清华 模电课件


3. 模拟电路课程内容
¾ 一门工程性质、实践性很强的技术基础课
¾ 以“器件”为基础、“集成”为主线,“放大”为核心, 传递“模拟信 号”为目的,研究模拟电路的工作原理、特点及性能等
¾ 课程内容 放大电路: 模拟电路的核心 A/D、D/A: 数模接口
• 半导体器件的工作原理(二极 管、三极管和集成运放)
关于作业说明
¾ 作业须按时完成 ¾ 不会做的题目写清解题障碍所在
对题目的内容不理解 不知道采用书上哪部分知识求解问题 不知道解题思路、解题步骤 不会计算 作业体现独到见解的额外加分 抄袭作业者,本次成绩记为0分,屡犯者倒扣分
关于学习方法的几点建议
¾ 重视课堂教学环节, 课前预习,课后及时复习和完成作业 ¾ 重点掌握基本概念、基本电路、基本方法。把握课程特 点,可以事半功倍 ¾ 善于归纳总结,统一所学知识 ¾ 勤学好问,实际应用
• 基本单元电路-放大电路的构 成原理及互联
• 电子电路的分析方的基本特点
¾ 电路中交直流并存,分析方法各不相同
4. 教学目标
能够分析常用的电子电路,设计简单的单元电路
5. 课程的基本特点
¾ 非线性器件特性的小信号线性化 ¾ 电路中交直流并存,分析方法各不相同 ¾ 工程估算 ¾ 器件少、电路多(找出电路间的规律,举一反三) ¾ 分立是基础, 集成是应用
5. 课程的基本特点
¾ 工程估算
¾ 数字电路与模拟电路的联系 数字化潮流已成为时代的特征 模拟电路是现实世界和数字化电子产品间的桥梁 • 现实世界中的连续信号须通过模拟电路进行采集、放 大、比较或变换等处理后,才能进行数字化处理 • 信息的发射和接收须通过射频电路的处理才能完成 • 任何数字电子系统都离不开电源的控制和管理 数字集成电路代替不了模拟集成电路的功能 随着数字技术对模拟电路的要求越来越高,模拟电路将继 续向更高性能和更强的功能发展
5. 课程的基本特点
¾ 非线性器件特性的小信号线性化
6. 符号规定
1
教学参考书
童诗白,《模拟电子技术基础》 第二版 康华光,《电子技术基础》模拟部分 第三版,高教出版社 高文焕, 《电子线路基础》 高教出版社 华成英,《模拟电子技术基础(第三版)教师手册》 张畴先 《模拟电子技术常见题型解析及模拟题》 西工大 苏志平,《模拟电子技术基础(第三版)全程辅导》
2
关于考试说明
¾ 强调思考方法、物理概念、定性分析 ¾ 需要掌握基本定理和基本公式 ¾ 不要求背诵和死记 ¾ 不过多要求数学和计算能力
成绩评定办法
¾ 平时成绩 (20%) ¾ 期中考试 (10%) ¾ 期末考试 (70%) ¾ 额外加分 (0~6分)
作业体现独到见解 按要求完成课外思考题 课后提问有深度
1.课程介绍
电路类课程
高等 数学
大学 物理
电路 模拟 数字 分析 电子 电子
DSP VHDL 单片机原理 高频电子
2. 电子电路定义与类型
由电子器件组成并完成一定功能的电路,常常是为了对信号 进行传输、处理、或用来产生某种信号
¾ 模拟电路 ¾ 数字电路 ¾ 数模混合电路
模数混合系统=20%模拟部分+80%数字部分 总的设计时间=80%(模拟部分)+20%(数字部分)
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清华大学模拟电子电路基础课件3

清华大学模拟电子电路基础课件3
第三章 多级放大电路
§3.1 §3.2 §3.3 §3.4 §3.5 多级放大电路的耦合方式 多级放大电路的动态分析 差分放大电路 互补输出级 直接耦合多级放大电路读图
1
模拟电子技术基础
§3.1 多级放大电路的耦合方式
一. 直接耦合
二. 阻容耦合
三. 变压器耦合
耦合方式:多级放大电路级与级之间的连接方式
uOc 共模放大倍数 Ac ,参数理想对称时 Ac 0 uIc
21
模拟电子技术基础
抑制共模信号:Re的共模负反馈作用
uOc 共 模 放 大 倍 数Ac uIc 参 数 理 想 对 称 时Ac 0
对于每一边电 路,Re=?
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 ↓ 抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化
u u1 u2
Ri2 R5 ∥[rbe 2 (1 2 )(R6 ∥ RL )]
Ri R1 ∥ R2 ∥rbe1
R3 ∥ R5 rbe2 Ro R6 ∥ 1
为带负载情况下的电压放大倍数
11
模拟电子技术基础
讨论一
失真分析:由NPN型管组成的两级共射放大电路
ui
共射放 大电路
差模放大倍数Ad

