电路基础与模拟电子技术(李树雄)第五章

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模拟电子技术基础(国防科技大学出版)社第五章习题答案

习题一、填空题1.一放大电路输入电压为1mV，输出电压为1V。

加入反馈后，为达到同样输出时需要的输入电压为10mV，该电路的反馈深度为，反馈系数为。

2.电压串联负反馈稳定的放大倍数；电流串联负反馈稳定放大倍数；电压并联负反馈稳定放大倍数；电流串联负反馈倍数放大倍数。

3.串联负反馈只有在信号源内阻时，其反馈效果才显著；并联负反馈只有在信号源内阻时，其反馈效果才显著。

4.已知负反馈放大电路的闭环增益为40dB,基本放大电路的开环增益变化10%，闭环增益相应变化1%，则电路的开环增益为dB。

5.为了稳定输出电流，应引入反馈；为了稳定输出电压，应引入反馈；为了降低输出电压，应引入反馈；为了稳定静态工作点，应引入反馈；为了提高输入电阻，应引入反馈；为了降低输出电阻，应引入反馈。

6.直流负反馈的作用是，交流负反馈的作用是，交流电压负反馈的作用，交流电流负反馈的作用是。

7.某传感器产生的电压信号，经过放大器后希望输出电压与电流信号成正比，这个放大电路应选用反馈。

8.在反馈深度比较深的情况下，多级负反馈放大电路可能产生，为了消除这种影响，可在负反馈放大电路中接入电路。

二、选择题1.负反馈所能抑制的干扰和噪声是（）。

A.输入信号所包含的干扰和噪声B.反馈环内的干扰和噪声C.反馈环外的干扰和噪声D.输出信号中的干扰和噪声2.多级负反馈放大电路容易产生自激振荡的原因是（）。

A.各级电路的参数很分散B.环路增益大C.闭环增益大D.放大器的级数多3.一个单管共射放大电路如果通过电阻引入负反馈，则（）。

A.一定会产生高频自激B.可能产生高频自激C.一般不会产生高频自激D.一定不会产生高频自激4.为了实现下列目的，分别引入以下两种反馈的一种A.直流负反馈B.交流负反馈（1）为了稳定静态工作点，应引入（）；（2）为了稳定放大倍数，应引入（）；（3）为了改变输入电阻和输出电阻，应引入（）；（4）为了展宽频带，应引入（）。

