电路与模拟电子技术第五章
模拟电子技术 第五章
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。
5.2、电流源电路
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。
5.1. 直接耦合放大电路的零点漂移现象
一、直接耦合放大电路的零点漂移
零漂：输入短路时，输出仍有缓慢变化的电压产生。
主要原因：温度变化引起，也称温漂。电源电压波动、 元件老化等也会产生输出电压的漂移。
温漂指标：温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益
折算到输入端的等效输入漂移电压值。
u
二、抑制零点漂移的方法
其中：基准电流 I R 是稳定的，故输出电流 I C 2 也是稳定的。
一、镜象电流源
动态电阻
ro
= ( iC2 )1 vCE2
IB2
= rce
一般ro在几百千欧以上
二、多路镜像电流源
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
2
b(b 2)
ro
1 2
b rce
动态输出电阻ro远比微电流源的动态输出电阻为高
电流稳定
有源负载电路
VCC
T1
IC1
vo
vi
T0
T2 R I REF
VCC
ro
IC1
vo
vi
T0
（a）共射极放大电路
（b）等效电路
《模拟电子技术基础》第五章
& Us
& Ui
rim
& U b'e
中频等效电路
& R’L U o
& Uo rim & = = A vm & Us R s + rim
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2
（2）低频特性
仅考虑C (a) 仅考虑 1 的影响
& C1 R’b rbb’ rb’e gmUb'e C2
Rs
& A vsl 1
& & & Uo U o U i' = = ' & & & Us Ui Us rim rim + R s + 1 jω C 1
( b )当 f = f L时， (ω ) = 45 o ； ( c )当 f = 0 . 1 f L时， (ω ) ≈ 90 o
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4
（2）低通电路
1 & Vo (ω ) jω C 1 & (ω ) = AV = = & Vi (ω ) R + 1 1 + jω RC jω C
β的频率响应特性曲线
2
特征频率
f 令 20 lg β 0 20 lg 1 + T = 0 f β
& α=
& β & 1+ β
=
α0
f 1 + j f α
fα > f T > f β
求得 f T ≈ β 0 f β
共基截 止频率
f α = (1 + β 0 ) f β ≈ f T
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。
模拟电子技术课后习题答案第五章负反馈放大电路答案
习题5-1 交流负反馈可以改善电路哪些性能？ 解：提高了放大倍数的稳定性、减小非线性失真、展宽频带、变输入和输出电阻 5-2 分析图5-14电路中的反馈： （1）反馈元件是什么？ （2）正反馈还是负反馈？ （3）直流、交流还是交直流反馈？ （4）本级反馈还是极间反馈？ 解：a R 1构成反馈网络、负反馈、直流反馈、本级反馈。
b R E 构成反馈网络、负反馈、直流反馈、本级反馈。
c R 3构成反馈网络、负反馈、交直流反馈、本级反馈。
R 6构成反馈网络、负反馈、交直流反馈、本级反馈。
R 7、C 构成反馈网络、负反馈、交流反馈、极间反馈。
5-3 试判断图5-15的反馈类型和极性。
解：a 电流并联负反馈。
b 电流串联正反馈。
au iR 1u oCb ＋V CCu 图5-14 习题5-2图u iu oc5-4 由集成运放组成的反馈电路如图5-16所示，试判断反馈类型和极性。
解：图5-15 习题5-3图CCu u oabL CC＋ －u o cCC＋ －u u o d＋V CCu u o u io R 2bu iu ocu iu o＋ －图5-16 习题5-4图c 电流并联负反馈。
5-5 图5-17中，要达到以下效果，反馈电阻R f 在电路中应如何连接？ （1）希望稳定输出电压； （2）希望稳定输出电流； （3）希望增大输入电阻； （4）希望减小输出电阻。
解：（1）如图，引入R f1。
（2）如图，引入R f2。
（3）如图，引入R f1。
（4）如图，引入R f1。
5-6 如图5-18中，希望稳定输出电流、减小输入电阻，试在图中接入相应的反馈。
解： 如图。
图5-17 习题5-5图RL ＋ －u u o 图5-18 习题5-6图2u iRL ＋ －u u o 2u i5-7 有一电压串联负反馈放大电路，放大倍数A =1000，反馈系数F =0.1，求闭环放大倍数，如果放大倍数A 下降了20%，则此时的闭环放大倍数又为多少？解：9.91.010*******1f ≈⨯+=+=AF A AA 下降20%时，闭环放大倍数的相对变化量为A dA AF A dA ⋅+=11f f =%10120%)20(1011-=-⋅ 94.79.9%)101201()1(f f f f ≈⨯-=+='A A dA A 5-8 有一负反馈放大电路，其开环增益A =100，反馈系数F =0.01，求反馈深度和闭环增益各为多少？解： D =1+AF=25001.010011001f =⨯+=+=AF A A5-9 有一负反馈放大电路，当输入电压为0.01V 时，输出电压为2V ，而在开环时，输入电压为0.01V ，输出为4V 。
