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1、YCF电子技术基础与技能模拟电路复习总结基本器件第1章基本器件二极管三极管场效应管一、两种半导体和两种载流子两种载流子的运动电子 自由电子空穴 价电子两种半导体N型(多电子)P型(多空穴)二、二、二极管1.1.特性特性单向导电导电正向电阻小(理想为0)，反向电阻大()。i iDOO u uDU U(BR)I IFU URM2.2.主要参数主要参数正向最大平均电流I IF反向最大反向工作电压U U(BR)(超过则击穿)反向饱和电流I IR(I IS)(受温度影响)I IS3.二极管的等效模型理想模型(大信号状态采用)u uDi iD正偏导通电压降为零相当于理想开关闭合反偏截止电流为零相当于理想开
2、关断开恒压降模型U UD(on)正偏电压 U UD(on)时导通等效为恒压源U UD(on)否则截止，相当于二极管支路断开U UD(on)=(0.6 0.8)V估算时取0.7V硅管：锗管：(0.1 0.3)V0.2V折线近似模型相当于有内阻的恒压源U UD(on)4.二极管的分析方法图解法微变等效电路法5.特殊二极管工作条件主要用途稳压二极管反偏稳压发光二极管正偏发光光敏二极管反偏光电转换判断电路中二极管工作状态的方法1.断开二极管，分析电路断开点的开路电压。如果该电压能使二极管正偏，且大于二极管的死区电压，二极管导通；否则二极管截止。2.如果电路中有两个二极管，利用方法1分别判断各个二极管两
3、端的开路电压，开路电压高的二极管优先导通；当此二极管导通后，再根据电路的约束条件，判断另一个二极管的工作状态。二极管二极管导通的判定导通的判定导通的判定导通的判定对于图a，经判断知，D1、D2两端的开路电压分别为：D2反偏电压为5VD1导通AB=0VD2截止V V115V10VV V2R R2kWU UABB+_D2AD1(a)10V，5V 二极管二极管导通的判定导通的判定导通的判定导通的判定对于图b，经判断知，D1、D2两端的开路电压分别为即D1上的反偏电压为15VD2优先导通AB=15VD1截止10V，25VD2导通后V V115V10VV V2R R2kWU UABB+_D2AD1(b)
4、二极管二极管导通的判定导通的判定导通的判定导通的判定如图，已知u ui10sintt(v)，试画出u ui与u uo的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。u uO10ui(V)tu uOt 二极管二极管导通的判定导通的判定导通的判定导通的判定 例例：如如图图，E E6V6V，二二极极管管正正向向压压降降忽忽略略不不计计，画出画出 u uo o波形。波形。E EV V1 1u ui iu uO O1010u ui i (V)(V)tt6 6E EV V2 2R R6 6u ui i E E，V V1 1导通，导通，V V2 2截止截止 u u0 0=E=6V=E=6VEuEui i E E，V
5、 V1 1、V V2 2截止，截止，u u0 0=u=ui iu uO Ott解：解：u ui i UBUEPNP：UCUBUE）场效应管1.分类按导电沟道分N沟道P沟道按结构分绝缘栅型(MOS)结型按特性分增强型耗尽型u uGS=0时，i iD=0u uGS=0时，i iD 0增强型耗尽型(耗尽型)2.特点栅源电压改变沟道宽度从而控制漏极电流输入电阻高，工艺简单，易集成由于FET无栅极电流，故采用转移特性和输出特性描述不同类型FET转移特性比较3.特性结型N沟道u uGS/Vi iD/mAOO增强型耗尽型MOS管(耗尽型)I IDSS开启电压U UGS(th)夹断电压U UGS(off)I
6、IDO是u uGS=2U UGS(th)时的i iD值 例题：例:(南京航空航天大学2000年研究生入学试题)场效应管是()控制元件，而双极性三极管是()控制元件。答案：(电压)，(电流)。例:(北京交通大学1997年研究生入学试题)在放大电路中，场效应管工作在()区。答案：(饱和区或恒流区)。例:一个场效应管的输出特性如图所示，试分析:(1)它是属于何种类型的场效应管；(2)它的开启电压VT(或夹断电压VP)大约是多少？(3)它的饱和漏极电流 DSS是多少?4812 162680Id(mA)1vVgs=0v-1v-2v44N沟道耗尽型场效应管VP=-3V DSS6mA。场效应管判定基本放大电
