模电lecture20
合集下载
模拟电子技术第1章PPT课件
多数载流子——自由电子 施主离子
少数载流子—— 空穴
7
8
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
8
电子空穴对
空穴
+4 +4
P型半导体
－ － －－
+3 +4
－ － －－
－ － －－
+4 +4
受主离子
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 9
杂质半导体的示意图
(1) 稳定电压UZ ——
在规定的稳压管反向工作电流IZ下UZ，所对应的Iz反min 向工作电u压。
(2) 动态电阻rZ ——
△I
rZ =U /I
rZ愈小，反映稳压管的击穿特性△愈U 陡。
I zmax
(3) 最小稳定工作 电流IZmin——
保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。
(4) 最大稳定工作电流IZmax——
17
EW
R
18
(2) 扩散电容CD
当外加正向电压
不同时，PN结两 + 侧堆积的少子的 数量及浓度梯度 也不同，这就相 当电容的充放电 过程。
P区 耗 尽 层 N 区 －
P 区中电子 浓度分布
N 区中空穴 浓度分布
极间电容（结电容）
Ln
Lp
x
电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来
18
19
1.2 半导体二极管
30
31
四、稳压二极管
稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管
பைடு நூலகம்
模电习题讲解与解析(第6版)2020
vi2
∵i3＝i4，
0
vn R3
vn vo R4
vo
(1
R4 R3
)vn
vo表达式
vo
(1
R4 R3
)(
R2 R1 R2
vi1
R1 R1 R2
vi2 )
当R1=R2 =R3 时， vo vi1 vi2
分析：A1、 A2 电压跟随器
A3： vo1“”端 ，vo2“+”端， 加减电路
R2 R1
)
2
＝
(1
6V
20 ) 10
2
0 2 2 vo 10 20
vO ＝6V
in=0
in=0
(c) vn ＝ vp ＝0 ， in＝0
vo vn＝ 2V
vo ＝ 2V
(d) vn ＝ vp ＝2V， in＝0
vo ＝ vn ＝ vp ＝2V
方法一：公式法 vi“+”端 ，同相放大电路 同相放大电路通用公式：
vo vo vo ＝0.6+1.2V ＝1.8V
vp1
vp2
方法二：虚短虚断法 : vp ＝ vn， ip＝in＝0
A1： i1＝i21 , vn1＝vp1＝0
vi1 vn1 R1
vn1 vo1 , R21
vo1
R21 R1
vi
100 0.6＝1.2V
50
A2：i2＝i22 ,
vo1 vn2 vn2 vo ,
工 作 区 ③
+
DZ
符号
①
(b) 伏安特性
稳压管, RL//DZ ，VO =VZ
解: (1) VO = VZ ， IR = IO + IZ ， VI = VR + VO
模拟电子技术教案课程
模拟电子技术教案课程公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]模拟电子技术教案电子与信息工程学院目录第一章常用半导体器件第一讲半导体基础知识第二讲半导体二极管第三讲双极型晶体管三极管第四讲场效应管第二章基本放大电路第五讲放大电路的主要性能指标及基本共射放大电路组成原理第六讲放大电路的基本分析方法第七讲放大电路静态工作点的稳定第八讲共集放大电路和共基放大电路第九讲场效应管放大电路第十讲多级放大电路第十一讲习题课第三章放大电路的频率响应第十二讲频率响应概念、RC电路频率响应及晶体管的高频等效模型第十三讲共射放大电路的频率响应以及增益带宽积第四章功率放大电路第十四讲功率放大电路概述和互补功率放大电路第十五讲改进型OCL电路第五章模拟集成电路基础第十六讲集成电路概述、电流源电路和有源负载放大电路第十七讲差动放大电路第十八讲集成运算放大电路第六章放大电路的反馈第十九讲反馈的基本概念和判断方法及负反馈放大电路的方框图第二十讲深度负反馈放大电路放大倍数的估算第二十一讲负反馈对放大电路的影响第七章信号的运算和处理电路第二十二讲运算电路概述和基本运算电路第二十三讲模拟乘法器及其应用第二十四讲有源滤波电路第八章波形发生与信号转换电路第二十五讲振荡电路概述和正弦波振荡电路第二十六讲电压比较器第二十七讲非正弦波发生电路第二十八讲利用集成运放实现信号的转换第九章直流电源第二十九讲直流电源的概述及单相整流电路第三十讲滤波电路和稳压管稳压电路第三十一讲串联型稳压电路第三十二讲总复习第一章半导体基础知识本章主要内容本章重点讲述半导体器件的结构原理、外特性、主要参数及其物理意义，工作状态或工作区的分析。
首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点。
其后介绍二极管、稳压管的伏安特性、电路模型和主要参数以及应用举例。
然后介绍两种三极管（BJT和FET）的结构原理、伏安特性、主要参数以及工作区的判断分析方法。
模电基础知识英文课件
Lecture 1 – A High Frequency Model of the Bipolar Transistor
• Bipolar NPN junction transistor (BJT) • High Frequency issues • Hybrid-π Model of the BJT
19:418 Analogue Systems – Lecture 1
5
Current Relationships
• O 0.99 the fraction of the emitter current lost as a result of recombination with holes and electrons
19:418 Analogue Systems – Lecture 1
12
HF Design – Physical Factors
• For the simplified transistor structure electrons move across the base region via a relatively slow diffusion process. • The resultant time lag increases losses due to recombination and is a severe restraint on fast (high frequency) operation.
