模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)總結(jié)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、第一章晶體二極管及應(yīng)用電路一、半導(dǎo)體知識(shí)1本征半導(dǎo)體單質(zhì)半導(dǎo)體材料是具有4價(jià)共價(jià)鍵晶體結(jié)構(gòu)的硅(Si)和鍺(Ge)(圖1-2)。前者 是制造半導(dǎo)體IC的材料(三五價(jià)化合物砷化鎵GaAs是微波毫米波半導(dǎo)體器件和IC的重 要材料)。純凈(純度7N)且具有完整晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。在一定的溫度下,本征半導(dǎo)體內(nèi)的最重要的物理現(xiàn)象是本征激發(fā)(又稱熱激發(fā)或產(chǎn)生)(圖1-3)。本征激發(fā)產(chǎn)生兩種帶電性質(zhì)相反的載流子一一自由電子和空穴對(duì)。溫度越高,本征激發(fā)越強(qiáng)??昭ㄊ前雽?dǎo)體中的一種等效q載流子??昭▽?dǎo)電的本質(zhì)是價(jià)電子依次填補(bǔ)本征晶格中的空位,使局部顯示q電荷的空位宏觀定向運(yùn)動(dòng)(圖1-4)。在一定的溫度

2、下,自由電子與空穴在熱運(yùn)動(dòng)中相遇,使一對(duì)自由電子和空穴消失的 現(xiàn)象稱為載流子復(fù)合。復(fù)合是產(chǎn)生的相反過程,當(dāng)產(chǎn)生等于復(fù)合時(shí),稱載流子處于平衡 狀態(tài)。2雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征硅(或鍺)中滲入微量5價(jià)(或3價(jià))元素后形成N型(或P型)雜質(zhì)半 導(dǎo)體(N型:圖1-5,P型:圖1-6)。在很低的溫度下,N型(P型)半導(dǎo)體中的雜質(zhì)會(huì)全部電離,產(chǎn)生自由電子和雜質(zhì) 正離子對(duì)(空穴和雜質(zhì)負(fù)離子對(duì))。由于雜質(zhì)電離,使N型半導(dǎo)體中的多子是自由電子,少子是空穴,而P型半導(dǎo)體中的多子是空穴,少子是自由電子。在常溫下,多子少子(圖1-7)。多子濃度幾乎等于雜質(zhì)濃度,與溫度無關(guān);兩 少子濃度是溫度的敏感函數(shù)。在相同摻雜和常溫下,S

3、i的少子濃度遠(yuǎn)小于Ge的少子濃度。3半導(dǎo)體中的兩種電流在半導(dǎo)體中存在因電場(chǎng)作用產(chǎn)生的載流子漂移電流(這與金屬導(dǎo)電一致);還存在因載流子濃度差而產(chǎn)生的擴(kuò)散電流。4.PN結(jié)在具有完整晶格的P型和N型材料的物理界面附近,會(huì)形成一個(gè)特殊的薄層一一PN結(jié)(圖1-8)。PN結(jié)是非中性區(qū)(稱空間電荷區(qū)),存在由N區(qū)指向P區(qū)的內(nèi)建電場(chǎng)和內(nèi)建電壓;PN結(jié)內(nèi)載流子數(shù)遠(yuǎn)少于結(jié)外的中性區(qū)(稱耗盡層) ;PN結(jié)內(nèi)的電場(chǎng)是阻止結(jié)外兩區(qū)的 多子越結(jié)擴(kuò)散的(稱勢(shì)壘層或阻擋層) 。Word文檔Word文檔-正偏PN結(jié)(P區(qū)外接高于N區(qū)的電壓)有隨正偏電壓指數(shù)增大的電流;反偏結(jié)(P區(qū)外接低于N區(qū)的電壓),在使PN結(jié)擊穿前,只有其

