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模拟电子技术第1章PPT课件

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多数载流子——自由电子 施主离子
少数载流子—— 空穴
7
8
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素,如硼、镓等。
硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
8
电子空穴对
空穴
+4 +4
P型半导体
- - --
+3 +4
- - --
- - --
+4 +4
受主离子
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 9
杂质半导体的示意图
(1) 稳定电压UZ ——
在规定的稳压管反向工作电流IZ下UZ,所对应的Iz反min 向工作电u压。
(2) 动态电阻rZ ——
△I
rZ =U /I
rZ愈小,反映稳压管的击穿特性△愈U 陡。
I zmax
(3) 最小稳定工作 电流IZmin——
保证稳压管击穿所对应的电流,若IZ<IZmin则不能稳压。
(4) 最大稳定工作电流IZmax——
17
EW
R
18
(2) 扩散电容CD
当外加正向电压
不同时,PN结两 + 侧堆积的少子的 数量及浓度梯度 也不同,这就相 当电容的充放电 过程。
P区 耗 尽 层 N 区 -
P 区中电子 浓度分布
N 区中空穴 浓度分布
极间电容(结电容)
Ln
Lp
x
电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来
18
19
1.2 半导体二极管
30
31
四、稳压二极管
稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管
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17. 当静态工作点设置偏高时,会引起___饱和___失真,单 级共射放大电路输出电压波形的____底部__半周产生削波, 需将基极上偏置电阻的值调____大____。
18. 造成放大电路静态工作点不稳定的因素很多,其中影响 最大的是____温度升高____。
19. 三种基本组态的放大电路中,与相位相反的是___共射 ___电路,与相位相同的是____共集和共基_____电路。
9. 理想二极管正向电阻为__零__,反向电阻为__无穷大___, 这两种状态相当于一个___理想的开关___。
10. 稳压管工作在伏安特性的__反向特性区___,在该区内 的反向电流有较大变化,但它两端的电压__几乎不变__。
11. 当温度升高时,二极管的正向特性曲线将__左移___, 反向特性曲线将__下移__。
质。 2. 利用半导体的__杂敏__特性,制成杂质半导体;利用半导
体的__光敏__特性,制成光敏电阻;利用半导体的_热敏__ 特性,制成热敏电阻。 3. PN结加正向电压时_导通__,加反向电压时_截止_,这种特 性称为PN结_单向导电性_特性。 4. PN结正向偏置时P区的电位_高于_N区电位。 5. 二极管正向导通的最小电压称为_正向电压_电压,使二极 管反向电流急剧增大所对应的电压称为__反向击穿电压__ 电压。
10. 晶体管放大电路中,三个电极的电位分别
为 V1 4V ,V2 1.2V ,V3 1.5V,试判断晶体管的类型是 ___PNP_____,材料是____锗___。
11. 温度升高时,晶体管的电流放大系数将___增加___,穿 透电流将___增加___,发射极电压将___减小____。
12 温度升高时,晶体管的共射输入特性曲线将____左___移, 输出特性曲线将___上____移,而且输出特性曲线的间隔 将变____大___。

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9.1.1 功率放大电路的特点
一、主要技术指标 1. 最大输出功率Pom 输出功率 PO :输入为正弦波且不失真 。
注:交流功率,PO=UOIO POm=UOmIOm
第九章 功率放大电路
2. 转换效率η
直流功率:直流电源 电压和其输出电流平 均值的乘积
二、功率放大电路中的晶体管
晶体管工作在极限应用状态(ICM ; U(BR)CEO ; PCM)。 大功率管,散热,保护
静态:
动态:
电容电压 :
T1导通,T2截止 T2导通,T1截止
甲乙类工作状态
第九章 功率放动态电阻很小,R2 的阻值也较小。
第九章 功率放大电路
若静态 工作点 失调, 如虚焊
第九章 功率放大电路
三、OCL电路的输出功率和效率
-Vcc
第九章 功率放大电路
二、集电极最大电流
第九章 功率放大电路
三、集电极最大功耗
四、参数选择:
第九章 功率放大电路
9.4 功率放大电路的安全运行
9.4.1 功放管的二次击穿 9.4.2 功放管的散热问题
第九章 功率放大电路
9.4 功率放大电路的安全运行 9.4.1 功放管的二次击穿
第九章 功率放大电路
9.4.2 功放管的散热问题
有效值: 最大输出功率:
第九章 功率放大电路
若忽略UCES: 在忽略基极回路电流的情况下,电源提供的电流
第九章 功率放大电路
电源在负载获得最大交流信号时所消耗的平均功率:
若忽略UCES:
第九章 功率放大电路
两种互补功率放大电路性能指标的比较:
OCL电路
OTL电路
第九章 功率放大电路
四、 OTL电路中晶体管的选择 一、最大管压降