O I CBO IB 1 O 1 O
I CEO O I B
• ICBO and ICEO are drift currents due to thermally generated minority carriers – doubling every 10oC
• Bipolar NPN junction transistor (BJT) • High Frequency issues • Hybrid-π Model of the BJT
19:418 Analogue Systems – Lecture 1
5
Current Relationships
• O 0.99 the fraction of the emitter current lost as a result of recombination with holes and electrons
19:418 Analogue Systems – Lecture 1
12
HF Design – Physical Factors
• For the simplified transistor structure electrons move across the base region via a relatively slow diffusion process. • The resultant time lag increases losses due to recombination and is a severe restraint on fast (high frequency) operation.
O I CBO IB 1 O 1 O
I CEO O I B
• ICBO and ICEO are drift currents due to thermally generated minority carriers – doubling every 10oC
《模拟电子技术》PPT课件
完整版ppt
8
7.1.3 分类
二、乙类放大器
该电路的Q点设置在截止区. 优点是：三极管仅在输入信号的半个周期内 导通。这时，三极管的静态电流ICQ=0，管耗 PC小，能量转换效率高，最高可达到78% 。 缺点是：只能对半个周期的输入信号进行放 大，非线性失真大。
完整版ppt
9
7.1.3 分类
三、甲乙类放大器
完整版ppt
15
7.2.1 乙类互补对称OCL 功率放大电路
三.信号波形图解
电路在有信号时，
VT1 和 VT2 轮 流 导 电 ，
交替工作，使流过负载
RL 的 电 流 为 一 完 整 的 正
弦信号。由于两个不同
极性的管子互补对方的
不足，工作性能对称，
所以这种电路通常称为
互补对称式功率放大电
路. 完整版ppt
最大损耗功率
Pcmax
2 π2
VC2C RL
完整版ppt
20
7.2.2 甲乙类互补对称OCL 功率放大电路
一.乙类功放的交越失真
输入信号很小时，达 不到三极管的开启电 压，三极管不导电。 因此在正、负半周交 替过零处会出现一些 非线性失真，这个失 真称为交越失真。
完整版ppt
21
7.2.2 甲乙类互补对称OCL 功率放大电路
用放大器件的控制作用，把直流电源的 能量转化为按输入信号规律变化的交变 能量输出给负载.
但功率放大电路输入信号幅度较大, 它的主要任务是使负载得到尽可能不失 真信号功率。
完整版ppt
3
7.1 低频功率放大电路概述
7.1.1 功率放大电路的特点 7.1.2功率放大电路的基本要求 7.1.3分类
模电基础知识讲解
第一讲电荷一、正电荷和负电荷初中的时候我们学习过的物理和化学里有有关自然界中的物质的定义是：物质由分子组成，分子由原子组成，原子由原子核和核外电子组成。
原子核带正电，核外电子带负电。
元素的序号就是一个原子中原子核内正电荷的数目，核外电子的数目与核内正电荷的数目相等，正电荷和负电荷相互抵消而呈电中性。
所以，正常情况下物质是电中性的，即不带电的。
当原子获得一定的能量后，其核外电子容易摆脱原子核的束缚而挣脱出来，叫做自由电子。
任何元素都有其自身的化合价，化合价有表达能够摆脱原子核束缚的自由电子数目多少的特征。
如，硅原子的序号是14，表示有14个核外电子，14个核内正电荷。
但是化合价是4，即可能最多有4个核外电子摆脱原子核的束缚而成为自由电子，其余10个永远被原子核束缚，不得挣脱。
核外电子在原子核周围是按层次有规律的飞旋运转的。
正电荷和负电荷有相互吸引的作用，同种电荷有互相排斥的作用。
二、物质带电当我们设法把正电荷和负电荷分开，物质就带电了。
