模电课件ch5.2
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模拟电路CH05第五版
02
模拟电路的基本元件
电阻
总结词
电阻是模拟电路中最基本的元件之一,用于限制电流的流动 。
详细描述
电阻由导电材料制成,其阻值取决于其长度、横截面积和材料。 在电路中,电阻用于消耗电能,从而产生电压降。电阻的阻值 通常用欧姆(Ω)表示。
电容
总结词
电容是模拟电路中用于存储电荷的元件。
详细描述
电容由两个平行板组成,中间填充绝缘材料。电容的容量取决于两板之间的距离、面积 和介电常数。电容在电路中的作用是过滤交流信号、储能和旁路。电容的容量通常用法
新工艺的探索
纳米压印技术
纳米压印技术可实现大规模、低成本 、高精度电路制造,有助于提高模拟 电路的性能和集成度。
柔性电子工艺
柔性电子工艺可制造出可弯曲、可穿 戴的模拟电路,为智能穿戴设备和生 物医疗领域提供新的可能性。
新技术的研发
神经网络模拟电路
借鉴生物神经网络的原理,研发新型 模拟电路,实现更高效、更智能的信 息处理。
通过应用诺顿定理,可以将电路中的电流源和电阻进 行简化,从而更容易地求解电路中的电流和电压。诺 顿定理在模拟电路分析和设计中也具有重要应用,特 别是在分析负反馈放大器和滤波器等电路的性能时。
交流分析方法
总结词
交流分析方法是一种用于分析交流信号在模拟电路中传 输和处理的方法。
详细描述
交流分析方法包括频率响应分析和瞬态分析。频率响应 分析用于研究电路在不同频率下的性能表现,如增益、 相位和带宽等;瞬态分析则用于研究电路在输入信号变 化时的动态响应。通过交流分析方法,可以全面了解模 拟电路在不同频率和时间尺度下的行为特性,从而优化 电路设计。
03
02
结果分析
根据实验数据和指标,分析电路的 性能和特点。
《模电课件大全》课件
THANKS
感谢观看
案例二:无线通信系统的实现
总结词
无线通信系统的实现案例探讨了模拟电子技术在无线通信领域的应用,重点介绍了无线发射机和无线 接收机的设计和实现。
详细描述
该案例首先介绍了无线通信系统的基本原理和组成,然后详细阐述了无线发射机和无线接收机的设计 和实现过程。通过电路图、原理分析和测试数据等手段,展示了无线通信系统的关键技术和性能指标 。最后,对无线通信系统的优势和局限性进行了分析和讨论。
模拟电子技术的发展趋势
总结词
随着科技的不断发展,模拟电子技术也在不断进步和 完善,未来将朝着更高精度、更高速度、更低功耗的 方向发展。
详细描述
随着集成电路和微电子技术的不断发展,模拟电子器件 的精度和稳定性得到了显著提高,同时其体积和成本也 在不断降低。此外,随着数字信号处理技术的广泛应用 ,模拟电子技术也与数字电子技术相互融合,形成了混 合信号处理技术。未来,模拟电子技术将继续朝着更高 精度、更高速度、更低功耗的方向发展,为各领域的科 技进步提供更加有力的支持。
02
模拟电子技术基础
电子元件
01
02
03
电子元件的种类
电子元件是构成电子设备 的基本单元,包括电阻、 电容、电感、二极管、晶 体管等。
电子元件的作用
电子元件在模拟电子技术 中起着关键作用,它们可 以用于信号处理、放大、 滤波、振荡等。
电子元件的特性
每种电子元件都有其独特 的电气特性,如电阻的阻 值、电容的容值、电感的 感值等。
音频信号的滤波
通过模拟电子技术,可以 对音频信号进行滤波处理 ,去除噪声和其他干扰。
音频信号的调制
通过模拟电子技术,可以 将音频信号调制到高频载 波上,以便于传输和广播 。
华中科技大学《模拟电子技术》课程PPT——Ch 5.