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8
7.1.3 分类
二、乙类放大器
该电路的Q点设置在截止区. 优点是:三极管仅在输入信号的半个周期内 导通。这时,三极管的静态电流ICQ=0,管耗 PC小,能量转换效率高,最高可达到78% 。 缺点是:只能对半个周期的输入信号进行放 大,非线性失真大。
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9
7.1.3 分类
三、甲乙类放大器
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15
7.2.1 乙类互补对称OCL 功率放大电路
三.信号波形图解
电路在有信号时,
VT1 和 VT2 轮 流 导 电 ,
交替工作,使流过负载
RL 的 电 流 为 一 完 整 的 正
弦信号。由于两个不同
极性的管子互补对方的
不足,工作性能对称,
所以这种电路通常称为
互补对称式功率放大电
路. 完整版ppt
最大损耗功率
Pcmax
2 π2
VC2C RL
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20
7.2.2 甲乙类互补对称OCL 功率放大电路
一.乙类功放的交越失真
输入信号很小时,达 不到三极管的开启电 压,三极管不导电。 因此在正、负半周交 替过零处会出现一些 非线性失真,这个失 真称为交越失真。
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21
7.2.2 甲乙类互补对称OCL 功率放大电路
用放大器件的控制作用,把直流电源的 能量转化为按输入信号规律变化的交变 能量输出给负载.
但功率放大电路输入信号幅度较大, 它的主要任务是使负载得到尽可能不失 真信号功率。
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3
7.1 低频功率放大电路概述
7.1.1 功率放大电路的特点 7.1.2功率放大电路的基本要求 7.1.3分类

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2. PN 结外加反向电压时处于截止状态(反偏) 反向接法时,外电场与内电场的方向一致,增强了内 电场的作用;
外电场使空间电荷区变宽; 不利于扩散运动,有利于漂移运动,漂移电流大于扩 散电流,电路中产生反向电流 I ; 由于少数载流子浓度很低,反向电流数值非常小。
24
P
耗尽层
N
IS
内电场方向
外电场方向
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素,如 磷、锑、砷等,即构成 N 型半导体(或称电子型 半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
12
本征半导体掺入 5 价元素后,原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子,其中 4 个与硅构成共价键,多余一个电子只受 自身原子核吸引,在室温下即可成为自由电子。
36
二、温度对二极管伏安特性的影响(了解)
在环境温度升高时,二极管的正向特性将左移,反
向特性将下移。
I / mA
15
温度增加
10
5
– 50 – 25
–0.01 0 0.2 0.4 U / V
–0.02
二极管的特性对温度很敏感。
37
1.2.3 二极管的参数
(1) 最大整流电流IF
(2) 反向击穿电压U(BR)和最高反向工作电压URM
3. 折线模型
3. 杂质半导体总体上保持电中性。
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
(a)N 型半导体
(b) P 型半导体
图 杂质半导体的的简化表示法 17
1.1.3 PN结
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体,另 一侧掺杂成为 N 型半导体,两个区域的交界处就形成了 一个特殊的薄层,称为 PN 结。

模拟电子技术基础A 第3章习题的答案-PPT课件

模拟电子技术基础A 第3章习题的答案-PPT课件

U GS 2 ID ID S( 1 ) S U GS (o f) f
2. 两种基本接法电路的分析:CS、CD
2)动态性能指标的计算:微变等效电路
2 gm ID ID O Q U G S (th )
2 g ID ID m S S Q U G S (o ff)
3-3已知某N沟道结型场效应管的UGS(off)=- 5V。下表给出 四种状态下的UGS和UDS 的值,判断各状态下的管子工作在什 么区。( a.恒流区 b.可变电阻区 c.截止区 )
2. 两种基本接法电路的分析:CS、CD 1)静态工作点的分析计算。 • 利用场效应管栅极电流为0,得到栅源电压与 漏极电流之间关系式。 • 列出场效应管在恒流区的电流方程。 联立上述两方程,求解UGSQ和IDQ,并推算 UDSQ。 • 注意解算后应使得管子工作在恒流区。
5
U 2 GS ID IDO ( 1 ) U GS (th )

3-7:如图所表示的电路图。已知 UGS=-2V,场 效应管子的IDSS=2mA,UGS(off)=-4V。
• 1.计算ID和Rs1的值。
解:
I I ( 1 ) 0 . 5 m A D Q D S S U G S ( o f f)
2
U G S Q
U GSQ U GQ U SQ 2V RS1 U GSQ ID 2V 4 k 0 . 5 mA
3-4: 判断图所示的电路能否正常放大 ,并说明原因。
• 绝缘栅型N沟道耗尽型ห้องสมุดไป่ตู้场效应管。 • 因为没有漏极电阻, 使交流输出信号到地 短路uo无法取出。 • 不能。
3-4: 判断图所示的电路能否正常放大 ,并说明原因。
• 满足正常放大条件。 如在输入端增加大电 阻RG,可有效提高输入 电阻。 • 能。

