模拟电子电路基础7.2

模拟电子技术根底主编：黄瑞祥副主编：周选昌、查丽斌、郑利君杨慧梅、肖铎、赵胜颖目录绪论第1章集成运算放大器1.1 抱负运算放大器的功能与特性抱负运算放大器的电路符号与端口抱负运算放大器的功能与特性1.2 运算放大器的反相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响加权加法器运算放大器的同相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响电压跟随器1.4 运算放大器的差分输入阐发1.5 仪表放大器1.6 积分器与微分器1.6.1 具有通用阻抗的反相输入方式1.6.2 反相积分器1.6.3 反相微分器1.7 运算放大器的电源供电1.7.1 运算放大器的双电源供电1.7.2 运算放大器的单电源供电本章小结习题第2章半导体二极管及其底子电路2.1 半导体根底常识2 本征半导体2 杂质半导体2 两种导电机理——扩散和漂移2.2 PN结的形成和特性2.2.1 PN结的形成2.2.2 PN结的单向导电性2.2.3 PN结的反向击穿2.2.4 PN结的电容特性2.3 半导体二极管的布局及指标参数2 半导体二极管的布局2 二极管的主要参数2 半导体器件型号定名方法2.4 二极管电路的阐发方法与应用2.4.1 二极管电路模型2.4.2 二极管电路的阐发方法2 二极管应用电路2.5 特殊二极管2.5.1 肖特基二极管2.5.2 光电子器件本章小结习题第3章三极管放大电路根底3.1 三极管的物理布局与工作模式3 物理布局与电路符号3 三极管的工作模式3.2 三极管放大模式的工作道理3.2.1 三极管内部载流子的传递3.2.2 三极管的各极电流3.3 三极管的实际布局与等效电路模型3.3.1 三极管的实际布局3.3.2 三极管的等效电路模型3.4 三极管的饱和与截止模式3.4.1 三极管的饱和模式3.4.2 三极管的截止模式3.5 三极管特性的图形暗示3.5.1 输入特性曲线3.5.2 输出特性曲线3.5.3 转移特性曲线3.6 三极管电路的直流阐发3.6.1 三极管直流电路的阐发方法3.6.2 三极管直流电路阐发实例3.7 三极管放大器的主要参数3.7.1 三极管放大器电路3.7.2 集电极电流与跨导3.7.3 基极电流与基极的输入电阻发射极电流与发射极的输入电阻电压放大倍数3.8 三极管的交流小信号等效模型3.8.1 混合∏型模型3.8.2 T型模型3.8.3 交流小信号等效模型应用3.9 放大器电路的图解阐发3.10 三极管放大器的直流偏置3.10.1 单电源供电的直流偏置3.10.2 双电源供电的偏置电路集电极与基极接电阻的偏置电路恒流源偏置电路3.11 三极管放大器电路3.11.1 放大器的性能指标3.11.2 三极管放大器的底子组态共发射极放大器发射极接有电阻的共发射极放大器共基极放大器共集电极放大器本章小结习题第4章场效应管及其放大电路4.1 MOS场效应管及其特性4 增强型MOSFET〔EMOSFET〕4 耗尽型MOSFET〔DMOSFET〕4 四种MOSFET的比较4 小信号等效电路模型4.2 结型场效应管及其特性4 工作道理4 伏安特性4 JFET的小信号模型4.3 场效应管放大电路中的偏置4 直流状态下的场效应管电路4 分立元件场效应管放大器的偏置4 集成电路中场效应管放大器的偏置4.4 场效应管放大电路阐发4 FET放大电路的三种底子组态4 共源放大电路4 共栅放大电路4 