例如，物质的一头带正电荷，另一头带负电荷。
或者我们把某物质的某种电荷移走一部分，这个物质就剩下与移走的电荷的反电荷，数量相同，这个物质也就带电了。
通常的方法是摩擦起电或感应起电或接触起电。
摩擦起电：用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒上就产生了正电荷。
感应起电：用一个带某种电荷的物体，靠近另一个电中性的物体，这个电中性的物体的异种电荷被带电物体吸引，靠近带电物体，同种电荷被排斥到另一头。
接触起点：一个带电物体接触一电中性的物体，带电物体所带的电荷移动一部分到电中性的物体，电中性的物体也带电了。
如果我们把物质的某种电荷移走，但是该物质能源源不断的补充这种电荷，这叫电源。
第二讲电流、电压、电阻和欧姆定律一、电流电荷的定向移动，形成电流。
为什么要加上“定向”呢？因为物质里面的电荷是无时无刻的在运动着，但不定向自由运动，就不能形成电流。
二、电压电压是形成电流的要素，一根导体两端如果有电压，这根导体上就产生了电流。
模拟电路基础教程PPT完整全套教学课件全
返回目录 CONTENTS PAGE
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
返回目录 CONTENTS PAGE
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
返回目录 CONTENTS PAGE
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
返回目录 CONTENTS PAGE
模拟电路基础教程PPT课件
返回目录 CONTENTS PAGE
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。
模拟电子技术PPT课件
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
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
模电ppt课件专业知识讲座
为多大？
if
Rf
i1
ui
N
uo
R1
PA
RP
KP= -(Rf /R1)= -20/10= -2
uo= KP ui=(-2)(-1)=2V
RP=R1//Rf =10//20=6.7 k
17
例2. R1=10k , Rf=20k , ui =-1V。求:uo ，RP应
为多大？ Rf
iR
if
N
uo
ui
R1
为电压并联负反馈。
R1
N
PA
uo
Rp为平衡电阻，以确保运放 差分输入旳对称性。其值为
RP
ui=0时，uo=0输入端旳等效 电阻。故Rp=R1 // Rf 。
对理想运放，uN=uP，iN=iP=0，有 i1=if
即
ui uN uN uo
R1
Rf
11
因为 uN uP 0
虚地
整顿得：
uo
Rf R1
1.集成运放两个输入端之间旳电压一般接近于 零，即虚短。 2.集成运放输入电阻很高，两输入电流几乎 为零，即虚断。
2
一、理想运放旳性能指标：
开环差模增益 Aod=∞
差模输入电阻 Rid=∞
输出电阻
Ro=0
共模克制比 KCMR =∞
+ A∞ -
上限截止频率 fH≈∞
失调电压Uoi、失调电流Ioi、电压温漂ddUToi 、 电流温漂 dIoi ，理想时均为0。
v0 vom
反馈或接入正反馈时，其
输出将为±Vom，此时输 出与输入电压为非线性关
0
vP-vN
系。称运放工作在非线性
区。其电压传播特征如图
模电上课PPT课件
Io
Uο RL
2.34
U RL
Uab 3U
3) 流过每管电流平均值 ID
ID
1 3
Io
0.78
U RL
4) 每管承受的最高反向电压 UDRM
UDRM 3 2U 2.45U
第20页/共78页
5.3 二极管峰值采样电路
• 在半波整流电路中利用二极管单向导电性，将交流电压 转化为直流脉动电压，分析过程中，二极管正向偏置导 通时，输入电压直接传输到输出端。
u
电学参数： 暗电流，光电流，最高工作范围
光学参数：
光谱范围，灵敏度，峰值波长
实物照片
第9页/共78页
补充：选择二极管限流电阻
步骤： 1. 设定工作电压(如 0.7 V；2 V (LED)；UZ ) 2. 确定工作电流(如 1 mA；10 mA；5 mA) 3. 根据欧姆定律求电阻 R = (UI UD)/ ID (R 要选择标称值)
g U1
IO