4、值很小的反向飽和電流 即PN結(jié)有單向?qū)щ娞匦裕ㄕ珜?dǎo)通,反偏截止).V/VTiIs(e 1),其中,在T=300K時(shí),熱電壓VT;26mV。-非對(duì)稱PN結(jié)有P N結(jié)(P區(qū)高摻雜)和PN結(jié)(N區(qū)高摻雜),PN結(jié)主要向低摻雜區(qū)域延伸(圖1-9)。、二極管知識(shí)普通二極管內(nèi)芯片就是一個(gè)PN結(jié),P區(qū)引出正電極,N區(qū)引出負(fù)電極(圖1-13)。在低頻運(yùn)用時(shí),二極的具有單向?qū)щ娞匦?,正偏時(shí)導(dǎo)通,Si管和Ge管導(dǎo)通電壓典型值分別是0.7V和0.3V;反偏時(shí)截止,但Ge管的反向飽和電流比Si管大得多(圖1-15)。低頻運(yùn)用時(shí),二極管是一個(gè)非線性電阻,其交流電阻不等于其直流電阻。1diDrd一dvD二極管交流電阻r

5、d定義:Q穩(wěn)壓管電路設(shè)計(jì)時(shí),要正確選取限流電阻,使穩(wěn)壓管在一定的負(fù)載條件下正常工作。二極管交流電阻rd估算:rdVTID二極管的低頻小信號(hào)模型就是交流電阻rd,它反映了在工作點(diǎn)Q處,二極管的微變電流與微變電壓之間的關(guān)系。二極管的低頻大信號(hào)模型是一種開關(guān)模型,有理想開關(guān)、恒壓源模型和折線模型三種近似(圖1-20)。三、二極管應(yīng)用1單向?qū)щ娞匦詰?yīng)用整流器:半波整流(圖1-28),全波整流(圖P1-8a),橋式整流(圖P1-8b)限幅器:頂部限幅,底部限幅,雙向限幅(圖P1-9)鉗位電路通信電路中的應(yīng)用*:檢波器、混頻器等2.正向?qū)ㄌ匦约皯?yīng)用二極管正向充分導(dǎo)通時(shí)只有很小的交流電阻,近似于一個(gè)0.7

6、V(Si管)或0.3V(Ge管)的恒壓源。3.反向擊穿及應(yīng)用PNPN結(jié)的伏安方程為:Word文檔二極管反偏電壓增大到一定值時(shí),反向電流突然增大的現(xiàn)象即反向擊穿。反向擊穿的原因有價(jià)電子被碰撞電離而發(fā)生的雪崩擊穿”和價(jià)電子被場(chǎng)效激發(fā)而發(fā)生的“齊納擊穿”。反向擊穿電壓十分穩(wěn)定,可以用來作穩(wěn)壓管(圖1-33)o4高頻時(shí)的電容效應(yīng)及應(yīng)用高頻工作時(shí),二極管失去單向?qū)щ娞匦?,其原因是管?nèi)的PN結(jié)存在電容效應(yīng)(結(jié)電容)。結(jié)電容分為PN結(jié)內(nèi)的勢(shì)壘電容CT與PN結(jié)兩側(cè)形成的擴(kuò)散電容CD。CT隨偏壓的增大而增大,CD與正偏電流近似成正比。反偏二極管在高頻條件下,其等效電路主要是一個(gè)勢(shì)壘電容&。利用這一特性的

7、二極管稱為變?nèi)荻O管。變?nèi)荻O管在通信電路中有較多的應(yīng)用。第二章雙極型晶體三極管(BJT)一、BJT 原理雙極型晶體管(BJT)分為NPN管和PNP管兩類(圖2-1,圖2-2)。當(dāng)BJT發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏時(shí),稱為放大偏置。在放大偏置時(shí),NPN管滿足VCVBVC;PNP管滿足VCVBVE。VBE/VTVEB/VT放大偏置時(shí),作為PN結(jié)的發(fā)射結(jié)的VA關(guān)系是:iE lEse(NPN),iE lEse(PNP)o在JT為放大偏置的外部條件和基區(qū)很薄、發(fā)射區(qū)較基區(qū)高摻雜的內(nèi)部條件下,發(fā)射極電流iE將幾乎轉(zhuǎn)化為集電流ic,而基極電流較小。在放大偏置時(shí),定義了icNiE轉(zhuǎn)化而來的ic分量)極之后,可以導(dǎo)