共漏放大电路4 有源电阻本章小结习题第5章差分放大器与多级放大器5.1 电流源5 镜像电流源5 微电流源比例电流源5.2 差分放大器差分放大器模型差分放大器电路差分放大器的主要指标差分放大器的传输特性5.2.5 FET差分放大器5.2.6 差分放大器的零点漂移5.3 多级放大器5 多级放大器的一般布局5 多级放大器级间耦合方式5 多级放大器的阐发计算5.4 模拟集成电路读图操练5.4.1 模拟集成电路内部布局框图5.4.2 简单集成运放电路道理通用型模拟集成电路读图操练集成运算放大器的主要技术指标集成运算放大器的分类正确选择集成运算放大器集成运算放大器的使用要点本章小结习题第6章滤波电路及放大电路的频率响应6.1 有源滤波电路6 滤波电路的底子概念与分类6 低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器6.2 放大电路的频率响应6 三极管的高频等效模型6 单管共射极放大电路的频率特性阐发多级放大电路的频率特性本章小结习题第7章反响放大电路7.1 反响的底子概念与判断方法7 反响的底子概念7 负反响放大电路的四种底子组态反响的判断方法7.2 负反响放大电路的方框图及一般表达式7.2.1 负反响放大电路的方框图7.2.2 负反响放大电路的一般表达式7.3 负反响对放大电路性能的影响7.3.1 提高增益的不变性7.3.2 改变输入电阻和输出电阻7.3.3 减小非线性掉真和扩展频带7.4 深度负反响放大电路的阐发深度负反响条件下增益的近似计算虚短路和虚断路7.5 负反响放大电路的不变性问题负反响放大电路自激振荡及不变工作的条件负反响放大电路不变性的阐发负反响放大电路自激振荡的消除方法本章小结习题第8章功率放大电路8.1 概述8 功率放大电路的主要特点8 功率放大电路的工作状态与效率的关系8.2 互补对称功率放大电路8.2.1 双电源互补对称电路〔OCL电路〕8.2.2 单电源互补对称功率放大器〔OTL〕8.2.3 甲乙类互补对称功率放大器8.2.4 复合管互补对称功率放大器8.2.5 实际功率放大电路举例8.3 集成功率放大器8.3.1 集成功率放大器概述8.3.2 集成功放应用简介8.4 功率放大器实际应用电路OCL功率放大器实际应用电路OTL功率放大器实际应用电路集成功率放大器实际应用电路功率放大器应用中的几个问题本章小结习题第9章信号发生电路9.1 正弦波发生电路9.1.1 正弦波发生电路的工作道理和条件9.1.2 RC正弦波振荡电路9.1.3 LC正弦波振荡电路9.1.4 石英晶体正弦波振荡电路9.2 电压比较器单门限电压比较器迟滞比较器窗口比较器集成电压比较器9.3 非正弦波发生电路9.3.1 方波发生电路9.3.2 三角波发生电路9.3.3 锯齿波发生电路集成函数发生器简介本章小结习题第10章直流稳压电源10.1 引言10.2 整流电路10.2.1 单相半波整流电路单相全波整流电路10.2.3 单相桥式整流电路10.3 滤波电路10.3.1 电容滤波电路10.3.2 电感滤波电路10.3.3 LC滤波电路Π型滤波电路10.4 线性稳压电路10.4.1 直流稳压电源的主要性能指标10.4.2 串联型三极管稳压电路10.4.3 提高稳压性能的办法和庇护电路10.4.4 三端集成稳压器10.5 开关式稳压电路10.5.1 开关电源的控制方式10.5.2 开关式稳压电路的工作道理及应用电路10.5.3 脉宽调制式开关电源的应用电路本章小结习题。

