电路与电子模拟电路第2章
电路与模拟电子技术第二章殷瑞祥
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2.1 等效电路分析法（续9）
电流源的并联等效
i
is1 is2
…
isN
a + u _ b
外特性：(KCL) (电流源特性）
叠加方式与参考 方向有关
i=ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱis1+ is2+…+ isN= is i s
a i + u _ b
若干个电流源并联，等效为一个电流源，等效电 流源的数值为各并联电流源数值的叠加。
电阻的并联等效、分流
并联：电路中，两元件同接在两个相同结点之间，具 有相同的电压，称为并联。
两个电阻R1和R2并联连接如图。
i a
外特性为电压 u 和电流 i 之间关系。 按照欧姆定律：i1 u
i1
i2
R1 R2
+ u _
R1
u i2 R2
根据KCL：
b
i= i1+ i2
R1 R2 R R1 R2
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本章内容概述（续）
对于直流而言，电容元件相当于开路，电感元件相 当于短路， 在直流稳态电路中起作用的无源元件只有电阻元件 （但是，在电路工作的初期未进入稳态时电容和电 感元件会对电路的工作产生影响，这些内容在下一 章讨论），故也称为直流电阻电路。 学习本章重点要掌握电路分析的方法，特别是等效 电路分析法和结点分析法，这是学习后面各章内容 的主要基础。 本章所介绍的电路定理，首先要弄清定理适用的条 件，理解定理所描述的内容，然后着重学习这些电 路定理在电路分析中的应用。
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1 1 1 a-b端外特性： i u u R R1 R2
模拟电子技术第二章
电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表 示，如图：
ui
Au
uo
放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下 放大才有意义。
2021/4/11
3
2.1.2.放大电路的性能指标
放大电路示意图
图2.1.2放大电路示意图
2021/4/11
4
一、放大倍数
表示放大器的放大能力
VCC
U BEQ Rb
(12 0.7 )mA 40 μA 280
做直流负载线，确定 Q 点
根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc iC = 0，uCE = 12 V ； uCE = 0，iC = 4 mA .
2021/4/11
T
22
iC /mA
4 3 2 1 0
80 µA
60 µA
静态工作点 40 µA
U i →△uBE →△iB
→△iC（b△iB）
VBB
→△uCE（-△iC×Rc）
UI
→
•
Uo
+VCC （ +12V）
RC
IC +△IC
IB
B Rb 1
+△I B
3C ET2
U CE
U BE +△UBE
+△U CE
+
UO
-
电压放大倍数：
•
•
Au
Uo
•
Ui
2021/4/11
13
+VCC （+12V）
iC / mA
4
交流负载线 80
60
IC
Q
iC 2
模拟电子技术第二章电流模电路基础
2.1 电流模电路的概念及特点 (Current Mode)
一、概念
电流模电路：就是能够有成效地传送，放大和处理电 流信号的电路。（以电流变化为信息载体的电路） 电压模电路：电压模电路，则是偏重传送，放大和处理电 压信号的电路并以电压为变量来分析和标定电路。 ➢ 电流模电路以电流变量作为分析与设计电路的输入和
则有：UT ln[i2i4 /(I s2 I s4 )] UT ln[i1i3 /(I s1I s3 )] 在TL回路中，若顺时针方向排列的正偏PN结数目与反
控使制时P发N则针结射有方的区：向各尺排电i寸2列流 i的4乘正I积s偏1i等1P于iNI3s反结2 时数I针目s3正相偏等Is，P4N则结顺I的s 时各针电正流偏乘积。
➢ 顺时针方向（CW）排列的正偏结数与反时针方 向（CCW）排列的正偏结数目必须相等。
跨导线性原理是B.Gilbert提出的，这个原理 可以简化非线性电路的计算，它即适用于小信 号，又适用于大信号。尤其在一个较大规模的 电路中，只要存在“跨导线性环”，就会使电 路计算大大简化。在电流模电路中，因为多施 用“匹配”技术，几乎到处都可以找到“跨导 线性环” 。
