中山大学14级模电复习.ppt

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1、中山大学14级模电复习 Four short words sum up what has lifted most successful Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. individuals above the crowd: a little bit more. -author -author -date-date 稳压二极管及稳压电路：稳压二极管及稳压电路： 稳定电压Vz 最大允许电流Izmax 最小允许电流Izmin

2、 第三章第三章 双极型晶体管双极型晶体管(BJT) 名词或概念名词或概念：NPN型，PNP型，发射极e，基极b，集电极c，发射结，集电结，放大区，截止区，饱和区，静态工作(Q)点。 主要参数主要参数：共射极电流放大系数，特征频率fT，集电极最大允许电流ICM，集射反向击穿电压VCEO，集电极最大允许功耗PCM 放大状态电流分配关系放大状态电流分配关系:BBCEEBCiiiiiii)1 ( RLDZIOIZR+-+-VIVO 输入输出特性输入输出特性： 安全工作区：安全工作区： 交流小信号交流小信号(低频低频h参数参数)模型：模型： 工作于放大状态条件：工作于放大状态条件：发射结正偏， 集电结反

3、偏。 直流负载线和交流负载线直流负载线和交流负载线 最大不失真输出幅度最大不失真输出幅度 )()(26)1 (200mAImVrEQbebce第四章第四章 基本基本BJT放大电路放大电路 共射极放大电路共射极放大电路(反相放大器反相放大器) 静态工作点静态工作点(Q点点)：CCbbbBVRRRV212eBeBEQBEQCQRVRVVIIVVIIBEQCQBQ7 . 0，)(eCCQCCCEQRRIVV 电压增益：电压增益： 输入电阻：输入电阻： 输出电阻：输出电阻： 特点特点 ：反相电压放大器，对电压电流均有放大，输入电阻中 等，输出电阻中等，高频特性差，通频带窄，常用作 提供主要增益的放大器

4、。beLCiovrRRVVA)/(bebebbiiirrRRIVR/21CVoRIVRs0 共集电极放大电路共集电极放大电路(射极输出器，电压跟随器射极输出器，电压跟随器) 静态工作点静态工作点(Q点点)： 电压增益：电压增益： 输入电阻：输入电阻： 输出电阻：输出电阻：ebCCebBEQCCBQRRVRRVVI1)1 (VVBEQ7 . 0BQCQIIeCQCCCEQRIVV1vA)/(/)/)(1 (/LebbLebebbiiRRRRRRrRIVR1)/(/bebSeorRRRRRLRbC1+-C2TRS+-CCV+RevovS 特点特点 ： 同相电压跟随器，对电压无放大，但对电流有放大，

5、 输入电阻高，输出电阻低，高频特性好，在多级放大 器中常用作输入级，输出级，中间缓冲级或隔离级。 共基极放大电路共基极放大电路(电流跟随器电流跟随器) 静态工作点静态工作点(Q点点)：与分压式射极偏置电路相同。 电压增益：电压增益： 输入电阻：输入电阻： 输出电阻：输出电阻： 特点特点 ：同相电压放大器，对电压有放大，但对电流无放大，输 入电阻低，输出电阻中等，高频特性好，常用于高频 放大器或宽频带放大器。beLcvrRRA)/(ebeiRrR/)1 (CoRR C Re1SR+-C2Rb1C RL3RcRb2+-+VCC+-vSvivo 放大器的频率响应放大器的频率响应 高低频段增益下降的原

6、因：高低频段增益下降的原因：晶体管的极间电容、负载电容、电 路分布电感和分布电容影响放大器的高频响应；阻容耦合放大 器的输入、输出电容以及射极旁路电容影响放大器的低频响应。fAvLHAvm0.707Avm（下限截止频率）（上限截止频率） ff0LHffBW 通频带通频带：中频段中频段低频段低频段高频段高频段第五章第五章 场效应管及其基本放大电路场效应管及其基本放大电路 场效应管放大器的特点：场效应管放大器的特点：输入阻抗高，电压控制器件，热稳定性好，抗辐射能力强，噪声较小，集成度高，功耗较小，制造工艺简单，用于数字电路，放大能力较差，输出功率较小。第六章第六章 三极管常用放大电路三极管常用放大

