模电康华光(第五版)第一章PPT课件
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康华光数电第五版PPT课件
3.6.1 各种门电路之间的接口问题
在数字电路或系统的设计中，往往将TTL和CMOS两种器件
混合使用，以满足工作速度或者功耗指标的要求。由于每种 器件的电压和电流参数各不相同，因而在这两种器件连接时
，要满足驱动器件和负载器件以下两个条件：
1) 驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范
围，包括高、低电压值（属于电压兼容性的问题）。
A B A B & ≥1 & L
A B A B
& ≥1 & L
A B A B
& & & L
A B
&
L = A B
逻辑门等效符号强调低电平有效
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
AL
IC
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
EN
AL RE = L
L=0
AL = 0 RE = 1
2. 正负逻辑等效变换
某电路输入与输出电平表 A L L H H B L H L H L H H H L
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
采用负逻辑
___或非门
L
0 0 0
A
1 1 0
B
1 0 1
正逻辑 负逻辑 与非 或非 与 或 非 非
0
0
1
3.5.2 基本逻辑门电路的等效符号及其应用
（4）采用推拉式输出级以提高开关速度和带负载能力 a)带负载能力
当O=0.2V时 当输出为低电平时，T4截止， T3饱和导通，其饱和电流全 部用来驱动负载
当O=3.6V时 T3截止，T4组成的电压跟随 器的输出电阻很小，输出高 电平稳定，带负载能力也较 强。 b)输出级对提高开关速度的作用 输出端接负载电容CL时， O由低到高电平跳变的瞬间， CL充电，其时间常数很小使 输出波形上升沿陡直。而当 O由高变低后， CL很快放电， 输出波形的下降沿也很好。
第一章 绪论(模电康第五版)
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1.4 放大电路模型
1.电压放大电路模型 1.电压放大电路模型
Rs
+ +
Ro
+ +
vs
_
vi
_
Ri
Avovi
_
vo
_
RL
（1）模型：虚线框内是电压放大电路模型，Avo为输 模型：虚线框内是电压放大电路模型， 开路（ 电压增益， 出开路（RL=∞）时的电压增益，开路输出电压 o受 ）时的电压增益 开路输出电压v 输入电压v 的控制。 输入电压 i的控制。
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1.4
放大电路模型
信号的放大是最基本的模拟信号处理电路， 信号的放大是最基本的模拟信号处理电路，放大 电路是构成其他模拟电路的基本单元电路。 电路是构成其他模拟电路的基本单元电路。
一、放大电路的符号及模拟信号放大
ii
+
I1 V +
A
+
io
+
R s
vs
_
vi
1.2 信号的频谱
V 2s V π 1 π 1 π S v(t) = + ω ω cosω0t − 2 + 3cos3 0t − 2 + 5cos5 0t − 2 +L 2 π
v
VS
ϕn
2VS
0
2VS 3π
ω0
3ω0
5ω0
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5. 学习方法
重点掌握基本概念、基本电路、基本方法。 重点掌握基本概念、基本电路、基本方法。
模电第五版完整课件
8
Байду номын сангаас
法拉第1791年9月22日生在一个手工工人家庭,21岁时 当上了戴维的助手。法拉第所研究的课题广泛多样，按编 年顺序排列,有如下各方面：铁合金研究（1818－1824）； 氯和碳的化合物（1820）；电磁转动（1821）；气体液化 （1823，1845）；光学玻璃（1825－1831）；苯的发明 （1825）；电磁感应现象（1831）；不同来源的电的同一 性（1832）；电化学分解（1832年起）；静电学，电介质 （1835年起）；气体放电（1835年）；光、电和磁（1845 年起）；抗磁性（1845年起）；“射线振动思想”（1846 年起）；重力和电（1849年起）；时间和磁性（1857年起） 1821年他研究了奥斯特发现的电流的磁作用，作出了一 项重大发现：磁作用的方向是与产生磁作用的电流的方向 垂直的。法拉第还制成了一种电动机，证明了导线在恒定 磁场内的转动。 法拉第坚信，电与磁的关系必须被推广，如果电流能 产生磁场，磁场也一定能产生电流。法拉第为此冥思苦想 了十年。他做了许多次实验结果都失败了。直到1831年年 底，他才取得了巨大的突破，他发明最原始的发电机。奠
