模电第三章课件
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模电课件第三章(模拟电子技术基础第四版童诗白华成英)
Ri Ri1 R1 // R2 // rbe1 1.52k
直接耦合电路的特殊问题
R1 RC1 R2 T1 RC2
+UCC
T2
RE2
ui
uo
问题 1 :前后级Q点相互影响。
增加R2 、RE2 : 用于设置合适的Q点。
R1 RC1
RC2 T1 T2
+UCC
uo
R2
ui
有时会将 信号淹没
d
(2)共模( common mode) 输入
ui1 = ui2 = uC
U oc 共模电压 Ac 放大倍数: Uc
(一) 差模输入
RC RB T1 均压器 ui R
+UCC uo T2 RE
RC RB
R
–UEE
1 u i1 u i u d 2 1 u i 2 u i u d 2
T2
C11
C12
C22 uo
uo u i
CE
RE2
Ri
放大电路一
放大电路二
+VCC
R1 RC T1 ui R2 RE1 CE
+VCC RB C21 uo u i C22 T2 RE2 uo
C11
C12
Ri 1. 求直接采用放大电路一的放大倍数Au和Aus。
2. 若信号经放大电路一放大后，再经射极输出 器输出，求放大倍数Au、Ri和Ro 。
RB ib1
RC
RB rbe1
Ad1 Ad 2
B1 C1 rbe1 E
ui1
ib1
RC
uod1
差模电压放大倍数:
RC RB R ib1
uod Ad ui
模拟电子技术第3章 (2) 28页
场效应管及其应用
（4） 在使用场效应管时, 要注意漏源电压、 漏源 电流及耗散功率等, 不要超过规定的最大允许值。
场效应管及其应用
3.2 场效应管及其放大电路
与三极管一样, 根据输入、 输出回路公共端选 择不同, 将场效应管放大电路分成共源、 共漏和共 栅三种组态。 本节主要介绍常用的共源和共漏两种 放大电路。
2. 图3.8为N沟道耗尽型场效应管的结构图。 其结构与增 强型场效应管的结构相似, 不同的是这种管子在制造时, 就在二氧化硅绝缘层中掺入了大量的正离子。
场效应管及其应用
s
g
d
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
N＋
N＋
P型硅衬底
d
g s
d
g s
衬底引线
(a)
(b)
(c)
图3.8耗尽型MOS (a) N沟道结构图; （b） N沟道符号; （c） P沟道符号
g 栅极
场效应管及其应用
d 漏极 耗尽层
d
P
P
N
g
g
s
s 源极
(a)
(b)
图 3.1
(a) 结构; (b) N沟道结型场效应管符号; (b) (c) P沟道结型场效应
d s (c)
场效应管及其应用
2) 图3.2表示的是结型场效应管施加偏置电压后的接 线图。
2． 特性曲线 场效应管的特性曲线分为转移特性曲线和输出特 性曲线。
3
uDS =1 2 V 2
1 U GS(off)
－4 －3 －2 －1 0
uGS /V
图3.3 N沟道结型场效应管转移特性曲线
场效应管及其应用
在UGS(off)≤uGS≤0的范围内, 漏极电流iD与栅极电
模电课件第三章
VR IZ
VO
当VCC或RL变化时，能自动调整IZ的大小
使VR=IR· R改变，从而使VO基本不变。 例如: 当VCC变大，RL不变时的调节过程如下：
VCC VO IZ IR VR
VO ———————|
精品课件！
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3.5.2 变容二极管
（二极管的 PN结在外电场的作用下，电子/空穴扩散量的变化）。 用于超高频段某范围频率的电子调谐。 3.5.4 光电子器件
3.4
基本电路及其分析方法
二极管正向V-I特性的建模在电子电路中应用广泛。如在整流、 检波、开关控制、稳压、限幅、变容、发光指示等电路中的应用。
3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法
R VDD iD iD(mA)
二极管V—I 特性曲线
VDD/R
D ID Q
斜率为-1/R的负载线
由KVL得：
O
VD
1）P型半导体 掺入多出空穴元素的半导体；导电以空穴为主。 掺入少量3价元素——硼。 硼原子外层有3个电子，与硅组成 共价键后，因缺1个电子而形成空穴。