基于差模通路的交流等效电路
比较与单管共 射放大倍数?
为什么?
uOd 差模放大倍数: Ad uId
RL ( Rc ∥ ) 2 Ad Rb rbe
交流电位?
Ri 2( Rb rbe ) ,Ro 2Rc uId iB 2( Rb rbe )

模拟电子技术清华大学PPT课件

模拟电子技术清华大学PPT课件

2结、3区。其中
发射区高掺杂,
基区较薄且低掺
杂,集电区一般
掺杂。
第33页/共432页
1 .3 三极管(Transistor)
1 .3 .2 三极管的三种接法(三种组态)
三极管在放大电路中有三种接法:共发射极、 共基极、共集电极。
第34页/共432页
1 .3 三极管(Transistor)
1 .3 .3 三极管内部载流子传输
第21页/共432页
1 .1 .2 杂质半导体
在本征半导体中掺入少量的其他特定元素 (称为杂质)而形成的半导体。
常用的杂质材料有5价元素磷P和3价元素硼B。
根据掺入杂质的不同,杂质半导体又分为N 型半导体和P型半导体。
第22页/共432页
一 . N型半导体(电子型半导体)
掺如非金属杂质磷 P 的半导体。每掺入一个磷 原子就相当于向半导体内 部注入一个自由电子。
第42页/共432页
1 .3 .6 三极管主要参数
一. 电流放大系数
1. 共发射极电流放大系数 直流β≈IC/IB 交流β≈ΔIC/ΔIB
均用β表示。
2. 共基极电流放大系数 直流α≈IC/IE 交流α≈ΔIC/ΔIE
均用α表示。
β=α/(1-α) α=β/(1+β)
二. 反向饱和电流
1.集电极—基极间反向饱和电流ICBO 2.集电极—发射极间穿透电流ICEO

自电子器件出
现至今,电子技术已
经应用到了社会的各
个领域。
前进
第8页/共432页
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II .电子技术的应用
1875年 (苏)
1901年 (美)
1902年 (美)
1906年 (美)

清华大学模拟电子技术课件_第4章-每页1张

清华大学模拟电子技术课件_第4章-每页1张

4.1 集成运算放大电路概述4.2 集成运放电路简介4.3 集成运放的性能指标和低频等效电路4.4 集成电路的发展概况及分类Operational Amplifier, Opamp: Direct-coupled multistage, high gain, high input resistor, low output resistor amplifier 1941: First (vacuum tube) op-amp "Summing Amplifier" by Karl D. Swartzel Jr. in Bell labs 1962: First solid-state (BJT) op-amps in potted modules 1963: First monolithic IC op-amp 1970: First high-speed, low-input current FET design第一代电子管模拟计算机 数学计算 长途电话 中继器 信号放大晶体管 集成运放 用于各种需要放大信号的应用 广播、通信:电话、手机 工业控制:信号运算,PID调节 工业检测:信号放大 航空航天测量及通信 计算机网络:网卡,调制解调器, 路由器,交换机 各类图像采集:照相机、摄像机 汽车电子,生医电子 等等 发展方向:高精度、高速、宽带、低功耗 发展方向:高精度、高速、宽带、低功耗第二代一、集成运放符号 uN 输出端 uP + uOA二、集成运放的电压传输特性 • 开环差模电压放大倍数Aod一般为 105以上 • Uom峰值一般为14V左右(± 左右(±15V 电源) 电源) • 当|uo|<=Uom时,uo=Aod*(uP - uN)Uom-Uom4集成运放通常由输入级、中间级、输出级等电路组成。

