北京科技大学.模拟电子线路.中文课件.

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

《模拟电子线路》PPT课 件
在本课程中，我们将深入了解模拟电子线路的基本原理和应用。通过探究电 路元件、电路分析能力、摆线电路、振荡电路和功率放大电路等内容，我们 将获得扎实的电子知识。
课程概述
电子世界的奇妙之旅
在这个部分，我们将探索模拟电 子线路的基本原理，并了解电子 领域的重要性和应用。
电路元件介绍
了解单级功率放大器的基本原理和特性，并学习如何设计和优化单级功率放大电 路。
2
多级功率放大器
探索多级功率放大器的结构和工作原理，以及如何通过级联设计实现更高的功率 放大。
3
反馈电路的应用
学习使用反馈电路提高功率放大器的性能和稳定性，并降低失真和噪声。
振荡电路
1 振荡器的原理
了解振荡器的基本原理和 不同类型的振荡电路，如 LC振荡器、RC振荡器和 LCR振荡器。
2 稳态和非稳态振荡
探索振荡器的稳态和非稳 态工作原理，以及如何选 择合适的元件和参数。
3 频率和幅度调节
学习如何调节振荡器的频 率和幅度，以满足不同的 应用需求。
功率放大电路
1
单级功率放大器
深入了解电阻、电容和电感等基 本电路元件的功能和特点，为学 习电子线路奠定基础。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电路分析能力
学习使用电路分析工具，如示波 器，以便更好地理解和分析电子 线路的行为和性能。
课程目标
1 掌握电子线路设计的基本原则
了解电子线路设计的关键原则和方法，以便 能够设计和实现自己的电子项目。
2 加强电子元件选择和使用的能力
电容
电容可以存储电荷并释放能量， 是构建电子振荡器和滤波器等 电路的重要组成部分。
电感
电感能够存储磁场能量，并用 于构建滤波器和变压器等电子 线路。

本课程介绍处理低频模拟信号的放大 电路。
电子器件的发展史
第一代 ：真空电子管（美国科学家德· 福雷斯特
（Lee de Forest，1873～1961）
电子器件的发展史
第二代 ：半导体晶体管（美国科学家威廉· 肖克
利）
电子器件的发展史
第三、四代 ：小规模、中规模、大规模集 成电路、大功率半导体器件
模拟电子技术基础
学时：54 学时 学分：6分
主讲：信息基础科学系
史雪飞
作业要求
1. 双周周三交作业、讲评作业。
2. 希望大家用 稿纸做。 3. 用醒目的笔迹写出自己的疑问。
考核方法

期末考试：70% 平时成绩：30%

1、平时作业 2、上课出勤 3、课堂测验
对模拟电子课程的预见讨论



课程特点
1 “模”拟电子技术——“魔”，内容不好理解；
电路千变万化，不同于前面课程的思维方 式（线性与非线性）、入门难； 2 内容多，涉及面广，一颗枝繁叶茂的大树— —你要抓住树干；
3工程性和实践性强，有限的课程内容学习与广
博的电子技术应用之间的矛盾；
教学内容简介
第一章 常用半导体器件 第二章 基本放大电路
课程名称简介 电子器件的发展 课程特点 教学内容简介 学习方法 参考书
课程名称简介
信号按时间可分为连续时间信号（模拟 信号，如温度、速度）和离散时间信号 （数字信号）。 处理模拟信号的电路称为 处理数字信号的电路称为 模拟电路 数字电路
信号按工作频率可分为微波、高频、中频、 低频信号 处理微波频段信号的电路称为 微波电路 处理高频频段信号的电路称为 高频电路 处理低频频段的电路称为 低频电路

