模拟电路期末复习速成

(2） ： VBB＝1V; 假设 T 处于放大状态
IB VBB U BE 1 0.7 60 A RB 5
I C I B 3mA U O U CE VCC I C Rc 12 3 1=9V
发射结正偏，集电结反偏，T 处于放大状态 (3） ：VBB＝3V; 假设 T 处于放大状态
电流控制电流源，UCE 适中
随着 IB 和 UCE 的增加，IC 迅速增加 实际放大电路进入饱和区 UCE 很小
饱和区
1.3、典型习题 例 1：电路如图 1 所示，稳压管的稳定电压 UZ=6V,最小稳定电流 IZmin=5mA, 最大稳定电流 IZmax=25mA 试求： 1） 、UI 分别为 10V、15V、35V 时 UO =？ 2） 、若 UI=35V 时负载开路，则会出现什么现象？为什么？
模拟电路知识要点
电信学院电路与系统教研室
第一章 常用半导体器件
1.1、教学要求 本章主要内容包括 PN 结的形成及特性；二极管的恒压降模型与微变等效模 型；稳压二极管的应用；三极管内部载流子运动特点与输入输出特性曲线。 1、理解：本征半导体的产生两种载流子的本征激发及其复合现象； 空穴导电本质是价电子的移动； 杂质半导体的简化模型、PN 结的形成过程； PN 结单向导电性和反向击穿区稳压现象； 三极管内部载流子运动。 2、掌握：利用 PN 结单向导电性分析二极管的工作状态； 二极管的恒压降模型与微变等效模型； 稳压管稳压电路的限流电阻，输出电压计算； 三极管共射放大电路的输入与输出特性曲线； 3、应用：利用三极管三种工作状态的条件和特点，分析三极管放大电路中 的直流电压与电流。 1.2、重要知识点 三极管共射放大电路的输入与输出特性曲线
R 取值合适。
分析讨论在输入信号的整个变化过程中， D1、D2 的导通情况及输出电压 uO，
1) 先定最下面的节点为参考点（地） ；由电路可知，D1 的 N 区电位为 3V； D2 的 P 区电位为-3V； 要使二极管能够导通， P 区电位至少高于 N 区电位 0.7V; 2) 分区讨论 D1，D2 的导通情况，以确定输出电压 a） 当 ui > 3.7V 时: D1 正向导通, D2 反偏截止 （D2 支路相当于断开） , ui=3.7V ; b）当 ui <-3.7V 时: D2 正向导通, D1 反偏截止 （D1 支路相当于断开） , ui=-3.7V ; c） 当-3.7V <ui <3.7V 时: D1, D2 均不足以导通， （D1， D2 支路均相当于断开） , 电路中无回路，无电流，uo= ui ;
U om
U om
1 5.3 min{ 6 0.7, 12 6 } V 2 2
VCC I CQ RL 6 2 1.5 3V ②、当带上负载时， U CEQ
由戴维南定理有 RL VCC VCC 6V RL RC
RL RL // RC 1.5 K
IB VBB U BE 3 0.7 0.46mA RB 5
I C I B 23mA U O VCC I C Rc 12 23 1= 11V
故 T 已处于饱和区， 电路采用单一+12V 供电， UO 不可能为负电压，
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I C I B ；不成立；U O U CES =0.7V 。 法 2：一旦 UBE>UON,T 导通，只可能处于放大区或饱和区，先求出 T 处于临阶饱和时的集电极饱和电流 ICS，后假设 T 处于放大区，再求出 IC， 若 IC>ICS 则 T 处于饱和区，否则处于放大区。 T 处于临界饱和状态时 UCE=UBE=0.7V
U om
1 1 RC // RL RL
1 U CES , VCC U CEQ } min{ U CEQ 2
Q
U CEQ I CQ ( RC // RL )
U CES
U来自百度文库CEQ
VCC
C、阻容耦合放大电路空载时，交直流负载线重合，斜率为
U om 1 min{ U CEQ U CES , VCC U CEQ } 2
1 RC
D、阻容耦合放大电路带负载后， Q 点不变，直流负载线斜率为
但交流负载线斜率变为
U om
1 ， RC
1 1 RC // RL RL
1 } min{ U CEQ U CES , I CQ RL 2
4、等效电路法分析放大器动态参数步骤：
U A、先画直流通路，估算静态工作点，并根据 rbe rbb β T ，求出 rbe ； I CQ
I BQ VBB U BEQ RB 1 0.7 20 A 15K
I CQ I BQ 2mA
① 、当不带负载时， U CEQ
VCC I CQ RC 12 2 3 6V
1 min{ U CEQ U CES , VCC U CEQ } 2
RL U I R RL
故当 U I 10 V、15 V时
D Z工作在反向截止区，U O
U O分别为3.33V和5V
当 UI＝35V 时，UO＝UZ＝6V （2） I D Z (U I U Z ) R 29mA＞IZmax＝25mA，稳压管将因功耗过大而损坏。 例 2：电路如图所示，T 为硅管，β=50，UCES = 0.7V,
三极管三个工作区的条件与特点 工作状态 截止区 放大区 条件
UBE < UON be 结正偏 UBE > UON bc 结反偏 UCE > UBE be 结正偏 UBE > UON bc 结正偏 UCE < UBE
特点
IC = IB = 0； 实际电路进入截至区 UCE 很大，接近 VCC IC=IB
该电路为双向限幅电路，通过改变两个直流电压，可以调节不同的输出限制幅度
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第二章 基本放大电路
