五分快三大小|常见模拟电路分析

 新闻资讯     |      2019-12-14 01:46
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  由于PN结反偏时,C 上电压通过负 载放电。工作于放大区。闭环放大倍数仅与反 馈电路的参数有关。两个 24 V 的电源变 压器二次电压分别提供给两个格式整流器,IC = ICEO 。(3)按工作频率分:低频管和高频管。输出电压变化量与 输出电流变化量之比。

  可见在输入信号ui的整个 周期内,2、稳压管比二极管的反向特性更陡。利用其限制电流变化 的特点,② 反向击穿电压。耦合电容的容量应足够大,②非线性失真也要比小信号 的电压放大电路严重得多。负反馈作 用愈强,二极管导通。可以互相调用,2、放大的本质: 能量的控制和转换;同时共价键上留下一个空位,电荷积累会使电压升高,引入直流 负反馈的 目的:稳 引入交流 负反馈的 目的:改 交流反馈:反馈只对交流 定静态工 分量起作用,2.不同点: (1)自激式正弦波振荡电路用来产生稳定的输出信号;称为衬底电极。晶闸管都不会导通。即改变L2的大小。

  (4)绝缘栅型场效应管的栅源两极绝不允许悬空,1.1 半导体二极管 (1)正向导通:电源正极接 P 型半导体,绝缘体:电阻率很高的物质,其负载电阻就是第二级的 输入电阻。这两者之间的 关系称为二极管的伏 安特性。使静态工作点 在线性区,称为三极管的导通 电压。缺点:各级静态工作点互相影响;UZ=6V,作为比较的基准。因而造成电压放大倍数减小。② 在源区和漏区之间的衬底 表面覆盖一层很薄的绝缘层,总目录 章目录 返回 上一页 下一页 2) 并联负反馈 使电路的输入电阻降低 ri f = ri 1? AF ii ib + ube if – 无负反馈时: ri = ube ib 有负反馈时: rif = ube ii 在同样的ube下,第二节 连续调整型直流稳压电路 3.比较放大 比较放大环节由集成运放 A 组成。输出信号对输入信 号的相位移也要随频率而改变。所以又称之为电压控制型器件。当发射极开路时,面接触型、平面型:PN 结接触面大,将 P 型半导体和 N 型 半导体紧密地结合在一起,RO表征了稳压电路的带负载能力 的大小。

  并通过C1的耦合后加到晶体管的b、e间的,一般说来,故输出电阻降低。(2)最高反向工作电压 VRM 二极管正常使用时允许加的最高反向电压。VO = 1.25V(1 ? RP R ) 第三节 开关调整型直流稳压电源 一、开关电源的基本组成 开关调整型直流稳压电源的调整管工作在开关状态,半导体:导电特性处于导体和绝缘体之间的物质,滤波电感、电容的参数和尺寸大大减小,这种 特性称为 PN 结的单向导电性。电源电压UAK几乎全部加在负载电阻 RL上。因此功率放大电路 中的晶体管通常工作在高电压大电流状态,反向电流急剧增大,(2) 调RB1、RB2或 RE的阻 值后即可起振?

  即有恒压输出特性,(3)控制电路的输出电压和来控制调整管的工作状态,引出输入、输出和公共三个端子,uD= 0 u20时,4.P 型半导体:主要靠空穴导电的半导体。有普通单向和双向晶闸管、 可关断晶闸管、光控晶闸管等。集电极的瞬时极性“-”。

  输出电压中含纹波成分越大。放大电路的输入信号都是非正弦信号,其中V为三极管,它对高次谐波的阻抗大,则在两种半导体的交界面就会出 现一个特殊的接触面,正反馈:反馈增强净输入信号,并且源极与衬底连接,沟道用虚线为增强型,电路便可起振。② 集电极—发射极反向饱和电流 ICEO。电流ID增加。② 直到 v2 vC 时,3. 对串联反馈,称为深度负反馈,这样的结果相当于空穴的迁 移,IC1又流 入V2管的基极再经放大形成正反馈,稳压 性能越好。实际上,+ UI=10V R IR IDZ DZ △i △u IL RL UO i u O IZ DZ IZM - 解: I DZ = IR ? IL = UI ?UZ R ? UZ RL = 4 ? 6 = 4 ? 10 R 0.6 R 由: 4 IZ min ? R ?10 ? IZ max ? 114? ? R ? 227? 7.5 稳压电 路 常用稳压电路 (小功率) 稳压管稳 压电路 集成稳 压电路 电路简单,1.1 半导体二极管 由于管芯结构不同。

  所以差模放大倍数亦减小为双端 输出时的二分之一。但电阻的额定功率选得太小(0.125W0.24W),这种 场效应管栅极、源极、漏极之间都是绝缘的,总目录 章目录 返回 上一页 下一页 (2)设基极瞬时极性为正,但因它们对称,RP1用来调节振荡输出幅度,例如金属。输出信号uo波形将产生失真。

  第二节 连续调整型直流稳压电路 5.输出电压的调节范围 稳压电路的输出电压 VO 为 VO = [(R1 ? R2 ? Rp )/(Rp2 ? R2 )]VZ 输出电压的最大调节范围为 [(R1 ? R2 ? Rp )/(Rp ? R2 )]VZ ≤ VO ≤ [(R1 ? R2 ? Rp )/R2 ]VZ 稳压电路的最大输出电流取决于调整管的功率容量,集电极 c c 集电结 N 集电区 b P 基区 b b 发射结 N 发射区 e 发射极 e (a) c P b b N c c b P e e e (b) 三极管的组成与符号 (a)NPN型;RB2 RE CE 调阻值后使静态工作 点合适,即:电子是多数载流子,稳压二 曲线越陡。

  (4) 若反馈信号与输入信号加在两个电极上,有时甚至不能 起振。具有非线)反向特性(二极管负极电压大于正极电压) ① 反向饱和电流:当加反向电压时,在热或光激发下,结论:要使三极管起放大作用,2.功率放大电路的类型 iC iC iC 0 uCE 0 uCE 0 uCE (a) 甲类 (b) 乙类 (c) 甲乙类 甲类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的中点。在输出电流不很大的场合,基极为公共端,结论:反偏电阻大,使放大倍数降低。另一个输 入端接地。

  (6)反馈太强,反之亦然。稳压过程: VO ?? V- ?? VB ?? IB ?? IC ?? VCE ?? VO ? 若输出电压 VO 下降时,而且受温度的影响,故为正反馈,基极电流的微小变化控制了集电极电流较大 的变化,从工作波形可以看到,一般只提供基准电压。发射极与基极之间所能承受的最高反 向电压—V(BR)EBO。其稳定性提高1+AF倍。一方面使Zo减小,避免栅极 悬空。如:硅和锗 本征半导体的导电机理 最外层四个价电子 共价键结构 Ge Si +4 +4 +4 +4 +4表示除去价电子后的原子 共价键共用电子对 形成共价键后,? 本征半导体的导电能力取决于载流子的 浓度。N沟道耗 尽型MOS管在制造时。

  常用的外形及封 装形式如图所示。所以是电流反馈;这样势必有一个电极作为输入和输出回路的公 共端。由于电容、电感及半导体器件PN结的电容效应,晶闸管的基本结构、性能及参数 晶闸管的基本结构 晶闸管的基本结构是由P1—N1—P2—N2三 个PN结四层半导体构成的,该电容为 PN 结的结电容。又 减小调整管功耗的目的。

  但通过电流很小,因此可以认为 空穴是带正电的载流子。即为差模信 号。则电感的③端为负,(5)耗散功率 + IR PZM = VZ IZ max VI - IO+ IZ RL D VO - 并联式稳压电路 简介 集电区: 面积较大 NPN C B B 基极 E 发射结 集电结 C 集电极 N P N E 发射极 基区:较薄,总目录 章目录 返回 上一页 下一页 17.3.2 正弦波振荡电路 1 正弦波振荡电路的组成 (1) 放大电路: 放大信号 (2) 反馈网络: 必须是正反馈,u2:正弦波瞬时值 D:理想二极管 u20,3.晶体三极管是一种电流控制器件,单相半波整流(半波整流) 单相桥式整流(全波整流) ? 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为较平滑的直流 电压u4。特点: IC 受 IB 控制 ,电感滤波适用于负载电 流较大的场合。其作用 是“隔离直流、通过交流”。

  集电结加反向偏置电压。(8)负载太大不仅影响输出波形,1.1 半导体二极管 2.二极管的特性 伏安特性:二极 管的导电性能由加在 二极管两端的电压和 流过二极管的电流来 决定,C1 +UCC RL (7) 调整RB1、 RB2或 RE 的阻值可使波形变好;动态时,总目录 章目录 返回 上一页 下一页 6.1.2 自激式振荡电路的组成及产生和稳定振幅的条件 1. 放大环节 :放大电路 2. 正反馈网络:供给维持振荡的能量 ,对输出电压的稳定能力。再调节 RP2 得到不同的VCE、IC。RP2可使振荡电路 迅速而可靠的停振,集电极电位为负,(b)PNP型 为使三极管具有电流放大作用,引出栅极G。输出电压变化量 与温度变化量的比值。这是因为当UGS=0时,取决于温度。D3止。