一般采用差 分放大电路一般采用共射或 共源放大电路一般采用互补 输出级电路给各级电路提供合 适的静态电流,一 般采用电流源电路集成运放读图步骤:1.合理分块:按信号的流向找出输入级、中间级、输出 级,并确定偏置电路; 2.分析功能:分析各块的功能和工作原理; 3. 统观整体:定性分析电路整体功能和性能特点; 4. 性能估算:定量估算静态工作 性能估算:定量估算静态工作点和动态性能指标。

《模拟电子电路_模电_课件_清华大学_华成英_8_波形的发生和信号的转换》

《模拟电子电路_模电_课件_清华大学_华成英_8_波形的发生和信号的转换》
1. LC并联网络的选频特性
理想LC并联网络在谐振时呈纯阻性,且 阻抗无穷大。 1 谐振频率为 f 0 2 π LC 在损耗较小时,品质因数及谐振频率
1 L 1 Q ,f 0 R C 2 π LC
损耗
在f=f0时,电容和电感中电流各约为多少?网络的电 阻为多少?
华成英 hchya@
二、RC正弦波振荡电路 三、LC正弦波振荡电路
四、石英晶体正弦波振荡电路
华成英 hchya@
一、正弦波振荡的条件和电路的组成
1. 正弦波振荡的条件
无外加信号,输出一定频率一定幅值的信号。 与负反馈放大电路振荡的不同之处:在正弦波振荡电路 中引入的是正反馈,且振荡频率可控。

常合二为一
4、分析方法
1) 是否存在主要组成部分; 2) 放大电路能否正常工作,即是否有合适的Q点,信号是否 可能正常传递,没有被短路或断路; 3) 是否满足相位条件,即是否存在 f0,是否可能振荡 ; 4) 是否满足幅值条件,即是否一定振荡。
华成英 hchya@
相位条件的判断方法:瞬时极性法



Ui ( f f 0 )

为什么用分立元 件放大电路
C1是必要的吗? 特点: 易振,波形较好;耦合不紧密, 损耗大,频率稳定性不高。
为使N1、N2耦合紧密,将它们合二为一,组成电感反馈式 电路。 如何组成?
华成英 hchya@
3. 电感反馈式电路

Uf
华成英 hchya@
4、集成运放的非线性工作区
电路特征:集成运放处于开环或仅引入正反馈
无源网络
理想运放工作在非线性区的特点: 1) 净输入电流为0 2) uP> uN时, uO=+UOM uP< uN时, uO=-UOM

模拟电子电路模电课件清华大学华成英4集成运算放大电路

模拟电子电路模电课件清华大学华成英4集成运算放大电路

注意集成运算放大器的散热问题,采取适当的散热措施,避免过热导致性能下降或损坏。
在电路设计时考虑噪声干扰的影响,采取措施减小噪声干扰,如使用屏蔽、远离噪声源等。
在使用过程中注意避免突然的电压或电流冲击,以免造成集成运算放大器的损坏。
谢谢
THANKS
详细描述
共模抑制比是集成运算放大器性能的重要指标之一,它影响着电路的稳定性和性能。
总结词
在实际应用中,电路中的干扰和噪声通常是共模的,因此共模抑制比的大小直接影响到电路的性能和稳定性。在选择集成运算放大器时,需要根据实际需求来选择具有较大共模抑制比的型号。
详细描述
集成运算放大器的使用注意事项
了解集成运算放大器的规格书,确保其满足电路的性能要求。
良好的线性度
集成运放的内部电路设计使得它在放大信号时产生的噪声较低。
低噪声
集成运放的输入阻抗一般都在兆欧姆级别,使得它对信号源的影响较小。
高输入阻抗
按功能
可以分为通用型和专用型两类。通用型集成运放适用于多种场合,而专用型集成运放则是针对特定应用设计的,如仪表放大器、音频放大器等。
按性能指标
可以分为低噪声、高精度、高速型等不同类型。低噪声型集成运放主要用于信号放大,高精度型用于高精度的测量和运算,高速型则用于高速信号处理和传输。
电压-频率转换
电压-电流转换
集成运算放大器的性能指标
详细描述
开环电压增益的数值越大,意味着对微弱信号的放大能力越强,因此开环电压增益是衡量集成运算放大器性能的重要参数之一。
总结词
开环电压增益是衡量集成运算放大器放大能力的重要指标。
详细描述
开环电压增益是指在无反馈情况下,输入信号经过集成运算放大器放大后的输出电压与输入电压的比值。这个比值越大,说明放大器的放大能力越强。