跨导线性回路原理：
第二章 电流模电路基础
（现代模拟集成电路技术）
2.1 电流模(current Mode)电路的概念及特点 2.2电流传输器 2.3 跨导线性（TL）原理 2.4由TL环路构成的电流模电路
电路如图所示，设晶体管的参数相同，
均处在放大区，且有 Ia>>IB1,Ib>>IB4,试利用
早在1989年，“电流模式信号处理”专题就已经 列入了IEEE电路与系统国际会议的议题。
不久的将来，电流模电路必将改变目前的电压模 电路统制模拟信号处理领域的局面。
电路与模拟电子技术(第二版)殷瑞祥主编_课后习题答案
第1章 电 阻 电 路1.1 正弦交流电 交流电 1.2 电流 电压 功率 1.3 电压 电流 功率 1.4 幅值 相位 频率 1.5 幅值 相位 频率 1.622221.7 相电压 线电压 220V 380V 1.8 星型 三角形 1.9 31.10 超前 滞后 同相 1.1131.12——1.25 F F T T F F T F F T T F T T1.26 答：（1） 固定电阻器可分为碳膜电阻器、金属氧化膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器和贴片式电阻器等。
① 碳膜电阻器：碳膜电阻器以碳膜作为电阻材料，在小圆柱形的陶瓷绝缘基体上，利用浸渍或真空蒸发形成结晶的电阻膜（碳膜）。
电阻值的调整和确定通过在碳膜上刻螺纹槽来实现；② 金属氧化膜电阻器：金属氧化膜电阻器的电感很小，与同样体积的碳膜电阻器相比，其额定负荷大大提高。
但阻值范围小，通常在200Kω以下；③ 金属膜电阻器：金属膜电阻器的工作稳定性高，噪声低，但成本较高，通常在精度要求较高的场合使用；④ 线绕电阻器：线绕电阻器与额定功率相同的薄膜电阻相比，具有体积小的优点 ⑤ 贴片式电阻器：贴片式电阻器的端面利用自动焊接技术，直接焊到线路板上。
这种不需引脚的焊接方法有许多优点，如重量轻、电路板尺寸小、易于实现自动装配等。
（2） 电位器根据电阻体的材料分有：合成碳膜电位器、金属陶瓷电位器、线绕电位器、实心电位器等① 合成碳膜电位器：分辨率高、阻值范围大，滑动噪声大、耐热耐湿性不好； ② 金属陶瓷电位器：具有阻值范围大，体积小和可调精度高（±0.01%）等特点； ③ 线绕式电位器：线绕式电位器属于功率型电阻器，具有噪声低、温度特性好、额定负荷大等特点，主要用于各种低频电路的电压或电流调整；④ 微调电位器：微调电位器一般用于阻值不需频繁调节的场合，通常由专业人员完成调试，用户不可随便调节。
⑤ 贴片式电位器：贴片式电位器的负荷能力较小，一般用于通信、家电等电子产品中。
模拟电路2习题及解答
Au Uo / Ui 1.2 / 0.02 60
Ai
io
/ ii
Uo / RL
Us Ui /
Rs
1.2 /1
0.03 0.02 / 0.6
72
Ap Au Ai 60 72 4320
Au dB 20 lg Au 20 lg(60) 35.6dB Ai dB 20 lg Ai 20 lg(72) 37.1dB
Au＝60（35.6dB），Ai＝72（37.1dB），Ap＝4320（36.4dB），Ri＝1.2kΩ，Ro＝0.5kΩ
4
2. NPN双极型晶体管共发射极放大电路如图所示，已知晶体管参数为β＝80，
UBE(on)＝0.7V，rbb'＝200，忽略rce。电阻为Rs＝3.3k，RB＝470k，RC＝
（2）Au＝－75，Aus＝－43，Ri＝1.37kΩ，Ro ＝3kΩ
7
5．NPN双极型晶体管共发射极放大电路如图所示，已知晶体管参数为β＝
100，UBE(on)＝0.7V，rbb'＝200，忽略rce。电阻为Rs＝500，RB1＝33k，
RB2＝10k，RC＝4.7k，RE＝2k，RL＝5.1k，电源电压＋VCC＝＋12V。
91
Ri RB1 / / RB2 / /rbe
1
1 1
1
2kΩ
33 10 2.68
Ro RC 4.7kΩ
Aus
Ri
Ri Rs
Au
2 0.5
2
91
73
Rs 500Ω
us
ui
RB2 10kΩ
RL 5.1kΩ
uo
+
RE 2kΩ CE
（1）IBQ＝10.5μA ，ICQ＝1.05mA，UCEQ＝5V （2）Au＝－91，Aus＝－73，Ri＝2kΩ，Ro＝4.7kΩ 8
模拟电子技术基础第二章练习题
模拟电⼦技术基础第⼆章练习题注意：答案仅供参考！⼀、填空题1. 半导体三极管属于电流控制器件，⽽场效应管属于电压控制器件。
2. 放⼤器有两种不同性质的失真，分别是线性失真和⾮线性失真。
