模拟电路课件第二章
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【模拟电路课件】2.2
2.2.4 温度对BJT特性及参数的影响
1. 温度对 ICBO 和 ICEO 的影响 因为 ICBO 是集电结处于反偏时平衡少子的漂移运动
形成的。所以，当温度升高时，热运动加剧，使更多 的价电子有足够的能量挣脱共价键的束缚，从而使少 子浓度明显增大。因此，参与漂移运动的少子数目增 多，从外部看就是 ICBO增大。实验测试发现，温度每 升高 100 C ， ICBO 增加约一倍；反之，温度减低 ICBO 时 减小。
图2-6 NPN管共射输出特性曲线
输出特性曲线可以划分为四个区域，对应于BJT的四种工作状态
1. 放大区
条件：e结正偏，c结反偏。
(1) 基极电流 iB对集电极电流iC 有很强的控制作用，即iB 有很小
的变化量IB时， iC 就会有很大的变化量IC 。为此，定义共
发射极交流电流放大系数 来表示这种控制能力，即
3．截止区
条件：e结和c结均处于反向偏置。
IB 0
iC 0
4.击穿区
当 vCE 增大到基极开路时集电结的反向击穿对应
BVCEO 时，集电结发生击穿，集电极电流 iC 急剧增大
的区域。观察该区域的曲线形状会发现，击穿电压
BVCEO
会随参变量的IB增加 而减小。在作为放大
使用时，应避免BJT工作在击穿区。
第二章
双极型晶体三极管（BJT）
2.2 BJT的静态特性曲线
晶体三极管的静态特性曲线是在伏安平面 上作出的反映晶体管各极直流电流与电压关系 的曲线－晶体管图示仪。
利用晶体管的特性曲线可以分析晶体管放 大电路（负载线法）。
2.2.1 输入特性曲线
输入特性曲线对应的函数关系为
iB f (vBE ) vCE 常数 （2-17）
模拟电路基础ppt课件
一般来说，有三种方法来定量地 分析一个电子器件的特性，即特 性曲线图示法、解析式表示法和 参数表示法
＋
－
二极管符号
15
1.3 半导体二极管
1.3.1二极管的特性曲线
在二极管加有反向电压， 当电压值较小时，电流极 小，其电流值为反向饱和 电流IS。当反向电压超过 超过某个值时，电流开始 急剧增大，称之为反向击 穿，称此电压为二极管的 反向击穿电压，用符号 UER表示。
2
第一章 半导体器件基础
1.1 半导体及其特性 1.2 PN结及其特性 1.3 半导体二极管 1.4 半导体三极管及其工作原理 1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数
3
1.1 半导体及其特性
1.1.1本征半导体及其特性
定义：纯净的半导体经过一定 的工艺过程制成单晶体，称为 本征半导体。
稳压管的主要参数: (1) 稳定电压UZ：UZ是在规定电流下稳压管的反向击穿电压。 (2) 稳定电流IZ：IZ是稳压管工作在稳压状态时的参考电流，电流低于
此值时稳压效果变坏，甚至不稳压。 (3) 最大稳定电流IZM|：稳压管的电流超过此值时，会因结温升过高而
损坏。 (4) 动态电阻rD：rD是稳压管工作在稳压区时，端电压变化量与其电流
在无外电场和无其它激发作用下，参与扩散运动的多子数 目等于参与漂移运动的少子数目，从而达到动态平衡。
13
1.2 PN结及其特性
1.2.2 PN结的导电特性
PN结外加正向电压时 处于导通状态
PN结外加反向电压时 处于截止状态
势垒区
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
N型半导体 ： 在本征半导体中掺入少量
＋
－
二极管符号
15
1.3 半导体二极管
1.3.1二极管的特性曲线
在二极管加有反向电压， 当电压值较小时，电流极 小，其电流值为反向饱和 电流IS。当反向电压超过 超过某个值时，电流开始 急剧增大，称之为反向击 穿，称此电压为二极管的 反向击穿电压，用符号 UER表示。
2
第一章 半导体器件基础
1.1 半导体及其特性 1.2 PN结及其特性 1.3 半导体二极管 1.4 半导体三极管及其工作原理 1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数
3
1.1 半导体及其特性
1.1.1本征半导体及其特性
定义：纯净的半导体经过一定 的工艺过程制成单晶体，称为 本征半导体。
稳压管的主要参数: (1) 稳定电压UZ：UZ是在规定电流下稳压管的反向击穿电压。 (2) 稳定电流IZ：IZ是稳压管工作在稳压状态时的参考电流，电流低于
此值时稳压效果变坏，甚至不稳压。 (3) 最大稳定电流IZM|：稳压管的电流超过此值时，会因结温升过高而
损坏。 (4) 动态电阻rD：rD是稳压管工作在稳压区时，端电压变化量与其电流
在无外电场和无其它激发作用下，参与扩散运动的多子数 目等于参与漂移运动的少子数目，从而达到动态平衡。
13
1.2 PN结及其特性
1.2.2 PN结的导电特性
PN结外加正向电压时 处于导通状态
PN结外加反向电压时 处于截止状态
势垒区
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