8、出iE(iCN是由兩個(gè)關(guān)于電極電流的關(guān)系方程:iciEICBOic_iB(1)ICBOiBICEO其中1,IcEO是集電結(jié)反向飽和電流,IcEO(1)IcBO是穿透電流。Word文檔放大偏置時(shí),在一定電流范圍內(nèi),iE、ic、iB基本是線性關(guān)系,而VBE對(duì)三個(gè)電流Word文檔都是指數(shù)非線性關(guān)系。放大偏置時(shí):三電極電流主要受控于VBE,而反偏VcB通過基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng),對(duì)電流有較小的影響。影響的規(guī)律是;集電極反偏增大時(shí),IC,lE增大而lB減小。發(fā)射結(jié)與集電結(jié)均反偏時(shí)BJT為截止?fàn)顟B(tài),發(fā)射結(jié)與集電結(jié)都正偏時(shí),BJT為飽和狀態(tài)。二、BJT 靜態(tài)伏安特性曲線三端電子器件的伏安特性曲線一般是畫出器件在某

9、一種雙口組態(tài)時(shí)輸入口和輸出 口的伏安特性曲線族。BJT常用CE伏安特性曲線,其畫法是:輸入特性曲線:iB f(VBE)VCE常數(shù)(圖2-13)輸出特性曲線:iB%)冷常數(shù)(圖2-14)輸入特性曲線一般只畫放大區(qū),典型形狀與二極管正向伏安特性相似。輸出特性曲線族把伏安平面分為4個(gè)區(qū)(放大區(qū)、飽和區(qū)、截止區(qū)和擊穿區(qū))放大區(qū)近似的等間隔平行線,反映近似為常數(shù),放大區(qū)曲線向上傾是基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)所致。三、BJT 主要參數(shù)極間反向電流:集電結(jié)反向飽和和電流ICBO;穿透電流ICEO極限參數(shù):集電極最大允許功耗FCM;基極開路時(shí)的集電結(jié)反向擊穿電壓集電極最大允許電流ICM特征頻率fTBJT小信號(hào)工作,當(dāng)頻

10、率增大時(shí)使信號(hào)電流ic與ib不同相,也不成比例。若用相量表-當(dāng)溫度增加時(shí),會(huì)導(dǎo)致增加,ICBO增加和輸入特性曲線左移。-電流放大系數(shù):直流,直流一;交流iclim 0iEiclim 0iB也滿BVCEO.;Word文檔示為&,&,則&用稱為高頻。fT是當(dāng)高頻&的模等于1時(shí)的頻率。四、BJT 小信號(hào)模型無論是共射組態(tài)或共基組態(tài),其放大電壓信號(hào)的物理過程都是輸入信號(hào)使正偏發(fā)射結(jié)電壓變化,經(jīng)放大偏置BJT內(nèi)部的VBE的正向控制過程產(chǎn)生集電極電流的相應(yīng)變化(ic出現(xiàn)信號(hào)電流),ic在集電極電阻上的交流電壓就是放大的電壓信號(hào)當(dāng)發(fā)射結(jié)上交流電壓|Vbe| 5mV時(shí),BJT的

11、電壓放大才是工程意義上的線性放大。BJT混合 小信號(hào)模型是在共射組態(tài)下推導(dǎo)出的一種物理模型(圖2-28),模型中有七個(gè)參數(shù):基本參數(shù):基區(qū)體電阻目rbb,由廠家提供、高頻管的rbb比低頻管小VTrbe(1)_(1)re基區(qū)復(fù)合電阻rb e: 估算式:IEre-發(fā)射結(jié)交流電阻300K跨導(dǎo)gm:估算gmIc38.5IC(ms),rb e,gm關(guān)系rb egm基調(diào)效應(yīng)參數(shù)rce:估算rceVA/ ICVA-厄利電壓rb c:估算rbcrcerbcrce1rb ere以上參數(shù)滿足:gm高頻參數(shù):集電結(jié)電容Cbc:由廠家給出;發(fā)射結(jié)電容Cbe:估算be-最常用的BJT模型是低頻簡(jiǎn)化模型(1)電壓控制電流

