实验3 RC 网络频率特性研究 一、实验原理 1. 网络频率特性的定义 网络的响应相量与激励相量之比是频率ω的函数，称为正弦稳态下的网络函数。表示为 )()()(ω?ωωj e j H j H == 激励向量 响应向量 其模随频率ω变化的规律称为幅频特性，辐角随ω变化的规律称为相频特性。为使频率特性曲线具有通用性，常以ω作为横坐标。通常，根据随频率ω变化的趋势,将RC 网络分为“低通(LP )电路”、“高通(HP )电路”、“带通(BP )电路”、“带阻(BS )电路”等。 2．典型RC 网络的频率特性 (1) RC 低通网络 图S3-1(a)所示为RC 低通网络。它的网络函数为 RC j C j R C j U U j H i ωωωω+= +==11 /1/1)(0 其模为： 2 ) (11)(RC j H ωω+= 辐角为： )arctan()(RC ωω?-= 显然，随着频率的增加， )(ωj H 将减小，这说明低频信号可以通过，高频信号被衰减或抑制。当ω=1/RC ，即707.0/=i o U U ，通常把o U 降低到0.707 i U 时的角频率ω称为截止角频率C ω。即 RC C /1==ωω (a) RC 低通网络 (b) 幅频特性 (c) 相频特性 图S3-1 RC 低通网络及其频率特性 (2) RC 高通网络
图S3-2 (a)所示为RC 高通网络。它的网络传递函数为 RC j R R U U j H i ωω/1)(0+= = 其模为： 2 )1( 11)(RC j H ωω+= 辐角为： )arctan(90)(0 RC ωω?-= 可见，随着频率的降低而减小，说明高频信号可以通过，低频信号被衰减或抑制。网络的截止频率仍为RC C /1=ω，因为ω=C ω时，|H(j ω)| =0.707。它的幅频特性和相频特性分别如图S3-2(b)、(c)所示。 i U (9045 (a) RC高通网络 （b)幅频特性 (C)相频特性 (a) RC 高通网络 (b) 幅频特性 (c) 相频特性 图S3-2 RC 高通网络及其频率特性 (3) RC 串并联网络（RC 带通网络） 图S3-3(a)所示为RC 串并联网络。其网络传递函数为 )1(31111)(0RC RC j RC j R C j R RC j R U U j H i ωωωωωω-+= ++++== 其模为： 2 ) 1(91 )(RC RC j H ωωω-+= 辐角为： )3 1 arctan()(RC RC ωωω?-= 可以看出，当信号频率为RC C /1=ω时，模|H(j ω)| =1/3为最大,即输出与输入间相移为零。信号频率偏离ω=1/RC 越远，信号被衰减和阻塞越厉害。说明RC 网络允许以 RC /10==ωω (≠0)为中心的一定频率范围(频带)内的信号通过，而衰减或抑制其他频率 的信号，即对某一窄带频率的信号具有选频的作用，因此，将它称为带通网络或选频网络。
放大电路的性能指标 放大电路的性能指标 性能指标可以分为三种类型: 第一种是对应于一个赋值已定,频率已定 的信号输入时的性能,这是放大电路的基本性能. 第二种是对应于赋值不变 而频率改变的信号输入时的性能.第三种是对应于频率不变而赋值改变的信 号输入时的性能. 第一种类型的指标: 1. 放大倍数 放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标. 它定义为输出变量的赋值与输入变量的赋值之比,有时也称之为增益. 虽然放大电路能实现功率的放大,然而在很多场合,人们常常只关心某一单项指标的放大倍数,比如电压或电流的放大倍数.由于输出和输入信号都有电压和电流量,所以存在以下四种比值: 电压放大倍数用Auu表示,定义为 Auu=Uo/Ui, 或简化为 Au=Uo/Ui 电流放大倍数用Aii表示,定义为 Aii=Io/Ii, 或简化为 Ai=Io/Ii 电压对电流的放大倍数用Aui表示,定义为 Aui=Uo/Ii 电流对电压的放大倍数用Aiu表示,定义为 Aiu=Io/Ui 式中的Uo,Ui,Io和Ii都是正弦信号的有效值.需要注意的是, 如果输出波形出现明显的失真,则比值就失去意义了,因此在输出端要有监视失真的措施(如用示波器观察波形). 其他指标也是如此. 2. 输入电阻 作为一个放大电路,一定要有信号源来提供输入信号.例如扩大机就是利用话筒将声音转化成电信号提供给放大电路的.还有其他经过温度,压力等传感器变换后产生的各种各样的电信号源. 放大电路与信号源相连,
就要从信号源取电流. 取电流的大小表明了放大电路对信号源的影响程度,所以我们定义一个指标,来衡量放大电路对信号源的影响,叫做输入电阻.当信号频率不是很高时,输电流Ii与输入电压Ui基本同相,因此通常用输入电阻来表示.它定义为 Ri=Ui/Ii 从图中可见, Ri就是向放大电路输入端看进去的等效电阻. Ri越大,表明它从信号源取的电流越小,放大电路输入端所得到的电压Ui越接近信号电压Us.因此作为量测仪表用的放大电路其Ri要大. 但是对于晶体管来说, Ri大则取电流小,将降低放大倍数.所以在需要放大倍数而Rs为固定值的情况下,晶体管放大电路的i又以小一些为好. 3. 输出电阻 放大电路将信号放大后,总要送到某装置去发挥作用. 这个装置我们通常称为负载. 比如扬声器就是扩大机的负载. 当我们在原来的扬声器两端再并联一个扬声器时, 它两端的电压将下降, 这种现象说明向放大电路的输出端看进去有一个等效内阻, 通称为输出电阻,记作Ro. 通常测定输出电阻的办法是在输入端加正弦波实验信号,测出负载开路时的输出电压Uo', 再测出接入负载RL时的输出电压Uo. 则有公式: Ro=(Uo'/Uo -1)*RL 输出电阻越大,表明接入负载后,输出电压的赋值下降越多.因此,Ro反映了放大电路带负载能力的大小. 第二种类型的指标: 4. 通频带 当只改变输入信号的频率时,发现放大电路的放大倍数是随之变化的,输出波形的相位也发生变化. 这就需要有一定的指标来反映放大电路对于不同频率的信号的适应能力. 一般情况下, 放大电路只适用于放大一个特定频率范围的信号, 当信号频率太高或太低时,放大倍数都有大幅度的下降. 当信号频率升高而使放大倍数下降为中频时放大倍数(记作Aum)的0.7倍时,这个频率称为上限截止频率,记作fH. 同样, 使放大倍数下降为Aum的0.7倍时的低频信号频率称为下限截止频率,记作fL. 我们将fH和fL之间形成的频带称为通频带 ,记作fbw,即 fbw=fH-fL 通频带越宽,表明放大电路对信号频率的适应能力越强. 对于收录机,扩大机来 说,通频带宽意味着可以将原乐曲中丰富的高,低音都能完美地播放出来.