5.交流负反馈有以下几种情况：A.电压B.电流C.串联D.并联（1）为了稳定放大电路的输出电压，应引入（）负反馈。

电子技术基础模拟部分_部分5

电子技术基础模拟部分_部分5.txt这世界上除了我谁都没资格陪在你身边。

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;J\结仁 1 BJT 是由两个 PN 结组成的三端有源器件,分 NPN 和 PNP 两种类型, 它的三个端子分别称为发射极 e ,基极 b 和集电极 c .由于硅材料的热稳定性好,因而硅 BJT 得到广泛应用.口表征 BJT 性能的有输入和输出特性,均称之为 V-I 特性,其中输出特性用得较多.从输出特性上可以看出,用改变基极电流的方法可以控制集电极电流,因而 BJT 是一种电流控制器件.口 BJT 的电流放大系数是它的主要参数,按电路组态的不同有共射极电流放大系数β和共基极电流放大系数α之分.为了保证器件的安全运行,还有几项极限参数,如集电极最大允许功率损耗 P CM 和若干反向击穿电压,如 V(BR)CER 等,使用时应当予以注意.. BJT 在放大电路中有共射,共集和共基三种组态,根据相应的电路输出量与输入量之间的大小与相位的关系,分别将它们称为反相电压放大器,电压跟随器和电流跟随器.三种组态中的 BJT 都必须工作在发射结正偏,集电结反偏的状态.口放大电路的分析方法有图解法和小信号模型分析法,前者是承认电子器件的非线性,后者则是将非线性特性的局部线性化.通常使用图解法求 Q 点,而用小信号模型分析法求电压增益,输入电阻和输出电阻.'口放大电路静态工作点不稳定的原因主要是由于受温度的影响.常用的稳定静态工作点的电路有射极偏置电路等,它是利用反馈原理来实现的.口频率响应与带宽是放大电路的重要指标之一.用混合 H 形等效电路分析高频响应,而用含电容的低频等效电路分析低频响应,二者的电路基础则是RC 低通电路和 RC 高通电路. 口瞬态响应和频率响应是分析放大电路的时域和频域的两种方法,二者从各自的侧面反映放大电路的性能,存在内在的联系,互相补充.工程上以频域分析用得较普遍.一4. 14. 1. 1半导体三极管测得某放大电路中 BJT 的三个电极 A , B , C 的对地电位分别为 V A = - 9 V ,185习题VB = - 6 V , Vc = - 6. 2 V ,试分析 A , B , C 中哪个是基极 b ,发射极 e ,集电极c ,并说明此 BJT 是 NPN 管还是 PNP 管.4. 1. 2某放大电路中 BJT 兰个电极 A , B , C 的电流如A图题 4. 1. 2 所示,用万用表直流电流挡测得 I A = -2 mA , 1.= - O. 04 mA , 1c = + 2. 04 mA ,试分析 A , B , C 中哪个是基极 b ,发射极 e ,集电极 C ,并说明此管是 NPN 还是 PNP 管,它的画=?4. 1. 3V(BR1CEO=30 V ,若它的工作电压基本共射极放大电路某 BJT 的极限参数 ICM = 100 mA , P CM = 150 mW ,BV CE= 10CV ,则工作电流 IC图题 4.不得超过多大?若工作电流 IC 应为多少?= 1 mA ,则工作电压的极限值1. 24.2 4.2.1试分析图题 4. 2. 1 所示各电路对正弦交流信号有无放大作用,并简述理由(设 ,各电容的容抗可忽略).VccRC+ +VjRC,TVo-RbVcc←斗+V: 11+Cb1TVo(a)Vcc(b)IIR b+VjTCb2r,+.+Vo.,Cb111+'KTVccVoVjI l J( b..J…… VBB(c)图题 4.(d)2. 1V4.2.2电路如图题 4.2.2 所示,设 BJT 的β= 80 , VBE = O. 6, 1CEü' VCES 可忽略不计,试分析当开关 s 分别接通 A , B , C 三位置时, BJT 各工作在其输出特性曲线的哪个区域. 并求出相应的集电极电流 IC .4.2.3测量某硅 BJT 各电极对地的电压值如下,试判别管子工作在什么区域.4186双极结j'!极管及放大电路基础UV40kfl 114kflsCA Tβ=8012V图题 4.2.2(a) Vc =6V(c) Vc = 6 V (e) Vc =3.6VV.=0.7VVE=OV VE =5.4 V VE =3.4 V(b) Vc =6V (d) Vc =6 VV. =2 VV[ = 1. 3 VV =6 VV.=4VV. =4 VV[=3.6V4.3放大电路的分析方法当 ic = 10 mA 和 ic=4.3.1BJT 的输出特性如图题 4.3.1 所示.求该器件的β值;20 mA 时,管子的饱和压降 V CES 为多少? 4.3.2 4.3.3设输出特性如图题 4. 3. 1 所示的 BJT 接人图题 4.3.2 所示的电路,图中 Vcc=15 V. R , = 1. 5 kO. i. = 20μA. 求该器件的 Q 点.若将图题 4.3.1 所示输出特性的 BJT 接成图题 4.3.2 的电路,并设 V cc = 12 V , R , = 1 kO. 在基极电路中用 V.. = 2.2 V 和 Rb =50 kO 串联以代替电流源 iBO 求该电路中的I町, lCQ 和 V c 凹的值,设 V. EQ = 0.7V4.3.4设输出特性如图题 4.3.1 所示的 BJT 连接成图题 4.3.2 所示的电路,其基极端上接 V.. =3.2 V 与电阻 Rb =20 kO 相串联,而 Vcc =6V. R, =2000. 求电路中的 lBQ , lCQ和 V CEQ 的值,设 V BEQ =0.7 V .ic/mA 20~VCCLI..LRc10Hi B :10μA/级[EBTi B =10μA.5图题 4.10vcEN图题 4.3.2187习题4.3.5求:电路如图题 4.3.5a 所示,该电路的交,直流负载线绘于图题 4.3.5 b 中,试(1)电源电压 V cc 静态电流 I BQ , I CQ 和管压降 V CEQ 的值 ;(2) 电阻矶, Rc 的值;(3) 输出电压的最大不失真幅度; (4) 要使该电路能不失真地放大,基极正弦电流的最大幅o(a)图题 4.3.5123.4(b)564.3.6 4. 3. 7 4.3.8设 PNP 型硅 BJT 的电路如图题 4.3.6 所示. 问%在什么变化范围内,使 T 工作在放大区?令β= 100 .在图题 4.3.6 中,试重新选取 R. 和 Rc 的+VEE +10V值,以便当 V B= 1 V 时,集电极对地电压 V c =0 .R.画出图题 4.3.8 所示电路的小信号等效电10kQ路,设电路中各电容容抗均可忽略,并注意标出电压,电流的正方向.TVB4.3.9单管放大电路如图题 4.3.9 所示,已知BJT 的电流放大系数β= 50 0 (1)估算 Q 点; (2) 画出简化 H 参数小信号等效电路 ;阻 r b .;(3) 估算 BJT 的输入电Rc 5kQ喇-V(4) 如输出端接入 4 kn 的电阻负载,计算 AE=几/Uz 及 Al" = vol叭.-10V4. 3. 10放大电路如图题 4.3.5a 所示,已知 V CC;l!:图题 4.3.6= 12 V. BJT 的β= 20 .若要求人,100. 1CQ = 1 mA.= - 0.7 V 0 (1) 试估算该试确定凡, Re 的值,并计算 VCEQ 0 设 R L = ∞.4. 3. 11电路如图题 4. 3. 11 所示,已知 BJT 的β= 100.VBEQ电路的.点; (2) 画出简化的 H 参数小信号等效电路;电阻 R , ,输出电阻 R.;(3) 求该电路的电压增益 A , ,输入(4) 若钞.中的交流成分出现图题 4.3.11b 所示的失真现象,间是截止失真还是饱和失真?为消除此失真,应调整电路中的哪个元件?如何调整?4.3.12在图题 4.3.12 所示电路中,设电容 C 1 , C 2 ,乌对交流信号可视为短路."(1)写出静态电流 I CQ 及电压 V CEQ 的表达式 ; (2) 写出电压增益 A , ,输入电阻 R,和输出电阻R .的表达式; (3) 若将电容 C ,开路,对电路将会产生什么影响?4188双极结 ifjj 三极普及放大唱路基础Vcc<? VccRb1HcbltFEVRcCb2 + +UI.Rb2H+4 Cb1Rb14, cCb2 卡→TVolaKT(a)RLU.飞II Rb2nR e(b)VccaCb1 ←斗+ Rb31 UZRb1EVccRcTCb23 1+lCRb1工o +Vo+.R. 1TTRb2(c)IIR'2F-ur e,J叫ZYiTIIR.h(d)牛 Rb2T C2Vo图题 4.3.8300Rcco M『12V.育VccE23μ+ISOOOViV.Rs+sîμFUO+ r--图题 4.3.94.4 4.4.1放大电路静态工作点的稳定问题电路如图题 4.4.1 所示,如 Rb = 750 k!1,R , = 6. 8k !1,采用 3DG6 型 BJT:(1)当 T = 25 'c时, β=60 , VBE =0.7 V ,求 Q 点; (2) 如β随温度的变化为 0.5%/ 吃,而V BE 随温度的变化为-2 rnV /'C ,当温度升高至 75 'C时,估算 Q 点的变化情况; (3) 如温度189习题UsOt(a)图题 4.(b)3. 