元件参数优化
元件参数优化
在模拟电子线路中，元件参数的选择对电路性能具有重要影响。通过优化元件参数，可以 提高电路性能、减小功耗和减小体积。
电阻优化
电阻是模拟电子线路中常用的元件，其阻值和功率等参数的选择对电路性能有直接影响。 优化电阻参数，如选用高精度、低温度系数的电阻，可以减小电路误差和提高稳定性。
电路板制作
将PCB板图交给工厂制作电路 板。
电路原理图设计
根据设计要求，使用电路设计 软件绘制电路原理图。
PCB板设计
使用PCB设计软件，将电路原 理图转换为PCB板图。
元件焊接与组装
将采购的元件焊接到电路板上 ，完成电路板的组装。
电路调试与测试
电源检查
检查电源是否正常，确保电源电压符 合要求。
02
电路性能改进
电源效率改进
在模拟电子线路中，电源效率是一个重要的性能指标。通 过改进电源效率，可以减小功耗和减小散热问题。
信号质量改进
信号质量是模拟电子线路中的关键性能指标之一。通过改 进信号质量，可以提高电路的信噪比和减小失真。
动态性能改进
动态性能是模拟电子线路中衡量电路快速响应能力的指标 。通过改进动态性能，可以提高电路的响应速度和减小超 调和振荡。
特点
模拟电路能够实现信号的放大、滤波 、转换等功能，具有高精度、低噪声 、稳定性好等优点，广泛应用于通信 、音频、图像处理等领域。
模拟电子线路的应用
01
02
03
通信系统
模拟电子线路在通信系统 中主要用于信号的发送、 接收和处理，如调制解调 器、滤波器等。
音频处理
模拟电子线路在音频处理 中主要用于信号的放大、 滤波和音效处理，如音频 功放、音响设备等。

料，设计出系统（电路）组成方案。要求明确各
模块作用、原理及各功能模块的联接。
2、电路原理设计
设计系统方案中各功能模块的原理电
路应满足 ①指标要求 ②器件、条件要求。
3、电路实物制作
利用面包板，连接导线，集成电路及
电子元、器件，将所设计的电路制作成实物。
4、电路指标调试
利用市电，稳压电源，信号源给所制
作的电路提供工作条件；利用示波器，毫伏表，
万用表对电路进行测试。
▪ 设计参考书：《电子线路设计·实验·测试》(第四版)
2020/12/10
罗杰 谢自美 主编
电子工业出版社 9
日期 星期
7. 15 一 7. 16 二 7. 17 三 7. 18 四 7.19 五
2020/12/10
上午 下午 上午 下午 上午 下午 上午 下午 上午 下午
6
设计任务
▪ 规定题目2 测量放大器
设计指标
⑴差模增益AVD=100～ 1000；可调。 ⑵通频带：fL≤30Hz,fH ≥3kHz ⑶最大输出电压：±10V ⑷增益的非线性误差≤5% ⑸差模输入电阻≥2MΩ(由电路设计保证)
条件：利用通用运放芯片 μA741、μA747、LM324
进行电路设计，采用双入单出的线路。
2、地点：实验楼③ 电信工1班413室 电信工2班413室 电信科1班307室 电信科2班307室
时间：上午 8:10～12:00，下午 2:00 ～5:50。
3、请遵守实验室规章制度，保持实验场地清洁。
4、课程设计结束后由各班班长组织还工具、器件； 打扫卫生及收齐课程设计报告交实验室。
2020/12/10
时间安排
内容
布置题目；分组领器件；搜集资料。

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透彻掌握器 件特性
1
重视对电路 构成原理的
学习
2
理论与实践 的关系
3
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目前国内使用较多的电路设计仿真软件有PSPICE、Proteus和Multisim 等。就模拟电路仿真来说,Multisim 以其界面友好、功能强大、易于学习 的优点而受到高校电类专业师生和工程技术人员的青睐。Multisim13.0版 本已上市,但目前使用比较稳定、用户数较多的还是10.0版本。对于使用 者来说,只要有一台计算机和Multisim 软件,就相当于拥有了一间设备齐全 的电路实验室,可以调用元器件,搭建电路,利用虚拟仪器进行测量,对电路 进行仿真测试,可以实时修改各类电路参数,实时仿真,从而帮助使用者了解 各种电路变化对电路性能的影响,对电路的测量直观、智能,是进行电路分 析和设计的有效辅助工具。使用者在学习和解题的过程中,可以通过 Multisim 对电路中某个节点的电压波形、某条支路的电流波形、电路结构 变化产生的影响等方方面面问题快速仿真而得到答案。
模拟电路基础教程PPT课件
1.1.4 一般电子系统的构成 1.电子系统的分类
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模拟电子 系统
数字电子 系统
模拟电路基础教程PPT课件
2.电子系统的构成
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模拟电路基础教程PPT课件
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1.1.5 模拟电子技术的发展
在式(1-1-1)中,K 为常数,使u(t)和T(t)之间形成如图1-1-1所示的相 似形关系。如果K 不能保持为常数,则称模拟信号发生了失真。失真问 题是模拟电路中始终需要引起注意和克服的重要问题。

