电子技术模拟部分ch7
华中科技大学《模拟电子技术基础》——CH07-2
vi2 -
+ vo +
+
vo2 -
vo1 -
差分式放大电路输入输出结构示意图
两输入端中的共模信号
+
-
vic
差放
大小相等，相位相同；差模信
号大小相等，相位相反。
共模等效输入方式
21
华中科技大学 刘勃
7.2.1 差分式放大电路的一般结构
2. 零点漂移
输入信号为零时，输出电压不为零且缓慢变化的现象。 （1）温度变化引起，也称温漂 产生零漂的主要原因：
7
共模信号介绍：
定义：两信号的振幅相等，相位相同， 两路信号之差作为信号 vi1
t
vid
vid=vi1 -vi2 t
vi2
t
=0 ！！！
特点：共模两信号同向等幅变化 特点：共模信号幅值零
8
差模和共模信号混合工作： vi1
t
vi1
t
vi2
t
vi2
t
vid
vid=vi1 -vi2 t =2vi1
9
现实生活中的差模信号： USB 单端信号： 同轴电缆
5
2.差模信号和共模信号 (1)单端信号易受噪声干扰的原因： 信号与噪声使用相同的参考点（地）！ vi+vn
vi
vn
解决方案：信号不与噪声使用相同的参考点！
6
差模信号介绍：
定义：两信号的振幅相等，相位相反， 两路信号之差作为信号 vi1
t
vid
vid=vi1 -vi2 t
vi2
t
=2vi1
特点：差模两信号反向等幅变化 特点：差模信号幅值为正向信号幅值的两倍
模拟电子技术0CH07-1
13
反馈的分类：
按交直流分： 按正负分： 直流反馈、交流反馈 正反馈、负反馈
按输入端关系分： 串联反馈、并联反馈
按输出端关系分： 电压反馈、电流反馈
以上分类均能交叉组合 主要讨论交流反馈
课件下载：mndzjs2008@ 密码：mndzjs2008
14
7.1.2 直流反馈与交流反馈
根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存 在，来进行判别。
直流反馈 判断交流反馈时， 耦合和旁路电容要 短路 判断直流反馈时， 耦合和旁路电容要 开路 交、直流 反馈
课件下载：mndzjs2008@ 密码：mndzjs2008
15
7.1.2 直流反馈与交流反馈
引言 前述有源器件的参数往往不够精确不够稳定
不同类型的晶体管增益不同，且与温度有关 即使前述的差分电路能消除共模干扰，但增益 稳定仍是问题 另一方面由电阻、电容和电感组成的无源网络却能 设计成任意精度，缺点是没有功率增益 能否将无源电路的准确性和有源电路的功率增益结合互补 构成具有精确增益的稳定放大电路
电压负反馈
xf=Fvo ， xid= xi－xf
RL
vo vo
xf
xid
电压负反馈稳定输出电压 电压负反馈使输出电压不受负载变化的影 响
课件下载：mndzjs2008@ 密码：mndzjs2008
30
7.1.5 电压反馈与电流反馈
电流负反馈
xf=Fio ， xid= xi－xf
并联：输入以电流形式求和（KCL） ii-iid-if=0 反馈回到相同端
课件下载：mndzjs2008@ 密码：mndzjs2008
模拟电子技术 CH7-3
R5 R6 R8 R4 R3 R4 R5 R7 R8
1 ( R3 R4 ) R5 ( R7 R8 ) FV R4 ( R5 R6 ) R8 *
练习：下列图在深度负反馈条件下，求闭环增益。 R1、 R2、 R3引入电流串联负反馈。 反馈量： R3 io · R1 vf = R1+ R2 + R3 反馈系数： R3 Fr= R1+ R2 + R3 在深度负反馈条件下， · R1
对于串联负反馈，
串联
V V 0 V id i f
· 又ri Rs Vs ≈ V i
抓住
·
· · · Vs ≈ Vi ≈ Vf
对于并联负反馈，
I I 0 I id i f
又ri Rs Is· ≈
抓住
并联
Ii
·
· · · Is ≈ Ii ≈ If
举例
例7.5.1 假设满足深度负反馈条件，写出 Avf 的表达式
Re1引入1、3级间电流串联负反馈
Fr
vf io
Re1
io 1 Agf vi Re1
vo io ( Rc 3 R f 2 ) 1 Avf ( Rc 3 R f 2 ) vi vi Re1
*
+ + + uF io + + iI -
+
iF -