返回＞＞ 第三章 放大电路的频率特性 通常，放大电路的输入信号不是单一频率的正弦信号，而是各种不同频率分量组成的复合信号。由于三极管本身具有电容效应，以及放大电路中存在电抗元件(如耦合电容和旁路电容)，因此，对于不同频率分量，电抗元件的电抗和相位移均不同，所以，放大电路的电压放大倍数A u 和相角φ成为频率的函数。我们把这种函数关系称为放大电路的频率特性。 §1频率特性的一般概念 一、频率特性的概念 以共e 极基本放大电路为例，定性地分析一下当输入信号频率发生变化时，放大倍数将怎样变化。 在中频段，由于电容可以不考虑，中频A um 电压放大倍数基本上不随频率而变化。ο 180=?，即无附加相移。对共发射极放大电路来说，输出电压和输入电压反相。 在低频段，由耦合电容的容抗变大，电压放大倍数A u 变小，同时也将在输出电压和输入电压间产生相移。我们定义：当放大倍数下降到中频 率放大倍数的0.707倍时，即 2um ul A A =时的频率称为下限频率f l 对于高频段。由于三极管极间电容或分布电容的容抗在低频时较大，当频率上升时，容抗减小，使加至放大电路的输入信号减小，输入电压减小，从而使放大倍数下降。同时也会在输出电压与输入电压间产生附加相移。同样我们定义：当电压放大倍数下降到中频区放大倍数的0.707 倍时，即2um uh A A =时的频率为上限频率f h 。 共e 极的电压放大倍数是一个复数， ?<=? u u A A 其中，幅值A u 和相角?都是频率的函数，分别称为放大电路的幅频特性和相频特性。 我们称上限频率与下限频率之差为通频带。
l h bw f f f -= 表征放大电路对不同频率的输入信号的响应能力，它是放大电路的重要技术指标之一。 二、线性失真 由于通频带不会无穷大，因此对于不同频率的信号，放大倍数的幅值不同，相位也不同。当输入信号包含有若干多次谐波成分时，经过放大电路后，其输出波形将产生频率失真。由于它是电抗元件产生的，而电抗元件又是线性元件，故这种失真称为线性失真。线性失真又分为相频失真和幅频失真。 1．相频失真 由于放大器对不同频率成分的相位移不同，而使放大后的输出波形产生了失真。 2．幅频失真 由于放大器对于不同频率成分的放大倍数不同，而使放大后的输出波形产生了失真。 线性失真和非线性失真本质上的区别：非线性失真产生新的频率成分，而线性失真不产生新的频率成分。 §2三极管的频率参数 影响放大电路的频率特性，除了外电路的耦合电容和旁路电容外，还有三极管部的级间电容或其它参数的影响。前者主要影响低频特性，后者主要影响高频特性。 一、三极管的频率特性 中频时，认为三极管的共发射极放大电路的电流放大系数β是常数。实际上
基本放大电路的概念及工作原理里 基本放大电路一般是指有一个三级管和场效应管组成的放大电路。放大电路的功能是利用晶体管的控制作用，把输入的微弱电信号不失真的放到所需的数值，实现将直流电源的能量部分的转化为按输入信号规律变化且有较大能量的输出信号。放大电路的实质，是用较小的能量去控制较大能量转换的一种能量装换装置。 利用晶体管的以小控大作用 ，电子技术中以晶体管为核心元件可组成各种形式的放大电路。其中基本放大电路共有三种组态：共发射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路，如图1所示。 (a)共发射极放大电路 (b)共集电极放大电路
(c)共基极放大电路 图1基本放大电路的三种组态 无论基本放大电路为何种组态，构成电路的主要目的是相同的：让输入的微弱小信号通过放大电路后，输出时其信号幅度显著增强。 1、放大电路的组成原则 需要理解的是，输入的微弱小信号通过放大电路，输出时幅度得到较大增强，并非来自于晶体管的电流放大作用，其能量的提供来自于放大电路中的直流电源。。晶体管再放大电路中只是实现的对能量的控制，是指转换信号能量，并传递给负载。因此放大电路组成的原则首先是必须有直流电源，而且电源的设置应保证晶体管工作在线性放大电路状态。其次，放大电路中各元件的参数和安排上，要保证被传输信号能够从放大电路的输入端尽量不衰减地输出，在信号传输的过程中能够不失真的放大，最后经放大电路输出端输出，并且满足放大电路的性能指标要求。 综上所述，放大电路必须具备以下条件。 ○1保证放大电路的核心元件晶体管工作在放大电路状态，及要求其发射极正偏，集电结反偏。 ○2输入回路的设置应当是输入信号耦合到晶体管的输入电极，并形成变化的基极电流i B ，进而产生晶体管的电流控制关系，变成集电极电流i C 的变化。
第八章网络函数和频率特性 8-1 2.5R =Ω，25L H μ=，400C PF =，25i R K =Ω，U S =10V 。求I 、I C 、U 。 解： 或 8-2已知RLC 串联谐振电路，L =400mH ，C =0.1μF ，R =20Ω，电源电压U S =0.1V ，求谐振频率f 0、特性阻抗Z ，品质因数Q 、谐振时的U L0、U C0各为多少？ 解：796Hz 21O ==LC πf ，Ω?==3102C L Z ，200==R L ωQ O ，20V ===S CO LO QU U U 。 8-3已知RLC 串联谐振电路，特性阻抗ρ=1000Ω，谐振时的角频率ω0=106rad/s ，求元件L 和C 的参数值？ 解：由s /rad 1016O ==LC ω，Ω?==3101C L Z ，解得1mH =L ，F 001.0μ=C 。 