11维持在 25 'c不变,只是换一个β= 115 的管子 , Q 点如何变化,此时放大电路的工作状态是否正常?RcRb.50μF++ +UITUovs图题 4.3.12图题 4.4.14.4.2 4.4.3如图题 4.4.2 所示的偏置电路中,热敏电阻 R , 具有负温度系数,问能否起到稳定工作点的作用?射极偏置电路如图题 4.4.3 所示,已知β=60 0 (1) 用估算法求.点; (2) 求输入电阻 T b ,; (3) 用小信号模型分析法求电压增益 A ,; (4) 电路其他参数不变,如果要使VCEQ = 4 V ,问上偏流电阻为多大?4.4.4在图题 4.4.4 所示的放大电路中,设信号源内阻 R , =600Q , BJT 的β= 50 .(1)画出该电路的小信号等效电路;(2) 求该电路的输入电阻 RE 和输出电阻 Ro; (3) 当飞=15 mV 时,求输出电压 V o .1904双极结ZEZ 极管及放大电路基础VccRbl RblVccRcTTRb2R b2(a)~(b)图题 4.4.2……Ln12V 11+ +Vcc 16 V60 knll.3knA30μF33 kn I I +Rs了叶l++T30μF3DG4 6km I v +1l200n 10knn+OUS.lkn,tyi20 knll2kn 内-.Vs._- - -图题 4.4.3图题 4.4.44.4.5 100在图题 4.4.5 所示的电路中,飞为正弦波小信号,其平划值为 0 , BJT 的β=(1) 为使发射极电流 I EQ 约为 1 mA ,求 R. 的值; (2) 如需建立集电极电位 V CQ 为+5 V ,求 R ,. 的值 ; (3)R j =5 kn ,求 A"s .电路中的 C b1 和 C b2 的容抗可忽略,取 R , =500n .4.4.6 4.5 4.5. 1请改正 O电路如图题 4.4.6 所示,设β= 100 ,共集电极放大电路和共基极放大电路VBEQ = O. 7 V 0 (1) 估算 Q 点; (2) 求电压增益 A , ,输入电阻 R; 和输出电阻 R() 0图题 4. 5. 1 所示电路属于何种组态?其输出电压飞的波形是否正确?若有错,4.5.2在图题 4.5.2 所示的电路中,已知 Rb = 260 kn , R,. = R L = 5. 1 kn , R , = 500 n ,VEE = 12 V , β=50 ,试求: (1)电路的 Q 点; (2) 电压增益 A , ,输入电阻 R; 及输出电阻 Ro; (3 )若 z飞= 200 mV ,求 V oO 4.5.3电路如图题 4.5.3 所示,设β=100 ,试求: (1) Q 点; (2) 电压增益 4 时=川/飞和 A ,.~2 = 1.1 02 1飞; (3) 输入电阻 R;; (4) 输出电阻 R" 和 R o20~191习题15VRcCbj+TR,Cb2UsUoRLRe一 15V图题 4.4.515V'10kQURcCb2nR L 10kQRCbjV 巾..v.' s+1I,l00kQRb 日BRe1 160Q10kQ -15V图题 4.4.6R e2工 eCRjnU1Re甲VoU.Vi,.+l,1/飞 OE,IR 3-1I R2OtVcc图题 4.5.14192双极结~三极管及放大电路基础图题 4.5.2图题 4.5.34.5.4共基极电路如图 4.5.4 所示.射极电路里接入一恒流源,设β=100 , RS=0 , RL= ∞.试确定电路的电压增益,输入电阻和输出电阻.+飞 iaLEA+15V7' ,, 二b QT'干+Us1. 01 mARLREV EE一 15V 图题 4.5.4RO4.5.5电路如图题 4.5.5a 所示 o BJT 的电流放大系数为β ,输入电阻为 r be ,略去了偏置电路.试求下列三种情况下的电压增益 A , ,输入电阻 RE 和输出电阻 Ro: ① ue220 ,从集电极输出:②飞 120 ,从集电极输出;③ V s2 = 0 ,从发射极输出.并指出上述①,②两种情况的相位关系能否用图 b 来表示?符号" + "表示同相输入端,即飞和 V. 同相,而符号 '-"表示反相输入端,即飞和 V b 反相.4.5.6电路如图题 4.5.6 所示,设 BJT 的β=100 0 (1)求各电极的静态电压值 V BQ ,(3) 若 Z 端接地, X 端接信号源且 R , = 10 kO , Y 端接一 10 kO (4) 若 X 端接地, z 端接 -Rs=200Q 的信号电压V EQ 及 V CQ ; (2) 求 r b 的值;的负载电阻,求 A ,,(飞 Iv ,);V"Y 端接一 10 kO 的负载电阻,求 A ,, (v ,l v.); (5) 若 Y 端接地, X 端接一内阻 R , 为 1000 的信号电压叭, Z 端接一负载电阻 1 kO ,求 A ,,( v ,l v ,) .电路中容抗可忽略.4.6组合放大电路193习题RcTEb+1V'l,-e'Ece-'".,V 2,(a)图题 4.(b)5. 54. 6. 1电路如图题 4. 6. 1 所示.设两管的β= 100 , VBEQ =0.7 V ,试求 :(1)ICQ1 ,V CEQ1 , lCQ2 , VCEQ2; ( 2 ) A ,1 , A'2 , A , , R,和 Ron 8knRcx .I+V +lVR c2470n.y'VoT H+R lO'kn2JO VBB=6V11'ET+11I E Iι三 IE=lmA. ZV,斗JEj01ξ方工 CeEVEE -lOV图题 4.5.6-15V图题 4.6.14.6.2电路如图题 4.6.2 所示.设两管的β= 100 , VBEQ = 0.7 V 0 (1)估算两管的 Q 点(设 1 BQ2 <<1CQI ); ( 2 )求 A , R,和 R. .4.6.3电路如图题 4.6.3 所示.设两管的特性一致, β1=β2 = 50 ,VBEQI= VBEQ2 = O. 7 V .(1)试画出该电路的交流通路,说明 T ,, T 2 各为什么组态 ; (2) 估算 1CQI , V c 町, 1CQ2 ,VCEQ2 (提示:因 V BEQ1 = V BE 侣,故有 1 BQI = 1BQ2 ); (3) 求 A ,. , Ri 和 R. .4. 74.7. 1放大电路的频率响应某放大电路中 A. 的对数幅频特性如图题 4.7. 1 所示.( 1 )试求该电路的中频电压增益 IAVMI ,上限频率 fH ,下限频率儿; (2) 当输入信号的频率 f=fL 或 JλI 时,该电路实际的电压增益是多少分贝?4194双极结ZE 三极管及放大电路基础15 V'33 kn30μFu IEk..Ev"T2+.U, 7.5 k Ql I……Y+3.3 kQ114.7 kQllv on50μF图题 4.6.26VV1T12.2kQVoRc2kQRe图题 4.6.3201g1 Av 1/ dB40 卜,飞20dB/十倍频程1"0-20dB/ 十倍频程20r: 102.14.7.210410610 810 10 11H z图题 4.7. 1已知某放大电路电压增益的频率特性表达式为l叫圣v(1+jL)(1+JL) 10 J\ 10'J…(式中/的单位为 Hz)J试求该电路的上,下限频率,中频电压增益的分贝数,输出电压与输入电压在中频区的相位差.4.7.3一放大电路的增益函数为195习题A(s) =10 一一 s 一一s+2 τ×一-1 + s/2 节X 106试绘出它的幅频响应波特图,并求出中频增益,下限频率 fl 和上限频率 fH 及增益下降到 1时的频率.4.7.4一单级阻容精合共射放大电路的通频带是 50 Hz - 50 kHz ,中频电斥增益IA 川 I = 40 dB. 最大不失真交流输出电压范围是 -3V-+3V o (l)若输入一个 10sin( 4τ×10 t) (mV) 的正弦波信号,输出波形是否会产生频率失真和非线性失真?若不失真,则输出3电压的峰值是多大?#.与-L; 间的相位差是多少? (2) 若 V , = 40sin( 4τx 25复回答( 1 )中的问题; (3) 若 t'; = JOsin ( 4τx 504.7. 5X 3X10 t) ( m V) ,重310 t) ( m V) ,输出波形是否会失真?电路如图 4.7.5 所示,已知 BJT 的β=50 , '".=0.72 kno (1) 估算电路的 F 限频率; (2) I V'm I = 10 m V ,且 f=fL' 则 I V"m I = ?飞与 V,间的相位差是多少?一 12V91KQU C1R b1<112.5knCRc2lL工lμF+才1l00n R b24rlknTVoHRL 5.1 knVs( 1)..L C.寸+50μF图题 4.7.54.7.6 4.7.7'b'一高频 BJT ,在 ICQ = 1. 5 mA 时,测出其低频 H 参数为:,be= 1. 1 kn , β.= 50 ,特征频率 fT = 100 MHz , C bν =3 pF ,试求混合 H 形模型参数 gm ,气 'e" T bb ,, C b ,..