模拟电子技术第五版课件
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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。
电子技术基础(模拟部分)第五版课件(全部)
值，k为正整数。
end
2.1 集成电路运算放大器
2.2 理想运算放大器
2.3 基本线性运放电路
2.4 同相输入和反相输入放大电 路的其他应用
§引 言
➢在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中元器 件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路， 称为集成电路。简单来说，集成电路是把元器件和 连接导线全部制作在一小块硅片上而成的电路。
• 电容利用PN结结电容，一般不超过几十pF。需要大 电容时，通常在集成电路外部连接。不能制电感，级 与级之间用直接耦合；
• 二极管用三极管的发射结代。比如由NPN型三极管 短路其中一个PN结构成。
运算放大器外形图
2.1 集成电路运算放大器
1. 集成电路运算放大器的内部组成单元
集成运算放大器是一种高电压增益，高输入电阻和 低输出电阻的多级直接耦合放大电路。
(+60μV,+12V)
Avo=2×105
解：取a点（+60μV,+12V）， b点（60μV,-12V），连接a、b两点得ab线 段，其斜率Avo=2×105, ∣vP-vN∣<60 μV时，电路工作在线性区； ∣vPvN∣>60 μV，则运放进入非线性区。 运放的电压传输特性如图所示。
(-60μV,-12V)
输入输出回路没有公共端
1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Ri
vt it
1.5 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
vt
R o
vs 0,RL
it
注意：输入、输出电阻为交流电阻
1.5 放大电路的主要性能指标
3. 增益
反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量
end
2.1 集成电路运算放大器
2.2 理想运算放大器
2.3 基本线性运放电路
2.4 同相输入和反相输入放大电 路的其他应用
§引 言
➢在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中元器 件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路， 称为集成电路。简单来说，集成电路是把元器件和 连接导线全部制作在一小块硅片上而成的电路。
• 电容利用PN结结电容，一般不超过几十pF。需要大 电容时，通常在集成电路外部连接。不能制电感，级 与级之间用直接耦合；
• 二极管用三极管的发射结代。比如由NPN型三极管 短路其中一个PN结构成。
运算放大器外形图
2.1 集成电路运算放大器
1. 集成电路运算放大器的内部组成单元
集成运算放大器是一种高电压增益，高输入电阻和 低输出电阻的多级直接耦合放大电路。
(+60μV,+12V)
Avo=2×105
解：取a点（+60μV,+12V）， b点（60μV,-12V），连接a、b两点得ab线 段，其斜率Avo=2×105, ∣vP-vN∣<60 μV时，电路工作在线性区； ∣vPvN∣>60 μV，则运放进入非线性区。 运放的电压传输特性如图所示。
(-60μV,-12V)
输入输出回路没有公共端
1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Ri
vt it
1.5 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
vt
R o
vs 0,RL
it
注意：输入、输出电阻为交流电阻
1.5 放大电路的主要性能指标
3. 增益
反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量
模拟电子康5版课件第三讲
详细描述
图解分析法是一种直观的电路分析方法，通 过图形表示电路中电压、电流的变化过程， 从而理解电路的工作原理和性能。这种方法 在模拟电路中应用广泛，尤其适用于分析交
流电路和含时变参数的电路。
微变等效电路分析法
要点一
总结词
将电路中的元件用其等效电路代替，简化分析过程。
要点二
详细描述
微变等效电路分析法是一种常用的电路分析方法，它将电 路中的元件用其等效电路代替，从而简化电路的分析过程 。这种方法适用于分析线性电路的交流小信号响应，特别 是在处理复杂电路时能够大大简化计算过程。
