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1、放大电路反馈电路第1页，本讲稿共36页44444444444444空穴空穴自由电子自由电子共价健共价健一、半导体的基础知识一、半导体的基础知识第2页，本讲稿共36页N型半导体型半导体 半导体中电子的半导体中电子的数目增加，这种数目增加，这种半导体导电主要半导体导电主要靠电子，所以称靠电子，所以称为为电子型半导体电子型半导体，又称又称 N N 型半导型半导体体。其中自由电。其中自由电子是多数载流子，子是多数载流子，空穴为少数载流空穴为少数载流子。子。44444444454444自由电子自由电子第3页，本讲稿共36页半导体中空穴的数目半导体中空穴的数目增加，这种半导体导增加，这种半导体导电主要靠空
2、穴，因此电主要靠空穴，因此称为称为空穴型半导体空穴型半导体，又称又称P P型半导体型半导体。其。其中空穴是多数载流中空穴是多数载流子，电子是少数载子，电子是少数载流子。流子。44444444434444空穴空穴P型半导体型半导体第4页，本讲稿共36页PN结及其单向导电性结及其单向导电性 通通过过一一定定的的工工艺艺，使使一一块块P P型型半半导导体体和和一一块块N N型型半半导导体体结结合合在在一一起起时时，在在他他们们的的交交界界处处会会形形成成一个特殊区域，称为一个特殊区域，称为PNPN结。结。1.PN结的形成结的形成第5页，本讲稿共36页PNPN结加结加正向电压导通正向电压导通正向电压导
3、通正向电压导通、反向电压截止反向电压截止。空间电荷区变窄空间电荷区变窄内电场内电场正向电流大正向电流大外电场外电场2.PN结单向导电性结单向导电性P PN N+-第6页，本讲稿共36页三极管的基本结构、符号三极管的基本结构、符号发射结发射结集电结集电结PNPNPNB C E 集电区集电区 发射区发射区 基区基区发射极发射极集电极集电极基极基极B C E C 集电区集电区 发射区发射区 基区基区发射极发射极集电极集电极基极基极B C E CB B C E二、半导体三极管二、半导体三极管第7页，本讲稿共36页B BE EC CN NN NP P基极基极发射极发射极集电极集电极常见外形常见外形第8页
4、，本讲稿共36页三极管的放大原理三极管的放大原理 以以NPN型三极管为例，要使三极管具有电流型三极管为例，要使三极管具有电流放大作用，放大作用，发射结要正向偏置，集电结要反向偏发射结要正向偏置，集电结要反向偏置置。第9页，本讲稿共36页IB ICIE发射结正发射结正偏，发射偏，发射区电子不区电子不断向基区断向基区扩散，形扩散，形成发射极成发射极电流电流I IE E。扩散到基区的电子扩散到基区的电子只有少部分与基区只有少部分与基区的空穴复合，形成的空穴复合，形成电流电流I IB B，其余扩散到，其余扩散到集电结边缘。集电结边缘。集电结反偏，集电结反偏，从基区扩散从基区扩散来的电子漂来的电子漂移过
5、集电结移过集电结被集电结收被集电结收集，形成集，形成I IC C。RB RCUCC第10页，本讲稿共36页三极管的特性曲线三极管的特性曲线RCRBIC UCE A mA V V UEBIBUBE UCC 各各电电极极间间的的电电压压与与电电流流之之间间的的关关系系曲曲线线，是是分分析析三三极极管管电电路路的的重重要要依依据据，可可用用晶晶体体管管特特性性图图示示仪仪直直接接显示，或通过测试电路测试。显示，或通过测试电路测试。第11页，本讲稿共36页UBE/VIB/mA1.0O0.020.040.060.080.100.20.60.40.820UCE=0VUCE1V输入特性：输入特性：第12页，
6、本讲稿共36页UCE/V42截止区截止区IC/mAOIB=0放放大大区区51020（A）40808060100120饱和区饱和区截止区：截止区：发射结发射结和集电结均反偏，和集电结均反偏，I IB B=0=0。放大区：放大区：发射发射结正向偏置，结正向偏置，集电结反向偏集电结反向偏置，置，I IC C=I IB B。饱和区：饱和区：集电集电结、发射结正结、发射结正偏，饱和压降偏，饱和压降硅管硅管U UCESCES 0.3V0.3V。输出特性：输出特性：第13页，本讲稿共36页1、放大的概念：、放大的概念：在电子线路中，放大的本质是在在电子线路中，放大的本质是在输入信号输入信号的的作用下，通过作