硼原子在硅晶体中能接受电子，称硼为“受主杂质”，或 P 型 杂质。除硼外，镓、铝、铅、铟外层也是3个电子。 在P型半导体中，多子——空穴；少子——自由电子。
3、 PN结的反向击穿 反向击穿有两种：电击穿和热击穿。 1）电击穿
当反向电压增加到一定程度时，可能产生电击穿。强电场→自
由电子、空穴数↑ →反向电流↑（陡增） 。有两种：
雪崩击穿：VF↑→内电场↑→自由电子、空穴获得的能量↑→ 碰撞电离→载流子的倍增效应→电流急剧放大 。
齐纳击穿： 强电场可直接破坏共价键结构，分离电子空穴对，形成较大的 反向电流，这是杂质浓度大的PN结而具有的特性。 利用这一特点，可制成 稳压二极管。 注：反向电流不超过一定值，不会使结温过高，电击穿是可逆的。
模电ppt第三章
温度升高后，本征半导体结构图【见教材P56图3.1.3】
+4
自由电子 +4
+4
+4 空穴
温度升高后，本征半导体结构图【见教材P56图3.1.3】 电 子 空 穴 对 的 过 +4 +4 。 程 产 生 电 +4 +4 子 共 价 键 被 — 使 致 动 发 而 振 激 破 热 征 打 机 本 随 谓 所
+4 受主原子 +3
+4
2. N型半导体 在硅（或锗）的晶体中掺入少量 价杂质元素 价杂质元素， 在硅（或锗）的晶体中掺入少量5价杂质元素， 如磷，砷等。 如磷，砷等。 N型半导体的结构图【见教材P59图3.1.6】 多数载流子（多 子）—自由电子； 自由电子的来源： 少数载流子（少 （1）本征激发产生 子）—空穴。 （少量的） （2）掺入杂质元素 后多余出来的（大量 的）
3.5 特殊二极管
返
回
3.1 半导体的基本知识
在自然界中，根据物质导电能力的差别， 在自然界中，根据物质导电能力的差别，可 导体、 将它们划分为导体 绝缘体和半导体。 将它们划分为导体、绝缘体和半导体。
如：橡胶、陶瓷、塑 橡胶、陶瓷、 料和石英等等
如：金属
返回
半导体： 半导体：
这种物质的导电特性处于导体和绝缘体之间 之间。 这种物质的导电特性处于导体和绝缘体之间。 导体 常见的半导体材料有： 常见的半导体材料有：锗、硅、砷化镓和一 些硫化物、氧化物等。 些硫化物、氧化物等。 其中最典型的半导体是硅 和 其中最典型的半导体是硅Si和锗Ge，它们都 典型的半导体是 ， 是4价元素。 价元素。
一. 半导体的共价键结构
半导体的导电性能是由其原子结构决定的。 半导体的导电性能是由其原子结构决定的。 硅原子和锗原子的结构
【2024版】模拟电子技术课件第三章
60A
此区域中 : 2
40A
IB=0 , IC=ICEO ,
1
20A
VBE<死区电
IB=0
压，称为截止 3 6 9 12 VCE(V)
区。
输出特性三个区域的特点: (1) 放大区： BE结正偏，BC结反偏， IC=IB , 且 IC = IB
(2) 饱和区： BE结正偏，BC结正偏 ， 即VCEVBE ， IB>IC，VCE0.3V
1、晶体管必须偏置在放大区。发射结正 偏，集电结反偏。
2、正确设置静态工作点，使整个波形处 于放大区。
3、输入回路将变化的电压转化成变化的 基极电流。
4、输出回路将变化的集电极电流转化成 变化的集电极电压，经电容滤波只输 出交流信号。
放大 电路 分析
放大电路的分析方法
静态分析
估算法 图解法
小信号模型分析法
vi=0时
入时
RL IE=IB+IC
基本放大电路的工作原理
静态工作点
RB
RC
C1
IB
(IB,VBE)
VBE
+VCC
IC C2
T VCERL
( IC,VCE )
(IB,VBE) 和( IC,VCE )分别对应于输入输 出特性曲线上的一个点称为静态工作点。
IB
IC
IB
Q
IC
VBE VBE
Q IB
VCE VCE
共射直流电流放大倍数：
___
IC
IB
工作于动态的三极管，真正的信号
是叠加在直流上的交流信号。基极
电流的变化量为IB，相应的集电 极电流变化为IC，则交流电流放 大倍数为：
模电课件：第三章三极管
动态：输入信号不为零时，放大电路的工作
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IB、 IC、和VCE （或IBQ、ICQ、 和VCEQ ）表示。
# 放大电路为什么要建立正确的静态？
3.2 共 射极放 大电路
