模电第三章

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模电第三章

模电第三章

.
[例3.3.1]
5.
Ausm
'
增益带宽积
| Ausm BW || Ausm f H |
fH 1 2R 'C '
.
.

rb 'e Ri g m RC Rs Ri rbe
C Cb 'e (1 g m RC )Cb'c
rb 'e Ri 1 | Ausm f H | g m RC RS Ri rbe 2R 'C '
(2) 特征频率fT |β|的值下降为1时的频率定义为三极管 的特征频率fT fT 0 f (3)共基截止频率fα |α|的值下降到0.707α0时的频率定义 为三极管的共基截止频率fα f (1 0 ) f 三者的关系: f fT f
3.3 单管共射放大电路的频率响应 定性分析: 在低频段,由于隔直电 容的电抗增大,信号在电 容上的压降也增大,电压 放大倍数将降低,并产生超 前的附加相位移. 在高频段,三极管的极 间电容并联在电路中,将 使电压放大倍数降低。并 产生滞后的附加相位移.
拓宽视野,在较小的坐标
范围内表示宽广频率范围的变化情况。
3.1.5 高通电路和低通电路 1、高通电路
Au
. .
Uo Ui

R 1 R j C

1 fL 1 j f
Au
.
1 fL 1 f
2
fL arctg f ( RS rb 'b )Cb 'e
3.3.3 直接耦合单管共射放大电路的频率响应 直接耦合放大电路的下限频率fL =0, 在 高频段其电压放大倍数仍将下降。

模拟电子第三章

模拟电子第三章

13
(2)输入特性
iI/mA
-1.0 - 0.5
0.5
O
-0.5
1.0 1.5 2.0
1.4
uI/V
V
iI
mA
+
u_ I
Vcc
&
uO
-1.0
-1.5
40A
-2.0 (a)输入特性
(b)测试电路
①输入短路电流:IIS=-1.07mA
②输入漏电流:IIH= 1IB1( 1<0.01) 约为40 A
35
4.加电后,CMOS器件输入端不能悬空 ①输入电位不定(此时输入电位由保护二极管 的反向电阻比来决定),从而破坏了电路的正 常逻辑关系; ②由于输入阻抗高,易接受外界噪声干扰,使电 路产生误动作; ③极易使栅极感应静电,造成栅击穿。
36
二、其它类型的CMOS电路
1.CMOS与非门 (1)电路结构 两个反相器的负载管并联,驱动管串联。 (2)工作原理
图3.2.16 54LS/74LS系列与非门(54LS/74LS00)的电路结构
25
表3.2.1 不同系列TTL门电路的性能比较
参数名称
TTL门电路系列名称
54/74 54H/74H 54S/74S 54LS/74LS
tpd(ns) 10
6
4
10
功耗/每门 (mW)
10
22.5
20
2
pd(ns·mW) 100 135
IIH:负载门输入漏电流。
29
②只有一个OC门输出低电平:(uOUO(Lma)x)
V C C u O R L (I G (m m a IIx ) L)
RL
VC CuO IG(max)mIIL

模电课件第三章(模拟电子技术基础第四版童诗白华成英)

模电课件第三章(模拟电子技术基础第四版童诗白华成英)

Ri Ri1 R1 // R2 // rbe1 1.52k
直接耦合电路的特殊问题
R1 RC1 R2 T1 RC2
+UCC
T2
RE2
ui
uo
问题 1 :前后级Q点相互影响。
增加R2 、RE2 : 用于设置合适的Q点。
R1 RC1
RC2 T1 T2
+UCC
uo
R2
ui
有时会将 信号淹没
d
(2)共模( common mode) 输入
ui1 = ui2 = uC
U oc 共模电压 Ac 放大倍数: Uc
(一) 差模输入
RC RB T1 均压器 ui R
+UCC uo T2 RE
RC RB
R
–UEE
1 u i1 u i u d 2 1 u i 2 u i u d 2
T2
C11
C12
C22 uo
uo u i
CE
RE2
Ri
放大电路一
放大电路二
+VCC
R1 RC T1 ui R2 RE1 CE
+VCC RB C21 uo u i C22 T2 RE2 uo
C11
C12
Ri 1. 求直接采用放大电路一的放大倍数Au和Aus。
2. 若信号经放大电路一放大后,再经射极输出 器输出,求放大倍数Au、Ri和Ro 。
RB ib1

