模拟电路电子教案(92页).doc

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1、-第1章 半导体器件基础教学目的:了解半导体基础知识教学重点:PN结教学难点:PN结单向导电性教学内容:1.1 半导体基础知识教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。教学进度:本内容为2学时 参考资料:模拟电子技术基础 教学内容1.1半导体及其特性一、 半导体特点半导体特点:1、受光、热激发,导电性能 2、掺杂质 导电性能二、 本征半导体1.概念:纯净的、结构完整的半导体,叫本征半导体。它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。2.半导体的本征激发与复合现象:当导体处于热力学温度0 K时,导体中没有自由电子。当温度

2、升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电,成为自由电子。这一现象称为本征激发(也称热激发)。因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电子空穴对。游离的部分自由电子也可能回到空穴中去,称为复合。在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡,此时,载流子浓度一定,且自由电子数和空穴数相等。三、 杂质半导体掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。杂质半导体是半导体器件的基本材料。在本征半导体中掺入五价元素(如磷),就形成N型(电子型)半导体;掺入三价元素(如硼、镓、铟等)就形成P型(空穴型)半导体。杂质半导体的导电性能与其掺杂浓度和温度有关,掺杂浓度越大、温

3、度越高,其导电能力越强。1. P型半导体(空穴半导体) 多数载流子是空穴 形成:在本征半导体中掺三价杂质2. N型半导体(电子型半导体) 多数载流子是电子 形成:在本征半导体中掺五价杂质1.2 PN结的形成及特性一、 PN结的形成1、半导体中的载流子有两种有序运动:载流子在浓度差作用下的扩散运动和电场作用下的漂移运动。同一块半导体单晶上形成P型和N型半导体区域,在这两个区域的交界处,当多子扩散与少子漂移达到动态平衡时,空间电荷区(亦称为耗尽层或势垒区)的宽度基本上稳定下来,PN结就形成了。2、PN结形成的物理过程3、 扩散与飘移的平衡 扩散载流子由浓度大小运动(浓度差作用) 漂移少子在内电场作

4、用下的运动(内电场作用)内电场的作用:1)阻碍多子的扩散 2)帮助少子的漂移二、 PN结的单向导电性 单向导电性在外加电压时显示出来1、外加正向电压,PN结导通2、外加反向电压,PN结截止单向导电性:PN结的正向电阻很小(PN结导通),反向电阻很大(PN结截止)。3、PN结的反向击穿小结:本次课要求熟练掌握半导体的基本知识,正确理解PN结的形成及特性。掌握PN结的单向导电性。课后作业:1.2 1.3教学目的:熟练掌握二极管、稳压管的外特性及主要参数,以及二极管基本电路及其分析方法与应用。教学重点:二极管的基本电路及分析方法。稳压管工作原理及应用教学难点:二极管的基本电路及分析方法。二极管、稳压

5、管的外特性及主要参数教学内容:1.3半导体二极管教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。教学进度:本内容为2学时 参考资料:模拟电子技术基础 教学内容1.3半导体二极管一、二极管的组成将PN结封装,引出两个电极,就构成了二极管。二、半导体二极管的结构.点接触型: 点接触型二极管PN结面积小,结电容小,常用于检波和变频等高频电路。2 .面接触型:面接触型二极管PN结面积大,结电容大,用于工频大电流整流电路。3. 平面型: 平面型二极管PN结面积可大可小,PN结面积大的,主要用于功率整流三、二极管的V-I特性二极管的V-I特性见图2.3.2、2.3.3半导体二极管的

6、伏安特性曲线如图2.3.2所示,处于第一象限的是正向伏安特性曲线,处于第三象限的是反向伏安特性曲线。1)正向特性:当V0,即处于正向特性区域。正向区又分为两段:(1)当0VUon时,正向电流为零,Uon称为死区电压或开启电压。(2)当VUon时,开始出现正向电流,并按指数规律增长。2)反向特性:当V0时,即处于反向特性区域。反向区也分两个区域:(1)当VBRV0时,反向电流很小,且基本不随反向电压的变化而变化,此时的反向电流也称反向饱和电流IS。(2)当VVBR时,反向电流急剧增加,VBR称为反向击穿电压。从击穿的机理上看,硅二极管若|VBR|7 V时,主要是雪崩击穿;若VBR4 V则主要是齐