5. 直流通路和交流通路 （思考题）
Rc CCbb22
TTT Cb2
VVCCCC
Rb
VBB
(d) ((bf))
3.3 图解分析法
3.3.1 静态工作情况分析
用近似估算法求静态工作点 用图解分析法确定静态工作点
3.3.2 动态工作情况分析
交流通路及交流负载线 输入交流信号时的图解分析 BJT的三个工作区 输出功率和功率三角形
BJT的三种组态
共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;
4. 共射放大
若 vI = 20mV 使 iB = 20 uA 设 = 0.98
则 iC iB
1 iB
1. 输入特性曲线
（以共射极放大电路为例）
iB=f(vBE) vCE=const
(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。 (2) 当vCE≥1V时， vCB= vCE - vBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收
集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。
vCE = 0V vCE 1V
得到
且
IE= (1+ ) IB
IC
IB
模拟电子技术 第3章ppt课件
空穴
+4
+4
自在电子
温度升 高
+4
+4
本征激发
束缚电子
由于温度上升，电子获得能量后，少数共价键中 的束缚电子挣脱束缚成为自在电子，留下空穴， 称为本征激发，又称为热激发。
半导体中的两种载流子：
共价键的 空位，称 为空穴
+4
+4
+4
+4
不受束缚的电 子，称为自在 电子
摆脱束缚
束缚电子
半导体中的两种载流子： 由于自在电子与空穴的有序挪动将产生电流，因此 称自在电子与空穴为半导体中的两种载流子；
结论
• 本征半导体外层电子构成稳定的共价键构 造，使原子规那么陈列，构成晶体。
• 在本征激发下，能产生少量的载流子，具 有微弱的导电作用。
• 其导电性能具有热敏性，温度越高，载流 子的浓度越高，导电才干越强。
二、杂质半导体 半导体具有掺杂性，假设在本征半导体中掺
入微量杂质，那么导电性能大为改观，掺入百万分 之一的杂质，载流子浓度添加1百万倍。
N型半导体可简化成
+
图2－3
2. P型半导体
构成
本征掺杂： 本征半导体 硼(3价)
得到大量空穴 〔无自在电子〕
本征激发：得到少量电子空穴对
特点
a. 空穴为多数载流子 〔多子〕 自在电子为少数载流子〔少子〕；
b. 硼原子被称为受主杂质，本身因 获得电子而成为负离子。
P型半导体可简化成 －
图2－5
结论
7.反相恢复时间 8.最高任务频率等
例、设整流电路的电路如下图，从表中选择适宜的二极 管，其中，
vi 4s0i nt)(V ()
精品课件-模拟电子技术及应用-第3章
U
在图3-2(b)中，
i
，U输i 入U电f ,压Ii 发 I生i ，了输变Ui入化电，Ui流故, I发为i 生串Ii了联 变反If 化馈，；
故为并联反馈。
7
图3-2
8
串联反馈与并联反馈的判别方法是：根据反馈网络与放
大电路的连接关系来判别。即除了公共接地端外，若反馈网
络的另一个端子与放大电路输入信号 则为并联反馈，否则，为串联反馈。
13
判别正反馈与负反馈的方法是瞬时极性法。其具体方法
是：先断开反馈网络与放大电路输入端的连接，然后设定输
入信号有一个正极性的变化(增大)，再根据放大电路和反馈
网络信号的传输路径，逐级推出反馈信号的极性(增大或减
小)，最后根据反馈信号与输入信号的极性，观察反馈信号与
输入信号叠加后使净输入信号增大了还是减小了，若净输入
称为“取样”；把原输入信号 与反馈信号 X i 的叠加过
程称X为f “比较”。
数，其这为里定无义反几馈个时新放的大参电数路：的放A大倍X数o /；X
i
称为开环放大倍 称为反馈
系数；
称为闭环放大倍数。
F Xf / Xo
Af X o / X i
3
图3-1
4
3.1.2 反馈的类型及判别 1.直流反馈与交流反馈 如果反馈量f中仅含有直流成分，则称为直流反馈。在图
的输U i入端子相连接，
9
3.电压反馈与电流反馈
电压反馈和电流反馈是按取样方式的不同来定义的，即
根据反馈信号 X与f 输出信号 X的o关系来确定。若反馈信
号 与X输f 出电压 成U比o 例，则为电压反馈；若反馈信号
