模电课件模拟电子技术基础第四版童诗白华成英(20200925235429)
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模拟电子技术基础(第4版)ppt课件
多子浓度高
多子浓度很 低，且很薄
面积大
晶体管有三个极、三个区、两个PN结。
华成英 hchya@
二、晶体管的放大原理
（发射结正偏） uBE U on 放大的条件 （集电结反偏） uCB 0，即 uCE uBE
少数载流 子的运动 因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区 因基区薄且多子浓度低，使极少 数扩散到基区的电子与空穴复合 因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区 基区空穴 的扩散
华成英 hchya@
§1.3
晶体三极管
一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 四、温度对晶体管特性的影响
五、主要参数
华成英 hchya@
一、晶体管的结构和符号
为什么有孔？
小功率管
中功率管
大功率管
华成英 hchya@
2、本征半导体的结构
共价键
由于热运动，具有足够能量 的价电子挣脱共价键的束缚 而成为自由电子 自由电子的产生使共价键中 留有一个空位置，称为空穴 自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。 动态平衡 一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高， 热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴对 的浓度加大。
指数曲线
若正向电压 UT，则i ISe u
u UT
若反向电压u UT，则i IS
2. 伏安特性受温度影响
反向特性为横轴的平行线
T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓ →反向饱和电流IS↑，U(BR) ↓ 增大1倍/10℃
T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
华成英 hchya@
华成英 hchya@
模电课件模拟电子技术基础第四版童诗白华成英
4、电流源还可单独制成稳流电源使用。
集成电路电流源
一、镜象电流源
三极管T1 、T2 匹配，
1
2
VBE1 VBE2 VBE ,则
IR IC1 2 IB
IC2 2 IB
I C 2 (1
2)
且
IR
V CC
V BE R
， 当 2时 ,
IC2 IR ， IC2 和 IR 是 镜 象 关 系 。
2. 电阻元件由硅半导体构成,范围在几十到20千欧, 精度低,高阻值电阻用三极管有源元件代替或外 接，
3. 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、 大电容要外接,
4. 二极管一般用三极管的发射结构成,
原理框图：
与uo反相
反相 输入端
u–
同相u+
输入端
与uo同相
T1 T2
输
IS
入
级
+UCC
T4
镜象电流源、微电流源、多路电流源等 3、电流源电路一般都加有电流负反馈,
4、电流源电路一般都利用PN结的温度特性,对电流源 电路进行温度补偿,以减小温度对电流的影响，
电流源概述
二、电流源电路的用途：
1、给直接耦合放大器的各级电路提供直流偏 置电流，以获得极其稳定的Q点。 2、作各种放大器的有源负载，以提高增益、 增大动态范围。 3、由电流源给电容充电，可获得随时间线性 增长的电压输出。
VBE1 I E1 Re1 = VBE2 I E2 Re2
因 VBE1 VBE2
I E1 Re1 IE2 Re2
I E2 Re1 I E1 Re2
比例式电流源
四、多路电流源
通过一个基准电流源 稳定多个三极管的工作点 电流,即可构成多路电流 源,图中一个基准电流IREF 可获得多个恒定电流 IC2、IC3，
集成电路电流源
一、镜象电流源
三极管T1 、T2 匹配，
1
2
VBE1 VBE2 VBE ,则
IR IC1 2 IB
IC2 2 IB
I C 2 (1
2)
且
IR
V CC
V BE R
， 当 2时 ,
IC2 IR ， IC2 和 IR 是 镜 象 关 系 。
2. 电阻元件由硅半导体构成,范围在几十到20千欧, 精度低,高阻值电阻用三极管有源元件代替或外 接，
3. 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、 大电容要外接,
4. 二极管一般用三极管的发射结构成,
原理框图：
与uo反相
反相 输入端
u–
同相u+
输入端
与uo同相
T1 T2
输
IS
入
级
+UCC
T4
镜象电流源、微电流源、多路电流源等 3、电流源电路一般都加有电流负反馈,
4、电流源电路一般都利用PN结的温度特性,对电流源 电路进行温度补偿,以减小温度对电流的影响，
电流源概述
二、电流源电路的用途：
1、给直接耦合放大器的各级电路提供直流偏 置电流，以获得极其稳定的Q点。 2、作各种放大器的有源负载，以提高增益、 增大动态范围。 3、由电流源给电容充电，可获得随时间线性 增长的电压输出。
VBE1 I E1 Re1 = VBE2 I E2 Re2
因 VBE1 VBE2
I E1 Re1 IE2 Re2
I E2 Re1 I E1 Re2
比例式电流源
四、多路电流源
通过一个基准电流源 稳定多个三极管的工作点 电流,即可构成多路电流 源,图中一个基准电流IREF 可获得多个恒定电流 IC2、IC3，
模电课件模拟电子技术基础第四童诗白华成英ppt
集成运算放大器的分析和设计
• 分析 • 输入电阻和输出电阻的分析，以及频率特性的分析。 • 线性范围和非线性失真的分析。 • 直流和交流性能的分析。 • 设计 • 选择合适的晶体管和电阻器。 • 设计合适的偏置电路和反馈电路。 • 进行频率补偿和稳定性分析。
集成运算放大器的应用
作为通用放大器使用，用于各种不同的信号放大场合 。
THANK YOU.