模拟电子技术在医疗设备中的应用
诊断设备
生命维持设备
模拟电子技术在医疗诊断设备中广泛 应用，如心电图机、超声波和核磁共 振成像设备。
在生命维持设备中，模拟电子技术用 于监测和控制患者的生命体征，如呼 吸机和心脏除颤器。
治疗设备
模拟电子技术在治疗设备中发挥重要 作用，如射频消融仪、放疗设备和人 工心脏起搏器。
放大器的主要性能指标
电压增益
电压增益是衡量放大器放大能力的重要指 标，指输出电压与输入电压的比值。
噪声系数
噪声系数指放大器输出端的信噪比与输入 端的信噪比的比值，用于衡量放大器对噪 声的抑制能力。
功率增益
功率增益指放大器输出功率与输入功率的 比值，用于衡量放大器对信号的功率放大 能力。
线性范围
线性范围指放大器输入信号在一定范围内 时，输出信号与输入信号呈线性关系，即 输出信号与输入信号成比例。
03
半导体器件
二极管
总结词
二极管是一种具有单向导电性的半导体器件，主要用于整流 、检波和开关等电路中。
详细描述
二极管由一个PN结和两个外部电极（阳极和阴极）组成。在 正向偏置时，二极管呈现低阻态，允许电流正向流动；在反 向偏置时，二极管呈现高阻态，阻止电流反向流动。常见的 二极管类型包括硅二极管和锗二极管。
模拟电子技术第五版课件
其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：
I VCC UCE S 12V 6mA
CM
R
2k
c
此时，Q（120uA，6mA，0V），PPT学由 习交流于 IBICM 所以BJT工作在饱和区。
19
2.3 放大电路的交流通路
2.3.1 画交流通路的原则
画出下图的交流通路
• 直流电源：内阻为零，相 当于短路
当 iC 0 时，uCEVCC
当 uCE0 时，iC VRCcC
T
图 2.2.1 基本共射放大电路
PPT学习交流
26
输出回路 输出特性
iC 0，uCE VCC
uCE
0，iC
VCC RC
直流负载线
Q
PPT学习交流
由静态工作点 Q 确 定 的 ICQ 、 UCEQ 为静态值。
27
【例】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知
PPT学习交流
18
例题
放大电路如图所示。已知BJT
的 ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，（求1）：放大电路的Q点。此时BJT
工作在哪个区域？
（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此 时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱
和压降）
解：（1）
共射极放大电路
IBQ VCC R UBE3 120V 0 4ku 0AICIB8 04u 0A 3.2mA b
PPT学习交流
14
常见的共射放大电路
1.直接耦合共射放大电路 静Q点的计算
Rb2 Rb1
T
V U U
I CC
BEQ
BEQ
BQ
R
R
《模拟电子技术基础》(第五版)华成英 1-半导体基础知识.ppt
动，有利于漂移运动，形成漂 移电流。由于电流很小，故可 近似认为其截止。
华成英
四、PN 结的电容效应
1. 势垒电容
PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发 生变化，有电荷的积累和释放的过程，与电容的充放 电相同，其等效电容称为势垒电容Cb。
2. 扩散电容
PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载 流子的浓度及其梯度均有变化，也有电荷的积累和释 放的过程，其等效电容称为扩散电容Cd。
对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲 线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。
华成英
2. 输出特性
iC f (uCE ) IB
对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。
饱和区
iC
放大区
为什么uCE较小时iC随uCE变 化很大？为什么进入放大状态
曲线几乎是横轴的平行线？
iB
iC iB
最大集电 极电流
c-e间击穿电压
最大集电极耗散功 率，PCM＝iCuCE
安全工作区
华成英
讨论一
2.7
PCM iCuCE
uCE=1V时的iC就是ICM
iC iB
U CE
U（BR）CEO
由图示特性求出PCM、ICM、U （BR）CEO 、β。