与输出电X流f 成比例，I则o 为电流反馈。如图3-3(a)所示，
模拟电子第三章
带缓冲级的CMOS与非门
37
2.CMOS 或非门 (1)电路结构 两个反相器的负载管串联，驱动管并联。 (2)工作原理
带缓冲级的CMOS或非门
CMOS电路举例-4
38
3.CMOS双向传输门 (1)电路结构 NMOS、PMOS管并联互补。 (2)工作原理 CMOS电路举例-5
39
作业题 3.1 (a) 3.4 3.9 3.2 3.5 3.11 3.3 3.6 3.16
30
(4)OC门的应用 ①线与 ②用于接口电路，实现TTL ③作驱动器
CMOS 电平转换
31
4.三态输出TTL门（TS门） (1)三态输出与非门组成及工作原理 (2)典型用途 ①构成总线结构 ②双向数据传输 三态门应用举例-1 三态门应用举例-2
32
第四节 CMOS门电路
CMOS门电路的特点: ①制作工艺简单，集成度高； ②工作电源允许的变化范围大，功耗低； ③输入阻抗高，扇出系数大； ④抗干扰能力强。 CMOS反相器（串联互补）、CMOS传输门（并 联互补）是CMOS集成电路的基本组件。
(2)降低电阻的阻值 提高了三极管的开 关速度使tpd ↓。 tpd ≈6ns,但加大了 电路的静态功耗。
(1)输出级采用 达林顿结构三极管； 减小了门电路输出高电平时的输出电阻。 图3.2.13 54H/74H系列与非门（54H/74H00)的电路结构
22
2. 54S/74S系列
(2)引入有源泄放电路。
数据信号 I 控制信号 C
&
O
5
二、数字集成电路的分类
SSI
1.按集成度
MSI LVSLISI
6
54/74 54/74H
54/74S
37
2.CMOS 或非门 (1)电路结构 两个反相器的负载管串联，驱动管并联。 (2)工作原理
带缓冲级的CMOS或非门
CMOS电路举例-4
38
3.CMOS双向传输门 (1)电路结构 NMOS、PMOS管并联互补。 (2)工作原理 CMOS电路举例-5
39
作业题 3.1 (a) 3.4 3.9 3.2 3.5 3.11 3.3 3.6 3.16
30
(4)OC门的应用 ①线与 ②用于接口电路，实现TTL ③作驱动器
CMOS 电平转换
31
4.三态输出TTL门（TS门） (1)三态输出与非门组成及工作原理 (2)典型用途 ①构成总线结构 ②双向数据传输 三态门应用举例-1 三态门应用举例-2
32
第四节 CMOS门电路
CMOS门电路的特点: ①制作工艺简单，集成度高； ②工作电源允许的变化范围大，功耗低； ③输入阻抗高，扇出系数大； ④抗干扰能力强。 CMOS反相器（串联互补）、CMOS传输门（并 联互补）是CMOS集成电路的基本组件。
(2)降低电阻的阻值 提高了三极管的开 关速度使tpd ↓。 tpd ≈6ns,但加大了 电路的静态功耗。
(1)输出级采用 达林顿结构三极管； 减小了门电路输出高电平时的输出电阻。 图3.2.13 54H/74H系列与非门（54H/74H00)的电路结构
22
2. 54S/74S系列
(2)引入有源泄放电路。
数据信号 I 控制信号 C
&
O
5
二、数字集成电路的分类
SSI
1.按集成度
MSI LVSLISI
6
54/74 54/74H
54/74S
模电第三章
f 20dB/十倍频 f
3.高频电压放大倍数 A ush
U i
第3章 放大电路的频率响应
R U' s
b'
U be
rbe Ri U rbe U U i s s rbe rbe Rs Ri
. Au RL . Uo
+
1 U U U U rbe jC Ri o s b e o Aush ) ( g m RL U s U s U s U be Rs Ri rbe R 1 jC r R 1 b e i ) ( g m RL A ush Rs Ri rbe 1 jRC
令 fL
1 2RC
1 fL 1 f
A u
fL
A u
2
90 ac tan
f fL
2.低通电路:信号频率越低，输出电压越接近输入电压。
. I . Ui . Uo
1 U 1 Au o jC U 1 1 jRC i R jC
令
A usl
r Ri ) be ( g m RL Rs Ri rbe 1
1 fL 2 ( Rc RL )C
jf fL 1 Ausm Ausl Ausm jf f 1 1 L fL jf