CTGU
Fundamental of Electronic Technology
1
CTGU
Fundamental of Electronic Technology
2
1.1 课程慨述 1.2 电子学发展史 1.3 信号的传输与电子系统 1.4 放大电路的基本知识
1.5 学习方法与要求
3
1.1 课程慨述
电子学是一项迷人 的领域，发展速度日 新月异，未来的机遇 一如既往，建议投身 其中，从头做起。
13
电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展 起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广 泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。电子 计算机发展经历的四个阶段恰好能够充分说明电子 技术发展的四个阶段的特性 第一代（1946~1957年）是电子计算机，它的基本电 子元件是电子管，运算速度为每秒几千次~几万次 第二代（1958~1970年）是晶体管计算机。 第三代（1963~1970年）是集成电路计算机。开始采 用性能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒 几十万次基本运算。 第四代（1971年~日前）是大规模集成电路计算机。 运算速度可达每秒几百万次，甚至上亿次基本运算。
Байду номын сангаас
法拉第1791年9月22日生在一个手工工人家庭,21岁时 当上了戴维的助手。法拉第所研究的课题广泛多样，按编 年顺序排列,有如下各方面：铁合金研究（1818－1824）； 氯和碳的化合物（1820）；电磁转动（1821）；气体液化 （1823，1845）；光学玻璃（1825－1831）；苯的发明 （1825）；电磁感应现象（1831）；不同来源的电的同一 性（1832）；电化学分解（1832年起）；静电学，电介质 （1835年起）；气体放电（1835年）；光、电和磁（1845 年起）；抗磁性（1845年起）；“射线振动思想”（1846 年起）；重力和电（1849年起）；时间和磁性（1857年起） 1821年他研究了奥斯特发现的电流的磁作用，作出了一 项重大发现：磁作用的方向是与产生磁作用的电流的方向 垂直的。法拉第还制成了一种电动机，证明了导线在恒定 磁场内的转动。 法拉第坚信，电与磁的关系必须被推广，如果电流能 产生磁场，磁场也一定能产生电流。法拉第为此冥思苦想 了十年。他做了许多次实验结果都失败了。直到1831年年 底，他才取得了巨大的突破，他发明最原始的发电机。奠
CTGU
Fundamental of Electronic Technology
1
CTGU
Fundamental of Electronic Technology
2
1.1 课程慨述 1.2 电子学发展史 1.3 信号的传输与电子系统 1.4 放大电路的基本知识
1.5 学习方法与要求
3
1.1 课程慨述
电子学是一项迷人 的领域，发展速度日 新月异，未来的机遇 一如既往，建议投身 其中，从头做起。
13
电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展 起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广 泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。电子 计算机发展经历的四个阶段恰好能够充分说明电子 技术发展的四个阶段的特性 第一代（1946~1957年）是电子计算机，它的基本电 子元件是电子管，运算速度为每秒几千次~几万次 第二代（1958~1970年）是晶体管计算机。 第三代（1963~1970年）是集成电路计算机。开始采 用性能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒 几十万次基本运算。 第四代（1971年~日前）是大规模集成电路计算机。 运算速度可达每秒几百万次，甚至上亿次基本运算。
电子技术基础第五版模拟部分通用课件康华光
爆米花噪声
由材料缺陷或晶体缺陷引起的噪声。