7、纳击穿,当在4 V7 V之间两种击穿都有,有可能获得零温度系数点。四、二极管的参数1)最大整流电流I:二极管长期工作允许通过的最大正向电流。在规定的散热条件下,二极管正向平均电流若超过此值,则会因结温过高而烧坏。2)最高反向工作电压UBR:二极管工作时允许外加的最大反向电压。若超过此值,则二极管可能因反向击穿而损坏。一般取UBR值的一半。3)电流IR:二极管未击穿时的反向电流。对温度敏感。IR越小,则二极管的单向导电性越好。4)最高工作频率fM:二极管正常工作的上限频率。若超过此值,会因结电容的作用而影响其单向导电性。五、二极管基本电路及其分析方法1. 理想模型2. 恒压降模型3. 折线模型4

8、. 小信号模型六、稳压管稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管,通过反向击穿特性实现稳压作用。稳压管的伏安特性与普通二极管类似,其正向特性为指数曲线;当外加反压的数值增大到一定程度时则发生击穿,击穿曲线很陡,几乎平行于纵轴,当电流在一定范围内时,稳压管表现出很好的稳压特性。1、硅稳压管的稳压电路稳压管等效电路由两条并联支路构成:加正向电压以及加反向电压而未击穿时,与普通硅管的特性相同;加反向电压且击穿后,相当于理想二极管、电压源Uz和动态电阻rz的串联。 2、稳压管的主要参数1)稳定电压UZ:规定电流下稳压管的反向击穿电压。2)最大稳定工作电流IZMAX 和最小稳定工作电流IZMIN:稳压管的

9、最大稳定工作电流取决于最大耗散功率,即PZmax =UZIZmax 。而Izmin对应UZmin。若IZIZmin,则不能稳压。3)额定功耗PZM:PZM UZ IZMAX ,超过此值,管子会因结温升太高而烧坏。4)动态电阻rZ:rz =DVZ /DIZ,其概念与一般二极管的动态电阻相同,只不过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性上求取的。RZ愈小,反映稳压管的击穿特性愈陡,稳压效果愈好。5)温度系数:温度的变化将使UZ改变,在稳压管中,当UZ7 V时,UZ具有正温度系数,反向击穿是雪崩击穿;当UZ4 V时,UZ具有负温度系数,反向击穿是齐纳击穿;当4 VVZ7 V时,稳压管可以获得接近零的温

10、度系数。这样的稳压二极管可以作为标准稳压管使用。小结:本次课要求熟练掌握二极管的基本电路及分析方法。稳压管工作原理及应用。课后作业:1.5 1.7教学目的:熟练掌握BJT的结构、BJT的电流分配与放大作用、BJT的特性曲线及主要参数教学重点:BJT的电流分配与放大作用、BJT的特性曲线及主要参数教学难点:BJT的电流分配与放大作用及BJT的特性曲线。教学内容:1.4半导体三极管及其应用教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。教学进度:本内容为2学时 参考资料:模拟电子技术基础 教学内容1.4半导体BJT一、 BJT的结构简介几种BJT的外形如图3.1.1二、概念

11、:双极型晶体管BJT是通过一定的工艺,将两个PN结接合在一起而构成的器件。BJT有三个区(发射区、集电区和基区)、两个PN结(发射结和集电结)、三个电极(发射极、集电极和基极)组成;并且发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度,基区厚度很小。三、 BJT的电流分配与放大作用1.BJT内部载流子的传输过程见图3.1.41)发射区向基区注入电子2)电子在基区中的扩散与复合3)集电区收集扩散过来的电子2.电流分配关系IEIBIC ICIBICEOIBICIEICBOIE3. 放大作用:晶体管具有电流放大作用。当发射结正向偏置而集电结反向偏置时,从发射区注入到基区的非平衡少子中仅有很少部分与基区的多子复合,形