华成英
讨论二：利用Multisim测试晶体管的输出特性
华成英
二、杂质半导体
1. N型半导体
5
多数载流子
空穴比未加杂质时的数目 多了？少了？为什么？
杂质半导体主要靠多数载 流子导电。掺入杂质越多，多 子浓度越高，导电性越强，实 现导电性可控。
磷（P）
华成英
2. P型半导体
3
硼（B）
华成英
四、PN 结的电容效应
1. 势垒电容
PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发 生变化，有电荷的积累和释放的过程，与电容的充放 电相同，其等效电容称为势垒电容Cb。
2. 扩散电容
PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载 流子的浓度及其梯度均有变化，也有电荷的积累和释 放的过程，其等效电容称为扩散电容Cd。
对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲 线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。
华成英
2. 输出特性
iC f (uCE ) IB
对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。
饱和区
iC
放大区
为什么uCE较小时iC随uCE变 化很大？为什么进入放大状态
曲线几乎是横轴的平行线？
iB
iC iB
最大集电 极电流
c-e间击穿电压
最大集电极耗散功 率，PCM＝iCuCE
安全工作区
华成英
讨论一
2.7
PCM iCuCE
uCE=1V时的iC就是ICM
iC iB
U CE
U（BR）CEO
由图示特性求出PCM、ICM、U （BR）CEO 、β。
华成英
讨论二：利用Multisim测试晶体管的输出特性
华成英
二、杂质半导体
1. N型半导体
5
多数载流子
空穴比未加杂质时的数目 多了？少了？为什么？
杂质半导体主要靠多数载 流子导电。掺入杂质越多，多 子浓度越高，导电性越强，实 现导电性可控。
磷（P）
华成英
2. P型半导体
3
硼（B）
模拟电子技术基础(第五版)新-ppt课件
19
3.2.1 载流子的漂移与扩散
漂移运动： 在电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。
扩散运动： 由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散
运动。
20
3.2.2 PN结的形成
因浓度差 多子扩散 形成空间电荷区
促使少子漂移 阻止多子扩散
扩散到对方的载流子在P区和N区的交界处附近被相互中 和掉，使P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子， N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这样在 两种半导体交界处逐渐形成由正、负离子组成的空间电 荷区(耗尽层) 。由于P区一侧带负电， N区一侧带正电， 所以出现了方向由N区指向P区的内电场
束缚电子同时受两个原子的约束，如果没有足 够的能量，不易脱离轨道。
因此，在绝对温度T=0K (-273 oC) 时，由于 共价键中的电子被束缚着，本征半导体中没有自由电子， 不导电。只有在激发下，本征半导体才能导电。
7
3、电子与空穴
当导体处于热
力学温度0oK时，
导体中没有自由电
子。当温度升高或
受到光的照射时，
向电流突然快速增加， 此现象称为PN结的反向 击穿。
它的耗散功率时， PN结将发生热 击穿。这时PN结的电流和温度之 间出现恶性循环，最终将导致PN 结烧毁。
热击穿——不可逆
雪崩击穿 齐纳击穿
电击穿——可逆
31
3.2.5 PN结的电容效应
(1) 扩散电容CD
是由多数载流子在扩散过程中积累而引起的。
(2) PN结加反向电压时
外加的反向电压方向 与PN结内电场方向相同， 加强了内电场。内电场对 多子扩散运动的阻碍增强， 扩散电流大大减小。此时 PN结区的少子在内电场的 作用下形成的漂移电流大 于扩散电流，可忽略扩散 电流， PN结呈现高阻性。
3.2.1 载流子的漂移与扩散
漂移运动： 在电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。
扩散运动： 由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散
运动。
20
3.2.2 PN结的形成
因浓度差 多子扩散 形成空间电荷区
促使少子漂移 阻止多子扩散