g为转移电导，电导量纲。 电流控制电流源CCCS
控制变量必须在电 路其他位置标出！
I1
IO IO I1
I1
IO
为电流传输（放大）系数，无量纲。
第31页/共78页
放大电路主要性能指标包括：放大倍数、输入
电阻和输出电阻
1. 放大倍数
放大倍数是反映放大电路放大能力的关键指标，定义为 放大电路输出信号与输入信号的比值，根据放大电路的 输入输出变量不同可以有四种形式的放大倍数：
第10页/共78页
5.3.2 二极管在整流电路中的应用
整流电路的目的是把交流电压转变为直流脉动的电压。 常见的整流电路有单相半波、全波、桥式整流等
u2
1. 单相半波整流电路
模电lecture20 36页PPT文档
图19.04 对数型模拟乘法器
19.1.4 集成模拟乘法器的主要参数
模拟乘法器的主要参数与运放有许多相似之 处，分为直流参数和交流参数两大类。
(1)输出失调电压 V oo
当 vXvY0 时，vO 不等于零的数值。 (2)满量程总误差 E
当 vXV XM,A vY X V YM 时A ，X 实际的输出与理 想输出的最大相对偏差的百分数。
(3)馈通误差
当模拟乘法器有一个输入端等于零，另一 个输入端加规定幅值的信号 ，输出不为零的
数值。当 vX 0，v Y 为规定值，vO EYF, 称为
Y通道馈通误差；
当 vY 0, v X 为规定值， vO EXF ， 称为
X通道馈通误差。
(4)非线性误差 E NL
模拟乘法器的实际输出与理想输出之间的 最大偏差占理想输出最大幅值的百分比。
参数
型号 F1495 1595 AD532J
K S AD539J K
满量程 精度 （%）
0. 75 0.5 2 1 1
2 1
温度 系数 (%/℃)
0.04 0.03 0.04
满量程 非线性 X: %
1 0.5 0. 8 0. 5 0.5
满量程 非线性 Y:%
2 1 0.3 0.2 0.2
小信号 带宽
(MHz) 3 3 1 1 1 30 30
电源 电压
V -15,32 -15,32 ± 10 ～ ±18
± 4. ～ ±16.5
工作温度 范围
℃
0～70 -55～125 0～70 O～70 -55～125 0～70 O～70
集成模拟乘法器使用时，在它的外围还需要有一些元件 支持。早期的模拟乘法器，外围元件很多，使用不便，后期 的模拟乘法器外围元件就很少了。
19.1.4 集成模拟乘法器的主要参数
模拟乘法器的主要参数与运放有许多相似之 处，分为直流参数和交流参数两大类。
(1)输出失调电压 V oo
当 vXvY0 时，vO 不等于零的数值。 (2)满量程总误差 E
当 vXV XM,A vY X V YM 时A ，X 实际的输出与理 想输出的最大相对偏差的百分数。
(3)馈通误差
当模拟乘法器有一个输入端等于零，另一 个输入端加规定幅值的信号 ，输出不为零的
数值。当 vX 0，v Y 为规定值，vO EYF, 称为
Y通道馈通误差；
当 vY 0, v X 为规定值， vO EXF ， 称为
X通道馈通误差。
(4)非线性误差 E NL
模拟乘法器的实际输出与理想输出之间的 最大偏差占理想输出最大幅值的百分比。
参数
型号 F1495 1595 AD532J
K S AD539J K
满量程 精度 （%）
0. 75 0.5 2 1 1
2 1
温度 系数 (%/℃)
0.04 0.03 0.04
满量程 非线性 X: %
1 0.5 0. 8 0. 5 0.5
满量程 非线性 Y:%
2 1 0.3 0.2 0.2
小信号 带宽
(MHz) 3 3 1 1 1 30 30
电源 电压
V -15,32 -15,32 ± 10 ～ ±18
± 4. ～ ±16.5
工作温度 范围
℃
0～70 -55～125 0～70 O～70 -55～125 0～70 O～70
集成模拟乘法器使用时，在它的外围还需要有一些元件 支持。早期的模拟乘法器，外围元件很多，使用不便，后期 的模拟乘法器外围元件就很少了。
模拟电子技术例题习题ppt课件
IBQ V BB R U bBE Q 1 V 5 K 0 .7 V60 A
ICQ=βIBQ=5060μA=3mA。
uo=VCC-ICQRC=9V 所以T处于放大状态
. 第10页
模拟电子技术B
1.10 电路如图P1.10所示，晶体管导通时 UBE＝0.7V，β=50。试分析VBB为0V、1V、 3V三种情况下T的工作状态及输出电压uO 的值。 【解】
Q3Q4: Q3和Q4负载线平行，说明RC无变化，由于负载线变陡， Q3Q4 的原因是VCC增大。
.