电路如图题 4.7.5 所示, BJT 的β=40 ,矶, =3 pF ,孔,= 100 pF ,'w = 100 n ,, =I k!lo (a) 画出高频小信号等效电路,求上限频率 fH; (b) 如 R L 提高 10 倍,问中频区4.7.8电路如图 4.4.1 所示(射极偏重电路) ,设信号源内阻 Rsz5KQ ,电路参数为:电压增益,上限频率及增益-带宽积各变化多少倍?Rbl = 33 kn , R b2 = 22 kn , R 俨 =3.9 kn , R , =4.7 n , R L =5.1 kn ,在 R , 两端并接一电容ce=50μF , V Cc =5V , 1问臼 0.33 mA , β.= 120 , '回= 300 kn , '''1>' = 50 n , fT = 700 MHz 及C'>'c = 1 pF .求: (1) 输入电阻 R ,; (2) 中频区电压增益 IA""I;(3) 上限频率 fH 4.7.9限频率.在题 4.7.8 所述放大电路中, C b, = C b2 = 1μF ,射极旁路电容 Ce =10μF ,求下 4. 84. 8. 1单级放大电路的瞬态晌应若将一宽度为 1 仰的理想脉冲信号加到一单级共射放大电路(假设只有一个时4196双极结型三极管及放大电路基础间常数)的输入端,画出下列主种情况下的输出波形.设 V m 为输入电压最大值 : (1) 频带为 80MHz; (2) 频带为 10 MHz; (3) 频带为 1 MHz o (假设λ=0)电路如图题 4.8.2 所示.(1)当输入方波电流的频率的 200 Hz 时,计算输出电4.8.2压的平顶降落; (2) 当平顶降落小于 2% 时,输入方波的最低频率为多少?Vcc4kn+RCCb10μFUOtsRL 2kn图题 4.8.24.9SPICE 习题SP4. 9. 1电路和参数与例 SPE4. 9. 1 中图 4. 4. 1 相同,设信号源内阻 R, =0 .试运用SPICE 作如下分析: (1)当正弦电压信号源 c 的频率为 1 kHz ,振幅为 10 mV 时,求输入,输出电 ff 波形; (2) 求电压增益的幅频响应和相频响应; (3) 求电路的输入电阻 RE 和输出电阻 R..SP4.9.2电路如图 4.3.7 所示.设 BJT 的型号为 2 N2222 ,Vcc = 5 V , Cbl =1μF ,R J, = 1 M!l. R, = 3. 3 k!l, R 唁 =0 及β= 210 0 去摊 C b2 和 RL' 负载电容 C L =4 pF ,直接接到jBJT 的集电极和地之间.当输入电压信号飞为 -5mV-+5mV 的正负方波,其周期分别为100 ms 和 O. 1 ms 时,求凡的波形 O SP4.9.3试用 SPICE 程序求解题 4:7.2 的答案 O197习题国上一章分析了双极型三极管( BJT) 及其放大电路. 本章将介绍第二种主要类型的三端放大器件:场效应管① (FET) 0 FET 有两种主要类型:金属-氧化物-半导体场效应管 (MOSFET②)和结型场效应管 (JFET③).由于 MOSFET 制造工艺的成熟使它的体积可以做得很小,从而可以制造高密度的超大规模集成( VLSI) 电路和大容量的可编程器件或存储器. 结型 FET 中的结可以是一个普通的 PN 结,构成通常所说的JFET; 也可是一个肖特基 (Schottky) 势垒栅结,构成一个金属-半导体场效应管,即 MESFET④ o MESFET 可用在高速或高频电路中,例如微波放大电路.本章先介绍 MOSFET 的结构和工作原理,然后再讨论 FET 放大电路的三种组态形式:共源极,共漏极和共栅极结构. MOSFET 体积很小,在集成电路放大器中,常用增强型或耗尽型 MOSFET做成电流源作为偏置电路或有源负载.因此,带有源负载的放大电路也是本章讨论的内容之一,读者应予以足够的重视. JFET 放大电路相对应用较少,因此本章将它放到较次的位置. 应当 i主意到,与 BJT 的导电机制不同, FET 只有一种载流子一一电子或空穴导电,故称 FET 为单极型器件. 此外, BJT 属电流控制电流型器件,对应的 FET 是电压控制电流型器件,而 20 世纪初发展起来的电真空器件同属电压控制电流型器件,人们不禁要问, FET 为何不跨越 BJT 而直接从电真空器件过渡?这是由微电子电路的制造工艺所决定的.①②③④也称"场效晶体管"飞. MOSFET 系 Metal - Oxide - Semiconductor Field Effect Transistor 的缩写. JFET 系 Junction Field Effect Transistor 的缩写.MESFET 系 Metal- Semiconductor Field Effect Transistor 的缩写.5198场效应管放大电路'-MOS场效应管是一种利用电场效应来控制其电流大小的半导体器件 . 这种器件不仅兼有体积小,重量轻,耗电省,寿命长等特点,而且还有输入阻抗高,噪声低,热稳定性好,抗辐射能力强和制造工艺简单等优点,因而获得了广泛的应用,特别是 MOSFET 在大规模和超大规模集成电路中占有重要的地位 .结型场效应管金属氧化物半导体场效应管场效应管的种类很多,按基本结构来分,主要有两大类:MOSFET 和JFET . 在 MOSFET 中,从导电载流子的带电极性来看,有 N( 电子型)沟道MOSFET 和 P ( 空穴型)沟道 MOSFET; 按照导电沟道形成机理不同, NMOS 管和 PMOS 管又各有增强型(简称 E 型)和耗尽型(简称 D 型)两种 . 因此, MOS FET 有四种 :E 型 NMOS 管, D 型 NMOS 管, E 型 PMOS 管, D 型 PMOS 管 .5. 1. 11.N 沟道增强型 MOSFET结构N 沟道增强型 MOSFET 的结构,简图和代表符号分别如图 5. l. 1a , b 和c 所示 . 它以一块掺杂浓度较低,电阻率较高的 P 型硅半导体薄片作为衬底,利用扩散的方法在 P 型硅中形成两个高掺杂的 N+ 区 . 然后在 P 型硅表面生长一层很薄的二氧化硅绝缘层,并在二氧化硅的表面及 N+ 型区的表面上分别安置三个铝电极一→一栅极 g ,源极 s 和漏极 d ① ,就成了 N 沟道增强型MOS 管 . 场效应管的三个电极 g , s 和 d ,分别类似于 BJT 的基极 b ,射极 e 和集电极 c .由于栅极与源极,漏极均无电接触,故称绝缘栅极 . 图 5. l. 1c 是 N 沟道增强型 MOSFET 的符号 . 箭头方向表示由 P( 衬底)指向 N( 沟道) ,图中垂直短画线代表沟道,短画线表明在未加适当栅压之前漏极与游,极之间无导电沟道 .图 5. 1. 1a 中还标出了沟道长度 L( 一般为 o. 5 - 10μm) 和宽度 W( 一般为0.5 - 50μm ) , L 的典型值小于 1μm ,这说明 MOSFET 是一个很小的器件 . 而氧化物的厚度儿的典型值在 400i ( 0.4①×lo -7m) 数量级以内 .栅极 , 源极和漏极的英文全称分别为 Gate , Source 和 Drain =5. 1199金属 -氧化物 - 半导体 ( MOS ) 场效应营绝缘体沟道栅极 g二氧化硅绝缘层(Si0 2 )铝电极(Al)P 型衬底源极 s 漏极 d(a)铝源极 s栅极 g漏极 dd铝棚g.Bs层p 型硅衬底B 衬底引线(b)(c)N 沟道增强型 MOSFET 结构及符号图 5. 1. 1( a) 结构( b ) 简图(纵剖面图 )(c)电路符号2.工作原理( 1 ) v cs=0 ,没有导电沟道在图 5. 1. 2a 中,当栅源短接(即栅源电压 V cs = 0) 时,源区 (W 型),衬底 (P 型)和漏区 (W 型)就形成两个背靠背的 PN 结,无论 V DS 的极性如何,其中总有一个 PN 结是反偏的 . 如果惊极 s 与衬底 B 相连且接电源 VDD 的负极,漏极接电源正极时,漏极和衬底间的 PN 结是反偏的,此时漏源之间的电阻的阻值很大,可高达1012fl 数量级,也就是说, d , s 之间没有形成导电沟道,因此, in=0 .(2) VCS ~VT 时, 出现 N 型沟道如图 5. 1. 2b 所示,当 UDS =O ,若在栅源之间加上正向电压(栅极接正,源极接负) ,则栅极(铝层)和 P 型硅片相当于以二氧化硅为介质的平板电容器,在正的栅源电压作用下,介质中便产生了一个垂直于半导体表面的由栅极指向P 型衬底的电场(由于绝缘层很薄,即使只有几伏的栅源电压 V CS ' 也可产生高达10 _10 V /c m 数量级的强电场) ,但不会产生气 . 这个电场是排斥空穴而吸200565场效应管放大电路引电子的,因此,使栅极附近的 P 型衬底中的空穴被排斥,留下不能移动的受主离子(负离子) ,形成耗尽层,同时 P 型衬底中的少子(电子)被吸引到栅极下的衬底表面.当正的栅摞电压到达一定数值时,这些电子在栅极附近的 P型硅表面便形成了一个 N 型薄层,称之为反型层,这个反型层实际上就组成了源,漏两极间的 N 型导电沟道.由于它是栅源正电压感应产生的,所以也称感生沟道(见图 5. 1. 2b) .显然,栅源,电压 V GS 的值愈大,则作用于半导体表面的电场就愈强,吸引到 P 型硅表面的电子就愈多,感生沟道将愈厚,沟道电阻的阻值将愈小.这种在 V GS = 0 时没有导电沟道,而必须依靠栅源电压的作用,才形成感生沟道的 FET 称为增强型 FET .图 5. 1.了增强型 FET 在 V GS =0 时沟道是断开的特点.1c中的短画线即反映一旦出现了感生沟道,原来被 P 型衬底隔开的两个 N+ 型区就被感生沟道连通了.因此,此时若有漏洒,电压 V 肘,将有漏极电流 iD 产生.