清华模电数电课件第3讲半导体二极管

清华模电数电课件第3讲半导体二极管

ui=0时直流电源作用
根据电流方程,rd
uD iD
UT ID
小信号作用
Q越高,rd越小。 静态电流
四、二极管的主要参数
• 最大整流电流IF:最大平均值 • 最大反向工作电压UR:最大瞬时值 • 反向电流 IR:即IS • 最高工作频率fM:因PN结有电容效应
结电容为扩散电容(Cd)与势垒电容(Cb)之和。
二.光电二极管
• 光电二极管是远红外线接
受管,是一种光能与电能
进行转换的器件.它的几
种常见外形如图1.2.13(a)
所示,符号见图(b)
图1.2.13 光电二极管的外形和符号
• 图1.2.14(a)所示为光电二 极管的伏安特性.在无光 照时,与普通二极管一样, 具有单向导电性.有光照 时,特性曲线下移,它们分 布在第三,四象限内.
一、二极管的组成
将PN结封,引出两个电极,就构成了二极管。
点接触型: 结面积小,结电容小 故结允许的电流小 最高工作频率高
面接触型: 结面积大,结电容大 故结允许的电流大 最高工作频率低
平面型: 结面积可小、可大 小的工作频率高 大的结允许的电流大
二、二极管的伏安特性及电流方程
二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性
六、其它类型二极管
• 一.发光二极管
发光二极管包括可见光, 不可见光,激光等不同的类 型,这里只对可见光发光二 极管做一简单介绍
发光二极管的发光颜色 决定于所用材料,目前有红, 绿,黄,橙等色,可以制成各 种形状,如长方型,圆形[见 图 (a)所示]等.图 (b)所示 为发光二极管的符号.
图1.2.12 发光二极管
i f (u)
u
i IS(eUT 1) (常温下UT 26mV)

模电清华大学版华成英课件


找出偏置电路
若在集成运放电路中能够估算出某一支路的电流,则 这个电流往往是偏置电路中的基准电流。
华成英 hchya@
简化电路 分解电路
三级放大电路
双端输入、单端 输出差分放大电 路
以复合管为放大管、 用UBE倍增电路消 恒流源作负载的共 除交越失真的准
射放大电路
互补输出级
华成英 hchya@
三、多路电流源
根据所需静态电流,来 选取发射极电阻的数值。
根据所需静态电流,来 确定集电结面积。
根据所需静态电流, 来确定沟道尺寸。
华成英 hchya@
四、有源负载
1. 用于共射放大电路
①哪只管子为放大管? ②其集电结静态电流约为多少? ③静态时UIQ为多少?
华成英输出端
若将集成运放看成为一个“黑盒子”,则可等效为一个 双端输入、单端输出的差分放大电路。
华成英 hchya@
集成运放电路四个组成部分的作用
偏置电路:为各 级放大电路设置 合适的静态工作 点。采用电流源 电路。
华成英 hchya@
一、集成运放的特点
集成运算放大电路,简称集成运放,是一个高性能的直接 耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算,故而得名。
(1)直接耦合方式,充分利用管子性能良好的一致性采用 差分放大电路和电流源电路。 (2)用复杂电路实现高性能的放大电路,因为电路的复杂 化并不带来工艺的复杂性。 (3)用有源元件替代无源元件,如用晶体管取代难于制作 的大电阻。 (4)采用复合管。
三、集成运放的电压传输特性
uO=f(uP-uN)
在线性区:
uO=Aod(uP-uN) Aod是开环差模放大倍数。
非线 性区
由于Aod高达几十万倍,所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(uP-uN)的数值仅为几十~一百多微伏。