12、成基极电流,而大部分在集电结外电场作用下形成漂移电流IC,体现出IB对的IC控制作用。此时,可将IC看成电流IB控制的电流源4.共射极连接方式以发射极作为输入回路与输出回路的公共端共射电路。四、温度对晶体管特性及参数的影响1)温度对反向饱和电流的影响:温度对ICBO和ICEO等由本征激发产生的平衡少子形成的电流影响非常严重。2)温度对输入特性的影响:当温度上升时,正向特性左移。当温度变化1时,UBE大约下降22.5mV,UBE具有负温度系数。3)温度对输出特性的影响温度升高时,由于ICEO和增大,且输入特性左移,导致集电极电流IC增大,输出特性上移。总之,当温度升高时,ICEO和增大,输入特性

13、左移,最终导致集电极电流增大。小结:本次课要求熟练掌握BJT的结构、BJT的电流分配与放大作用课后作业:1.8 1.10教学目的:熟练掌握三极管的伏安特性教学重点:三极管工作状态教学难点:三极管输入,输出特性曲线教学内容:1.5三极管的共射特性曲线教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。教学进度:本内容为2学时 参考资料:模拟电子技术基础教学内容1.5晶体管的输入特性和输出特性(共e)晶体管的输入特性和输出特性表明各电极之间电流与电压的关系。现以共射电路为例说明1、输入特性iB=f(vBE)vCE=常数共射输入特性:iBf (uBE)VCE=常数 如如图3.17

14、所示。输入特性曲线分为三个区:死区、非线性区和线性区。其中vCE=0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线。当vCE1V时,特性曲线将会向右稍微移动一些。但vCE再增加时,曲线右移很不明显。曲线的右移是三极管内部反馈所致,右移不明显说明内部反馈很小。2、输出特性iC=f(vCE)iB=常数共射输出特性:iCf (uCE)iB =常数 如P25图1.27所示,它是以iB为参变量的一族特性曲线。对于其中某一条曲线,当vCE=0 V时,iC=0;当vCE微微增大时,iC主要由vCE决定;当vCE增加到使集电结反偏电压较大时,特性曲线进入与vCE轴基本平行的区域(这与输入特性曲线随vCE增大而右移的原因

15、是一致的)。因此,输出特性曲线可以分为三个区域:饱和区、截止区和放大区。三、晶体管工作在三种不同工作区外部的条件和特点工作状态NPN型PNP型特点截止状态E结、C结均反偏VBVE、VBVCE结、C结均反偏VBVE、VBVCIC 0放大状态E结正偏、C结均反偏VC VB VEE结正偏、C结均反偏VC VB VEIC IB饱和状态E结、C结均正偏VB VE、VB VCE结、C结均正偏VB VE、VB VCV CEV CES四、BJT的主要参数1、直流参数(1)共射直流电流放大系数:=(ICICEO)/IBIC/IB |,在放大区基本不变。(2)共基直流放大系数:=(ICICBO)/IEIC/IE显

16、然与之间有如下关系: = IC/IE=IB/(1+)IB=/(1+)(3)穿透电流ICEO:ICEO=(1+)ICBO;式中ICBO相当于集电结的反向饱和电流。2、交流参数(1)共射交流电流放大系数:b=DIC/DIB,在放大区b 值基本不变。(2)共基交流放大系数:=DIC/DIE当ICBO和ICEO很小时,a、b,可以不加区分。(3)特征频率fT :三极管的b 值不仅与工作电流有关,而且与工作频率有关。由于结电容的影响,当信号频率增加时,三极管的b 将会下降。当b下降到1时所对应的频率称为特征频率。3、极限参数和三极管的安全工作区(1)最大集电极电流ICM:当集电极电流增加时,b 就要下降