2.1、教学要求 本章主要内容包括放大器的性能指标；放大器的构成；放大器的直流与交流 通路；放大器的图解法与等效电路法。 1、了解：放大器的通频带，非线性失真系数，最大输出功率与效率。 2、理解：放大的基本概念和本质； 放大器输入、输出电阻的概念及其实验求法； 三种基本组态的放大电路的特点。 3、掌握：放大器静态工作点的估算； 放大器的交、直流通路的画法； 图解法分析放大器失真及其消除方法；估算直接耦合放大器（带 载与空载） 、阻容耦合放大器（带载与空载）的最大不失真输出电 压有效值。 3、应用：利用三极管的 h 参数模型，定量计算三极管共射放大器的放大倍 数，动态输入电阻，输出电阻。 2.2、重要知识点 1、放大器中的直流电源为负载提供能量，同时为管子提供合适的偏置，使 得在输入信号的整个变化范围内，管子都处于放大状态。 2、放大器中的实际信号为交、直流共存，交流信号叠加在直流（静态）之 上，不便分析。但管子工作在放大区（线性区）时，可利用线性电路的 叠加定理将交、直流信号分开分析，直流信号在直流通路中分析，交流 信号在交流通路中分析。 3、图解法分析放大器最大不失真输出电压有效值 Uom 估算
VBB RB
Q
Q
VCC U CEQ U CES U CEQ
VCC
A、直接耦合放大电路空载时，交直流负载线重合，斜率为
U om 1 min{ U CEQ U CES , VCC U CEQ } 2
1 RC
B、直接耦合放大电路带负载后，交直流负载线重合，但是 Q 点相对不
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带负载时左移，且斜率变为
ICBO
IBN
I CN
Ebc
RC
Ic
IB
RB
VB B
I EP
I EN IE
Ebe
VCC
三极管共射放大电路的输入输出特性曲线需结合内部载流子运动理解
输入特性曲线考查 iB 与 uBE 的关系， 其中 UCE 为参变量 UBE > UON , UCE = 0 时输入特性曲线就是一个二极管的 UI 曲线。随着 UCE 增加，集电结电场变强，集电区吸 收自由电子能力变强，基区复合减弱，在 UBE 不变的 条件下， UCE 增加，IB 减小。输入曲线右移。UCE 增 加到一定值后，几乎所有自由电子收集到集电区，输 入曲线重合。
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输出特性曲线考查 iC 与 uCE 的关系，其中 iB 为参变量 1、UBE < UON，管子截止 IC = IB = 0； 2、UBE > UON , UCE > UBE 时，UCE 足够大，IC 只受 IB 控制，与 UCE 无关，IC=IB，管子处于线性区； 3、UBE > UON , UCE < UBE 此时，发射区发射载流子有 余，而集电结正偏，电场不够强，收集载流子能力 不足，表现为 IB 增加而 IC 基本不变。
B、判断管子静态，合适，则画交流通路，并将 BJT 用 h 参数模型代替； C、根据交流等效电路，求解 Ri 、Ro 、Au 。 * 注意：放大器输入电阻、输出电阻均指动态交流电阻 Ri 与信号源内阻无关，Ro 与负载 RL 无关
2.3、典型习题 例 1：电路和晶体管输出特性如图所示，静态时 UBEQ=0.7V，用图解法分别求出 空载和 RL=3K 时静态工作点和最大不失真输出电压有效值 Uom。
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UImin<UI<UImax 解： （1）假设 DZ 稳压，则
DZ 稳压 UO=UZ
UI UR UZ
U Imin ( UZ 6 I Zmin ) R U Z ( 5) 1 6 23 V RL 0.5
U Imax (
UZ 6 I Zmax ) R U Z ( 25) 1 6 43 V RL 0.5
I CS VCC U CE 12 0.7 11.3mA RC 1K
VBB＝3V 时 I C I B 23mA>I CS 11.3mA 故 T 已处于饱和区, I C I B ；不成立；U O U CES =0.7V 。
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例 3：电路如图所示，已知 ui＝5sinωt (V)，二极管导通电压 UD＝0.7V, 画出 ui 与 uO 的波形，并标出幅值。

分析：本题考查稳压管的稳压条件。 1、IZ<IZmin 2、IZ>IZmax 3、IZmin<IZ<IZmax 则 则 DZ 反向截止； DZ 可能因过流过热烧毁；
稳压状态。
解题思路：假设 DZ 稳压，由于负载 RL 固定，便可求出 IZ=IZmax 时对应的输入电压 UImax IZ=IZmin 时对应的输入电压 UImin 当 UI>UImax 当 UI<UImin DZ 过流过热烧毁； DZ 截止, UO 为电阻串联分压；
当 VBB＝0V、1V、3V 时，求 T 分别工作在何种状态及相应的 UO=？
分析：本题考查共射放大电路中三极管工作状态的条件和特点。 若 UBE<UON,T 截止；否则先由输入回路求出基极电流，然后假设 T 处于放大状态，从 而求出集电极电流，后由输出回路求得 UCE(即 UO)，如果 UCE >UCES 则假设成立，管子工作 在放大区 UO=UCE，如果 UCE <UCES 则假设不成立，管子处于饱和区 0<UO<UCES 解： （1） ： VBB 0 U ON ; T 截止 ；I B 0; I C 0; U O VCC 12V
U om
U om
VCC
RL
1 U CES , VCC U CEQ } min{ U CEQ 2 1 2.3 min{ 3 0.7 , 6 3 } V 2 2
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分析： 本题考察图解法分析直接耦合共射放大电路最大不失真输出电压有效值。 无论带 负载与否，输入回路不变，故静态基极电流 IBQ 不变，管子又工作在放大区，从而 ICQ = βIBQ 也不变，但是带上负载 RL 后，由于 RL 上也有直流电流，从而导致流过 RC 的电流变大， UCEQ = VCC – IRCRC 减小。即带负载后，直接耦合放大电路的静态工作点，在输出特性曲线 上向左移。 解：先求 IBQ