N型半导体 ： 在本征半导体中掺入少量
模拟电路课件PPT-第2章作业解答
C2
RL
Re1
+
C3
Uo
U Rb22
Re2
o1
-
-
RL1=Ri2
Au1
(1 1)(Re1 / / Ri2 ) rbe1 (1 1)(Re1 / / Ri2 )
共集组态的输入电阻和负载有关
Aus1
uo1 us
ui
uo1 Ri1 Rs
Ri1
Rs Ri1 Rs
Au1
需计算第二级电路的输入电阻Ri2
解： (1) 求静态工作点：
IBQ Rb U BEQ (1 )IBQ Re Vcc
IBQ
Vcc UBEQ
Rb (1 )Re
IEQ (1 )IBQ ICQ
UCEQ Vcc I EQ RE
Vcc
Rb
C1 +
Ui
-
C2 +
Re
RL
Uo
-
第二章，习题2-16（P106）
解： (2) 做出微变等效电路：
纵轴交点IC=1mA
iC /mA
6
直流负载线与IBQ的
5
交点为Q点
4
Q点横坐标为UCEQ=1V
3
Q点纵坐标为ICQ=1mA
2
1
0
Q点 24
120 µA
100 µA
调整后Q’点
80 µA
60 µA
直流负载线 6 8 10
40 µA
20 µA
M iB = 0 µA
12
uCE /V
第二章，习题2-8（P104）
-
Ui2C2 -
Re2
C4 + Uo
RL
-
Au 2
模拟电子技术第二章
电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表 示，如图：
ui
Au
uo
放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下 放大才有意义。
2021/4/11
3
2.1.2.放大电路的性能指标
放大电路示意图
图2.1.2放大电路示意图
2021/4/11
4
一、放大倍数
表示放大器的放大能力
VCC
U BEQ Rb
(12 0.7 )mA 40 μA 280
做直流负载线，确定 Q 点
根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc iC = 0，uCE = 12 V ； uCE = 0，iC = 4 mA .
2021/4/11
T
22
iC /mA
4 3 2 1 0
80 µA
60 µA
静态工作点 40 µA
U i →△uBE →△iB
→△iC（b△iB）
VBB
→△uCE（-△iC×Rc）
UI
→
•
Uo
+VCC （ +12V）
RC
IC +△IC
IB
B Rb 1
+△I B
3C ET2
U CE
U BE +△UBE
+△U CE
+
UO
-
电压放大倍数：
•
•
Au
Uo
•
Ui
2021/4/11
13
+VCC （+12V）
iC / mA
4
交流负载线 80
60
IC
Q
iC 2
模拟电子技术第二章PPT课件
电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈
1) 净输入电流为0
2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
17.09.2020
6
2.3 理想运放组成的基本运算电路
2.3.1 比例运算电路
1. 反相输入
iN=iP=0，
+
_
uN=uP=0－－虚地
在节点N：iF
iR
uI R
uOiFRf RRf uI
17.09.2020
7
1) 电路的输入电阻为多少？ Ri = R 2) 3) R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡 3) 4) 若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，
R1＝？ Rf＝？
Rf太大，噪声大。如何利 用相对小的电阻获得－100的 比例系数？
找参考资料寻找答案
17.09.2020
u O u O 1 u O 2 u O 3 R R 1 fu I1 R R f 2u I2 R R f 3u I3
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12
2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
利用叠加原理求解：
令uI2= uI3=0，求uI1单独作 用时的输出电压
uO 1(1R R f)R 1R 2R ∥ 2∥ R 3R ∥ 3∥ R 4R 4uI1
8
2. 同相输入
uN uP uI
uO
(1
Rf R
) u N
uO
(1
Rf R
) u I
1) 输入电阻为多少？ ∞
2) 电阻R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡
3) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什 么？
1) 净输入电流为0