8-4 R 、L 、C 并联电路中，已知ωO =5?106rad/s,Q=100,谐振时阻抗 ＝2K Ω 求：R ，L ，C 解：Q= =ωO CR 谐振时 =R=2K Ω ∴ L= ＝ C= ＝ 8-5已知Ｒ、Ｌ和Ｃ组成的并联谐振电路，L =0.25mH ，C =85pF ，R =13.7Ω，电源电压U S 为10V ，求电路的谐振频率f 0、谐振阻抗|Ｚ０|、谐振时的总电流I 0、支路电流I L0和I C0各为多少？ 解：09MHz .121O ==LC πf ； 1257 .131025.01009.1236=????==-πR L ωQ O ； Ω=?==214k 7.13125||22R Q Z O ； L R O ωO Z O Z Q R O ω10010510263 ???R Q O ω3 6102105100???0.4s s i U I mA R ??==10.22s I I mA ??==5o U Z I V ??== '5s U R I V ??==220c o I f CU mA π==
运算放大器基本原理及应用 一． 原理 (一） 运算放大器 1.原理 运算放大器是目前应用最广泛的一种器件,当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 运算放大器一般由4个部分组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。 图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示 图1是运算放大器的特性曲线，一般用到的只是曲线中的线性部分。如图2所示。U -对应的端子为“-”，当输入U -单独加于该端子时，输出电压与输入电压U -反相，故称它为反相输入端。U +对应的端子为“＋”，当输入U +单独由该端加入时，输出电压与U +同相，故称它为同相输入端。 输出：U 0= A(U +-U -) ； A 称为运算放大器的开环增益（开环电压放大倍数）。 在实际运用经常将运放理想化，这是由于一般说来，运放的输入电阻很大，开环增益也很大，输出电阻很小，可以将之视为理想化的，这样就能得到:开环电压增益A ud =∞；输入阻抗r i =∞；输出阻抗r o =0；带宽f BW =∞；失调与漂移均为零等理想化参数。 2.理想运放在线性应用时的两个重要特性 输出电压U O 与输入电压之间满足关系式：U O ＝A ud （U +－U －）,由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。即U +≈U －，称为“虚短”。
由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”,这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。 3. 运算放大器的应用 (1)比例电路 所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路，比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。 (a) 反向比例电路 反向比例电路如图3所示，输入信号加入反相输入端: 图3反向比例电路电路图 对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为： 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻 R ’＝R 1 // R F 。 输出电压U 0与输入电压U i 称比例关系，方向相反，改变比例系数，即改变两个电阻的阻值就可以改变输出电压的值。反向比例电路对于输入信号的负载能力有一定的要求。 (b) 同向比例电路 同向比例电路如图4所示，跟反向比例电路本质上差不多，除了同向接地的一段是反向输入端: i 1 f O U R R U - =
第三章基本放大电路 3.1 放大电路的基本概念 3.1.1 放大的概念 基本放大电路一般是指由一个三极管组成的三种基本组态放大电路。 1. 放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。 2. 输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。放大电路的结构示意图见图0 3.01。 图03.01 放大概念示意图 3.1.2 放大电路的主要技术指标 (1) 放大倍数 输出信号的电压和电流幅度得到了放大，所以输出功率也会有所放大。对放大电路而言有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数，它们通常都是按正弦量定义的。放大倍数定义式中各有关量如图03.02所示。 图03.02 放大倍数的定义 电压放大倍数定义为 电流放大倍数定义为 功率放大倍数定义为 (2) 输入电阻R i 输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，R i大，放大电路从信号源吸取的电流则小，反之则大。R i的定义见图03.03和式(03.04) 图 03.03 输入电阻的定义
