電路與模擬電子技術(shù)第3版演講人：日期:CONTENTS目錄01基礎(chǔ)理論框架02電路分析方法03半導(dǎo)體器件原理04放大電路設(shè)計05集成運算放大器06電源技術(shù)應(yīng)用01基礎(chǔ)理論框架電路由電氣元件和導(dǎo)線連接而成的總體，用于傳輸電能或信號。01電路元件電阻、電容、電感、二極管、晶體管等。02電路分類直流電路、交流電路、混合電路、模擬電路、數(shù)字電路等。03電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)、星形、三角形等。04電路基本概念與分類歐姆定律基爾霍夫定律電流、電壓、電阻之間的關(guān)系，是電路分析的基礎(chǔ)。電流和電壓在電路中的分布規(guī)律，包括基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律?；倦娐范膳c定理疊加定理線性電路中，多個電源共同作用時，任意元件的電壓或電流等于各電源單獨作用時該元件電壓或電流的代數(shù)和。戴維南定理與諾頓定理將復(fù)雜電路簡化為等效電路，便于電路分析與計算。電路參數(shù)與電壓、電流之間呈非線性關(guān)系，疊加原理不適用。非線性電路線性方程、疊加定理、戴維南定理等。線性電路分析方法01020304電路參數(shù)與電壓、電流之間呈線性關(guān)系，疊加原理適用。線性電路圖解分析法、分段線性化、小信號分析法等。非線性電路分析方法線性與非線性電路特性02電路分析方法直流電路穩(wěn)態(tài)分析支路電流法通過求解各支路電流，分析電路中各元件的電壓和功率。節(jié)點電壓法以節(jié)點電壓為未知量，建立方程組，求解電路中各節(jié)點的電壓值。疊加原理將多個電源分別作用，計算各自產(chǎn)生的電壓和電流，再進(jìn)行疊加得到總解。戴維南定理與諾頓定理將復(fù)雜電路簡化為一個等效電源和內(nèi)阻，便于計算和分析。交流電路相量法計算相量表示法相量圖解法阻抗與導(dǎo)納功率計算與測量用復(fù)數(shù)表示正弦量，簡化交流電路的計算。將電阻、電感、電容等元件轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)形式的阻抗或?qū)Ъ{，方便進(jìn)行相量計算。通過繪制相量圖，直觀地表示各電壓、電流之間的相位關(guān)系，輔助解決復(fù)雜問題。計算交流電路中的平均功率、無功功率和視在功率，了解功率因數(shù)對電路的影響。暫態(tài)過程時域分析換路定則與初始值計算分析電路在換路瞬間的狀態(tài)，確定各元件的初始值。02040301二階電路的時域響應(yīng)分析二階電路在激勵信號下的振蕩和衰減過程，了解過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼等狀態(tài)。一階電路的時域響應(yīng)研究一階電路在階躍信號或沖激信號作用下的響應(yīng)，包括零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)。時域分析方法應(yīng)用利用時域分析方法解決電路中的實際問題，如充電、放電、信號延遲等。03半導(dǎo)體器件原理二極管特性與模型正向特性反向特性二極管模型溫度特性二極管在正向電壓下導(dǎo)通，其導(dǎo)通電壓較小，通常硅二極管為0.7V，鍺二極管為0.3V。二極管在反向電壓下截止，不導(dǎo)電，當(dāng)反向電壓超過其擊穿電壓時，二極管會被擊穿。理想模型包括理想二極管和電阻、電容組成的等效電路，恒壓源模型則認(rèn)為二極管正向電壓恒定。二極管的正向電壓隨溫度升高而降低，反向漏電流隨溫度升高而增加。雙極型晶體管工作機制放大原理晶體管在放大狀態(tài)下，集電極電流與基極電流之間存在β倍的關(guān)系，通過控制基極電流可以控制集電極電流。截止與飽和當(dāng)基極電流為零或很小時，晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)基極電流過大時，晶體管會進(jìn)入飽和狀態(tài)，集電極電流不再隨基極電流變化。頻率特性晶體管具有高頻特性，但高頻下其增益會降低，同時會產(chǎn)生相移。溫度影響溫度升高，晶體管放大倍數(shù)增大，但穩(wěn)定性變差，反向漏電流增大。場效應(yīng)管參數(shù)與特性柵源電壓跨導(dǎo)漏極電流閾值電壓柵源電壓對場效應(yīng)管的漏極電流起控制作用，當(dāng)柵源電壓低于閾值電壓時，管子截止。在柵源電壓一定的情況下，漏極電流與漏源電壓有關(guān)，當(dāng)漏源電壓過高時，管子會進(jìn)入飽和區(qū)。