第17页
模拟电子技术B
讨论
例题习题
1. 在什么参数、如何变化时Q1→ Q2 → Q3 → Q4？ 2. 从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪 个Q点下最易产生饱和失真？哪个Q点下Uom最大？ 3. 设计放大电路时，应根据什么选择VCC？
静 态工作点Q（直流值）：UBEQ、IBQ、 ICQ 和UCEQ
IBQVBBUBEQ Rb
ICQ= IBQ
T
U VI R
CQ E
CC C Q C
基本共射放大电路
. 第12页
模拟电子技术B
2. 常见的两种共射放大电路 (1) 直接耦合放大电路 （ RL＝∞ ）
Ib2 IBQ
Ube
Ib1例题习题源自已知Ib2=Ib1+IBQ
Q3Q4: Q3和Q4负载线平行，说明RC无变化，由于负载线变陡， Q3Q4 的原因是VCC增大。
.
第19页
模拟电子技术B
基本共射放大电路的直流通路和交流通路
例题习题
I
BQ
＝
V
BB
－U Rb
BEQ
I CQ I BQ
ICQ=βIBQ=5060μA=3mA。
uo=VCC-ICQRC=9V 所以T处于放大状态
. 第10页
模拟电子技术B
1.10 电路如图P1.10所示，晶体管导通时 UBE＝0.7V，β=50。试分析VBB为0V、1V、 3V三种情况下T的工作状态及输出电压uO 的值。 【解】
Q3Q4: Q3和Q4负载线平行，说明RC无变化，由于负载线变陡， Q3Q4 的原因是VCC增大。
.
第17页
模拟电子技术B
讨论
例题习题
1. 在什么参数、如何变化时Q1→ Q2 → Q3 → Q4？ 2. 从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪 个Q点下最易产生饱和失真？哪个Q点下Uom最大？ 3. 设计放大电路时，应根据什么选择VCC？
静 态工作点Q（直流值）：UBEQ、IBQ、 ICQ 和UCEQ
IBQVBBUBEQ Rb
ICQ= IBQ
T
U VI R
CQ E
CC C Q C
基本共射放大电路
. 第12页
模拟电子技术B
2. 常见的两种共射放大电路 (1) 直接耦合放大电路 （ RL＝∞ ）
Ib2 IBQ
Ube
Ib1例题习题源自已知Ib2=Ib1+IBQ
Q3Q4: Q3和Q4负载线平行，说明RC无变化，由于负载线变陡， Q3Q4 的原因是VCC增大。
.
第19页
模拟电子技术B
基本共射放大电路的直流通路和交流通路
例题习题
I
BQ
＝
V
BB
－U Rb
BEQ
I CQ I BQ
模电基础PPT课件
模电拟子电子与技电术气信息类专业学科基础课程
2020/12/4
模拟电子技术
0 预备知识
电信号:
指随时间而变化的电压u或电流I，u=f(t)或i=f(t) 电信号容易传送和控制，应用广泛
模拟信号：在时间和数值上均连续，正弦波 数字信号：在时间和数值上均离散，方波
电路理论
基尔霍夫定律 叠加定理 戴维南定理和诺顿定理
IE
2020/12/4
蔡红娟
模拟电子技术
三极管：电流控制和电流放大
共射直流放大系数
IC IB
共基直流放大系数
IC IE
共射交流放大系数
共基交流放大系数
一般认为
1
iC iB
iC iE
1
2020/12/4
蔡红娟
模拟电子技术
三极管的共射输入特性曲线
uCE=0V，即集电极与发射极 短路，同PN结
体中的电流
2020/12/4
蔡红娟
模拟电子技术
杂质半导体
多子：多数载流子 少子：少数载流子
掺入杂质越多，多子浓度越高，导电性能越强
N型半导体（Negative负的）
掺入五价元素（磷） 主要靠自由电子（多子）导电
P型半导体（ Positive正的）
掺入三价元素（硼） 主要靠空穴（多子）导电
蔡红娟
模拟电子技术
本章主要内容
定义：N型半导体、P型半导体、自由电子与空穴、
扩散与漂移、PN结、二极管、稳压管、三极管、场 效应管
原理：二极管的单向导电性；三极管的放大作用；
半导体器件的工作特性及主要参数
方法：
如何判断二极管的通断； 如何判断三极管的类型； 如何判断三极管在电路中的工作状态
2020/12/4
模拟电子技术
0 预备知识
电信号:
指随时间而变化的电压u或电流I，u=f(t)或i=f(t) 电信号容易传送和控制，应用广泛
模拟信号：在时间和数值上均连续，正弦波 数字信号：在时间和数值上均离散，方波
电路理论
基尔霍夫定律 叠加定理 戴维南定理和诺顿定理
IE
2020/12/4
蔡红娟
模拟电子技术
三极管：电流控制和电流放大
共射直流放大系数
IC IB
共基直流放大系数
IC IE
共射交流放大系数
共基交流放大系数
一般认为
1
iC iB
iC iE
1
2020/12/4
蔡红娟
模拟电子技术
三极管的共射输入特性曲线
uCE=0V，即集电极与发射极 短路，同PN结
体中的电流
2020/12/4
蔡红娟
模拟电子技术
杂质半导体
多子：多数载流子 少子：少数载流子
掺入杂质越多，多子浓度越高，导电性能越强
N型半导体（Negative负的）
掺入五价元素（磷） 主要靠自由电子（多子）导电
P型半导体（ Positive正的）
掺入三价元素（硼） 主要靠空穴（多子）导电
蔡红娟
模拟电子技术
本章主要内容
定义：N型半导体、P型半导体、自由电子与空穴、
扩散与漂移、PN结、二极管、稳压管、三极管、场 效应管
