《模拟电子技术》备课笔记(图文并茂非常实用)共20页文档
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模拟电子技术重点笔记在大学的学习生涯中,模拟电子技术这门课可真是让我又爱又恨。
它就像一个神秘的魔法世界,充满了各种奇妙的电路和元件,等待着我去探索和征服。
记得刚开始接触这门课的时候,看着那一本厚厚的教材,我心里直犯嘀咕:“这都是啥呀?怎么这么复杂!”但是,随着课程的推进,我逐渐被它的魅力所吸引。
先来说说二极管吧。
这小家伙看起来简单,可实际应用中却有不少讲究。
在一个实验课上,我们要搭建一个简单的整流电路,用到了二极管。
我小心翼翼地把二极管插在电路板上,心里默默祈祷:“可千万别出错啊!”结果,通电之后,啥反应都没有。
我当时就懵了,这是咋回事呢?经过一番仔细检查,才发现原来是我把二极管的极性接反了。
哎呀,真是个低级错误!不过通过这次,我可是把二极管的极性记得牢牢的,再也不会出错啦。
三极管也是个让人头疼的主儿。
它的工作原理那叫一个复杂,什么共射、共集、共基放大电路,听得我晕头转向。
为了搞清楚这些,我可是花了不少功夫。
有一次,我为了研究一个三极管放大电路的参数,在实验室里泡了整整一个下午。
我拿着万用表,不停地测量各个节点的电压和电流,一边记录数据,一边计算。
那认真劲儿,就像是在破解一个重大的科学谜题。
最后,当我算出的结果和理论值相差无几的时候,心里那个美呀,别提多有成就感了!说到集成运算放大器,这可是模拟电子技术中的大明星。
在做一个加法器实验的时候,我按照电路图连接好了所有的元件,满心期待着能得到正确的结果。
可是,现实却给了我一个大大的“惊喜”,输出的电压完全不对!我开始逐一检查线路,每一根导线、每一个焊点都不放过。
最后发现,原来是有一个电阻的阻值选错了。
换了正确的电阻之后,加法器终于正常工作了。
那一刻,我真的体会到了“细节决定成败”这句话的真谛。
还有反馈电路,这也是个难点。
为了搞清楚正反馈和负反馈的区别,我反复看书、做习题,还找老师和同学讨论。
有一次,我和几个同学为了一道关于反馈电路的题目争论得面红耳赤,谁也说服不了谁。
模拟电子技术基础(基础部分)第一部分1.1 模拟信号与模拟电路1.2 模拟电子技术基础课程特点及如何学习该课程2.1 本征半导体导体一般低价绝缘体高价束缚电子半导体四价元素硅si 锗ge本征半导体纯净的晶体结构的半导体要使材料导电性能可控2.2 杂质半导体为了使得导电性能可控,我们就要在本征半导体里边掺入一定的杂质,称为杂质半导体杂质半导体有两种,一种叫N形半导体,一种叫P形半导体。
在N形半导体里边,我们掺入5价元素,经常掺入的是磷元素。
这时候大家就可以看到,说在形成共价键之后,它多出一个电子(对应一个+5的正离子)。
这个电子是一个自由的电子,所以在这个5价元素周围,已经形成共价键。
所多出来的这个电子,这样就使得自由电子和空穴的浓度不一样。
也就是说自由电子变成了多数的载流子,而空穴变成了少数载流子再看一种叫做P形半导体P形半导体里边是掺入了3价元素一般是掺入硼这时候我们就可以看到这个你看我把硼元素这儿空出的这个地方叫做空位而不叫它空穴因为它不带电。
因为硼元素就是3价的而只有在什么时候才产生的空穴呢。
就是4价元素外部的电子价电子补充了这个空位之后这时候产生的才是空穴。
所以我们说空穴是带电的空穴在这个时候是多数载流子。
P形半导体主要靠空穴导电仍然是掺入的杂质越多空穴浓度越高导电性能就越强。
2.3 pn结的形成及其单向导电性2.4 pn 结的电容效应下面我们介绍一下PN 结的电容效应。
PN 结的电容效应。
有一种效应把它等效为叫势垒电容。
就是PN 结在加反向电压的时候,注意是N 这边加的是正,P 这边加的是负。
这时候随着电压数值的变化,我们看到了一条曲线。
就是注意啊。
这里面这个u正的时候,实际上是加反向电压。
随着这个电压的变化,它的等效的一个电容变化很大。
而且到反向电压大到一定程度,随着电压的增大,电容量的增大很大。