扩散到对方的载流子在P区和N区的交界处附近被相互中 和掉，使P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子， N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这样在 两种半导体交界处逐渐形成由正、负离子组成的空间电 荷区(耗尽层) 。由于P区一侧带负电， N区一侧带正电， 所以出现了方向由N区指向P区的内电场
束缚电子同时受两个原子的约束，如果没有足 够的能量，不易脱离轨道。
因此，在绝对温度T=0K (-273 oC) 时，由于 共价键中的电子被束缚着，本征半导体中没有自由电子， 不导电。只有在激发下，本征半导体才能导电。
7
3、电子与空穴
当导体处于热
力学温度0oK时，
导体中没有自由电
子。当温度升高或
受到光的照射时，
向电流突然快速增加， 此现象称为PN结的反向 击穿。
它的耗散功率时， PN结将发生热 击穿。这时PN结的电流和温度之 间出现恶性循环，最终将导致PN 结烧毁。
热击穿——不可逆
雪崩击穿 齐纳击穿
电击穿——可逆
31
3.2.5 PN结的电容效应
(1) 扩散电容CD
是由多数载流子在扩散过程中积累而引起的。
(2) PN结加反向电压时
外加的反向电压方向 与PN结内电场方向相同， 加强了内电场。内电场对 多子扩散运动的阻碍增强， 扩散电流大大减小。此时 PN结区的少子在内电场的 作用下形成的漂移电流大 于扩散电流，可忽略扩散 电流， PN结呈现高阻性。
模拟电子电路第五版国外教材版PPT课件全篇
则VO=6.8V，IZ=20mA，R=(9-6.8)/20mA=110 Ω。
VO 线性稳压性： VS
rz rz
R
43.5mV
/ V。
② 电源电流受限（未击穿）
IZ=0.25mA，VZO=VZK=6.7V，rZ=750Ω， R=(9-6.7)/0.25=9.2kΩ。
VO 线性稳压性：VS
rz
rz
R
2 0.0467
d) 、峰值电流出现在VS=VS.peak=-15V时，
iD.peak=14.3/15k=9.53mA 。
e) 、二极管的PIV=VS=15V。
3.81 120 2 10%,24 2 10%,线圈匝数比为5：1。
VS.peak 12 2 10%, PIV 2VS. peak VDO 212 2 1.1 0.7 36.6V。 考虑安全因子，二极管反向击穿电压为1.5PIV 55V。 3.99(图略)
L
2
1、变阻区：VD 4V ,VDS 1, iD 499.8A;
2、饱和区：VD 1.5V ,VDS 3.5V , iD 524.3A。
3、饱和区：VD 0V ,VDS 5V , iD 539A;
4、饱和区：VD 5V ,VDS 10V , iD 588A。
4.48
a、（ W ）1 （W )2 20,
2
2
4.19
rO ( iD )1, rO ( 2.2m 2m )1 20k,
VDS
84
斜率相等：2.2 - 2 2 ，VA 36V， 1 0.028。
8 - 4 4 VA
VA
4.26
饱和区：iD 1 k ' p(W )(VGS Vt)2 (1 VDS )
模拟电子康5版课件第四讲
实例
手机中的电容触摸屏，利用了电容器原理 实现触摸感应；汽车中的点火线圈，利用 大容量电容器产生高电压点火。
耦合器
利用电容器将信号从一个电路耦合到另一 个电路。
储能
利用大容量电容器储存电能，用于短时大 电流放电。
调谐器
利用电容器与电感器配合实现信号的调谐 。
05 电感器
电感器的定义与分类
总结词
电感器是一种储能元件，能够将电能转换为磁能并存 储起来。根据工作频率、用途和制作材料的不同，电 感器可分为多种类型。
详细描述
电感器是一种电子元件，通过电流产生磁场，从而将电 能转换为磁能并存储起来。电感器通常由线圈绕在磁芯 上制成，其工作原理是基于电磁感应定律。根据不同的 分类标准，电感器可分为多种类型。例如，按工作频率 可分为高频电感器和低频电感器；按用途可分为通用电 感器和专用电感器；按制作材料可分为空心电感器、铁 氧体电感器和铜线电感器等。
模拟电路的应用与实例
总结词
模拟电路广泛应用于通信、音频处理、图像处理、控制 系统等领域。实例包括音频放大器、滤波器、稳压电源 等。
详细描述
模拟电路具有广泛的应用领域，包括通信、音频处理、 图像处理、控制系统等。在通信领域，模拟电路用于调 制解调、滤波和放大信号；在音频处理领域，模拟电路 用于音频信号的放大和处理；在图像处理领域，模拟电 路用于图像信号的采集、处理和显示；在控制系统领域 ，模拟电路用于信号的转换、放大和处理。
要求较高的场合尤为重要。
电阻器的应用与实例
总结词
电阻器在各种电子设备和电路中都有广泛的应用，如 信号处理、电源控制和安全保护等。