第3章 放大电路的频率响应
A Ausl usm f 1 L jf
－20dB/十倍频
5.71
注意折线化曲线的误差
f 20 lg 20 lg 0 20 lg 1 f f arctan f ，单位 采用对数坐标系，横轴为lg f，可开阔视野；纵轴为 20 lg 为“分贝” （dB），将 “ 乘除 ” 运算转换成 “ 加减 ” 运算。
3.高频电压放大倍数 A ush
U i
第3章 放大电路的频率响应
R U' s
b'
U be
rbe Ri U rbe U U i s s rbe rbe Rs Ri
. Au RL . Uo
+
1 U U U U rbe jC Ri o s b e o Aush ) ( g m RL U s U s U s U be Rs Ri rbe R 1 jC r R 1 b e i ) ( g m RL A ush Rs Ri rbe 1 jRC
令 fL
1 2RC
1 fL 1 f
A u
fL
A u
2
90 ac tan
f fL
2.低通电路:信号频率越低，输出电压越接近输入电压。
. I . Ui . Uo
1 U 1 Au o jC U 1 1 jRC i R jC
令
A usl
r Ri ) be ( g m RL Rs Ri rbe 1
1 fL 2 ( Rc RL )C
jf fL 1 Ausm Ausl Ausm jf f 1 1 L fL jf
第3章 放大电路的频率响应
A Ausl usm f 1 L jf
－20dB/十倍频
5.71
注意折线化曲线的误差
f 20 lg 20 lg 0 20 lg 1 f f arctan f ，单位 采用对数坐标系，横轴为lg f，可开阔视野；纵轴为 20 lg 为“分贝” （dB），将 “ 乘除 ” 运算转换成 “ 加减 ” 运算。
模拟电子技术基础简明教程第三版第三章PPT课件
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四、 波特图
根据电压放大倍数与频率之间关系的表达式， 可以画出放大电路的频率特性曲线。 在实际工作中，应用比较广泛的是对数频率特性。 这种对数频率特性又称为波特图。 所谓对数频率特性是指： 绘制频率特性时基本上采用对数坐标。 幅频特性的横坐标和纵坐标均采用对数坐标。 相频特性的横坐标采用对数坐标，纵坐标不取对数。
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五、 高通电路和低通电路
1. RC高通电路的波特图
Au = R+
R 1
jωC
1
=
1
+
1 jωRC
C
+
+
Ui
R Uo
令 fL =
1 2πτL
=1 2πRC
1
Au = 1+
1
jωτL
1
= 1 -j
fL
f
-
-
RC 高通电路
时间常数τL = RC
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2l0 g A u 2l0 g1fLf2
φ
f
0
0.1fH fH 10fH f
-450
-450/十倍频 -900
最大误差 5.710
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第二节 三极管的频率参数
共射截止频率 特征频率 共基截止频率
下页 总目录
三极管的频率参数描述三极管的电流放大系数对高频信 号的适应能力。
在中频时， 一般认为三极管的β基本上是一个常数。
当频率升高时，由于存在极间电容，三极管的电流放大 作用将被削弱，
-20dB/十倍频
特征频率是三极管的一个重要参数， O
当f > fT 时，三极管已失去放大作用， φβ
所以，不允许三极管工作在如此高的 O 频率范围。
四、 波特图
根据电压放大倍数与频率之间关系的表达式， 可以画出放大电路的频率特性曲线。 在实际工作中，应用比较广泛的是对数频率特性。 这种对数频率特性又称为波特图。 所谓对数频率特性是指： 绘制频率特性时基本上采用对数坐标。 幅频特性的横坐标和纵坐标均采用对数坐标。 相频特性的横坐标采用对数坐标，纵坐标不取对数。
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五、 高通电路和低通电路
1. RC高通电路的波特图
Au = R+