那PN结的结电容就是势垒电容和扩散电容之和由于有了这样一个的电容效应这个二极管它不具有了理想的单向导电性这样一个特性了因为这个二极管除了单向导电我们发现它有电容效应就相当于在二极管上并了一个电容当我的信号频率大到一定程度的时候这个电容的容抗小到一定程度的时候我们说一个极端的情况频率很高很高电容的容量就会趋于零那这时候这个动态信号它的作用就会全部加到R上而在二极管上没有压降也就是说这时候电容已经不体现出来它的单向导电性了它相当于把电容给短路掉这里我们要特别注意的就是结电容它和一般我们拿来的一个元件电容是不一样的这个电容呢它本身和外部的参数有关和它自己内部的结构有关比如说它的这个PN结的结面积到底有多大比如说外部加的电压有多大电流有多大所以它不是一个常量。
自强不息知行合一模拟电子技术笔记Part 1 绪论&常用半导体器件1. 绪论:讲解了主要介绍的内容。
1.1 电子元器件(包括二极管,三极管,集成电路)1.2 电子电路及其应用(放大,滤波,电源)1.3 参考书:《模拟电子技术》刘润华主编2. 常用半导体器件2.1 基本概念半导体的导电特性介于导体和绝缘体之间,如锗,硅,砷化镓等;完全纯净,结构完整的半导体晶体成为本征半导体,常温下其自由电子(即载流子,包括自由电子和空穴)很少,因此导电能力很弱;空穴的迁移是依靠吸引临近的电子来填补,从而实现空穴的移动的目的。
温度越高其载流子浓度越高,导电能力也就越强。
半导体材料的外部特性:受到外界的热和光作用时,导电能力有明显变化;在半导体中掺入某些杂质则会改变其导电能力(载流子浓度增加)。
当掺入的杂质使自由电子浓度大大增加的半导体称为N(negative)型半导体(掺入五价的磷);自由电子(多子)的浓度远远大于空穴(少子)的浓度。
使空穴浓度增加的半导体成为P(positive)型半导体(掺入三价的硼);空穴(多子)的浓度远远大于自由电子(少子)的浓度。
Part 22.2 PN结及其导电性P型半导体和N型半导体的交界面处由于空穴和电子的扩散运动会形成内电场(方向由N到P,会抑制扩散运动,加强漂移运动),该区域为空间电荷区。
单向导电性:PN结加上正向电压(正向偏置),P区加正电压,N区加负电压,会有正向电流流过;反向偏置正好相反,没有电流在PN结流过。
PN结的伏安特性:当PN结加正向电压时,有电流流过,PN结两端有电压,此时电压与电流的关系为指数关系;当PN结接反向电压时,当方向电压小于U BR(方向击穿电压)时反向电流很小,但是当大于U BR时,会出现击穿电流。
下图为PN结的伏安特性曲线图。
其电压与电流的关系满足下式:I=Is(e u/U T-1)=Is(e qu/kT-1)势垒电容C T是在PN结反向偏置时起作用;扩散电容C D则是在PN结正向偏置是起作用。
模拟电子技术备课笔记作为模拟电子技术教学的备课笔记,它是一个充分展示该学科知识体系和关键技能的文献。
备课笔记是一种很有用的教学资源,它包含了本课程重要的理论知识、实验操作步骤、案例分析和答案解析等内容,更重要的是,它为同学提供了一个系统的、有序的学习框架,让他们能够更好地掌握模拟电子技术原理,提高应用水平。
一、模拟电子技术的基础知识模拟电子技术是一门涉及分析、设计和制造各种模拟电路的学科,它的应用领域在实际工程中极其广泛,例如电子测量、自动控制、通信系统、计算机、医疗器械等等。
这里将模拟电子技术的基础知识进行了简要概述:1.什么是模拟电子技术?模拟电子技术是从电气工程领域中产生出来的一个学科,它主要涉及模拟信号的处理和控制。
模拟电路是由一些基本元器件实现的,这些元器件包括电感、电阻器、电容器、二极管、三极管、场效应管等。
2.模拟信号和数字信号在模拟电子技术中,信号可以分为模拟信号和数字信号两种。
模拟信号是连续变化的信号,其波形在一段时间内一直变化,而数字信号则是按一定速率采样的离散信号。
3.模拟电路的分类模拟电路无需数字信号处理的,主要分为线性电路和非线性电路。