C图中，Rf 、Re2引入电流并联负反馈
R2 R3 io vi R1 R3
此电路可视为压控电流源
二、已知交流负反馈有四种组态： A．电压串联负反馈 B．电压并联负反馈
C．电流串联负反馈
D．电流并联负反馈
选择合适的答案填入下列空格内，只填入A、B、C或D。 （1）欲得到电流－电压转换电路，应在放大电路中引入 （2）欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放 大电路中引入 ； （3）欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力， 应在放大电路中引入 ； （4）欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在 放大电路中引入 。 解：（1）B （2）C （3）A （4）D * ；
ch7 差分电路与模拟集成电路
第七章差分电路与模拟集成电路§7.1 集成化元器件及其特点§7.2 集成差分放大电路§7.3 电流模电路§7.4 集成运算放大电路小结§7.1 集成化元器件的特点♦集成电路组件将有源器件，无源器件电阻电容及电路连线等都集中在一块半导体基片上，然后封装在一个外壳内便形成一个完整的电路和系统♦集成元器件的特点1. 电路中各元件在同一基片上，又是通过相同工艺过程制造的，较容易制成特性相同的管子。
2. 集成化元器件中最容易制造的是三极管，是最基本的元件，二极管多用做温度补偿元件或电平移动元件，大多是有三极管的发射结构成。
集成化元器件的特点3. 电阻元件由半导体的体电阻构成，阻值越大，占用的硅片面积越大。
通常的电阻范围几十Ω~20kΩ,高阻值的电阻多用半导体三极管等有源元件代替或外接。
4. 电容元件一般有PN结的结电容或MOS管电容来制作，一般的容量小于200PF。
不能制造大电容和电感元件，因此在集成电路中通常采用直接耦合方式，不采用阻容耦合、变压器耦合方式。
5. 集成元器件的参数公差大，温度特性较差，通常同一块基片上相邻的元件具有同相偏差，它们的比值误差较小，匹配性好，对称性也好，因此集成电路大量采用比值电路和对称电路。
§7.2 集成差分放大电路差分放大电路的工作原理差分放大电路的工作原理差分电路的组成由对称的两个结构完全对称的共射放大电路组成，通过射极公共电阻R ee 耦合构成的。
对称两个三极管的特性一致，电路参数对应相等。
即：h fe 1=h fe 2=h feU BE1=U BE2=U BE h ie1=h ie2=h ieI CBO1=I CBO2=I CBO R C1=R C2=R C R b1=R b2=R b♦差分电路的输入输出方式输入方式i单端输入双端输入U i1U i2U o U oU o输出方式单端输出双端输出♦差模信号和共模信号+--+差模信号一对大小相等，极性相反的信号，用U id1、U id2表示，U id1= -U id2共模信号-+一对大小相等，极性相同的信号，用U ic1、U ic2表示，U = U1. 静态分析2I eQ由于电路结构对称，管子特性一致。
电工电子：Ch_7 数字集成电路及其应用
8
第六章 数字集成电路及其应用
数的一般表达方式 十进制
组成十进制数的有0～9十个符号，这些符号称为 数码，超过9的数就必须用多位数来表示，其中低位 和相邻高位之间的关系是“逢十进一”。
十进制数532.78可表示为 532.78 =5×102+3×101+2×100+7×10 -1+8×10 -2
31
(532第六章 数字集成电路及其应用
这里的10 2、10 1、10 0 、10 -1、10 -2称为十进制数数位 的位权值，简称“权”。
对于一个整数位数为n，小数位数为m的R进制正数 N可以表示为：
n1
( N )R ai Ri （权展开式） im
10
第六章 数字集成电路及其应用
( N )R an1 Rn1 an2 Rn2 a1 R1 a0 R0 a1 R1 am Rm
其中：n表示数N的整数部分的位数； m表示数N的小数部分的位数； R称为基数，也称为进制或模（mod）； Ri为第i位数码的位权值，简称“权”； ai为数码，是R个数码（0,1,2,...,R-1）中的任意一个。
实现电路看书 P210
同或运算：输入变量相同时输出为１；相异时 输出为０.