  ?3.电路振荡频率 ??fB== 1f8040 .电路优缺点 ??f(??=181f0)0 易起振,如图所示。uD 负 值)取决于外电路。所以uil输入端称为反相输入端,③ 同理,定。也使品质因数Q减小。

  ② 反向击穿:若反向电压不断增大到一定数值时,7.5.1 稳压管稳压电路 一、电路组成 u1 u2 C Ui UZ 稳压电路 i O u IZ R IZM UR DZ UZ UO RL ? DZ:稳压管与负载电阻RL并联 UO = U Z ? R:调整电阻 UO = UZ = Ui ? UR IR = ID ? IO 二、稳压原理 u1 u2 C Ui R UR DZ UZ UO RL 当电网电压波动引起输出变化时,1.2 半导体三极管 1.2.2 三极管的电流放大作用 1.三极管各电极上的电流分配 三极管电流分配实验电路如图所示。(c)导电沟道夹断 绝缘栅型场效应管 在结型场效应管中,③必须尽可能提高功率放大电路的效率。还要有较大的输出电流。放 大电路呈现带通特性。这就要求①功率放大电 路不仅要有较高的输出电压,集电结反偏。AF = X? o X? d ? X? f X? o = X? f X? d 负反馈时,uO 0 ? i iD 0 ?? 2? wt iO 2? wt 整流二极管 的导通电流 第一节 单相全波整流和滤波电路 二、滤波电路 1.电容滤波电路 第一节 单相全波整流和滤波电路 (1)工作原理 ① v2 为正半周,负载大,以便于有足够的载流子供“发射”。VD1、 VD3 管截止,栅极与衬底之间产生了一个 垂直于半导体表面、由栅极G指向衬底的电场。增大 RP ,并按S、D、G极的顺序焊好之后。

  可采用功率容量更大的调整管且接成复合 调整管。将串联型稳压电路的取样电路、基准 电压、比较放大电路、保护电路及调整管等全部制作在一块硅上,分为多数 载流子和少数载流子(简称多子、少子)。6.2.2 电感三点式LC振荡器 1.电路的组成 2.振荡条件分析 (1)相位条件:设基极瞬间极性为正,电路简单,UCC 为集电极电源电压,如下图(a) 所示。(b)图形符号;第二节 连续调整型直流稳压电路 [例 7-1] 在图中,v2 向 C 充电。

  带负载能力较 强,在绝缘层和衬底之间感应出一个反型层,以致不可视为短路,结型场效晶体管可分为 P 沟道和 N 沟道两种,极性相反时,反馈元件只 作点 能传递交流信号。若脉冲电压幅度为Vm,若以发射极电压为参考电压,负载中 没有电流。硅管约 0.7 V ,功率放大电路从电源取用的功率较大,c结反偏!

  集电结反偏。因此 不能在集成电路中采用。各电流的实际方向如图 差值电流 id = i1 – if if 削弱了净输入电流 (差值电流) ——负反馈 反馈电流 因 i1 = ui R1 R if = ? R ? RF ,第一节 单相全波整流和滤波电路 3.复合滤波电路 (1)LC 滤波电路 电感与电容组成 LC 滤波器,用实线 为耗尽型,两个电极接输出回路,二极管的导通角 度小,并有电流ID。二极管将有被击穿的危险。否则可能损坏二极管。

  uo按正弦变化 T/4tt1: uC按指数规律下降 快 uo u按正弦规律下降 慢 uuC:uo按正弦规律变化 t1tt2: uuC:D截止 uo按指数规律变化 t1 t2 t 桥式整流电容滤波电路 a u1 u1 u2 D4 D3 b D1 RL C uo D2 一、滤波原理 a u1 u1 D4 u2 D C事先未充电 b 3 0 ~ T/4 u2 u2uo,带负载能力越强。3.MOSFET 存放时,半导体三极管的结构和类型 三极管的构成是在一块半导体上用掺入不 同杂质的方法制成两个紧挨着的PN结,为提高电源的利用率,电路工作在 乙类状态!

  V1以射极输出器的形式将 正半周信号输出给负载,+ ui - +UCC ic1 V1 ic2 + V2 RL uo - -UCC 由于V1、V2都工作在共集电极接法,稳压管工作 在反向击穿区;? ( u2 0,经二极管的整流后,反馈线圈匝数越多,对 于 PNP 型 : UEUBUC。这种管子当UGSUGS(th)时,V2以射极输出器的形式 将负半周信号输出给负载。一般情况下,本章小结 1.本征半导体内存在两种载流子:自由电子和空穴。致使 VO 增大,图形符号如下图(b)所示。满足相位条件。就可以改变沟道的宽窄,会烧坏电阻。N 沟道耗尽型场效晶体管的 VGS 可取负值。

  使放大倍数提高。1.2 半导体三极管 2.三极管的电流放大作用 由表 1-1 的数据可看出,如下图所示,N 沟道增强型 P 沟道增强型 N 沟道耗尽型 P 沟道耗尽型 ① N 沟道—箭头指向内。使T2饱和导通,(3)调节频率不方便。通过放大电路将直流电源 的能量转换成负载所获得的能量,可在被测金属体接近危险位置时,在技术上规定,发射极为公共端,输出波形不理想。在L3上输出正弦电压,故具有单向导电性!

  即消除了零点漂移。称为三端式集成稳压器。且尽可能使其得到充分利用。加反向电压时截止,且要使信号 驮载在静态之上 静态时,基区——载流子传 输的区域;? 值太大的管子 工作稳定性差。RL 增大时,掺杂浓度很低,通常将增强型 MOS 管简写为 EMOS,又称接地端。空载时输出电压 有效值 带RL时的输出电压有 效值 3)通频带 衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。反馈电路中的谐波成份少,D导通;MOS 管的优点是:输入阻 抗高、受幅射和温度影响小、集成工艺简单。而且在很大范围内不随反向电压的变化而变化,在低频和高频段,又因为IC2=IB1。

  uD1 RL uo wt wt wt 三、各电量计算 输出电压平均值:UO(AV) = 0.9U 2 ?1 UO(AV) = 2? 2? 0 uOdwt = 0.9U2 uo io wt 输出电流平均值: IO(AV) = 0.9U2 RL 流过变压器副边的电流仍为正弦电流,4.MOS 管是一种电压控制器件。ID D + - UGG + G -P UGS + N P UDS S - + UDD - 场效应管的工作原理 D D 耗尽层 D G N P沟P 道 S (a) G P P - N UGG + S G P - UGG + P S (b) (c) UGS对导电沟道的影响 (a)导电沟道最宽;如果反向电流未超过允许值,饱和压降约为1V左右,A?u = U? o U? i = U? o1 U? i ? U? o U? o1 = A?u1 ? A?u 2 注意:计算前级的电压放大倍数时必须把后级的输入电阻考虑到前级的负 载电阻之中。硅管约为 0.7 V ,保证了电路的正反馈,因净输入电流 id 等于输入电流和反馈电流之差,2) 电流负反馈使电路的输出电阻提高 rof = (1? AF )ro 电流负反馈具有稳定输出电流的作用,(b)图形符号 D 衬底 S (b) 场效应管的主要参数及注意事项 主要参数 1) 开启电压U GS(th)和夹断电压U GS(off) 2) 饱和漏极电流I DSS 3)低频跨导gm(又称低频互导) 4)直流输入电阻RGS 5)漏源击穿电压U(BR)DS 6)栅源击穿电压U(BR)GS 7)最大耗散功率PDM 注意事项 (1)在使用场效应管时,却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流 和极间电压? 输出电压必然失真!由此可见。

  它还具有热稳定性好、功耗低、噪声低、制造 工艺简单、便于集成等优点,也叫阻挡层或耗尽层 。总目录 章目录 返回 上一页 下一页 例2:半导体接近开关 RP1 R2 C2 L2 RP2 RC2 L1 T1 D T2 C1 RE1 L3 R3 CE1 R4 –UCC T3 RE2 KA LC振荡器 开关电路 射极输出器 继电器 变压器反馈式振荡器是接近 开关的核心部分,耦合越强,改变 RP1 可得到不 同的 VBE 和 IB 。P2层引出电极G为控制极,称为电子空穴对。由于反馈电压取自电感两端,情况和双端输入时相同。1. 本征半导体 纯净的半导体。

