模拟电路期末总复习(康华光版)

二、放大电路性能指标：
1、电压放大倍数Au
电压增益=20lg|Au|
(dB)
2、输入电阻ri 3、输出电阻ro 4、通频带 5、失真： 失真
线性失真
幅度失真: 相位失真:
非线性失真： 3
3 二极管及其电路
一、半导体与本征半导体：
半导体的性质：负温度系数、光敏特性、掺杂特性
惯性核
价电子 半导体的共价键结构：
零点漂移 温度漂移（温漂） ——差分放大器
34
（四） 放大电路的频率响应
1、共射电路的耦合电容是引起低频响应的主要原因, CE影响较大; 三极管的结电容和分布电容是引起放大电路高频响应的主要原因
AVS
=
(1－j
AVSM fL )(1 +
Ic
Ib
RL R
Uo
动态：
AV

R' L rbe
Ri RB // rbe
C
Ro RC
RB1 C1
ui RB2
RC
+VCC C2
静态：
VB

RB 2 RB1 RB2
VCC
VE VB VBE
T
RL
RE1
uo
RE2
CE
IC

IE

VB VBE RE1 RE2
VCE VCC IC RC IE (RE1 RE2 )
模拟电子技术
《模拟电子技术》 期末总复习
授课人：庄友谊
1
题型：
一、填空题（12、14分） 二、选择题（16分） 三、分析题（18、16分）（3、2题） 四、计算题（44分） （5题） 五、设计题（10分） （1题）
期中前约 50% 期中后约50%
2
1 绪论
一、电子电路中的信号：模拟信号和数字信号
1. 电流放大系数：α、β 2、极间反向电流：
（1）集-基极反向饱和电流ICBO （2） 集-射极反向饱和电流ICEO
3、极限参数：
（1）集电极最大电流ICM
（2）反向击穿电压：射-基反向极击穿电压U(BR)EBO 集-基反向极击穿电压U(BR)CBO 集-射反向击穿电压U(BR)CEO
（3） 集电极最大允许功耗PCM
Ri rbe RB
Ro RC
+VCC
静态：
C1
+
ui
RC RB
T
C2
+
uo RL
I BQ

VCC VBE RB
ICQ I BQ
VCEQ VCC ICQ RC
-
-
h参数等效电路：
rbe

300 ()

(1

)
26(mV ) IE (mA )
Ii Ib
Ui RB rbe
(2) 不能传输直流及低频信号。 (3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。 (4) 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。
Au Au1 Au2 Aun
(5) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻ri1 。 (6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。
33
2、直接耦合:
直接耦合可放大微弱的直流信号或变化缓慢的信号 多级放大器的静态工作点、电压放大倍数、 输入电阻、 输出电阻等的计算比较复杂 问题： 直流电平互相影响
RB (1 )RE
IE (1 )IB
VCE VCC IE RE
h参数等效电路：
Ii
Ib
Ic
rbe
Ib
Ui RB
RE RL Uo
动态：
AV

(1 )RL rbe (1 )RL
ri RB //{rbe (1 )RL }
ro

RE
（2）图解法确定Q点:
来自百度文库
IB
IC
直流 负载线
IBQ
Q
UBE
0.7V
UBEQ
uBE VBB iB RB
ICQ
Q IBQ
UCEQ
UCE
uCE VCC iC RC
一般可认为:硅管UBEQ为0.7V，锗管为0.3V
21
2、动态工作情况的图解法分析：
图解法的步骤：
1、确定静态工作点
2、画直流负载线 3、画交流负载线
t
35
25
15
U t 1 2 3 4 5 6 V CE
uCE t
t
AV

vo vi
e j

Vom Vim

0.5 0.02

25
uce与ui反相 23
3、静态工作点对波形失真的影响:
（1） Q点过低，信号进入截止区：产生截止失真 （2） Q点过高，信号进入饱和区：产生饱和失真
——放大器的动态范围
IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ICBO)
IE =IC+IB
ICN IC
I EN I E
ICN IC ICBO IC
I BN I B ICBO I B
IC = βI B + ICEO I E = IC + IB = (1 + β)IB + ICEO IC = αI E ≈I E
c
Vi
iB
RErbe
βib
RC RL
b
动态：
AV