RC
RB rbe1
Ad1 Ad 2
B1 C1 rbe1 E
ui1
ib1
RC
uod1
差模电压放大倍数:
RC RB R ib1
uod Ad ui

模电课件第三章

模电课件第三章

VR IZ
VO
当VCC或RL变化时,能自动调整IZ的大小
使VR=IR· R改变,从而使VO基本不变。 例如: 当VCC变大,RL不变时的调节过程如下:
VCC VO IZ IR VR
VO ———————|
精品课件!
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3.5.2 变容二极管
(二极管的 PN结在外电场的作用下,电子/空穴扩散量的变化)。 用于超高频段某范围频率的电子调谐。 3.5.4 光电子器件
3.4
基本电路及其分析方法
二极管正向V-I特性的建模在电子电路中应用广泛。如在整流、 检波、开关控制、稳压、限幅、变容、发光指示等电路中的应用。
3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法
R VDD iD iD(mA)
二极管V—I 特性曲线
VDD/R
D ID Q
斜率为-1/R的负载线
由KVL得:
O
VD
1)P型半导体 掺入多出空穴元素的半导体;导电以空穴为主。 掺入少量3价元素——硼。 硼原子外层有3个电子,与硅组成 共价键后,因缺1个电子而形成空穴。
硼原子在硅晶体中能接受电子,称硼为“受主杂质”,或 P 型 杂质。除硼外,镓、铝、铅、铟外层也是3个电子。 在P型半导体中,多子——空穴;少子——自由电子。
3、 PN结的反向击穿 反向击穿有两种:电击穿和热击穿。 1)电击穿
当反向电压增加到一定程度时,可能产生电击穿。强电场→自
由电子、空穴数↑ →反向电流↑(陡增) 。有两种:
雪崩击穿:VF↑→内电场↑→自由电子、空穴获得的能量↑→ 碰撞电离→载流子的倍增效应→电流急剧放大 。
齐纳击穿: 强电场可直接破坏共价键结构,分离电子空穴对,形成较大的 反向电流,这是杂质浓度大的PN结而具有的特性。 利用这一特点,可制成 稳压二极管。 注:反向电流不超过一定值,不会使结温过高,电击穿是可逆的。

模拟电子技术基础第三章

模拟电子技术基础第三章

1.阻容耦合
Rb1
RS
Cb+1
+
+
us
ui
-
-
Rc1
+
Cb 2
Rb2
T1
+ UCC
R
c2
+
Cb3
T2
+
RL uo
-
信号源US经耦合电容Cb1与第一级的输入电阻 Ri1联系起来,经第一级放大后的信号又经耦合电 容Cb2与第二级的输入电阻Ri2联系起来,信号是通 过电阻和电容的连接进行传递的,这种方式为阻 容耦合方式。
3.1.1 模拟集成电路特点
模拟集成电路一般是由一块厚约0.2- 0.25mm的P型硅片制成,这种硅片是集成电 路的基片。它上面可以做出包含有几十个或 者更多的BJT或FET、电阻和连接电路。和分 立元件相比,模拟集成电路有如下几个方面 的特点:
(1)电路结构与元件参数具有对称性。
(2)电阻和电容值不易做太大,电路结构上采 用直接耦合方式。
Rc1
T1
+UCC
R c2
T2
Re2
R c1
T1
R c2
+UCC
T2
D1
D2
D3 D4
(a)利用电阻Re提高射极电位 (b)利用二极管提高射极电位
(2)零点漂移问题 如果将直接耦合放大电路的输入端短路,其输出
端应有一固定的直流电压,即静态输出电压。但是, 实际输出电压将随时间变化而偏离初始值作缓慢的随 机波动,这种现象称为零点漂移,简称零漂。
U CC R
I REF R
2IB
IC1
T1
U CC
RC
IC 2