(3) 输出电阻R o 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，R o大，表明放大电路带负载的能力差，反之则强。R o的定义见图03.04和式(03.05)。 图(a)是从输出端加假想电源求R o，图(b)是通过放大电路负载特性曲线求R o。 (a) 从输出端求V o ' (b) 从负载特性曲线求 图03.04 输出电阻的定义 根据图03.04(b)，在带R L时，测得，开路时输出为。根据式（03.05）有 注意：放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参数，只有在放大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义。 (4) 通频带 放大电路的增益A(f) 是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数通常都要下降。当A(f)下降到中频电压放大倍数A0的时，即 A(f )=A(f H)= L (03.07) 相应的频率f L称为下限频率，f H称为上限频率，如图03.05所示。 图03.05 通频带的定义 3.1.3 基本放大电路的工作原理 (1) 共射组态基本放大电路的组成 共射组态基本放大电路如图03.06所示。 图03.06 共射组态交流基本放大电路 基本组成如下：
实验--集成运算放大器的基本应用
实验集成运算放大器的基本应用（Ⅱ）——有源滤波器一、实验目的 1、熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器。 2、学会测量有源滤波器的幅频特性。 二、实验原理 （a）低通（b）高通 (c) 带通（d）带阻 图9－1 四种滤波电路的幅频特性示意图 由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器，它们的幅频特性如图9－1所示。
具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快，但RC 网络的节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC 有滤波器级联实现。 1、 低通滤波器（LPF ） 低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。 如图9－2（a ）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。它由两级RC 滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C 接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。 图9－2（b ）为二阶低通滤波器幅频特性曲线。 (a)电路图 (b)频率特性 图9－2 二阶低通滤波器 电路性能参数 1 f uP R R 1A += 二阶低通滤波器的通带增益 RC 2π1f O = 截止频率，它是二阶低通滤波 器通带与阻带的界限频率。 uP A 31Q -= 品质因数，它的大小影响低 通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。
放大器的频率响应(doc 18页)
放大器的频率响应 单级放大器的分析中只考虑了低频特性，而忽略了器件的分布电容的影响，但在大多数模拟电路中工作速度与其它参量如增益、功耗、噪声等之间要进行折衷，因此对每一种电路的频率响应的理解是非常必要的。 在本章中，将研究在频域中单级与差分放大器的响应，通过对基本概念的了解，分析共源放大器、共栅放大器、CMOS放大器以及源极跟随器的高频特性，然后研究级联与差分放大器，最后考虑差分对有源电流镜的频率响应。 6.1频率特性的基本概念和分析方法 在设计模拟集成电路时，所要处理的信号是在某一段频率内的，即是所谓的带宽，但是对于放大电路而言，一般都存在电抗元件，由于它们在各种频率下的电抗值不同，因而使放大器对不同频率信号的放大效果不完全一致，信号在放大过程中会产生失真，所以要考虑放大器的频率特性。 116
117 频率特性是指放大器对不同频率的正弦信号的稳态响应特性。 6.1.1 基本概念 1、频率特性和通频带 放大器的频率特性定义为电路的电压增益与频率间的关系： )()(f f A A V V ?∠=? （6.1） 式中A V (f)反映的是电压增益的模与频率之间的关系，称之为幅频特性；而)(f ?则为放大器输出电压与输入电压间的相位差?与频率的关系，称为相频特性。所以放大器的频率特性由幅频特性与相频特性来表述。 低频区：即在第三章对放大器进行研究的频率区域，在这一频率范围内，MOS 管的电容可视为开路，此时放大器的电压增益为最大。当频率高于该频率时，放大器的电压增益将会下降。 上限频率：当频率增大使电压增益下降到低频区电压增益的1/2时的频率。 高频区：频率高于中频区的上限频率的区域。 2、幅度失真与相位失真 因为放大器的输入信号包含有丰富的频率成