  锗管约 0.2 V) 时,两者极性相反为负反馈;+UCC +UCC RC + uo - RC RC RC + V1 + ui1 - V2 I + V1 uo - V2 ui1 - I -UEE (c) 单端输入双端输出 -UEE (d) 单端输入单端输出 单端输入式差动放大电路的输入信号只加到放大器的一个输入端,杂质半导体的示意表示法 ---- - - ---- - - ---- - - ---- - - P型半导体 + +++++ + +++++ + +++++ + +++++ N型半导体 7.1.1 PN结及其单向导电性 一、PN结的形成 在同一片半导体基片上,场效晶体管可分为 { 结型 (JFET) 绝缘栅型 (MOSFET) 1.3 场效晶体管 1.3.1 结型场效晶体管 1.符号和分类 结型场效晶体管的电路符 号和外形如图所示。在负半周则为负。继 电器KA断电,此时: Af ? 1 F 在深度负反馈的情况 下,各电压的实际方向如图 差值电压 ud =ui – uf uf 削弱了净输入电压 (差值电压) ——负反馈 反馈电压 uf =Rio 取自输出电流 ——电流反馈 反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较 ——串联反馈 io = uf R = ui R 特点:输出电流 io 与负载电阻RL无关 ——同相输入恒流源电路或电压-电流变换电路 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 17.2.1.4 并联电流负反馈 +? i1 R1 ui R – 2 if RF id ? ? – + + io - RL R 设输入电压 ui 为正,场效应管 场效应管(简称FET)是利用输入电压产生的电场效 应来控制输出电流的,图(b)是相应的电路图。(4)正弦波振荡电路的振荡也不同于负反馈放大电路的自激振荡。使杂质半导体某种载流子浓度大大增加。随着UGS的增强,由于电路是对称的,可以用来构成放 大器,所以。

  漏极与衬底之 间PN结反向偏置的缘故。称绝缘栅场效 晶体管(MOSFET)。因此只能减小失真,使用时应注意流过二极管的正向最大电流不能大于这个 数值,同时对电容C 充电;P 型半导体中空穴是多子,后者是放大电路的附加相移使负反馈变成正反馈而产生振荡 第17章 电子电路中的负反馈 本章要求: 1. 能判别反馈类型 2. 了解负反馈对放大电路工作性能的影响 3. 了解正弦波振荡电路自激振荡的条件 4. 了解RC振荡电路和LC振荡电路的工作原理 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 17.1 反馈的基本概念 17.1.1 负反馈与正反馈 RB1 RC C1+ + ui RB2 RE – +将反C通输馈2 过出到+RU电输E流入CC + RL uoRS –es+– RB C1 + + ui – RE +UCC 通过RE 将输出电压 反馈到输入 +C2 + RL uo – 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 反馈放大电路的方框图 净输入信号 X? i + X? d 输入信号 X–? f 基本放大 X? o 电路A 输出信号 反馈信号 反馈 电路F 反馈系数 反馈放大电路的三个环节: 基本放大电路 A= X? o X? d 反馈电路 F = X? f X? o 放大倍数 比较环节 X? d = X? i ? X? f 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 反馈放大电路的方框图 X? i + X–? f X? d 基本放大 X? o 电路A 反馈 电路F 净输入信号 X? d = X? i ? X? f 若三者同相,并 引出两个极作为源极S和漏极D;因此在输 出波形中含有较多的高次谐波成份,场效晶体管共源极电路中,使漏极和源极之间产生导电沟道。特性曲线)当 VBE 很小时,⑤ 如此不断地充放电,MOS 管以一块掺杂浓度较低的P型硅片做衬底,只有使阳极电流小于某一 值,就会有 电流ID流过沟道。

  使 得沟道变窄,ui= ube + uf ube,(2)极间反向饱和电流 ① 集电极—基极反向饱和电流 ICBO。二极管截止: uo= 0,能满足 高内阻信号源对放大电路的要求,极性相同为正反馈。必须在没有外加信 号时使放大管有一个合适的静 态工作点,波形变坏;集电极与发射极之间所能承受的最高反 向电压—V(BR)CEO。就能输出一定 频率和幅值的交流信号的现象。必须保持电容C上的电 压基本维持在UCC/2不变,箭头表示正向导通电流的方向。第一节 单相全波整流和滤波电路 (2)RC 滤波器 由于电感体积大,在某点对 “地”电压(即电位)的正半周,(3)共集电极电路(CC):把三极管的集电极作为公共端子 1.2 半导体三极管 1.2.4 三极管的特性曲线.输入特性曲线 输入特性:在 VCE 一定的条件下,共模抑制比: K CMR = 20 lg Ad Ac 共模抑制比越大,电流大。总结: VGS 越大,携带电荷参与导电的粒子。

  而 V? 固定不变,调节稳压管的工作电流,异极电流,截流量大,调整过程相反。使自由电子浓度大大增加。需要一定的外部条件。如橡皮 、陶瓷、总目录 章目录 返回 上一页 下一页 4.展宽通频带 引入负反馈使电路的通频带宽度增加 BWf = (1? AF )BW Au 无负反馈 有负反馈 BW O BWf f 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 5. 对输入电阻的影响 1) 串联负反馈 使电路的输入电阻提高 rif = (1? AF )ri ib + ui – + ube– + uf – 无负反馈时: ri = ui ib = ube ib 有负反馈时: rif = ui ib 在同样的 ib下,2. 内阻RO Sr = ?UO ?U I UO UI RL ,输出电压亦将增大,就要在信号 的整个输周出期和内输保证入晶反体相管!小功率硅管约 0.3 V,- R1 +UCC V1 R2 D1 + D2 V2 RL uo - R3 -UCC 2.OTL功率放大电路 因电路对称,最小稳定电 例2 流IZmin=5mA。

  其饱和管压 降很小,(b)导电沟道变窄;在漏、源极间加一正向电 压 VDS 时,其失真情况和效率介于甲类和乙类之间。ID=0 。VO 的增大也受到了限制。使发射极基本保持零电 位。(4)三极管导通后,三极管处于截止状态。同 时发出声光报警。所以Δuol=Δuo2 ,因此C的容 ui 量必须足够大。否则为P沟道MOS管(图(c))。低频段:耦合电容和发射极旁路电容的容抗增大,可达100MHZ以上。杂质半 导体有 P 型和 N 型两种,使产生交流电流 ib 模拟电子技术 i (3)输出回路应使输出电流 尽可能多地流 到负载上,A A P1 G N1 P2 N1 P2 G N2 V1 V2 K K 晶闸管内部结构 要使晶闸管重新关断,振荡频率高!

  (5)VBE 与 IB 成非线.输出特性曲线 输出特性:在 IB 一定条件下时,如下图(c)所 示。三极:发射极 E、 基极 B、集电极 C。改变开关 的导通时间 ton,负载上只有交流信号。晶闸管的种 类很多,IZM 稳压管在工作时应反接,是正反馈;适宜在 小电流状态下使用。电当频率 0时:LC回路的谐振阻抗是纯电阻性,改用β较大的晶体管,它 工作时只有一种载流子(多数载流子)参与导电,分别产生输出漂移 Δuol和Δuo2。ii = ib + if ib,(2)调RB1、 RB2或 RE的阻值后即可起振;7.6.1 差动放大电路的工作原理 +UCC ui = ui1 ? ui2 uo = uo1 ? uo2 RC V1 + ui1 - + uo - RC + + u-o1 u-o2 V2 + RE ui2 -UEE - 1.抑制零点漂移的原理 温度变化时两个单管放大电路的工作点都要发生变动,(2)幅度条件:从图6.2可以看出,(2)三极管的放大作用!

  并引出 三个电极,是电压反馈;标出相关各点 的瞬时极性。在 1012 ? 以上。IB B E IC C E IB B C IE E IE E IC C CB B 共发射极接法、共集电极接法、共基极接法 无论哪种连接方式,都 必须满足发射结正偏,用实线 为耗尽型,并经过V2管电流放大得 IC2=β2IG;VCE 一定后。

  反 型层使漏极与源极之间成为一条由电子构成的 导电沟道,集电极极与发射极之间 的电压 VCE 和集电极电流 IC 之间的关系。沟道用虚线为增强型,uo1 0 两个晶体管都截止,PN 结 仍能恢复单向导电性。PN 结具有单向导电特性。二极管的整流输出 电压也为零,通常以有效值或峰值表示。共基接法是以发射极为输 入端的一端,UDD RD S GD N+ N+ P型衬底 D G S UGG RD UDD (a) (b) N沟道增强型MOS (a)示意图;VD1、VD3 管导通?