原理：二极管的单向导电性；三极管的放大作用；
半导体器件的工作特性及主要参数
方法：
如何判断二极管的通断； 如何判断三极管的类型； 如何判断三极管在电路中的工作状态
20个模拟电路电子初学者必会的共7页文档
工程师应该掌握的20个模拟电路对模拟电路的掌握分为三个层次。
初级层次是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。
只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。
中级层次是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法；定性分析电路信号的流向，相位变化；定性分析信号波形的变化过程；定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。
有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。
高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。
达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业－－电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。
第 1 页一、桥式整流电路1、二极管的单向导电性：2、桥式整流电流流向过程：输入输出波形：3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。
二、电源滤波器1、电源滤波的过程分析：波形形成过程：2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。
三、信号滤波器1、信号滤波器的作用：与电源滤波器的区别和相同点：2、LC串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。
3、画出通频带曲线。
计算谐振频率。
一、微分和积分电路1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。
2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。
3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。
二、共射极放大电路1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。
2、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。
3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。
三、分压偏置式共射极放大电路1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。
模电讲义PPT课件
第1页/共38页
2. 起振和稳幅
振荡电路总存在微弱的噪声或干扰信号，它们的频
A F 1 谱很起宽振，的利幅用值选条频网件络为把所需频率• 的信•号挑选出来 ，经
过放大电路和正反馈网络，A只• F•要 1
, 输出
就会逐渐变大
稳幅：因 AF > 1 ，起振后，输出信号幅值逐渐 增大，需采取稳幅措施限幅，使输出波形为正弦波 。一般可用放大器件的非线性稳幅或专门的稳幅电 路实现稳幅.
1. 振荡条件
振荡原理如图 9.1.1所示，它由放大电路和反馈
电路组成。( 维持）自激振荡的条件为A•：F• 1
•
•
X f Xa
•• A F 1
幅度平衡条件
a f 2 n 相位平衡条件
•
•• •
Xf AFXa
振荡频率由相位平衡条件确定，电路仅在一个频率处满足相位条件，此频率为
输出信号的频率 fo 。
fs
CC 第21页/共38页
0
1 C C0
实际给出的固有频率既不是串联也不是并联谐振频率，在两者之间
fs fsfp
石英晶体在此窄小范围内呈感性。
2．石英晶体振荡电路
1）串联型石英振荡器 石英晶体接在放大器的反馈网络中起选频作用，可构成正弦波振荡器，串联型石 英振荡器。当电路的振荡频率为 fS 时，石英晶体的电抗最小，呈电阻性，相移为零 ，满足相位平衡条件，产生振荡，振荡频 率为 fS 。 2）并联型石英振荡器
正弦波振荡器按选频网络所用元件类型的不同，分为RC振荡器，LC振 荡器和石英晶体振荡器。
第3页/共38页
9. 2 RC正弦波振荡器
RC振荡器有RC串并联型，RC移相型和RC双T型等电路，它们 的共同特点是反馈网络兼作选频网络，下面介绍常见的RC串、并联型。Biblioteka 1. RC串并联网络的选频特性
2. 起振和稳幅
振荡电路总存在微弱的噪声或干扰信号，它们的频
A F 1 谱很起宽振，的利幅用值选条频网件络为把所需频率• 的信•号挑选出来 ，经
过放大电路和正反馈网络，A只• F•要 1
, 输出
就会逐渐变大
稳幅：因 AF > 1 ，起振后，输出信号幅值逐渐 增大，需采取稳幅措施限幅，使输出波形为正弦波 。一般可用放大器件的非线性稳幅或专门的稳幅电 路实现稳幅.