Vo Vi

Ib RL
Ib rbe

RL
rbe
Vo
Ri

RE
//
Ri

RE
//
rbe
1
Ro RC
（三）多级放大器及其耦合方式
耦合：即信号的传送方式。 耦合方式：阻容耦合；直接耦合；变压器耦合；光电耦合。
1、阻容耦合：
(1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点 相互独立，分别估算。
4、 作图：vi→iB→iC、vCE→vo 5、求放大倍数：
AV

vo vi
e j
Vom Vim
22
假设uBE有一微小的变化
iB IB uA
45 35 25 15
t
iC
Q
0.68 0.7 0.72
UV BE ui
直流负载线
IC
mA
3.3 2.7 2.1
1.5
0.9
交流负载线
55 ib
45
4、频率参数：
17
（四） 温度对BJT参数及性能的影响
UBE ↘ ↑
T↑
ICEO ↑
U（BR）CBO ↑
U（BR）CEO ↑
18
二、放大电路的组成及分析计算
（一） 常用放大电路： 共射放大器、共集放大器、共基放大器
直流通道：——提供放大的条件（静态）。 交流通道：——进行交流信号的放大（动态）。
24
电路参数对Q点的影响：
Rb：
iC
Rb↗
IBQ↘
RC：
RC↘
Q点下移（Q→Q1）。 直流负载线的斜率 变大
Q3
Q QQ21
（Q→Q2）。
0
交流负载线要看RL而定。
vCE
VCC： VCC变化，直流负载线发生平动，Q点变化情况比
较复杂，在IB不变的情况下，VCC↘，Q→Q3
一般情况下，常采用改变Rb的办法，来调节静态工作点。
N
P
P
B
N
基
N
极
P
发射结
e发射极
e
发射极
PNP型
c b
e
11
三个极（集电极c、基极b、发射极e）、三个区、两个PN结。
内部结构：
发射区：掺杂浓度较高
基区：较薄，掺杂浓度低
集电区：面积较大
为使发射区发射电子，集电区收集电子，必须具备
的外部条件是：
a.发射结加正向电压(正向偏置):
NPN管：Vbe>0； PNP管：Vbe<0 b.集电结加反向电压(反向偏置):
源电压放大倍数
27
+
ΔVI
RB
T
VBB-
C RC
VCC
静态：
I BQ