2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
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2.3 理想运放组成的基本运算电路
2.3.1 比例运算电路
1. 反相输入
iN=iP=0，
+
_
uN=uP=0－－虚地
在节点N：iF
iR
uI R
uOiFRf RRf uI
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7
1) 电路的输入电阻为多少？ Ri = R 2) 3) R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡 3) 4) 若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，
R1＝？ Rf＝？
Rf太大，噪声大。如何利 用相对小的电阻获得－100的 比例系数？
找参考资料寻找答案
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u O u O 1 u O 2 u O 3 R R 1 fu I1 R R f 2u I2 R R f 3u I3
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2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
利用叠加原理求解：
令uI2= uI3=0，求uI1单独作 用时的输出电压
uO 1(1R R f)R 1R 2R ∥ 2∥ R 3R ∥ 3∥ R 4R 4uI1
8
2. 同相输入
uN uP uI
uO
(1
Rf R
) u N
uO
(1
Rf R
) u I
1) 输入电阻为多少？ ∞
2) 电阻R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡
3) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什 么？
模拟电子技术第二章电流模电路基础
2.1 电流模电路的概念及特点 (Current Mode)
一、概念
电流模电路：就是能够有成效地传送，放大和处理电 流信号的电路。（以电流变化为信息载体的电路） 电压模电路：电压模电路，则是偏重传送，放大和处理电 压信号的电路并以电压为变量来分析和标定电路。 ➢ 电流模电路以电流变量作为分析与设计电路的输入和
则有：UT ln[i2i4 /(I s2 I s4 )] UT ln[i1i3 /(I s1I s3 )] 在TL回路中，若顺时针方向排列的正偏PN结数目与反
控使制时P发N则针结射有方的区：向各尺排电i寸2列流 i的4乘正I积s偏1i等1P于iNI3s反结2 时数I针目s3正相偏等Is，P4N则结顺I的s 时各针电正流偏乘积。
➢ 顺时针方向（CW）排列的正偏结数与反时针方 向（CCW）排列的正偏结数目必须相等。
跨导线性原理是B.Gilbert提出的，这个原理 可以简化非线性电路的计算，它即适用于小信 号，又适用于大信号。尤其在一个较大规模的 电路中，只要存在“跨导线性环”，就会使电 路计算大大简化。在电流模电路中，因为多施 用“匹配”技术，几乎到处都可以找到“跨导 线性环” 。
跨导线性回路原理：
第二章 电流模电路基础
（现代模拟集成电路技术）
2.1 电流模(current Mode)电路的概念及特点 2.2电流传输器 2.3 跨导线性（TL）原理 2.4由TL环路构成的电流模电路
电路如图所示，设晶体管的参数相同，
均处在放大区，且有 Ia>>IB1,Ib>>IB4,试利用
早在1989年，“电流模式信号处理”专题就已经 列入了IEEE电路与系统国际会议的议题。
不久的将来，电流模电路必将改变目前的电压模 电路统制模拟信号处理领域的局面。
模电课件-第二章-基本放大电路
iB
iC
IBQ
Q
ICQ
uBE UBEQ
Q
uCE UCEQ
二、放大电路的工作原理及波形分析
iB
iC
ib t
ic
Q
t
ib t
ube uBE
假设uBE有一微小的变化
t
uCE怎么变化
uCE
iC
ic t
uce t
uCE的变化沿一 条直线
uce=Ec-icRc
uCE uce相位如何
uce与ui反相！
各点波形
RB RC IC
2. UCE=EC–ICRC 。
EC IC
与输出 特性的
UCE
RC
交点就 是Q点
直流通道
直流 负载线
Q IB
UCE EC
二、交流负载线 ic
uce
uo
ui
RB
RC RL
交流通路
ic 1
uce
RL
其中： RL RL // RC
iC 和 uCE是全量，与交流量ic和uce有如下关系
设置Q点的原因
iC
+EC
t
RB
RC
C1 iB
iC C2
ui
ui
iB
uC uC
t
uo
uo
t
t
t
通过波形分析，可得如下结论：
1. ui uBE iB iC uCE |-uo|
2. uo与ui相位相反；
三极管的电流 放大作用