状态表 ABF 001 010 100 111
逻辑表达式： F=A⊙B= A B AB AB 同或门逻辑符号：
36
第六章 数字集成电路及其应用
同或逻辑的运算规则为
25
第六章 数字集成电路及其应用
与门功能概括为：
有“0”出“0”， 全“1”出“1”
一般形式：A·0=? A·1=? A·A=? A·0=0 A·1=A A·A=A
逻辑符号： A
&
《模拟电子技术》电子教案ch71 电子课件
石英晶体振荡器(频率稳定度高)
非正弦波振荡： 方波、三角波、锯齿波等
主要性 输出信号的幅度准确稳定 要求能： 输出信号的频率准确稳定
第 7 章 信号产生电路
7.1.1 正弦波振荡电路的工作原理
振荡条件
一、振荡条件
放大器
U• i
A• u
反馈网络
U• f
F• u
RL U• o
•
Au
U• o U• i
;
形变
外力
形变
机械振动
第 7 章 信号产生电路
3. 等效电路 Co — 晶片静态电容(几 ~ 几十 pF)
Cq
Lq — 晶体的动态电感(103 ~ 102 H)(大) Cq — 晶体的动态电容(< 0.1 pF)(小)
C0
Lq rq — 等效摩擦损耗电阻(小)
rq
大 Q 1 Lq 大
4. 频率特性和谐振频率
第 7 章 信号产生电路
5)稳幅措施
为使电 Au 为非线性，起振时，应使 Au > 3，稳幅后 Au = 3。
二热极敏管电稳阻幅稳幅R2
4.3 k
R3
22 k
正温R度1 系数
6.2 k
V1 V2Rf
R1 Uo
8 8
f0
1 2RC
负温度系数
f0 = 1.94 kHz
12.4 k > R2 > 8.1 k
f0
2
1 LC
2
1 (L1 L2 2M )C
第 7 章 信号产生电路
(二) 电容三点式振荡电路
考克毕拉兹泼振荡器(Cloalppit)ts)
+VCC
RB1
CB
华中科技大学《模拟电子技术基础》——CH07-1
ID2=IO EF
两臂电流互相相等。 称为电流源是因为工作在饱和区
-VSS
iD2=iO ID2 1 斜率＝ ro 击穿
2.为什么采用这样的结构？
用T1管为T2提供稳定的VGS电压使 T2管工作在饱和区。
Rd ID2=IO + VDS2 -
(VGS2 VTN2 )2 ID2 (W2 / L2 )Kn2 (VGS1 VTN1 )2 IREF (W1 / L1 )Kn1
-VSS
iD2=iO 1 斜率＝ ro 击穿
IO I D2 W2 / L2 I REF I D1 W1 / L1
I B 2 rce
i C 2 1 ro ( ) vCE 2
R c1 T1
2IB c2 b1 b2
IC1
iC2=IC2 = IO= IREF T2 vCE
一般ro在几百千欧以上
－VEE
33
华中科技大学 刘勃
7.1.2 BJT电流源电路
1. 镜像电流源
其他形式
＋VCC IREF IC1 T1 R c1
24
可用范围
0
VGS-VTN
VDS
VBR
vDS2
华中科技大学 刘勃
7.1.1 FET电流源电路
1. MOSFET镜像电流源
I O I D2 I REF VDD VSS VGS R
2
+VDD IREF d1 + VDS1 T1 g T2 + VGS R NMOS d2 d2
Rd ID2=IO ID2=IO + VDS2 -
CH7n13模电课件2 共14页
AF1 幅值条件
af(2n1)18 相0 位条件（附加相移）
7.8.1 负反馈放大电路的自激振荡及稳定工作的条件
4. 稳定工作条件
破坏自激振荡条件
af (2n1)180
A F 1
且 AF1
af 180
af (2n1)18 0
7.1 反馈的基本概念与分类 7.2 负反馈放大电路的四种组态 7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式 7.4 负反馈对放大电路性能的影响 7.5 深度负反馈条件下的近似计算 7.6 负反馈放大电路设计 7.7 负反馈放大电路的频率响应 7.8 负反馈放大电路的稳定性
7.5 深度负反馈条件下的近似计算
解：电压串联负反馈 根据虚短、虚断
vf vi
vf
Rb2 Rb2 Rf
vo
闭环电压增益
Avf
vo vi
1
Rf R b2
2. 举例 (例7.5.4)
试写出该电路的闭环增益和
闭环电压增益表达式。
解： 电流并联负反馈
根据虚短、虚断
