模拟电路复习总结

努力学习，注意身体艰苦的历程已完成一多半了。基本器件第1章基本器件•二极管•三极管•场效应管（1）熟悉下列定义、概念及原理：自由电子与空穴，扩散与漂移，复合，空间电荷区，PN结，耗尽层。（2）了解本征半导体、杂质半导体；（3）理解因浓度差而产生的运动为扩散运动，因电位差而产生的运动为漂移运动。（4）了解PN结的单向导电性、反向击穿特性、温度特性和(5)掌握三极管的工作原理和主要特性一、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、二极管1.特性—单向导电正向电阻小(理想为0)，反向电阻大()。)1e(DSDTUuIi)1e(,0DSDDTUuIiu0,0SDIIuiDOuDU(BR)IFURM2.主要参数正向—最大平均电流IF反向—最大反向工作电压U(BR)(超过则击穿)反向饱和电流IR(IS)(受温度影响)IS3.二极管的等效模型理想模型(大信号状态采用)uDiD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关断开恒压降模型UD(on)正偏电压UD(on)时导通等效为恒压源UD(on)否则截止，相当于二极管支路断开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ＵAB=0VD2截止V115V10VV2R2kWUABB+_D2AD1(a)10V，–5V二极管导通的判定对于图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ＵAB=–15VD1截止10V，25VD2导通后V115V10VV2R2kWUABB+_D2AD1(b)二极管导通的判定如图，已知ui＝10sinωt(v)，试画出ui与uo的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。uO10ui(V)ωtuOωt二极管导通的判定例：如图，E＝6V，二极管正向压降忽略不计，画出uo波形。EV1uiuO10ui(V)ωt6EV2R－6uiE，V1导通，V2截止u0=E=6V－EuiE，V1、V2截止，u0=uiuOωt解：ui－E，V2导通，V1截止u0=－E=－6V6二极管导通的判定三极管一、两种半导体放大器件双极型半导体三极管(晶体三极管BJT)单极型半导体三极管(场效应管FET)两种载流子导电多数载流子导电晶体三极管1.形式与结构NPNPNP三区、三极、两结2.特点基极电流控制集电极电流并实现放大放大条件内因：发射区载流子浓度高、基区薄、集电区面积大外因：发射结正偏、集电结反偏3.电流关系IE=IC+IBIC=IB+ICEOIE=(1+)IB+ICEOIE=IC+IBIC=IBIE=(1+)IB•三极管与二极管不同之处，三极管具有电流放大作用。•放大有两层含义：•一：放大的对象是变化量，而不一个恒定量；•二：是放大作用实质上是一种控制作用，即用弱小的基极电流IB控制较大的集电极电流IC的大小。•因此，三极管也可以理解为受控电流源。三极管与二极管不同之处4.特性iC/mAuCE/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O369124321O0.40.8iB/AuBE/V60402080死区电压(Uth)：0.5V(硅管)0.1V(锗管)工作电压(UBE(on))：0.60.8V取0.7V(硅管)0.20.3V取0.3V(锗管)放大区饱和区截止区放大区特点：1)iB决定iC2)曲线水平表示恒流3)曲线间隔表示受控()BEONV0.70.3iBEVSVVVGe（1）根据管脚电位，判别管脚的极性。三个电极的电位从低到高依次排序；中间电位对应的管脚是基极B；与中间电位相差约一个导通电压的管脚是发射极E（2）根据基极B与发射极E的电位差，判断三极管的材料。（3）根据各极电位，判断三极管的类型。CBEVVVNPNCBEVVVPNP三极管管脚、材料、类型的判断方法例：由三极管各管脚电位判定三极管属性（1）A:1VB：0.3VC:3V（2）A:－0.2VB:0VC:－3VUUUNPNEBCUUUPNPEBC︱UBE︳≈0.2V(锗管）︱UBE︳≈0.7V(硅管）解：（1）硅管、NPN管A：基极；B:发射极；C:集电极（2）锗管、PNP管A:基极；B:发射极；C:集电极步骤：1.区分硅管、锗管，并确定C极（以相近两个电极的电压差为据，UBE硅＝0.7／UBE锗＝0.3）2.区分NPN、PNP管（NPN：UC最高，PNP：UC最低）3.区分三极（NPN：UCUBUEPNP：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uGS=0时，iD=0uGS=0时，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uGS/ViD/mAO增强型耗尽型MOS管(耗尽型)2GS(th)GSDOD)1(UuIiIDSS开启电压UGS(th)夹断电压UGS(off)2GS(off)GSDSSD)1(UuIiIDO是uGS=2UGS(th)时的iD值第2章基本放大电路重点：包括共射、共集、共基放大电路的组成、原理,每种接法的特点;静态和动态分析。1.静态工作点求法。2.动态分析的方法。