1. 振荡条件
振荡原理如图 9.1.1所示，它由放大电路和反馈
电路组成。( 维持）自激振荡的条件为A•：F• 1
•
•
X f Xa
•• A F 1
幅度平衡条件
a f 2 n 相位平衡条件
•
•• •
Xf AFXa
振荡频率由相位平衡条件确定，电路仅在一个频率处满足相位条件，此频率为
输出信号的频率 fo 。
fs
CC 第21页/共38页
0
1 C C0
实际给出的固有频率既不是串联也不是并联谐振频率，在两者之间
fs fsfp
石英晶体在此窄小范围内呈感性。
2．石英晶体振荡电路
1）串联型石英振荡器 石英晶体接在放大器的反馈网络中起选频作用，可构成正弦波振荡器，串联型石 英振荡器。当电路的振荡频率为 fS 时，石英晶体的电抗最小，呈电阻性，相移为零 ，满足相位平衡条件，产生振荡，振荡频 率为 fS 。 2）并联型石英振荡器
正弦波振荡器按选频网络所用元件类型的不同，分为RC振荡器，LC振 荡器和石英晶体振荡器。
第3页/共38页
9. 2 RC正弦波振荡器
RC振荡器有RC串并联型，RC移相型和RC双T型等电路，它们 的共同特点是反馈网络兼作选频网络，下面介绍常见的RC串、并联型。Biblioteka 1. RC串并联网络的选频特性
模电概述PPT学习教案
上页 下页 首页
+EC
C1
RC
C2
T
基极电源与基极电阻
RB EB
使发射结正偏，并提供适当的静态工 作点。
第18页/共26页
上页 下页 首页
耦合电容
C1
+EC
隔离输入输出与电路直流的联系，同 时能使 信号顺 利输入 输出。
RC
C2
T RB
EB
第19页/共26页
上页 下页 首页
电路改进：采用单电源供电 +EC
vi 0
第22页/共26页
上页 下页 首页
+EC
由于电源的存在IB0
RB C1
RC
IC0 ICQC2
IBQ ui=0时
T IEQ=IBQ+ICQ
第23页/共26页
上页 下页 首页
iC
各点波形
+EC
t
RB RC C1 iB
iC C2
uC uC
uo
iB
ui ui
t
t
uo
t
t
第24页/共26页
上页 下页 首页
US
~
Au
ro US'
~
第7页/共26页
上页 下页 首页
输出电阻Ro 的获得
方法一：计算
步骤：
1. 所有的电源置零 (将独立源置零，保留受控源)。
I 2. 加压求流法。
U
Ro
=
U o
.
RL ,
Io
第8页/共26页
Ro
U I
US 0
上页 下页 首页
步骤： 1. 测量开路电压。 2. 测量接入负载后的输出电压。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(5) 小信号带宽 BW
随着信号频率的增加，乘法器的输出下降到 低频时的0.707倍处所对应的频率。
(6)转换速率 S R
将乘法器接成单位增益放大器，输出电压 对大信号方波输入的响应速率。与运放中该参 数相似。
19.1.5 集成模拟乘法器
现在有多种模拟乘法器的产品可供选用，表 中给出了几个例子。
负反馈的闭环。图中的二极管即为保证这一点而
接入的。
19.2.4 开立方运算电路
图19.10是开立方运算电路，根据图中关系有:
v O1
Kv
2 O
v O2
=
Kv
O1 v O
=
K
2
v
3 O
v X v O2
R1
R2
vO
=
3
R2 R1K
2
vX
图19.10 开立方电路
当vI为正值时，vO为负值，当vI为负值时，vO 为正值。模拟乘法器还有许多应用，在调制解调
模拟电子技术基础
第二十讲
主讲 ：谭海曙
佛山科学技术学院电子信息 工程系
（简介）
19.1 模拟乘法器的基本原理 19.2 模拟乘法器的应用
19.1 模拟乘法器的基本原理
乘法器是又一种广泛使用的模拟集成电 路，它可以实现乘、除、开方、乘方、调幅 等功能，广泛应用于模拟运算、通信、测控 系统、电气测量和医疗仪器等许多领域。
图19.06 平方运算电路 图19.07 立方运算电路
19.2.2 除法运算电路
除法运算电路如图19.08所示，它是由一个运 算放大器和一个模拟乘法器组合而成的。根据运 放虚断的特性，有：
i1 i2
vX vO1
R1
R2
vO1KO vvY
vO
R2 KR1
vX vY
如果令K= R2 / R1 ，则
v1O9.02K所vX 示vY 。
图19.02模拟乘法器原理图
19.1.2 变跨导型模拟乘法器