这就是基本共射放大电路的工作原理。
总结正常放大电路的特点：
交流（信号）设定直流量 交、直流叠加 放大，隔直 交流
I
U
模拟电路第二章 放大电路基础
模拟电路第二章放大电路基础模拟电路第二章放大电路基础第2章放大电路基础2.1教学要求1、掌握放大电路的组成原理，熟练掌握放大电路直流通路、交流通路及交流等效电路的画法并能熟练判断放大电路的组成是否合理。
2、熟识理想情况下放大器的四种模型，并掌控增益、输入电阻、电阻值等各项性能指标的基本概念。
3、掌握放大电路的分析方法，特别是微变等效电路分析法。
4、掌控压缩电路三种基本组态（ce、cc、cb及cs、cd、cg）的性能特点。
5、介绍压缩电路的级间耦合方式，熟识多级压缩电路的分析方法。
2.2基本概念和内容要点2.2.1压缩电路的基本概念1、放大电路的组成原理无论何种类型的压缩电路，均由三大部分共同组成，例如图2.1右图。
第一部分就是具备压缩促进作用的半导体器件，例如三极管、场效应管，它就是整个电路的核心。
第二部分就是直流偏置电路，其促进作用就是确保半导体器件工作在压缩状态。
第三部分就是耦合电路，其促进作用就是将输出信号源和输入功率分别相连接至压缩管及的输出端的和输入端的。
（1）偏置电路①在分立元件电路中，常用的偏置方式存有压强偏置电路、自偏置电路等。
其中，分后甩偏置电路适用于于任何类型的放大器件；而自偏置电路只适合于用尽型场效应管（如jfet及dmos管）。
42输出信号耦合电路耦合电路输入功率t偏置电路外围电路图2.1下面详述偏置电路和耦合电路的特点。
②在集成电路中，广泛采用电流源偏置方式。
偏置电路除了为压缩管提供更多最合适的静态点（q）之外，还应当具备平衡q点的促进作用。
（2）耦合方式为了保证信号不失真地放大，放大器与信号源、放大器与负载、以及放大器的级与级之间的耦合方式必须保证交流信号正常传输，且尽量减小有用信号在传输过程中的损失。
实际电路有两种耦合方式。
①电容耦合，变压器耦合这种耦合方式具有隔直流的作用，故各级q点相互独立，互不影响，但不易集成，因此常用于分立元件放大器中。
②轻易耦合这是集成电路中广泛采用的一种耦合方式。
模电第二章 基本放大电路
温 T ( C 度 ) I C T ( C I C ) E I C O
T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ，
若此时I B
，则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问（1）当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时， 分别是电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反；3. 测量电压放大倍数；4. 最大不失 真输出电压Uom （UCEQ －UCES与 VCC－ UCEQ ，取其小者，除以 2 ）。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 （2）图解法确定静态工作点
T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ，
若此时I B
，则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问（1）当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时， 分别是电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反；3. 测量电压放大倍数；4. 最大不失 真输出电压Uom （UCEQ －UCES与 VCC－ UCEQ ，取其小者，除以 2 ）。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 （2）图解法确定静态工作点
模拟电路基础第二章微变等效电路
(Rs rbe R E )Uo rbe rce ] rce (Rs rbe
RE)
R o
Uo Io
rce
R
E (Rs rbe rce ) Rs rbe R E
通常， rce Rs rbe
R o
rce (1
R s
I b Au
Uo Ui
rbe
(1 )R E
Au
Uo Ui
Ib (rce // R C // R L ) Ib rbe (Ib Ib )R E
(rce // R C // R L ) rbe (1 )R E
求输出电阻Ro
Ii
B Ib
B’
Rs
RB
rce
e
二、晶体管共发H参数模型
iC
B
iB
uBE
E
将晶体管视为一二端
口网络，根据两个端
C 口的 电压和电流之间 的相互关系导出的模
型是网络模型，对H
uCE
参数模型，选择的自 变量为iB, 和uCE,因变量
为uBE和iC。
u BE f1 (iB , u CE )
iC f 2 (iB , u CE )
hie
Ic
hfeIb
1
h oe Uce
h ie rbb rbe rbe b Ib h fe g m rbe