其中,线性电路指电子元件的特性保持不变的电路,而非线性电路则指电子元件的特性随信号而改变的电路。
4.集成电路集成电路是现代电子技术的重要发明之一,它把数百个元件集成到一个芯片上,成为整体。
集成电路主要由半导体材料制成,诸如晶体管、二极管等。
VLSI(超大规模集成电路)进一步推动了电子技术的发展。
5.发射极跟基极的区别放大器有三部分:输入、输出和放大器。
其中输入和输出接收或送出信号,而放大器则通过使收到的信号变形来放大这些信号。
放大器的基本元件是晶体管,它有三个区域:发射区、基区和集电区。
二、模拟电子技术的实验操作除了基础知识,实验操作是教授模拟电子技术的重要内容。
学生要通过实验测量、设计模拟电路的原理、学习如何使用仪器设备,以获得真正的实战经验。
模拟电子技术重点笔记说到模拟电子技术,那可真是让我又爱又恨啊!回想起当初学习这门课的时候,真的是有一箩筐的事儿能跟大家唠唠。
记得刚开始接触模拟电子技术这门课,看着那一本本厚厚的教材,我心里直发怵。
特别是那些密密麻麻的电路图,各种晶体管、放大器、反馈电路啥的,简直就像一团乱麻,让我摸不着头脑。
但没办法,硬着头皮也得上啊!我清楚地记得有一次上课,老师在黑板上画了一个复杂的共射极放大电路。
那线条纵横交错,元件一个挨着一个,我眼睛都快看花了。
老师在讲台上讲得口沫横飞,我在下面听得云里雾里。
好不容易熬到下课,我赶紧抱着书去找老师请教。
老师倒是很耐心,拿着笔在我的书上又画又写,给我一点点解释。
可我当时那个脑子啊,就像被糨糊给糊住了,怎么都转不过弯来。
回到宿舍,我不甘心就这样被这个电路给打败,于是决定自己好好钻研一番。
我把台灯开到最亮,摊开书本,拿出纸笔,准备大干一场。
我先从最基本的元件开始,一点点分析它们的作用。
三极管,这个小小的东西,居然能有那么大的能耐,控制电流的放大和缩小,真是神奇。
我对照着书上的原理图,自己在纸上反复画了好几遍,试图理解每一个节点的电流和电压变化。
然后是偏置电路,为了让三极管能正常工作,这偏置电路可太重要了。
我一会儿算算电阻的值,一会儿又想想电容的作用,脑袋里就像有一群小蜜蜂在嗡嗡乱飞。
不知不觉,几个小时过去了,我面前的草稿纸已经堆了厚厚一沓,可我还是感觉没有完全搞明白。
这时候,宿舍的哥们儿回来了,看到我一脸苦大仇深的样子,就凑过来问我咋回事。
我把书往他面前一推,说:“这破电路,我弄了半天也没整明白。
”他看了看,笑着说:“别急别急,咱们一起研究研究。
”于是,我俩就开始了一场“电路攻坚战”。
我们从三极管的特性开始,一点点梳理,互相交流自己的理解。
有时候我觉得他说得不对,就争得面红耳赤;有时候他又被我的想法给逗乐了,说我钻了牛角尖。
就这样,在我俩的“争吵”和“合作”中,这个电路渐渐变得清晰起来。
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。
6. 杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通,反向截止。
*二极管伏安特性----同PN结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若V阳>V阴( 正偏),二极管导通(短路);若V阳<V阴( 反偏),二极管截止(开路)。
1)图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法➢直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若V阳>V阴( 正偏),二极管导通(短路);若V阳<V阴( 反偏),二极管截止(开路)。
*三种模型➢微变等效电路法三.稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。
6. 杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通,反向截止。