模拟电子技术课件第2 讲.ppt

模拟电子技术课件第2 讲.ppt

2.3 基本线性运算放大器
2.3.1 同相放大电路
3. 负反馈的基本概念(具体内容在第七章讲) a.负反馈和正反馈
若引回的反馈信号与输入信号相位相同,则使净输
入信号加强,就称为正反馈。 if Rf
引入反馈前:
ii
vP idvN
+
-
vo
R1
ii = id 引入反馈后:
id= ii+ if
16
2.3 基本线性运算放大器
vo
vP
+
vo
vN
-
vi
Rf
9
2.2理想集成运算放大器
2.2.3 结论 3.集成运放工作在非线性区的必要条件: 开环或接成正反馈
vP
+
vN
-
vo
v0
+V0m
Rf
vI (vP-vN)
vP
+
vN
-
vo
-V0m
10
2.3 基本线性运算放大器
理想运放工作在线性区的两个特点 (1) “虚短”
→IdvN -
)vs
Avf
v o
vs
1 Rf R1
若Rf=0,R1=∞
v o
vs
12
2.3 基本线性运算放大器
2.3.1 同相放大电路
R' vP
1. 基本电路 2. 电压跟随器
vs
vN
vo
根特据点虚:断的概念得:iP iN 0
Rf
所3根12v)s))以v据输输vP,oR虚入出=f一Rv短电电1vs般Rs的阻阻1作v概大v小o N放念,,大得信带R电1:号负R路1A源载Rvv得ffP提能v输0供力vvv入so电强N级流1、很R输1RR小f1出;级平 R’和衡= 中R电1间阻// 级Rf。

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处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
1.4 放大电路模型
信号的放大是最基本的模拟信号处理 功能。
这里研究的是线性放大,即放大电路 输出信号中包含的信息与输入信号完全相 同。输出波形的任何变形,都被认为是产 生了失真。
1、放大电路的符号及模拟信号放大
• 电压放大模型
• 电流放大模型
• 互阻放大模型
电压增益
+ Vs

Ri ——输入电阻
+
+
+
Vi
Ri
AVOVi
Vo RL



Ro ——输出电阻
由输出回路得 则电压增益为
Vo AV
AVVVoOi ViRAoVROLRRLo RLRL
由此可见 RL
AV 即负载的大小会影响增益的大小
要想减小负载的影响,则希望 Ro RL 理想情况 Ro 0
(考虑改变放大电路的参数)
由输入回路得
Ii
Is
Rs Rs Ri
要想减小对信号源的衰减,则希望…?
Ri Rs
理想 Ri 0
3. 互阻放大模型(自学) 4. 互导放大模型(自学) 5. 隔离放大电路模型
Ro
+
+
+
Vi
Ri
AV Vi
Vo

–O

输入输出回路没有公共端
1.5 放大电路的主要性能指标
放大电路的性能指标是衡量它的品质优劣 的标准,并决定其适用范围。
Vs 0
另一方法
+ Vs=0

放大电路
IT
+ VT

Vo AVOVi
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拟 电流增益

Ai io ii vo RL ii 100
子 技
术 功率增益
Ai dB 20 lg Ai 40 (dB)
AP Po
Pi
vo2 RL vi ii
20000
AP dB 10 lg AP 43 (dB)
7
第1章 绪论
1.5.6 图题1.5.6所示电流放大电
习 路的输出端直接与输入端相连, 题 求输入电阻Ri。




模 拟
解: ii i1 i2 i1 βi1 1 β i1 1 β vi R1
电 子 技
Ri
vi ii
1
vi
β vi
R1 R1 1 β

8
习 题 解 答


模 解:
拟 电 子 技 术
i2 ii i1
vs
R1
βii
Ri
9
第2章 运算放大器
2.3.3 (1)设计一同相放大电路,其闭环增益Av=10,当
如果驱动8Ω的扬声器,其最大输出功率为
PO VO2 RL VOm
2
2
2 RL VOPP 2 2 RL 0.14 (W)
5
第1章 绪论
1.2.1 写出下列正弦波电压信号的表达式(设初相角为零)
习 (1)峰-峰值10V,频率10kHz;
题 (2)有效值220V,频率50Hz;
解 答
(3)峰-峰值100mV,周期1ms;
思考1.5.1 某放大电路开路输出电压为vo'时,短路输出电流 习 为ios,求其输出电阻Ro。
题 解
解:输出短路时vo'全部加在输出电阻之上,故输出电阻为
答 │ │
Ro
v'o ii
模 拟
思考1.5.2 说明为什么常选用频率连续可变的正弦波信号发生
电 器作为放大电路的实验、测试信号源。用它可测量放大电路
│ (1)峰-峰值0.25V,角频率1000rad/s。