填空题 二极管： 1. 在半导体中．漂移电流是在 作用下形成的，扩散电流是在 作用下形成的。（电场，浓度差） 2. 二极管最主要的特点是 ；确保二极管安全工作的两个主要参数分别是 和 。（单向导电性，IF ，UR ） 3. 在室温(27度)时，锗二极管的死区电压约 V ，导通后在较大电流下的正向压降约 V ；硅二极管的死区电压约 V ，导通后在较大电流下的正向压降约 V 。（0.1, 0.3, 0.5, 0.7） 4. 二极管的交流等效电阻rd 随静态工作点的增大而 。(减小) 5. 硅稳压管稳压电路正常工作时，稳压管工作在 状态。（反向击穿区） 晶体管及放大电路基础： 6. 晶体管从结构上可分成 和 两种类型：根据使用的半导体材料不同可分成 和 管。它们工作时有 和 两种载流子参与导电，常称之为双极型晶体管。（NPN ，PNP ；硅，锗；电子，空穴） 7. NPN 型和PNP 型晶体管的区别是 （P 区和N 区的位置不同） 8. 晶体管的穿透电流ICEO 是集—基反向饱和电流ICBO 的 倍。—般希望尽量选用ICEO 的管子（1+β，小） 9. 晶体管的电流放大作用是指基极或发射极电流对 电流的控制作用。（集电极） 10. 已知晶体管β=99，IE=1mA ，ICBO=0，则IB= ，IC= 。（0.01mA ，99mA ） 11. 晶体管在放大电路中三种接法分别是 、 和 。（共射，共集，共基） 12. 当温度上升时．晶体管的管压降UBE 、电流放大系数β及反向饱和电流ICBO 分别将 、 和 。（降低，增大，增大） 13. 从晶体管的输入特性可知，晶体管存在死区电压。硅管的死区电压约为 ，锗管约为 ；晶体管在导通之后，管压降UBE 变化不大，硅管的UBE 约为 ．锗管的UBE 约为 。（0.5 0.1 0.7 0.2） 14. 从晶体管的输出特性可知，当基极电流增大，集电极和发射极之间的击穿电压会随着基极电流的增大而 。（减小） 15. 温度升高时，晶体管的共射极输入特性曲线将 ，输出特性曲线将 。而且输出特性曲线的间隔将 。（左移，上移，增大） 16. 晶体管放大电路中，测得晶体管三个引脚对地的电位分别为UA=－5V 、U Ｂ=－８V 、U Ｃ=－５.2V ，则晶体管对应的电极是：A 为 、Ｂ为 、Ｃ为 。该晶体管属于 型 晶体管。（发射极，集电集，基极，PNP ，锗） 17. 晶体管放大电路中，测得晶体管三个引脚对地的电位分别为A U =7V 、B U =2.3V 、C U =3V ，则晶体管对应的电极是：A 为 、Ｂ为 、Ｃ为 。该晶体管属于 型 晶体管。（集电集，发射极，基极，NPN ，硅） 18. 在晶体管共射放大电路中，当CE BE U U 时，管子工作于 状态，此时集电极电流C I 的大小只与 有关，而与 几乎无关。当B I 恒定， 具有恒流的特性。（线性放大，IB ，UCE ，IC ） 19. 某晶体管的最大允许耗散功率CM P 是受 限制的。 （管子的结温允许值的大小） 20. 在晶体管放大电路中，集电极负载电阻C R 的主要作用是把电流的控制和放大作用转化为 放大作用。（电压） 21. 放大电路的非线性失真包括 失真和 失真。引起非线性失真的主要原因是 。（饱和，截止，静态工作点不合适，太高或太低，或输入信号幅度太大） 22. 引起电路静态工作点不稳定的主要因素是 。为了稳定静态工作点，通常在放大电路中引入 。（温度变化引起元器件参数变化，直流负反馈） 23. 某放大电路在负载开路时的输出电压为4v ，接入3k Ω的负载后输出电压降为3v ，则此电路的输出电阻为 。
输入失调电压(O f f se t V o l t a g e，V O S) 定义：在运放开环使用时，加载在两个输入端之间的直流电压使得放大器直流输出电压为0。 优劣范围：1μV 以下，属于极优秀的。100μV 以下的属于较好的。最大的有几十mV。 对策：1、选择V OS远小于被测直流量的放大器，2、过运放的调零措施消除这个影响3、如果你仅关心被测信号中的交变成分，你可以在输入端和输出端增加交流耦合电路，将其消除。 如果I B1=I B2，那么选择R1=R2//R F，可以使电流形成的失调电压会消失。但实际中I B1=I B2很难满足 ?失调电压漂移(O ff s e t V o l t a g e Dr if t) 定义：当温度变化(μV/°C)、时间持续(μV/M O)、供电电压(μV/V)等自变量变化时，输入失调电压会发生变化。 后果：很严重。因为它不能被调零端调零，即便调零完成，它还会带来新的失调。 对策：第一，就是选择高稳定性，也就是上述漂移系数较小的运放。第二，有些运放具有自归零技术，它能不断地测量失调并在处理信号过程中把当前失调电压减掉。 第一、偏置电流如何补偿 对于我们常用的反相运算放大器，其典型电路如下：
在这种情况下，R3为平衡电阻，这样，在可以很好的保证运放的电流补偿，使正负端偏置电流相等。若这些运算放大器知识你注意到了吗时，甚至取值更大时，会产生更大的噪声和飘逸。但是，应大于输入信号源的内阻。 善于思考的工程师都会想到，当为同相放大器的时候，其原理又是什么呢?现在我们先回顾下同相运放的设计电路： 当计算出的Rp为负值时，需要将该电阻移动到正相端，与R1串联在输入端。这里额外多插入一句，同相比例运放具有高输入阻抗，低输出阻抗的特性，广泛应用在前置运放电路中。 ?输入偏置电流(I np u t b i a s c u r r en t，I B) 定义：当输出维持在规定的电平时，两个输入端流进电流的平均值。Ib=(Ib1+Ib2)/2优劣范围：60f A~100μA。 后果：第一，当用放大器接成跨阻放大测量外部微小电流时，过 大的输入偏置电流会分掉被测电流，使测量失准。第二，当放大器输 入端通过一个电阻接地时，这个电流将在电阻上产生不期望的输入电压。 对策：为避免输入偏置电流对放大电路的影响，最主要的措施是 选择 I B较小的放大器。 第二、调零电路种种 今天运放已经发展的很迅速，附注功能各式各样，例如有些运放已经具有 了调零的外接端口，此时依据数据手册进合适的电阻选择就可以完成运放调零。例如LF356运放，其典型电路如下：