12、源(ic gmVbe)模型(圖2-23)(2)電流控制電流源(icib)模型(圖2-24,常用),其中rbe rbb rbeWord文檔第二章晶體管放大器基礎(chǔ)、基本概念向放大器輸入信號(hào)的電路模型一般可以用由源電壓Vs串聯(lián)源內(nèi)阻Rs來表示,接受被放大的信號(hào)的電路模型一般可以用負(fù)載電阻RC來表示(圖3-1)。未輸入信號(hào)(靜態(tài))時(shí),放大管的直流電流電壓稱為放大器的工作點(diǎn)。工作點(diǎn)由直 流通路求解。放大器工作時(shí),信號(hào)(電流、電壓)均迭加在靜態(tài)工作點(diǎn)上,只反映信號(hào)電流、電 壓間關(guān)系的電路稱為交流通路。放大器中的電壓參考點(diǎn)稱為“地”,放大器工作時(shí),某點(diǎn)對(duì)“地”的電壓不變(無交流 電壓),該點(diǎn)為“交流地”。交

13、流放大器中的耦合電容可以隔斷電容兩端的直流電壓,并無衰減地將電容一端的交流電壓傳送到另一端,耦合電容上應(yīng)基本上無交流電壓,或即是交流短路的。傍路電 容也是對(duì)交流電流短路的電容。畫交流通路時(shí)應(yīng)將恒壓源短路(無交流電壓),恒流源開路( 無交流電流);耦合、傍路電容短路(無交流電壓)。畫直流通路時(shí)應(yīng)將電容開路(電容不通直流),電感短路(電感上直流電壓為零)。二、BJT 偏置電路1.固定基流電流(圖3-7a)但輸出特性曲線上的工作點(diǎn)(VCE、lc)隨溫度3-14)RE10(RIR2)時(shí),工作點(diǎn)Q(VcE,lc)B隨溫度變化小;特點(diǎn):簡(jiǎn)單,變化大。IBQ點(diǎn)估計(jì)ic直流負(fù)載線2基極分壓射極偏置電路(圖特點(diǎn)

14、:元件稍多。但在滿足條件VCCVBERB1BVCEVccIcRcVCCRcWord文檔隨溫度變化很小,穩(wěn)定工作點(diǎn)的原理是電流取樣電壓求和直流負(fù)反饋(Q點(diǎn)估算:VCC(RcRE) 1C直流負(fù)載線以上近似計(jì)算在滿足RE10(R1R2)時(shí)有足夠的準(zhǔn)確性。三、基本CE放大器的大信號(hào)分析交流負(fù)載線是放大器(圖3-6b)工作時(shí),動(dòng)點(diǎn)(VCE,ic)的運(yùn)動(dòng)軌跡。交流負(fù)載線經(jīng)過靜態(tài)工作點(diǎn),且斜率為RcRL。因放大器中晶體管的伏安特性的非線性使輸出波形出現(xiàn)失真,這是非線性失真。非線性失真使輸出信號(hào)含有輸入信號(hào)所沒有的新的頻率分量。大信號(hào)時(shí),使BJT進(jìn)入飽和區(qū)產(chǎn)生飽和失真;使BJT進(jìn)入截止區(qū),產(chǎn)生截止失真。NPN

15、管cE放大器的削頂失真是截止失真;削底失真是飽和失真。對(duì)于PNP管cE放大器則相反。將工作點(diǎn)安排在交流負(fù)載線的中點(diǎn),可以獲得最大的無削波失真的輸出。四、BJT 基本組態(tài)小信號(hào)放大器指標(biāo)1.基本概念:輸入電阻Ri是從放大器輸入口視入的等效交流電阻。Ri是信號(hào)源的負(fù)載,Ri表明放大器向信號(hào)源吸收信號(hào)功率。放大器在輸出口對(duì)負(fù)載RL而言,等效為一個(gè)新的信號(hào)源(這說明放大器向負(fù)載RL輸出功率Po),該信號(hào)源的內(nèi)阻即輸出電阻RO。任何單向化放大器都可以一個(gè)通用模型來等效(圖3-36)。由此模型,放大器各種增益定義如下:744)。icRcRERcRE端電壓增益:VBE)/REWord文檔源電壓增益:RsRA