二应盟主最累虫庄s二氧化ltD,-AUEg耗尽层PB 衬底引线耗尽层 N? 生)沟道B 衬底引线(a)(b)sdll主禾IDs|iN+(感生)沟道PB 衬底引线PB 衬底引线(c)(d)图 5. 1. 2N 沟道增强型 MOSFET 的基本工作原理示意图(a)vGS=ü时,没有导电沟道( b) V GS 主 VT 时,出现 N 型沟道( c) VGS >町 , VDS 较小时. 'n 迅速增大(d)V GS> VTψns 较大出现夹断时. 'n 趋于饱和5. 1201金属-氢化物-半导体 (MOS) ;场效应营作用下开始导电时的栅惊电压 V cs 叫做开启电压 VT ①.因此,当 l7r;s <矶, iD 坦0 ,场效应管 t 作于输 tfi 特性 IMl 线的截止区(靠近横坐标处) ,如图 5. 1. 3a 所示.(3) 可变电阻区和饱和区的形成机制当 1; 4 ,, = V"叭> Vr , 如图 5. l. 2c 所示,外加较小的l7 DS 时,漏极电流 in 将随川同 1: 升迅速增大,与此相对应,反映在输出特性上就如图 5. 1. 3a 所示的 OA 段, 输出特性曲线的斜率较大.但随着 V D:-. 上升,由于沟道存在电位梯度,因此沟道厚度是不均匀的:靠近 i原端厚,靠近漏端薄,即沟道呈模形.当l7 0S 增大到一定数值(例如V(;n = 1J GS-Vn~llT)' 这时靠近漏端反型层消失 ,V DS 继续增加,将形成夹断区(反型层消失后的耗尽区 ),夹断点向源极方向移动,如图 5. 1. 2d 所示〉值得注意的是,虽然沟道夹断,但耗尽区中仍可有电流通过,只有将沟道全部夹断,才能使 iN=OQ 只是当 U 阴继续增加时 , Vos 增加的部分主要降落在夹断区,而降稽在导l毡沟道上的电压基本不变,因而1i DS t 升, iD 趋于饱和,这时输出特性曲线的斜率变为 0 ,即由可变电阻区进入饱和民(见图 5. l. 3a 中的 AB 段) c 我们常将这种夹断称为预夹断.预夹断的临界条件为l7 GnUD-=th=1iGS - !!DS=VT或预夹断临界点轨迹ZD| 饱和区Vas-VTIl'lJVDS=Vas-VT ( 或 vaD=vas-VDS= VT)8 ,可变电阻d AB饱和区7V6VDs ?o vas-vTm 夹断点 VGS=VGS>VTB5VC2v Gs=3 Vv GS…… ,-. co<(a)i￥15. 1. 3( a)V. f'.510(b)1520VDs/VN 沟道增强型 MOS 管输出特性(b) 输出特性l! G~:;:: VGS > V T 和 VGS< Ji T3. V-I 特性曲线及大信号特性方程( 1 )输出特性及大信号特性方程MOSFET 的输出特性是指在栅源,电压l7C;S 一定的情况下,漏极电流 iD 与漏⑦汗启电!五叭的下标 T 为 Threshold -, -i司的字头.对 F 图 5.J.2 所示衬底 B 与源极 s 连在一起,即/J R 吨 =0 时的开启电!王称为零衬偏开启电!五.也常用 l气.表示.以示区别.此外,有的教材也用Ji CS ( 剧表示开启电!长5202场效应管放大电路游,电压 V ns 之间的关系,即i[) =!(川s)UGN= 常数图 5. 1. 3b 所示为 -N 沟道增强型 MOS 管完整的输出特性.因为 V GO V GS -v [J,VT 是预夹断的临界条件,据此可在输出特性 I 二 i国lH 顶夹断轨迹,如图 5.1. 3b 中左边的虚线所示 O 显然,该虚线也是叮变电阻识和饱和区的分界①截止区线.现分别对王个区域进行讨论 O当 V cs < V1 时,导电沟道尚未形成, ill =O ,为截止工作状态.②可变电阻区在可变电阻区内其 V -1 特性可近似表示为Vos ~ (v ω- V T )(5. 1. 1)-io = KJ 2( V cs其中一飞 )v osv~J(5. 1. 2)K-K'n W-μn C 旧 ( W). 二一一. 飞L J L 2 2(5. 1. 3)式中本征导电因子 K;=μnCox (通常情况下为常量) , μn 是反型层中电子迁移率,2 C ox 为栅极(与衬底间)氧化层单位面积电容①,电导常数凡的单位是 mA/V .在特性曲线原点附近,因为 Vos 很小,可以忽略瓜,式 (5. 1. 2) 可近似为 (5. 1. 4) io=2Kn(vcS-VT )v DS由此可以求出当 V GS 一定时,在可变电阻区内,原点附近的输出电阻 r dso 为v'do=d--zd U-Im 咀7cs常数2Kn(vCS - VT )(5. 1. 5)式 (5. 1. 5) 表明, r dso 是一个受 V GS 控制的可变电阻.③饱和区(恒流区又称放大区)当 V CS 主 VT ,且 V OS ;;;:. Vcs - VT 时 , MOSFET 已进入饱和区 OVOS VGS - V,!, 代入式 (5. 1. 2) ,便得到饱和区的 V io = Kn (1J GS-" 由于在饱和区内,可近似看成 iu 不随 Vos 变化.因此,将预夹断临界条件VT )2= Kn V~2v" , I~~SI飞 V T-式中 100(2)KnV~ , 它是1J GS = 2 VT 时的 iDO转移特性. II~~S I 1J r , 1 1 = 100 /飞 V r \一 I 特性表达式-11/.\(5. 1. 6)电流控制器件 BJT 的T.作性能,是通过它的输入特性和输出特性及一些参①c ()'(工氧化物介电常数 8 ,,~ /氧化物的厚度儿.对于硅器件,凡= (3 .9) (8. 85 x 10 -14)第 201 页.F/em"有关这方面的内容,可参阅: 计北京:电 FL>lf. 出版社, 2003[美 J Donalcl A. Neamen 著-赵桂钦,卡卡色萍译.电子电路分析与设t'20351金/霄-室主化幼-二手飞雪在世 (MOS) . 场效应营数来反映的. FET 是电压控制器件,它除了用输出特性及一些参数来描述其性能外,由于栅极输入端基本上没有电流,故讨论它的输入特性是没有意义的 O所谓转移特性是在漏摞电压 V OS 一定的条件下,栅源电压 V GS 对漏极电流 iD 的控制特性,即io=f(v Gs )VDS由于输出特性与转移特性都是反映 FET 工作的同一物理过程,所以转移特性可以直接从输出特性上用作图-常数法求出.例如,在图 5. 1.弛的输出in/mA特性中,作 V OS = 10 V 的一条垂直线,此垂直线与各条输出特性曲线的交点分别为 A , B , C , D 和 E , 将8BA64V上述各点相应的 iD 及 V GS 值画在 iDV GS 的直角坐标系中,就可得到转移Ds =10V特性io=f (v Gs ) VDS=IO,如图V2YT.J'.1115. 1. 4所示.由于饱和区内, iD 受 V OS 的影响很小,因此,在饱和区内不同 Vos 下图 5.12345671. 4由图 5.VGS/V1. 3 作出的转移特性的转移特性基本重合.次曲线,而 BJT 的输入特性, 例 5. 1. 1此外,转移特性也可由式 (5. 1. 6) 画出.由式 (5. 1. 6 )可知,这是一条二 ic 与 V BE 的关系是指数关系.故 MOS 管的转移特性比 BJT 输入特性的线性要好些.2 L =3 μm ,凡= 650 cm /V' S , Cox = 76.7设 N 沟道增强型 MOS 管的参数为 VT = O. 75 V , W = 30μm ,X10-9 F/cm 2 ,且 V GS = 2 VT , MOSFET工作在饱和区.试计算此时场效应管的工作电流 iD .解:由式 (5. 1. 3) 可确定电导参数值为= wíμnCox-30 × 104cm x650 cmZ/V-s x76.7x10'9F/CII12 -一2L 2 X 3 x 10 -4 cm = 249275 X 10- 9 F/V s = 0.249 X 10- 3 F/V s=0.249 × 10-4坐2. s= O. 249 x 10 -3 A = O. 249 mA/V 2 , V.当 tJcs=2VT 时,由式 (5. 1. 6) 得io = Kn (V GS - VT ) 2 = 0.249 x (1. 5 - O. 75) 2 mA = O. 14 mA5204场效应管放大电路5. 1. 2N 沟道挺尽型 MOSFET1 .结构和工作原理简述前面讨论 N 沟道 MOSFET 时,都是以增强型为例, N 沟道耗尽型 MOSFET(D 型 NMOS 管)的结构与增强型基本相同 O 由前面讨论知道,对于 N 沟道增强型 FET ,必须在 V cs > VT 的情况下从游,极到漏极才有导电沟道,但 N 沟道耗尽型 MOSFET 则不同.是盟主主主旦是恩」且工豆至丛吏鱼线是虫麦克玉皇的正离子,即使在V cs = 0 时,由于正离子的作用,也和增强型接入正栅源电压并使 V cs > VT 时相似,能在源区 (N+ 层)和漏区 (N+ 层)的中间 P 型衬底上感应出较多的负电荷(电子) ,形成 N 型沟道,将源,区和漏区连通起来,如图5. 1. 5 a 所示,图 b 是其电路符号(注意与增强型符号的差别).因此在栅源电压为零时,在正的 Vos 作用下,也有较大的漏极电流 iD 由漏极流向源,极 O89g lj>掺离杂子后的具绝有缘层正」9d|二氧化硅,LL>>>>-++++++++…d'.+gN 型沟道''衬底11s.BP。