返回＞＞ 第三章放大电路的频率特性 通常，放大电路的输入信号不是单一频率的正弦信号，而是各种不同频率分量组成的复合信号。由于三极管本身具有电容效应，以及放大电路中存在电抗元件(如耦合电容和旁路电容)，因此，对于不同频率分量，电抗元件的电抗和相位移均不同，所以，放大电路的电压放大倍数A u和相角φ成为频率的函数。我们把这种函数关系称为放大电路的频率特性。 §1频率特性的一般概念 一、频率特性的概念 以共e极基本放大电路为例，定性地分析一下当输入信号频率 发生变化时，放大倍数将怎样变化。 在中频段，由于电容可以不考虑，中频A um电压放大倍数基本 上不随频率而变化。，即无附加相移。对共发射极放大电路 来说，输出电压和输入电压反相。 在低频段，由耦合电容的容抗变大，电压放大倍数A u变小，同 时也将在输出电压和输入电压间产生相移。我们定义：当放大倍数 下降到中频率放大倍数的0.707倍时，即时的频 率称为下限频率f l 对于高频段。由于三极管极间电容或分布电容的容抗 在低频时较大，当频率上升时，容抗减小，使加至放大电 路的输入信号减小，输入电压减小，从而使放大倍数下降。 同时也会在输出电压与输入电压间产生附加相移。同样我 们定义：当电压放大倍数下降到中频区放大倍数的0.707 倍时，即时的频率为上限频率f h。 共e极的电压放大倍数是一个复数， 其中，幅值A u和相角都是频率的函数，分别称为放 大电路的幅频特性和相频特性。
我们称上限频率与下限频率之差为通频带。 表征放大电路对不同频率的输入信号的响应能力，它是放大电路的重要技术指标之一。 二、线性失真 由于通频带不会无穷大，因此对于不同频率的信号，放大倍数的幅值不同，相位也不同。当输入信号包含有若干多次谐波成分时，经过放大电路后，其输出波形将产生频率失真。由于它是电抗元件产生的，而电抗元件又是线性元件，故这种失真称为线性失真。线性失真又分为相频失真和幅频失真。 1．相频失真 由于放大器对不同频率成分的相位移不同，而使放大后的输出波形产生了失真。 2．幅频失真 由于放大器对于不同频率成分的放大倍数不同，而使放大后的输出波形产生了失真。 线性失真和非线性失真本质上的区别：非线性失真产生新的频率成分，而线性失真不产生新的频率成分。
五类放大器的基本特性差异分享 放大器是当今RF/IF信号链中功能最多样的构建模块之一。设计中广泛使用放大器来解决无源器件或元件引起的信号损耗问题。整个收发器都需要RF放大器来提高信号强度。在接收器中，放大器放大微弱的输入信号；在发射器中，当信号接近最终功率放大器级时，放大器则用来提高信号强度。由于整个RF/IF信号链都会发生这种损耗，因此ADI公司针对各特定无线电部分的需要，开发了五个系列的放大器，分别是：LNA（低噪声放大器）、IFA（中频放大器）、驱动器放大器、增益模块和VGA（可变增益放大器）。虽然各放大器系列针对某些应用进行了优化，但所有放大器都有一些共同的特性需要在设计阶段予以考虑。每个放大器都会提供一定的增益，增益随频率的变化是一个重要考虑因素。在较高频率时，放大器的增益一般会降低，进而可能需要在信号链的其它地方予以补偿。数据手册中的丰富信息也有助于加快设计过程。借助特性随温度、电源电压和工作频率的变化等数据，设计人员可以减少验证所需时间，从而大大缩短项目的上市时间。另一个需要考虑的特性是放大器的ESD额定值。ESD额定值与器件能够承受而不会受到损坏的静电放电量有关。ADI公司的宽带匹配IFA和增益模块经过优化，增益随频率的滚降被降至最小，而且所有放大器都能在整个温度、电源电压和频率范围内提供额定性能，因此产品选型和设计导入过程得以简化。此外，ADI公司的放大器额定性能达到了最高ESD 标准，在大规模制造环境中稳定可靠。 当今无线电设计的一个普遍趋势是尺寸更小且功耗更低，所需的电路板空间和散热量因此也更少，有助于降低成本。ADI公司的放大器致力于提高效率，以业界最低的功耗提供业界领先的性能。这些放大器不仅提供标准SOT-89封装，而且提供更小、更紧凑的LFCSP 封装，以便节省电路板面积。ADI公司围绕增益模块放大器集成了其它功能：ADL5240 VGA中集成一个数字步进衰减器（DSA），ADL5243 VGA除了包含上述两个功能外，还集成一个1/4W驱动器放大器。整个IFA系列和增益模块均内部匹配50 Ω电阻，并且所有放大器均集成有源偏置电路，只需极少的外部器件，从而进一步节省电路板空间。 低噪声放大器