¾ 与BJT对比,如何体现控制关系?
VDD
iD vGS vDS
iD
iC iB vCE vGS 对iD的控制
s
VGG
g
d
N
+
N
P B 衬底引线 VDD
+
耗尽层
预夹断点
vGS1=VGS>VT
s
VGG
g
d
vGS2=VGS>VT O 截止区 vGS3<VT vDS
Lec 05
N
+
N
P B 衬底引线电阻区 vDS <VGS-VT
饱和区 vDS≥VGS-VT
B
s
VGG
g
d
A
预夹断点
N
+
N
P B 衬底引线
+
耗尽层
O
vDS
10
Lec 05
华中科技大学电信系
张林
MOSFET是如何实现信号放大的?
¾ 如何让该MOSFET导电?
(3)VDS和VGS同时作用时
s
VDD VGG g
d
N
+
N
P B 衬底引线
13
Lec 05
华中科技大学电信系
张林
MOSFET是如何实现信号放大的?
¾ 可以构成双口吗?
d T s B T s 共源 g 共栅 B d g B T d 共漏 s
g
14
Lec 05
华中科技大学电信系
张林
MOSFET是如何实现信号放大的?
¾ 控制关系是线性的吗?
输出特性曲线及大信号特性方程
预夹断临界点轨迹 vDS=vGS-VT(或 vGD=vGS-vDS=VT) 3V 饱和区 1.5 2.5V 1 2V 0.5 0 vGS=1.5V 2.5 5 7.5 10 截止区 vDS/V
VDD
iD vGS vDS
iD
iC iB vCE vGS 对iD的控制
s
VGG
g
d
N
+
N
P B 衬底引线 VDD
+
耗尽层
预夹断点
vGS1=VGS>VT
s
VGG
g
d
vGS2=VGS>VT O 截止区 vGS3<VT vDS
Lec 05
N
+
N
P B 衬底引线电阻区 vDS <VGS-VT
饱和区 vDS≥VGS-VT
B
s
VGG
g
d
A
预夹断点
N
+
N
P B 衬底引线
+
耗尽层
O
vDS
10
Lec 05
华中科技大学电信系
张林
MOSFET是如何实现信号放大的?
¾ 如何让该MOSFET导电?
(3)VDS和VGS同时作用时
s
VDD VGG g
d
N
+
N
P B 衬底引线
13
Lec 05
华中科技大学电信系
张林
MOSFET是如何实现信号放大的?
¾ 可以构成双口吗?
d T s B T s 共源 g 共栅 B d g B T d 共漏 s
g
14
Lec 05
华中科技大学电信系
张林
MOSFET是如何实现信号放大的?
¾ 控制关系是线性的吗?
输出特性曲线及大信号特性方程
预夹断临界点轨迹 vDS=vGS-VT(或 vGD=vGS-vDS=VT) 3V 饱和区 1.5 2.5V 1 2V 0.5 0 vGS=1.5V 2.5 5 7.5 10 截止区 vDS/V
电子技术基础模拟部分CH05讲解
靠近漏极d处的电位升高 电场强度减小 沟道变薄
整个沟道呈楔形分布
2. 工作原理
(2)vDS对沟道的控制作用
当vGS一定(vGS >VT )时, vDS ID 沟道电位梯度
当vDS增加到使vGD=VT 时,
在紧靠漏极处出现预夹断。
在预夹断处:vGD=vGS-vDS =VT
2. 工作原理
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构(N沟道) 通常 W > L
L :沟道长度 W :沟道宽度 tox :绝缘层厚度
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构(N沟道)
剖面图
符号
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
2. 工作原理 (1)vGS对沟道的控制作用
当vGS≤0时 无导电沟道, d、s间加电压时,也
Av
Ri Ri RS
3. 小信号模型分析
(2)放大电路分析(例5.2.6)
Av
vo vi
( gm vgs )(R // rds ) vgs gm vgs (R // rds )
gm (R // rds ) 1 1 gm (R // rds )
Avs
vo vS
vo vi
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算
(2)带源极电阻的NMOS共源极放大电路