模拟电子技术基础第四版第5章
20lg Au 20lg 2 3 dB, 45
20 lg Au
20 lg
f fL
20dB／十倍频
多级放大：
Au Au1 • Au2 • Au3
Au Au1 1 • Au2 2 • Au3 3
Au Au1 • Au2 • Au3
1 2 3 各级放大电路相频图的叠加
Ic c
gmUbe
RC
RE
Ce
•
RL Uo
ＲＣ高通或低通电路？
b rbb b rbe e
•
Ib
•
Ui
RB
oIb
c
e 1
RＥ
Ce
RＣ
RL
Reqe RE //[(rbb rbe ) /(1 0 )]
Ui
rbb
rbe
Ui (1
0 )RE
• (1
0 )RE
Reqe
U i
e Ce
ＲＣ低通电路
Req2 RC RL
f
90 45
0
45 90
m 180
0.1 fL2 fL2 10 fL2
0.1 fH fH 10ffH
Au
低频段
Aum
中频段
高频段
0.707 0.6
AAuumm
0
f1 fL2
0
fL2
–90º
–100º
– 180º
通频带
f2
fbw fH fL
-3dB带宽
fH
f
fL fL2
fH f
– 270º
Au
Uo Ui
R R 1
1 1 1
jC
j RC
[模拟电子技术]-第五章自我检测题参考答案
![[模拟电子技术]-第五章自我检测题参考答案](https://img.taocdn.com/s3/m/064811c3370cba1aa8114431b90d6c85ec3a8801.png)
第五章自我检测题参考答案一、填空题1.乙类互补对称功放的效率比甲类功放高得多，其关键是静态工作点低。
2.由于功放电路中功放管常常处于极限工作状态，因此选择功放管时要特别注意P CM ， I CM 和U (BR)C EO 三个参数。
3.设计一个输出功率为20W 的扩音机电路，若用乙类OCL 互补对称功放电路，则应选P cm 至少为4W 的功放管两只。
二、判断题1.乙类互补对称功放电路在输出功率最大时，管子的管耗最大。
(×)2.功放电路的效率是拷输出功率与输入功率之比。
(×)3. 乙类互补对称功放电路在输入信号为零时，静态功耗几乎为零。
(√)4只有当两只三极管的类型相同时才能组成复合管。
(×)5.OCL 电路中输入信号越大，交越失真也越大。
(×)6.复合管的β值近似等于组成它的各三极管β值的乘积。
(√)三、选择题1.功率放大器的输出功率大是(C )。
A.电压放大倍数大或电流放大倍数大B.输出电压高且输出电流大C.输出电压变化幅值大且输出电流变化幅值大2.单电源(＋12)供电的OTL 功放电路在静态时，输出耦合电容两端的直流电压为(C )。
A.0VB.+6VC.+12V3.复合管的导电类型(NPN 或PNP)与组成它的(A )的类型相同。
A.最前面的管子B.最后面的管子C.不确定4. 互补对称功放电路从放大作用来看，(B )。
A.既有电压放大作用，又有电流放大作用B.只有电流放大作用，没有电压放大作用C.只有电压放大作用，没有电流放大作用5.甲乙类OCL 电路可以克服乙类OCL 电路产生的(A )。
A.交越失真B.饱和失真C. 截止失真D.零点漂移四、一单电源供电的OTL 功放电路，已知V CC =20V ，R L =8Ω，U CE(sat)忽略不计，估算电路的最大输出功率，并指出功率管的极限参数P CM 、 I CM 、U (BR)CEO 应满足什么条件？解：OTL 功放电路W 25.6W 8102121212L 2om =∙=⎪⎭⎫ ⎝⎛∙=R V P CC W 25.1W 25.62.02.0om CM =⨯=≥P PV 20V 20CC (BR)CEO ＝＝V U ≥A 25.1A 82202L CC CM =⨯=≥R V I第五章 习题参考答案5.1判断题1.功率放大倍数A P ＞1，即A u 和A i 都大于1。
电路与模拟电子技术(第二版第五章习题解答
第五章 电路的暂态分析5.1 题5.1图所示各电路在换路前都处于稳态，求换路后电流i 的初始值和稳态值。
解：（a ）A i i L L 326)0()0(===-+，换路后瞬间 A i i L 5.1)0(21)0(==++ 稳态时，电感电压为0， A i 326==（b ）V u u C C 6)0()0(==-+， 换路后瞬间 02)0(6)0(=-=++C u i 稳态时，电容电流为0， A i 5.1226=+=（c ）A i i L L 6)0()0(11==-+，0)0()0(22==-+L L i i 换路后瞬间 A i i i L L 606)0()0()0(21=-=-=+++ 稳态时电感相当于短路，故 0=i（d ）2(0)(0)6322C C u u V +-==⨯=+ 换路后瞬间 6(0)63(0)0.75224C u i A ++--===+(a)(b)(d)(c)C2ΩL 2+6V -题5.1图i稳态时电容相当于开路，故 A i 12226=++=5.2 题5.2图所示电路中，S 闭合前电路处于稳态，求u L 、i C 和i R 的初始值。