电路与模拟电子技术基础习题及实验指导答案第二版

《电路与模拟电子技术基础习题及实验指导答案第二版》第1章直流电路一、填空题1.4.1 与之联接的外电路；1.4.2 1-n ，)1(--n b ；1.4.3 不变；1.4.4 21W ，负载；1.4.5 Ω1.65A ，　；1.4.6 1A 3A ，　； 1.4.7 3213212)(3)23(R R R R R R R +++=； 1.4.8 1A ；1.4.9 Ω4.0，A 5.12；1.4.10 电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源；1.4.11 3A ；1.4.12 3A ；1.4.13 Ω2；1.4.14 15V ，Ω5.4；1.4.15 V 6S =U 。

二、单项选择题1.4.16 C ； 1.4.17 B ； 1.4.18 D ； 1.4.19 A ；1.4.20 A ； 1.4.21 C ； 1.4.22 B ； 1.4.23 D 。

第2章一阶动态电路的暂态分析一、填空题2.4.1 短路，开路；2.4.2 零输入响应；2.4.3 短路，开路；2.4.4 电容电压，电感电流；2.4.5 越慢；2.4.6 换路瞬间；2.4.7 三角波；2.4.8 s 05.0，k Ω25； 2.4.9 C R R R R 3232+； 2.4.10 mA 1,V 2。

二、单项选择题2.4.11 B ； 2.4.12 D ； 2.4.13 B ；2.4.14 D ； 2.4.15 B ； 2.4.16 C 。

第3章正弦稳态电路的分析一、填空题3.4.1 ︒300.02s A 10，　，　； 3.4.2 V )13.532sin(25)(︒+=t t u ；3.4.3 容性， A 44；3.4.4 10V ，2V3.4.5 相同；3.4.6 V 30，20V ；3.4.7 A 44，W 7744；3.4.8 A 5；3.4.9 减小、不变、提高；3.4.10 F 7.87μ；3.4.11 20kVA ，12kvar -；3.4.12 不变、增加、减少；3.4.13 电阻性，电容性； 3.4.14 LC π21，阻抗，电流；3.4.15 1rad/s ，4；3.4.16 Ω10；3.4.17 P L U U =，P L 3I I =，︒-30； 3.4.18 P L 3U U =，P L I I =，超前。

《模拟电子技术基础》第五章

Rs
& Us
& Ui
rim
& U b'e
中频等效电路
& R’L U o
& Uo rim & = = A vm & Us R s + rim
Next
Home
2
（2）低频特性
仅考虑C (a) 仅考虑 1 的影响
& C1 R’b rbb’ rb’e gmUb'e C2
Rs
& A vsl 1
& & & Uo U o U i' = = ' & & & Us Ui Us rim rim + R s + 1 jω C 1
( b )当 f = f L时， (ω ) = 45 o ； ( c )当 f = 0 . 1 f L时， (ω ) ≈ 90 o
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4
（2）低通电路
1 & Vo (ω ) jω C 1 & (ω ) = AV = = & Vi (ω ) R + 1 1 + jω RC jω C
β的频率响应特性曲线
2
特征频率
f 令 20 lg β 0 20 lg 1 + T = 0 f β
& α=
& β & 1+ β
=
α0
f 1 + j f α
fα > f T > f β
求得 f T ≈ β 0 f β
共基截止频率
f α = (1 + β 0 ) f β ≈ f T

电子教案-《模拟电子技术基础》(第2版陈梓城)电子教案、参考答案第五章自我检测题参考答案电子课件

第五章自我检测题参考答案一、填空题1.乙类互补对称功放的效率比甲类功放高得多，其关键是静态工作点低。

2.由于功放电路中功放管常常处于极限工作状态，因此选择功放管时要特别注意P CM ， I CM 和U (BR)CEO 三个参数。

3.设计一个输出功率为20W 的扩音机电路，若用乙类OCL 互补对称功放电路，则应选P cm 至少为4W 的功放管两只。

二、判断题1.乙类互补对称功放电路在输出功率最大时，管子的管耗最大。

(×)2.功放电路的效率是拷输出功率与输入功率之比。

(×)3. 乙类互补对称功放电路在输入信号为零时，静态功耗几乎为零。

(√)4只有当两只三极管的类型相同时才能组成复合管。

(×)5.OCL 电路中输入信号越大，交越失真也越大。

(×)6.复合管的β值近似等于组成它的各三极管β值的乘积。

(√)三、选择题1.功率放大器的输出功率大是(C )。

A.电压放大倍数大或电流放大倍数大B.输出电压高且输出电流大C.输出电压变化幅值大且输出电流变化幅值大2.单电源(＋12)供电的OTL 功放电路在静态时，输出耦合电容两端的直流电压为(C )。

A.0VB.+6VC.+12V3.复合管的导电类型(NPN 或PNP)与组成它的(A )的类型相同。

A.最前面的管子B.最后面的管子C.不确定4. 互补对称功放电路从放大作用来看，(B )。

A.既有电压放大作用，又有电流放大作用B.只有电流放大作用，没有电压放大作用C.只有电压放大作用，没有电流放大作用5.甲乙类OCL 电路可以克服乙类OCL 电路产生的(A )。

A.交越失真B.饱和失真C. 截止失真D.零点漂移四、一单电源供电的OTL 功放电路，已知V CC =20V ，R L =8Ω，U CE(sat)忽略不计，估算电路的最大输出功率，并指出功率管的极限参数P CM 、 I CM 、U (BR)CEO 应满足什么条件？解：OTL 功放电路W 25.6W 8102121212L 2om =•=⎪⎭⎫ ⎝⎛•=R V P CC W 25.1W 25.62.02.0om CM =⨯=≥P PV 20V 20CC (BR)CEO ＝＝V U ≥A 25.1A 82202L CC CM =⨯=≥R V I第五章习题参考答案5.1判断题1.功率放大倍数A P ＞1，即A u 和A i 都大于1。

电工电子技术基础教材

电工电子技术基础教材（第一版）主编：马润渊张奋目录第一章安全用电 (1)第二章直流电路基础 (2)第三章正弦交流电路 (21)第四章三相电路 (27)第五章变压器 (39)第六章电动机 (54)第七章常用半导体 (59)第八章基本放大电路 (65)第九章集成运算放大器 (72)第十章直流稳压电源 (75)第十一章数制与编码 (78)第十二章逻辑代数基础 (81)第十三章门电路和组合逻辑电路 (84)第一章安全用电学习要点：了解电流对人体的危害掌握安全用电的基本知识掌握触点急救的方法1.1 触电方式安全电压：36V和12V两种。

一般情况下可采用36V的安全电压，在非常潮湿的场所或容易大面积触电的场所，如坑道内、锅炉内作业，应采用12V的安全电压。

1.1.1直接触电及其防护直接触电又可分为单相触电和两相触电。

两相触电非常危险，单相触电在电源中性点接地的情况下也是很危险的。

其防护方法主要是对带电导体加绝缘、变电所的带电设备加隔离栅栏或防护罩等设施。

1.1.2间接触电及其防护间接触电主要有跨步电压触电和接触电压触电。

虽然危险程度不如直接触电的情况，但也应尽量避免。

防护的方法是将设备正常时不带电的外露可导电部分接地，并装设接地保护等。

1.2 接地与接零电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体接触绝缘损坏的电气设备所引起的触电事故而采取的有效措施。