模拟电路第三章 多级放大电路

模拟电路第三章 多级放大电路
整理ppt
1. 双端输入单端输出:共模信号作用下的分析
Ad
1(Rc∥RL)
2 Rbrbe
AcRbrb(R ec2 ∥ (1R L))Re
KCMRA Ad c Rb2 rb(R eb2(1rbe))Re
整理ppt
2. 单端输入双端输出
共模输入电压 差模输入电压 输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入:
3.3.2 差分放大电路
一、电路的组成
零点 漂移
参数理想对称: Rb1= Rb2,Rc1= Rc2, Re1= Re2;T1、T2在任何温度下特性均相同。 uI1与uI2所加信号大小相等、极性相同——共模信号
整理ppt
二、长尾式差分放大电路
典型电路
信号特点? uI1与uI2所加信号大小相等、极性相反——差模信号
在实际应用时,信号源需要有“ 接地”点,以避免干扰; 或负载需要有“ 接地”点,以安全工作。
根据信号源和负载的接地情况,差分放大电路有四种接法: 双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、 单端输入单端输出。
整理ppt
三、差分放大电路的四种接法 1. 双端输入单端输出:Q点分析
由于输入回路没有变化,所以
共模放大倍数 Ac
uO c uIc
参数理想对称A时 c 0
Re的共模负反馈作用:温度变化所引起的变化等效为共模信号
如 T(℃)↑→IC1↑ IC2 ↑→UE↑→ IB1 ↓IB2 ↓→ IC1 ↓ IC2 ↓
Re负反馈作用抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。
整理ppt
3. 放大差模信号 差模信号:数值相等,极性相反的输入信号,即
uI1uI2uId/2
i B 1 i B2 i C 1 i C2 u C 1 u C2 u O 2 u C1

模电第三章课件

模电第三章课件

Ad
1 2
(Rc ∥ RL ) Rb rbe
Ac
Rb
(Rc
rbe
∥ RL )
2(1 )Re
K CMR
Rb
rbe 2(1 )Re
Rb rbe
具有恒流源的差分放大电路
等效电阻 为无穷大
I2
IB3,IE3
R2 R1 R2
VEE R3
U BEQ
近似为 恒流
UCC
RC
RC
uo
ui1 RB
开环差模电压放大倍数 Aud→∞;
差模输入电阻 rid→∞; 开环输出电阻 Ro→0; 共模抑制比 KCMR→∞。
uiP
A
uiN
uo
uiP uiN 0
通常将uiP 趋于uiN 这种情况称为“虚短”。
ii 0
通常将 ii 0这种情况称为“虚断”。
R1
R f
u
R
A1
i
u
uo uR
A2
o
i
( a)
2 R rbe
较高
Rid 2( R rbe ) 2( R rbe ) 2( R rbe ) 2( R rbe )
Ro
2Rc
Rc
2Rc
Rc
UCC
RC
RC
uo
RB
RB
T1
T2
uid
V uod
uid
-3UT
-UT 0 UT
3UT
mV
I
UEE
(a)
图3.22 差动放大电路及其电压传输特性 (a)电路图 (b)电压传输特性
第3章 集成运算放大器电路
3.1 概 述
集成运算放大器的电路组成