详细描述
在信号处理电路中，电阻器用于衰减或放大信号，以 实现信号的调整和控制。在电源控制电路中，电阻器 用于限流和分压，保证电源的稳定输出。在安全保护 电路中，电阻器用于防止电流过大或过热，保护电路 和设备的安全。例如，在LED灯中，电阻器用于限制 电流，防止电流过大导致LED灯烧毁。在电源插头中 ，电阻器用于防止电流过大，保护用户安全。
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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第二章 基本放大电路
2.1放大的概念和电路主要指标
2.2基本共射放大电路的工作原理
2.3放大电路的分析方法 2.4放大电路静态工作点的稳定 2.5单管放大电路的三种基本接法
2.6晶体管基本放大电路的派生电路
2.7场效应管放大电路
PPT学习交流
1
2.1 放大的概念和电路主要指标
2.1.1 放大的概念
2.电感线圈的阻值很小， 相当于短路
举例：画出下图所示电 路的直流通路
T
阻容耦合放大电路的 直流通路
图 2.2.5阻容耦合共 射放大电路
PPT学习交流
16
三、静态工作点的计算 原则：令输入信号为零（若信号源有内阻应保 留），在直流通路的基础上，利用节点电流定律 和回路电压法等列方程求解。
静态工作点（直流）包括（UBEQ，IBQ, ICQ, UCEQ）
图例计算结果：
IBQVCC RU b BEQ
ICQ IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
PPT学习交流
17
例2：求下图所示电路的静态工作点
对于NPN硅管UBEQ＝0.7V，PNP锗管UBEQ＝-0.2V
IBQVBBUBEQ Rb
ICQ= IBQ
U VI R
CQ E
CC C Q C
T 图 2.2.1 基本共射放大电路
Rb = 280 k，Rc = 3 k ，集电极直流电源 VCC = 12 V， 试用图解法确定静态工作点。
解：首先估算 IBQ
IBQ
VCC
UBEQ Rb
(12 0.7)mA 40μA
T
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 .
其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：
I VCC UCE S 12V 6mA
CM
R
2k
c
此时，Q（120uA，6mA，0V），PPT学由 习交流于 IBICM 所以BJT工作在饱和区。
19
2.3 放大电路的交流通路
2.3.1 画交流通路的原则
画出下图的Leabharlann 流通路• 直流电源：内阻为零，相 当于短路
在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供
给负载的最大输出电压(或最大输出电流)可用峰-峰 值(UOPP、IOPP)表示，或有效值表示(Uom 、Iom)。
七、最大输出功率与效率
输出不产生明显失真的最大输出功率。用符号 Pom表示。
Pom PV
：效率
PV：直流电源消耗的功率
PPT学习交流
8
2.2 基本共射放大电路的工作原理
U V R I 1V 2 -2 3 k.2 5m .6A V CEQ CCc C
静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。
（2）当Rb=100k时，
IB
VCC12V12u0A Rb 100k
IC IB 8 0 1u 2 A 0 9 .6 mA
U CE V Q C C R cIC 1V - 2 2 9 k. 6 7 .m 2 VA UCEQ不可能为负值，
• 耦合电容（大电容）对交流 相当于短路
共射极放大电路
PPT学习交流
20
2.3.1 交流通路
共射极放大电路
+ -
阻容耦合放大电路的交流通路
PPT学习交流
21
2.3.2如何判断定性判断一个放大电路能否正常 放大信号？
依据两个方面
（1）静态
放大电路是否有一个合适的静态工作点
（2）动态
输入的交流信号是否能够正确的作用于输入端， 放大后输出的信号是否能够正确的作用于负载。
iC / mA
交流负载线斜率为：
R 1L ，其 R L 中 R C//R L
O
PPT学习交流
交流负载线
静态工作点
IB
Q
uCE /V
30
3. 动态工作情况图解分析
iB
iB / µA
60
40
Q
iB
20
uBE/V
0
t0
0.68 0.7 0.72
0
uBE
uBE/V
UBE
t
PPT学习交流 （动画3-1）
在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方 法求解放大电路的工作情况。
