馈

——看输出端与取样端的连接方式♦判别电压、电流反馈

——看输入端与反馈端的连接方式♦判别串联、并联反馈

——瞬时极性法♦判别正、负反馈归纳♦电压串联负反馈♦电流串联负反馈♦电压并联负反馈♦电流并联负反馈谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课负反馈对放大电路性能的影响《模拟电路分析与实践》-系列微课目录提高放大倍数的稳定性01减小非线性失真02扩展频带03改变输入电阻和输出电阻04提高放大倍数的稳定性

UCC、RL、TA的相对变化量Af

的相对变化量放大倍数稳定性提高减小非线性失真无负反馈Auiuo大小uf加入负反馈Fuf+–uiduo略大略小略小略大uiA接近正弦波改善了波形失真扩展频带fA(f)OAm0.707AmfLfHBWAf(f)Amf0.707AmffLffHfBWf无反馈时放大器的通频带：

fbw=fH－fL

fH有反馈时放大器的通频带：fbwf=fHf－fLf

fHf可以证明：BWf

=(1+AF)BW放大器的一个重要特性：增益与通频带之积为常数即：Amf×fbwf=Am×fbw改变输入电阻和输出电阻对输入电阻的影响取决于反馈网络与基本放大电路输入回路的连接方式

串联负反馈并联负反馈改变输入电阻和输出电阻RSuiuidufusAF串联负反馈——输入电阻增大Rif改变输入电阻和输出电阻并联负反馈iiifisiidRSAFRif——输入电阻减小改变输入电阻和输出电阻对输出电阻的影响取决于反馈网络与基本放大电路输出回路的连接方式

电压负反馈电流负反馈改变输入电阻和输出电阻电压负反馈AFRoRof——输出电阻减小输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。改变输入电阻和输出电阻电流负反馈AFRoRof——输出电阻增大输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。引入负反馈的一般原则要稳定直流量——引入直流负反馈要稳定交流量——引入交流负反馈要稳定输出电压——引入电压负反馈要稳定输出电流——引入电流负反馈要增大输入电阻——引入串联负反馈要减小输出电阻——引入电压负反馈谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课比例运算电路《模拟电路分析与实践》-系列微课目录反相比例运算电路01同相比例运算电路02反相比例运算电路反馈电阻+̶̶̶并联反馈电压反馈反馈类型：电压并联负反馈u+

=0

虚短：u+=u－u-

=0（虚地）虚地点

虚断：i+=i－=0i1=if电压放大倍数:反相比例运算电路uu+A+RiiRuu-­+ffoi11RRR1=Rfuo=-ui反相器反相比例运算电路R2平衡电阻运放两个输入端对地电阻相等R1//RfR2=R1//Rf反相比例运算电路R2特点：并联负反馈♦输入电阻小，对输入电流有

一定要求。♦在放大倍数较大时，该电路

结构不再适用。电压负反馈♦输出电阻小，带负载能力强。♦共模输入电压为0，因此对

运放的共模抑制比要求低。u+=u－=0同相比例运算电路uu+­A+o-­uu+fiRf1iR1Ri2反馈电阻++++串联反馈电压反馈反馈类型：电压串联负反馈u+=ui

虚短：u+=u－u-

=

uiui

虚断：i+=i－=0i1=if电压放大倍数:同相比例运算电路uu+­A+o-­uu+fiRf1iR1Ri2电压跟随器同相比例运算电路uu+­A+o-­uu+fiRf1iR1Ri2平衡电阻运放两个输入端对地电阻相等R1//RfR2=R1//Rf同相比例运算电路uu+­A+o-­uu+fiRf1iR1Ri2特点：串联负反馈♦输入电阻大。电压负反馈♦输出电阻小，带负载能力强。

u+=u－=ui♦共模输入电压为ui，因此对

运放的共模抑制比要求低。谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课加法和减法运算电路《模拟电路分析与实践》-系列微课目录加法运算电路01减法运算电路02加法运算电路uuu0u2RAfofRi2+i+i2u-R+i1Ri11加法运算电路uuu0u2RAofi2+i+iR2u-fR+i1iR11RRR平衡电阻R0=R1//R2//Rf加法运算电路Rui1u+i1A+uoRffi-­u+ui2R1R2+A+uo-uu+fifRRRuii1同相比例运算:加法运算电路Rui1u+i1A+uoRffi-­u+ui2R1R2ui1ui2u+R1R2ui1单独作用ui2单独作用叠加加法运算电路Rui1u+i1A+uoRffi-­u+ui2R1R2当R1=R2=Rf

=R时，

减法运算电路利用反相比例器和加法器反相比例运算电路反相加法运算电路减法运算电路当R1=R2=Rf

时，

uo=ui2–ui1

减法运算电路差动减法器

ui1作用反相输入比例运算电路叠加原理减法运算电路叠加原理

ui2作用同相输入比例运算电路减法运算电路

综合：

ui1作用

ui2作用减法运算电路uo=ui2–ui1

差分输入运算电路或差分放大电路谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课积分和微分运算电路《模拟电路分析与实践》-系列微课目录积分运算电路01微分运算电路02积分运算电路

uouiiCiR1RCuC+A+Rf积分时间常数

积分运算电路+A+uouiiCiR1CuCtui0tuo0-UomTM积分时间积分运算电路+A+uouiiCiR1CuCtui0tuo0输入方波输出三角波微分运算电路uoC1RuiRiiCA++微分运算电路uoC1RuiRiiCA++波形变换输入矩形波输出尖脉冲波微分运算电路，求uo解：微分运算电路，求uotui0tuo090°可以移相！谢谢《模拟电路分析与实践》-系列微课过零比较器电路《模拟电路分析与实践》-系列微课目录电压比较器概述01