if ii
ioiRif
闭环增益
A if
io ii
(1 Rf ) R
对输入、输出电阻的要求
对信号变换的要求（V-V、V-I、I-V、I-I ）
2. 确定反馈系数的大小
深度负反馈时
Af
1 F
3. 适当选择反馈网络中的电阻阻值
尽量减小反馈网络对基本放大电路的负载效应
4. 通过仿真分析，检验设计是否满足要求
7.7 负反馈放大电路的频率响应
7.7.1 频率响应的一般表达式 7.7.2 增益-带宽积
《模拟电子技术基础》ch07-PPT文档资料
简化电路
出电阻小，带负载能力强。
带电流源详图的电路图
特点： 电压增益近似为1，电流增益很大，可获得较大的功率增益，输
10/46
7.2 射极输出器——甲类放大的实例
电压与输入电压的关系
v ( v 0 . 6 ) V O I
设T1的饱和电压VCES≈0.2V vO正向振幅最大值
V V 0 . 2 V o m C C
VBIAS=0.6V 放大器的效率
P η om 100 % 24 . 7 % ( P P ) VC VE
效率低
12/46
7.2 甲类放大的实例
如何解决效率低的问题？
办法：降低Q点。 缺点：但又会引起截止失真。 既降低Q点又不会引起截止失真的办法：采用
互补对称射极输出电路。
13/46
7.2 甲类放大的实例
Po : 负载上得到的交流信号功率。
PE ： 电源提供的直流功率。
5/46
1. 功率放大电路的特点及主要研究对象
2. 功率放大电路中的晶体管
在功率放大电路中，为使输出功率尽可能的大，电路中的晶体管一 都工作在极限状态，工作时的参数均接近极限参数。因此，在选择晶体管 时，要特别注意极限参数的选择。
3. 功率放大电路的分析方法——图解法 4. 功率放大电路要解决的问题 提高效率；减小失真；管子的保护(散热问题)； 降低静态功耗，即减小静态电流 5. 功率放大电路的分类 甲类功放、乙类功放、甲乙类功放…。
1 P o V OM IOM 2
（交流功率，电压和电流均为有效值） （交流功率，电压和电流均为峰值）
最大输出功率：在电路参数确定的情况下负载上可能获得的最 大交流功率。
3/46
1. 功率放大电路的特点及主要研究对象
模电第七章ch7-6
7.6 负反馈放大电路设计在放大电路中引入适当的负反馈，可以影响电路的许多性能，而且反馈的组态不同，所产生的影响也各不相同。
因此，在设计负反馈放大电路时，应根据实际需要和设计目标引入合适的负反馈。
7.6.1 设计负反馈放大电路的一般步骤1．选定需要的反馈类型选择反馈类型可参照下面的一些原则。
(1) 根据信号源的性质选择串联负反馈或并联负反馈。
当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为了减小放大电路输入端对信号源的负载效应，即减小信号源的输出电流和其内阻上的电压降，使放大电路获得尽可能大的输入电压，必须增大放大电路的输入电阻，应引入串联负反馈。
当信号源为恒流源或内阻较大的电压源时，为了使放大电路获得尽可能大的输入电流，必须减小放大电路的输入电阻，应选择并联负反馈。
(2)根据对放大电路输出信号的要求，选择电压负反馈或电流负反馈。
当要求放大电路输出稳定的电压信号时，应选择电压负反馈。
而要求输出稳定的电流信号时，则应选择电流负反馈。
(3)根据表7．4．1中列出的四种反馈放大电路的功能，选择合适的反馈组态。
例如，若要求电路接近理想的电压放大电路，则应该选择电压串联负反馈放大电路；若要求将电压信号转换为电流信号，则应该选择电流串联负反馈放大电路等等。
上述原则是针对交流负反馈而言的，若要稳定放大电路的静态工作点，则应在电路中引入直流负反馈。
2．确定反馈系数的大小通常情况下，假设引入的是深度负反馈，由设计指标及的关系确定反馈系数F 的大小。
F A f 1 3. 适当选择反馈网络中的电阻阻值多数情况下，反馈网络由电阻或电阻和电容组成。
一个给定的反馈系数值，往往可由不同的电阻值组合获得。
为满足设计要求，必须适当选择反馈网络中的电阻值，以减小反馈网络对放大电路输入端和输出端的负载效应。
例如F V =R 1/(R 1+R 2)=0.1, R 1和R 2就有许多选择。
4．用SPICE （或MULTISIM)分析设计的电路，检验是否符合设计目标一般在串联（并联）负反馈中，反馈网络的输出电阻要小（要大），以减小反馈网络对放大电路输入端的负载效应。