填空题 二极管： 1. 在半导体中．漂移电流是在 作用下形成的，扩散电流是在 作用下形成的。（电场，浓度差） 2. 二极管最主要的特点是 ；确保二极管安全工作的两个主要参数分别是 和 。（单向导电性， IF ，UR ） 3. 在室温(27度)时，锗二极管的死区电压约 V ，导通后在较大电流下的正向压降约 V ；硅二极管的 死区电压约 V ，导通后在较大电流下的正向压降约 V 。（0.1, 0.3, 0.5, 0.7） 4. 二极管的交流等效电阻rd 随静态工作点的增大而 。(减小) 5. 硅稳压管稳压电路正常工作时，稳压管工作在 状态。（反向击穿区） 晶体管及放大电路基础： 6. 晶体管从结构上可分成 和 两种类型：根据使用的半导体材料不同可分成 和 管。 它们工作时有 和 两种载流子参与导电，常称之为双极型晶体管。（NPN ，PNP ；硅，锗；电子，空穴） 7. NPN 型和PNP 型晶体管的区别是 （P 区和N 区的位置不同） 8. 晶体管的穿透电流ICEO 是集—基反向饱和电流ICBO 的 倍。—般希望尽量选用ICEO 的管子（1+β， 小） 9. 晶体管的电流放大作用是指基极或发射极电流对 电流的控制作用。（集电极） 10. 已知晶体管β=99，IE=1mA ，ICBO=0，则IB= ，IC= 。（0.01mA ，99mA ） 11. 晶体管在放大电路中三种接法分别是 、 和 。（共射，共集，共基） 12. 当温度上升时．晶体管的管压降UBE 、电流放大系数β及反向饱和电流ICBO 分别将 、 和 。 （降低，增大，增大） 13. 从晶体管的输入特性可知，晶体管存在死区电压。硅管的死区电压约为 ，锗管约为 ；晶体管在 导通之后，管压降UBE 变化不大，硅管的UBE 约为 ．锗管的UBE 约为 。（0.5 0.1 0.7 0.2） 14. 从晶体管的输出特性可知，当基极电流增大，集电极和发射极之间的击穿电压会随着基极电流的增大而 。 （减小） 15. 温度升高时，晶体管的共射极输入特性曲线将 ，输出特性曲线将 。而且输出特性曲线的间隔 将 。（左移，上移，增大） 16. 晶体管放大电路中，测得晶体管三个引脚对地的电位分别为UA=－5V 、U Ｂ=－８V 、U Ｃ=－５.2V ，则晶体管对 应的电极是：A 为 、Ｂ为 、Ｃ为 。该晶体管属于 型 晶体管。（发射极，集电集，基极，PNP ，锗） 17. 晶体管放大电路中，测得晶体管三个引脚对地的电位分别为A U =7V 、B U =2.3V 、C U =3V ，则晶体管对应的电极 是：A 为 、Ｂ为 、Ｃ为 。该晶体管属于 型 晶体管。（集电集，发射极，基极，NPN ，硅） 18. 在晶体管共射放大电路中，当CE BE U U 时，管子工作于 状态，此时集电极电流C I 的大小只与 有关， 而与 几乎无关。当B I 恒定， 具有恒流的特性。（线性放大，IB ，UCE ，IC ） 19. 某晶体管的最大允许耗散功率CM P 是受 限制的。（管子的结温允许值的大小） 20. 在晶体管放大电路中，集电极负载电阻C R 的主要作用是把电流的控制和放大作用转化为 放大作用。（电 压） 21. 放大电路的非线性失真包括 失真和 失真。引起非线性失真的主要原因是 。（饱和，截止， 静态工作点不合适，太高或太低，或输入信号幅度太大）
6.1 放大电路的基本概念及其性能指标 放大电路的基本概念 放大电路R L + + - - R s + -i U o U s U i I o I 信号源负载
放大电路的性能指标 1. 增益（放大倍数） 电压放大倍数i o u U U A =电流放大倍数i o i I I A =表征放大电路对微弱信号的放大能力，它是输出信号（U o 、I o 、P o ）比输入信号增大的倍数，又称增益。 放大电路R L ++--R s +-i U o U s U i I o I 电压增益=20lg |A u | dB （分贝）电流增益=20lg |A i | dB （分贝） 源电压放大倍数s o us U U A =
.i . i i I U r =r i 反映了放大电路对信号源的衰减程度。r i 越大，放大电路从信号源索取的电流越小，加到输入端的信号U i 越接近信号源电压U s 。 S i s i i U r R r U ?+=i U S U 与的关系可以写成：
o U 'o U 与的关系： o o o o L o o L (1)U U U r R U U R ''-==-当、R L 一定时，r o 越小， 越大且越稳定，放大电路带负载的能力越强，所以说，r o 是衡量放大电路带负载能力的指标。 o U o U 'L o o o L R U U r R '=+
S U U I 在信号源置0（=0，但保留R S ），负载开路（R L =∞）条件下，在放大电路的输出端加一交流电压，测其输出电流，则输出电阻： ∞ ===L S 0o R U I U r r o 的求法：
116 放大器的频率响应 单级放大器的分析中只考虑了低频特性，而忽略了器件的分布电容的影响，但在大多数模拟电路中工作速度与其它参量如增益、功耗、噪声等之间要进行折衷，因此对每一种电路的频率响应的理解是非常必要的。 在本章中，将研究在频域中单级与差分放大器的响应，通过对基本概念的了解，分析共源放大器、共栅放大器、CMOS 放大器以及源极跟随器的高频特性，然后研究级联与差分放大器，最后考虑差分对有源电流镜的频率响应。 6.1 频率特性的基本概念和分析方法 在设计模拟集成电路时，所要处理的信号是在某一段频率内的，即是所谓的带宽，但是对于放大电路而言，一般都存在电抗元件，由于它们在各种频率下的电抗值不同，因而使放大器对不同频率信号的放大效果不完全一致，信号在放大过程中会产生失真，所以要考虑放大器的频率特性。 