h oe
1 rce
Ub
rbe
e
c
Ic
Ib
rce Uce
e
Ib b
c Ic
Ube
rbe
Ib
模电课件第二章二极管及其放大电路
模电课件第二章二极管及 其放大电路
CATALOGUE
目 录
• 二极管的基本知识 • 二极管电路分析 • 二极管放大电路 • 二极管电路的调试与故障排除 • 二极管的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
二极管的基本知识
二极管的种类
硅二极管
硅二极管是最常用的二 极管类型，具有较低的 导通电压和较高的稳定
应用场景
共基放大电路在高频信号处理、振 荡器等领域应用较广。
04
CATALOGUE
二极管电路的调试与故障排除
调试方法
静态工作点的调试
通过调节偏置电阻，观察二极管的工作状态 ，确保其处于合适的静态工作点。
反馈电路的调试
检查反馈电路的元件参数，调整反馈电阻和 电容，使电路达到最佳的放大效果。
输入和输出信号的调整
正向偏置和反向偏置
当二极管的正极电压高于负极电压时 ，称为正向偏置；当二极管的负极电 压高于正极电压时，称为反向偏置。
二极管的应用
01
02
03
04
整流电路
利用二极管的单向导通性实现 交流电的整流，将交流电转换
为直流电通断控制。
稳压电路
利用齐纳二极管的反向击穿特 性实现电路的稳压。
信号放大
利用二极管的非线性特性实现 信号的放大和失真效果。
02
CATALOGUE
二极管电路分析
整流电路
整流电路
利用二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电的电路 。
单相半波整流电路
只利用半个周期的交流电进行整流，输出电压平均值为输 入电压的一半。
单相全波整流电路
利用两个二极管交替导通和截止，将交流电转换为直流电 ，输出电压平均值为输入电压的0.9倍。
CATALOGUE
目 录
• 二极管的基本知识 • 二极管电路分析 • 二极管放大电路 • 二极管电路的调试与故障排除 • 二极管的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
二极管的基本知识
二极管的种类
硅二极管
硅二极管是最常用的二 极管类型，具有较低的 导通电压和较高的稳定
应用场景
共基放大电路在高频信号处理、振 荡器等领域应用较广。
04
CATALOGUE
二极管电路的调试与故障排除
调试方法
静态工作点的调试
通过调节偏置电阻，观察二极管的工作状态 ，确保其处于合适的静态工作点。
反馈电路的调试
检查反馈电路的元件参数，调整反馈电阻和 电容，使电路达到最佳的放大效果。
输入和输出信号的调整
正向偏置和反向偏置
当二极管的正极电压高于负极电压时 ，称为正向偏置；当二极管的负极电 压高于正极电压时，称为反向偏置。
二极管的应用
01
02
03
04
整流电路
利用二极管的单向导通性实现 交流电的整流，将交流电转换
为直流电通断控制。
稳压电路
利用齐纳二极管的反向击穿特 性实现电路的稳压。
信号放大
利用二极管的非线性特性实现 信号的放大和失真效果。
02
CATALOGUE
二极管电路分析
整流电路
整流电路
利用二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电的电路 。
单相半波整流电路
只利用半个周期的交流电进行整流，输出电压平均值为输 入电压的一半。
单相全波整流电路
利用两个二极管交替导通和截止，将交流电转换为直流电 ，输出电压平均值为输入电压的0.9倍。
模拟电子技术基础第二章PPT课件
Ui Ii
Rb rbe
阻容耦合共射放大电路的动态分析
A uU U o i Ic(IR bcr∥ beRL)rb RL e '
A usU U o s U U si U U o i RsR iRi A u
Ri Rb∥ rberbe Ro Rc
讨论四：基本共射放大电路的静态分析
80
rbb' 200
在低频、小信号作用下的关系式
duBE
uBE iB
di UCE B
uBE uCE
IB duCE
diC
iC iB
di UCE B
iC uCE
IB duCE
电阻
无量纲
Ube h11Ib h12Uce
Ic
h21Ib h22Uce
无量纲
电导
交流等效模型（按式子画模型）
h参数的物理意义
h11uiBBE UCE rbe
若 (1 )R e＞ R b ， ＞ U B 则 QR b 1 R b 1 R b2 V CC
4. 动态分析
2. 信号源与放大电路不“共地”
共地，且要使信号 驮载在静态之上
静态时，UBEQURb1
动态时，b-e间电压是uI与 Rb1上的电压之和。
两种实用放大电路
阻容耦合放大电路
－＋
UBEQ
＋－
UCEQ
C1、C2为耦合电容！
耦合电容的容量应足够 大，即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
Ui
Ri
Ri Rs
Us
可以看出，Ri越大，放大电路从信号源中索取的输入 电压Ui越接近信号源电压Us!