解：换路后瞬间 A i L 6=，V u C 1863=⨯= 06=-=L R i i031863=-=-=C L C u i i0==+R C L Ri u u ，V u u C L 18-=-=5.3 求题5.3图所示电路换路后u L 和i C 的初始值。
设换路前电路已处于稳态。
解：换路后，0)0()0(==-+L L i i ，4mA 电流全部流过R 2，即(0)4C i mA +=对右边一个网孔有：C C L u i R u R +⋅=+⋅210由于(0)(0)0C C u u +-==，故2(0)(0)3412L C u R i V ++==⨯=5.4 题5.4图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后的i 、i L 和 u L 。
模拟电子技术第五章场效应管及其放大电路
况，称为预夹断。源区 而未夹断沟道部分为低阻，因
的自由电子在VDS电场力 的作用下，仍能沿着沟
此，VDS增加的部分基本上降落 在该夹断区内，而沟道中的电
道向漏端漂移，一旦到 场力基本不变，漂移电流基本
达预夹断区的边界处， 不变，所以，从漏端沟道出现
就能被预夹断区内的电 场力扫至漏区，形成漏
预夹断点开始， ID基本不随VDS
VDS ＝ VD － VS =VDD－IDRD－ VS
二、小信号模型
iD Kn vGS VT 2
Kn VGSQ vgs VT 2
漏极信号 电流
Kn VGSQ VT 2 2Kn VGSQ VT vgs Knvg2s
Kn
VGSQ
VT
2 gmvgs
K
nv
2 gs
IDQ id
3. 最大漏源电压V(BR)DS
指发生雪崩击穿时，漏极电流iD急剧上升时的vDS。与vGS有关。
4. 最大栅源电压 V(BR)GS
指PN结电流开始急剧增大时的vGS。
5.2 MOSFET放大电路
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算 2. 小信号模型分析 3. MOSFET 三种基本放大电路比较
产生谐波或 非线性失真
λ= 0
λ≠ 0
共源极放大电路
例题5.2.4:
电路如图所示，设VDD=5V， Rd=3.9kΩ， VGS=2V， VT=1V， Kn=0.8mA/V2，λ=0.02V-1。试当管工作在饱和区时，试确定电路 的小信号电压增益。
例题5.2.5:
电路如图所示，设Rg1=150kΩ，Rg2=47kΩ，VT=1V，Kn=500μA/V2，λ=0， VDD=5V，-VSS=-5V， Rd=10kΩ， R=0.5kΩ， Rs=4kΩ。求电路的电压增益和 源电压增益、输入电阻和输出电阻。
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➢ 本征半导体——化学成分纯净的半导体。物理结构上 呈单晶体形态。
➢ 电子空穴对——由热激发而 产生的自由电子和空穴对。
自由电价子电子在获得一定能量 （温
度 升 高 或 受 光 照 ） 后 ，价即电可子
晶体中原子的排列方式
挣 由 空穴价
脱 电 键
原 子 中
子核的 （带负 留下一
束 电 个
缚 ） 空
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5.1 半导体二极管的工作原理与特性（续5）
掺杂五价原子
•
•
•
+5 •• +4
•• •
• •
+4 • • +4
•
•
余下的这个不受共价键束缚的价电子, 在室温下获得的热能也可以使它挣脱 原子核的引力而成为自由电子。
•
•
•
五价元素称为施主杂质，它失去一个价电子成为正离子， 但不会产生空穴。正离子束缚在晶格中，不能像空穴那样 起导电作用。
PN结
➢ PN结的形成 在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半 导体。将P型半导体和N型半导体结合在一起，
在P型半导体一侧，空穴浓度较高， 而在N型半导体一侧，自由电子浓 度较高，因此，界面处存在载流子 浓度梯度，产生多数载流子向对面 的扩散运动。
P型 E N型
-+ -+
随着扩散的进行界面附近载流子不断复合，留下带电离子 形成空间电荷区（耗尽区），建立起内建电场E阻止多子 扩散进一步进行。
电路与模拟电子技术
第5章 半导体器件基础与二极管电路
本章教学内容
5.1 半导体二极管的工作原理与特性 5.2 二极管整流电路 5.3 二极管峰值采样电路 5.4 二极管检波电路
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本章内容概述
导体器件的出现改变了电子电路的组成格局，从20 世纪60年代开始，半导体器件开始逐步取代真空管 器件，在电子电路中占据绝对主导地位。
本章首先介绍半导体器件的基础知识，介绍PN结的 单向导电原理，然后着重介绍半导体二极管器件的 外部特性和主要参数，为正确使用器件打下基础， 最后介绍几种常用的二极管应用电路。
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5.1 半导体二极管的工作原理与特性