VGS VG VS
[
Rg2 Rg1 Rg2
(VDD
VSS
)
VSS
]
(IDR VSS )
饱和区
ID Kn (VGS VT )2
VDS 2VDD ID(Rd R)
整个沟道呈楔形分布
2. 工作原理
(2)vDS对沟道的控制作用
当vGS一定(vGS >VT )时, vDS ID 沟道电位梯度
当vDS增加到使vGD=VT 时,
在紧靠漏极处出现预夹断。
在预夹断处:vGD=vGS-vDS =VT
2. 工作原理
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构(N沟道) 通常 W > L
L :沟道长度 W :沟道宽度 tox :绝缘层厚度
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构(N沟道)
剖面图
符号
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
2. 工作原理 (1)vGS对沟道的控制作用
当vGS≤0时 无导电沟道, d、s间加电压时,也
Av
Ri Ri RS
3. 小信号模型分析
(2)放大电路分析(例5.2.6)
Av
vo vi
( gm vgs )(R // rds ) vgs gm vgs (R // rds )
gm (R // rds ) 1 1 gm (R // rds )
Avs
vo vS
vo vi
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算
(2)带源极电阻的NMOS共源极放大电路
VGS VG VS
[
Rg2 Rg1 Rg2
(VDD
VSS
)
VSS
]
(IDR VSS )
饱和区
ID Kn (VGS VT )2
VDS 2VDD ID(Rd R)
模电_5_2
RL 2
R
rbe
(1
)
RW 2
12.6
下午12时19分
49
Rid
R
rbe
(1
)
RW 2
Ro Rc
下午12时19分
50
Rid
2[R
rbe
(1
) RW ] 2
59K
Ro 2Rc 60K
下午12时19分
51
看两种调零方式对电路动态指标的影响情况
下午12时19分
52
发射极接入RW调零方式
Aud
下午12时19分
39
所以:引入Re后,对共模增益Ac有很强 的抑制 作用,而对差模增益Ad则没有影响。
下午12时19分
40
⑷ 接入-VEE的作用
当引入的Re越大,对共模信号 的负反馈作用效果越好。 但Re上的直流压降也越大, 影响输出电压的幅度。 引入-VEE 后,可以缓解问题, 有了-VEE这个负电源,可以省 去Rb1 、Rb2 两个基极电阻。
下午12时19分
46
ICQ IBQ 0.2mA 200A
IEQ ICQ
求出关键值:rbe
rbe
rbb
(1 ) 26mV IEQ
6.93K
下午12时19分
47
思路:为求Aud, 先分析在差模输入
信号下的电路交流 通路的情况
下午12时19分
48
2、求差模电压放大倍数Aud
Aud
Rc
//
uo uIc
下午12时19分
差分放大电路输 入的大小相等、极性 相同的电压(对地), 称 为共模输入电压uIc 。
uIc uI1 uI2
1 2
《模拟电子电路》课件
实验步骤与记录
详细记录实验的步骤和测 量数据,进行数据分析和 实验结果评估。
实验结果分析
分析实验数据,讨论实验 现象和验证理论模型的一 致性。
总结与展望
1 课程收获
回顾课程学习的主要 内容,总结所获得的 知识和技能。
2 课程不足改进
反思课程中存在的问 题和改进的方向。
3 未来学习方向建议
提供学习模拟电子电 路的未来方向和推荐 的学习资源。
了解LC滤波器在电 子电路中的应用和 滤波效果。
带通滤波器
深度学习带通滤波 器如何选择和设计。
频率响应分 析
了解频率响应和滤 波电路的频率选择 性。
中级知识
1 反馈电路
学习反馈电路的功用、种类和特点。
2 单级放大电路
探索单级放大电路的设计和性能优化。
3 比较器
4 振荡电路
研究比较器的应用和不同类型的比较器 电路。
深入了解振荡电路的工作原理和稳定性 分析。
高级知识
非线性电路
研究非线性电路的特性和在实际电子电路中的 应用。
模数转换器
探索模数转换器的原理和不同类型的转换电路。