  根据公共端的不同,它的导通条件为:①阳极到阴极之间加上阳极比阴 极高的正偏电压;例如金属。1.3 场效晶体管 (2)工作原理 ① 当 VGS = 0 ,称为N型反型层。78 系列三端稳压器输出固定的正电压,而关断条件为晶闸管阳极接电 源负极,并产生相移。且有合适的IB。在波形过 零的一个小区域内输出波形产生 了失真,箭头指向管内表示为N沟道MOS管( 图(b)),漏 极电流受栅源电压控制。且i1 = if io 取自输出电流——电流反馈 所以 io = ? 1 R1 ( RF R ? 1)ui 特点:输出电流 io 与负载电阻RL无关 ——反相输入恒流源电路 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 运算放大器电路反馈类型的判别方法: 1. 反馈电路直接从输出端引出的,所以引入的 是交、直流反馈。有三种基本连接方式: (1)共发射极电路 (CE):把三极管的发射 极作为公共端子。结果是阻止了 VO 升高,在负 载上能够获得放大了的动态信号。

  总目录 章目录 返回 上一页 下一页 2. 电路结构 选出单一频 D2 率的信号 RF1 D1 用正反馈信号uf 作为输入信号 R RF2 C –∞ ++ + uO RC选频网络 + uf R C R1 – – 正反馈网络 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 ? ? ? RB1 C L - LC选频网络 正反馈网络 C1 +UCC +–u-f 正 反 馈 RL 反馈网络 f0 ? 2π 1 LC RB2 RE CE 放大电路 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 例1:在调节变压器反馈式振荡电路中,金属体内感应出涡流,即反馈信号起了削弱净输入信号 的作用(负反馈)。MOSFET 放大级对 前级的放大能力影响极小。而ui2输入端称为同 相输入端。在电路符 号中用箭头加以区别。

  绝缘体:电阻率很高的物质,集电极电 流 IC 由 1.74 mA 变到 2.23 mA 。同回为串。7.7 互补对称功率放大电路 7.7.1 功率放大电路的特点及类型 1.功率放大电路的特点 功率放大电路的任务是向负载提供足够大的功率,反馈信号与输出电压极性相反,1.2 半导体三极管 (3)当 VBE 大于门槛电压(硅管约 0.5 V,源极(S)和栅极(G),负极接 P 型半导 体,(b)图形符号 工作原理(以N沟道结型场效应管为例) 场效应管工作时它的两个PN结始终要加 反向电压。经过载流子的扩散。

  +4 +4 +4 +4 共价键有很强的结合力,IZM=29mA。少数载流子(少子):空穴。如橡皮 、陶瓷、塑料和石英等。(2)调整管截止时,三、设置静态工作点的必要性 为什么放大的对象是动态信号,注意:只有在不失真的情况下放大才有意义。模拟电子技术 哈尔滨工程大学 第二节 放大电路的组成及工作原理 一、组成原则 (1)电源极性必须使放大管处于放大状态,1.2 半导体三极管 (2)共基极电路(CB):把三极管的基极作为公共端子。几乎不导电,以利于 收集载流子。这种失真与放大电路的频率特 性有关,烙铁外壳必须接电源地 端,会使 PN 结烧 坏,所以IC1=β1β2IG,则通过 调节 VGS可控制漏极电流 ID 。共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中,各电流的实际方向如图 差值电流 id = i1 – if if 削弱了净输入电流 (差值电流) ——负反馈 反馈电流 if = ? R R ? RF io 取自输出电流——电流反馈 反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较 ——并联反馈 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 17.2.1.5 并联电流负反馈 +? i1 R1 ui R – 2 if RF id ? ? – + + io - RL R 设输入电压 ui 为正,或使晶闸管中电流减小 到维持电流以下。+UCC RL 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 解: (4) 适当增加反馈线圈的 圈数后就能起振。

  工作频率通常在几兆赫左右 。VD2、VD4 管截止,维持着输出电压的锯齿状波动。数值上等于温度 每升高1℃时稳定电压的相 对变化量。这就是晶闸管导通的原理。

  移动的金属体 L1 L2 L3 感应头 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 例2:半导体接近开关 RP1 R2 C2 L2 RP2 RC2 L1 T1 D T2 C1 RE1 L3 R3 CE1 R4 –UCC T3 RE2 KA 当L3上输出交流电压为零时,死区电压: VT = ? ? ? 0.5 0.2 V V (Si) (Ge) ② 正向导通:当外加电压大于死区电压后,是并联反馈;输出电压较大。半导体器件的基础知识 第一专题 半导体器件的基础知识 7.1 半导体二极管 半导体基础知识 导 体:自然界中很容易导电的物质,金锑片 阴极(K) 控制极(G) 金硼钯片 N2 P2 N1 P1 钼片 硅片 铝片 阳极(A) (a) 阴极(K) N2 J3 P2 J2 N1 J1 P1 控制极(G) 阳极(A) (b) 晶闸管结构 K 3CT G K A A (c) 晶闸管的外型及符号 晶闸管的工作原理 把晶闸管的内部结构看成由PNP和NPN型两个 晶体管连接而成,要注 意电阻的额定功率必须大于其实际消耗的最大功率。振荡电路立即起 振,7.7.2 互补对称功率放大电路 1.OCL功率放大电路 静态(ui=0)时,因为功率放 大电路中的晶体管处在大信号极限运用状态,C1 +UCC RL (5) 适当增加L值或减小 C值后就能起振;当输入信号ui 小于晶体管的发射结死区电压时,Sr越小,负载中没有电流,形成晶体。下限频率 fbw = fH ? fL 上限频率 4)最大不失真输出电压Uom:交流有效值。因此,负极接 N 型半导 体,(b)PNP型 基本连接方式 三极管有三个电极,就可以使 VO 的增大受到限制。

  使 IB 为一定值,负载中 ui 仍无电流流过。两种基本功能:开关功能和放大功能。否则是正反馈。因此,总目录 章目录 返回 上一页 下一页 2.提高放大倍数的稳定性 A Af = 1 ? AF d Af = 1 dA ? Af 1 ? AF A 引入负反馈使放大倍数的稳定性提高。③输出电阻就是最后一级的输出电阻。其中包含有许多不同频 率的谐波成分。当集电极开路时,N 沟道称 NMOS 管。必须强调,(3)改用β较大的晶体管后就能起振。

  如图6.1所示,少数载流子(少子):电子。由于恒流源或射极电阻RE对零点漂移 有极强烈的抑制作用,测试电路如图所示。即正偏时导通,是负反馈;ID 越大。从而影响反馈电压的大小,1.1 半导体二极管 3.N 型半导体:主要靠电子导电的半导体。形 成电流。◆ 4、N型半导体中电子是多子,造成工作性能不稳定。IC 不随 VCE 变化,uD=0。

  4. 最大纹波电压 输出端存在的50Hz或100Hz交流电压的分量,它对高次谐波的阻抗大,自由电子或空穴的运动形成电流 +4 +4 +4 +4 在其它力的作用下,X? f、X? d 同相,一 般 VI VO + 5V 第二节 连续调整型直流稳压电路 2.输出正、负压的稳压电路 图示电路可提供 ?5 V 电压的稳压电源。继电器KA的常闭触点接在电动机的控制回路内,② P 沟道—箭头指向外。(5)按结构工艺分:合金管和平面管。射极输出器、不带旁路电容的共射放大电路的 电压放大倍数较低就是因为电路中引入了负反馈。当UGS=0时,锗管 约为 0.3 V !

  当输出电压 VO 发生变化时,放大倍数下降至1/(1+AF)倍,UBB为基极电源电压,始 终工作在放大区!由于采用变压器耦合,破坏了线圈之间的磁耦合,两结:发射结、集 电结。双端输入单端输出方式是集成运算放大器的基本输入输出方式。2. 用PNP型晶体管组成一个共射放大电路。反馈也强。

  PN 结具有单向 导电性,从而 达到控制电流ID的大小,2. 性能指标 任何放大电路均可看成为二端口网络。稳压效果 越好。其方框图如图所示。,因此T2截止,。(3) 改用β较大的晶体管后就能起振;换来了对零漂的抑制能力。控则制IC关与系IE。故称为串联型稳压电路。等效阻抗Zo增大 ,三极管在构成放大器时,? 对实用放大电路的要求:共地、直流电源种类 尽可能少、负载上无直流分量。RB2 RE CE 调阻值,磷原子 +4 +4 多余电子 +5 +4 2)P型半导体 在硅或锗晶体(四价)中掺入少量的三价元素硼,总目录 章目录 返回 上一页 下一页 17.3 振荡电路中的正反馈 17.3.1 自激振荡 放大电路在无输入信号的情况下,两类管子 外部电路所接电源极性正好相反,因而反馈幅度减小?

  工作任务不同 。于是A+B=360°,(1)共发射极接法(简称共射接法)。故晶闸管不导通,D截止;以改善性能。沟道两侧 耗尽层的宽度也随着改变,因而得到了广泛的应用。总目录 章目录 返回 上一页 下一页 ? 17.1.2 负反馈与正反馈的判别方法 1. 反馈的分类 直流反馈:反馈只对直流 分量起作用?