*二极管伏安特性----同PN结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路);若 V阳 <V阴( 反偏 ),二极管截止(开路)。
1)图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法➢直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路);若 V阳 <V阴( 反偏 ),二极管截止(开路)。
*三种模型➢微变等效电路法三. 稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。
第二章 放大电路基础第一节 放大电路基本概念和主要性能指标和共射极放大电路组成及工作原理【教学目的】了解放大电路、放大电路模型、熟悉放大电路的主要性能指标,掌握共射极放大电路组成及工作原理、放大电路的分析方法【教学重点】共射极放大电路组成及工作原理、放大电路的分析方法 【教学难点】共射极放大电路组成及工作原理、放大电路的分析方法 【教学方法及手段】【课外作业】多媒体辅助教学 【学时分配】2学时 【自学内容】 【教学内容】 1.放大的基本概念2.放大电路、放大电路模型、放大电路的主要性能指标 3电路组成 4工作原理5放大电路的分析方法1.1、电路放大的概念放大的本质是能量的控制和转换 1.2、放大电路的主要性能指标 放大器可视为一个双端口网络, 1. 电路增益。
XiXo1)电压增益:。
ViVo (无量纲)2)电流增益:。
iI Io (无量纲)3)互阻增益 。
iI Vo =Ar (Ω) 4)互导增益 ViIo Ag 。
=(S )2. 输入电阻从放大电路输入端看进去的等效电阻为:。
iI Vi =Ri3. 输出电阻:从放大电路输出端逆向看进去的电阻值为:。
oI Vo Ro (Ω)在信号源短路(。
Vs =0,但保留Rs )和负载开路(RL=∞)的条件下,在放大电路的输出端加一测试电压。
T V ,相应的产生一测试电流。
T I ,于是可得输出电阻为:为减少信号的衰减,输入电压信号时要求其输入电阻Ri 越大越好,输入电流信号时要求其输入电阻Ri 越小越好;输出电压信号时要求其输出电阻Ro 越小越好,输出电流信号时要求其输出电阻Ro 越大越好。
4. 通频带宽BW5. 非线性失真系数6. 最大不失真输出电压。
Vom7. 最大输出功率Pom 与效率η η=Pom/Pv1.3共射极放大电路组成● 电路组成放大电路组成原则: ◆ 提供直流电源,为电路提供能源。
◆ 电源的极性和大小应保证BJT 基极与发射极之间处于正向偏置;而集电极与基极之间处于反向偏置,从而使BJT 工作在放大区。
模拟电子技术重点笔记一、半导体基础知识半导体是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
常见的半导体材料有硅(Si)和锗(Ge)。
半导体中有两种载流子:自由电子和空穴。
在纯净的半导体中,自由电子和空穴的数量相等。
本征半导体是指完全纯净、结构完整的半导体。
在一定温度下,本征半导体中的载流子会产生,这是由于热激发的作用。
杂质半导体分为 N 型半导体和 P 型半导体。
N 型半导体中,多数载流子是自由电子,少数载流子是空穴;P 型半导体则相反,多数载流子是空穴,少数载流子是自由电子。
二、PN 结PN 结是采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将 P 型半导体与 N 型半导体制作在同一块半导体基片上,在它们的交界面就形成的空间电荷区。
PN 结具有单向导电性,即正向偏置时导通,反向偏置时截止。
正向偏置时,电流较大;反向偏置时,电流很小,通常可以忽略不计。
PN 结的电容效应包括势垒电容和扩散电容。
势垒电容是由空间电荷区的变化引起的;扩散电容则是由多数载流子在扩散过程中的积累和释放引起的。
三、二极管二极管是由一个 PN 结加上相应的电极引线和管壳封装而成。