描述柵源電壓對漏極電流的控制能力，跨導(dǎo)越大，管子放大能力越強。使場效應(yīng)管導(dǎo)通所需的最小柵源電壓，閾值電壓越高，管子越難導(dǎo)通。04放大電路設(shè)計基本放大電路結(jié)構(gòu)晶體管是放大電路的核心，其輸入特性和輸出特性決定了放大電路的增益和穩(wěn)定性。晶體管放大電路場效應(yīng)管具有輸入阻抗高、噪聲低等特點，適用于高阻抗輸入電路。場效應(yīng)管放大電路集成運算放大器具有高精度、低漂移、高穩(wěn)定性等特點，廣泛應(yīng)用于模擬信號處理中。集成運算放大電路頻率響應(yīng)與穩(wěn)定性放大電路對不同頻率信號的放大能力不同，需要分析其頻率響應(yīng)特性，確保在所需頻率范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的增益。頻率響應(yīng)特性穩(wěn)定性分析增益帶寬積放大電路在工作過程中可能會產(chǎn)生自激振蕩，需要采取措施保證電路的穩(wěn)定性。放大電路的增益帶寬積是一個重要的指標(biāo)，它決定了電路能夠放大的信號頻率范圍。多級放大與反饋技術(shù)多級放大電路將多個放大電路級聯(lián)起來，可以實現(xiàn)更高的增益，同時需要注意各級電路之間的阻抗匹配和相位關(guān)系。01反饋技術(shù)通過引入反饋信號，可以穩(wěn)定放大電路的增益，減小非線性失真，提高電路的輸入阻抗和輸出阻抗。02差分放大電路差分放大電路具有抑制共模信號、放大差模信號的特點，廣泛應(yīng)用于模擬信號處理中。0305集成運算放大器運放內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)輸入級輸出級中間級偏置電路采用差分放大電路，具有高輸入電阻、低失調(diào)電壓和低噪聲等特點，用于接收微弱的輸入信號。通常采用增益級電路，用于提供較高的電壓增益，同時保證電路的穩(wěn)定性和線性度。采用低阻抗、大電流的輸出電路，以驅(qū)動負(fù)載，同時具有良好的線性度和穩(wěn)定性。為各級電路提供合適的靜態(tài)工作點，確保整個電路正常工作。典型運放應(yīng)用電路反相放大器電路通過調(diào)整輸入信號和反饋電阻的阻值，實現(xiàn)信號的放大和反向輸出。同相放大器電路通過調(diào)整輸入信號和反饋電阻的阻值，實現(xiàn)信號的放大和同相輸出。差分放大器電路將兩個輸入信號進(jìn)行差分放大，用于抑制共模信號和放大差分信號。加法器電路將多個輸入信號進(jìn)行加權(quán)求和，實現(xiàn)信號的加法運算。輸出阻抗越小越好，以提高電路的帶負(fù)載能力。失調(diào)電壓越小越好，表示運放的精度越高。電源抑制比越大越好，表示運放對電源波動的抑制能力越強。輸入阻抗越大越好，以減小對信號源的影響。增益帶寬積越大越好，表示運放的頻率響應(yīng)特性越好。轉(zhuǎn)換速率越大越好，表示運放能夠處理快速變化的信號。性能參數(shù)與選型標(biāo)準(zhǔn)01020304050606電源技術(shù)應(yīng)用整流濾波電路原理整流電路的作用將交流電（AC）轉(zhuǎn)換為直流電（DC），通常利用二極管的單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)。02040301整流濾波電路的類型包括半波整流、全波整流、橋式整流等，以及相應(yīng)的濾波電路。濾波電路的作用通過電容、電感等元件，去除整流后的直流電中的脈動成分，使其更加平滑。整流濾波電路的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于電源電路、信號處理電路等。線性穩(wěn)壓電路設(shè)計線性穩(wěn)壓電路的原理線性穩(wěn)壓電路的設(shè)計線性穩(wěn)壓電路的主要參數(shù)線性穩(wěn)壓電路的優(yōu)缺點通過調(diào)整晶體管的工作狀態(tài)，使得輸出電壓保持穩(wěn)定，不受輸入電壓和負(fù)載變化的影響。包括輸出電壓、輸出電流、穩(wěn)壓精度、紋波抑制比等。根據(jù)穩(wěn)壓要求選擇合適的穩(wěn)壓元件（如穩(wěn)壓二極管、穩(wěn)壓晶體管等），并設(shè)計相應(yīng)的外圍電路。優(yōu)點是穩(wěn)壓精度高、輸出紋波?。蝗秉c是效率低、發(fā)熱量大。開關(guān)電源基礎(chǔ)架構(gòu)開關(guān)電源的原理通過控制開關(guān)器件的通斷，將輸入電能轉(zhuǎn)化為高頻脈沖，再經(jīng)過整流濾波后輸出穩(wěn)定的直流電。開關(guān)電