噪声的抑制方法
增加信号幅度
通过增加信号幅度，降低相对噪声影 响。
滤波
通过使用滤波器滤除特定频率范围的 噪声。
接地
良好的接地可以减少电磁干扰和地线 噪声。
屏蔽
使用屏蔽材料隔离电路和电子设备， 减少外部噪声的影响。
失真的产生与抑制方法
非线性失真
由于电路元件的非线性特性引起的失真，如放大器的增益饱和。
解调技术
解调是将加载在高频载波信号上的低 频信号分离出来的过程。解调技术包 括鉴频、鉴相和鉴幅。
信号的滤波技术
滤波器类型
滤波器根据其频率响应特性可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带 阻滤波器。
滤波器设计
滤波器的设计需要考虑其传递函数、阻抗比、衰减特性、群时延特性等参数， 以达到所需的信号处理效果。
03
模拟集成电路基础
模拟集成电路的基本概念
模拟集成电路
由模拟元件构成的电路，用于处理连续变化的模拟信号。
模拟信号
表示物理量连续变化的信号，如声音、温度、压力等。
模拟集成电路的特点
具有高精度、低噪声、低失真等特点，广泛应用于信号处理、通信 、测量等领域。
模拟集成电路的工艺技术
半导体工艺
基于半导体材料（如硅、 锗）的制造工艺，包括外 延、氧化、扩散、光刻、 刻蚀等。
集成电路的分类
按工艺技术可分为薄膜集 成电路和厚膜集成电路。
集成电路的封装
将芯片与外部电路连接起 来的封装形式，包括直插 式封装、表面贴装等。
模拟集成电路的设计流程
元器件选择
选择合适的元件， 包括电阻、电容、 电感等。
版图绘制
将电路设计转化为 版图，为制造提供 依据。
由材料缺陷或晶体缺陷引起的噪声。
噪声的抑制方法
增加信号幅度
通过增加信号幅度，降低相对噪声影 响。
滤波
通过使用滤波器滤除特定频率范围的 噪声。
接地
良好的接地可以减少电磁干扰和地线 噪声。
屏蔽
使用屏蔽材料隔离电路和电子设备， 减少外部噪声的影响。
失真的产生与抑制方法
非线性失真
由于电路元件的非线性特性引起的失真，如放大器的增益饱和。
解调技术
解调是将加载在高频载波信号上的低 频信号分离出来的过程。解调技术包 括鉴频、鉴相和鉴幅。
信号的滤波技术
滤波器类型
滤波器根据其频率响应特性可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带 阻滤波器。
滤波器设计
滤波器的设计需要考虑其传递函数、阻抗比、衰减特性、群时延特性等参数， 以达到所需的信号处理效果。
03
模拟集成电路基础
模拟集成电路的基本概念
模拟集成电路
由模拟元件构成的电路，用于处理连续变化的模拟信号。
模拟信号
表示物理量连续变化的信号，如声音、温度、压力等。
模拟集成电路的特点
具有高精度、低噪声、低失真等特点，广泛应用于信号处理、通信 、测量等领域。
模拟集成电路的工艺技术
半导体工艺
基于半导体材料（如硅、 锗）的制造工艺，包括外 延、氧化、扩散、光刻、 刻蚀等。
集成电路的分类
按工艺技术可分为薄膜集 成电路和厚膜集成电路。
集成电路的封装
将芯片与外部电路连接起 来的封装形式，包括直插 式封装、表面贴装等。
模拟集成电路的设计流程
元器件选择
选择合适的元件， 包括电阻、电容、 电感等。
版图绘制
将电路设计转化为 版图，为制造提供 依据。
模拟电子技术康华光等主编ppt文档
多数载流子（简称多子） 少数载流子（简称少子）
P 型半导体
掺入三价元素
+4 +34 接受一个 电子变为 负离子
空穴
+4 +4
硼原子
掺杂浓度远大于本 征半导体中载流子浓 度，所以，空穴浓度 远大于自由电子浓度。
空穴称为多数载流 子（多子），
自由电子称为少数 载流子（少子）。
半导体的特性： 热敏性：当环境温度升高时，导电能力明显 増强。(可制成温度敏感元件，如热敏电阻)
光敏性：当受到光照时，其导电能力明显变 化。(可制成各种光敏元件，如光敏电阻、 光敏二极管、光敏三极管、光电池等)。
掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质， 使其导电能力明显改变。
＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋
N型半导体
P型半导体
无论是P型半导体还是N型半导体都是中性的， 通常对外不显电性。
掺入的杂质元素的浓度越高，多数载流子的数 量越多。
由于温升、光照等原因，共价键的电子容易 挣脱键的束縛成为自由电子。这是半导体的一 个重要特征。
室温下，由于热运动少数价电子挣脱共价 键的束缚成为自由电子，同时在共价键中留下 一个空位，这个空位称为空穴。失去价电子的 原子成为正离子，就好象空穴带正电荷一样。
