《经典模电解析》PPT课件
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模电第九章9PPT课件
当 |+VCC | = |-VEE |运=V算M放= 1大5V器，工A作0=在10非5 时线，性状VAM 0态下110550.15mV0 可以认为 vI >0 时， vOmax = +VCC vI <0 时， vOmax = -VEE （过零比较器）
.
22
9.4.1 比较器
1. 单门限电压比较器 特点：开环，虚短和虚地不成立
又 s j
且令
0
1 RC
则
FV
1
3 j(
0 )
0
幅频响应
FV
1
32 ( 0 )2 0
( 0 ) 相频响应 f arctg0 3
.
9
2. RC串并联选频网络的选频特性
FV
1
32 ( 0 )2 0
( 0 ) f arctg0 3
当 0R 1C 或ff021 RC
幅频响应有最大值
稳幅环节
.
6
9.2 RC正弦波振荡电路
1. 电路组成 2. RC串并联选频网络的选频特性 3. 振荡电路工作原理 4. 稳幅措施
.
7
1. 电路组成
反馈网络兼做选频网络
.
8
2. RC串并联选频网络的选频特性
反馈系数
FV
(s)
Vf (s) Vo (s)
Z2 Z1 Z2
sCR
13sCR(sCR)2
1 (R jL)
Z
jC 1 R jL
jC
一般有 RL则
L
Z
C
R j(L 1 )
C
当 0
1 LC
时，电路谐振。 0
1 为谐振频率
模电复习ppt课件
3.互补输出级——由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组
成，以获得正负两个极性的输出电压或电流 具体电路参阅功率放大器。
4.偏置电流源——可提供稳定的几乎不随温度而变 化的偏置电流，以稳定工作点。
F007所具有的高性能
• Ad较大：放大差模信号的能力较强 • Ac较小：抑制共模信号的能力较强 • rid较大：从信号源索取的电流小 • ro小：带负载能力强 • Uom大：其峰值接近电源电压 • 输入端耐压高：使输入端不至于击穿的
一、复习什么
• 以基本概念、基本电路、基本分析方法为主线 • 概念和性能指标：每个术语的物理意义，如何应用。 • 基本电路：电路结构特征、性能特点、基本功能、
适用场合，这是读图的基础。见表11.2.1
– 基本放大电路 – 集成运放 – 运算电路 – 有源滤波电路 – 正弦波振荡电路 – 电压比较器 – 非正弦波振荡电路 – 信号变换电路 – 功率放大电路 – 直流电源
UCE
UCE ECICRC
(3) 交流计算 对交流信号(输入信号ui)
RB
RC
C1
短路
+EC 置零
C2
短路
交流通道
ui
RB
RC RL uo
简单(固定, 放大电路的微变等效电路为:
ii
ib
ic
ui RB rbe
ib
RL
rce
uo
RC
a、电压放大倍数的计算：
虚短、虚断
运算电路
引入负反馈
集成运放
模拟乘法器
比例
反相
同相
加减
积分
微分
对数
指数
成，以获得正负两个极性的输出电压或电流 具体电路参阅功率放大器。
4.偏置电流源——可提供稳定的几乎不随温度而变 化的偏置电流，以稳定工作点。
F007所具有的高性能
• Ad较大：放大差模信号的能力较强 • Ac较小：抑制共模信号的能力较强 • rid较大：从信号源索取的电流小 • ro小：带负载能力强 • Uom大：其峰值接近电源电压 • 输入端耐压高：使输入端不至于击穿的
一、复习什么
• 以基本概念、基本电路、基本分析方法为主线 • 概念和性能指标：每个术语的物理意义，如何应用。 • 基本电路：电路结构特征、性能特点、基本功能、
适用场合，这是读图的基础。见表11.2.1
– 基本放大电路 – 集成运放 – 运算电路 – 有源滤波电路 – 正弦波振荡电路 – 电压比较器 – 非正弦波振荡电路 – 信号变换电路 – 功率放大电路 – 直流电源
UCE
UCE ECICRC
(3) 交流计算 对交流信号(输入信号ui)
RB
RC
C1
短路
+EC 置零
C2
短路
交流通道
ui
RB
RC RL uo
简单(固定, 放大电路的微变等效电路为:
ii
ib
ic
ui RB rbe
ib
RL
rce
uo
RC
a、电压放大倍数的计算：
虚短、虚断
运算电路
引入负反馈
集成运放
模拟乘法器
比例
反相
同相
加减
积分
微分
对数
指数
模电-第1章-半导体器件PPT优秀课件
21
3.4 PN 结的电容效应
1） 势垒电容
PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发生变 化，有电荷的积累和释放的过程，与电容的充放电相 同，其等效电容称为势垒电容Cb。
2）扩散电容
PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载流子 的浓度及其梯度均有变化，也有电荷的积累和释放的 过程，其等效电容称为扩散电容Cd。
注意
空杂穴质-半--导-体多中子，;多子的浓度决定于掺杂原子的浓度； 电子----少子少.子的浓度决定于温度。
13
3 PN结 3.1 PN结的形成