1.2.1保护接地电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称为接地。

可分为工作接地和保护接地两种。

工作接地是为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地，如三相四线制电源中性点的接地。

保护接地是为了防止电器设备正常运行时，不带电的金属外壳或框架因漏电使人体接触时发生触电事故而进行的接地。

适用于中性点不接地的低压电网。

1.2.2保护接零在中性点接地的电网中，由于单相对地电流较大，保护接地就不能完全避免人体触电的危险，而要采用保护接零。

将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫保护接零。

电子课件-《电工与电子技术基础(第三版)》-A06-3734 第五章放大与震荡电路

估算静态工作点的公式：
固定偏置放大电路的直流等效电路
第五章放大与震荡电路
（2）动态分析当放大电路输入交流信号，即 ui ≠ 0 时，称为动态。
放大电路的电压、电流波形图
第五章放大与震荡电路
通常把交流信号流通的路径称为交流等效电路。交流等效电路的画法原则：对小容抗的电容和内阻很小的电源，忽略其交流压降，都可以视为短路。
一、集成运算放大器的外形和图形符号
1. 集成运算放大器的外形
常见集成运放的外形 a）双列直插式 b）单列直插式 c）扁平式 d）圆壳式
第五章放大与震荡电路 2. 集成运算放大器的图形符号
集成运算放大器的图形符号如图所示。图中“ ”表示放大器，三角形所指方向为信号的传输方向，“∞”表示开环电压放大倍数极高。
一、低频功率放大器的概念
功率放大电路又称为功率放大器，简称“功放”。功放中以半导体三极管为主要器件，一般称为功率放大管，简称“功放管”。
1. 对功率放大器的基本要求
（1）要求有足够大的输出功率。（2）要求有较高的效率。（3）要求非线性失真较小。（4）要求功放管的散热性能好。
第五章放大与震荡电路
第五章放大与震荡电路
对负载来说，放大器又相当于一个具有内阻的信号源，这个内阻就是放大电路的输出电阻。该放大电路的输出电阻
放大器的输入电阻和输出电阻
第五章放大与震荡电路
二、分压式射极偏置放大电路
三极管在不同温度时的输出特性曲线
第五章放大与震荡电路 1. 分压式射极偏置放大电路的结构特点
分压式射极偏置放大电路 a）分压式射极偏置放大电路 b）直流等效电路 c）交流等效电路
2. 加法器
uo = -（ui1 + ui2）

电子教案-《模拟电子技术基础》(第2版陈梓城)电子教案、参考答案第五章功率放大电路电子课件

PC1
12（PV
Po）
1（VCCU cem RL π
U
2 cem
）
4
(2)输出最大功率时的管耗Pc1(Ucem≈Vcc) Pc1(Ucem)≈0.137Pom。
(3)最大管耗
当 Ucem=
2 π
VCC
时出现最大管耗，且为Pcm1≈0.2Pom。
4．效率
Po π U cem
PV 4 VCC
当电路输出最大功率时，Ucem≈VCC，
图5.2.8 采用复合管组成的OTL电路
2．放大原理
当V1集电极输出正半周信号电压时，V2、V4导通，V3、 V5截止，被放大的正半周信号电流经C送到负载RL上，形成正半周输出电压，同时，C上被充上VCC/2的电压。
当V1集电极输出负半周信号电压时，V2、V4截止，V3、 V5导通，此时，电源VCC不供电，由C放电提供V3、V5工作所需直流功率，在负载上形成负半周输出电压。它与正半周输出电压合成一个完整的正弦波形。
3．工作原理
该电路工作原理与OCL电路相似。(1)当ui＜0，V1正偏导通， V2反偏截止。经V1放大后的电流经C2送给负载RL，且对C2充电， RL上获得正半周电压。(2) 当ui＞0，V1反偏截止，V2正偏导通， C2放电，经V2放大的电流由该管集电极经RL和C2流回发射极，负载RL上获得负半周电压。(3)输出电压uo的最大幅值约为VCC/2。
图5.2.5 OTL电路
一、电路组成原理
1．电路组成 V3组成电压放大级，Rc1为其集电极负载，V3的偏置由输出A点电压通过RP和R1提供，组成电压并联直流负反馈组态，稳定静态工作点。VD1、VD2为二极管偏置电路，为V1、V2 提供偏置电压。V1、V2组成互补对称电路。

模拟电子技术基础简明教程第三版PPT课件第五章

差分放大电路四种接法的性能比较
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 R rbe
R rbe
KCMR
很高
较高
很高
1 (Rc // RL )
2 R rbe 较高
2、长尾式差分放大电路
可减小每个管子输出端的温漂。
(1)电路组成
Re 称为“长尾电阻”。
且引入共模负反馈。
Rc
Rc +VCC
Re 愈大，共
模负反馈愈强。
Ac 愈小。每个管
+ uId
子的零漂愈小。
对差模信号
R
~+1 2 uId
~+1 2 uId
R
+ uo
VT1
VT2
Re
VEE
无负反馈。
图 5.2.8 长尾式差分放大电路
Δ uo Δ uId
Au1
(3) 共模抑制比
差分放大电路输入电压
差模输入电压 uId
共模输入电压 uIc (uIc大小相等，极性相同) +VCC
共模电压放大倍数：
Ac
Δ uo Δ uIc
+
uIc ~
Ac 愈小愈好，而 Ad 愈大愈好
Rb
Rc
+ uo
Rc Rb
R
VT1
VT2
R
图 5.2.7 共模输入电压
Ad
( RC
//

模拟电子技术基础

2.3.2
图解法
熟练掌握
在特性曲线上，通过作图的方法对放大电路进行分析。一.静态工作点的分析
输入特性曲线输入回路方程：uBE=VBB-iBRb
输入回路的直流负载线
IBQ 、UBEQ
图解法
静态工作点的分析
输出回路的直流负载线
输出特性曲线
输出回路方程：uCE=VCC-iCRc
ICQ 、UCEQ
三.波形非线性失真的分析
VO I c ( Rc // RL ) AV Vi I b rbe ' I b ( Rc // RL ) RL r rbe I b be
VT Ro IT
Back
RL Vs 0
Rc
Home
Next
Ro
按定义：
由输入回路由输出回路
Ui b (R b rbe ) I
U o c R c b R c I I
Uo Ro Io
US 0
微变等效电路法进行共射放大电路的动态分析首先，画出交流通路，如图2.3.18所示。
VCC Rb C1 Rs + us – RL Rc C 2 Rc Rs + us – RL Rb
UBE ↓ (=UB-UE)
U BQ
动画：2-5射极偏置电路
Rb1 Vcc Rb1 Rb 2
Ｐ102：将输出量通过一定的方式引回到输入回路来影响输入量的措施称为反馈。由于反馈的结果使输出量的变化减小，称为负反馈。由于反馈出现在直流通路中，称为直流负反馈。
关于放大电路中的反馈，将在第六章进一步详细讨论。
4）rbe的近似表达式
U be I b rbb I e rbe

西安交通大学赵进全模拟电子技术基础第5章

电流并联负反馈
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模拟电子技术基础
d. 电流并联负反馈的作用
R1
+
+
稳定输出电流
uI
_
_
_
iO
A
+
+
u_O
R2 R3
稳定输出电流的机理
Io
If
Iid
Io
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模拟电子技术基础
5.1.4 负反馈放大电路的一般表达式
.
.
方框图
Xi + Xid
_+
.
A
.
Xo
图中
.
开环增益 A·=X·o/X·id
模拟电子技术基础
西安交通大学赵进全模拟电子技术基础第5章
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模拟电子技术基础
5.1.1 反馈的基本概念
1. 什么是反馈直流电流负反馈电路
反馈过程
RB1 输入回路
输出电流ICQ发生变化
RB2
I RC
反馈网络输出回路
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模拟电子技术基础
反馈的定义把放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部，
经过反馈网络，返送到输入回路一个反馈量（电压或电流），
反馈量与原来的外加输入量进行比较，得到一个净输入量加到某一放大器件的真正的输入端，
以影响放大电路性能。
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模拟电子技术基础
b. 当 1+A·F· <1 时
A·f > A· 电路引入正反馈