双极性输运效应
了解双极性输运效应对集成电路性能的影响和 优化。
共模反馈电路
学习共模反馈电路的作用、设计和性能改进。
实验
实验安排
探索实验项目,安排实验 计划和资ห้องสมุดไป่ตู้准备。
《模拟电子电路》PPT课件
简介
探索模拟电子电路的世界,课程目标是深入了解电路基本概念、放大电路、 滤波电路、反馈电路和高级知识,为进一步的学习打下基础。
基础知识
电路基本概念
学习电路的基本元素、电路符号和组成方式。
《 模拟电子技术》课件第5章
9
3. 测量最大不失真输出功率 在输入端加入f=1 kHz的正弦信号ui,ui的幅度逐渐加大, 与此同时用示波器观察输出电压uo的波形,至uo最大又不出 现削波为止。用毫伏表或示波器测量负载两端的电压uo,并 由uo、RL值计算最大不失真输出功率Po实。
10
4. 测量电源供给功率 将直流电流表串入电源供电电路。电路输入端加1 kHz 正弦信号ui,逐渐加大ui的幅度,与此同时用示波器观察输 出电压uo的波形,至uo最大又不出现削波为止,然后固定ui。 读取并记录直流电流表读数ICo,记下电源供电电压UCC,计 算出电源供给功率PU实。
54
由上述分析可以看出,与OCL电路(图5.3.4(b))相比,在 相同电源电压下(图中均为UCC),BTL电路中流过负载RL的 电流及RL两端的电压均加大了一倍,据此可分析出它的最大 输出功率为
55
图5.3.5为TDA2030组成的BTL电路,除电阻R9(22 kΩ)外, 其余电路是由TDA2030组成的两个OCL电路,结构对称,元 件参数与图5.3.2(b)中的相同。
20
图5.2.2 乙类互补对称电路图解 (a) NPN管输出特性; (b) PNP管输出特性; (c)两管特性曲线合成
21
1) 输出功率Po 在电阻负载RL上,输出功率等于输出电压有效值与输出 电流有效值之积,即
(5.2.1)
22
在输入信号足够大时,可使输出电压幅值最大,输出功 率最大。此时功放管处于尽限运用状态,可忽略功放管的饱 和压降UCES,即有UCEM=UCC-UCES≈UCC,因此,最大输出 功率为
56
图5.3.5 TDA2030组成的BTL电路
57
5.4 功率放大器的应用
5.4.1 功率放大器实际应用电路 1. OCL功率放大器实际应用电路 图5.4.1为一准互补功率放大电路,它是高保真功率放大
3. 测量最大不失真输出功率 在输入端加入f=1 kHz的正弦信号ui,ui的幅度逐渐加大, 与此同时用示波器观察输出电压uo的波形,至uo最大又不出 现削波为止。用毫伏表或示波器测量负载两端的电压uo,并 由uo、RL值计算最大不失真输出功率Po实。
10
4. 测量电源供给功率 将直流电流表串入电源供电电路。电路输入端加1 kHz 正弦信号ui,逐渐加大ui的幅度,与此同时用示波器观察输 出电压uo的波形,至uo最大又不出现削波为止,然后固定ui。 读取并记录直流电流表读数ICo,记下电源供电电压UCC,计 算出电源供给功率PU实。
54
由上述分析可以看出,与OCL电路(图5.3.4(b))相比,在 相同电源电压下(图中均为UCC),BTL电路中流过负载RL的 电流及RL两端的电压均加大了一倍,据此可分析出它的最大 输出功率为
55
图5.3.5为TDA2030组成的BTL电路,除电阻R9(22 kΩ)外, 其余电路是由TDA2030组成的两个OCL电路,结构对称,元 件参数与图5.3.2(b)中的相同。
20
图5.2.2 乙类互补对称电路图解 (a) NPN管输出特性; (b) PNP管输出特性; (c)两管特性曲线合成
21
1) 输出功率Po 在电阻负载RL上,输出功率等于输出电压有效值与输出 电流有效值之积,即
(5.2.1)
22
在输入信号足够大时,可使输出电压幅值最大,输出功 率最大。此时功放管处于尽限运用状态,可忽略功放管的饱 和压降UCES,即有UCEM=UCC-UCES≈UCC,因此,最大输出 功率为
56
图5.3.5 TDA2030组成的BTL电路
57
5.4 功率放大器的应用
5.4.1 功率放大器实际应用电路 1. OCL功率放大器实际应用电路 图5.4.1为一准互补功率放大电路,它是高保真功率放大
模拟电子课件ppt
实验三:滤波电路设计与实现
总结词
掌握滤波电路的设计与实现方法