反馈的极性
正反馈用“+”表示，负反馈用“-”表示 。
正反馈
使放大器的净输入信号增加。
负反馈对放大电路性能的影响
提高放大倍数的稳定性
展宽频带
由于环境温度的变化，晶体管的放大倍数会 发生变化，加入负反馈后，可以减小这种变 化。
由于负反馈的作用，使得放大器的上限频率 有所降低，下限频率有所升高，这样频带就 展宽了。
减小非线性失真
负反馈对噪声的抑制作 用
当输入信号为正弦波时，晶体管的输出信号 由于管子的非线性而产生失真，加入负反馈 后，可以使这种失真减小。
在放大器中，噪声是不可避免的，负反馈可 以抑制噪声。
正反馈和自激振荡
自激振荡
在正反馈的作用下，放大器会自己产生信号而输出音调不变的音调。
消除自激振荡的方法
在放大器中引入负反馈来破坏自激振荡的条件。
直流电源及其应用
直流电源
01
它通常由交流电源经整流、滤波和稳压等环 节转换而来。
03
直流电源广泛应用于各种电子设备和系统中 ，如计算机、手机和电动车等。
05
02
直流电源是一种能够提供稳定直流电压的电 子器件。
04
直流电源电压， 保证其正常工作和延长使用寿命。
电子技术的起源与发展
模拟电子技术基础(第四版)课件童诗白
THANKS
感谢观看
利用运放实现模拟信号的检测、处理和控制，如PID控制器等。
反馈放大电路
05
总结词
理解反馈放大电路的核心概念和类型是掌握模拟电子技术的基础。
详细描述
反馈放大电路是一种通过引入反馈网络来控制放大器性能的电路。根据反馈信号的性质，可以分为正反馈和负反馈。正反馈是指反馈信号加强输入信号，使放大器增益提高；而负反馈则是削弱输入信号，使放大器增益降低。
有源滤波器
用于提高电路的输入阻抗，减小信号源内阻对电路的影响。
电压跟随器与缓冲电路
集成运算放大器的线性应用
比较器
波形发生器
功率放大器
自动控制电路
集成运算放大器的非线性应用
01
02
03
04
将模拟信号转换为数字信号，用于信号的阈值检测和脉冲整形。
利用运放实现正弦波、方波、三角波等波形发生。
利用运放实现音频信号的功率放大，用于扬声器驱动等场合。
晶体管时代
随着集成电路的诞生，电子设备进一步微型化，智能手机、平板电脑等便携式智能设备成为人们生活的重要组成部分。
集成电路时代
近年来，人工智能和物联网技术的迅猛发展，使得智能家居、自动驾驶等成为现实，进一步推动了电子技术的进步。
人工智能与物联网时代
电子技术的发展
医疗电子技术
医疗电子设备如心电图机、超声波诊断仪、医疗影像系统等都离不开电子技术的支持，为医疗诊断和治疗提供了重要的技术支持。
电阻是导体对电流的阻碍作用，电容是储存电荷的元件。电阻和电容是电子电路中最基本的被动元件。
二极管与晶体管
电感与变压器
半导体器件
02
如硅和锗，是半导体的基本组成材料。
元素半导体
感谢观看
利用运放实现模拟信号的检测、处理和控制，如PID控制器等。
反馈放大电路
05
总结词
理解反馈放大电路的核心概念和类型是掌握模拟电子技术的基础。
详细描述
反馈放大电路是一种通过引入反馈网络来控制放大器性能的电路。根据反馈信号的性质，可以分为正反馈和负反馈。正反馈是指反馈信号加强输入信号，使放大器增益提高；而负反馈则是削弱输入信号，使放大器增益降低。
有源滤波器
用于提高电路的输入阻抗，减小信号源内阻对电路的影响。
电压跟随器与缓冲电路
集成运算放大器的线性应用
比较器
波形发生器
功率放大器
自动控制电路
集成运算放大器的非线性应用
01
02
03
04
将模拟信号转换为数字信号，用于信号的阈值检测和脉冲整形。
利用运放实现正弦波、方波、三角波等波形发生。
利用运放实现音频信号的功率放大，用于扬声器驱动等场合。
晶体管时代