模 拟 电
解:正弦信号三要素——幅度Vm 频率f v(t) Vm sin(ωt φ0 )
相位φ

技 术
幅度(峰值)Vm=VPP/2
有效值 V Vm 2
初相位φ0 瞬时相位φ =(ω t+φ0)
角频率ω =2π f
6
第1章 绪论 有效值
习 题
vi=0.8V时,流过每一电阻的电流小于100μA,求R1和R2的最 小值;(2)设计一反相放大电路,其闭环增益Av=-8,当
解 vi=-1V时,流过每一电阻的电流小于20μA,求R1和R2的最 答 小值。

│ 模 拟
解: (1)由“虚短”概念,有vn=vp=vi=0.8V,则 R1min=0.8/(100×10-6)=8 (kΩ)
习 vi=0.8V时,流过每一电阻的电流小于100A,求R1和R2的最
题 小值;(2)设计一反相放大电路,其闭环增益Av=-8,当
解 答
vi=-1V时,流过每一电阻的电流小于20μA,求R1和R2的最
│ 小值。

模 拟
解: (1)由“虚短”概念,有vn=vp=vi=0.8V,则

R1=0.8V/100μA=8 (kΩ)

题 答:



│ 思考1.5.4 你或朋友的随身听使用的是几节几伏的电池?它输
模 出电压信号的最大峰峰值约为多少?如果驱动8Ω的扬声器,
拟 电
其最大输出功率约多少?
子 答:若采用2节1.5V的电池,在不考虑有升压电路,忽略放大
技 术
器的饱和压降,输出电压信号的最大峰峰值为
VOPP VSource 2 1.5 3 (V)
第1章 绪论
思考1.3.1 根据信号的连续性和离散性分析,(a)气温
习 属于四类信号中的哪一类?(b)水银温度计显示的温

解 度值属于哪一类信号?(c)气象观察员定时从水银温
答 │
度计读出的温度值属于哪一类信号?
│ 模
拟 *时间连续、数值连续

a
子 *时间离散、数值连续 b
技 术
*时间连续、数值离散
它属于互阻放大电路。

2
第1章 绪论
思考1.4.2 某电唱机拾音头内阻为1MΩ时,输出电压为1V
习 (有效值),如果直接将它与10Ω扬声器相连,扬声器上的电 题 压为多少?如果在拾音头与扬声器之间接入一个放大电路,
解 答 │
它的输入电阻Ri=1MΩ,输出电阻Ro=10Ω,电压增益为1,试 求这时扬声器上的电压。该放大电路使用哪一类电路模型最
子 的哪些性能指标?

术 答:放大电路需要测量其频率响应和非线性失真,正弦波只
含有单一频率,避免信号与非线性谐波的混淆而影响测试。
用它可测量放大电路的输入电阻、输出电阻、增益、频率响
应和非线性失真等性能指标。
4
第1章 绪论
思考1.5.3 对于一个正弦波信号,经有效带宽的放大电路放大
后,是否有可能出现频率失真,为什么?
电 由同相放大器电压增益表达式有


R2min=9R1min=72 (kΩ)
取值方案 R1=9.1kΩ
术 R1和R2必须保持R2=9R1关系。
R2=82kΩ
(2) R1min=50 (kΩ), R2min=8R1min=400 (kΩ)
10
第2章 运算放大器
2.3.3 (1)设计一同相放大电路,其闭环增益Av=10,当
*时间离散、数值离散 c
1
第1章 绪论
思考1.4.1 某放大电路输入信号为10pA时,输出为
习 500mV,它的增益是多少?属于哪一类放大电路?


答 解:该放大电路的增益为

对数增益(dB)?

模 拟 电
Aro
vo ii
500 103 1100105012
5 1010(Ω)
50 (GΩ)
子 技
1.5.1 某放大电路输入正弦信号电流和电压的峰峰值分别为
5μA和5mV,2kΩ负载上的正弦电压峰峰值为1V。求该放大器
习 题
的电压增益Av、电流增益Ai、功率增益AP,并以dB数表示。


解:电压增益
Av vo vi 1 5 103 200

│ 模
Av dB 20 lg Av 46 (dB)
│ 方便?
模 拟
解:直接连接时,扬声器上的电压为
vL2=2.5×105 vL1
电 子
vL1
10 106 10
1
106
1 ( μV
)
技 接有放大电路时,扬声器上的电压为6 106
10 1 10 10
0.25
250
(mV)
源内阻大、负载电阻小,宜采用电流放大电路。
3
第1章 绪论
子 技 术
的电流小于100μA,求R1和R2的最小值;(2)设计一反相 放大电路,其闭环增益Av=-8,当vi=-1V时,流过每一电阻
的电流小于20μA,求R1和R2的最小值。
11
第2章 运算放大器
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