17、,当b 值下降到线性放大区b值的7030时,所对应的集电极电流称为最大集电极电流ICM。至于b 值下降多少,不同型号的三极管,不同的厂家的规定有所差别。可见,当ICICM时,并不表示三极管会损坏。 (2) 最大集电极耗散功率PCM:PCM = iCuCE 。对于确定型号的晶体管,PCM是一个定值。当硅管的结温大于150、锗管的结温大于70时,管子的特性明显变坏,甚至烧坏。(3)极间反向击穿电压:晶体管某一级开路时,另外两个电极之间所允许加的最高反向电压,即为极间反向击穿电压,超过此值管子会发生击穿现象。极间反向电压有三种:UCBO、UCEO和UEBO。由于各击穿电压中UCEO值最小,选用时应使

18、其大于放大电路的工作电源VCC。(4)三极管的安全工作区:由PCM、ICM和击穿电压V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定四个区:过损耗区、过电流区、击穿区和安全工作区。使用时应保证三极管工作在安全区。小结:本次课要求熟练掌握BJT输入、输出特性及三个工作区域课后作业:1.11 1.12 1.13 第2章 放大电路分析基础教学目的:熟练掌握共射极放大电路的组成教学重点:共射极放大电路的组成图解分析法教学难点:图解分析法教学内容:2.1共射放大电路分析基础教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。教学进度:本内容为2学时 参考资料:模拟电子技术基础教学内容2.1共

19、射放大电路分析基础一、概念在电子电路中,放大的对象是变化量,常用的测试信号是正弦波。放大电路放大的本质是在输入信号的作用下,通过有源元件(BJT或FET)对直流电源的能量进行控制和转换,使负载从电源中获得输出信号的能量,比信号源向放大电路提供的能量大的多。因此,电子电路放大的基本特征是功率放大,表现为输出电压大于输入电压,输出电流大于输入电流,或者二者兼而有之。二、电路的组成共射极基本放大电路如图所示(1)三极管T 起放大作用。(2)集电极负载电阻RC 将变化的集电极电流转换为电压输出。(3)偏置电路VCC,Rb使三极管工作在放大区,VCC还为输出提供能量。(4)耦合电容C1,C2输入电容C1

20、保证信号加到发射结,不影响发射结偏置。输出电容C2保证信号输送到负载,不影响集电结偏置。三、静态工作点设置的必要性对放大电路的基本要求一是不失真,二是能放大。只有保证在交流信号的整个周期内三极管均处于放大状态,输出信号才不会产生失真。故需要设置合适的静态工作点。Q点不仅电路是否会产生失真,而且影响放大电路几乎所有的动态参数。对于基本放大电路,只有设置合适的静态工作点,使交流信号驮载在直流分量之上,以保证晶体管在输入信号的整个周期内始终工作在放大状态,输出电压波形才不会产生非线性失真。 基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用,并依靠将电流的变化转化为电压的变化来实现的。四、放大

21、电路的组成原则1)为了使BJT工作于放大区、FET工作于恒流区,必须给放大电路设置合适的静态工作点,以保证放大电路不失真。2)在输入回路加入ui应能引起uBE的变化,从而引起iB和iC的变化。3)输出回路的接法应当使iC尽可能多地流到负载RL中去,或者说应将集电极电流的变化转化为电压的变化送到输出端。 五、电路的主要性能指标1) 输入电阻:从输入端看进去的等效电阻,反映放大电路从信号源索取电流的大小。2) 输出电阻:从输出端看进去的等效输出信号源的内阻,说明放大电路带负载的能力。3) 放大倍数(或增益):输出变化量幅值与输入变化量幅值之比。或二者的正弦交流值之比,用以衡量电路的放大能力。根据放

22、大电路输入量和输出量为电压或电流的不同,有四种不同的放大倍数:电压放大倍数、电流放大倍数、互阻放大倍数和互导放大倍数。电压放大倍数定义为: 电流放大倍数定义为: 互阻放大倍数定义为: 互导放大倍数定义为:注意:放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参数,只有在放大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义。4)最大不失真输出电压:未产生截止失真和饱和失真时,最大输出信号的正弦有效值或峰值。一般用有效值UOM表示;也可以用峰峰值UOPP表示。5)上限频率、下限频率和通频带:由于放大电路中存在电感、电容及半导体器件结电容,在输入信号频率较低或较高时,放大倍数的幅值会下降并产生相移