二极管的伏安特性曲线是非线性的。
当正向电压超过死区电压后,电流迅速增长;反向电压超过反向击穿电压时,二极管会被击穿。
二极管的主要参数包括最大整流电流、最高反向工作电压、反向电流等。
二极管在电路中有多种应用,如整流、限幅、钳位等。
四、三极管三极管是一种具有三个电极的半导体器件,分为NPN 型和PNP 型。
三极管具有电流放大作用,其放大原理是通过基极电流对集电极电流的控制来实现的。
三极管的输入特性曲线和输出特性曲线是分析其工作状态的重要依据。
输出特性曲线分为三个区域:截止区、放大区和饱和区。
三极管的主要参数包括电流放大系数、极间反向电流、极限参数等。
五、基本放大电路基本放大电路的主要作用是将微弱的电信号放大到所需的幅度。
共发射极放大电路是最常见的一种放大电路,具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数,但输入电阻较小,输出电阻较大。
第二章 放大电路基础第一节 放大电路基本概念和主要性能指标和共射极放大电路组成及工作原理【教学目的】了解放大电路、放大电路模型、熟悉放大电路的主要性能指标,掌握共射极放大电路组成及工作原理、放大电路的分析方法【教学重点】共射极放大电路组成及工作原理、放大电路的分析方法 【教学难点】共射极放大电路组成及工作原理、放大电路的分析方法 【教学方法及手段】【课外作业】多媒体辅助教学 【学时分配】2学时 【自学内容】 【教学内容】 1.放大的基本概念2.放大电路、放大电路模型、放大电路的主要性能指标 3电路组成 4工作原理5放大电路的分析方法 1.1、电路放大的概念放大的本质是能量的控制和转换 1.2、放大电路的主要性能指标 放大器可视为一个双端口网络, 1. 电路增益。
XiXo1)电压增益:。
ViVo (无量纲)2)电流增益:。
iI Io (无量纲)3)互阻增益 。
iI Vo =Ar (Ω) 4)互导增益 ViIo Ag 。
=(S )2. 输入电阻从放大电路输入端看进去的等效电阻为:3. 输出电阻:从放大电路输出端逆向看进去的电阻值为:。
oI Vo =Ro (Ω) 在信号源短路(。
Vs =0,但保留Rs )和负载开路(RL=∞)的条件下,在放大电路的输出端加一测试电压。
T V ,相应的产生一测试电流。
T I ,于是可得输出电阻为:为减少信号的衰减,输入电压信号时要求其输入电阻Ri 越大越好,输入电流信号时要求其输入电阻Ri 越小越好;输出电压信号时要求其输出电阻Ro 越小越好,输出电流信号时要求其输出电阻Ro 越大越好。
4. 通频带宽BW5. 非线性失真系数6. 最大不失真输出电压。
Vom7. 最大输出功率Pom 与效率ηη=Pom/Pv1.3共射极放大电路组成● 电路组成放大电路组成原则: ◆ 提供直流电源,为电路提供能源。
◆电源的极性和大小应保证BJT 基极与 发射极之间处于正向偏置;而集电极与基极之间处于反向偏置,从而使BJT 工作在放大区。
◆电阻取值与电源配合,使放大管有合适的静态点。
◆输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。
◆当负载接入时,必须保证放大管输出回路的动态电流能够作用于负载,从而使负载获得比输入信号大得多的信号电流或信号电压。
●简化电路及习惯画法●简单工作原理共射极基本放大电路的电压放大作用是利用了BJT的电流控制作用,并依靠Rc 将放大后的电流的变化转为电压变化来实现的。
●放大电路的分析方法共射极放大电静态:输入信号为零时,电路的工作状态,也称直流工作状态。
动态:输入信号不为零时,电路的工作状态,也称交流工作状态。
电路处于静态时,三极管个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点,称为静态工作点,常称为Q点。
一般用I B、I C、和V CE(或I BQ、I CQ、和V CEQ)表示。
●直流通路和交流通路根据叠加原理可将电路中的信号分解为:直流信号和交流信号。