《模拟电子技术基础》教学教案第一章：绪论1.1 教学目标了解模拟电子技术的基本概念和应用领域。

掌握模拟电子技术的基本原理和电路组成。

理解模拟电子技术的发展历程和趋势。

1.2 教学内容模拟电子技术的定义和特点。

模拟电子技术的应用领域。

模拟电子技术的基本原理。

模拟电子电路的组成。

模拟电子技术的发展历程和趋势。

1.3 教学方法采用讲授法，讲解模拟电子技术的基本概念和原理。

利用示例电路图，展示模拟电子电路的组成和功能。

引导学生进行思考和讨论，理解模拟电子技术的发展趋势。

1.4 教学资源教材：《模拟电子技术基础》课件：模拟电子技术的基本概念和原理。

示例电路图：展示模拟电子电路的组成和功能。

1.5 教学评估课堂提问：了解学生对模拟电子技术的基本概念和原理的理解程度。

作业布置：让学生绘制和分析示例电路图，巩固对模拟电子电路组成和功能的理解。

第二章：放大电路2.1 教学目标掌握放大电路的基本原理和分类。

理解放大电路的性能指标和参数。

学会分析放大电路的工作状态和特点。

2.2 教学内容放大电路的定义和作用。

放大电路的分类和基本原理。

放大电路的性能指标和参数。

放大电路的工作状态和特点。

2.3 教学方法采用讲授法，讲解放大电路的基本原理和分类。

通过示例电路图，展示放大电路的性能指标和参数。

引导学生进行实验观察和数据分析，理解放大电路的工作状态和特点。

2.4 教学资源教材：《模拟电子技术基础》课件：放大电路的基本原理和分类。

示例电路图：展示放大电路的性能指标和参数。

实验设备：进行放大电路的实验观察和数据分析。

2.5 教学评估实验报告：评估学生对放大电路性能指标和参数的理解和应用能力。

第三章：滤波电路3.1 教学目标掌握滤波电路的基本原理和分类。

理解滤波电路的功能和应用。

学会分析滤波电路的特性和解算。

3.2 教学内容滤波电路的定义和作用。

滤波电路的分类和基本原理。

滤波电路的功能和应用。

滤波电路的特性和解算。

3.3 教学方法采用讲授法，讲解滤波电路的基本原理和分类。

7.2电路如图所示，集成运放输出电压的最大幅值为±14V ，填表。

解：当集成运放工作在线性区时，f O 1I I10R u u u R=-=-，f O 2I I(1)11R u u u R=+=7．4电路如图所示，试求其输入电阻和比例系数。

解：由图可知R i =50k Ω。

因为u M =-2u I ，243R R R i i i =+，即M OM M 243u u u u R R R --=+代入数据，得输出电压O M I 52104u u u ==7.5电路如图所示，集成运放输出电压最大幅值为±14V ，u I 为2V 的电压信号。

分别求出下列各种情况下的输出电压。

（1）R 2短路；（2）R 3短路；（3）R 4短路；（4）R 4断路。

解：（1）R 2短路时3O I I 124VR u u u R =-=-=-（2）R 3短路时2O I I 124VR u u u R =-=-=-（3）R 4短路时，电路无反馈，u O =-14V 。

（4）R 4断路时23O I I 148VR R u u u R +=-=-=-7.6试求下图电路输出电压与输入电压的运算关系。

解：（c ）f P I2N1fR u u u R R =-=+I1NN O1fu u u u R R --=联立求得：f O I1I2I1I21()8()R u u u u u R =-=-7.7如图所示电路中，集成运放的共模信号分别为多少？要求写出表达式。