23、。一般,放大电路只适合于放大某一特定频率范围内的信号。如P75图2.1.4所示。上限频率fH(或称为上限截止频率):在信号频率下降到一定程度时,放大倍数的数值等于中频段的0.707倍时的频率值即为上限频率。下限频率fL(或称为下限截止频率):在信号频率上升到一定程度时,放大倍数的数值等于中频段的0.707倍时的频率值即为上限频率。通频带fBW: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。小结:本次课要求熟练掌握共射极放大电路的组成课后作业:2.1 2.2 2.3教学目的:熟练掌握共射极放大电路的分析方法教学重点:共射极放大电路静态、动态分析教学难点:图解分

24、析法教学内容:2.2共射放大电路分析教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。教学进度:本内容为2学时 参考资料:模拟电子技术基础教学内容2.2共射放大电路分析一、直流通路、交流通路及其画法(1)直流通路:在直流电源的作用下,直流电流流经的通路,用于求解静态工作点Q的值。(2)直流通路的画法:电容视为开路、电感视为短路;信号源视为短路,但应保留内阻。(3)交流通路:在输入信号作用下,交流信号流经的通路,用于研究和求解动态参数。(4)交流通路的画法:耦合电容视为短路;无内阻直流电源视为短路;二、放大电路的静态分析和动态分析(1)静态分析:就是求解静态工作点Q,在输入

25、信号为零时,BJT或FET各电极间的电流和电压就是Q点。可用估算法或图解法求解。(2)动态分析就是求解各动态参数和分析输出波形。通常,利用三极管h参数等效模型画出放大电路在小信号作用下的微变等效电路,并进而计算输入电阻、输出电阻与电压放大倍数。或利用图解法确定最大不失真输出电压的幅值、分析非线性失真等情况。放大电路的分析应遵循“先静态,后动态”。的原则,只有静态工作点合适,动态分析才有意义;Q点不但影响电路输出信号是否失真,而且与动态参数密切相关。三、图解法确定Q点和最大不失真输出电压 (1)用图解法确定Q点的步骤:已知晶体管的输出特性曲线族由直流通路求得IBQ 列直流通路的输出回路电压方程得

26、直流负载线在输出特性曲线平面上作出直流负载线由IBQ所确定的输出特性曲线与直流负载线的交点即为Q点。(2)输出波形的非线性失真非线性失真包括饱和失真和截止失真。饱和失真是由于放大电路中三极管工作在饱和区而引起的非线性失真。截止失真是由于放大电路中三极管工作在截止区而引起的非线性失真。放大电路要想获得大的不失真输出,需要满足两个条件:一是Q点要设置在输出特性曲线放大区的中间部位;二是要有合适的交流负载线。(3)直流负载线和交流负载线 由放大电路输出回路电压方程所确定的直线称为负载线。由直流通路确定的负载线为直流负载线;由交流通路确定的负载线为交流负载线,可通过Q、B两点作出。对于放大电路与负载直

27、接耦合的情况,直流负载线与交流负载线是同一条直线;而对于阻容耦合放大电路,只有在空载情况下,两条直线才合二为一。(4)最大不失真输出电压有效值 式中:说明:当放大电路带上负载后,在输入信号不变的情况下,输出信号的幅度变小。举例:如P83例2.2图2.17所示,放大电路静态工作点和动态范围的确定。四、等效电路法求解静态工作点即利用直流通路估算静态工作点、和。其中硅管的;锗管的,无须求解;其余三个参数的求解方法为:(1)列放大电路输入回路电压方程可求得;(2)根据放大区三极管电流方程可求得;(3)列放大电路输出回路电压方程可求得;小结:本次课要求熟练掌握共射极放大电路的分析方法课后作业:2.4 2