7、用下，通过半导体器件半导体器件对直流电源的能量进行对直流电源的能量进行控控制和转换制和转换，是负载从电源中获得的，是负载从电源中获得的输出信号能量输出信号能量，比输入信号的能量大得多，表现为输出电压大于比输入信号的能量大得多，表现为输出电压大于输入电压，或输出电流大于输入电流，或兼而有输入电压，或输出电流大于输入电流，或兼而有之。之。三极管三极管三、基本放大电路三、基本放大电路第14页，本讲稿共36页+UCCC2C1 RC RBVTBECuiuoRLRSuS2 2、基本（共射极）放大电路的组成、基本（共射极）放大电路的组成集电极电源集电极电源U UCCCC使集电结反偏，使集电结反偏，为电路提供
8、能为电路提供能量。量。集电极电阻集电极电阻R RC C将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。基极电阻基极电阻R RB B调节偏置调节偏置电流，使三极管有合电流，使三极管有合适的工作点。适的工作点。耦合电容耦合电容C C1 1、C C2 2传递交流信号，传递交流信号，同时使放大电同时使放大电路与信号源和路与信号源和负载之间直流负载之间直流相隔离。相隔离。晶体管晶体管T T放大元放大元件件,用基极电流用基极电流控制集电极电流。控制集电极电流。第15页，本讲稿共36页3 3、基本交流电压放大电路分析、基本交流电压放大电路分析静态：静态：放大电路无交流信号输入。放大电路无交流信号
9、输入。静态分析：静态分析：确定放大电路的静态值。确定放大电路的静态值。静态工作点静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ。分析放大电路可分为分析放大电路可分为静态分析和动态分析静态分析和动态分析。动动态态：放大电路有交流信号输入。放大电路有交流信号输入。动态分析动态分析:分析放大电路的放大作用。分析放大电路的放大作用。电压放大倍数电压放大倍数A Au u、输入输出电阻。、输入输出电阻。第16页，本讲稿共36页+UCCRBRCVT+UBEQUCEQICQIBQ估算法计算静态工作点估算法计算静态工作点直流通路直流通路第17页，本讲稿共36页【例例1】已知共射极放大电路已知共射极放大电路UCC=12V，R
10、B=300k，RC=3k，RL=3k，RS=3k，=50，试求放大电路的静态工作点。，试求放大电路的静态工作点。第18页，本讲稿共36页 交流通路即为交流通路即为ui单独作用下的电路。由于电容单独作用下的电路。由于电容C1、C2足够大，容抗近似为零（相当于短路），直流电源足够大，容抗近似为零（相当于短路），直流电源UCC去掉（短接）。去掉（短接）。+RC+uoVTibuoRBRSui+uSic共射极放大共射极放大电路的交流电路的交流通路。通路。微变等效电路法分析动态电路微变等效电路法分析动态电路第19页，本讲稿共36页三三极极管管的的微微变变等等效效电电路路输入输入回路回路回路回路输出输出回路
11、回路 ibic C E rceEB ubeibic E Cib uce ibBubeErberce阻值很高，阻值很高，一般忽略不一般忽略不计。计。第20页，本讲稿共36页riroRSRCRBRL uiuSuO RCrbeRSRB RL ibibuiiiicuSuOC2C1RCRBRLUCCRSuSuiuO放大放大电路电路的微的微变等变等效电效电路路 第21页，本讲稿共36页电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻第22页，本讲稿共36页【例例2】已知共射极基本放大电路已知共射极基本放大电路UCC=12V，RB=300k，RC=3k，RL=3k，RS=3k，=50，试