R 1
jωC
1
=
1
+
1 jωRC
C
+
+
Ui
R Uo
令 fL =
1 2πτL
=1 2πRC
1
Au = 1+
1
jωτL
1
= 1 -j
fL
f
-
-
RC 高通电路
时间常数τL = RC
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2l0 g A u 2l0 g1fLf2
φ
f
0
0.1fH fH 10fH f
-450
-450/十倍频 -900
最大误差 5.710
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第二节 三极管的频率参数
共射截止频率 特征频率 共基截止频率
下页 总目录
三极管的频率参数描述三极管的电流放大系数对高频信 号的适应能力。
在中频时， 一般认为三极管的β基本上是一个常数。
当频率升高时，由于存在极间电容，三极管的电流放大 作用将被削弱，
-20dB/十倍频
特征频率是三极管的一个重要参数， O
当f > fT 时，三极管已失去放大作用， φβ
所以，不允许三极管工作在如此高的 O 频率范围。
模拟电子技术第三章教案PPT课件
36
为什么
负载电阻的中点电位在差 模信号作用下不变，相当 于接“地”。
37
38
4. 电压传输特性
放大电路的输出电压和输入电压之间的关系曲线。
uo uo ＝ f( uI )
如改变uI的极性，可
uI
得另一条图中虚线所
示的曲线，它与实线
完全对称。
39
三、 差分放大电路的四种接法
“单端”的情况，还具有共模抑制能力吗？
具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与
后级或前级的参数有关。
14
15
例:1 如图所示的两级电压放大电路，
已知β1= β2 =50, T1和T2均为3DG8D。
计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V)
及电路的动态参数。
+24V
+
U i
–
RB1 1M
C1
+
T1
RE1 27k
RB 1
82k
be
bb'
I
EQ
R
A
c
97
d
r
(1
)
R W
be
2
R 2r (1 )R 20.4k
i
be
W
67
P182 3.7
解： 双入单出差分放大电路
u IC
u I1 u I2 2
15 mV
u Id u I1 u I2 10 mV
Ad
Rc
2 rbe
67
u O A d u Id 0 . 67 V
图 3.1.2 阻容耦合放大电路
有零点漂移吗？
特点：静态工作点相互独立，在分立元件电路中广 泛使用,但不能放大缓慢变化的信号。
为什么
负载电阻的中点电位在差 模信号作用下不变，相当 于接“地”。
37
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4. 电压传输特性
放大电路的输出电压和输入电压之间的关系曲线。
uo uo ＝ f( uI )
如改变uI的极性，可
uI
得另一条图中虚线所
示的曲线，它与实线
完全对称。
39
三、 差分放大电路的四种接法
“单端”的情况，还具有共模抑制能力吗？
具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与
后级或前级的参数有关。
14
15
例:1 如图所示的两级电压放大电路，
已知β1= β2 =50, T1和T2均为3DG8D。
计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V)
及电路的动态参数。
+24V
+
U i
–
RB1 1M
C1
+
T1
RE1 27k
RB 1
82k
be
bb'
I
EQ
R
A
c
97
d
r
(1
)
R W
be
2
R 2r (1 )R 20.4k
i
be
W
67
P182 3.7
解： 双入单出差分放大电路
u IC
u I1 u I2 2
15 mV
u Id u I1 u I2 10 mV
Ad
Rc
2 rbe
67
u O A d u Id 0 . 67 V
图 3.1.2 阻容耦合放大电路
有零点漂移吗？
特点：静态工作点相互独立，在分立元件电路中广 泛使用,但不能放大缓慢变化的信号。
模拟电子技术 第三章
输入电阻
.