在电子技术中，将空穴看成带正电荷的载流 子。
点接触型二极管PN结面积很小，结电容很
小，多用于高频检波及脉冲数字电路中的开关
元件。
面 接 触 型 二 极 管 PN 结 面 积 大 ， 结 电 容 也 小
界面处将形成一个特殊的薄层→ PN结。
扩散与漂移达到动态平衡 形成一定宽度的PN结
多子
形成空间电荷区
扩散
产生内电场
阻止
模电 康华光(第五版)
1.1.2 杂质半导体
杂质半导体有两种
N 型半导体 P 型半导体
一、 N 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如 磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体(或称电子型半导
体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受 自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。 自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n >> p 。电 子称为多数载流子(简称多子)，空穴称为少数载流子 (简称少子)。
稳压管的参数主要有以下几项： 4. 电压温度系数 U 稳压管电流不变时，环境温度每变化 1 ℃ 引起稳定 电压变化的百分比。 (1) UZ > 7 V, U > 0；UZ < 4 V，U < 0； (2) UZ 在 4 ~ 7 V 之间，U 值比较小，性能比较稳
很小的正向电阻，如同开关闭合；加反向电压时截止， 呈现很大的反向电阻，如同开关断开。 从二极管伏安特性曲线可以看出，二极管的电压与 电流变化不呈线性关系，其内阻不是常数，所以二极管 属于非线性器件。
1.2.3 二极管的主要参数
1. 最大整流电流 IF 二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。 2. 最高反向工作电压 UR 工作时允许加在二极管两端的反向电压值。通常将 击穿电压 UBR 的一半定义为 UR 。 3. 反向电流 IR
I/mA
+ -
1.2.5 稳压管
一种特殊的面接触型半 导体硅二极管。 稳压管工作于反向击穿
正向
U
O
+
区。
模电康华光课件ppt
第一章 半导体二极管和三极管
本章主要内容：半导体基础知识；半导体
二极管；晶体三极管；场效应管
重点掌握：1.半导体器件的外特性； 2.器件的主要参数
§1 半导体基础知识
一、本征半导体 二、杂质半导体 三、PN结的形成及其单向导电性 四、PN结的电容效应
一、本征半导体
1、什么是半导体？什么是本征半导体？
问题：杂质半导体为何呈现电中性?
• N型：自由电子数目=空穴数目+正离子数目 P型：空穴数目=自由电子数目+负离子数 目
三、PN结的形成及其单向导电性
• 按一定的制造工艺，将P、N型半导体制作 在同一块硅片上，其界面形成PN结、
1.PN结的形成：
物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气 体、液体、固体均有之。
电位V
势垒 UO
硅 0.5V 锗 0.1V
V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
P区空穴 浓度远高 于N区。
N区自由电 子浓度远高
于P区。
扩散运动
扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面 N区的自由电子浓度降低，产生内电场。
PN 结的形成
由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成 内电场，从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P 区、自由电子从P区向N 区运动。
3、本征半导体中的两种载流子
运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电。
两种载流子
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？
本章主要内容：半导体基础知识；半导体
二极管；晶体三极管；场效应管
重点掌握：1.半导体器件的外特性； 2.器件的主要参数
§1 半导体基础知识
一、本征半导体 二、杂质半导体 三、PN结的形成及其单向导电性 四、PN结的电容效应
一、本征半导体
1、什么是半导体？什么是本征半导体？
问题：杂质半导体为何呈现电中性?