模拟电子技术第三章

模拟电子技术第三章

2. 输入电阻 3. 输出电阻
Ri = Ri1
Ro = Ron
对电压放大电路的要求: 对电压放大电路的要求:Ri大, Ro小,Au的数值 最大不失真输出电压大。 大,最大不失真输出电压大。
第三章 多级放大电路
分析举例
= β ( R3 ∥ Ri2 ) Au1 rbe1 (1+β 2 ) ( R6 ∥ RL ) Au 2 = rbe2 + (1+β 2 ) ( R6 ∥ RL ) A = A A
第三章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式
将多个单级基本放大电路合理联接, 将多个单级基本放大电路合理联接,构成多级放大电路
组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级 一级, 组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级, 级间耦合。 级与级之间的连接称为级间耦合 级与级之间的连接称为级间耦合。 四种常见的耦合方式:
R1 R + uI
iC1 T1 Re
Rc
+VCC + uO
uB1 T2 R2
利用热敏三极管补偿零漂
(3) 采用差分放大电路。 ) 采用差分放大电路。
第三章 多级放大电路
3.3.2
差分放大电路
差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路 一、电路的组成
uO T
Re Re
T
V
差分放大电路的组成(a) 图 3.3.2差分放大电路的组成 差分放大电路的组成
选择恰当的变比,可在负载上得到尽可能大的输出功率。 选择恰当的变比,可在负载上得到尽可能大的输出功率。
第三章 多级放大电路