16、7電流增益:i0Word文檔不同組態(tài)放大器增益不同,但任何正常工作的放大器,必須2.CE、CB、CC放大器基本指標(biāo)Av,管端輸入電阻Ri,管端輸出電阻Roo用電流控制電流源(icib)BJT低頻簡(jiǎn)化模型(圖2-24)導(dǎo)出的三個(gè)組態(tài)的上述基 本指標(biāo)由表3-1歸納。表3-1BJT三種基本放大器小信號(hào)指標(biāo)re(rbrbb(RSRSRB)五、多級(jí)放大電路1.基本概念多級(jí)放大器的級(jí)間耦合方式主要有電容耦合(阻容耦合)(圖3-39)、變壓器耦合(圖負(fù)載開路電壓增益(內(nèi)電壓增益)AP功率增益:PopIA/IIAIAiAvo的分貝數(shù)為A/oVoVRLRLA/oA/RoRL20lg|A|;Ap的分貝數(shù)為10lg

17、 ApoAP1。CE放大器CB放大器CC放大器簡(jiǎn)化交流通路RLbe(大,反相)gmRL(rbrbbrbe(中)(1+ re(rb估)RLbe(大,同相)gmRL(rbrbbbe11 RLrbe 1RL(rbbrbe+(1+RL(大)(1+饑re+RL)(rberbbRo0.5cece(大,與信號(hào)源內(nèi)阻有關(guān))rce0.5rbc(很大,與信號(hào)源內(nèi)阻有關(guān))rbeRS1(小,與RS有關(guān)),功率增益最大(334節(jié)),R、Ro適中,易于與前后級(jí)接口,使用廣泛。高頻放大時(shí)性能好,常與CE和CC組態(tài)結(jié)合使用。女口CE-CB組態(tài)、CC-CB組態(tài)。R大而 甩小,可作高阻抗 輸入級(jí)和低阻抗輸出級(jí),隔離級(jí)和功率輸出級(jí)

18、。IO一用:亠1丄磯Word文檔3-41)和直接耦合(圖3-42、3-43)三種方式。對(duì)于直接耦合放大器,其工作頻率的下限可以為零(稱為直流放大器),但輸出易發(fā)生所謂“零點(diǎn)漂移”(輸出端靜態(tài)電壓緩慢變化),形成假信號(hào)。零點(diǎn)漂移的主要原因是前級(jí)工 作點(diǎn)隨溫度變化,這種變化因級(jí)間直接耦合被逐級(jí)放大。在輸出端出現(xiàn)可觀的漂移電壓。直流放大器由于輸入輸出不能使用隔直耦合電容,希望在無輸入信號(hào)時(shí),輸入端口和 輸出端口的靜態(tài)直流電壓為零。滿足這種條件的直流放大器稱為滿足零輸入、零輸出條件。 只有用正負(fù)雙電源供電的直流放大器才能實(shí)現(xiàn)零輸入和零輸出。由于供電電壓源存在內(nèi)阻,使各級(jí)放大器發(fā)生“共電耦合”,這種共電

19、耦合可能導(dǎo)致放大 器指標(biāo)變壞甚至自激。放大器中的電源去耦電路就是為了減小和消除共電耦合(圖3-39、3-40)。2多級(jí)放大器指標(biāo)計(jì)算后級(jí)放大器的輸入電阻是前級(jí)放大器的負(fù)載,在計(jì)算前級(jí)放大器的增益時(shí),一定要把 這個(gè)輸入電阻計(jì)為負(fù)載來計(jì)算增益。第一級(jí)放大器的輸入電阻即多級(jí)放大器的輸入電阻;末級(jí)放大器的輸出電阻即多級(jí)放 大器的輸出電阻。計(jì)算多級(jí)放大器電壓增益的一般方法是求出各級(jí)增益,再將其相乘。對(duì)BJT多級(jí)基本放大器的一種有效的計(jì)算增益的方法是“觀察法”,應(yīng)該掌握。BJT兩種重要的組合放大電路是共射一共基和共集一共基組態(tài),其實(shí)用電路之一分別是圖3-45(CE-CB)和圖3-47(CC-CB),應(yīng)能畫

