模擬電子技術(shù)項目一-半導(dǎo)體器件及應(yīng)用項目一

半導(dǎo)體器件及其應(yīng)用項目二

基本放大器與多級放大器的認識與測量項目三

集成運算放大器與負反饋放大器的認識與分析項目四

集成運算放大器的應(yīng)用項目五

功率放大電路及其應(yīng)用項目六

信號的產(chǎn)生和波形變換項目七

直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計與制作項目八

超外差式調(diào)幅收音機的裝調(diào)全套可編輯PPT課件

目錄學習重點學習難點核心器件的物理特性與工作原理電路應(yīng)用與參數(shù)計算儀器操作與元器件檢測集成電路基礎(chǔ)指針式萬用表的檢測邏輯復(fù)雜的參數(shù)辨析圖形符號與伏安特性曲線的對應(yīng)目錄任務(wù)一：用二極管制作橋式整流電路。任務(wù)二：用萬用表檢測三極管任務(wù)三：初步認識集成電路及其應(yīng)用目錄知識目標技能目標掌握半導(dǎo)體器件的物理基礎(chǔ)與工作原理理解基本電路的工作原理與參數(shù)計算了解集成電路的基礎(chǔ)知識元器件的識別與檢測能力儀器操作規(guī)范思政目標培養(yǎng)嚴謹細致、精益求精的“工匠精神”弘揚愛國主義精神與科技報國情懷任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路自然界中的物質(zhì)按其導(dǎo)電能力不同可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。金、銀、銅、鋁等金屬材料是導(dǎo)體。塑料、陶瓷、橡膠等材料是絕緣體,這些材料在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。還有一些物質(zhì),例如硅、鍺等,它們的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間,稱為半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體是制造半導(dǎo)體器件的主要材料,但其制造工藝和技術(shù)較復(fù)雜,這也是半導(dǎo)體材料沒有導(dǎo)體和絕緣體材料應(yīng)用早的原因。目前用于制造半導(dǎo)體器件的材料主要有硅(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、碳化硅(SiC)和磷化銦(InP)等,其中以硅和鍺最為常用。本征半導(dǎo)體中的兩種載流子———電子和空穴自由電子與空穴兩者對立統(tǒng)一，互相依存，缺一不可。自由電子帶負電荷，其定向移動形成電流;空穴帶正電荷，其定向移動也形成電流，并且兩者的電流方向一致。本征半導(dǎo)體的熱敏特性和光敏特性半導(dǎo)體中的自由電子與空穴在外電場中定向移動形成電流，這是普遍規(guī)律;而在同種外電場條件下，若溫度升高或光照加強，則自由電子與空穴的定向移動會加劇，從而形成更大的電流，這就是特殊規(guī)律。熱敏特性和光敏特性體現(xiàn)了半導(dǎo)體載流子運動矛盾的特殊性。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路本征半導(dǎo)體的摻雜特性本征半導(dǎo)體（P型半導(dǎo)體）如果在本征半導(dǎo)體中摻入微量三價元素，如硼(B)、鋼(In)等，其內(nèi)部就產(chǎn)生了大量空穴，這種半導(dǎo)體稱為P型半導(dǎo)體。在P型半導(dǎo)體中，空穴是多數(shù)載流子，簡稱多子，電子是少數(shù)載流子，簡稱少子，整個P型半導(dǎo)體呈現(xiàn)電中性。P型半導(dǎo)體在外電場作用下，其空穴電流遠大于電子電流，P型半導(dǎo)體是以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體，所以又稱為空穴型半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體（N型半導(dǎo)體）如果在本征半導(dǎo)體中摻人微量五價元素，如磷(P)、砷(As)等，其內(nèi)部會產(chǎn)生許多自由電子，這種半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體。