放大电路的分析方法放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法计算机仿真一、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IC=IB发射结正偏集电结反偏饱和ICIB两个结正偏ICS=IBS集电结零偏临界截止IB0,IC=0两个结反偏判断导通还是截止：UBEU(th)则导通以NPN为例：UBEU(th)则截止判断饱和还是放大：1.电位判别法NPN管UCUBUE放大UEUCUB饱和PNP管UCUBUE放大UEUCUB饱和两个基本问题静态(Q)—动态(Au)—解决不失真的问题“Q”偏高引起饱和失真“Q”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“Q”(从发射结导通电压UBE(on)出发)2)交流通路分析性能交流通路画法：VCC接地，耦合电容短路小信号电路模型+uce–+ube–ibicCBErbeEibicic+ube+uceBCEQbbbe26)1(Irrisisosio,RRRAuuAuuAuuuiiiiuR0sLooouRiuR两种典型电路结构偏置式+us+VCCRCC1C2RL++RBRS+uo–分压式+us+VCCRCC1C2RLRE++RB1RB2RS+uo求静态工作点；B)BE(onCCBQRUVIEBEQBQEQRUUI求性能指标；beLrRAubeBi//rRRCoRREbeL)1(RrRAu])1(//[EbeBiRrRRCoRR1、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为短路。例题例：已知：Rb1=40KΩ,Rb2=20KΩ,Rc=2.5KΩ,Re=2KΩ,Vcc=12V,UBE=0.7V,β=40,RL=5KΩ。试计算Q、Au、Ri、Ro。○Rb1Rb2ReRc+Vcc～RsRLUs解：解题步骤UB→UEIEQICQ←IBQUCEQ↓UB=Rb2Rb1+Rb2·Vcc=20×1240+20=4VUE=UB－UBE=4－0.7=3.3VIEQ=UERE=3.32=1.65mAICQ≈IEQ=1.65mAIBQ=ICQβ=1.6540=41μAUCEQ≈Vcc－ICQ(Rc+RE)=12－1.65×(2+2.5)=4.575VuiRb1RCRLibicrbeβibuORb2=0.946KΩ65.126)401(300rberR//RAbeLCu946.05//5.24018.70K5.2RrC0K0.946r//R//Rrbe2b1bi（1）掌握直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合的特点。（2）掌握多级放大电路的动态参数与组成它的各级单级放大电路有什么关系。(3)了解差分放大电路的共模放大倍数、差模放大倍数、共模抑制比、输入电阻、输出电阻等参数分别用来描述其哪方面的性能,它们的物理意义是什么？（4）掌握差分放大电路的四种不同接法及其对差分放大电路的性能产生什么影响。重点：差分放大电路工作原理差模放大倍数、输入电阻、输出电阻的分析和估算。消除交越失真的互补输出级第3章差分电路差分电路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uid共模信号uic差模电压放大倍数Aud差模Rid差模Rod共模抑制比KCMR双入双出uid=uiuic=0单入双出uid=uiuic=0双入单出uid=uiuic=ui/2单入单出uid=uiuic=ui/2beLrRbeL21rR2//LCLRRRLCL//RRRbe2rberC2RCRicodcuuAu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（1）了解集成运放的电路结构特点,重点理解集成运放内部元件很好的一致性所带来其电路结构的特点。（2）掌握镜像电流源、微电流源、多路电流源及电流源电路如何构成集成运放的偏置电路,这样设置静态工作电流的优点是什么。重点：通用型集成运放的四个组成部分及其作用、基本电流源电路的组成和工作原理（1）掌握为什么要用差分放大电路作为集成运放的输入级,共射放大电路作为中间级,互补电路作为输出级；(2)偏置电路如何设置各级放大电路的静态工作点,与分立元件放大电路设置静态工作点的方法有什么不同。第4章集成运放方框图集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路。集成运放的组成及其各部分的作用1.输入级——要使用高性能的差分放大电路，它必须对共模信号有很强的抑制力，而且采用双端输入双端输出的形式。4.偏置电流源——可提供稳定的几乎不随温度而变化的偏置电流，以稳定工作点。3.互补输出级——由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组成，以获得正负两个极性的输出电压或电流具体电路参阅功率放大器。2.中间放大级——要提供高的电压增益，以保证运放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的高增益放大器。（1）掌握单管放大电路频率响应的概念；（2）了解影响单管放大电路频率特性的因素；（3）掌握单管放大电路下限频率、上限频率和波特图的方法。（4）了解晶体管的高频等效模型。第5章放大电路频率响应单管放大电路的频率响应单管共射放大电路的频率响应具体分析时,通常分成三个频段考虑:(1)中频段:全部电容均不考虑,耦合电容视为短路,极间电容视为开路。(2)低频段:耦合电容的容抗不能忽略,而极间电容视为开路。(3)高频段:耦合电容视为短