直流信号通过直流通路求解,交流信号通过交流通路求解。
直流通路:当没加输入信号时,电路在直流电源作用下,直流电流流经的通路。
直流通路用于确定静态工作点。
直流通路画法:①电容视为开路;②电感线圈视为短路;③信号源视为短路,但保留其内阻。
交流通路:在输入信号作用下交流信号流经的通路。
交流通路用于计算电路的动态性能指标。
交流通路画法:①容量大的电容视为短路;②直流电源视为短路。
对于放大电路来说其最基本要求,一是不失真,二是能够放大。
只有在信号的整个周期内BJT 始终工作在放大状态,输出信号才不会产生失真。
静态工作点设置合适能实现线性放大;静态工作点设置偏高会产生饱和失真;静态工作点设置偏低会产生截止失真。
Q 点不仅影响电路是否会产生失真,而且影响着放大电路几乎所有的动态系数。
直流分析, 又称为静态分析, 求电路的直流工作状态, 即基极直流电流I B ; 集电极直流电流I C ; 集电极与发射极间直流电压U CE 。
交流分析, 又称动态分析, 求电压放大倍数、 输入电阻和输出电阻三项性能指标。
1.4 放大电路的直流工作状态解析法确定静态工作点(两个回路方程) 输入回路方程——基极电流I BQ : 输出回路方程——集电极电流I CQ :【例】 估算图放大电路的静态工作点。
设U CC =12 V, R c =3k Ω, R b =280k Ω, β=50。
解cC CC CEQ BQ CQ R I U U I I -==βbBECCBQ R U U I -=VV U BE 7.0,8.06.0取-=VU mA I A mA I CEQ CQ BQ 63212204.05040040.02807.012=⨯-==⨯==≈-=μ第二节图解分析法【教学目的】掌握图解分析法的原理和主要应用方法【教学重点】图解分析法的主要应用方法【教学难点】放大电路中利用图解法进行静、动态分析【教学方法及手段】多媒体辅助教学【课外作业】 2.4【学时分配】 2学时【自学内容】【教学内容】1.图解法确定静态工作点;2.图解法分析动态特性。
2.1 图解法确定静态工作点将图改画成直流通路。
由两端向左看, 其i C~u CE关系由三极管的输出特性曲线确定,u CE=U CC-i C R cu CE与i C是线性关系, 只需确定两点即可:图解法求Q点的步骤:(1) 在输出特性曲线所在坐标中, 按直流负载线方程u CE=U CC-i C R c, 作出直流负载线。
(2) 由基极回路求出I BQ。
(3) 找出i B =I BQ 这一条输出特性曲线, 与直流负载线的交点即为Q 点。
读出Q点坐标的电流、电压值即为所求。
【例】如图所示电路, 已知R b =280k Ω, R c =3k Ω, U CC =12V, 三极管的输出特性曲线如图所示, 试用图解法确定静态工作点。
解 首先写出直流负载方程, 并作出直流负载线:然后, 由基极输入回路, 计算I BQ直流负载线与i B =I BQ =40μA 这一条特性曲线的交点, 即为Q 点, 从图上查出I BQ =40 μA, I CQ =2mA, U CEQ =6V,结果一致。
电路参数对静态工作点的影响(a )(b )CCCC CE(c )(d )CCCE QCC CC CE R i U u -=.,,,4312,0;,12,0即得直流负载线连接这两点点得点得N mA R U i u M V U u i c CC C CE CC CE C =======A mA R U U I b BE CC BQ μ4004.0102807.0123=≈⨯-=-='/L R I U =∆∆R c 对Q 点的影响R c 的变化, 仅改变直流负载线的N 点, 即仅改变直流负载线的斜率。
R c 减小, N 点上升, 直流负载线变陡, 工作点沿i B =I BQ 这一条特性曲线右移。
R c 增大, N 点下降, 直流负载线变平坦, 工作点沿i B =I BQ 这一条特性曲线向左移。
如图所示。