P区
N区
物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气体、液体、 固体均有之，包括电子和空穴的扩散！
14
3.1 PN结的形成
I扩
在交界面，由于两种载流子的浓度差，产生 扩散运动。
小功率 二极管
大功率 二极管
稳压 二极管
发光 二极管
25
• 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。
i f (u)
u
击穿
iIS(eU T1) (常温 U T下 2m 6 V)电压
温度的 电压当量
材料 硅Si 锗Ge
开启电压 0.5V 0.1V
导通电压 0.5~0.8V 0.1~0.3V
15
3.1 PN结的形成
耗尽层(电荷层、势垒层)
空间电荷区
I漂
在交界面，由于扩散运动,经过复合,出现空 间电荷区
16
3.1 PN结的形成
PN结
I扩 I漂
当扩散电流等于漂移电流时，达到动态 平衡，形成PN结。
17
1.由于扩散运动形成空间电荷区和内电场;
2.内电场阻碍多子扩散，有利于少子漂移;
3.4 PN 结的电容效应
1） 势垒电容
PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发生变 化，有电荷的积累和释放的过程，与电容的充放电相 同，其等效电容称为势垒电容Cb。
2）扩散电容
PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载流子 的浓度及其梯度均有变化，也有电荷的积累和释放的 过程，其等效电容称为扩散电容Cd。
注意
空杂穴质-半--导-体多中子，;多子的浓度决定于掺杂原子的浓度； 电子----少子少.子的浓度决定于温度。
13
3 PN结 3.1 PN结的形成
P区
N区
物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气体、液体、 固体均有之，包括电子和空穴的扩散！
14
3.1 PN结的形成
I扩
在交界面，由于两种载流子的浓度差，产生 扩散运动。
小功率 二极管
大功率 二极管
稳压 二极管
发光 二极管
25
• 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。
i f (u)
u
击穿
iIS(eU T1) (常温 U T下 2m 6 V)电压
温度的 电压当量
材料 硅Si 锗Ge
开启电压 0.5V 0.1V
导通电压 0.5~0.8V 0.1~0.3V
15
3.1 PN结的形成
耗尽层(电荷层、势垒层)
空间电荷区
I漂
在交界面，由于扩散运动,经过复合,出现空 间电荷区
16
3.1 PN结的形成
PN结
I扩 I漂
当扩散电流等于漂移电流时，达到动态 平衡，形成PN结。
17
1.由于扩散运动形成空间电荷区和内电场;
2.内电场阻碍多子扩散，有利于少子漂移;
模电课件3.3图解分析法
称交流工作状态。
放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前 提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正 确地区分直流通道和交流通道。
2. 直流通道和交流通道
直交流流通通道道流信流电号通BR向若源而道、c/外直时言中/E能R即向看流，，，L通能和外，电没其可过通偏看有源有上将交过置，直内压的直流直电有流阻降交流的流阻等负为。流电电的R效载零设压源路b通的电，C降和。通道交1阻交近耦道、。流，流似合。C从负2电为电R如足C载c流零容从、、够电流。短CBR大阻、、过在路b，，。E直交。对 直流电源和耦合电容对交流相当于短路
缺点： 不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能
用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能 指标。
的电位VB、VE和VC即可确定三极管的静态工作状态。
例题 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80，
Rb=300k ， Rc=2k， VCC= +12V，求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？ （2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工 作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）
(2) 放大电路的最大不失真输出幅度
放大电路要想获得大的不失真输出幅度
1.工作点Q要设 置在输出特性曲 线放大区的中间 部位；
2.要有合适的交 流负载线。
图 3.3.7 放大器的最大不 失真输出幅度（动画3-4）
4. 非线性失真 放大器要求输出信号与输入信号之间是线性
关系，不能产生失真。 由于三极管存在非线性，使输出信号产生了
（2）静态工作状态图解分析法
1.把电路分成非线性和线性部分