一、静态工作点的分析
1. 先确定输入回路 IBQ、 UBEQ。（一般采用：用
估算的方法计算）
T
图 2.2.1 基本共射放大电路
PPT学习交流
25
2.3.2 图解法
2. 用图解法确定输出回路静态值。 方法：根据 uCE = VCC iCRc 式确定两个特殊点
由于 IR >> IBQ， 可得(估算)
UBQ Rb1Rb1Rb2VCC
则ICQ IEQ U R E e Q U BQ R e U BEQ
UCE QVCC ICQ RcIEQ Re
VCC ICQ (RcRe) Rb2
IBQ
ICQ
静态基极电流
I BQ
I CQ
Rb1
IR
IEQ
PPT学习交流
24
2.3.2 图解法
放大电路示意图
图2.1.2放大电路示意图
PPT学习交流
3
一、放大倍数
表示放大器的放大能力
根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求， 放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。
（1）电压放大倍数为: （2）电流放大倍数为:
Auu=UO/UI（重点）
Aii=IO/II
（3）互阻放大倍数为:
Aui=UO/II
U B E +△U BE
+△U CE
+
UO
-
电压放大倍数：
•
•
Au
Uo
•
Ui
PPT学习交流
12
+VCC （+12V） RC IC + △ I C
各电压、电流的波形
ui
O
t
Rb 1
3 T2
+
iB
VBB
IB +△ I B
UCE + △ U C E U O
IBQ
UI
U BE + △ U B E
-
O
t
符号说明
PPT学习交流
11
2.2.3 基本共射放大电路的工作原理及波形分析
一．放大原理
若设置了适当静态工作点
•
U i →△uBE →△iB
→△iC（△iB）
VBB
→△uCE（-△iC×Rc）
UI
→
•
Uo
+ VC C （ + 12 V ）
RC
IC +△IC
IB
B C R b 1 E + △ I B
3
T2 U CE
iC ICQ
基本共u射BE 放大U电BE路Q 的 电u b压e 放大作i 用是I利用晶i体管的 电 将流电放流i CB大的作变I用化CBQQ转，化并i依成bc 靠电压RC
O
uCE
UCEQ
uOo
t t
的变化u来实现U的。 u
CE
CEQ
PPTc学e 习交流
O
t
13
2.2.4 放大电路的组成原则
一、组成原则
Ri=Ui / Ii
一般来说， Ri越大越好。
PPT学习交流
5
三、输出电阻 Ro
从放大电路输出端看进去的等效电阻。Ro
UIoo
U S 0 RL
输入端正弦电压 U i ，分别测量空载和输出端接负载
RL
的输出电压
U
o
、U
。
o
Uo
Uo RL Ro RL
Ro (U Uoo 1)RL
输出电阻愈小，带载能力愈强。
PPT学习交流
18
例题
放大电路如图所示。已知BJT
的 ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，（求1）：放大电路的Q点。此时BJT
工作在哪个区域？
（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此 时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱
和压降）
解：（1）
共射极放大电路
IBQ VCC R UBE3 120V 0 4ku 0AICIB8 04u 0A 3.2mA b
PPT学习交流
6
四、通频带
Au
Aum 0.7Aum
放大倍数 随频率变 化曲线
fL 下限截
上限截 fH
f
止频率
止频率
通频带：
fbw= fH – fL
通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
PPT学习交流
7
五、非线性失真系数 D
所有谐波总量与基波成分之比，即
A2 A2
D
2
3
A
1
六、最大不失真输出幅度
PPT学习交流
9
2.2.2 设置静态工作点的必要性
一、 静态工作点 (Quiescent Point) 放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。
静 态工作点Q（直流值）：UBEQ、IBQ、 ICQ 和UCEQ
IBQVBBUBEQ Rb
ICQ= IBQ
T
U VI R
CQ E
CC C Q C
图 2.2.1 基本共射放大电路
3. 分别将输入端和输出端的方程曲线画在同一个坐 标内，则曲线的交点即为方程的解，该解叫做工作点， 如为直流工作状态则叫静态工作点