解： 因为集成运放同相输入端和反相输入端之间净输入电压为零，所以它们的电位就是集成运放的共模输入电压。

（c ）图f IC I2I21f89R u u u R R ==+7.8如图所示为恒流源电路，已知稳压管工作在稳定状态，试求负载电阻中的电流。

解：N Z L 220.6m Au U I R R ===7.10求解下图电路的运算关系。

解：图（b ）所示的A 1组成同相比例运算电路，A 2组成加减运算电路。

学习单元七功率放大电路7.1概述功率放大电路特点（1）输出功率要足够大。

晶体选择时必须考虑器件的各极限参数，以保证功率放大电路在功率管的安全区域内运行。

（2）效率要尽可能高。

功率管损耗，希望越小越好。

（3）非线性失真要小。

如测量电声系统，对非线性失真有严格的要求，而在工业控制系统中，对输出功率的要求较高，非线性失真要求相对较低。

（4）晶体管要采取散热、保护等措施，以提高晶体管所能承受的管耗。

由于一部分功率消耗在晶体管的集电结上，使三极管的结温和管壳温度升高。

晶体管的静态工作点的不同，功率放大电路分为甲类、乙类和甲乙类。

7.2.1乙类双电源互补推挽功率放大电路1.原理在正弦信号u i的正半周，VT1导通，VT2截止，VT1和R L工作在射极输出状态，u o为正弦电压u i的正半波。

在正弦信号u i的负半周，VT2导通，VT1截止，VT2和R L工作在射极输出状态。

u o为正弦信号u i的负半波。

2.参数计算（1）输出功率P o2.参数计算（5）功率管的参数选择选择功率放大电路中的三极管时，应从三极管的安全工作区参考三方。

面考虑面考虑。

例7.2.2甲乙类互补推挽功率放大电路1．双电源供电（1）交越失真（2）如何消除交越失真（3）具体电路分析最大输出功率时的效率负载电流有效值负载上电压幅值电源供给的功率最大不失真输出功率2．单电源供电输出端负载支路中串接了一个大容量电容COCL电路计算公式中的参数V CC全部改为V CC/2即可3．自举电路泄放电阻R 4、R 5用于减小复合管穿透电流。

R 7、R 8为负反馈电阻，用于稳定工作点和减小失真。

C 为输出耦合电容，充当另一组电源。

7.3集成功率放大器集成功率放大器具有输出功率大、外围连接元件少、使用方便等优点，特别是音频领域应用十分广泛。

7.3.1集成功放LM386内部电路引脚图典型应用电阻R、C构成负反馈，通过调节R的大小来调节电压放大倍数。

R=1.2k ，C=10 F，则电压放大倍数为50。

模拟电子技术基础中的常用公式模拟电子技术基础中的常用公式7.1 半导体器件基础GS0101iD=IR(sat)(euDVT-1)式中，iD为流过二极管的电流，uD。

为加在二极管两端的电压，VT称为温度的电压当量，与热力学温度成正比，表示为VT = kT/q其中T为热力学温度，单位是K；q是电子的电荷量，q=1.602×10-19C；k为玻耳兹曼常数，k = 1.381×10-23 J／K。

室温下，可求得VT = 26mV。

IR(sat)是二极管的反向饱和电流。

GS0102 直流等效电阻RD直流电阻定义为加在二极管两端的直流电压UD与流过二极管的直流电流ID之比，即 RD=UD IDRD的大小与二极管的工作点有关。

通常用万用表测出来的二极管电阻即直流电阻。

不过应注意的是，使用不同的欧姆档测出来的直流等效电阻不同。

其原因是二极管工作点的位置不同。

一般二极管的正向直流电阻在几十欧姆到几千欧姆之间，反向直流电阻在几十千欧姆到几百千欧姆之间。

正反向直流电阻差距越大，二极管的单向导电性能越好。

GS0103 交流等效电阻rdrd=(duD)Q diDrd亦随工作点而变化，是非线性电阻。

通常，二极管的交流正向电阻在几～几十欧姆之间。

需要指出的是，由于制造工艺的限制，即使是同类型号的二极管，其参数的分散性很大。

通常半导体手册上给出的参数都是在一定测试条件下测出的，使用时应注意条件。

GS0104 IZmin＜Iz＜IZmax其中稳定电流IZ是指稳压管正常工作时的参考电流。

IZ 通常在最小稳定电流IZmin与最大稳定电流IZmax之间。

其中IZmin 是指稳压管开始起稳压作用时的最小电流，电流低于此值时，稳压效果差；IZmax是指稳压管稳定工作时的最大允许电流，超过此电流时，只要超过额定功耗，稳压管将发生永久性击穿。