3. 共射极放⼤电路中三极管集电极静态电流增⼤时，其电压增益将变⼤；若负载电阻R L 变⼩时，其电压增益将变⼩。
4. 单级共射极放⼤电路产⽣截⽌失真的原因是静态Ic 偏⼩；产⽣饱和失真的原因是 Ic 偏⼤；若两种失真同时产⽣，其原因是输⼊信号太⼤。
5.静态⼯作点Q 点⼀般选择在交流负载线的中央。
6.静态⼯作点Q 点选得过低会导致截⽌失真；Q 点选得过⾼会导致饱和失真。
7.对于下图所⽰电路，设V CC =12V ，R b =510k Ω，R c =8 k Ω，V BE =，V CE （sat ）=,当β=50，静态电流I BQ = 22µA ，I CQ = ，管压降V CEQ = ；若换上⼀个当β=80，静态电流I BQ = 22µA ，I CQ = ，管压降V CEQ = ，三级管⼯作在饱和状态。
8.对于下图所⽰电路，设V CC =12V ，三级管β=50，V BE =，若要求静态电流I CQ =2mA ，V CEQ =4V ，则电路中的R b = k Ω，R C = 4 k Ω。
9.对于下图所⽰电路，已知VCC =12V，Rb1=27 kΩ，Rc=2 kΩ,Re=1 kΩ,VBE=,现要求静态电流ICQ =3mA，则R= 12 kΩ。
10.已知图⽰的放⼤电路中的三级管β=40，VBE =，稳压管的稳定电压VZ=6V，则静态电流IBQ = ，ICQ= 11mA ，管压降VCEQ= 3V 。
11. 当环境温度升⾼时，三极管的下列参数变化的趋势是：电流放⼤系数β增⼤，穿透电流ICEO 增加，当IB不变时，发射结正向压降|UBE| 减⼩。
12.若下图所⽰放⼤电路在冬天调试时能正常⼯作，当到了夏天后，发现输出波形失真，且幅度增⼤，这时发⽣的失真是饱和失真，失真的主要原因是由于夏天室温升⾼后，三级管的 ICBO 、 V和β三个参数的变化，引起⼯作点上移；输出波形幅度增⼤，则是因为β参数随温度升⾼⽽增⼤所造成，输出波形幅度增⼤也是引起失真的⼀个原因。
模拟电子技术第2章三极管放大电路
04
三极管放大电路的应用
音频放大器
总结词
音频放大器是三极管放大电路的重要应用之一，用于将微弱的音频信号放大，以 便在扬声器或其他音频设备上播放。
详细描述
音频放大器通常采用音频功率放大器电路，利用三极管的高放大系数特性，将微 弱的音频信号进行电压和电流放大，以驱动较大的负载，如扬声器。音频放大器 广泛应用于音响设备、电视、收音机、录音机等电子产品中。
03
三极管放大电路的分析方法
图解分析法
定义
应用
图解分析法是通过图形直观地分析三极管 放大电路的工作原理和性能的方法。
通过图解分析法，可以清晰地看到输入信 号、输出信号以及三极管内部电流的变化 过程，有助于理解放大原理。
优点
缺点
直观易懂，可以清晰地看到信号的动态变 化过程。
对于复杂的三极管放大电路，图解分析法 可能会变得复杂且不易处理。
偏置电路的设计
总结词
偏置电路用于为三极管提供合适的静态 工作点，以保证放大电路的性能稳定。
VS
详细描述
根据三极管的特性，设计适当的偏置电路 ，使得三极管工作在合适的静态工作点上 。偏置电路一般由电阻、电容等元件组成 ，通过调节电阻和电容的参数，可以改变 偏置电流的大小和方向，从而优化放大电 路的性能。
应的重要参数。
02
三极管放大电路的分类
共发射极放大电路
总结词
共发射极放大电路是最常用的三极管放大电路，具有电压放大能力强、输出电压与输入电压反相的特 性。
详细描述
共发射极放大电路由三极管、集电极电源、基极电源、输入信号源和输出负载等部分组成。在电路中 ，输入信号加在基极和发射极之间，通过三极管的放大作用，将信号放大并传输到集电极和发射极之 间，最终输出到负载上。由于输出电压与输入电压反相，因此常用于电压放大。
模电第2章_作业答案
模拟电子技术作业答案班级_________ _ 学号_____ __ 姓名_____________ 第2章半导体三极管及其放大电路1．简答题：（1）放大电路中为何设立静态工作点？静态工作点的高、低对电路有何影响？答：设立静态工作点的目的是使放大信号能全部通过放大器。
Q点过高易使传输信号部分进入饱和区；Q点过低易使传输信号部分进入截止区，其结果都是信号发生失真。
（2）说明利用三极管组成放大电路的基本原则。
答：不论那种组态的放大电路，如果希望能够正常放大信号，必须遵守以下原则。
①有极性连接正确的直流电源、合理的元件参数，以保证三极管发射结正偏、集电结反偏和合适的静态工作点，使三极管工作在放大区。
②信号能够从放大电路的输入端加到三极管上，经过三极管放大后，又能传给放大电路的下一级或负载。