第十一章 模拟集成电路设计新技术
11.1 模拟集成电路设计——电流模法
11.1.1 电流模法的特点及原理
电流模电路优点：工作速度很高，电源电压很低，
具有动态范围宽、非线性失真小、温度稳定性好、
抗1干、扰跨和导噪线声性能原力理强等。
uBE
双极型晶体管的电流iC IS e UT
发射结电压
晶体管跨导
晶体管跨g导m
第十一章 模拟集成电路设计新技术
11.2.2 电流模运放的典型电 路
V1 V4组成了跨导线性环， V5和V6组成输出缓冲级， V7和V8组成互补跟随输出级。
第十一章 模拟集成电路设计新技术
11.2.3 电流模运放的闭环特 性
电流模运放的闭环低频增益同电压模运放
当（Auf 0 Ri )
Rf 时，
Auf
11.1.2 跨导线性环——电流模电路举例 1、互补跟随输出级
设各管发射区面积相等，有
I B2 ic1 ic2
若负载电流i 0 L
ic1 ic2 I B
若负载电流i 0 L
ic2 ic1 iL
1
导出：
ic 2
1 2
iL
IB
(
2IB
)2
2 1
1
ic1
1 2
iL
IB
(
iL 2IB
(s)
1
Auf 0 sRf CT
第十一章 模拟集成电路设计新技术
AD811电流模运放典型接法与闭环频率响应
第十一章 模拟集成电路设计新技术
11.3 开关电容网络 开关电容网络：基于电容器电荷存储和转移原理，由受 时钟控制的MOS开关、MOS电容和MOS运放组成的网络。
11.3.1 开关电容模拟电阻

RL R8 RL
(VCC
UCES )
式中，UCES为V4管的饱和压降。最大输出功率为
2
Pom


U
o
max
2
RL


U2 o max
2RL
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10.2 读图举例
在忽略静态损耗的情况下，效率为 π Uoma x
4 VCC
可见电流取样电阻使得负载上的最大不失真电压减小，从而使
最大输出功率减小，效率降低。设功放管饱和压降为0.3V，负载为
10Ω ，则最大不失真输出电压幅值为
U omax

RL R8 RL
(VCC
UCES
)

10 10 0.5
(15 3)
11.43(V)
最大输出功率为
2
U 2 Pom
o max RL

输入电压ui经电容C1，电阻R1耦合送到运放A的反相输入端，经
运放A放大后输出至V3和V5管的基极，因此，集成运放A构成前置放
大电路。
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10.2 读图举例
从图10-1中可以看出V3和V4，V5和V6分别组成复合管，前者等 效为NPN型管，后者等效为PNP型管，故V3、V4、V5、V6和电阻R5、R6、 R7、R8构成了互补功率放大电路，而且两个复合管的发射极作为输 出端，故第二级为功率放大电路；因此可以判断出电路是两级放大 电路，先进行电压放大，然后进行功率放大。因为信号不可能作用 于V1、V2的基极和发射极，因而它们不是放大管，由于它们的基极 和发射极分别接R8和R7的两端，而R8和R7上的电流等于输出电流IO； 故可推测，当IO增大到一定数值时，V1、V2才导通，可以为功放管 分流，所以V1、V2、R7和R8构成过流保护电路。R2将电路的输出端 与A的反相输入端连接起来，因而电路引入了反馈。