故一般要求IZmin＜Iz＜IZmax 。

- 70 -电子技术基础知识点GS0105 IC = INC + ICBO ≈ INC GS0106 IB = IPB + IPE - ICBO ≈IPB - ICBOGS0107 IE＝INE＋IPE ≈INE GS0108 INE ＝ INC ＋IPB GS0109GS0110GS0111GS0112GS0113GS0114GS0115GS0116GS017GS0118GS0119GS0120GS0121GS0122GS0123GS0124GS0125GS0126GS0127 IE ＝IC ＋ IB =INCIC-ICBOI=I PBB+ICBO≈ICI BIC=B+(1+)ICBOIC=B+ICEO IE=(1+)IB+ICEO =INCI E=IC-IEIC=E+ICBO IB=(1-)IE-ICBO =INCINCINCINCI=1+)I+I≈≈=E(BCEO(1+)IB(1+)IPB1+ IB=f(UBE)|UCE=C (C表示常数) IC=f(UCE)|IB=C (C表示常数) ≈ICI Bβ=∆IC∆I|UCE Bα=∆IC∆I|UCB EICEO=(1+)ICBO PCM ＝ICUCE ID=IDSS(1-UGSV)2，IDSS是UGS＝0时的漏极饱和电流，VP称为夹断电压。

第七章基本放大电路7.1 试判断题7.1图中各电路能不能放大交流信号，并说明原因。

解：a、b、c三个电路中晶体管发射结正偏，集电结反偏，故均正常工作，但b图中集电极交流接地，故无交流输出。

d图中晶体管集电结正偏，故晶体管不能正常工作，另外，交流输入信号交流接地。

因此a、c两电路能放大交流信号，b、d两电路不能放大交流信号。

7.2 单管共射放大电路如题7.2图所示，已知三极管的电流放大系数50=β。

（1）估算电路的静态工作点；（2）计算三极管的输入电阻ber；（3）画出微变等效电路，计算电压放大倍数；（4）计算电路的输入电阻和输出电阻；（5）如果输入信号由内阻为1kΩ的信号源提供，计算源电压放大倍数；CC+o-题7.2图C CC(a)题7.1图（6）去掉负载电阻，再计算电路的电压放大倍数、 输入电阻和输出电阻。

解：（1）A A R U U I B BE CC B μ40104103007.01253=⨯≈⨯-=-=- mA A I I B C 210210405036=⨯=⨯⨯==--βV I R U U C C CC CE 61021031233=⨯⨯⨯-=-=-（2）Ω=+=+=9502265030026300C be I r β（3）放大电路的微变等效电路如图所示 电压放大倍数7995.03||350||-=-=-=be L C u r R R A β（4）输入电阻：Ω≈⨯==950950||10300||3be B i r R r输出电阻 Ω==k R r C 30 （6）15895.0|350-=-=-=beC u r R A β输入电阻：Ω≈⨯==950950||10300||3be B i r R r输出电阻 Ω==k R r C 307.3 单管共射放大电路如题7.3图所示。

已知100=β （1）估算电路的静态工作点；（2）计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 （3）估算最大不失真输出电压的幅值；（4）当i u 足够大时，输出电压首先出现何种失真，如何调节R B 消除失真？解：电路的直流通路如图所示，CCBQ E BEQ BQ B U I R U I R =+++)1(β+u o -CC +u o -题7.3图A mA R R U U I EB BEQ CC BQ μβ435.010130015)1(=⨯+≈++-≈由此定出静态工作点Q 为mA I I BQ CQ 3.4==β，V R R I U U E C C CC CEQ 3.4)5.02(3.415)(≈+⨯-=+-=（2）Ω=⨯+=9053.426100300be r 由于R E 被交流傍路，因此16690.05.1100||-=⨯-=-=be L C u r R R A βΩ≈==k r R r be B i 9.0905.0||300||Ω==k R R C O 2（3）由于U CEQ =4.3V ，故最大不饱和失真输出电压为 V U U CEQ 6.37.03.47.00=-=-=' 最大不截止失真输出电压近似为V R I U L CQ 4.65.13.40=⨯='⋅='' 因此，最大不失真输出电压的幅值为3.6V 。