Au
A n .
j1 uj
R1=Ri1
输出电阻 R0=Ron
uo RL
解: (1)求解Q点，第一级为共射放大电路
U BQ1
Rb 2 Rb1 Rb2
VCC
I BQ1
U BQ1 U BEQ1
(1 )Re1
I CQ1 I BQ1
U CQ1 VCC (I CQ1 I BQ2 )Rc1 VCC I R CQ1 c1
共模信号：大小相等，极性相同。
差模信号：大小相等，极性相反.
典型电路：长尾式差分放大电路
一.结构: 对称性结构
+VCC
即：1=2=
Rc
Rc
UBE1=UBE2= UBE rbe1= rbe2= rbe RC1=RC2= RC Rb1=Rb2= Rb
I BQ1 I BQ2 I BQ ICQ1 ICQ2 ICQ I EQ1 I EQ2 I EQ U CQ1 U CQ2 U CQ uO U CQ1 U CQ2 0
• 1979年：Intel推出5MHz 8088微处理器，之 后，IBM基于8088推出全球第一台PC。折 合25560.8元人民币
• 1988年：16M DRAM问世，1平方厘米大小 的硅片上集成有3500万个晶体管，标志着 进入超大规模集成电路（VLSI）阶段
• 。我国集成电路发展历史
• 我国集成电路产业诞生于六十年代，共经历了三个发展 阶段：
• 1965年-1978年：以计算机和军工配套为目标，以开发 逻辑电路为主要产 品，初步建立集成电路工业基础及 相关设备、仪器、材料的配套条件
• 1978年-1990年：主要引进美国二手设备，改善集成电 路装备水平，在“治散治乱”的同时，以消费类整机作 为配套重点，较好地解决了彩电集成电路的国产化
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通常，Rb较小，且IBQ很小，故
IEQ
VEEUB 2Re
EQ
IBQ 1I E Q ， U CE Q V CC ICR Q cU BEQ
差模信号作用时的动态分析（双端输入双端输出）
为什么？
差模放大倍数
Ad
uOd uId
Ad
( Rc
∥RL 2
)
Rb rbe
R i 2 (R b r b)e ， R o 2 R c
1. 集成运放的特点
（1）直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采 用差分放大电路和电流源电路。 （2）用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路复杂 并不增加制作工序。 （3）用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制 作的大电阻。 （4）采用复合管。
集成运放电路的组成
两个 输入端
一个 输出端
RE1 RE2
IR
UCC
IR
R
2IB
IC2
T1
T2
IE1
IE2
RE
图3.6 微电流源电路
IR
UCC
UBE R
UBE 1UBE2 UTlnIIE E12
IC2IE2
UT RE
ln IR IC2
UCC
IR R
I C2
I C3
T5
IC1
T1
T2
T3
I C4
T4
UCC IR R
IC1
T1
IE1
RE1
I C2
差模输入电压和共模输入电压
如果差分放大电路两个输入端的输入电压大小相等， 极性相反，则称为差模输入电压(uId)。
如果差分放大电路两个输入端的输入电压大小相等， 极性相同，则称为共模输入电压(uIc)。
如果差分放大电路两个输入端加上任意大小、任意
极性的输入电压uI1和uI2，则相当于一个差模输入电压与
uId iB2(R brb)e uOdiC2(Rc∥R 2L)
uod
RB
RB
ui1
T1
RC
uod1 uod2
RC T2
ui2
RB ii T1 uid
uod
RC RC
RB
T2
图3.16 长尾式差动放大电路的差模等 效电路
u oc
RB
T1
RB
T2
ui1 uic
RC uoc1
u oc2
RC
ui2 uic
一个共模输入电压的组合，其中：
UCC
uId uI1 uI2
uIc
1 2
(
uI
1
uI 2
)
RB u i1
RC
RC
uO
T1
T2
RB u i2
RE UEE
长尾式差分放大电路的组成特点
典型 电路
信号特 点？
在理想对称的情况下： 1. 克服零点漂移； 2. 零输入零输出。
Q点
晶体管输入回路方程：
V E EIB Q R b U B E Q 2 IE Q R e