随着集成电路的诞生，电子设备进一步微型化，智能手机、平板电脑等便携式智能设备成为人们生活的重要组成部分。
集成电路时代
近年来，人工智能和物联网技术的迅猛发展，使得智能家居、自动驾驶等成为现实，进一步推动了电子技术的进步。
人工智能与物联网时代
电子技术的发展
医疗电子技术
医疗电子设备如心电图机、超声波诊断仪、医疗影像系统等都离不开电子技术的支持，为医疗诊断和治疗提供了重要的技术支持。
电阻是导体对电流的阻碍作用，电容是储存电荷的元件。电阻和电容是电子电路中最基本的被动元件。
二极管与晶体管
电感与变压器
半导体器件
02
如硅和锗，是半导体的基本组成材料。
元素半导体
模拟电子技术基础(第四版)第五章 童诗白主编
模拟电子技术基础
Fundamentals of Analog Electronics
华成英、童诗白 主编
—多媒体教学课件
华北科技学院 电子信息工程学院
主讲人：林亭生
第5章 放大电路的频率响应
重点：
1.频率响应的基本概念、波特图。 2.晶体管（场效应管）的高频等效模型
（混合模型）。 3.单管放大电路的频率响应。 4.多级放大电路的频率响应。
小结
（1）电路的截止频率决定于电容所在回路的时间 常数τ ，即决定了fL和fH。
（2）当信号频率等于fL或fH放大电路的增益下降 3dB，且产生+450或-450相移。
（3）近似分析中，可以用折线化的近似波特图 表示放大电路的频率特性。
5.2 晶体管的高频等效模型
5.2.1 晶体管的混合 模 型
20lg Au / dB
对数幅频特性：
0
0.1 fH fH 10 fH
f
3dB
20
20dB/十倍频
40
对数相频特性：
在高频段， 0
低通电路产生
45º
0~ 90°的滞后
相移。
90º
0.1 fH fH 10 fH
f
5.71º
45º/十倍频
5.71º
图 5.1.3(b) 低通电路的波特图
二、简化的混合模型 通常情况下，rce远大于c--e间所接的负载电
阻，而rb/c也远大于Cμ 的容抗，因而可认为rce和 rb/c开路。
Cμ 跨接在输入与输出回路之间，电路分析变得相当复杂。 常将Cμ 等效在输入回路和输出回路，称为单向化。单向 化靠等效变换实现。
因极型为总图负C（π载C＞）电＞。阻CRu/／/ Ｌ，，且C一u//般中情的况电下流。可C忽u// 略的不容计抗远，大得于简集化电模
Fundamentals of Analog Electronics
华成英、童诗白 主编
—多媒体教学课件
华北科技学院 电子信息工程学院
主讲人：林亭生
第5章 放大电路的频率响应
重点：
1.频率响应的基本概念、波特图。 2.晶体管（场效应管）的高频等效模型
（混合模型）。 3.单管放大电路的频率响应。 4.多级放大电路的频率响应。
小结
（1）电路的截止频率决定于电容所在回路的时间 常数τ ，即决定了fL和fH。
（2）当信号频率等于fL或fH放大电路的增益下降 3dB，且产生+450或-450相移。
（3）近似分析中，可以用折线化的近似波特图 表示放大电路的频率特性。
5.2 晶体管的高频等效模型
5.2.1 晶体管的混合 模 型
20lg Au / dB
对数幅频特性：
0
0.1 fH fH 10 fH
f
3dB
20
20dB/十倍频
40
对数相频特性：
在高频段， 0
低通电路产生
45º
0~ 90°的滞后
相移。
90º
0.1 fH fH 10 fH
f
5.71º
45º/十倍频
5.71º
图 5.1.3(b) 低通电路的波特图
二、简化的混合模型 通常情况下，rce远大于c--e间所接的负载电
阻，而rb/c也远大于Cμ 的容抗，因而可认为rce和 rb/c开路。