UO
RL RO RL
UO'
模拟电路课件第二章
R2
1.6K
R4
130
R
1 4K vB1
V c 5 V
B 线性区
C 转折区
T4 vC2 T2 R
3 1K
A (vI)
T1 D1
Y (vo) T5
D 饱和区 E
0. 5 1. 0 1. 5
vE2
vI/V
vI<0.6V 0.7V<vI<1.3V vI>1.4 vI继续升高 还 原
三、输入端燥声容限
定义：在保证输出高低电平基本不变(或变化的大小不超过 允许限度)的条件下，输入电平允许的波动范围。
1
1
0
A
1
Y
2.4 TTL门电路
1961年美国德克萨斯公司率先将数字电路的元、 器件和连线制作在同一硅片上，制成了集成电路 （IC）。 按集成度高低可分：SSI，MSI，LSI，VLSI。 按制造工艺的不同可分为：双极型和单极型
TTL电路：输入端和输出端均为三极管结构的电 路，叫三极管-三极管逻辑电路，（TransistorTransistor Logic)简称TTL电路。
输出特性:以漏极和源极间回路为输出回路
i D f ( uDS ) U
GS
截止区 uGS< UGS(th) 漏源间没有导电沟 道iD ≈ 0
可变电阻区
UGS> UGS(th) D-S间出现 导电沟道， iD产生
iD /mA 可 变 电 恒流区 阻 区 uGS = O 截止区
8V 6V 4V 2V uDS /V
2.1 概述 2.2 半导体二极管和三极管的开关特性
2.2.1 半导体二极管的开关特性 2.2.2 半导体三极管的开关特性
一、双极型三极管的开关特性 二、MOS管的开关特性
模拟电子技术 第二章 2_图文
• 例题：放大电路如下图所示，试求 1 各级放大电路的静态值；2 画出微变等效电路； 3输入电阻ri、输出电阻ro 、求放大电路的电压放大倍数 Au 。
• 解：1. 各级静态分析 * 第一级：当满足条件：I2 ＞＞ IB1 RB12 有：VB1 = ⋅ U CC RB11 + RB12 I CQ1 ≈ I EQ1 = I BQ1 = I CQ1 β1 VB1 − U BE1 VB1 ≈ RE1 RE1 第一级的直流通路 U CEQ1 = U CC − I CQ1 RC1 − I EQ1 RE1 ≈ U CC − I CQ1 ( RC1 + RE1 31 32 2. 画出微变等效电路； ** 第二级：I BQ2 = U CC − U BE2 RB2 + (1 + β2 RE2 I CQ2 = β2 I B2 I EQ2 = (1 + β2 I B2 华中科技大学第二级的直流通路 33 谭丹 34 U CEQ2 = U CC − I EQ2 RE2 3. 求输入电阻ri、输出电阻ro 、放大电路的电压放大倍数 A u 。
(1 输入电阻ri 的计算 (2 输出电阻ro 的计算 ro1 = ∵ ro′ = U o1 I o1 U i =0 Ui = ri1 = RB11 // RB12 // rbe1 Ii U ′ ] 其中：RL2 ri2 = i2 = RB2 // [ rbe2 + (1 + β2 RL2 ′ = RE2 // RL I i2 ri = 35 Uo I b2 + β2 I b2 Uo I o U i =0 ( R //R + rbe2 Uo = = C1 B2 (1 + β 2 I b2 (1 + β 2 = RC1 r o = ∴ ro = RE2 // ro′ = RE2 // ′ ( RC1 //RB2 + rbe2 RE2 (rbe2 + RS = ′ (1 + β2 (1 + β2 RE2 + (rbe2 + RS 36 ′ = RC2 // RB2 其中：RS 6(3 电压放大倍数Au 的计算由微变等效电路综述：多级放大电路的动态性能计算方法 (1 电压放大倍数：把后一级的输入电阻作为前一级的负载电阻，求出各级的电压放大倍数， n级则有： Au = Au1 Au2 Au3 ⋅⋅⋅ Aun (2 输入电阻：若第一级是共射电路，则输入电阻仅与第一级输入回路的参数有关。
模拟电路第2章
• 直流电流放大系数
IC
IB • 交流电流放大倍数
I C
I B
( ic )
ib
晶体管电流的分配关系与电压极性
c
c
IC
IB
VBC +
-
+
b
+
VCE
VBE - -
IE
e NPN 管
IC
IB
VBC -
+
-
b
-
VCE
VBE + +
IE e PNP 管
几点结论：
(1)晶体三极管由P型和N型两种半导体组合而成，空穴和电子 两种载流子参与导电，称双极型晶体管。
②共价键上的某些电子受外界能量激发（如受热或光照）后， 可挣脱共价键束缚，成为带负电荷的自由电子。自由电子在 电场力作用下，逆着电场方向作定向运动，形成电子流。— —电子是半导体的载流子之一。
③共价键上的电子挣脱共价键束缚成为带负电荷的自由电子后， 在其原来的位置留下一个空位，称为空穴。空穴的出现是半 导体区别于其他导体的一个重要特点。
Ua =-12V， Ub =-18V 由于 Ua ＞ Ub ，故二极管导通。 若二极管为理想的，则ID =UR/R=（-U1+U2）
/R=3mA， UO=- U1=-12V 若计二极管的正向压降UF，则ID =UR/R=（-U1+U2-
UF）/R=2.65mA， UO= -UF - U1=-12.7V