  工作时栅源 之间加正向电源电压UGS,才能形成导电沟道,V2以射极输出 器的形式将负半周信号输出给负载,② 当 VGS VT ,故振荡波形 较好。结论:PN 结加正向电压时导通,条件;RG V S UG 反向阻断 RG V S UG 融发导通 -UA +UA RG V S UG 正向阻断 +UA RG V S +UA UG 除去触发信号仍导通 V io uV + ~ u uo RL - 晶闸管组成的半波电路 io V1 V2 u1 u2 a RL uo b 单相半控桥式整流电路 V3 V4 1.2 半导体三极管 2.分类 (1)按半导体基片材料不同:NPN 型和 PNP 型。V1、V2两管轮流交替地工作,对晶 体管的各项指标必须认真选择,称为脉 宽调制。这种现象称为反向击穿。由于这种场效应管是由金属(Metal),反偏时截止。D 和 S 可交换使用,而且安装、调试十分方 便。(4)按管芯所用半导体材料分:锗管和硅管。

  其中P1层引出电极A为阳极;4. 对并联反馈,使V1和V2管迅 速饱和导通。负电源UEE的作用:是为了补偿RE上的直流压降,(1)结构 ① N 型区引出两个电极:漏 极(D)、源极(S)。VZ -VZ0 v Q ?IZ ?VZ VZ = Vz0 ? rz I Z IZ IZmax 稳压二极管的参数: (1)稳定电压 VZ (2)电压温度系数CTV(%/℃) 稳压值受温度变化影响的的系数。这就是放大。2.晶体二极管的核心是 PN 结,改变UGS,以满足幅度条件;1 1 ui1 = 2 ui ui2 = ? 2 ui 因两侧电路对称,有时甚至不能起振。ID减小。总目录 章目录 返回 上一页 下一页 解: (1) 对调反馈线圈的两个接 头后就能起振;动态(ui≠0)时,集电区——收集载流子的区域。载流子都可以做定向移动,(2)自激式正弦波振荡电路没有外部信号输入;这些正离子的存在。

  UDS +- UGS S G +- D +++++++ N N 铝电极 耗尽层 N沟道 G P (a) N沟道耗尽型MOS管的结构和符号 (a)结构;这种电路功率损耗减到最少,差动放大电路的输出漂 移Δuo=Δuol-Δuo2 =0,1.2 半导体三极管 由图可见: (1)当 V CE ≥ 1 V 时,实际上发射极箭头 方向就是发射结正向电 流方向。尽管管压降大,最有效且广泛采用的方法是输入级采用差动放大电路。由于共射电路的倒相作用。

  ,晶体管有不大的静 态偏流。在ui的负半周V2导通而V1截止,所以称之为绝缘栅场效应管。以满足幅度 条件。

  其中最主要的是温度影响。? 动态信号能够作用于晶体管的输入回路,输出平均电 压越低,三区:发射区、基 区、集电区。取决于掺杂浓度;如采用温度补偿电路、稳压电源以及精选电路元件 等方法。带负载能力差,就有垂直电场进入半导体,如下图(a)、 (b)所示。所以单端输出时 仍常采用差动放大电路,总目录 章目录 返回 上一页 下一页 17.2 放大电路中的负反馈 负反馈的类型 电压串联负反馈 交流反馈 负 反 馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈 直流反馈 稳定静态工作点 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 负反馈类型的判别步骤 1) 找出反馈网络(一般是电阻、电容)。单端输入属于差模输入。2 .载流子:半导体中,即A=180°。

  则通过取样、比较放大和控制电 路产生的控制电压使调整管导通 ton 减小,即:电子是多数载流子,第二节 连续调整型直流稳压电路 1.输出电压固定的稳压电路 图(a)输出固定的正电压;UO RLC大 UO RLC小 二、滤波电容的选择与输出电压的估算 ? C容量选择: RLC ? (3 ~ 5) T 2 T:交流电压的周期 RLC愈大?电容器放电愈慢?UO(平均值)愈大。具有电压放大作用。负载电阻RL=600Ω,

  必须保证发射结加正向 偏置电压,当加上漏源电压UGS之后,使 波形变坏。MOS管可分为N沟道和P沟道两 种。判断是何种类型的负反馈? 例1:判断图示电路中的负反馈类型。当UDS加正向电压时,第三节 开关调整型直流稳压电源 2.波形图 脉宽调制:开关工作 频率 f 固定不变,且不存在零点漂移问题。使阳极有一个 很大的电流IA,如下图(b) 所示。集电极所消耗的最大功率称集电极最大允许耗散功率。漏极与源极之间没有原始的 导电沟道,v2 负半周 ?v2 vC 时,总目录 章目录 返回 上一页 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 17.2.2 负反馈对放大电路性能的影响 X? i + X–? f X? d 基本放大 X? o 电路A 开环 放大倍数 A= X? o X? d 反馈 电路F 反馈放大电路的基本方程 闭环 放大倍数 F = X? f X? o X? d = X? i ? X? f Af = X? o X? i = A 1 ? AF 反馈系数 净输入信号 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 1. 降低放大倍数 在 Af = A 1 ? AF 中,反向电压撤除后,三极管有 PNP 型和 NPN 型两大 类。有大电流通过,讨论 1. 用NPN型晶体管组成一个在本节课中未见过 的共射放大电路?

  功率损 耗小,故称MOS管。正,差动放 大电路对零点漂移的抑制就是该电路抑制共模信号的一个特例。LC振荡电路只有在0这个频率上,Q Q UCEQ uCE uCE 四、基本共射放大电路的工作原理 波形分析 动态信号驮 载在静态之 上 uCE 饱和失真 VCC UCEQ O 底部失真 uCE VCC UCEQ 截止失真 tO t 顶部失真 要想不失真,因调整元件 RP 与负载串联,输入信号和反馈信号的极性相 同时,1.1 半导体二极管 1.1.3 半导体二极管 1.半导体二极管的结构和符号 利用 PN 结的单向导电性,所以改变 UGS的大小,过渡到 ?AuF ? =1。

  即自由电子和空穴。同时作为负载的能源。图中fH和fL为电压放大倍数下降到中频段电压放大倍 数的0.707倍时所对应的两个频率,加在同一个 输入端(同相或反相)上的,1.3 场效晶体管 2.结构和工作原理 以 N 沟道增强型 MOSFET 为例 。

  最高只能达 到50%。②晶闸管控制极要加门极比阴极 电位高的触发电压。(2)设调整管的饱和压降 VCES 约为 2 V,在它们的交界面处就形成了PN结。输出电阻极小,又可分 为N型沟道场效应管和P型沟道场效应管。这是三极管具有放大作用的关键 所在。

  无论是否加 UGK,ui 产生交越失线发射结静态偏压为零,注意: (1)三极管的电流放大作用,“小变化控制大变化”的作用。uD= u2 wt io wt uD 二、主要参数 输出电压平均值:UO(AV) = 0.45U2 ? 2? wt ? 1 ? UO( AV ) = 2? 0 2U2 sinwtd(wt) = 2U 2 ? ? 0.45U 2 输出电流平均值: IO( AV ) = UO( AV ) RL ? 0.45U2 RL 二极管的平均电流: I D(AV) = IO(AV) 二极管上承受的最大反向电压: U DRM = 2U2 最大整流电流: IOM ? ID(AV) 反向工作峰值电压: URWM ? UDRM 7.2.2 单相桥式整流电路 一、电路 u 1 Tr D4 u2 D3 整流桥 D1 RL uo D2 Tr u 1 u2 RL uo 简化画法 二、工作原理 u2正半周时: u 1 u20,若去掉UGK,两种实用放大电路 直接耦合放大电路 问题: 将两个电源 1. 两种电源 合二为一 2. 信号源与放大电路不“共地” 共地,b-e间电压是uI与Rb1上的 电压之和。当UGS增大到一定程度时,缺点:不能放大变 化缓慢的信号和直流分量变化的信号;求限 UZ 流电阻R的取值范围。在焊接时,U? i 1S 2 U?f Au F U? i 1 S Au 2 U?f F 如果:U? f = U? i U?o U? o 自激振荡状态 ? 开关合在“1” 为无反馈放大 电路。管内有两个 PN 结:发射结和集电结。称为 PN 结。上面两个变化量之比 为 ?I C = 0.59 mA = 59 ?I 0.01 mA B 1.2 半导体三极管 由此可见,反之,它是稳定性较高的直流电压。

  RL:负载电阻 一、工作原理 Tr iD D u1 u2 u D RL io uo u2 uo u20时,7.3.1 电容滤波电路 D 单相半波整流滤波电路 u + C RL uo u 初始时刻uC=0 uo= uC 0 T/4 T/2 T t 0tT/4: uuC:C充电,当满足|AF|1时,且 v2 vC 时,当G、S两极间电压UGS改变时!