在N型半導(dǎo)體中，電子載流子數(shù)量遠大于空穴數(shù)量，所以電子是N型半導(dǎo)體中的多子，空穴是N型半導(dǎo)體中的少子。整N型半導(dǎo)體也是呈現(xiàn)電中性的。N型半導(dǎo)體在外電場作用下，其電子電流遠大于空穴電流。N型半導(dǎo)體是以電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體，所以又稱為電子型半導(dǎo)體，任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路二極管在國之重器中的應(yīng)用高鐵動力心臟高鐵列車底部的牽引變流器，是列車的“心臟”。如同高速開關(guān)的“閘門”，控制著列車的加減速，保障列車平穩(wěn)運行。01中國高鐵名片中車科學家馮江華團隊，從“跟跑”到“領(lǐng)跑”，實現(xiàn)了我國軌道交通牽引變流技術(shù)的自主可控，讓“復(fù)興號”擁有強勁的“中國心”。02電力輸送高速路特高壓直流輸電工程是“電力高鐵”，能將西部清潔能源瞬間送至東部。其核心是柔性直流輸電技術(shù)，這是世界電力電子技術(shù)的制高點，由我國企業(yè)率先掌握。03新時代工匠精神從陳燕平到無數(shù)科研工程師，他們以攻堅克難的決心和精益求精的技藝，將半導(dǎo)體原理應(yīng)用于國家重大工程，詮釋了新時代的工匠精神與科技報國情懷。04任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路PN結(jié)的形成在一塊完整的本征硅(或鍺)片上，用不同的摻雜工藝使其一邊形成N型半導(dǎo)體，另一邊形成P型半導(dǎo)體，在這兩種雜質(zhì)半導(dǎo)體的交界面附近就會形成一個具有特殊性質(zhì)的薄層，這個薄層就是PN結(jié)，如圖1-1所示圖1-1PN結(jié)的形式任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路PN結(jié)的導(dǎo)電特性(1）PN結(jié)加正向電壓如圖1-2(a)所示.P區(qū)接電源正極，N區(qū)接電源負極，這種接法稱為正向偏置，形成的電流稱為正向電流，外加的正向電壓稍微增大，正向電流便迅速增大，PN結(jié)呈現(xiàn)的電阻很小，表現(xiàn)為導(dǎo)通狀態(tài)。(2)PN結(jié)加反向電壓如圖1-2(b)所示,P區(qū)接電源負極，N區(qū)接電源正極，這種接法稱為反向偏置，形成的電流稱為反向電流。當溫度一定時，反向電流幾乎不隨外加反向電壓的變化而變化，所以又稱為反向飽和電流，反向飽和電流受溫度的影響很大，但由于其本身很小，與正向電流相比，一般可忽略不計,所以PN結(jié)反向偏置時,呈現(xiàn)的電阻很大,表現(xiàn)為截止狀態(tài)。圖1-2PN結(jié)的單向?qū)щ娦匀蝿?wù)一-用二極管制作橋式整流電路在PN結(jié)的兩端引出金屬電極，外加玻璃、金屬或塑料封裝，就做成了半導(dǎo)體二極管，常見二極管的外形和圖形符號如圖所示，二極管有兩個電極，由P區(qū)引出的電極是正極，由N區(qū)引出的電極是負極。二極管圖形符號中的三角形箭頭方向表示二極管中正向電流的方向，正向電流只能從二極管的正極流人，從負極流出，二極管用VD表示。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路PN結(jié)的導(dǎo)電特性二極管的結(jié)構(gòu)按PN結(jié)的制造工藝方式不同，可分為點接觸型、面接觸型和平面型等。點接觸型二極管的PN結(jié)接觸面積小，不能通過很大的正向電流，也不能承受較高的反向電壓，但它的高頻性能好，適合在高頻檢波電路和小功率電路中使用;面接觸型二極管的PN結(jié)接觸面積大，可以通過較大電流·能承受較高的反向電壓，適合在整流電路中使用:平面型二極管適合作為大功率開關(guān)管，在數(shù)字電路中有廣泛的應(yīng)用。二極管的結(jié)構(gòu)如圖所示。