28、.5 2.7教学目的:熟练掌握小信号模型分析法及用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路教学重点:BJT的小信号建模及用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路教学难点:用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路教学内容:小信号模型分析法教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。教学进度:本内容为2学时 参考资料:模拟电子技术基础教学内容2.3共射放大电路等效电路分析一、 BJT的小信号建模1BJT H参数的引出输入回路:vBE=f1(iB,vCE)输出回路:iC=f2(iB,vCE)2. H参数小信号模型(1)BJT等效模型的建立:三极管可以用一个二端口模型来代替;

29、对于低频模型可以不考虑结电容的影响;小信号意味着三极管近似在线性条件下工作,微变也具有线性同样的含义。(2)BJT的h参数方程及等效模型 BJT的h参数等效模型如图所示。(3)h参数的物理意义1、即rbe:三极管的交流输入电阻 2、电压反馈系数:反映三极管内部的电压反馈,因数值很小,一般可以忽略。3、:在小信号作用时,表示晶体管在Q点附近的的电流放大系数b 。4、:三极管输出电导,反映输出特性上翘的程度。常称1/为c-e间动态电阻。通常的值小于10-5S,当其与电流源并联时,因分流极小,可作开路处理。注意:h参数都是小信号参数,即微变参数或交流参数。h参数与工作点有关,在放大区基本不变。h参数

30、都是微变参数,所以只适合对交流小信号的分析二、化简H参数等效模型及rbe表达式1、化简H参数等效模型2、rbe表达式三、 用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路分析的步骤如下:1. 画出小信号等效电路 1) 画交流通路2) 用H参数小信号模型代替BJT,其他元件按位置接入3)标出电压极性、电流方向2. 求电压增益按定义: Vo AV= Vi计算输入电阻和输出电阻小结:本次课要求熟练掌握小信号模型分析法及用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路课后作业:2.8 2.9教学目的:熟练掌握温度对工作点的影响、射极偏置电路的工作原理及分析计算教学重点:射极偏置电路的工作原理及分析计算教学难点:射极偏

31、置电路的分析计算教学内容:放大电路的工作点稳定问题教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。教学进度:本内容为2学时 参考资料:模拟电子技术基础教学内容2.3射极偏置电路的分析计算一、静态工作点稳定的必要性静态工作点不但决定了电路是否产生失真,而且还影响着电压放大倍数和输入电阻等动态参数。实际上,电源电压的波动、元件老化以及因温度变化所引起的晶体管参数变化,都会造成静态工作点的不稳定,从而使动态参数不稳定,有时甚至造成电路无法正常工作。在引起Q点不稳定的诸多因素中,温度对晶体管的影响是最主要的。二、 温度对工作点的影响ICBO、VBE随T变化而变温度对工作点的影响

32、最终导致TICQ变化(移向饱和区)设想:1)针对ICBO的影响,设法使IB随T的升高而自动 2)针对VBE的影响,设法使发射结的外加电压随T的而自动。三、稳定静态工作点的原则和措施为了保证输出信号不失真,对放大电路必须设置合适的静态工作点,并保证工作点的稳定。1、采用不同偏置电路稳定静态工作点的原则是:当温度升高使增大时,要自动减小以牵制的增大。2、稳定静态工作点可以归纳为三种方法:P89图2.21所示。(1)温度补偿;(2)直流负反馈;(3)集成电路中采用恒流源偏置技术;二、 射极偏置电路见图3.5.1电路的基本特点Rb1、Rb2基极分压电阻Re射极电阻电路分析:从VCC出发有两股直流电流一

33、般从VCC+ Rc管ceRe(VCC-)另一股从VCC+Rb1分两股:beRe(VCC-) Rb2(VCC-)试近似估算上图的Q点,并计算它的电压增益、输入电阻和输出电阻。1)Q点稳定原理稳定静态工作点的条件为:I1IB和VBUBE;此时, ,即当温度变化时,基本不变。T()()(因为基本不变) 静态工作点的稳定过程为: 当温度降低时,各物理量向相反方向变化。这种将输出量()通过一定的方式(利用将的变化转化为电压的变化)引回到输入回路来影响输入量的措施称为反馈。可见,在Q点稳定过程中,作为负反馈电阻起着重要的作用。典型静态工作点稳定电路利用直流负反馈来稳定Q点。2)分压式偏置电路的静态分析分压