根据图19.02的原理可以制成所谓变跨导模 拟乘法器。在推导高频微变等效电路时，将放 大电路的增益写成为：
Av =-pgmR'L
只不过在式中的gm是固定的。而图19.02中 如果gm是可变的，受一个输入信号的控制，那 该电路就是变跨导模拟乘法器。由于IEvY，而 IE gm，所以vY gm。输出电压为：
v O = pm R g 'L v X K X v v Y
由 于 图 19.02 的 电 路，对非线性失真等 因素没有考虑，相乘 的效果不好。实际的 变跨导模拟乘法器的 主要电路环节如图 19.03所示。
图19.03 变跨导模拟乘法器
19.1.3 对数反对数型模拟乘法器
根据两数相乘的对数等于两数的对数之 和的原理，因此可以用对数放大器、反对数 放大器和加法器来实现模拟量的相乘。方框 图如图19.04所示。
图19.08 除法运算电路
vO
vX vY
19.2.3 开平方运算电路
图19.09为开平方运算电路，根据电路有
vX vO1
R1
R2
vO1 KvO2
所以有
vO
1 K
R2 R1
(vX)
图19.09 开平方电路
显然，vO是- vI平方根。因此只有当vI为负值 时才能开平方，也就是说vI为负值电路才能实现
参数
型号 F1495 1595 AD532J
K S AD539J K
满量程 精度 （%）
0. 75 0.5 2 1 1
2 1
温度 系数 (%/℃)
0.04 0.03 0.04
满量程 非线性 X: %
1 0.5 0. 8 0. 5 0.5
满量程 非线性 Y:%
2 1 0.3 0.2 0.2
小信号 带宽
(MHz) 3 3 1 1 1 30 30
电源 电压
V -15,32 -15,32 ± 10 ～ ±18
± 4. ～ ±16.5
工作温度 范围
℃
0～70 -55～125 0～70 O～70 -55～125 0～70 O～70
集成模拟乘法器使用时，在它的外围还需要有一些元件 支持。早期的模拟乘法器，外围元件很多，使用不便，后期 的模拟乘法器外围元件就很少了。
中将进一步介绍。
（简介） 20.1 调制与解调 20.2 锁相环(PLL)
20.1 调制与解调（简介）
20.1.1 20.1.2 20.1.3 20.1.4 20.1.5 20.1.6 20.1.7
19.1.1 模拟乘法器的基本原理 19.1.2 变跨导型模拟乘法器
19.1.1模拟乘法器电路的基本原理
模拟乘法器是一种能实现模拟量相பைடு நூலகம்的集 成电路，设vO和vX、vY分别为输出和两路输入
vO=KvXvY
其中K为比例因子，具有 V -1 的量纲。模 拟乘法器的电路符号如图19.01所示。
图19.01 模拟乘法器符号
(3)馈通误差
当模拟乘法器有一个输入端等于零，另一 个输入端加规定幅值的信号 ，输出不为零的
数值。当 vX 0，v Y 为规定值，vO EYF, 称为
Y通道馈通误差；
当 vY 0, v X 为规定值， vO EXF ， 称为
X通道馈通误差。
(4)非线性误差 E NL
模拟乘法器的实际输出与理想输出之间的 最大偏差占理想输出最大幅值的百分比。
图19.04 对数型模拟乘法器
19.1.4 集成模拟乘法器的主要参数
模拟乘法器的主要参数与运放有许多相似之 处，分为直流参数和交流参数两大类。
(1)输出失调电压 V oo
当 vXvY0 时，vO 不等于零的数值。 (2)满量程总误差 E
当 vXV XM,A vY X V YM 时A ，X 实际的输出与理 想输出的最大相对偏差的百分数。
19.2 模拟乘法器的应用
19.2.1 乘积和乘方运算 19.2.2 除法运算电路 19.2.3 开平方运算电路 19.2.4 开立方运算电路
19.2.1 乘积和乘方运算电路
(1) 相乘运算
模拟乘法运算电路如图19.05所示。
(2) 乘方和立方运算
将相乘运算电路的两个输 入端并联在一起就是乘方运算 电路，电路如图19.06所示。立 方运算电路如图19.07所示。 图19.05 模拟相乘器
对于差动放大电路，输出电压为
vO
=
R'L
rbe
vX
r制be I(E1如，+果即)2能实6IEm用现VIvEy去 控vy。
vv电O O就压基之本积2上成R6m '与比L 两V 例I输E 。v入X 于
是的2R 实电m 6'L现路IV E 两 构vX 模 思拟 ，2Rm 6 量如'L相图 V v乘2Y R veX