(3) 分析放大电路有哪几种方法？几种方法分别有什么特点？答：分析放大电路有近似法、微变等效法和图解法。
近似法简洁、精确，工程上常用来分析放大电路的静态工作点；微变等效法方便分析放大电路的动态；图解法直观，可同时用于分析放大电路的静态和动态。
（4）共射、共集和共基表示BJT的三种电路接法，而反相电压放大器，电压跟随器和电流跟随器则相应地表达了输出量与输入量之间的大小与相位关系，如何从物理概念上来理解？答：共射电路有电压放大作用，且输出电压与输入电压相位相反。
为此，称这种放大电路为反相电压放大器。
共集电路没有电压放大作用且输出电压与输入电压同相位。
因此，可将这种放大电路称为电压跟随器。
共基电路有输出电流与输入电流接近相等。
为此，可将它称为电流跟随器。
2．图1所示电路中，已知硅型晶体三极管发射结正向导通电压为0.7V， =100，临界放大饱和时三极管压降（集电极-发射极之间）为0.3V。
判断电路中各晶体管的工作状态。
(a) (b) (c)图1解：分析：判断晶体三极管的工作状态并计算各级电流问题的分析方法如下。
方法一：1． 对于NPN 管，若U BE <0.7V ，则管子截止；对于PNP 管，若U BE >-0.7V ，或U EB <0.7V则管子截止；2． 若NPN 管，U BE >0.7V ，PNP 管U EB >0.7V ，则说明三极管处于放大状态或饱和状态。
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电路与电子模拟电路第2章
• 选择节点③为参考点，标以接地符号，设其余两个节点电 位分别为V1、 V2 。对节点①、②分别列电流方程
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电路与电子模拟电路第2章
•由欧姆定律可 得
•代入式，整理得节点电位方程
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电路与电子模拟电路第2章
•写成简单而有规律的一般形式
•例2.2.3 下图所示电路，求各节点电位及电流I。 •解: 选10V电压源的负极性端为参考点，标出节点①、②、 ③如图中所示。直接列出三个独立节点的节点电位方程为
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电路与电子模拟电路第2章
•化简 •解得
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电路与电子模拟电路第2章
•2.3 电路基本定理及其应用 •2.3.1 叠加定理 •2.3.2 等效电源定理
•联立求解上述四个方程，可得
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电路与电子模拟电路第2章
•2.2.3 节点电位法 • 如果在电路中任选某一个节点作为参考点，令它的电位为零， 则其余各节点与参考节点之间的电压就称为各节点的节点电位。 以节点电位作为未知量，将各支路电流用节点电位表示，利用 KCL列出独立的电流方程进行求解，这就是节点电位法。节点电 位法常简称节点法。 • 对于一个结构比较复杂的电路，知道了电路的各个节点电位， 电路中各个支路电压便可由该支路两端节点电位的差值确定。知 道了各支路电压，利用KVL或欧姆定律就可求出各支路电流。由 此可见，节点电位是完备的。
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电路与电子模拟电路第2章
• 这里取BADB、CADC、FBDCF这三个网孔作为独立回路，
按图中虚线所示绕向，应用基尔霍夫电压定律：
•
回路1：
•
回路2：
•
回路3：
• 除了这三个回路方程以外，如果我们任意再沿其它回路，
列出的方程都不是独立的。
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电路与电子模拟电路第2章
• 在一般情况下，若电路有b条支路，n个节点，则独立回路 数为m，定有下列关系 ：
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电路与电子模拟电路第2章
•例2.2.2 下图电路中，US1=40V, US2=40V, IS =3A, R1=2, R2 =5, R3 =20。求节点电位V1。 •解: 由一般形式的节点电位方程可推知，两个节点电路当选定 某一节点为参考点后，方程中互电导项为零，所以待求的节点 电位方程为