Cμ 跨接在输入与输出回路之间，电路分析变得相当复杂。 常将Cμ 等效在输入回路和输出回路，称为单向化。单向 化靠等效变换实现。
因极型为总图负C（π载C＞）电＞。阻CRu/／/ Ｌ，，且C一u//般中情的况电下流。可C忽u// 略的不容计抗远，大得于简集化电模
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
《模拟电子技术(童诗白)》课件
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（2）PN结上加反向电压 P区
空间电 荷区
N区
①外电场与内电场 方向一致，空间电荷区 变宽，内电场增强；
－－－－ －－－－ －－－－
++++ ++++ ++++
②扩散运动减弱， 漂移运动增强，平衡被 打破，漂移运动大于扩
内电场 外电场
散运动；
IS
③漂移运动是少子的运动，少子浓度小，形成反向电 流很小，PN结处于截止状态。
发光二极管符号
2、光电二极管（自学）
用万用表判断二级管正负极：
用万用表 R*100 或 R*1K 档，任意测量二极管的两根引 线，如果量出的电阻只有几百欧姆（正向电阻），则黑表 笔（即万用表内电池正极）所接引线为正极，红表笔（即 万用表内电源负极）所接引线为负极。
§1.3 晶体三极管
学习目标： 1.了解三极管的基本结构，熟悉其放大原理； 2.掌握三极管电流分配关系，熟悉其输入、输出特性。
§1.2 半导体二极管
(b)面接触型
面接触型二极管的结构如图（b）
铝合金小球 阳极引线
所示。由于这种二极管的PN结面积 N型硅 大，可承受较大的电流，但极间电
PN结 金锑合金
容也大。这类器件适用于整流，而
底座
不宜用于高频电路中。如2CP1为面
接触型硅二极管，最大整流电流为
阴极引线
400mA，最高工作频率只有3kHz。
2、微变等效电路
i
在Q点附近加上一个微小变
化的量，则可用Q点为切点的直
I D iD Q 线近似微小变化时的曲线。
u
uD U D
模拟电电子技术基础第5章(第四版)童诗白 华成英
模拟电子技术基础
放大电路的频率特性包括两部分： 幅度频率特性
幅频特性是描绘输入信号幅度 固定，输出信号的幅度随频率变化 而变化的规律。即 i ∣= ∣Vo /V∣= f ( ) ∣A
相位频率特性
相频特性是描绘输出信号与输入 信号之间相位差随频率变化而变化 的规律。即 ∠A ∠Vo ∠Vi f ( )
Ic gm jC bc 所以 I b 1/rbe j (C be C bc )
Ib
Rb
Ic I b Rc
RL VO
Rb >> rbe
固定偏流共射极放大电路
100Hz
1kHz 10kHz 100kHz 1MHz
79.62
7.962 0.796 0.08 0.008
f Xc1 Ib AV f <100Hz Xc1 与rbe = 863 不能短路 f 100Hz Xc1 <<rbe = 863 可以短路
当输入信号的频率等于上限频率或下限频率时，放大电路的 增益比通带增益下降3dB,或下降为通带增益的0.707倍，且 在通带相移的基础上产生-45°或+45°的相移．
3． 工程上常用折线化的近似波特图表示放大电路的频率响应。
模拟电子技术基础
5 放大电路的频率响应
5.1频率响应概述 5.2晶体管的高频等效模型
s s 1/ R2C2
AVL 1 1 ( fL / f ) 2
幅频响应
相频响应
H arctg ( fL / f )
输出超前输入
模拟电子技术基础
RC低通电路的幅频响应
RC高通电路的幅频响应
RC低通电路+ RC高通电路的幅频响应？