34、式偏置电路的静态分析有两种方法:一是戴维南等效电路法;二是估算法,这种方法的使用条件为I1IBE,或者。 3)分压式偏置电路的动态分析 动态分析时,射极旁路电容应看成短路。画放大电路的微变等效电路时,要特别注意射极电阻有无被射极旁路电容旁路,正确画出“交流地”的位置,根据实际电路进行计算即可。小结:本次课要求熟练掌握射极偏置电路的工作原理及分析计算课后作业:2.10教学目的:熟练掌握共集电极电路的特点及分析与计算,掌握复合管电路教学重点:共集电极电路的特点及分析与计算教学难点:共集与共基电极电路分析与计算教学内容:2.4共集放大电路 2.5共基放大电路教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边

35、讲边练(学生先作,老师后讲)。教学进度:本内容为2学时 参考资料:模拟电子技术基础教学内容2.4共集放大电路一、共集电极电路见图3.6.1共集放大电路以集电极为公共端,通过iB对iE的控制作用实现功率放大。共基放大电路以基极为公共端,通过iE对iB的控制作用实现功率放大。二、电路特点:a. 出、入公共端Cb. Vi与Vo只相差Vbe跟随(射极跟随器)c. 输出从射极引出,(又叫射极输出器),RL=Re/RL三、共集放大电路的组成及静态和动态分析1) 共集放大电路的组成共集放大电路亦称为射极输出器如P92图2.23(a)所示,为了保证晶体管工作在放大区,在晶体管的输入回路,、与VCC共同确定合适

36、的静态基极电流;晶体管输出回路中,电源 VCC,提供集电极电流和输出电流,并与配合提供合适的管压降UCE 。 2)共集放大电路的静态分析与共射电路静态分析方法基本相同。(1)列放大电路输入方程可求得;(2)根据放大区三极管电流方程可求得;(3)列放大电路输出方程可求得; 3)共集放大电路的动态分析共集放大电路的动态分析方法与共射电路基本相同,只是由于共集放大电路的“交流地”是集电极,一般习惯将“地”画在下方,所以微变等效电路的画法略有不同四、共集放大电路计算(1) 求Q点(2)电压增益 Vo -IbRL -RL AV= Vi Ibrbe+(1+)Re rbe+(1+)Re(3)输入电阻 VT

37、Ri=Rb/rbe+(1+)Re IT (4)输出电阻 VT VTRo=Ro/RcRc (RoRc)IT Ic+IRc电压跟随器的特点:a.AV小于1而近于1,Vo与Vi同相; b.Ri高; c.Ro低。1. 采用复合管以进一步提高输入电阻见图3.6.4复合管的两个主要参数为 12 rberbe1+1rbe22.5共基放大电路一、共基放大电路的静态和动态分析1)共基放大电路的静态分析与共射电路静态分析方法基本相同。(1)列放大电路输入回路电压方程可求得;(2)根据放大区三极管电流方程 可求得;(3)列放大电路输出回路电压方程可求得; 2)共基放大电路的动态分析共基放大电路的动态分析方法与共射电

38、路基本相同,只是由于共基放大电路的“交流地”是基极,一般习惯将“地”画在下方,所以微变等效电路的画法略有不同。二、三种接法的比较共射放大电路既有电压放大作用又有电流放大作用,输入电阻居三种电路之中,输出电阻较大,适用于一般放大。共集放大电路只有电流放大作用而没有电压放大作用,因其输入电阻高而常做为多级放大电路的输入级,因其输出电阻低而常做为多级放大电路的输出级,因其放大倍数接近于1而用于信号的跟随。共基放大电路只有电压放大作用而没有电流放大作用,输入电阻小,高频特性好,适用于宽频带放大电路。小结:本次课要求熟练掌握共集与共基电极电路的特点及分析与计算课后作业:2.11 2.12 2.15第3章