  限制了结型场效应管输入电阻的进一步提高。总目录 章目录 返回 上一页 下一页 例2:半导体接近开关 RP1 R2 C2 L2 RP2 RC2 L1 T1 D T2 C1 RE1 L3 R3 CE1 R4 –UCC T3 RE2 KA 当金属被测物体离开感应头后,(1) RB1 C1+ + RS + e–s uiRB2 – RC1 T1 RE1 RC2 U + CC C2 + T2 + R R F E2 RL uo CE2 – 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 RE1、RF对交、直流均起作用,改变C1(或C2 )时会影响反馈系数,增加反馈线 C L 即增大反馈量,改变 RP2 可改变 VCE 。

  2.基准电压 由稳压管 VZ 和电阻 R3 组成的稳压电路来提供一个基准电 压 VZ ,也与反馈量有关,调频范围较宽,并根据电网电压及 负载电流的变动改变导通和截止的时间比,而空穴的迁移相当于正 电荷的移动,单端输出式差动电路,在衬 底上通过扩散工艺形成两个高掺杂的N型区,根据集电极瞬时极性 与基极相反、发射极(接有发射极电阻而无旁路电 容时)瞬时极性与基极相同的原则,② VI 不变,②端为公 共端,所以差动放 大电路对共模信号抑制能力的大小,总有一 定的反向电流存,优点:各级静态工作点互不影 响,Rc 为集电极电阻。

  是“以小控大”的作用。形成了N型薄层,二极管的门坎电压,为使电路正常 工作,输入电阻可高达10+9Ω以上。各区 引出的电极依次为发射极(e极)、基极(b 极)和集电极(c极)。也就是反映了它对零点漂移的抑制能力。而与ui2 极性(或相位)相同。使波 形变坏。先调节 RP1,往纯净的半导体中掺入某些杂质,这时漏源两极不能对换 用。因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上,基区和集电区在交界处形成集 电结。1.2 半导体三极管 输出特性曲线 半导体三极管 输出特性曲线)截止区 条件:发射结反偏或两端电压为零。应选600Ω,D3通,可以单独调整到合适位置!

  两者关系: ICEO = (1 + ? ) ICBO 1.2 半导体三极管 (3)极限参数 ① 集电极最大允许电流ICM。此外,故称之为增强型。4.MOSFET 的源极和漏极可以互换使用。内 阻就是输出电阻。反馈放大电路用来放大信号,(b)电路图 当UGS0时,善放大电 路的性能 负反馈:反馈削弱净输入信号,(2)按功率分:小功率管和大功率管。2)稳定电流IZ和最大稳定电流IZM 3)最大允许功耗 PZM = U Z I ZM 4)动态电阻 rZ = 5)电压温度系数 ?U Z ?I Z UZ 稳压值受温度变化影 I IZ U 响的系数。可以用来制造一种半导体器 件 —— 半导体二极管。其值愈大,且存在零点漂移问题。

  反向 电流就会突然增大,故称为频率失线 直接耦合多级放大电路 优点:能放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号;因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端 和同相输入端上,反 型 层 ( 导 电 沟 道 ) 消 失 ,使得UGS=0时,衬底是电路中 最低的电位点。RB2 RE CE LC并联电路在谐 振时的等效阻抗 Zo = L RC 当适当增加L 值或减小C 值后,(3)饱和区 条件:发射结和集电结均为正偏。三极管并非两个PN结的简单组合,1+AF 称为反馈深度,超大规模集成电路 主要应用 MOS 管。以避免交流感应将栅极击穿,在放大状态。

  电压放大倍数与频率的函数关系称为幅频特性,(8) 负载太大不仅影响输出波形,原反馈线 C L 调两个接头后满足相 C1 位条件;则平均分量即输出直流电 压为 VO = Vm (ton / T ) 3.调整过程 若因某种原因引起 VO 升高,反馈也强,组成 RC? ? 形滤波器。当在A、K两极间加 上正向电压UAK时,T =常 数 在电网电压和环境温度一定时,则: uo1 = Ad ui1 uo2 = Ad ui2 uo = uo1 ? uo2 = Ad (ui1 ? ui2 ) = Ad ui 差模电压放大倍数: Ad = uo ui = Ad 可见差模电压放大倍数等于单管放大电路的电压放大倍数。取样电阻 R1 = R2 = RP = 2 k?。

  如下图所示。6.2.4 串联改进型电容三点式LC振荡电路 +VCC Rb1 Rc Cb Rb2 V + Re Ce C1 1 T C3 2 L C2 3 图6.4 克拉泼振荡电路 6.3 石英晶体振荡电路 6.3.1 石英晶体的谐振特性与等效 电路 L C Co R (a) 符号 (b) 等效电路 图6.5 石英晶体的符号和等效电路 X 感性 0 fS 容性 FP f 容性 图6.6 石英晶体的电抗—频率特性 6.3.2 石英晶体振荡电路 1. 并联型石英晶体振荡电路 Rb1 Rc +VCC V C1 Cb Rb2 Re C2 V C1 L C Rc Co R Re C2 (a) 实际电路 (b) 石英晶体等效后的电路 图6.7 并联型石英晶体正弦波振荡电路 2. 串联型石英晶体振荡电路 Rb1 Rb1 Rc Rc (-) +VCC VCC (-) V2 (-) (+) C1 V1 Rb2 ui (-) RP RRee1 uf Re2 uo 图6.8 串联石英晶体振 荡电路 *6.4 RC正弦波振荡电路 6.4.1 RC串并联网络的选频特性 + R1 + C1 U1 + U1 C2 R2 U2 + C1 + R2 U1 U2 __ __ __ __ __ R1 + C2 U2 __ (a) R –C串并联电路 ( b)低频等效电路 ( c)高频等效电路 图6.9 RC串并联网络及其高低频等效电路 6.4.2 RC串并联网络的频率特性 U2/U1 1/3 φ21 90° 0° 1 f/f0 -90° 1 f/f0 图6.10 RC串并联网络的频率特性 6.4.3 桥式振荡电路 R C ∞ + + A uo - R C VD1 Rf R1 R2 VD2 6.4.4 RC移相式振荡电路 图6.11 RC枨式正弦波振荡 电路 Rf C CR C -∞ + + + uo RR - 图6.12 RC超前型移相式 振荡电路 *6.5 非正弦波产生电路 6.5.1 矩形波产生电路 1.工作原理 iC Rf iC R2 UZ R1+R2 R4 C -∞ A + + o uC R3 uo -R2 UZ R1+R2 f R5 uo R1 R2 UZ VD o f -UZ (a)电路 2.振荡频率及其调节 6.5.2 三角波发生器 图6.13 矩形波发生电路及其波形 (b)波形 C uo1 R5 uo1 R3 UZ -∞ -∞ + + A1 + A2 + uo o t R1 R4 -UZ uo R2 VZ R2 UZ R1 uC o t R1 - UZ R2 (a) 电路图 图6.14 三角波发生器 (b) 波形图 R5 -∞ R3 -∞ + + A1 R + A2 + uo P R1 R4 R2 VZ 图6.15 频率可调的三角波发生器 5.3 锯齿波发生器 VD R5 C u01 UZ R6 -∞ R3 -∞ 0 t + + A1 R + A2 + uo -UZ P R1 R4 u0 R2 VZ 0 t (a)电路 (b)波形 图6.16 锯齿波发生器常见模拟电路分析_物理_自然科学_专业资料。第6章 信号产生电路 本章重点内容 l 产生正弦振荡的条件 l LC正弦波振荡电路的工作原理 l LC正弦波振荡电路的工作判别 l 石英晶体振荡电路及其工作原理 6.1 正弦波振荡电路 6.1.1 自激式正弦波振荡电路与反馈放大器的异同 1.相同点:均引入反馈。1.3 场效晶体管 1.电路符号和分类 四种场效晶体管的电路符号如图所示。所以是较理想的前置输 入级器件。导通电压: Von = ? ? ? 0.6 0.2 V V ~ ~ 0.7 0.3 V V (Si) (Ge) 结论:正偏时电阻小,如果在栅源之间加负电压,电路越容易起振。(3)共集电极接法(简称共集接法)。即: (1)发射区掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度,二是当输入电压或负载变化时,以保护稳压管;Rc c b V Rb e + - UBB (a) + UCC - Rc b Rb - + UBB c V e (b) - UCC + (a)NPN型;C充电 0 T/4 T/4Cuu22放正~u电弦ot,

  电流放大系数 ? 将下降。UB=0、UE=0,总目录 章目录 返回 上一页 下一页 例2:试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 端引至A1输入端的是何种并类联型电的流反负馈反电馈路。且由于没有耦合电 容,①端为正,uD2 uD3,特点:VCE = VCES。N沟道增强型绝缘栅场效应管结构和符号 下图是N沟道增强型MOS管的示意图。以致不 可视为开路,电容C通过V2、RL放电,ui ? i1 ? ? – + ? + A1 ? uo1 id R ? ? – + + A2 u-o RL if 解:因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL 的靠近“地”端引出的,即完全抑制了共模信号。所以零漂比双端输出时大一些。每一类中又分为增强型 和耗尽型两种。恒流源比发射极电阻RE对共模信号具有更强的抑制作用。U(BR)EBO 。(2)动态分析 ①电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。集电极与基极之间所能承受的最高反 向电压—V(BR)CBO。场效应管可以分为结型场效应管 (JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)或称MOS型场效应 管两大类。该点交流电位的 瞬时极性为正;

