模拟电子技术总复习.

Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器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Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器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图2.1.1集成运算放大器的内部结构框图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。Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器▷表示信号从左(输入端)向右(输出端)传输的方向。vNvPvOvNvPvO集成运算放大器的符号图2.1.2运算放大器的代表符号（a）国家标准规定的符号（b）国内外常用符号Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器2.2理想运算放大器1.vo的饱和极限值等于运放的电源电压V＋和V－2.运放的开环电压增益很高若（vP－vN）＞0则vO=+Vom=V＋若（vP－vN）＜0则vO=–Vom=V－3.若V－vOV＋则（vP－vN）04.输入电阻ri的阻值很高使iP≈0、iN≈05.输出电阻很小，ro≈0理想：ri≈∞ro≈0Avo→∞vo＝Avo(vp－vn)图2.2.1运放的简化电路模型Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器(1)虚短（vp≈vn，vp－vn≈0）理想运算放大器的特性(2)虚断（ip＝-in＝(vp－vn)/ri≈0）Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器2.3基本线性运放电路2.3.1同相放大电路2.3.2反相放大电路Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器2.3.1同相放大电路1.基本电路4.几项技术指标的近似计算（1）电压增益Av12121io1RRRRRAvvv（2）输入电阻Ri所以iiiivR（3）输出电阻RoCopyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器2.3.1同相放大电路5.电压跟随器根据虚短和虚断有vo＝vn≈vp＝vi1iovvvA（可作为公式直接使用）Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器2.几项技术指标的近似计算（1）电压增益Av12ioRRAvvv2.3.2反相放大电路（2）输入电阻Ri11iiiii/RRiRvvv（3）输出电阻RoRo→0Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用2.4.1求差电路2.4.2求和电路Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器2.4.1求差电路从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。当,2314RRRR则)(i1i214ovvRRv若继续有,14RR则i1i2ovvv根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器2.4.3求和电路1ni1-Rvv3on-Rvv根据虚短、虚断和N点的KCL得：2i231i13o-vRRvRRv321RRR若0pnvv2ni2-Rvv则有2i1io-vvv（该电路也称为加法电路）Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器本章作业：2.3.1b,c2.3.22.4.22.4.5(1)Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器2.3.1Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器2.3.2Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器2.4.5Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器3.1半导体的基本知识3.3半导体二极管3.4二极管基本电路及其分析方法3.5特殊二极管3.2PN结的形成及特性Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器•本征半导体、杂质半导体有关概念•自由电子、空穴•N型半导体、P型半导体•多数载流子、少数载流子endCopyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器当PN结正向偏置时，回路中将产生一个较大的正向电流，PN结处于导通状态；当PN结反向偏置时，回路中反向电流非常小，几乎等于零，PN结处于截止状态。结论：PN结具有单向导电性。2、PN的单向导电性正偏导通，反偏截止单向导电性Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器1、PN结正偏时（），反偏时（），所以PN结具有（）导电性。练习：2、漂移电流是（反向）电流，它由（少数）载流子形成，其大小与（温度）有关，而与外加电压（无关）。3、空穴为（）载流子。自由电子为（）载流子的杂质半导体称为P型半导体。4、PN结的P型侧接高电位，N型侧接低电位称为（）反之称为（）Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器3.3半导体二极管Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器1、伏安特性流过二极管的电流与加在二极管两端的电压的关系曲线I=f(U)就是二极管的伏安特性。604020–0.002–0.00400.51.0–25–50I/mAU/V正向特性硅管的伏安特性击穿电压反向特性–50I/mAU/V0.20.4–2551015–0.01–0.020锗管的伏安特性死区电压Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器3.4二极管基本电路及其分析方法3.4.1简单二极管电路的图解分析方法3.4.2二极管电路的简化模型分析方法Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器（1）理想模型（a）V-I特性（b）代表符号（c）正向偏置时的电路模型（d）反向偏置时的电路模型正偏导通，uD=0；反偏截止，iD=0U(BR)=3.4.2二极管电路的简化模型分析方法大信号模型Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器（2）恒压降模型（a）V-I特性（b）电路模型uDiDUD(on)uD=UD(on)0.7V(Si)0.2V(Ge)Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器（3）折线模型（a）V-I特性（b）电路模型uDiDUD(on)UIIUrD斜率1/rDrD1UD(on)Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器3.4.2二极管电路的简化模型分析方法1.二极管V-I特性的建模（4）小信号模型特别注意：小信号模型中的微变电阻rd与静态工作点Q有关。该模型用于二极管处于正向偏置条件下，且vDVT。（a）V-I特性（b）电路模型Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器3.5特殊二极管3.5.1齐纳二极管(稳压二极管)1.符号及稳压特性利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器3.4.23.4.5Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器4.1半导体三极管4.3放大电路的分析方法4.4放大电路静态工作点的稳定问题4.5共集电极放大电路和共基极放大电路4.2共射极放大电路的工作原理4.6组合放大电路Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器测量三极管三个电极对地电位，试判断三极管的工作状态。放大,硅管截止饱和-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大VcVbVe放大VcVbVe例1：Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器3.三极管的三种组态共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示；共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；BJT的三种组态Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器3.模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即rbe=hie=hfeuT=hrerce=1/hoe一般采用习惯符号则BJT的H参数模型为ib是受控源，且为电流控制电流源(CCCS)。电流方向与ib的方向是关联的。)mA()mV(26)1(200EQbeIrCopyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器4.5.3放大电路三种组态的比较1.三种组态的判别以输入、输出信号的位置为判断依据：信号由基极输入，集电极输出——共射极放大电路信号由基极输入，发射极输出——共集电极放大电路信号由发射极输入，集电极输出——共基极电路Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器3.三种组态的比较电压增益：beLc)//(rRR输入电阻：beb//rR输出电阻：cR)//)(1()//()1(LebeLeRRrRR)//)(1(//LebebRRrR1)//(//bebserRRRbeLc)//(rRR1//beerRcRCopyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器3.三种组态的特点及用途共射极放大电路：电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。共集电极放大电路：只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。共基极放大电路：只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。4.5.3放大电路三种组态的比较endCopyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器4.1.24.3.8Copyright@HenanPolytechnicUniversityC第2章运算放大器Copyrig