模拟电子技术基础(B)第五章课程教案_图文

模拟电子技术基础第六章课程教案授课题目：第六章放大电路中的反馈课时安排7学时授课时间教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1．掌握：（1）能够正确判断电路中是否引入了反馈以及反馈的性质，例如是直流反馈还是交流反馈，是正反馈还是负反馈；如为交流反馈，是哪种组态；并能够估算深度负反馈条件下的放大倍数。

（2）负反馈四种组态对放大电路性能的影响，并能够根据需要在放大电路中引入合适的交流负反馈。

2．熟悉：正确理解负反馈放大电路放大倍数Af在不同反馈组态下的物理意义。

3．了解：负反馈放大电路产生自激振荡的原因，能够利用环路增益的波特图判断电路的稳定性，并了解消除自激振荡的方法。

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：1．基本内容：反馈的基本概念及判断方法：反馈的基本概念；反馈的判断。

负反馈放大电路的四种基本组态：负反馈放大电路的分析要点；由集成运放组成的四种阻态负反馈放大电路；反馈阻态的判断。

负反馈放大电路的方块图及一般表达式：负反馈放大电路的方块图表示法；四种组态电路的方块图；负反馈放大电路的一般表达式。

深度负反馈放大电路放大倍数的分析：深度负反馈的实质；基于反馈系数的放大倍数的分析；基于理想运放的放大倍数分析。

负反馈对放大电路性能的影响：稳定放大倍数；改变输入电阻和输出电阻；展宽频带；减小非线性失真；引入负反馈的一般原则。

负反馈放大电路的稳定性：负反馈放大电路自激振荡的原因和条件；负反馈放大电路稳定性的判断；消振方法。

2．重点：反馈的概念、反馈性质的判断方法、深度负反馈条件下放大倍数的估算、引入负反馈的方法和负反馈放大电路稳定性的判断方法和消振方法。

3．难点：反馈概念的建立、反馈的判断、反馈网络的确定、稳定性判断。

讲课进程和时间分配：3学时：反馈的基本概念及判断方法；负反馈放大电路的四种基本组态。

2学时：负反馈放大电路的方块图及一般表达式；深度负反馈放大电路放大倍数的分析。

2学时：负反馈对放大电路性能的影响；负反馈放大电路的稳定性。

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结电容小、耐小电流；高频小信号
触丝线
点接触型
结电容大、耐大电流；低频大信号
引线外壳
基片
二极管的电路符号： P
面接触型
N
PN 结正向偏置：
+ P
变薄
－+ －+ －+ －+
ห้องสมุดไป่ตู้
内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。
_
N
外电场 R
内电场 E
PN 结反向偏置： _ P
R
变厚
－+ －+ －+ －+
P型半导体区
漂移运动 N型半导体区
内建电场E
－－－－－－ + + + + + + －－－－－－ + + + + + +
－－－－－－ + + + + + +
－－－－－－ + + + + + +
所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。
掺入磷元素
5.1.2.2 P型半导体
概念：在本征半导体中掺入低价元素（受主杂质）使空穴浓度大大高于自由电子浓度的半导体。
图5-5 P型半导体
掺入硼元素
☆5.2 PN结与晶体二极管
在同一片半导体基片上，用不同的掺杂工艺分别制造P型半导体
和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN 结。
形成电流；在外加电场的作用下，使空穴顺着电场的方向运动，从而也形
成电流（实际为价电子的填补运动所致）
复合：自由电子落入空穴，使自由电子和空穴成对消失
的过程。(本征激发的逆过程)
5.1.2.1 N型半导体
概念：在本征半导体中掺入高价元素（施主杂质）使自由电子浓度大大高于空穴浓度的半导体。
图5-4 N型半导体
+4
+4
+4
+4
共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。
本征激发：本征半导体中的价电子在受热或者光照的情况下
获得能量从共价键中脱离出来成为自由电子的过程。本征激发过程产生电子空穴对两种载流子：① 自由电子 ② 空穴在外加电场的作用下，使自由电子逆着电场的方向运动，从而
充分的复习
• 掌握课本中的所有主要概念 • 复习课本中的所有例题 • 了解自己易出错的地方（作业）
模拟电子技术基础
引言
电子技术的基本任务可称之为 —信号的产生、信号的传输、信号的处理 —对电子器件、电子电路、电子系统的性能的研究按照功能和构成原理的不同，电子电路可分为模拟电路和数字电路两大类。本书着重讨论模拟电路的基本概念、基本原理、基本分析方法及基本应用。
叠加
换
数据
换
组合电处电
路理路
. ..
驱动电路
执行机构
驱动执行
电.路 . .
机.构 . .
驱动电路
执行机构
温度2 传感器
模拟电子技术
数字信号处理
驱动电路
执行机构
模拟电子技术
第五章半导体二极管及应用电路
• 介绍半导体的有关基础知识 • 阐述PN结的原理及主要特性 • 讨论以PN结为基本结构的双极型晶体二极管、工作原理 • 整流电路简介，稳压二极管的工作原理及应用电路。
模拟信号
模拟信号的特点是，在时间上和幅值上均是连续的，在一定动态范围内可能取任意值。
从宏观上看，我们周围的世界大多数物理量都是时间连续、数值连续的变量。
处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
压力1 传感器
压力2 传感器
.. . .. . .. .
温度1 传感器
放大
模数
计算
数模
滤波转机转
5.2.2 PN结和晶体二极管的伏安特性与小信号等效模型
5.2.2.1 单向导电性概念：正向偏置形成电流较大，反向偏置形成电流很小。
PN 结加上正向电压、正向偏置的意思都是： P区加正、N 区加负电压。
PN 结加上反向电压、反向偏置的意思都是： P区加负、N 区加正电压。
二极管基本结构： PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。
Ge
锗原子示意图
Si
硅原子示意图
5.1.1 本征半导体
概念：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
本征半导体结构示意图
硅和锗的共价键结构：
+4表示除去价电子后的原
子
+4
+4
+4
+4
共价键共用电子对
形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。
5.2.1 PN结的形成及其动态平衡过程和接触电位差
P型区到N型区的过渡带两边的自由电子和空穴浓度相差很大，在浓度差下形成扩散运动，P区的空穴（多子）向N区扩散，N区的自由电子（多子）向P区扩散;
在过渡区域产生强烈的复合作用使自由电子和空穴基本消失，在过渡带中产生一个空间电荷区（耗尽区），扩散运动使过渡带内失去了电中性，产生电场，称为内建电场，内建电场由N区指向 P区阻碍多子的扩散运动，却促进过渡带中少子的漂移运动，漂移运动中和过渡区中的电荷从而削弱内建电场，随着扩散运动和漂移运动的进行，最后达到一个平衡状态。
PN结的形成
内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。
P型半导体区
漂移运动 N型半导体区
内建电场E
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
空间电荷区，也称耗尽层。
扩散运动
扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽
VT ——温度的电压当量。
常温下（T=300°K） VT
kT q
26mV
二极管的伏安特性曲线：
I
死区电压硅管 0.6V,锗管0.2V。
电击穿（可逆）
热击穿（不可逆）
导通压降: 硅管0.6~0.8V, 锗管0.2~0.3V。
U
反向击穿电压VBR
举例1
写出如图所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD＝0.7V。
内电场被加强，多子的
扩散受抑制。少子漂移
加强，但少子数量有限，
只能形成较小的反向电
流。
+
N
内电场
外电场 E
PN结的伏安特性
5.2.2.2 伏安特性
伏安特性指流过二极管的电流与二极管两端电压之间的关系式或曲线。
二极管理想伏安特性可用PN结的电流方程来表示：
iD
Is
(expvD VT
1)
式中：iD 表示流过二极管的电流； vD 表示二极管两端的电压，正向偏置为正； Is 表示反向饱和电流（硅：10-9～10-15 A）