清华模电课件第11讲多级放大电路

fL f fH
各种容抗忽略不计;
通频带
Àu为常数,与频率无关AuM ;
无其他附加相移,
晶体管反相,Φ= –180°。
模拟电子技术
2、低频段-- f fL的频率范围
耦合、旁路电容的容抗不可忽略, 损耗一 部分信号,使放大倍数Àu下
降,
相移Φ超前90°。
哈尔滨工程大学
下限截止频率
模拟电子技术
3、高频段-- f f的H 频率范围
所不同的是在第一步只需计算
fL及fH两个要素就行了,无需
计算中频电压放大倍数AuSM。
中频段的幅频特性就是一条与
横坐标(0dB)相重合的水平线。
图3-14 波特图的归一化画法 (a)幅频特性;(b)相频特性
模拟电子技术
2. 归一化画法
AuS
1
在相频特性AuSM中,(1纵j ffL坐)(1标 ff必H ) 须
sin 3t
3
sin 5t
5
)
由于RC电路是线性电路,可以用叠加原理,将输入信号 的各个频率分量分别作用于RC电路,最后在输出端求和。
由于电容C对于不同频率呈现不同容抗,从而,使输出 波形产生了失真。
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
2. 线性失真的分类
幅度失真:(与振幅频率特性有关)
放大器对输入信号的不同频率分量的放大倍数大 小不同,使输出信号各个频率分量的振幅相对比例关 系发生了变化,从而导致输出波形失真。
常量
r 可见,欲使增益带宽积大,必须选用 bb及' C小 的高频管。
当管子选定后,增益带宽积大体上就一定了。因此,若把放 大倍数提高几倍,通频带也几乎变窄同样的倍数,即增益带 宽积为一个常数。

清华大学模拟电子电路基础课件10

1. 正常工作; 2. C开路; 3. RL开路; 4. D1和C同时开路。
18
模拟电子技术基础
§10.4 稳压管稳压电路
一、稳压电路的性能指标 二、稳压管稳压电路
19
模拟电子技术基础
一、稳压电路的性能指标
1. 输出电压 2. 输出电流 3. 稳压系数 表明电网电压波动时电路的稳压性能。
在负载电流不变时,输出电压相对变化量与输入电压变化量之比。
V)0.45U2 RL
考虑到电网电压波动范围为±10%,二极管 的极限参数应满足:
I F
1.1
0.45U 2 RL
U R 1.1 2U 2
与半波整流电 路对二极管的
要求相同
10
模拟电子技术基础
§10.3 滤波电路
一、电容滤波电路 二、电感滤波电路源自三、倍压整流电路11模拟电子技术基础
一、电容滤波电路
3
模拟电子技术基础
§10.2 单相整流电路
一、对整流电路要研究的问题 二、单相半波整流电路 三、单相桥式整流电路
4
模拟电子技术基础
一、对整流电路要研究的问题
对整流电路要研究清楚以下问题: 1. 电路的工作原理:二极管工作状态、波形分析 2. 输出电压和输出电流的平均值:输出为脉动的直流电压 3. 整流二极管的选择:二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压
3.电容的选择及UO(AV)的估算
当 R L C(3~ 5)T 2时U , O(A 1 V .2 )U 2 。 C的耐压值应1大.1于2U2。
4.优缺点
若负载开路 UO(AV)=?
简单易行,UO(AV)高,C 足够大时交流分量较小;不适于大电流负载。
15
模拟电子技术基础

模拟电子技术基础清华大学全套完整版PPT课件

• 为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制 成本征半导体,导电性能极差,又将其掺杂, 改善导电性能?
• 为什么半导体器件的温度稳定性差?是多子还 是少子是影响温度稳定性的主要因素?
• 为什么半导体器件有最高工作频率?
华成英 hchya@
§2 半导体二极管
一、二极管的组成 二、二极管的伏安特性及电流方程 三、二极管的等效电路 四、二极管的主要参数 五、稳压二极管
华成英 hchya@
3、本征半导体中的两种载流子
运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时,带负电的自
由电子和带正电的空穴均参与导 电,且运动方向相反。由于载流 子数目很少,故导电性很差。
温度升高,热运动加剧, 载流子浓度增大,导电性增强。
热力学温度0K时不导电。
两种载流子
基本概念:概念是不变的,应用是灵活的, “万 变不离其宗”。 基本电路:构成的原则是不变的,具体电路是多种 多样的。 基本分析方法:不同类型的电路有不同的性能指标 和描述方法,因而有不同的分析方法。
2. 注意定性分析和近似分析的重要性 3. 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题
根据需求,最适用的电路才是最好的电路。 要研究利弊关系,通常“有一利必有一弊”。 4. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
考查解决问题的能力--实践能力
综合应用所学知识的能力
清华大学 华成英 hchya@
华成英 hchya@
第一章 半导体二极管和三极管
华成英 hchya@
第一章 半导体二极管和三极管
§1.1 半导体基础知识 §1.2 半导体二极管 §1.3 晶体三极管
“为现代信息技术奠定了基础”。
华成英 hchya@
二、模拟信号与模拟电路
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