VBB VBE RB
RL ICQ I BQ
VCEQ VCC ICQ RC
h参数等效电路：
ib
+ RB b
RS
+ vs
vi
rbe
--
ic
βicb+
vce
+
vo
R'
L
e --
动态：
AV
RL
rbe RB
主要参数:最大整流电流 IFM 、反向峰值电压URM 、反向 直流电流 IR 等
特殊二极管：稳压二极管、变容二极管、肖特基二极管、 光电二极管、发光二极管、激光二极管等 特别是稳压二极管，利用其反向击穿效应
9
四、 二极管的基本电路及其分析方法
1、图解分析法：
iD VDD /R
R iD
+
VDD
D vD
雪崩击穿和齐纳击穿
稳压二极管利用击穿特性
击穿 特性
IR= -IS VBR
反向 特性
4、 PN结的电容效应：
ID
正向 特性 VD
死区电压 硅管0.6V, 锗管0.2V
势垒电容CB （PN结反偏） 和扩散电容CD （PN结正偏）
8
5、半导体二极管：
二极管的电路符号：
P
N
分为：点接触型、面接触型、平面型。
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。
即： IC=IB , 且 IC = IB
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即：VCEUBE ， IB>IC，
硅管：VCE0.3V 锗管： VCE0.1V (3) 截止区： VBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0
16
（三） BJT的主要参数
集电结正
IC(mA )
此区域满足
IC=IB称为
100线性A 区（放
大区）。
偏， 3
IB>IC，
UVC称E为0.饱3 2
和区。
1
80A 60A 此40区域A 中 : IB=0， I区止2CI=0区电BI=C。压0AEO，，称UB为E<截死
3 6 9 12 UCE(V)
15
输出特性三个区域的特点:
动态平衡
PN结
空间电荷区、耗尽层、阻挡层、势垒区、 PN结
2、PN 结的最主要的特性——单向导电性： PN 结加正向电压导通，PN 结加反向电压截止
7
3、PN结的伏安特性：
导通压降: 硅管 0.6~0.7V,锗管
0.2~0.3V
正向特性 反向特性
VD
ID IS (eVT 1)
击穿特性
反向击穿(电击穿)
++ + 44 4
++ +
44
4
+ ++ 4 44
4
本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
载流子
自由电子 空穴
动态平衡 本征激发 复合
本征半导体中电流由两部分组成：
1. 自由电子移动产生的电流。 2. 空穴移动产生的电流。
5
二、 杂质半导体
N 型半导体（电子导电型半导体） ：掺5价元素使用自由
电子浓度大大增加的杂质。 施主原子（离子） 多数载流子（多子）：自由电子， 少数载流子（少子）：空穴。
P 型半导体（空穴导电型半导体） ：掺3价元素使用空穴
浓度大大增加的杂质。 受主原子（离子） 多子：空穴，少子：自由电子。
6
三、 PN结与半导体二极管
1、 PN结的形成过程：
接触 扩散 形成空间电荷区 内电场 漂移
-
ID
Q
2、简化模型分析法：
VD
VDD vD
简化模型：理想二极管模型、恒压降模型、 折线模型、小信号模型
应用简化模型分析：
10
4 双极型三极管及放大电路基础
一、 BJT的结构、原理与特性
（一） BJT的结构与工作原理:
两种类型：NPN型和PNP型。
NPN型
基b 极
c b
e
c 集电极 集电极 c
集电结
25
B、 小信号模型分析法
1、BJT的h参数及其等效电路：
ic
ib
ib
c+
b
+
vce
vbe
+
vbe
hie
+
hre vce-
-
e
-
ib
-
b+
hfe ib+ c
vbe hie
vce
-
-
ic
+
hfe ib
1
hoe
vce
-
26
2、用h参数小信号模型分析基本放大器
步骤：
1、画电路的交流通路。 2、画电路的h参数等效电路（包括晶体管和外电路）。 3、标出电压、电流的参考方向。 4、计算：电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、
h参数等效电路：
Ii
Ib
Ic
rbe
Ui R'B
Ib RL
Uo
动态：
AV

rbe
R' L (1 )RE1
Ri RB1 // RB2 //[rbe (1 )RE1]
RE1 RC
Ro RC
RB C1
ui
RE
+VCC
C2
RL uo
静态：
IB
VCC VBE
工作过程:
NPN管：Vbc<0；PNP管：Vbc<0
1、发射区向基区扩散其多数载流子
2、载流子在基区的扩散与复合 3、集电区收集载流子
电流关系式:
IE= IEN+ IEP 且有IEN>>IEP IEN=ICN+ IBN 且有IEN>> IBN ，ICN>>IBN
IC=ICN+ ICBO IB=IEP+ IBN－ICBO
13
（二） BJT的V-I特性曲线
1、输入特性： UCE =0.5V
UCE=0V IB(A)
80
UCE 1V
60
40
死区电压，
硅管0.5V， 20
锗管0.2V。
工作压降： 硅管 UBE0.6~0.7V,锗管 UBE0.2~0.3V。
0.4 0.8 UBE(V) 14
2、输出特性
此区域中
UCEUBE4,
放大器的性能指标：
电压放大倍数、输入电阻ri 、输出电阻ro 、通频带
19
（二）放大器的分析方法
A、图解法分析法：
1、静态工作点的图解分析：
（1）近似估算Q点: +
ΔVI
RB
T
-
VBB
I BQ
=
VBB－
V BE
RB
ICQ I BQ
VCEQ VCC ICQ RC
C+
RC
ΔVO
VCC
-
20
//
rbe Rs
1
C1
C2 静态：
ui RE
RB1 RC RL
VB

RB 2 RB1 RB2
VCC
uo VBE VB VE VB IE RE
RB
CB VCC
IC

IE

VB
VBE RE
VCE VCC IC RC IE RE
h参数等效电路：
iE e