光电耦合
光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和 传递的,因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。 传递的,因而其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。
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3
(c)T2射极加稳压管抬高UCEQ1: 直 流 时 UCEQ1 = UDZ + UBEQT2 , R 的 存 在 使 得
ID>IDmin,保证稳压管工作于稳压状态,可根据所 需UCEQ1值选用稳压管。 交流时动态电阻duDZ/diDZ很小,Au2↓不大。 (a)、(b)、(c)3电路中,均为NPN管构成 的共射放大电路,为了保证三极管处于放大状态, 必然由于级数的增加需不断抬高T1的集电极电 位、以至于接近电源电压VCC,势必使后级的静 态工作点设置不合适。工程实际中常采用NPN+ PNP混合使用的方法解决该问题。↓
P1 P2
即I
2 1
RL
I
2 2
RL
2
RL
I2 I1
RL
RL
N2 N1
2 RL
Au
RL rbe
根据所需的电压放大倍数,可以选择适当的匝数比,使负载电阻上获得
足够大的电压。匹配得当时,负载可以获得足够大的功率。
由于集成功率放大电路的发展,只有在需要输出特大功率或实现高频功
率放大时,才考虑分立元件构成变压器耦合放大电路。
6
三、变压器耦合
——将第一级的输出端通过变压器接到后一级的输入端或负载上。
基本特点同阻容耦合; 突出特点:可以实现阻抗变换,在分立元件功率放大电路中广泛应用。
7
实际系统中,如扬声器负载电阻往往很小,直接接到放大电路输出 端其电压放大倍数变得很小,无法获得大功率。采用变压器耦合时,原、 副边功率相等:
1、Q点:阻容耦合,每一级Q点独立分析
U BQ1
R1 R1 R2
VCC
I EQ1
U BQ1
U BEQ1 R4
I BQ1
I EQ1 1 1
U CEQ1 VCC I CQ1R3 I EQ1R4 VCC I EQ1 (R3 R4 )
I BQ2
VCC R5
U BEQ2 1 2 R6
(d)NPN+PNP混合使用
4
直接耦合放大电路特点: 缺点:各级直流通路相连,Q点相互影响,设计、调试复杂,零点漂移 现象; 优点:低频特性良好,便于集成,价格便宜,技术进步、应用广泛
5
二、阻容耦合
——将前一级的输出端通过电容接到后一级的输入端。 例:共射+共集
优点:各级Q点相互独立,分析、设计和调试简单易行,只要ω、C足够 大,交流信号几乎没有衰减传递到后级;在分立元件电路中应用广泛。 缺点:低频特性差,不能放大变化缓慢的信号,集成困难。由于集成电 路应用越来越广泛,只有在特殊需要下,由分立元件组成的放大电路中 才采用。
组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级,级与级之间的 连接称为级间耦合。多级放大电路中4种常见的耦合方式为:直接耦 合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。
2
一、直接耦合——将前一级的输出端直接接到后一级的输入端。
例:共射+共射
பைடு நூலகம்
图中第二级省去了基极电阻,Rc1既作为第一级的集电 极电阻,又作为第二级的基极电阻。
8
四、光电耦合
以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递,因抗干扰能力强而得到越来 越广泛的应用。 发光二极管+光敏三极管
P152~思考题 P178~自测题一 习题3.1
9
3.2 多级放大电路的动态分析
一个n级放大电路:
n
其电压放大倍数为: Au Auj j 1
其中
RLj Ri( j1)
Rsj
温漂在阻容耦合放大电路中会被耦合电容所阻断,但在直接耦合放大电
路中却会逐级传递、放大,以致与在输出端不能区别有用信号与漂移电
压,电路不能正常工作。
14
2、抑制温漂的方法
某种意义上,零点漂移就是Q点的漂移,稳定Q点的措施也是抑制温漂的 方法。 ①直流负反馈 ②温度补偿 ③差分放大电路(属于温度补偿)
I EQ2 1 2 I BQ2
U CEQ2 VCC I EQ2 R6
11
2、动态分析
P154~思考题 习题3.2、3.3 作业3.4、3.5
Ri2 R5 // rbe2 (1 2 )R6 // RL
Au1
1
R3 // Ri2 rbe1
Au 2
1 2 R6 // RL rbe2 (1 2 )R6 // RL
第三章 多级放大电路
实际应用中,对Ri、Au、Ro、f同时有要求时,简单基本放大电路已 经不能满足要求,常常需要将多个基本放大电路合理连接、构成多级放大 电路。
内容提要:
3.1 多级放大电路的耦合方式 3.2 多级放大电路的动态分析 3.3 直接耦合放大电路 3.4 Multisim应用举例
1
3.1 多级放大电路的耦合方式
( a ) UBEQT2 = 0.7V = UCEQ1——T1 靠 近 饱 和 区 , 易 饱 和失真。
(b)T2射极加Re2抬高UCEQ1: 直流时UCEQ1=URE2+UBEQT2,但交流时Re2使得Au2↓
(b')T2射极加二极管抬高UCEQ1: 直流时UCEQ1=UD(0.7V)+UBEQT2=1.4V, 交流时动态电阻duD/diD很小,Au2↓不大, 或用2只二极管使得UCEQ1=2.1V。
Ro( j1)
Ri Ro
Ri1 Ron
因此当共集放大电路作为输入级时,电路的输入电阻与第二级的输入电
阻有关;当共集放大电路作为输出级时,电路的输出电阻与倒数第二级有关。
当多级放大电路输出波形产生失真时,应首先确定是在哪一级先出现失
真,再判断产生了什么失真。
10
例3.2.1 两级阻容耦合放大电路分析
13
一、直接耦合放大电路的零点漂移现象
1、零点漂移现象及其产生的原因
零点漂移——放大电路输入电压(ui)为零而输出电压(uo)不为零且缓 慢变化的现象。
产生原因:任何电路参数的变化,如电源电压的波动、元件的老化、半 导体元件参数随温度变化等。采用高质量的稳压电源和使用经过老化实 验的元件就可以大大减少如电源电压的波动、元件的老化等原因产生的 漂移。所以由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移 现象的主要原因,因而也称零点漂移为温度漂移,简称温漂。
Au Au1 Au2
Ri R1 // R2 // rbe1
Ro
R6
//
rbe2
R3 // R5
1 2
12
3.3 直接耦合放大电路
工业控制中的很多物理量均为模拟量,如温度、流量、压力、液面、 长度等。它们通过各种不同传感器转化成的电量也均为变化缓慢的非周期 性信号,而且比较微弱,这类信号采用直接耦合放大电路将其放大最为方 便。
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