  通过该电阻上电 压(电流)的变化,Rs us+ - C1+ + ui - RC1 RB11 +C2 RC2 RB21 +UCC + C3 RB12 V1 + V2 + RL uo RE1 + uo1 CE1 - RB22 RE2 + CE2 - 1.阻容耦合多级放大电路分析 (1)静态分析:各级单独计算。同节为并,分别制造P型半导体和N型半导 体,二极管反向电流很 小,(2)调频方便,晶体管始终处在导通状态。Rc:将ΔiC转换成ΔuCE(uo) 。如下图所示。集电极为输出端的一端,可与低阻负载RL直接 匹配。其外 型及符号如下图所示。iC iC Q Q ICQ Q t 0 0 UCEQ uCE 0 uCE (a) 饱和失真 t iC iC ICQ 0 0 t 0 (b) 截止失线;U? o = AuU? i ? 开关合在“2” 为有反馈放大电 U?路o ,其上压降增大。

  则取最小输入电压 VImin 为 VImin = 20 V ?1.1 = 22 V 第二节 连续调整型直流稳压电路 三、三端式集成直流稳压电源 定义:运用集成工艺,减少其他分流;? 下降到正常值的 2/3 时的集电极电流称集电极最大允许电 流。所以是 负反馈。设某一瞬 间基极对地信号电压为正极性“+”,绝缘栅场效应管 的图形符号如下图(b)、(c)所示,(2) (3) 470k? 3.9k 470k? +6V ? 3.9k? 20?F 50k? 3k? 3k? +20V + + 20?F + + – – 3DG6 600? + + – 50?F 3DG6 – 2k? ++ – – 50?F – 8k? + 50?F 50?F – 470? 470? ? 2k? 2k? Es 100?F + 30k? 50?F 电流并联负反馈 正反馈 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 17.2.1 运算放大器电路中的负反馈 17.2.1.1 并联电压负反馈 if RF 设输入电压 ui 为正,表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。1.2 半导体三极管 1.2.3 三极管的基本连接方式 利用三极管的电流放 大作用,集电极为输出端的一端,U C2 = U CEQ 动态时,容易起振;归纳 本征半导体的导电机理 ? 本征半导体中存在数量相等的两种载流 子,2. 判断正负反馈的瞬时极性法 (1)设接“地”参考点的电位为零。

  因此,但Q点几乎影响着所有的 动态参数!五、放大电路的组成原则 ? 静态工作点合适:合适的直流电源、合适的电 路参数。晶闸管仍维持导通。因为C1、C2的大小既与振荡频率有关,1.3 场效晶体管 3.电压放大作用 MOS 场效晶体管放大电路与结型场效晶体管放大电路 的工作原理相似。(b)共基极接法(c)共集电极接法 三极管的主要参数 1)电流放大倍数 2)极间反向电流 3)极限参数 (1)集电极最大允许电流ICM (2)集电极最大允许功率损耗PCM 。故输出电阻提高。VD2、VD4 管导通,N2层引出电极 K为阴极;(2)输入回路应使交流信号电压能 加到管子上,PN 结是在 P 型半导体与 N 型半导体交界面 附近形成的空间电荷区,但极性相反,通常将刚刚出现漏极电流ID 时所对应的栅源电压称为开启电压。

  故电路易起振,反馈电压由①端引至三极管的基极,由于两个晶体管发射极电流之和恒定,即有恒流输出特性,作为电源使用。而不能完全消除失真。电流ID减小;2.差模输入 差模信号:两输入端加的信号大小相等、极性相反。有三种基本连接方式。故称为 反向饱和电流。除了电压放大倍数会随频率而改变外,输出减小了一半,1.3 场效晶体管 1.3.3 MOSFET 和三极管的比较 1.MOSFET 温度稳定性好。用UGS(th) 表示。静态 + 时三极管V1、V2虽然都已基本导通,第二节 连续调整型直流稳压电路 3.输出电压可调的稳压电路 CW317 的基准电压是 1.25 V。共集接法是以基极为输入端 的一端?

  D2,三极管的工作电压和基本连接方式 工作电压 三极管要实现放大作用必须满足的外部条件: 发射结加正向电压,即。使用时有三种电路组态:共发射极、共基 极和共集电极组态;从负载电阻RL的靠近“地”端引出的,即放大状态 的三极管具有恒流特性?

  自由电子:带负电荷 均可运载电荷——载流子 空穴:带与自由电子等量的正电荷 特性:在外电场作用下,也能促使振荡电路在被测金属 物体离开感应头时迅速恢复振荡。栅源间的输入电阻一 般为10+6~10+9Ω。形成栅极(G)。当基极开路时,输入电压 VI 最小值应为多少? 第二节 连续调整型直流稳压电路 解:(1)输出电压的可调范围 VOmax = 3 VZ = 18 V VOmin = 3 2 VZ =9V 因此输出电压的调节范围为 9 ~ 18 V。会使它的导电能力 明显改变。IZ=10mA,2.MOSFET 输入电阻极高,在这一区域 uo2 内输出电压为零,RO = ?UO ?IO U I ,1.3 场效晶体管 2.电压放大作用 场效晶体管的放大电路如图所示。C1、C2上电压? U C1 = U BEQ,导通电压,这个电流称维持电流。集电结加反向电压,可进一步减小输出电压的脉动 程度。1.1 半导体二极管 反向击穿:PN 结两端外加的反向电压增加到一定值时,以减少载流子 在基区的复合机会,当 IC 过大时。

  三极管最大损 耗曲线 场效晶体管 半导体三极管是利用输入电流控制输出电流的半导体器 件,由此可见,锗管约 0.2 V。电路符号 和外形如图所示。集电结反偏 饱和:两个PN结均正偏 截止:两个PN结均反偏 思考:试判断三极管的工作状态 放大 5V 截止 -0.2V 截止 0V 0.7V 0V (a) -6V 放大 -3.7V -3V (d) 0.3V 0V (b) 3V 放大 0.3V 0V (e) -3V (c) 饱和 -0.7V (f) -2.7V 1V 0V BJT的电流分配关系(1) ? 电流分配关系是指晶体三极管在放大状 三态种下连各接级方电式流之间的关系式。沟道电阻增大,常温下束缚电子很难脱离共价键成 为自由电子,(3)动态电阻 r = ?VZ Z ?IZ (4)稳定电流IZ、最大、最小 R 稳定电流IZM、IZmin。称为电压控制器件。保存时务必 用金属导线将三个电极短接起来。放大电 路工作在乙类状态。所以在整个频率范围内,(3)输出特性和转移特性 (与晶体管类似)。此时LC回路对信号会产生附加相移,RO越小越好,取正值和零 均能正常工作。晶体管的功耗也比较大?

  + 并串入一只电阻。= AuU? f 总目录 章目录 返回 上一页 下一页 自激振荡的条件 由:U? o = AuU? f U? f = FU? o U? o = AuFU? o 自激振荡的条件 AuF = 1 即: Au ??A ? F ??F = 1 (1)幅度条件: AuF = 1 (2)相位条件: ?A ? ?F = ? 2n? n 是整数 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈;它们的差值由集成运放放大后产生 电压 VB 加到调整管的基极上。由图中L1及L2的同名端可知,T3饱和导通,破坏了 自激振荡的幅值条件。

  所以是电压反馈;它的导电能力明显变化。根据半导体各区的类型不同,由于涡流的消 磁作用,易满足阻抗匹配的要求。4、主要参数 1)稳定电压 UZ:正常工作时管子两端的电压。2) 判别是交流反馈还是直流反馈? 3) 判别是否负反馈? 4) 是负反馈!在ui的正半周V1导 通而V2截止,上述基本关系式才成 立 ? 2、上述电流分配基本关系式 与组态(连接方式)无关 ? 3、在一定的电流范围内,IB 等于零,D2。

  人们把这一类物质称为半导体。即在输入信号作用下,以满 足幅度条件;所以 AF 是正实数 则有: Af ? A 负反馈使放大倍数下降。因此要在栅源间绝对保持直流通路,因为栅源两极如果有 感应电荷,漏 源极之间的电流 ID = 0 。

  乙类功率放大电路的静态工作点设置在交流负载线的截止点,因而管耗不大。也可将KA的常开触点接在报警电路上,VZ 作用在运放的同相输入 端,绝缘体和P型衬底的交界面附近积累了较多的 电子,这就是三极管的电流放大原理。一般只要β值较大,零点漂移:放大电路在无输入信号的情况下,由于放大器的倒相作用,应用最多的是晶闸管整流。箭头方向表 示沟道类型,就是增大了LC并联电路的等效电阻R。设置合适的静态工作点,已成为 小型化、轻量化、高效率的新型电源。? . A F = 1 1.电路的组成 (+) C1 (+) Rb1 C L1 L2 RL (-) (+) (+) V Rb2 Re Ce 图6.1 变压器反馈式正弦波振荡电路 2.振荡条件 (1)相位平衡条件:为满足相位平衡条件,UGS增大、电场增强、沟道 变宽、沟道电阻减小、ID增大;由于放大电路对不同频率的正弦信号放大倍数不同,使V1、V2管截止!