7、路一、晶体管电路的基本问题和分析方法三种工作状态状态电流关系条件放大I I C=I IB发射结正偏集电结反偏饱和 I IC I IB两个结正偏I ICS=I IBS集电结零偏临界截止I IBU U(th)则导通以NPN为例：U UBEU UBU UE放大U UEU UC U UB饱和PNP管U UCU UBU UC U UB饱和两个基本问题静态(QQ)动态(A Au u)解决不失真的问题“QQ”偏高引起饱和失真“QQ”偏低引起截止失真解决能放大的问题两种分析方法1.计算法1)直流通路求“QQ”(从发射结导通电压U UBE(on)出发)2)交流通路分析性能 交流通路画法：V VCC接地，耦合电容
8、短路小信号电路模型+u uce+u ube i ibi icCBEr rbe Ei ibi ic i ic+u ube+u uce BC两种典型电路结构偏置式+u us+V+VCCR RCC C1C C2R RL+R RBR RS+u uo分压式+u us+V+VCCR RCC C1C C2R RLR RE+R RB1R RB2R RS+u uo 求静态工作点；求性能指标；1 1、试分析下图所示各电路是否能够放大正弦交流信、试分析下图所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。为短路。例题例：例：已知：已知：R
9、b1=40K,Rb2=20K,Rc=2.5K,Re=2K,Vcc=12V,UBE=0.7V,=40,RL=5K。试计算。试计算Q、Au、Ri、Ro。Rb1Rb2ReRc+VccRsRLUs解：解：解题步骤解题步骤UB UE IEQ ICQ IBQUCEQUB=Rb2 Rb1+Rb2 Vcc=20 1240+20=4V UE=UBUBE=40.7 =3.3VIEQ=UERE=3.3 2=1.65mAICQ IEQ=1.65mAIBQ=ICQ=1.65 40=41AUCEQ VccICQ(Rc+RE)=121.65(2+2.5)=4.575 VuiRb1RC RLibicrbe ibuORb2=0
10、.946K 差分电路1.主要特点：放大差模信号，抑制共模信号(克服零点漂移)2.四种输入、输出方式比较：输入输出方式差模信号u uid共模信号u uic差模电压放大倍数A Au ud差模R Rid差模 R Rod共模抑制比K KCMR双入双出u uid=u=uiu uic=0单入双出u uid=u=uiu uic=0双入单出u uid=u=uiu uic=u=ui/2单入单出u uid=u=uiu uic=u=ui/2很小（1）直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是。A.电阻阻值有误差B.晶体管参数的分散性C.晶体管参数受温度影响D.电源电压不稳定（2）集成放大电路采用直接耦合方式的原因。A.便
11、于设计B.放大交流信号C.不易制作大容量电容（3）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以。A减小温漂B.增大放大倍数C.提高输入电阻例题反馈放大电路第4章反馈的判断方法1.有无反馈2.正反馈和负反馈主要看信号有无反向传输通路。采用瞬时极性法，看反馈是增强还是削弱净输入信号。对于串联负反馈，反馈信号与输入信号极性相同；对于并联负反馈，反馈信号与输入信号极性相反。3.四种反馈组态电压和电流反馈：规则：R RL短路，反馈消失则为电压反馈，反馈存在为电流反馈。规律：电压反馈取自输出端或输出分压端；电流反馈取自非输出端。串联和并联反馈：规则：串联负反馈：u uid=u ui u uf并联负反馈：i
12、iid=i ii i if规律：反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈；反馈信号与输入信号在同一个节点为并联反馈。1、已知交流负反馈有四种组态：A电压串联负反馈B电压并联负反馈C电流串联负反馈D电流并联负反馈选择合适的答案填入下列空格内，只填入A、B、C或D。（1）欲得到电流电压转换电路，应在放大电路中引入；（2）欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入；（3）欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力，应在放大电路中引入；（4）欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入。解：（1）B（2）C（3）A（4）D例题 电压串联负反馈 电流并联负反馈 电流串联负