VS
详细描述
通过设计并实现滤波电路,了解滤波电路 的基本原理和分类,掌握巴特沃斯、切比 雪夫等滤波器的设计方法,理解滤波电路 在信号处理和通信系统中的应用。
06
CATALOGUE
模拟电子常见问题与解决方案
问题一:放大电路失真问题
• 总结词:放大电路失真问题通常是由于信号源内 阻、信号源负载、电源内阻和电源电压等因素引 起的。
振荡电路
总结词
振荡电路用于产生正弦波或方波等周期性信号。
详细描述
振荡电路通过正反馈和选频网络,使电路产生自激振荡, 从而输出具有一定频率和幅度的周期性信号。
总结词
振荡电路有多种类型,包括RC振荡器、LC振荡器和晶体 振荡器等。
详细描述
RC振荡器利用电阻和电容的组合产生振荡,LC振荡器利 用电感和电容的组合产生振荡,晶体振荡器则利用石英晶 体的特性产生稳定的振荡信号。
系统设计流程
需求分析
明确系统的功能需求和 技术指标,为后续设计
提供依据。
方案设计
根据需求分析,制定系 统设计方案,包括硬件 和软件架构、模块划分
等。
详细设计
对每个模块进行详细设 计,包括电路原理图、 PCB布线图、程序流程
图等。
调试与测试
对系统进行集成和测试 ,确保系统功能和性能
的正确性。
系统设计优化
问题一:放大电路失真问题
详细描述
信号源内阻过大,导致信号源无法提供足够的电流,从而使放大电路无法正常工作 。
信号源负载过大,导致信号源无法提供足够的电压,从而使放大电路无法正常工作 。
问题一:放大电路失真问题
《模拟电子电路》课件
结果评估
将实验结果与理论值进行比较,评估实验效 果。
05
模拟电子电路问题与解决 方案
常见问题分析
电源问题
电源电压不稳定或过高可能导致电子元件烧 毁。
元件老化
长时间使用可能导致电子元件性能下降或失 效。
信号干扰
外部电磁干扰可能导致电路性能下降或出现 噪声。
连接不良
电路板连接点松动或接触不良可能导致信号 丢失或噪声。
需求分析
明确电路的功能需求,确定性 能指标和参数。
参数计算
根据电路原理图,计算元件参 数和电路性能参数。
版图绘制
将原理图转化为实际电路版图 ,为后续制作电路板做准备。
电路仿真技术
模拟仿真
利用模拟方法对电路性能进行预测和评估。
数字仿真
利用数字方法对数字电路进行设计和性能评估。
混合仿真
同时对模拟和数字电路进行仿真,以实现复杂系统的设计和验证。
防静电
在干燥环境中操作时应采取防静电措施。
防高温
避免在高温环境中长时间使用电路。
THANKS
感谢观看
集成运算放大器的特点
介绍集成运算放大器的优点、分类和应用领域。
集成运算放大器的基本参数
介绍集成运算放大器的主要技术指标,如开环增益、闭环增益、带宽等。
03
模拟电子电路Βιβλιοθήκη 计电路设计流程原理图设计
根据电路功能,设计电路原理 图,选择合适的元件和电路结 构。
仿真验证
利用电路仿真软件对电路进行 仿真验证,确保电路性能符合 设计要求。
故障排查方法
电源检查
检查电源是否稳定,是否 符合电路要求。
元件替换
替换可疑元件以确定是否 为故障元件。
模电CH5资料
fH称转折频率,它也
Uo R2 Au U i R2 1
jC2
1 1 1 j R2C2
回路的时间常数τ=R2C2,令ωL=1/τ
则
fL
L 1 2 2R2C2
Uo 1 1 Au Ui 1 j (L ) 1 j ( f L ) f
Uo 1 1 Au Ui 1 j (L ) 1 j ( f L ) f
电流源电阻rce很大,约为100KΩ。
模拟电子线路基础 南京理工大学紫金学院
5 放大电路的频率响应
其形状类似Π,各元 件参数具有不同的量 纲,因此称之为混合 Π型高频小信号模型。
模拟电子线路基础
南京理工大学紫金学院
5 放大电路的频率响应
UT rbe (1 0 )re (1 0 ) I EQ
I Cbc U be ) jCbc (1 g m RL
5 放大电路的频率响应
从b’e往右看好像有一个等效电容CM
)Cbc CM (1 gm RL
电容CM称为密勒电容。这样可以把电路简化成如图所示:
模拟电子线路基础
南京理工大学紫金学院
C CM // Cbe CM Cbe
模拟电子线路基础
南京理工大学紫金学院
5 放大电路的频率响应
①rc和re分别为集电区和发射区体电
阻,它们的值比较小,常常忽略不计。
所以
rbc rbc