二极管的参数还有结电容及最高结温等
2.2.4 半导体二极管的温度特性
硅二极管温度每增加8℃，反 向电流将约增加一倍；锗二 极管温度每增加12℃，反向 电流大约增加一倍。
模拟电路课件2
(4)、输出电阻
b
c
i iRe (1 β )ib
ib rbe
e
β ib i
RS
Rb
+
+
u Re
(1 β )ib
Re
u -
Ro
ib
Rs
u rbe
Rs RS // Rb
Ro
u i
u u ＋ βu Rs rbe Rs rbe
u Re
Re
∥
Rs 1
rbe β
uo ui
(1 β )( Re // RL ) rbe (1 β )( Re // RL )
1
（3）输入电阻
ii
ib b
c ic
RS
+
uS -
+
ui
-
rbe
β ib
e
Rb
+
+
Re
RL
uo -
Ri Ri
Ri＝uibi rbe (1 β )( Re // RL ) Ri Ri // Rb [rbe (1 β)(Re // RL )] // Rb
RL
uo -
Ri Ri
+VCC
T C2
+
Re
RL uo
-
（2）电压放大倍数：
ii
ib b
c ic
RS
+
uS -
+
u i
-
rbe
β ib
e
Rb
+
+
Re
RL
u o
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R等效 Rk
k 1
N
a +
i
u
_ b
R等效
RN
u _N
Rk Rk uk u R等效 R1 R2 k 1, 2, ,N
RN
u
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2.1 等效电路分析法（续5）
电阻的并联等效、分流
并联：电路中，两元件同接在两个相同结点之间，具 有相同的电压，称为并联。
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2.1 等效电路分析法（续2）
电阻的串联等效、分压
串联连接：在电路中，如果两个二端元件首尾相连 （且连接处无其他元件端点连接，即中间无分叉）， 流过同一个电流，称这两个元件串联。
两个电阻R1和R2串联连接如图。
i a + u1 _ + u2 _
外接端a、b，电压 u 和电流 i 之间的关系 表达了这一部分电路的外特性。
b
i
b
若干个电压源串联，等效为一个电压源，等效电 压源的数值为各串联电压源数值的叠加。
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2.1 等效电路分析法（续9）
电流源的并联等效
i
is1 is2
…
isN
a + u _ b
外特性：(KCL) (电流源特性）
叠加方式与参考 方向有关
i= is1+ is2+…+ isN= is i s
写方程时应直接使用支路电流数值，不再作为变量。
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2.2 支路电流分析法（续3）
图示电路，已知R1=4，R2=20 ，R3=3 ，R4=3 ， 求电阻R4中的电流I4。 a I E 解：电路含有 4个结点、 6条 I3 I 1 支路，根据图中各支路电流、 R1 R3 1A + 电压的参考方向，列写结点 5V b d + U a、b、c的KCL方程： R2 R4 A I2 I 4 c KCL: 结点a： I1 I 3 I E 0 结点b： 结点c：
电路组成及参数如图所示，(1)试求电流I5；(2)如C点接地，求A、 B、D三点的电位。
A + 4V - B
4 6A 1 2A 1 1.5 2
A
1 4 2A 1 1.5
1A
B
+
4V
+
6V
2
2A
-
-
D
D
I5
C
A
0.5
+ 4V 4
I5
C
B
2
444 I5 A 0.5 A 4 2 1.5 0.5
u
R1
i 按照欧姆定律： u1=R1·
u2=R2· i
R2 b
根据KVL：
a-b端外特性：
u= u1+ u2 u= (R1+ R2)· i= R· i
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2.1 等效电路分析法（续3）
上述电阻串联电路具有单个电阻元件外特性： u= R· i 因此，电阻串联等效为单个电阻元件。 等效条件：R=R1+R2 电阻串联等效可推广到N个电阻串联，N 个电阻串联等效为一个电阻，等效电阻 值为各串联电阻值的总和。
i
a + u _ b
R
R等效 Rk
k 1
N
R R1 电阻串联分压公式： u1 1 u u R R1 R2
R2 R2 u2 u u R R1 R2
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2.1 等效电路分析法（续4）
a + R1
i
+ u1 _
R2
u
_ b
+ u _2
… +
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2.1 等效电路分析法（续12）
含电源支路等效变换
电压源模型
特别注意电流源和 电压源参考方向之 间的关系
等效条件：
a
外特性：
+ us _ + uR _