2.1放大的概念和电路主要指标
2.2基本共射放大电路的工作原理
2.3放大电路的分析方法 2.4放大电路静态工作点的稳定 2.5单管放大电路的三种基本接法
2.6晶体管基本放大电路的派生电路
2.7场效应管放大电路
PPT学习交流
1
2.1 放大的概念和电路主要指标
2.1.1 放大的概念
2.电感线圈的阻值很小， 相当于短路
举例：画出下图所示电 路的直流通路
T
阻容耦合放大电路的 直流通路
图 2.2.5阻容耦合共 射放大电路
PPT学习交流
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三、静态工作点的计算 原则：令输入信号为零（若信号源有内阻应保 留），在直流通路的基础上，利用节点电流定律 和回路电压法等列方程求解。
静态工作点（直流）包括（UBEQ，IBQ, ICQ, UCEQ）
图例计算结果：
IBQVCC RU b BEQ
ICQ IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
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例2：求下图所示电路的静态工作点
对于NPN硅管UBEQ＝0.7V，PNP锗管UBEQ＝-0.2V
IBQVBBUBEQ Rb
ICQ= IBQ
U VI R
CQ E
CC C Q C
T 图 2.2.1 基本共射放大电路
Rb = 280 k，Rc = 3 k ，集电极直流电源 VCC = 12 V， 试用图解法确定静态工作点。
解：首先估算 IBQ
IBQ
VCC
UBEQ Rb
(12 0.7)mA 40μA
T
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 .
其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：
I VCC UCE S 12V 6mA
CM
R
2k
c
此时，Q（120uA，6mA，0V），PPT学由 习交流于 IBICM 所以BJT工作在饱和区。
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2.3 放大电路的交流通路
2.3.1 画交流通路的原则
画出下图的Leabharlann 流通路• 直流电源：内阻为零，相 当于短路
在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供
给负载的最大输出电压(或最大输出电流)可用峰-峰 值(UOPP、IOPP)表示，或有效值表示(Uom 、Iom)。
七、最大输出功率与效率
输出不产生明显失真的最大输出功率。用符号 Pom表示。
Pom PV
：效率
PV：直流电源消耗的功率
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8
2.2 基本共射放大电路的工作原理
U V R I 1V 2 -2 3 k.2 5m .6A V CEQ CCc C
静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。
（2）当Rb=100k时，
IB
VCC12V12u0A Rb 100k
IC IB 8 0 1u 2 A 0 9 .6 mA
U CE V Q C C R cIC 1V - 2 2 9 k. 6 7 .m 2 VA UCEQ不可能为负值，
• 耦合电容（大电容）对交流 相当于短路
共射极放大电路
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2.3.1 交流通路
共射极放大电路
+ -
阻容耦合放大电路的交流通路
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21
2.3.2如何判断定性判断一个放大电路能否正常 放大信号？
依据两个方面
（1）静态
放大电路是否有一个合适的静态工作点
（2）动态
输入的交流信号是否能够正确的作用于输入端， 放大后输出的信号是否能够正确的作用于负载。
iC / mA
交流负载线斜率为：
R 1L ，其 R L 中 R C//R L
O
PPT学习交流
交流负载线
静态工作点
IB
Q
uCE /V
30
3. 动态工作情况图解分析
iB
iB / µA
60
40
Q
iB
20
uBE/V
0
t0
0.68 0.7 0.72
0
uBE
uBE/V
UBE
t
PPT学习交流 （动画3-1）
在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方 法求解放大电路的工作情况。