39、 放大电路频率特性分析教学目的:熟练掌握单时间常数RC电路的频率响应教学重点:RC低通电路的频率响应及RC高通电路的频率响应教学难点:RC低通电路的频率响应教学内容:放大电路的频率响应教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。教学进度:本内容为2学时 参考资料:模拟电子技术基础教学内容3.1频率特性分析一、频率响应的基本概念放大电路的频率响应可由放大器的放大倍数对频率的关系来描述,即式中A(f)称为幅频特性,它是放大倍数的幅值与频率的函数式。(f)称为相频特性,它是放大倍数的相位角与频率的函数式。两种特性综合起来可全面表征放大倍数的频率响应。由图可见,在一个较宽的

40、频率范围内,曲线是平坦的,即放大倍数不随信号频率变化,其电压放大倍数用Aum表示,在此频率范围内,所有电容(耦合电容、旁路电容和器件的极间电容等)的影响可以忽略不计。当频率降低时,耦合电容和旁路电容的影响不可忽略,致使放大倍数下降。当频率升高时,器件的极间电容的影响不可忽略,放大倍数亦下降。fL和fH分别称为下限截止频率(简称下限频率)和上限截止频率(简称上限频率)它们是放大倍数下降到中频放大倍数的倍时所确定的两个频率。低频区:低于fL的频率范围称为低频区。高频区:高于fH的频率范围称为高频区。中频区:介于fL和fH之间频率范围称为中频区,通常又称为放大电路的通频带fbw=fHfL。1、 频率

41、响应的基本分析方法1) 波特图:一种频率响应曲线图,此图为半对数坐标图,即频率采用对数分度,而幅值(以dB表示的电压放大倍数)或相位角则采用线性分度。2) 在近似分析中,为了缩短坐标,扩大视野,常采用折线化的近似波特图法描绘幅频特性和相频特性曲线。二、 单时间常数RC电路的频率响应1. RC低通电路的频率响应见图3.7.1幅频响应:(1) 当ffH时AVH=1/1+(f/fH) 2 fH/f用分贝表示:20lgAVH20lgfH/f相频响应(1) 当ffH时,H-90,得一条H=-90的直线。(3) 当f=fH时,H=-45。见图3.7.22. RC高通电路的频率响应小结:1) RC耦合放大器

42、,用RC高、低通电路模拟低、高频响应。2) 频率响应的关键点fH、fL(转折、上下限频率)3) fH、fL都与RC回路的时间常数=RC成反比 1 1fH= fL= 2R1C1 2R2C2三、RC低通电路和高通电路(1)放大电路的频率响应的特征可用RC低通电路和高通电路来模拟。(2)截止频率fL和fH是频率响应的关键点,无论是幅频特性还是相频特性,基本都是以它为中心而变化的,求出fL和fH后就可近似地描绘放大电路完整的频率响应曲线。(3)fL和fH都是与对应的回路时间常数=RC成反比。四、晶体管的高频等效模型晶体管的混合模型,是采用物理模拟的方法,从三极管的物理模型抽象成的等效电路。P132图3

43、.7和P133图3.8分别为晶体管的完整的混合模型和简化的混合模型。五、三极管的高频参数(1)f:共射电流放大倍数的截止频率,其值主要决定于管子的参数,即(2)fT:特征频率,使下降到1时所对应的频率。fT =f小结:本次课要求熟练掌握RC低通电路的频率响应及RC高通电路的频率响应课后作业:3.1 3.3教学目的:掌握单管放大电路频率响应的分析教学重点:下限截止频率和上限截止频率求解方法教学难点:单管放大电路的上、下限截止频率与电路中哪些参数有关教学内容:共射放大电路的频率响应以及增益带宽积教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。教学进度:本内容为2学时 参考资料:模拟电子技术基础教学内容3.2共射放大电路的频率响应以及增益带宽积一、单管共射放大电路的频率响应 中频放大倍数(1)中频交流等效电路如P136图3.12所示。大容量电容看成短路,三极管极间电容看成开路。(2)中频放大倍数表达式

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