频率特性是指放大器对不同频率的正弦信号的稳态响应特性。 6.1.1 基本概念 1、频率特性和通频带 放大器的频率特性定义为电路的电压增益与频率间的关系： )()(f f A A V V ?∠=? （6.1） 式中A V (f)反映的是电压增益的模与频率之间的关系，称之为幅频特性；而)(f ?则为放大器输出电压与输入电压间的相位差?与频率的关系，称为相频特性。所以放大器的频率特性由幅频特性与相频特性来表述。 低频区：即在第三章对放大器进行研究的频率区域，在这一频率范围内，MOS 管的电容可视为开路，此时放大器的电压增益为最大。当频率高于该频率时，放大器的电压增益将会下降。 上限频率：当频率增大使电压增益下降到低频区电压增益的1/2时的频率。 高频区：频率高于中频区的上限频率的区域。 2、幅度失真与相位失真 因为放大器的输入信号包含有丰富的频率成分，若放大器的频带不够宽，则不同的信号频率的增益不同，因而产生失真，称之为频率失真。频率失真反映在两个方面：幅度失真（信号的幅度产生的失真）与相位失真（不同频率产生了不同的相移，引起输出波形的失真）。由于线性电抗元件引起的频率失真又称为线性失真。注：由于非线性元件（三极管等）的特性曲线的非线性所引起，称为非线性失真。 3、用分贝表示放大倍数 增益一般以分贝表示时，可以有两种形式，即： 功率放大倍数： )(lg 10)(dB P P dB A i o P = (6.2)
宜兴技师学院 江苏城市职业学院宜兴办学点 江苏省宜兴中等专业学校 教 案 授课者：汤丽亚 授课学科：《电子线路》 授课课题：认识基本放大电路 授课课时间：2011月4月26日上午第4节课授课地点：电教楼304
【指导思想】 本教案内容选自中等职业学校国家规划教材《电子线路》第二版第三章单级低频小信号放大器§3.1-§3.4（P37-P50）。 单级低频小信号放大器是日常实用电路之一，它能够把微弱的电信号增强到所要求的值。常用于各种复杂电路的中间级起放大作用，在实际生活中广泛应用于扩音器、音响、助听器等音频放大设备中。本章主要的学习内容是基本放大电路的组成、静态分析和动态分析、非线性失真、稳定静态工作点原理，研究方法主要是图解法和估算法。本单元所介绍的知识是第四章多级放大器和负反馈放大器、第五章直接耦合放大器的基础，其估算法作为电路分析的重要手段，在今后电路的学习被普遍使用。 中职学生本身对于理论性较强的学科就缺乏兴趣，本书的设计比较注重理论知识的传授，从而影响学习效果；另外，中职学生知道自己的定位是工作，更加看重知识在今后工作中的实用性。 ⑴考虑到中职学生的学习特点和兴趣取向，选取和日常生活联系紧密的电子助听器电路作为项目背景将第三章的内容联系起来，形成一个有机的整体。既可以将零散的知识整合，又可以让学生看到实用性。 本单元的教学内容及课时安排如下： 任务一：认识基本放大电路1课时 任务二：静态工作点的测试和分析1课时 任务三：放大电路交流工作状态测试1课时 任务四：放大电路异常现象的测试1课时 任务五：Q点对输出波形影响的测试1课时 任务六：分析工作点稳定的放大电路1课时 任务七：组装电子助听器2课时 ⑵内容安排上从对三极管相关知识的复习，到放大器的定义、电路组成、放大倍数的测试计算和放大器作用的分析，层层递进，实现从理论到实践的飞跃。 ⑶教学手段上，增加幻灯片图片、FLASH动画、软件仿真等，来丰富课堂形式，调节气氛，提高课堂效率。 【教学目标】 1.能力目标：⑴能描述晶体管放大电路的结构
和电容、电阻、三极管相比，放大器和这些电子元器件有着本质的区别，因为电容、电阻、三极管这些都是独立的元器件，比如说电容本质上就是两块金属板，中间夹杂了一些绝缘物质，它的结构很简单；而放大器就不一样了，它是集成电路，也就是IC(integrated circuit-集成的电路)，说白了就是芯片，虽然放大器的内部结构简单，但它也是芯片，一般是由几个的电容、电阻、三极管组成的集合，只不过放大器的芯片特征不够明显，很多小伙伴错把放大器和电容、电阻、归到一类，希望大家不要混淆。下图为LM358放大器的内部缩略图。 如上图所示三角状的就是放大器的电路符号，有心的同学可能就要问了为什么有两个放大器呢？这是因为LM358P是双运放，也就是内部有两个放大器。每一个三角状的内部便是放大器的真正组成部分，如下图所示，也就是LM358P内部至少集成了双倍下图所示的电子器件。由原理图可以知道，放大器应用的是三极管的放大的特性，如果没有放大器，我们的电路板上将会多出几十甚至几百个元器件，那种景象真是不敢想象。 封装 所谓封装就是电子器件的外壳，下图为放大器常用的封装，有的小伙伴可能就要问了，放大器的空间如此狭小，体积比不过一个电解电容，他是如何把几十个电阻、电容等放到这个小壳子里面的？这就需要光刻机了，光刻机会把这些电阻通过光刻等一系列物理、化学变化把需要的器件刻在一个小小的硅片上，刻好之后，装上外壳（封装）就是我们现在所见到的放
大器的样子了。 引脚定义 放大器应该算是最简单的集成电路了，它的引脚一般也只有8个，还有就是芯片上有一个小椭圆的标志，这个标志是指出了1脚的位置，在小椭圆的左边是芯片的1脚，它的引脚顺序为逆时针递增。有必要说明一下，双运放共用电源，下表为各个引脚的定义： 1：放大器1输出端 2：放大器1反向输入端 3：放大器1同向输入端 4：电源负极 5：放大器2同向输入端 6：放大器2反向输入端 7：放大器2输出引脚