7、电路 多级放大电路多级放大电路 级间耦合方式：级间耦合方式：阻容耦合，直接耦合，变压器耦合 电压增益：电压增益： 输入电阻：输入电阻：约等于输入级(第一级)的输入电阻Ri 输出电阻：输出电阻：约等于输出级(末级)的输出电阻Ro 通频带通频带 ： 变窄(下限频率增大，上限频率减小) 存在的问题：存在的问题：多级直接耦合放大电路中各级电路的静态工作点 互相影响，存在严重的温度漂移或零点漂移。 电流源电流源：等效直流电阻小，等效交流电阻大，并具有温度补偿 功能，在集成电路中常用作有源负载及Q点偏置电路。vnvvAAAA21 差分放大电路差分放大电路 概念：概念： 差模输入信号，共模输入信号，共模抑制

8、比。 特点：特点：有用信号相当于差模输入信号，而电源波动，温度漂移，干扰等相当于共模输入信号。差分放大电路对差模输入信号的放大能力类似于共射放大器 ，对共模输入信号基本没有放大，甚至是抑制。因此，差分放大电路在放大有用信号的同时大大的抑制了温度漂移、零点漂移和干扰信号。另外，差分放大电路采用直接耦合，故可放大直流以及交流信号。 双端输入双端输出差分放大电路双端输入双端输出差分放大电路 差模输入电压：差模输入电压： 共模输入电压：共模输入电压： 差模电压增益：差模电压增益： 差模输入电阻：差模输入电阻： 差模输出电阻：差模输出电阻： 共模电压增益：共模电压增益： 共模抑制比：共模抑制比： 总输出

9、电压：总输出电压：bebLcvdrRRRA)2/()(2bebidrRRCoRR20vcACMRKidvdovAv 21iiidvvv221iiicvvvb1R1 ivb2R2iveR1Cv2Cvc1Rc2R1Ci2CiT1T2CC +VEE-VIb1b2 双端输入单端输出差分放大电路双端输入单端输出差分放大电路 差模电压增益：差模电压增益： 共模电压增益：共模电压增益： 共模抑制比：共模抑制比： 总输出电压：总输出电压：bebLcvdrRRRA)/(211eLcvcRRRA2)/(1beevcvdCMRrRAAK11icCMRvdidvdicvcidvdovKAvAvAvAv1111 功率放

10、大电路功率放大电路 概念：概念：甲类放大，乙类放大，甲乙类放大。 要求：要求：提供较大的输出功率和尽可能高的效率 双电源甲乙类互补对称双电源甲乙类互补对称(OCL)功率放大电路功率放大电路 输出功率：输出功率： 最大不失真输出功率：最大不失真输出功率： 效率：效率： 最大单管功耗：最大单管功耗： 对功放管的要求：对功放管的要求： ， ， 。 LomoRVP221LCCLCESCCoMRVRVVP2221)(21CComVV4oMTPP2 . 0max1oMCMPP2 . 0LCCCMRVICCCEOVV2Rb 单电源甲乙类互补对称单电源甲乙类互补对称(OTL)功率放大电路功率放大电路 将双电源

11、电路公式中的 换成 ， 就可用于单电源电路。2CCVCCV第七章第七章 集成运算放大器集成运算放大器 集成电路的特点集成电路的特点：由于在集成电路上制作晶体管比制作电容或电阻更容易，故集成电路大多采用直接耦合方式；为克服直接耦合方式带来的温度漂移、零点漂移问题，集成电路的输入级几乎无一例外地使用能够有效抑制温漂和零漂的差分放大电路；此外，集成电路中还大量地使用电流源作为有源负载或直流偏置电路，以及大量地使用各种复合管改善单管性能。 集成运算放大器集成运算放大器是庞大的模拟集成电路家族中的一类，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。)(vvAvvdo反相输入端同相输入端

12、输出端vvovvdA 集成运放的传输特性：集成运放的传输特性： 线性区： 饱和区： 集成运放的主要参数：集成运放的主要参数： 开环差模电压增益 共模抑制比 开环带宽 差模输入电阻 输出电阻 具有以上括号中所列参数值的运放称为理想运放理想运放。第八章第八章 负反馈放大器负反馈放大器 名词或概念名词或概念：反馈，反馈环路，开环，闭环，环路增益，反馈深度，正反馈，负反馈，瞬时极性法，自激振荡，虚短，虚断。)(vvAvvdoCCoCCoVvVv或,)(vdA)( Hf)(CMRK)( iR)0(oR 方框图和闭环增益一般表达式：方框图和闭环增益一般表达式： 基本放大器(开环)增益： 反馈系数： 净输入