Cbc Cbc
模拟电子线路基础
rbe rbe
Cbe Cbe
南京理工大学紫金学院
5 放大电路的频率响应
②基区体电阻 rbb 约在50~ 300Ω之间。
A USH A USm
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vO Cutoff Forward-active mode vO Cutoff Forward-active mode
O
Saturation vI
O
Saturation vI
5.2.3 Bipolar Transistor Biasing
VCC
1. Single base resistor biasing • There are the coupling capacitors in some circuits, shown in fig. 2. DC and AC Equivalent Circuits
5.2.1 Common-Emitter Circuit
2. Determining Q-Point Using Graphical Analysis • Output load line is obtained around C-E loop. VCE=VCC-ICRc •This equation produces a straight-line relationship on output characteristic curve, the intersection provides Qpoint. We get VCEQ and ICQ
Input loop
VCC
VTH I B RTH VBE I E RE I E (1 ) I B
VCC RB RC IB
+
CB vs
+
+
RB RC iB
+
iC
+
vCE
VBE
IC
+
RB RC ib
+
ic
+
VCC
VCE
vce
VBE
vS
+
vbe
DC equivalent circuit
AC equivalent circuit
5.2.3 Bipolar Transistor Biasing 1. Single base resistor biasing
• Coupling capacitor: Acting as a short circuit in ac analysis, and as an open circuit in dc analysis • dc voltage sources : The resistance in ac analysis is zero,acting as a short circuit in ac analysis.
VBE VBE(T0 25 C ) (T T0 ) 2.2 10 3 V
Q1 Q IB iB =0 vCE/V iC/mA
T curve shifts left
2. Voltage divider biasing and biasing stability
iC/mA
vs
+
VCC RB1 CB
+
RC B IBQ
+
ICQ VCEQ
+
If voltage of b point keep unchangeable, when T changes, then Q-point will be stable.
Principle:
RB2
VBE
RE
T ICQ IE VE、VB stable VBE IBQ ICQ
# Why an amplifier must be established a appropriate dc biasing?
5.2.1 Common-Emitter Circuit
1. Determining Q-Point Using Approximation Equations • If we use this method, we must know current gain .
IB iB =0 vCE/V
Finally:
ICBO ICEO T VBE IB IC
2. Voltage divider biasing and biasing stability
(2). Voltage divider biasing a. Q-Point Stability Goal: When T changes, ICQ is stable.