20、出并計(jì)算這兩個(gè)電路的指標(biāo)。第四章 場(chǎng)效應(yīng)管(FET)及基本放大電路一、場(chǎng)效應(yīng)管(FET 原理FET分別為JFET和MOSFET兩大類。 每類都有兩種溝道類型, 而MOSFET又分為增強(qiáng) 型和耗盡型 (JFET屬耗盡型),故共有6種類型FET(圖4-1)。JFET和MOSFET內(nèi)部結(jié)構(gòu)有較大差別,但內(nèi)部的溝道電流都是多子漂移電流。一般情況下,該電流與VGS、VDS都有關(guān)。溝道未夾斷時(shí),F(xiàn)ET的D-S口等效為一個(gè)壓控電阻(VGS控制電阻的大?。?,溝道全夾斷時(shí),溝道電流iD為零;溝道在靠近漏端局部斷時(shí)稱部分夾斷,此時(shí)iD主要受控于VGS,而VDS影響較小。這就是FET放大偏置狀態(tài);部分夾斷與未夾斷的

21、臨界點(diǎn)為預(yù)夾斷。在預(yù)夾斷點(diǎn),VGS與VDS滿足預(yù)夾斷方程:耗盡型FET的預(yù)夾斷方程:VDSVGSVp(Vp一一夾斷電壓)增強(qiáng)型FET的預(yù)夾斷方程:VDSVGSVT(VT開啟電壓)各種類型的FET,偏置在放大區(qū)(溝道部分夾斷)的條件由表4-4總結(jié)。Word文檔表4-4 FET放大偏置時(shí)VGS與VDS應(yīng)滿足的關(guān)系極性放大區(qū)條件VDSN溝道管:正極性(VDS0)VDSVGS一VP(或VT)0P溝道管:負(fù)極性(VDS0)VDSVGS一VP(或VT)VP(或VT)P溝道管:VGSrds,取大A決定于RG, A1決定于RG,A1A1類似CE放大器CC放大器CB放大器第五章模擬集成單元電路一、 半導(dǎo)體 IC

22、 電路特點(diǎn)在半導(dǎo)體集成電路中, 晶體管工藝簡(jiǎn)單且占有芯片面積??; 集電電阻、集成電容工藝并不簡(jiǎn)單且占有芯片的面積隨元件值增大的明顯增大(表5-1);電感無法集成。根據(jù)IC工藝的這些特點(diǎn),IC電路設(shè)計(jì)思想是盡量多用晶體管,少用電阻(特別是阻值大的電阻),盡量不用電容。二、 恒流源1.恒壓源與恒流源基本概念恒壓源與恒流源都是耗能的電路裝置。恒壓源的特點(diǎn)是:端口電壓隨電流變化很小,或即內(nèi)阻很小,恒流源的特點(diǎn)是當(dāng)端口電壓變化時(shí),流過恒流源的電流變化很小,或即內(nèi)阻ro很大。二者比較如下表:恒壓源恒流源Word文檔理想模型1i3 1(八祕(mì)Word文檔Word文檔充分導(dǎo)通的二極管(圖5.30a) 擊穿后的穩(wěn)

23、壓管(圖1-35)VBE倍增電路(圖5-30b)2模擬IC中的恒流源-基本鏡像恒流源(圖5-7,圖5-13a)參考電流IRVccVBE1IC2恒流源電流內(nèi)阻r0rce2*IC2IR,故丨C2是丨R的鏡像。該恒流源內(nèi)阻不夠大,鏡像精度不高。-微電流恒流源(圖5-11)IC2對(duì)電源電壓波動(dòng)不敏感。伏 安特 性曲線實(shí)例特點(diǎn):IR參考電流VCCVBE1IC2恒流源電流關(guān)系式:乞I nR2IC2特點(diǎn):用不大的電阻兩個(gè)可以實(shí)現(xiàn)A級(jí)的恒流源,故易于集成。該恒流源內(nèi)阻大。-此例恒流源(圖5-12)IR參考電流VCCVBE1R R1IC2恒流源電流R2|R(條件:IC2與IR相差10倍以內(nèi)時(shí)此式準(zhǔn)確性較高)特點(diǎn)