第7章信号的运算和处理自测题一、现有电路：A.反相比例运算电路B.同相比例运算电路C.积分运算电路D.微分运算电路E.加法运算电路F.乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。

(1)欲将正弦波电压移相＋90o，应选用( C )。

(2)欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用( F )。

(3)欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用( E )。

(4)欲实现A u=−100 的放大电路，应选用( A )。

(5)欲将方波电压转换成三角波电压，应选用( C )。

(6)欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用( D )。

二、填空：(1)为了避免50H z电网电压的干扰进入放大器，应选用( 带阻)滤波电路。

(2)已知输入信号的频率为10kH z~12kH z，为了防止干扰信号的混入，应选用( 带通)滤波电路(3)为了获得输入电压中的低频信号，应选用( 低通)滤波电路。

(4)为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用( 有源)滤波电路。

三、已知图T7.3所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数k大于零。

试分别求解各电路的运算关系。

(a)(b)图T7.3解：图(a)所示电路为求和运算电路，图(b)所示电路为开方运算电路。

它们的运算表达式分别为：(a) 12413121234()(1)//f I I O f I R u u R u R u R R R R R R =-+++⋅⋅+ 11O O u u dt RC =-⎰(b) '23322144O I O O R R R u u u ku R R R =-⋅=-⋅=-⋅ 2413O I R R u u kR R =⋅习题本章习题中的集成运放均为理想运放。

7.1填空：(1) ( 同相比例 )运算电路可实现A u ＞1 的放大器。

(2) ( 反相比例 )运算电路可实现A u ＜0 的放大器。

(3) ( 微分 )运算电路可将三角波电压转换成方波电压。

6.21C sR(100.7 101430201 2.5 CC BEQ B b eV U I uA R R β--= ==+++⨯10026002700Tbe bb BU r r I '=+=+= (([](1111312//1Re 2 3.140.5430//2.7201 2.5114590.0456945.6915145910s b be LR R r C f C C C uF nF πβ=+++⎡⎤⎣⎦=⨯⨯++⨯=⇒===⨯⨯6.3中频放大倍数为40db ,即100倍,有三个频点,分别为1HZ ,10HZ ,25*105HZ 从图上看前两个为低频截止频率f L ,后一个为高频截止频率f H525100110(1(1(1j j j 2.51010 (1j (1j (1j 10 2.510u u A f f f fA f -=+++⨯+=+++⨯或6.6 510j (1j (1j1010u fA f f -=++(1 um A=-100 f L =10 f H =105 (26.7 已知两级共射放大电路的电压放大倍数45200j 1j 1j 1j 510 2.510u fA f f f ⋅=⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++ ⎪⎪⎪⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭(1 um A=1000 f L =5 f H =10000 (2画出波特图。

6.9 在图题6.8(a 所示电路中,若β =100,r b e =1k Ω,C 1=C 2=C e =100μF ,则下限频率f L ≈?解:求下限频率时,考虑每个电容的影响时,其它电容相当于短路,故有:((3411//100//1110100.2b be s R r R C τ-=+=+⨯⨯≈ ((34225510101c L R R C τ-=+=+⨯⨯= (s 3433e R //1//1001=//R//210102101101b be e R r C τβ--++⨯=⨯⨯≈⨯+ 12L f πτ=分加为 0.77,0.05,79.6取其中最大的为最低截止频率,故有79.6L f Hz =7.1 7.3 7.4 7.5 7.6 7.77.1电路如图题7.1所示,指出各电路中的反馈元件(或电路,并说明是本级反馈还是级间反馈,是正反馈还是负反馈,是直流反馈还是交流反馈。