• N型：自由电子数目=空穴数目+正离子数目 P型：空穴数目=自由电子数目+负离子数 目
三、PN结的形成及其单向导电性
• 按一定的制造工艺，将P、N型半导体制作 在同一块硅片上，其界面形成PN结、
1.PN结的形成：
物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气 体、液体、固体均有之。
电位V
势垒 UO
硅 0.5V 锗 0.1V
V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
P区空穴 浓度远高 于N区。
N区自由电 子浓度远高
于P区。
扩散运动
扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面 N区的自由电子浓度降低，产生内电场。
PN 结的形成
由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成 内电场，从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P 区、自由电子从P区向N 区运动。
3、本征半导体中的两种载流子
运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电。
两种载流子
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？
模电电子教案,康华光PPT课件
uD
iD≈IS e U T
(uD／UT>>1)
14
1.2.2 PN结的击穿
• 1、 雪崩击穿
• 当反向电压增加时，内电场亦加强，使少数载流子在漂移 过程中受到更大作用力产生加速运动，它们可能在与共价 键中的价电子碰撞时将价电子“撞”出共价键而产生自由 电子—空穴对，新的自由电子—空穴对被电场加速后又可 能撞出更多的自由电子—空穴对。如此连锁反应，当反向 电压达到一定程度时，便产生类似雪崩的效应，从而使载 流子倍增而引起电流的急剧增加。
本章先介绍半导体的基础知识，然后重点讨 论最基本的半导体器件器件——二极管的物 理结构、工作原理、特性曲线、主要参数以 及二极管的基本电路与分析方法。
4
1.1
半导体基础知识
1.1.1 体
本征半导
• 导电性能介于导 体和绝缘体之间 的物质称为半导 体。纯净的、具 有晶体结构的半 导体称为本征半 导体。
• 在数字电路中，常利用二极管单向导电性的开关 作用，组成各种开关电路，实现相应的逻辑功能。 在分析这类电路原则仍然是判断电路中的二极管 是导通还是截止。
• 例求DA1U、.A4和D.2BU为电B在理路不 想如同二图的极所组管示合。，下当，UA输和出U电B为位0VU或Y的5值V时，，设 • 解向时出：偏现（置两1电）个压U二为A=1极02VV管，，同UD时BB=的正5V正向，向偏由偏置电置。路电在可压这知为种，1情7DV况A，的下此正，
正输偏向出置偏电，置 位 因U电 而YD压钳A大制截的止在二5。V极，管而首D先A因导D通B导，通即处DB于导反通向， 24
1.4.3 开关电路
• （值列2）入依表此1.类4.1推中，。UA和UB在不同的组合下，输出电位UY的 表1.4.1
模拟电子技术基础(第五版)新 康华光 课件(1)
2. 抑制零点漂移原理 温度变化和电源电压波
动，都将使集电极电流产
生变化。且变化趋势是相 同的， 其效果相当于在两个输 入端加入了共模信号。
2. 抑制零点漂移原理
这一过程类似于分压式射极 偏置电路的温度稳定过程。所
以，即使电路处于单端输出方
式时，仍有较强的抑制零漂能 力。
iC1
iC1 iE1 温度 iC2 iE2
接入负载时
β (R c //R L) A v d = 2 r be
3. 主要指标计算
（1）差模情况
<C> 单端输入
r r o e
6.1 模拟集成电路中的直流偏置技术 6.2 差分式放大电路 6.3 差分式放大电路的传输特性 6.4 集成电路运算放大器 6.5 实际集成运算放大器的主要参数和对应 用电路的影响
6.1 模拟集成电路中 的直流偏置技术
6.1.1 BJT电流源电路
1. 镜像电流源 3. 高输出阻抗电流源
2. 微电流源
4. 组合电流源
6.1.2 FET电流源
1. MOSFET镜像电流源
2. MOSFET多路电流源
3. JFET电流源
6.1.1 BJT电流源电路
1. 镜像电流源
T1、T2的参数全同 即β1＝β2，ICEO1＝ICEO2
IE2 = IE1 V =V BE2 BE1
IC2 = IC1
当BJT的β较大时，基极电流IB可以忽略
V V ( V ) V V CC BE E E CC E E Io＝IC2≈IREF＝ R R
代表符号
6.1.1 BJT电流源电路
1. 镜像电流源 动态电阻
iC 1 2 r ( ) o IB2 v CE 2
电子技术电路(模拟部分)康华光版_第一章课件讲解
称为幅频响应
( ) o ( ) i ( ) 称为相频响应
14