2.作出电路非线性部分的V-A特
性即三极管输出特性曲线。
3. 由电路线性V部CC分、的VVC-AC /特Rc性即
放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前 提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正 确地区分直流通道和交流通道。
2. 直流通道和交流通道
直交流流通通道道流信流电号通BR向若源而道、c/外直时言中/E能R即向看流，，，L通能和外，电没其可过通偏看有源有上将交过置，直内压的直流直电有流阻降交流的流阻等负为。流电电的R效载零设压源路b通的电，C降和。通道交1阻交近耦道、。流，流似合。C从负2电为电R如足C载c流零容从、、够电流。短CBR大阻、、过在路b，，。E直交。对 直流电源和耦合电容对交流相当于短路
缺点： 不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能
用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能 指标。
的电位VB、VE和VC即可确定三极管的静态工作状态。
例题 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80，
Rb=300k ， Rc=2k， VCC= +12V，求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？ （2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工 作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）
(2) 放大电路的最大不失真输出幅度
放大电路要想获得大的不失真输出幅度
1.工作点Q要设 置在输出特性曲 线放大区的中间 部位；
2.要有合适的交 流负载线。
图 3.3.7 放大器的最大不 失真输出幅度（动画3-4）
4. 非线性失真 放大器要求输出信号与输入信号之间是线性
关系，不能产生失真。 由于三极管存在非线性，使输出信号产生了
（2）静态工作状态图解分析法
1.把电路分成非线性和线性部分
2.作出电路非线性部分的V-A特
性即三极管输出特性曲线。
3. 由电路线性V部CC分、的VVC-AC /特Rc性即
模电课件第二章PPT课件
例如：3DG6(NPN)， U(BR)CBO =115V， U(BR)CEO =60V，U(BR)EBO=8V。
2 集电极最大允许电流ICM ICM一般指β下降到正常值的2/3时所对应的
集电极电流。当iC >ICM时，虽然管子不致于损坏， 但β值已经明显减小。
第27页/共71页
3 集电极最大允许耗散功率PCM ※ PCM 表示集电极上允许损耗功率的最大
1.三区(发射区、基区、集电区)二结（发射结、 集电结） 2.分类：PNP型、NPN型 3.双极型晶体管具有放大作用的结构条件： ①N+、P（发射区相对于基区重掺杂）②基 区薄③集电结的面积大 4.管子符号的箭头方向为发射结正偏的方向
第4页/共71页
2-1-1 放大状态下晶体管中载流子的传输过程
IC
ICQ
＋
分析：
IBQ RB 270k UBB 6V
3k UCEQ
12V
－
RC 当UBB从0~0.7V之间时， 两个结都反偏，管子进入
UCC 截止区。IBQ=ICQ≈0。 UCEQ≈UCC。
(a) 电路
第38页/共71页
ICQ
IBQ RB 270k UBB 6V
＋
3k UCEQ
12V
RC UCC
－
(a) 电路
四、晶体管的极限参数
1 击穿电压 U(BR)CBO指发射极开路时，集电极—基极间的
反向击穿电压。 U(BR)CEO指基极开路时，集电极—发射极间的
反向击穿电压。 U(BR)CEO < U(BR)CBO。
第26页/共71页
U(BR)EBO指集电极开路时，发射极—基极间的 反向击穿电压。普通晶体管该电压值比较小，只 有几伏。
2 集电极最大允许电流ICM ICM一般指β下降到正常值的2/3时所对应的
集电极电流。当iC >ICM时，虽然管子不致于损坏， 但β值已经明显减小。
第27页/共71页
3 集电极最大允许耗散功率PCM ※ PCM 表示集电极上允许损耗功率的最大
1.三区(发射区、基区、集电区)二结（发射结、 集电结） 2.分类：PNP型、NPN型 3.双极型晶体管具有放大作用的结构条件： ①N+、P（发射区相对于基区重掺杂）②基 区薄③集电结的面积大 4.管子符号的箭头方向为发射结正偏的方向
第4页/共71页
2-1-1 放大状态下晶体管中载流子的传输过程
IC
ICQ
＋
分析：
IBQ RB 270k UBB 6V
3k UCEQ
12V
－
RC 当UBB从0~0.7V之间时， 两个结都反偏，管子进入
UCC 截止区。IBQ=ICQ≈0。 UCEQ≈UCC。
(a) 电路
第38页/共71页
ICQ
IBQ RB 270k UBB 6V
＋
3k UCEQ
12V
RC UCC
－
(a) 电路
四、晶体管的极限参数