24、:內(nèi)阻大,3.恒流源在模擬使用靈活。IC的應(yīng)用或VBE常數(shù)時(shí),ic可視為恒流源(圖5-3,5,6)。模擬IC中常用對(duì)管組成恒流源(圖5-7、8、11、12)Word文檔IC放大器中的偏置電路(如恒流源差放圖5-20)用恒流源作(集電極)有源負(fù)載放大器(圖5-13,圖5-21)。采用集電極有源負(fù)載 的CE放大器,在后級(jí)輸入電阻很大的條件下,可以大大提高電壓增益。三、差動(dòng)放大器1.基本知識(shí)差放是一種具有兩輸入端的電路對(duì)稱、元件配對(duì)的平衡電路,它可以有效地放大差 模輸入信號(hào);依靠對(duì)稱性和共模負(fù)反饋,差放可以有效抑制共模輸入信號(hào)(一般為 干擾信號(hào))。差放作直流放大器,可以有效地抑制零點(diǎn)漂移。這是因?yàn)榱?/p>

25、漂可以等效為共模干擾 信號(hào),從而被差放抑制。任模輸入信號(hào)% ,%2的差模和共模分量。Vd差模輸入電壓:Vs1 *2(輸入端的一對(duì)差模分量是2)vic(vs1Vs1)共模輸入電壓分量:2差放基本指標(biāo)的定義VodVidvocVicKCMR共模抑制比 差模輸入將地的雙端輸入,但只要KCMR很大,信號(hào)對(duì)地單端輸入時(shí)、輸出電壓,基本上與差模輸入時(shí)相同。2.差放指標(biāo)的計(jì)算方法一一單邊等效電路法當(dāng)信號(hào)差模輸入時(shí),理想對(duì)稱差放在對(duì)稱位置上的點(diǎn)都是交流地。據(jù)此,可畫差放的差模單邊交流通路,由該電路計(jì)算Avd。當(dāng)信號(hào)共模輸入時(shí),兩對(duì)稱支路交匯成的公共支路上的交流電流是每支路的兩倍。據(jù)此可畫出差放的共模單邊交流通路

26、,由該電路求Avc。理想對(duì)稱差放的Avc(雙)0對(duì)任意輸入信號(hào),可以將其分解成差模和共模分量后,按單邊等效電路法求出輸出,然后相加,其一般表式為:VicV0VodVocAvdVidAvcVicAvd(Vid一)KCMR差放增益的符號(hào)與參考方向、Vod(或Voc)以及單端輸出時(shí)輸出端都有關(guān)。確定Avd差模增益(有雙端輸出和單端輸出兩種方式)(有雙端輸出和單端輸出兩種方式)|Avd|Avc|Word文檔差放增益符號(hào)時(shí),首先要明確單邊等效電路是反相還是同相放大器。采用恒流源偏置的差放(圖5-20)可以增大共模負(fù)反饋,使KCMR增大。有源負(fù)載差放(圖5-21)除了使差模增益增加外,還具有雙端轉(zhuǎn)單端功能。3差放的小信號(hào)范圍及大信號(hào)限幅特性由于差放的對(duì)稱性能有效抑制非線性輸出的偶次諧波分量,故差放的小信號(hào)范圍比單管放大器寬。恒流源CE差放的小信號(hào)條件是|Vid 1 28mV。恒流源CE差放當(dāng)|Vid 1 100mV時(shí),輸出有明顯的限幅特性。該特性在通信電子電路中得到應(yīng)用。四、功率輸出級(jí)1.基本概念功率放大器作為多級(jí)放大器輸出級(jí),工作于大信號(hào)狀態(tài),故小信號(hào)等效電路分析 方法不適用。功放關(guān)注的指標(biāo)主要有平均輸出信號(hào)功率PO效率電源消耗的平均總功率PCC最大輸出信號(hào)功率Po

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