§ 1.5 放大电路的主要性能指标
4. 频率响应
A.频率响应及带宽
普通音响系统放大电路的幅频响应
20 lg AV / dB
低频区
中频区
高频区
3dB 60
40
带宽
20
o
2
20 2102 2103 2104
fL
fH
4. 互阻放大模型
ii
is
Rs
Ro
Ri
Arovi
vo RL
5. 互导放大模型
Rs
vs
vi Ri
io
Ro
RL
Ags ii
11
§ 1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Ri
vi ii
Rs ii
Ro
vs
vi Ri
Av ov i
vo RL
2. 输出电阻
Rs
vt R o
实际电压传输特性
18
小结:
1. 四种放大电路模型。 2. 放大电路的五种主要性能指标。
19
其中
VS 2
0
2
T
——直流分量
2VS ——基波分量
v
VS
2VS
2VS
VS
3
2VS
2
5
o 0
3 0
5 0
方波的频谱
5
§ 1.2 信号的频谱
3. 非周期信号
电子技术基础模拟部分(第五版)康华光总复习课件
vi 2
5 4
vi1
2vi 2
18
二、习题
习题2.4.6 加减运算电路如图所示，求输出电压：vo的表达式。
令 vi1= vi2 = vi4 =0,
R1 40kΩ
R6
vi1
vi2 vi3
R2 25kΩ R3 10kΩ
–
vn
+
vp
vi4
R4 20kΩ
vo''
(1
R6 ) R1 // R2
R4 // R5 R3 R4 // R5
（2）同相输入加法运算电路
RP R11 // R12 // R RN R1 // Rf
uo
(1
Rf R1
)( RP R11
ui1
RP R12
ui2 )
当 RP = RN时，
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui2
3、减法运算电路
RP R2 // R3 RN R1 // Rf
uo
(1
Rf R1
二、习题
习题2.4.6 加减运算电路如图所示，求输出电压vo的表达式。
解： 利用“虚短”、“虚断” 和叠加
R1 40kΩ
R6
vi1
原理 令 vi3= vi4 =0, 可看作是求和电路
vi2 vi3
R2 25kΩ R3 10kΩ
–
vn
+
vp
R4 20kΩ
vi4
R5
30kΩ
vo
vo'
R6 R1
vi1
R6 R2
iE
–
静态分析： 直流通路
IBQ
VCC Rb
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Ro RL 理想情况 Ro 0
.
15
另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减
有
vi
Ri Rs
Ri
vs
要想减小衰减，则希望…？
Ri Rs
理想情况 Ri
.
16
B. 电流放大模型
A is ——负载短路时的
电流增益
由输出回路得
io
Aisii
Ro Ro RL
则电流增益为
Ai
io ii
Ais
Ro Ro RL
io vi
(S)
14
2. 放大电路模型
A. 电压放大模型
A vo ——负载开路时的
电压增益
R i ——输入电阻
R o ——输出电阻
由输出回路得
vo
Avovi
RL Ro RL
则电压增益为
Av
vo vi
Avo
RL Ro RL
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…？ （考虑改变放大电路的参数）
.
11
1.4 放大电路模型
放大电路是最基本的模拟信号处理电路。
信号源
Ii
Io
+ Vs
Rs
+ Vi
+ 放 大 电 路 Vo
RL
–
–
–
负载
直流电源
微弱的电压（一个双口网络。从端口特性来研究放大电 路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。
信号源
Ii
Io
+ Vs
Rs
.
6
2. 电信号源的电路表达形式
转换
电压源等效电路
戴诺 维顿 宁
is
vs Rs
.
电流源等效电路
7
1.2 信号的频谱
电信号的时域与频域表示
时域
1. 正弦信号
v (t)V m siω n 0t (θ)
T2π
0
0 2πf0
频域：正弦信号幅值随角 频率变化的分布。
.
8
2. 方波信号
满足狄利克雷条件， 展开成傅里叶级数
E. 隔离放大电路模型
输入输出回路没. 有公共端
18
Rs
1.4
P12复习思考题
+ Vs
-
1.4.2
+
Vi
Ri
-
Ro
+ AVOVi -
+
Vo
RL
-
（1）
（2）电压增益为1是指 AVO 1
V iR iR iR sV s1 M 1 M 1 M 10.5V V oR o R L R LV i 1 0 1 1 0 0 0 .5 V 0 .2V 5
Po V RoL2
0.252 0.006W 25 10
因为已知的输入输出均为电压，且增益也是电压增益，
所以电压模型最方便。
.