VBB 1.3V
5.2.2 Basic Transistor Application
2. Amplifier • If transistor operates in forward-active mode, output waveform is sinusoidal.. • If Q-point is too high or low, output waveform is distorted.
2. Voltage divider biasing and biasing stability (1) Temperature Influences Q-Point
a. Temperature influences ICBO I CBO I CBO(T0 25 C ) e k (T T0 ) T Curves shift up b. Temperature influences input i-v
0.2 0
Active
Saturation 0.7 1.9 vI
5.2.2 Basic Transistor Application
2. Amplifier (P331) • Assume transistor operates in forward-active mode.
VBB vI VBE 0.6 vI iB RB RB
iC VCC=5V RC 5k
I C I B
(VI 0.7) RC
RB
VI
RB 150k IB
VO
=120
vO /V Cutoff
• When VI0.7V, T is cut off. • When VO= 0.2V, yield VI= 1.9V. For VI1.9V, T is saturation. • Voltage Transfer Characteristic show in Fig.
(1) Temperature Influences Q-Point
c. Temperature influences When T increases 1 °C ,
Q1 Q
increases 0.5%1.0%
When T distance between two curves become larger.
(Feedback)
(2). Voltage divider biasing
Condition of keeping VB Stability:
RB1 CB vs
+ +
VCC RC B IBQ
+
ICQ VCEQ
+
I1 >>IB , VB >>VBE
and
RB2 VB VCC is stable RB1 RB2
RB2
VBE
RE
VCC IC RTH
+
b. Find Q-Point Forming Thevenin equivalent cபைடு நூலகம்rcuit
VTH RB2 VCC RB1 RB2
IB
RC
RTH RB1 // RB 2
VTH
IE
RE
(2). Voltage divider biasing
5.2 DC Analysis of Transistor Circuits What are DC and AC Analyses?
There are two kinds of quantities in the circuit. One is a dc quantity, other is a ac signal, so we use the different notation to represent them. E.g. IB , VBE__DC values ib , vbe__Instantaneous ac values iB , vBE__Total instantaneous values iB=IB+ib , vBE=VBE+vbe Ib , Vbe__phasor values
VCC=5V iC ΔvI
+ +
v O VCC iC RC VCC i B RC 2.6 4( v I )
RB 150k iB
RC 5k
vO
AC component Voltage gain
vO 4(vI ) vO 4 Av vI
=120
iC
VCC Rc Q Slope IB Q 1 Rc
ICQ
VCEQ
VCC
vCE
5.2.2 Basic Transistor Application
1. Voltage Transfer Characteristic (P312)
VI VBE IB RB
VO 5 I C RC 5
VBB VBE IB RB
RB
+
B
+
C
IC RC
+
IB
VBE E
I C I B VCE VCC I C RC
O
Saturation vI
O
Saturation vI
5.2.3 Bipolar Transistor Biasing
VCC
1. Single base resistor biasing • There are the coupling capacitors in some circuits, shown in fig. 2. DC and AC Equivalent Circuits
5.2.1 Common-Emitter Circuit
2. Determining Q-Point Using Graphical Analysis • Output load line is obtained around C-E loop. VCE=VCC-ICRc •This equation produces a straight-line relationship on output characteristic curve, the intersection provides Qpoint. We get VCEQ and ICQ
Input loop
VCC
VTH I B RTH VBE I E RE I E (1 ) I B
VCC RB RC IB
+
CB vs
+
+
RB RC iB
+
iC
+
vCE
VBE
IC
+
RB RC ib
+
ic
+
VCC
VCE
vce
VBE
vS
+
vbe
DC equivalent circuit
AC equivalent circuit
5.2.3 Bipolar Transistor Biasing 1. Single base resistor biasing
• Coupling capacitor: Acting as a short circuit in ac analysis, and as an open circuit in dc analysis • dc voltage sources : The resistance in ac analysis is zero,acting as a short circuit in ac analysis.