• 于是，任一电路按照基尔霍夫定律可列出的独立方程总 数为 ：
• 它刚好等于未知量支路电流的数目，因此可以求得唯一的 一组解。
•用支路电流法的解题步骤为：
•⑴ 选定各支路电流的参考方向；
•⑵ 对(n1) 个独立节点列写KCL方程；
•⑶ 选(b-n+1)取个独立回路，列出KVL方程；
•⑷ 联立求解这b个独立方程，得出各支路电流。
• 以下图电路为例进行说明。电路共有六条支路，其参考方
向选定如图中所示。电路中有四个节点，分别为A、B、C、D。
在这些节点上，由基尔霍夫电流定律可依次列出四个节点电流方
程
•
节点A：
•
节点B：
•
节点C：
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电路与电子模拟电路第2章
• 对于最后一个节点D列出方程
，就等于上
面三式相加而改变正负号，所以它是不独立的。
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电路与电子模拟电路第2章
•2.2.1 支路电流法 • 若电路共有b条支路，则以b条支路电流作为未知量，应用 基尔霍夫定律列出个独立的电路方程，然后联立求解出各支路电 流，这就是支路电流法。 • 简单地说，支路电流法就是以支路电流作为电路变量的求 解方法。
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电路与电子模拟电路第2章
•对于图(a)电路：
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•(a)
电路与电子模拟电路第2章
•图(b)所示电路：
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电路与电子模拟电路第2章
•2.1.2 简单电阻电路的计算 • 简单电路主要是指单回路结构的电路，或者是对于所求问 题可以用等效变换方法化简成单回路电路。所谓简单电阻电路是 指由电阻串联、并联或混联组成的电路。简单电阻电路都可以简 化成一个等效电阻，然后用欧姆定律等方法求出待求量。
电路与电子模拟电路第2 章
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2020/11/28
电路与电子模拟电路第2章
• 2.1 简单电路的分析计算 • 2.1.1 电阻的联接 • 2.1.2 简单电阻电路的计算
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电路与电子模拟电路第2章
•2.1.1 电阻的联接 •1.电阻的串联
• 在串联情况下，流过各个元件的是同一个电流。图(a)表示n 个电阻R1、 R2 、R3Rn串联，根据基尔霍夫电压定律，串联的总 电阻R为
•当的滑动端C移到最上端（a点）时，有
•可见，输出电压U2在2V~7V范围内变化。
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电路与电子模拟电路第2章
•2.电阻的并联 • 元件在并联时，各个元件两端承受的是同一个电压。图(a) 表示n个电阻并联。G1、 G2 、G3Gn表示各电阻的电导，并联的 总电导为G 。
•电导G称为并联电阻的等效电导。
电路与电子模拟电路第2章
• 节点电位法解题步骤可归纳如下： • ⑴ 选定参考节点，并标出其余(n-1)个节点的序号； • ⑵ 利用自电导、互电导及流入节点电流源电流等概念直 接列写(n-1)个节点电位方程； • ⑶ 解联立节点电位方程求得各节点电位，然后再求出其 它待求量。
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电路与电子模拟电路第2章
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电路与电子模拟电路第2章
• 电阻的串联和并联相结合的联接方式叫做电阻的串并联， 或称混联。下图电路中，电路的等效电阻为
•
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•电阻的串并联
电路与电子模拟电路第2章
•例2.1.2 求图(a)、(b)所示二端网络的等效电阻Rab、 Rcd 。 • 解: 求二端网络的等效电阻，可直接利用串联、并联等 效公式。弄清串、并联等效的过程。 • 对无电流通过的元件开路，电阻不计； • 电位相等的节点短路，电阻用导线代替。
• 上式中G11、 G22分别称为节点①、节点②的自电导，它们分