12、求：（试求：（1）RL接入和断开两种情况下电路的电压放大接入和断开两种情况下电路的电压放大倍数；（倍数；（2）输入电阻和输出电阻；（）输入电阻和输出电阻；（3）输出端开路）输出端开路时的电源电压放大倍数。时的电源电压放大倍数。（1）RL接入时的电压放大倍数接入时的电压放大倍数第23页，本讲稿共36页RL断开时的电压放大倍数断开时的电压放大倍数（2 2）输入输出电阻）输入输出电阻（3 3）输出端开路时的电源电压放大倍数）输出端开路时的电源电压放大倍数第24页，本讲稿共36页多级放大电路多级放大电路 耦合：耦合：两级放大电路之间的连接方式。两级放大电路之间的连接方式。耦合方式：耦合方式：直接耦合、
13、阻容耦合和变压器耦合。直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。输入级输入级中间级中间级信号源信号源 输出级输出级 末前级末前级 负载负载第25页，本讲稿共36页第一级第一级第二级第二级负载负载 1.1.每级的静态工作点单独计算。每级的静态工作点单独计算。C2C1CE1 RC1 RB12 RE1RB11VT1C3CE2 RC2 RB22 RE2 RB21 RLU CCVT2uiuouSRSuo1第26页，本讲稿共36页 RC2 rbe2 RB22 RL RC1rbe1 RB12 RB21 RB11第二级第二级第一级第一级2.2.交流通路交流通路第27页，本讲稿共36页输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻电压
14、放大倍数电压放大倍数第28页，本讲稿共36页四、集成运算放大器四、集成运算放大器1、集成运放的概念：、集成运放的概念：集成运放实质上是一种具有高放大倍数、高输入电阻、集成运放实质上是一种具有高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合多级放大电路。低输出电阻的直接耦合多级放大电路。集成运放的外形与电路符号集成运放的外形与电路符号第29页，本讲稿共36页2、放大电路中的反馈、放大电路中的反馈在基本放大电路中引入反馈后，电路的输出不仅在基本放大电路中引入反馈后，电路的输出不仅取决于输入、而且还取决于输出本身，这样可以根据取决于输入、而且还取决于输出本身，这样可以根据输出状况自动调节输出，改善电路性
15、能。输出状况自动调节输出，改善电路性能。F F基本放大电路基本放大电路反馈网络反馈网络A AX Xi iX Xf fX Xi iX Xo o第30页，本讲稿共36页反馈的极性反馈的极性瞬时极性法瞬时极性法 负反馈负反馈第31页，本讲稿共36页反馈的极性反馈的极性瞬时极性法瞬时极性法 正反馈正反馈第32页，本讲稿共36页根据输出端根据输出端反馈对象不反馈对象不同分同分反馈采样对象是输出电流反馈采样对象是输出电流反馈的类型反馈的类型根据输入端根据输入端采样对象不采样对象不同分同分反馈信号以电压形式出现在输入端反馈信号以电压形式出现在输入端反馈信号以电流形式出现在输入端反馈信号以电流形式出现在输入端
16、并联反馈并联反馈串联反馈串联反馈 电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈反馈采样对象是输出电压反馈采样对象是输出电压第33页，本讲稿共36页负负反反馈馈电压串联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈负反馈的类型负反馈的类型稳定输出电压稳定输出电压减小输出电阻减小输出电阻减小输出电阻减小输出电阻稳定输出电流稳定输出电流增大输出电阻增大输出电阻增大输出电阻增大输出电阻串联反馈使串联反馈使串联反馈使串联反馈使输入电阻增大输入电阻增大并联反馈使并联反馈使输入电阻减小输入电阻减小第34页，本讲稿共36页i0电压串联电压串联电流串联电流串联电流并联电流并联iiiidif电压并联电压并联iiiidif第35页，本讲稿共36页反馈放大电路的基本关系式反馈放大电路的基本关系式（lFA）称为）称为反馈深度反馈深度反馈深度反馈深度 基本放大电路的基本放大电路的放大倍数放大倍数反馈网络的反馈网络的反馈系数反馈系数反馈系数反馈系数反馈放大电路的反馈放大电路的闭环放大倍数闭环放大倍数第36页，本讲稿共36页