一、静态工作点的分析
1. 先确定输入回路 IBQ、 UBEQ。（一般采用：用
估算的方法计算）
T
图 2.2.1 基本共射放大电路
PPT学习交流
25
2.3.2 图解法
2. 用图解法确定输出回路静态值。 方法：根据 uCE = VCC iCRc 式确定两个特殊点
由于 IR >> IBQ， 可得(估算)
UBQ Rb1Rb1Rb2VCC
则ICQ IEQ U R E e Q U BQ R e U BEQ
UCE QVCC ICQ RcIEQ Re
VCC ICQ (RcRe) Rb2
IBQ
ICQ
静态基极电流
I BQ
I CQ
Rb1
IR
IEQ
PPT学习交流
24
2.3.2 图解法
放大电路示意图
图2.1.2放大电路示意图
PPT学习交流
3
一、放大倍数
表示放大器的放大能力
根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求， 放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。
（1）电压放大倍数为: （2）电流放大倍数为:
Auu=UO/UI（重点）
Aii=IO/II
（3）互阻放大倍数为:
Aui=UO/II
U B E +△U BE
+△U CE
+
UO
-
电压放大倍数：
•
•
Au
Uo
•
Ui
PPT学习交流
12
+VCC （+12V） RC IC + △ I C
各电压、电流的波形
ui
O
t
Rb 1
3 T2
+
iB
VBB
IB +△ I B
UCE + △ U C E U O
IBQ
UI
U BE + △ U B E
-
O
t
符号说明
PPT学习交流
11
2.2.3 基本共射放大电路的工作原理及波形分析
一．放大原理
若设置了适当静态工作点
•
U i →△uBE →△iB
→△iC（△iB）
VBB
→△uCE（-△iC×Rc）
UI
→
•
Uo
+ VC C （ + 12 V ）
RC
IC +△IC
IB
B C R b 1 E + △ I B
3
T2 U CE
iC ICQ
基本共u射BE 放大U电BE路Q 的 电u b压e 放大作i 用是I利用晶i体管的 电 将流电放流i CB大的作变I用化CBQQ转，化并i依成bc 靠电压RC
O
uCE
UCEQ
uOo
t t
的变化u来实现U的。 u
CE
CEQ
PPTc学e 习交流
O
t
13
2.2.4 放大电路的组成原则
一、组成原则
Ri=Ui / Ii
一般来说， Ri越大越好。
PPT学习交流
5
三、输出电阻 Ro
从放大电路输出端看进去的等效电阻。Ro
UIoo
U S 0 RL
输入端正弦电压 U i ，分别测量空载和输出端接负载
RL
的输出电压
U
o
、U
。
o
Uo
Uo RL Ro RL
Ro (U Uoo 1)RL
输出电阻愈小，带载能力愈强。
PPT学习交流
18
例题
放大电路如图所示。已知BJT
的 ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，（求1）：放大电路的Q点。此时BJT
工作在哪个区域？
（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此 时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱
和压降）
解：（1）
共射极放大电路
IBQ VCC R UBE3 120V 0 4ku 0AICIB8 04u 0A 3.2mA b
PPT学习交流
6
四、通频带
Au
Aum 0.7Aum
放大倍数 随频率变 化曲线
fL 下限截
上限截 fH
f
止频率
止频率
通频带：
fbw= fH – fL
通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
PPT学习交流
7
五、非线性失真系数 D
所有谐波总量与基波成分之比，即
A2 A2
D
2
3
A
1
六、最大不失真输出幅度
PPT学习交流
9
2.2.2 设置静态工作点的必要性
一、 静态工作点 (Quiescent Point) 放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。
静 态工作点Q（直流值）：UBEQ、IBQ、 ICQ 和UCEQ
IBQVBBUBEQ Rb
ICQ= IBQ
T
U VI R
CQ E
CC C Q C
图 2.2.1 基本共射放大电路
3. 分别将输入端和输出端的方程曲线画在同一个坐 标内，则曲线的交点即为方程的解，该解叫做工作点， 如为直流工作状态则叫静态工作点