VBE VBE(T0 25 C ) (T T0 ) 2.2 10 3 V
Q1 Q IB iB =0 vCE/V iC/mA
T curve shifts left
2. Voltage divider biasing and biasing stability
iC/mA
vs
+
VCC RB1 CB
+
RC B IBQ
+
ICQ VCEQ
+
If voltage of b point keep unchangeable, when T changes, then Q-point will be stable.
Principle:
RB2
VBE
RE
T ICQ IE VE、VB stable VBE IBQ ICQ
# Why an amplifier must be established a appropriate dc biasing?
5.2.1 Common-Emitter Circuit
1. Determining Q-Point Using Approximation Equations • If we use this method, we must know current gain .
IB iB =0 vCE/V
Finally:
ICBO ICEO T VBE IB IC
2. Voltage divider biasing and biasing stability
(2). Voltage divider biasing a. Q-Point Stability Goal: When T changes, ICQ is stable.
VBB 1.3V
5.2.2 Basic Transistor Application
2. Amplifier • If transistor operates in forward-active mode, output waveform is sinusoidal.. • If Q-point is too high or low, output waveform is distorted.
2. Voltage divider biasing and biasing stability (1) Temperature Influences Q-Point
a. Temperature influences ICBO I CBO I CBO(T0 25 C ) e k (T T0 ) T Curves shift up b. Temperature influences input i-v
0.2 0
Active
Saturation 0.7 1.9 vI
5.2.2 Basic Transistor Application
2. Amplifier (P331) • Assume transistor operates in forward-active mode.
VBB vI VBE 0.6 vI iB RB RB
iC VCC=5V RC 5k
I C I B
(VI 0.7) RC
RB
VI
RB 150k IB
VO
=120
vO /V Cutoff
• When VI0.7V, T is cut off. • When VO= 0.2V, yield VI= 1.9V. For VI1.9V, T is saturation. • Voltage Transfer Characteristic show in Fig.
(1) Temperature Influences Q-Point
c. Temperature influences When T increases 1 °C ,
Q1 Q
increases 0.5%1.0%
When T distance between two curves become larger.
(Feedback)
(2). Voltage divider biasing
Condition of keeping VB Stability:
RB1 CB vs
+ +
VCC RC B IBQ
+
ICQ VCEQ
+
I1 >>IB , VB >>VBE
and
RB2 VB VCC is stable RB1 RB2
RB2
VBE
RE
VCC IC RTH
+
b. Find Q-Point Forming Thevenin equivalent cபைடு நூலகம்rcuit
VTH RB2 VCC RB1 RB2
IB
RC
RTH RB1 // RB 2
VTH
IE
RE
(2). Voltage divider biasing
5.2 DC Analysis of Transistor Circuits What are DC and AC Analyses?
There are two kinds of quantities in the circuit. One is a dc quantity, other is a ac signal, so we use the different notation to represent them. E.g. IB , VBE__DC values ib , vbe__Instantaneous ac values iB , vBE__Total instantaneous values iB=IB+ib , vBE=VBE+vbe Ib , Vbe__phasor values
VCC=5V iC ΔvI
+ +
v O VCC iC RC VCC i B RC 2.6 4( v I )
RB 150k iB
RC 5k
vO
AC component Voltage gain
vO 4(vI ) vO 4 Av vI
=120
iC
VCC Rc Q Slope IB Q 1 Rc
ICQ
VCEQ
VCC
vCE
5.2.2 Basic Transistor Application
1. Voltage Transfer Characteristic (P312)
VI VBE IB RB
VO 5 I C RC 5
VBB VBE IB RB
RB
+
B
+
C
IC RC
+
IB
VBE E
I C I B VCE VCC I C RC