19
1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Rs Ii
+
+
Vs
Vi
–
–
放
大 Ri 电
路
R i 的大小反应了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。
输入电压信号，R i 越大，Vi 越大。 输入电流信号，R i 越小，Ii 越大。
1 绪论
1.1 信号 1.2 信号的频谱 1.3 模拟信号和数字信号 1.4 放大电路模型 1.5 放大电路的主要性能指标
.
1
电子系统
由若干相互联结，相互作用的基本电路组成的，具 有特定功能的电路整体，称为电子系统。
电子系统中贯穿始终的是对信号的处理和变换。
例：光纤拉制塔
将石英预制棒（φ=40～60mm，L=1m）拉制成光纤 （ φ=125μm，L=100m ～200Km）
.
20
外加测试信号 Ri ：vitt
.
21
2. 输出电阻
R o 决定放大电路带负载能力。
输出电压信号时，R o 越小（相对 R L），R L对 v O 影响越小， 输出电流信号时，R o 越大（相对R L），R L 对 iO 影响越小。
.
22
输出电阻的计算：
放
Ro
大
+
+
电
AVOVi
Vo
路–
–
放
由此可见 RL
Ai
要想减小负载的影响，则希望…？ Ro RL 理想情况 Ro
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 理想情况 Ri 0
.
17
C. 互阻放大模型：输入电流，输出电压 D. 互导放大模型：输入电压，输出电流
四种电路模型可以相互转换，实际放大电路根据信号源 的性质和负载的要求来确定模型。
4. 频率响应（频域指标）
①频率响应及带宽 在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化
Ai
io ii
Ar
vo ii
其中 Av、Ai 常用分贝（dB）表示。
电压2 增 l0gA 益 v (dB)
Ag
io vi
电 流增 2l0gA 益 i (dB )
功率 1l增 0 g A P 益 (dB)
“甲放大电路的电压增益为-20倍”和“乙放大电路的 电压增益为20dB”，问哪个电路的增益大？
.
25
+ Vi
+ 放 大 电 路 Vo
RL
–
–
–
负载
直流电源
输入端口特性可以等效为一个输入电阻
输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式： 受控电压源或受控电流源
.
13
1. 放大电路的符号及模拟信号放大
电压增益（电压放大倍数）
Av
vo vi
互阻增益
Ar
vo ii
()
.
电流增益
Ai
io ii
互导增益
Ag
方波的时域表示
v (t) V 2 S 2 V π S (s ω 0 t i n 1 3 s3 iω 0 n t 1 5 s5 iω 0 n t )
其中
0
2π T
VS 2
——直流分量
2V S π
——基波分量
2V S 1 π3
——三次谐波分量
.
9
信号的频谱 频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正 弦信号幅值和相位随角频率变化的分布，称为该信号 的频谱。
Ro
大
+
电
AVOVi
路–
+ Vo RL –
v'o AVOvi
vo
AVOvi
RL Ro RL
所以
Ro
v'o vo
RL
RL
.
23
另一方法
Ro
vt it
vs 0,RL
注意：输入、输出电阻为交流电阻
.
24
3. 增益
反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量
转换为输出信号能量的能力。
四种增益
Av
vo vi
方波信号
v (t) V 2 S 2 V π S (s ω 0 ti n 1 3 s3 iω 0 n t 1 5 s5 iω 0 n t )
幅度谱 .
相位谱 10
1.3 模拟信号和数字信号
模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。
数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。 处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。 处理数字信号的电子电路称为数字电路。
工艺流程：预制棒加热→树脂涂敷到裸光纤上→固化
.
2
.
3
.
4
1.1 信号
1. 信号： 信息的载体 物理量通过传感器转换为电信号，输入到 电子系统。
T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 t/s
.
温度波动曲线
5
微音器输出的某一段信号的波形