Ad
1(Rc∥RL)
2 Rbrbe
AcRbrb(R ec2 ∥ (1R L))Re KCMRRbrbR e b 2(r1be)Re
具有恒流源的差分放大电路
等效电阻 为无穷大
I2IB， 3 IE3R1R2R2V RE 3EUBEQ
近似为 恒流
UCC
RC
RC
uo
ui1 RB
T1 RW T2
RB ui2
Rc
+ uo
+R uI
V T1
V T2
R
I
VEE
双端输入、双端输出；
Ad
(RC
//
RL 2
R rbe
)
Rid2(Rrbe)
Ro 2Rc
Rc
Rc
+ uo
+ R VT
uI
1
VT R
2
I
+VC
C
VEE
单端输入、双端输出；
Ad
(RC
//
RL 2
) ；
R rbe
Rid2(Rrb)e；
Ro 2Rc
Rc +
Rc
+ uI
R R
V T1
uo
V I T2
+VC
C
Rc
+
uI
R
VT
1
VEE
u+o
I
Rc
+VCC
R
VT
2
VEE
双端输入、单端输出；
单端输入、单端输出。
Ad
1(RC//RL)
2 Rrbe
Rid2(Rrbe)
Ad
1(RC//RL)；
2 Rrbe
Rid2(Rrb)e；
Ro Rc
Ro Rc
差分放大电路四种接法的性能比较
若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为 一个双端输入、单端输出的差分放大电路。
Ro
2 Rc
Rc
2 Rc
Rc
UCC
RC
RC
uo
RB
RB
T1
T2
uid
V uod
uid
-3UT
-UT 0 UT
3UT
mV
I
UEE
(a)
图3.22 差动放大电路及其电压传输特性 （a）电路图 （b）电压传输特性
3.4 集成运算放大器
集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直接 耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。
I C3
T4
T2
T3
IE2 RE2 IE3 RE3
图3.9 多路镜像电流源电路
图3.10 多路电流源电路
3.3 差动放大电路 差动放大电路的主要性能指标 1）差模电压放大倍数Aud 2）共模电压放大倍数Auc
Aud
u od u id
Auc
u oc u ic
3) 共模抑制比KCMR
K CMR
Aud Auc
接法 差分输入 性能 双端输出
差分输入 单端输出
单端输入 双端输出
单端输入 单端输出
Ad
( RC
//
RL 2
)
1 (Rc //RL)
( Rc //
RL ) 2
R rbe
2 Rrbe
R rbe
KCMR
很高
较高
很高
1 (Rc //RL)
2 Rrbe
较高
Rid 2(Rrbe) 2(Rrbe) 2(Rrbe) 2(Rrbe)
第3章 集成运算放大器电路
3.1 概 述
集成运算放大器的电路组成
uP uN
输入级
中间级
输出级
u O
uP uN
uO
偏置电路
(a)
(b)
图3.1 集成运算放大器的电路框图及符号 （a） 电路框图 （b） 电路符号
集成电路的外形
(a)双列直插式
(b)圆壳式
(c)扁平式
3.2 电流源电路
UCC
IR
R
2IB
IC2
IC1
T1
T2
UCC
IR R
IB3 IC1
T1
T3
IE3
RE3
IC2
T2
图3.4 基本镜像电流源电路
IC2IC1IRUCCR UBE
图3.7 改进型镜像电流源
UCC
IR
R
2IB
IC2
IC1
T1
RE1
T2
RE2
图3.5 比例电流源电路
IR
UCC UBE R RE1
IE1RE1IE2RE2
IC2
UCC
RC
RW
RC
uo
ui1 RB
RB ui2
T1
T2
RE UEE
(a)
I （a） 发射极调零电路 （b）集电极调零电路
差分放大电路的输入、输出接法
有四种不同的接法
双端输入、双端输出； 双端输入、单端输出； 单端输入、双端输出； 单端输入、单端输出。
Rc
2RE
2RE
图3.18 求差模输入电阻的等效电路
Ro
T1
RB
RC RC
T2
RB
图3.17 长尾式差动放大电路的共模等 效电路
图3.19 求输出电阻的等效电路
双端输入单端输出：差模信号作用下的分析
Ad
1(Rc∥RL)
2 Rbrbe
R i2 (R b rb)， e R oR c
双端输入单端输出：共模信号作用下的分析