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

C1 Rs + us
+
iB
+ C2 uCE RL
+
uO
ui
-

-
-
-
-
-
-
图3.3 共射基本放大电路
[实验2-2-1] 放大电路静态工作点的测量
（1）不接ui ，接入VCC = +20V，用万用表测量三极管的静态工作点； （2）测量UBE ，并记录： UBE = V；
+ V CC
Rb +
+ uO + VCC
（4）调节Rb（RW），使UCE=10V；
Rc C1
+ +
（有/无）明显
+ V CC
Rb +
+ uO + VCC
Rc iC + T uBE
+
C2 Rb IB T
C1 Rs + us
+
iB
+ C2 uCE RL
+
uO
ui
-
-
-
-
-
-
-
[实验2-2-1] 放大电路静态工作点的测量
（5）调节Rb（RW），观察UCE有无明显变化，并记录： UCE （有/无）明显变化。
为逻辑关系。
2、三极管—放大状态，输出信号必须忠实 输入信号，对器件电源等有较高要求。 数字电路中三极管工作在截止和饱和状态。
3、分析方法
模拟：图解法，微变等效电路法。 数字：逻辑代数、真值表、卡诺图、
状态转换图等。
2 共射基本放大电路
（basic common emitter amplifier） 由单个三极管构成的放大电路称为基本放大电路。 i 1 共射基本放大电路的原理电路 1．原理电路 +

+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
图1.1.1 硅或锗的 简化原子结构模型
+4
Байду номын сангаас
+4
+4
图1.1.2 硅或锗晶体的共价健 结构示意图
第2页/共55页
1.1.1 本征半导体
●本征半导体
通常把非常纯净的、几乎不含杂质的且结 构完整的半导体晶体称为本征半导体。
在T=0K（相当于—273oC）时半导体不 导电，如同绝缘体一样。
（1.2.1）
Isat--反向饱和电流
UT =kT/q-温度电压当量，其中k为玻耳兹曼常数， T为绝对温度，q为电子电量。在室温（27℃或300K）
时U ≈26mV。
第16页/共55页
三、二极管的主要参数
1、最大整流电流IF：指二极管长期工作时，允许通 过管子的最大正向平均电流。
2、最高反向工作电压UR： 3、 反向电流IR：指在室温下，在二极管两端加上 规定的反向电压时，流过管子的反向电流。 IR愈小单向导电性愈好。IR与温度有关（少子运动） 4、 最高工作频率：fM值主要决定于PN结结电容的 大小。结电容愈大，则fM愈低。
第27页/共55页
半导 体 三 极管 又称 为 双 极型 三极 管（ Bipo lar Ju nc tio n Trans istor ， BJT）、晶体三极管，简称三极管，是最为常用的一种半导体器件。它是通过 一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件。由于PN结之间的相互影响，使 三极管表现出不同于二极管单个PN结的特性而具有电流放大作用，从而使PN 结的应用发生了质的飞跃。本节将围绕三极管为什么具有电流放大作用这个核 心问题，讨论三极管的结构、内部载流子的运动过程以及它的各极电流分配关 系。

uo

Auo ui
RL Ro RL
返回
2． 电流放大器
电流放大器的输入信号是电流，输出信号也是电流，是一
种电流控制电流源。
输出电流及电流增益表达式
ii
io
分别为
io

Aio ii
Ro Ro RL
Ai

io ii

Aio
Ro Ro RL
+
is
Rs
ui -
Ri
Ro Aio ii
显然，当RL =0时，Ai =Aio 。 其中Aio称作短路电流增益
动态分析：特性曲线 交流负载线：输入回路交流负载线 ―输入信号和输出信号的关系 输出回路交流负载线
返回 休息1 休息2
1 作直流负载线――图解Q点
（1） 输入回路直流负载线
iB
UBB uBE IB1 Re Rb B
IB
可得回路直流负载线：
IB

U BB uBE
Rb 1 Re
ube=uBE - UBE 代入上式
IB
所以 交流负载线：
iB

IB

1 Rb
us
uBE
U BE

+
ube -
·Q
•
UBE H 返回
休息1 休息2
A
uBE
(2) 输出回路的动态方程与交流负载线
① b：利输用出 截距回式路：动态方程： ib
令 iCi=c=0 -u得ce：/RuLC’E=UCE+ICRL’
a：交流负载线一定过静态工作点：
即当，uCE=UCE iC=IC 得 Q
·Q