1 击穿电压 U(BR)CBO指发射极开路时，集电极—基极间的
反向击穿电压。 U(BR)CEO指基极开路时，集电极—发射极间的
反向击穿电压。 U(BR)CEO < U(BR)CBO。
第26页/共71页
U(BR)EBO指集电极开路时，发射极—基极间的 反向击穿电压。普通晶体管该电压值比较小，只 有几伏。
模电lecture20 36页PPT文档
图19.04 对数型模拟乘法器
19.1.4 集成模拟乘法器的主要参数
模拟乘法器的主要参数与运放有许多相似之 处，分为直流参数和交流参数两大类。
(1)输出失调电压 V oo
当 vXvY0 时，vO 不等于零的数值。 (2)满量程总误差 E
当 vXV XM,A vY X V YM 时A ，X 实际的输出与理 想输出的最大相对偏差的百分数。
(3)馈通误差
当模拟乘法器有一个输入端等于零，另一 个输入端加规定幅值的信号 ，输出不为零的
数值。当 vX 0，v Y 为规定值，vO EYF, 称为
Y通道馈通误差；
当 vY 0, v X 为规定值， vO EXF ， 称为
X通道馈通误差。
(4)非线性误差 E NL
模拟乘法器的实际输出与理想输出之间的 最大偏差占理想输出最大幅值的百分比。
参数
型号 F1495 1595 AD532J
K S AD539J K
满量程 精度 （%）
0. 75 0.5 2 1 1
2 1
温度 系数 (%/℃)
0.04 0.03 0.04
满量程 非线性 X: %
1 0.5 0. 8 0. 5 0.5
满量程 非线性 Y:%
2 1 0.3 0.2 0.2
小信号 带宽
(MHz) 3 3 1 1 1 30 30
电源 电压
V -15,32 -15,32 ± 10 ～ ±18
± 4. ～ ±16.5
工作温度 范围
℃
0～70 -55～125 0～70 O～70 -55～125 0～70 O～70
集成模拟乘法器使用时，在它的外围还需要有一些元件 支持。早期的模拟乘法器，外围元件很多，使用不便，后期 的模拟乘法器外围元件就很少了。
19.1.4 集成模拟乘法器的主要参数
模拟乘法器的主要参数与运放有许多相似之 处，分为直流参数和交流参数两大类。
(1)输出失调电压 V oo
当 vXvY0 时，vO 不等于零的数值。 (2)满量程总误差 E
当 vXV XM,A vY X V YM 时A ，X 实际的输出与理 想输出的最大相对偏差的百分数。
(3)馈通误差
当模拟乘法器有一个输入端等于零，另一 个输入端加规定幅值的信号 ，输出不为零的
数值。当 vX 0，v Y 为规定值，vO EYF, 称为
Y通道馈通误差；
当 vY 0, v X 为规定值， vO EXF ， 称为
X通道馈通误差。
(4)非线性误差 E NL
模拟乘法器的实际输出与理想输出之间的 最大偏差占理想输出最大幅值的百分比。
参数
型号 F1495 1595 AD532J
K S AD539J K
满量程 精度 （%）
0. 75 0.5 2 1 1
2 1
温度 系数 (%/℃)
0.04 0.03 0.04
满量程 非线性 X: %
1 0.5 0. 8 0. 5 0.5
满量程 非线性 Y:%
2 1 0.3 0.2 0.2
小信号 带宽
(MHz) 3 3 1 1 1 30 30
电源 电压
V -15,32 -15,32 ± 10 ～ ±18
± 4. ～ ±16.5
工作温度 范围
℃
0～70 -55～125 0～70 O～70 -55～125 0～70 O～70
集成模拟乘法器使用时，在它的外围还需要有一些元件 支持。早期的模拟乘法器，外围元件很多，使用不便，后期 的模拟乘法器外围元件就很少了。
第一章模电例题分析ppt课件
已知 BJT的UBE=0.7V， β=50，Rb=377kΩ， Rc=6kΩ， RL=3kΩ， Rs=100Ω， VCC=12V。
试计算： 1、电路的静态工作点Q。 2、电压放大倍数Au、Aus。 3、输入电阻ri、输出电阻ro。
35
解： 1、求静态工作点Q
根据直流通路，有
IBQVCCRUb BEQ 120.730μA 377
2 UAB1020.58V
（2） 求UO。
UAB>6V，稳压管处于反向 击穿区。
UO=6V
.
15
解：（1）判断稳压管的状态。断开稳压管， 求稳压管承受的反向电压UAB
5 UAB10555V
（2） 求UO。
UAB<6V，稳压管处于反向 截止区。
UO=5V
.
16
例
稳压管应用电路
一稳压电路如图所示，其中的直流输入电
硅管 0V −3V
发射结、集电结均反偏， 管子截止。
−2.7V
0.7V 硅管
0V
发射结反偏、集电结正偏， 管子倒置。
−3.5V
.
23
−1.4V
硅管
−2.8V −3.5V 1.3V
锗管 1.2V
发射结正偏、集电结反偏，管 子放大。
发射结、集电结均正偏，管子 饱和。
1.5V 3.7V 锗管 1.8V
发射结正偏、集电结反偏，管 子放大。
当UI=UImax且为满载的情况下，R上所消耗的功率为
P R U R I (U Ia m x U Z )U Ia m R x U Z (1 .9 4 3 9 ) 7 2 0 .4 W 5
为安全和可靠起见，限流电阻R选用47Ω、1W的电阻。
.