U CC 对Q 点的影响U CC 的变化不仅影响I BQ , 还影响直流负载线, 因此, U CC 对Q 点的影响较复杂。
U CC 上升, I BQ 增大, 同时直流负载线M 点和N 点同时增大, 故直流负载线平行上移, 所以工作点向右上方移动。
U CC 下降, I BQ 下降, 同时直流负载线平行下移。
所以工作点向左下方移动。
如图所示。
实际调试中, 主要通过改变电阻R b 来改变静态工作点, 而很少通过改变U CC 来改变工作点。
2.2 放大电路的动态分析●图解法分析动态特性◆ 交流负载线的作法 ◆ 交流负载线两个特点:(1) 交流负载线必通过静态工作点,(2) 另一特点是交流负载线的斜率由i C NOR b <R bQ 2Q Q 1R b >R bI B Q2I B Q I B Q1Mu i C Q 1QQ 2R c >R cM u C ER c < R c (b ) R c 变化对Q 点的影响(a ) R b 变化对Q 点的影响i C NQ 2Q 1Mu C EQU C C >U C CU C C < U C C(c ) U C C 变化对Q 点的影响212I B Q121i C / mANO Q交流负载线Mu / V∆U U CEQU U ∆I直流负载线′表示。
过Q 点, 作一条 斜率 '/LR I U =∆∆的直线, 就是交流负载线。
【例】作图的交流负载线。
已知特性曲线如图所示, U CC =12V, R c =3k Ω,R L =3k Ω,R b =280k Ω。
解: 首先作出直流负载线, 求出Q 点,。
显然作一条辅助线, 使其取ΔU =6 V 、ΔI =4mA, 连接该两点即为交流负载线的辅助线, 过Q 点作辅助线的平行线, 即为交流负载线。
可以看出 。
与按 相一致。
放大电路的非线性失真由三极管特性曲线非线性引起的失真工作点不合适引起的失真。
放大电路存在最大不失真输出电压幅值U max 或峰-峰值U p - p 。
最大不失真输出电压是指: 当工作状态已定的前提下, 逐渐增大输入信号, 三极管尚未进入截止或饱和时, 输出所能获得的最大不失真输出电压。
如u i 增大首先进入饱和区, 则最大不失真输出电压受饱和区限制, U cem =U CEQ -U ces ; 如首先进入截止区, 则最大不失真输出电压受截止区限制, U cem =I CQ ·R , 最大不失真输出电压值, 选取其中小的一个。
Ω==k R R R L c L 5.1//'VU CC 9'=VR I U U L C CEQ CC 95.126''=⨯+=+=第三节微变等效电路法【教学目的】掌握用微变等效电路法分析放大电路的动态工作情况【教学重点】微变等效电路法的应用【教学难点】微变等效电路分析法【教学方法及手段】多媒体辅助教学【课外作业】 2.10、2.13【学时分配】 2学时【自学内容】【教学内容】1.低频H参数电路模型2.微变等效电路法的应用3.放大电路的工作点稳定问题3.1 低频H参数电路模型意义:由于三极管是非线性器件,这样就使得放大电路的分析非常困难。
建立小信号模型,就是将非线性器件做线性化处理,从而简化放大电路的分析和设计。
思路:当放大电路的输入信号电压很小时,就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替,从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。
H参数都是小信号参数,即微变参数或交流参数。
H参数与工作点有关,在放大区基本不变。
H参数都是微变参数,所以只适合对交流信号的分析。
对于共发射极晶体管放大电路,在低频工作条件下,当把它看成一个双端口网络时,若取i B和u CE为自变量,则有在工作点处,对式)取全微分,得当输入为正弦量并用有效值表示时,以上两式可写为分别定义为晶体管输出交流短路时的输入电阻、输入交流开路时的反向电压传输系数、输出交流短路时的电流放大系数和输入交流开路时的输出电导。