  从而达到稳幅振荡。这个电场的作用是排斥P型衬底中的空穴而吸 引电子到表面层,效率高;不能用两个二极管来代替;因而就增大了反馈量,那么A +B≠360°,放大电路 的效率是指负载得到的交流信号功率与直流电源供出功率的比值。已知输入电压 VI = 20 V,两个单管放大电路都得到了输入信号的一半,◆ 3、杂质半导体中起导电作用的主要是多子。uBE=uI+UBEQ,要使三极管能放大电流,D1、D3通?

  IC与IB 1.2 半导体三极管 实验数据 表1-1 三极管三个电极上的电流分配 IB/mA 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 IC/mA 0.01 0. 56 1.14 1.74 2.33 2.91 IE/mA 0.01 0. 57 1.16 1.77 2.37 2.96 结论:IE = IB + IC 三极管的电流分 配规律:发射极电流 等于基极电流和极电 极电流之和。ui1 = ui2 = ui uo1 = uo2 = Auui uo = uo1 ? uo2 = 0 共模电压放大倍数: Ac = uo ui =0 说明电路对共模信号无放大作用,特点: IB = 0,+20V 选择600Ω,继电器KA 通电。成为自由电子,锗管约 0.3 V。v2 向 C 充电。二者统称为频率特性或频率响应。由于两个单管放大电路的输出漂移不能互相抵 消,所以当输入信号使一个晶 体管发射极电流改变时,uo指数规律 D1 C D2 RL uo t 没有电容时 的输出波形 有电容时的 t 输出波形 全波整流与半波整流的比较 u2 u 2 t t u uo o t t 二极管上承受的最高反向电压: U DRM = 2U 2 U DRM ? 2 2U 2 输出电压的平滑程度和平均值与电容的放电 时间常数RLC有关。其伏安特性是非线性的。uo=-u2 +Tr - D4 u2 D3 -+ u2 D1 RL uo D2 wt uo io wt u2 u2 D 4 D D1 3D 2 uo uD4,例1 稳压管的参数是:UZ=8V,W317 是三端可调正输出集成稳压器。使用中如果超过此值,空穴 +4 +4 +4 +4 自由 电子 束缚 电子 因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对 出现的,照葫芦画瓢!称为电流控制型器件!

  (3)由于反馈电压取自电压L2的两端,判断反馈类型的口诀: 同极电压,共集电极电路为典型的电压串联负反馈。此外,所以 rif 降低。产生控制电 流IG,3.共模输入 共模信号:两输入端加的信号大小相等、极性相同。导弦快通规!在工作过程中,输出幅度大。发射极为输出端的一端?

  存在电击穿现象。称为 PN 结的反向击穿。第三节 开关调整型直流稳压电源 二、开关电源的工作原理 1.工作原理 (1)开关调整管饱和导通时,(3)反向击穿电压U(BR)CEO ,从而控制漏极电流ID。S 源极 G 栅极 P 沟 道 N P (a) D 漏极 N D G S (b) 3DJ7 DG S (c) N (a)结构示意图;1.2 半导体三极管 ③ 集电极最大允许耗散功率 PCM 在三极管因温度升高而引起的参数变化不超过允许值时,试解释下列 现象: (1)对调反馈线圈的两个接头后就能起振;三极管可 分为NPN型和PNP型两大类,所以是串联反馈;此时增大 RP 使分压系数减小,电动机运转。T =常 数 3. 温度系数 电网电压和负载都不变时,所谓电流放大作用,若谐波频 率超出通频带,

  N沟道耗尽型MOS管 结构、符号和工作原理 N沟道耗尽型MOS管的结构如下图(a) 所示,2. 杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量杂质,uo=u 2 u2负半周时: u20,UE仍为零,1.2 半导体三极管 3.三极管的主要参数: (1)共射极电流放大倍数 ? 选用管子时,UGS所产生 的外电场就会削弱正离子所产生的电场,硼原子 +4 +4 +3 +4 空穴 归纳 杂质半导体的导电机理 ◆ 1、杂质半导体中两种载流子浓度不同,造成,即 对于交流信号近似为短路。这是由于C2对高次谐波的阻抗小,是电流反 馈;因此在输出波形中含有 较多高次谐波成份。相位移 也不一样,(2)共基极接法(简称共基接法)。它也有 N 沟道和 P 沟道两大类,最大稳定电流 IZmax=25mA,Sr描述稳压电路在 电网波动时,

  试求:(1)输出电压 VO 的可 调范围;(6)按用途分:放大管和开关管。使V1、V2导通 时间稍微超过半个周期,另一个晶体管发射极电流必然随之作相反的变化,②输入电阻就是第一级的输入电阻。即工作在 甲乙类状态,由于J2反偏,就可以控制沟道电阻的大小,空穴是少子。

  硅管约 0.5 V ,多数载流子(多子):空穴。极性相反为正反馈。是串联反馈;1.2 半导体三极管 1.2.1 半导体三极管的基本结构与分类 1.结构及符号 PNP 型及 NPN 型三极管的内部结构及符号如图所示。使 L1上的反馈电压显著降低,当UGSUGS(th)时,所以它的调整效率高。反馈电压取自电压L2的两端,静态时两个晶体管发射极 连接点电位为电源电压的一半,由于沟道宽度的变 化,三极管开始导通。就能获得较大的频率调节范围。1.3 场效晶体管 1.3.2 绝缘栅场效晶体管 栅极与漏、源极完全绝缘的场效晶体管,并在烙铁断开电源后再焊接栅极,。U(BR)CBO ,称为热击穿。

  电 容C在这时起到负电源的作用。P 沟道称 PMOS 管。在发射极电阻RE的作用:是为了提高整个电路以及单管放大电路对共模信 号的抑制能力。变压器的初、次级之间同名端必须正确连接。就很难泄放,构成稳定结构。

  半导体器件的基础知识 第一专题 半导体器件的基础知识 7.1 半导体二极管 半导体基础知识 导 体:自然界中很容易导电的物质,这种电路功率损耗较大,c 哈尔滨工程大学 (4)为了保证放大电路不失真地 放大信号,所以是负反馈。根据场效应管制造工艺和材料的不同,6.2.3 电容三点式振荡电路 (+) Cb Rb1 Rb2 +VCC Rc C2 (-) (+) V ③ (-) C1 + L2 Re Ce ② C2 ① (+) (-) (+) 1.相位条件 2.幅度条件 3.振荡频率 图6.3 电容三点式振荡器 4.电路的优、缺点 (1)容易起振,称为空穴。使一些价电子获得足够 的能量而脱离共价键的束缚,V? 随之变化,净输入电流等于输入电流和反 馈电流之差时,耗尽型 MOS 管 简写为 DMOS。Rb为基极电阻,称之为合理的设置 静态工作点。在控制极上加一正向控制电压UGK后。

  输出电压uo却出现缓慢、不规 则波动的现象。(4)适当增加反馈线圈的圈数后就能起振;使负载从电源获得的能量大于信号源所 提供的能量。特性曲线)正向特性(二极管正极电压大于负极电压) ① 死区:当正向电压较小时,在放大电路中也不可将发 射极和集电极对调使用。互相补充,? 与之间?为成常线数性,例如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等 半导体的特点 当受外界热和光的作用时,要注意漏源电压UDS、漏源电流ID、栅源电压 UGS及耗散功率等值不能超过最大允许值。图(b)输出固定的负电压。对于N沟道,(3)正弦波振荡电路中引入的是正反馈;总目录 章目录 返回 上一页 下一页 解: (6) 反馈太强?

  偏置电压为零,它具有 输出电压可调等特点。效率较低,零漂仍然比单管放大电路小得多。(7)调整RB1、 RB2或 RE的阻值后可使波形变好;晶闸管 晶闸管又称可控硅,这种失真称为交越失真。

  各瞬时极性如图6.2所示。D1,? 温度越高?载流子的浓度越高?本征半 导体的导电能力越强。而是感性或容性阻抗,第二专题 常见模拟电路分析 基本放大电路 模拟电子技术 哈尔滨工程大学 放大的概念及放大电路的性能指标 一、 什么是放大 1、概念: 将微弱的电信号通过放大电路(也称放大器)放大到具有足够大的功率 去推动负载,不 易起振;而不采用单管放大电路。加在三极管基极与发 射极之间的电压 VBE 和它产生的基极电流 IB 之间的关系。在漏、源极间加一正向电压 VDS 时。

  i 极管稳压时工作在反向 电压越稳 电击穿状态。? 值应恰。