13、反馈 电流并联负反馈 电压并联负反馈电压并联负反馈例题并联负反馈使输入电阻减小二、负反馈对放大电路性能的影响1.提高增益的稳定性2.减少失真和扩展通频带3.对输入电阻和输出电阻的影响串联负反馈使输入电阻增大电压反馈使输出电阻减小(稳定了输出电压)电流反馈使输出电阻增大(稳定了输出电流)例:(南京航空航天大学2000年研究生入学试题)电流串联负反馈放大器是一种输出端取样量为，输入端比较量为的负反馈放大器，它使输入电阻，输出电阻。解：输出端取样量为电流；输入端比较量为电压；它使输入电阻增加；输出电阻增加。例题 例:(北京理工大学2000年研究生入学试题)如图所示电路，已知A为理想运放，试回答：(1
14、)该电路的反馈组态；(2)电路能稳定；(3)电压放大倍数(4)输出电阻Rof；例题六、基本运算电路1.运算电路的两种基本形式同相输入反相输入2.运算电路的分析方法1)运用“虚短”和“虚断”的概念分析电路中各电量间关系。运放在线性工作时，“虚短”和“虚断”总是同时存在。虚地只存在于同相输入端接地的电路中。2)运用叠加定理解决多个输入端的问题。【解】u uo1=u uiR RfR R1u uo2=u uo12R RR R2R RfR R1=u uiu uo2=u uo2u uo1(东南大学2000年研究生入学试题)如图所示为两级比例运算放大电路，求u uo与u ui 的关系。2R RfR R1R
15、RfR R1=u ui+u ui3R RfR R1=u ui上一题下一题返回练习题集+2R Ru uiu uo2+R RfR R1R Ru uo1+u uoR R2R R23图10.04信号产生电路第7章一、信号产生电路的分类：正弦波振荡非正弦波振荡：RCRC振荡器(低频)LCLC振荡器(高频)石英晶体振荡器(振荡频率精确)方波、三角波、锯齿波等。二、正弦波振荡条件、电路结构和选频电路1.振荡条件振幅平衡条件相位平衡条件n n=0,1,2,判断电路是否起振采用瞬时极性法，即断开反馈网络，加一信号，如果信号极性逐级变化后，返回后与原信号同极性，则满足相位平衡条件。例题电路如图所示，试用相位平衡条
16、件判断哪个电路可能振荡，哪个不能，并简述理由。（+）（-）（-）（-）不满足相位平衡条件，不能振荡。满足相位平衡条件，能振荡。（+）（+）（+）电压比较器8u uIU UREFOOu uIu uOU UZU UREFUUZ1.单限电压比较器8u uIU UREFOOu uIu uOU UZU UREFUUZ特点：1)工作在非线性区2)不存在虚短(除了u uI=U UREF时)3)存在虚断门限电压U UT=U UREF传输特性2.迟滞比较器(施密特触发器)反相型迟滞比较器u uIR RR R18U UREFR R2R R3 U UZP Pu uOOOu uIu uOU UT+U UTU UZ U
17、 UZ传输特性门限电压的求法：根据叠加定理求出同相端电压u uP的表达式，当输出状态变化时，与反相端电压u uN相等,此时的输入电压u uI即为门限电压U UT+和U UT。特点：u uI上升时与上门限比,u uI下降时与下门限比。解：解：（1）门限电压）门限电压（3）输出电压波形输出电压波形例例电电路路如如图图所所示示，试试求求门门限限电电压压，画画出出传传输输特特性性和和图图c所所示示输输入信号下的输出电压波形。入信号下的输出电压波形。（2）传输特性）传输特性八、功放电路功率管的工作类型类别特点Q Q 点波形甲类无失真QQ 较高I ICQ较大QQ 较高甲乙类有失真效率高I ICQ小QQ 较
18、低乙类失真大效率最高I ICQ=0QQ 最低 t ti iCOOI ICQi iCOOI ICQ t t t ti iCOOI ICQOCL和OTL功放电路的特性OCLOTL优优点点缺缺点点 主主要要公公式式结构简单，效率高，结构简单，效率高，频率响应好，易集成频率响应好，易集成结构简单，效率高，频率结构简单，效率高，频率响应好，易集成，单电源响应好，易集成，单电源双电源，双电源，电源利用率不高电源利用率不高输出需大电容，输出需大电容，电源利用率不高电源利用率不高最大输出功率最大输出功率直流电源消耗功率直流电源消耗功率效率效率最大管耗最大管耗 例例:(:(北方交通大学北方交通大学20002000年研究生入学试题年研究生入学试题)若要设计一个输出功率为若要设计一个输出功率为10W10W的乙类功率放大的乙类功率放大 器，则应选择器，则应选择P PCMCM至少为至少为_W_W的功率管两只。的功率管两只。解：乙类功率放大器最大管耗与电路的最大解：乙类功率放大器最大管耗与电路的最大 输出功率的关系是输出功率的关系是 P PT1m T1m=0.2 P=0.2 Po o,要求输出功要求输出功 率为率为10W,10W,要用两个额定管耗大于要用两个额定管耗大于2W2W的管子。的管子。OVER