+ u
i
u us uR us R i
(KVL) (Ohm's Law)
R
_
b a
i
u us u is R R R
等效电路概念的数学描述：
如果具有相同外接端的两个电路具有完全相同的外特性， 这两个电路互为等效电路。
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2.1 等效电路分析法（续1）
等效电路分析方法
电路中的一个部分用其等效电路替换后，电路其他部分 的工作情况保持不变。等效只能适用于外部，对于互相 等效的两个电路部分内部的工作一般是不等效的。 在电路中，通过用简单的等效电路替代复杂电路部分， 简化电路结构，方便分析。有时，为了进一步等效化简 的需要，需要对一些电路结构进行等效变换，如两种电 源模型之间的转换。 下面我们学习几种常用的等效电路关系，灵活运用这些 典型的等效关系，往往可以大大减轻电路分析的工作量。
关于支路电流的代数方程组，求解得到支路电流后
通过元件特性，再确定各支路电压。
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2.2 支路电流分析法（续1）
设电路具有N个结点、B条支路，支路电流法分析过程： 1. 利用元件的特性约束可将支路电压表示为支路电流的函数：
Ub Rb Ib USb
b 1, 2,
,B
2. 列电路的结点KCL（N-1个方程）：
us R is
iR
i
us is R 外特性： i iR is
u is R
等效条件：
(KCL) (Ohm's Law)
电流源模型
is
R
+ u _ b
u R is R i us R i
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2.1 等效电路分析法（续13）
N
G等效 Gk
k 1
1 R等效
1 k 1 Rk
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N
2.1 等效电路分析法（续7）
i
+
1 R等效
a
1 k 1 Rk
N k 1
N
i1
R1 G1
i2
R2 G2
iN
RN GN
a +
i u
_ R等效 G等效
u
_ b
G等效 Gk
b
Gk Gk ik i G等效 G1 G2 k 1, 2, ,N
a i + u _ b
若干个电流源并联，等效为一个电流源，等效电 流源的数值为各并联电流源数值的叠加。
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2.1 等效电路分析法（续10）
电压源与其他元件的并联等效
i + us _
N
a
a
+ u _
b
外特性： (KVL)
u = us
(电压源特性）
+ us _
+ u _
b
i
电压源与任意非电压源元件（包括电流源） 并联，等效为一个同值电压源。
U B 4 2 I5 3V U D 1.5I5 0.75V U A 4 0.5I5 U D 5V
+ 4V D
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+
1.5 I5
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4V
C
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2.1 等效电路分析法（续14）
求图示电路中流过16电阻的电流 I
5A 10 30V 3 6
I
16 5A 3
结点n
I
kn
0
n 1, 2,
, N 1
3. 在电路中找出B－N ＋1个独立回路列KVL方程：
回路l
U
kl
回路l
R
bl bl
I U bl 0
l 1, 2,
, B N 1
4. 联立求解2. 3.列出的B个方程
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2.2 支路电流分析法（续2）
2.3 等效电路分析法（续6）
定义电导为电阻的倒数
G 1 R
单位：西门子（S）
a-b端外特性可表示为： i G1 G2 u G u 因此，电阻并联也等效为单个电阻元件。 等效条件：G=G1+G2 或
R1 R2 R R1 R2
R
i a + u _ b
电阻并联等效可推广到N个电阻并联，N 个电阻并联等效为一个电阻，等效电导 值为各并联电导值的总和。
两个电阻R1和R2并联连接如图。
i a
外特性为电压 u 和电流 i 之间关系。 按照欧姆定律：i1 u
i1
i2
R1 R2
+ u _
R1
u i2 R2
根据KCL：
b
i= i1+ i2
R1 R2 R R1 R2
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1 1 1 a-b端外特性： i u u R R1 R2
注意：不同数值的电压源禁止并联！
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2.1 等效电路分析法（续11）
电流源与其他元件的串联等效
a
is
+
i
外特性： (KCL)
N
u _
b
i = is
(电流源特性）
is
a +i u _ b