13、信号： 闭环增益一般表达式： 引入负反馈对放大电路性能的影响：引入负反馈对放大电路性能的影响： 稳定静态工作点 提高增益的稳定性 改善或改变的程度改善或改变的程度： 减少非线性失真 展宽频带 代价：代价：增益下降 倍 抑制内部噪声 改变输入输出电阻 fidXXXdoXXAofXXFFAAXXAiof1|1 |FA|1 |FA 四种组态：四种组态： 电压串联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈 让输出短路，若反馈信号消失，则为电压反馈； 让输出开路，若反馈信号消失，则为电流反馈。 电压反馈使输出电压基本维持不变，减小了输出电阻； 电流反馈使输出电流基本维持不变，增大了输出电阻。

14、 串联反馈使输入电流减小，增大了输入电阻； 并联反馈使输入电流增大，减小了输入电阻。 深度负反馈下增益的近似计算：深度负反馈下增益的近似计算： 若 ，则 ， 及 或 (由此引申出虚短虚短和虚断虚断的概念)。 精确分析计算负反馈电路的方法：精确分析计算负反馈电路的方法：等效电路法和方框图法1|1 |FAFAf10dXfiXX第九章第九章 信号的运算和处理电路信号的运算和处理电路 运算电路运算电路 集成运放外接不同的反馈网络可实现各种数学运算，可应用虚短虚短和虚断虚断的概念，或把运放看成理想运放理想运放来分析运算电路。为提高运算精度，一般应满足电阻平衡条件电阻平衡条件：从运放反相输入端和同相输入端

15、往外看的电阻应相等，即 。 反相电压放大器：反相电压放大器： 运算关系： 电阻平衡条件： 同相电压放大器：同相电压放大器： 运算关系： 电阻平衡条件：ifovRRv1ifovRRv)1 (1 RRfRRR/12fRRR/12 电压跟随器电压跟随器 加法电路加法电路 减法电路减法电路iovv )(332211ifififovRRvRRvRRvfRRRRR/3214)(1122RvRvRviifofRRRR/132+-vivoARfovR1i1vR3i2vR2 积分电路积分电路 微分电路微分电路)(,212211iifofvvRRvRR则取01CiovdtvRCvdtdvRCvio第十章第十章 信

16、号转换和发生电路信号转换和发生电路 正弦波振荡电路正弦波振荡电路 方框图：方框图： 振荡平衡条件：振荡平衡条件： 要满足相位平衡条件，振荡器必须形成正反馈，可用瞬时 极性法判别。 起振条件：起振条件：相位平衡条件，振幅平衡条件， 2 1 1nAFFAFA1AF A F 1 2 S . . aXfXOXiX 种类：种类： RC振荡器-用作低频振荡器； LC振荡器-用作高频振荡器； 石英晶体振荡器-用作高频率稳定度振荡器。 RC正弦波振荡器正弦波振荡器(文氏电桥振荡器文氏电桥振荡器) 振荡频率：振荡频率： 起振条件：起振条件：RCf210122RR 电压比较器电压比较器 名词或概念：名词或概念：参

17、考电平，门限电平或阈值电平，跳变或翻转。 输出只有两个值：输出只有两个值：高电平和低电平。 单门限电压比较器单门限电压比较器 滞回比较器滞回比较器 阈值电平：阈值电平： 有两个不同的门限电平 当 时为过零比较器过零比较器。 RTHVV0RV21THTHVVAvoviVR0voviVRVOHVOL 窗口比较器窗口比较器 当 时，输出低电平； 当 或 时，输出高电平。 12RiRVvV1RiVv 2RiVv AvoviVR1 D1A D2VR2vo1vo2vo0VOHviVR2VR1 方波产生电路方波产生电路 振荡周期：振荡周期： 振荡频率：振荡频率：)21ln(212RRCRTfTf1 三角波三角波-方波发生电路方波发生电路 振荡频率：振荡频率： CRRRf4124R2R4R5R3voR1vo1VZZ DC 锯齿波发生电路锯齿波发生电路4R5R1D2D 考试：考试： 时间时间: 1月月21日星期四上午日星期四上午9:30-11:30 地点地点: 教学楼教学楼B103 方式方式: 闭卷，独立完成，允许使用计算器闭卷，独立完成，允许使用计算器答疑答疑: 1月月11日星期一下午日星期一下午14:25-16:10，教学楼，教学楼A101 1月月13日星期三上午日星期三上午10:45-12:25，教学楼，教学楼C303