别是各节点上所有电导总和。
是联接节点
①和节点②两支路公有电导的负值，称为节点①和节点②之间
的互电导。is11 、 is22分别为流入节点①、②的电流源电流的代 数和。 • 节点电位方程实质上是KCL的体现，对具有个独立节点的 电路，根据上述原则可列出个节点电位方程，即
•即
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电路与电子模拟电路第2章
•选节点②为参考点，则节点①的方程
• 列节点方程时，遇到电压源与电阻串联支路，如本题中与串 联，可以把电压源、电阻串联组合等效变换为电流源、电阻并联 组合。这种处理方法在列节点方程时直接应用。但要注意，在求 解各支路电流时，应回到原电路图计算。
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•(a)
电路与电子模拟电路第2章
• 解: 方法一 • 通过电源和电阻等效变换的方法将原电路依次化简为图(b) 、(c)的形式。由图(c)算出
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•(b)
•(c) 电路与电子模拟电路第2章
•方法二
• 先将2与5并联电阻等效变换为1.5 ，如图(d)。 • 再通过电源等效变换的方法化简为图(e)的形式。由图(e)利 用分压公式得到
•电阻R称为这些串联电阻的等效电阻。
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电路与电子模拟电路第2章
•电阻串联时，各电阻上的电压为 •可见，各个串联电阻的电压与其电阻值成正比。
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电路与电子模拟电路第2章
•例2.1.1 下图电路中，R1=500，R2=200 ，电位器R3=500 ， 输入电压U1=12V ，试计算输出电压U2的调节范围。 •解: 电位器的滑动端C移到最下端(b点) •位置时， U2等于R2两端的电压，由电 •阻串联时的分压公式得：
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•(d)
•(e) 电路与电子模拟电路第2章
• 2.2 复杂电路的一般分析 • 2.2.1 支路电流法 •*2.2.2 网络的线图和独立变量 • 2.2.3 节点电位法
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电路与电子模拟电路第2章
• 对于复杂的电阻电路，不可能用电阻串、并联的方法将电 路化简然后求解，因此，我们必须研究更一般的分析方法。这 种一般的分析方法具有系统化和普遍性。 • 这里“系统化”是指方法的计算步骤有规律，便于编制计 算机程序，“普遍性”乃是指方法对任何线性电路都适用。 • 与等效变换法不同，系统化的通用方法不改变电路的结构 。其步骤大致为：首先选择一组独立的电路变量（电流或电压 ），根据KCL和KVL建立电路变量的方程，然后从方程中解出 电路变量。对于线性电阻电路，其方程是一组线性代数方程。
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电路与电子模拟电路第2章
•例2.1.3 计算图(a)电路中的电流I 。 •解: 图(a)中电阻与并联的等效电阻为2。此2电阻与8串联 的等效电阻为10，它再与10电阻并联，其等效电阻为5 。 化简后的等效电路如图(b)所示。由简化电路求得
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电路与电子模拟电路第2章
•例2.1.4 图(a)所示电路中，设c点为参考点，电位作为零， 求a、b两点的电位Va和Vb的值。
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电路与电子模拟电路第2章
• 如果在电路中任选某一个节点作为参考点，令它的电位为 零，则其余各节点与参考节点之间的电压就称为各节点的节点 电位。以节点电位作为未知量，将各支路电流用节点电位表示， 利用KCL列出独立的电流方程进行求解，这就是节点电位法。 节点电位法常简称节点法。 • 对于一个结构比较复杂的电路，知道了电路的各个节点 电位，电路中各个支路电压便可由该支路两端节点电位的差值 确定。知道了各支路电压，利用KVL或欧姆定律就可求出各支 路电流。由此可见，节点电位是完备的。