半导体材料
根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝 缘体和半导体。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓 GaAs等。
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5.1 半导体二极管的工作原理与特性（续6）
2、P 型半导体
如果在本征半导体中掺入三价元素，则形成P型半导体，空
穴N为型多半数导载体流中子，多而数自载由流电子子是为少自数由载电流子子。。 P不种型论载++••半34是流导••N子••体型占•++••中半44多多导数数体，掺接但能载还但杂受不起流是整的一会导子P三个产电个型是价电生作晶半空元子自用体导素后由。穴仍体称形电。然为成子，是受一。虽主个负不然杂带离带它质负子电们，电在的都受的晶，主负格有宏杂离中一质子不 观上保持电中性。
电 ➢ 相邻价电子递补空穴形成空穴电流。
能够承载电流的粒子称为载流子，半导体含有两种载 流子：自由电子和空穴。 ➢ 本征半导体中载流子浓度极小，导电性能很差； ➢ 温度越高，本征半导体中载流子浓度越高，导电能力 越强。半导体导电能力受温度影响很大。 300ºK时，本征硅的载流子浓度为1.4×1010/cm3，而 本征硅的原子浓度: 4.96×1022/cm3 。
平均的意义上来说不会产生电流。
当有外电场作用时，自由电子在热运动的同时还要叠
加上逆电场方向的运动，空穴则叠加上顺电场方向的
运动。
在电场作用下载流子的运动称为 + 电场 E
-
漂移运动。由漂移运动产生的电
•e
流为漂移电流。
q
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5.1 半导体二极管的工作原理与特性（续8）
载流子的运动(续)
掺杂3价原子
••
••
•
•
掺杂半导体的多子浓度主要由掺杂浓度决定，所以其导电能力 也由掺杂浓度决定。
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5.1 半导体二极管的工作原理与特性（续7）
载流子的运动
➢ 载流子在电场作用下的漂移运动
没有电场作用时,半导体内部的自由电子和空穴的运动
是杂乱无章的热骚动，其运动方向不断改变，因此从
， ， 位
成 同 ，
时为 共自自时由，电又子不和断空复穴合成。对在产一生定的温同度 称 为下，电子空穴对的产生与复合
空穴（带正电）。
达到动态平衡，半导体中电子
空穴对浓度一定。
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5.1 半导体二极管的工作原理与特性（续3）
本征半导体的导电机理
外电压时，半导体中将出现两部分电流 ➢ 自由电子作定向运动形成电子电流；类似金属导体导
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返回Biblioteka 退出5.1 半导体二极管的工作原理与特性（续1）
半导体的共价键结构 硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构
它们的最外层电子（价 电子）都是四个。每个 原子与晶格上相邻的4个 原子共享价电子（使最 外层达到最稳定的8个电 子状态，从而形成共价 键。
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5.1 半导体二极管的工作原理与特性（续2）
➢ 载流子的扩散运动
如果在半导体中两个区域自由电子和空穴的浓度存在
差异，那么载流子将从浓度大的一边向浓度小的一边
扩散。
由于浓度差引起的载流子 运动为扩散运动。相应产 生的电流为扩散电流。
••••• ••••• ••• ••• ••• ••• •••
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5.1 半导体二极管的工作原理与特性（续9）
半导体有温敏、光敏和掺杂等导电特性。
• 热敏性： 当环境温度升高时，导电能力显著增强。 （可做成温度敏感元件，如热敏电阻）
• 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化。（(可做 成各种光电元件，如光电电阻、光电二极管、光电晶体 管）
• 掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明 显改变。（可做成各种不同用途的半导体器件， 如二 极管、晶体管和晶闸管等）
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5.1 半导体二极管的工作原理与特性（续4）
杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电 性能发生显著变化。
1、N型半导体 在本征半导体中加入五价元素，这些五价元素在外层含
有五个电子，除了四个与其周围的半导体原子构成共价键， 还有一个电子成为自由电子，这种半导体中含有较高的自由 电子浓度，自由电子是多数载流子（多子），空穴浓度较低， 是少数载流子（少子）。