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路PN結(jié)的導(dǎo)電特性二極管的主要特點是單向?qū)щ娦??？梢酝ㄟ^實驗來認識二極管兩端的電壓和流過二極管電流的關(guān)系,實驗數(shù)據(jù)見表1和表2。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路在二極管的反向特性中，當反向電壓小于一定值時，流過其中的電流極小，二極管呈截止狀態(tài);當反向電壓大于一定值時，流過其中的電流急劇增大，二極管呈導(dǎo)通狀態(tài)，此時二極管已經(jīng)喪失了單向?qū)щ姷奶匦?，其性質(zhì)發(fā)生了改變，二極管的擊穿過程就是量變引起質(zhì)變的過程。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路根據(jù)《半導(dǎo)體分立器件型號命名方法》(GB/T249-2017),國產(chǎn)半導(dǎo)體器件的型號由5個部分組成:第一部分:用阿拉伯數(shù)字表示器件的電極數(shù)量:2代表二極管;3代表三極管。第二部分:用漢語拼音字母表示器件的材料和極性:A、B代表鍺材料;C、D代表硅材料;E代表化合物或合金材料。第三部分:用漢語拼音字母表示器件的類別:P代表小信號管;Z代表整流管;K代表開關(guān)管;W代表電壓調(diào)整管和電壓基準管等。第四部分:用阿拉伯數(shù)字表示登記順序號。第五部分:用漢語拼音字母表示規(guī)格號。國產(chǎn)半導(dǎo)體器件的型號組成部分的符號及其意義見表1-3。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路二極管的主要參數(shù)1.最大整流電流IF2.最大反向工作電壓URM特殊二極管穩(wěn)壓二極管(簡稱穩(wěn)壓管)是一種用特殊工藝制造的面結(jié)合型硅半導(dǎo)體二極管。它工作在反向擊穿區(qū)，在規(guī)定的電流范圍內(nèi)使用時，不會因擊穿而損壞。穩(wěn)壓二極管在反向擊穿區(qū)內(nèi)，其電流變化很大而電壓基本不變，利用這一特性可實現(xiàn)直流電壓的穩(wěn)定。硅穩(wěn)壓二極管的伏安特性及圖形符號如圖所示。在使用穩(wěn)壓二極管時，要同時滿足兩個條件:一是要反向運用，即穩(wěn)壓二極管的負極接高電位，正極接低電位，使其反向偏置，保證其工作在反向擊穿狀態(tài);二是要與限流電阻配合使用·保證流過穩(wěn)壓二極管的電流在允許范圍內(nèi)。如圖1-7所示為穩(wěn)壓二極管常用電路·穩(wěn)壓二極管和負載R，是并聯(lián)關(guān)系，限流電阻R和負載R，是串聯(lián)關(guān)系。穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)穩(wěn)定電壓Uz穩(wěn)定電流Iz163任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路(3)穩(wěn)壓二極管和限流電阻的選擇穩(wěn)壓二極管的選擇主要從電路的輸出電壓和負載電流兩方面考慮:限流電阻的選擇主要從兩方面考慮:一是限流電阻的大小,二是其額定功率。穩(wěn)壓二極管用于穩(wěn)壓時，穩(wěn)定電壓不可調(diào)整?，F(xiàn)在已研發(fā)出的并聯(lián)型穩(wěn)壓器件TL431,其穩(wěn)定電壓可在2.5~36V連續(xù)可調(diào)。如圖1-8所示為TL431的外形、圖形符號及應(yīng)用電路。選擇合適的精密電阻R，和R。則輸出電壓見下公式，公式中,Uz是TL431的最小穩(wěn)定電壓，為2.5V。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路發(fā)光二極管發(fā)光二極管(LED)是一種光發(fā)射器件，能把電能直接轉(zhuǎn)化成光能。它由鎵(Ga)、砷(As)、磷(P)等元素的化合物制成。由這些材料構(gòu)成的PN結(jié)在加上正向電壓時，會發(fā)光，光的顏色主要取決于制造所用的材料。如砷化鎵發(fā)出紅色光，磷化鎵發(fā)出綠色光等。圖1-9所示為發(fā)光二極管的伏安特性曲線和圖形符號。發(fā)光二極管用途廣泛,常用于微型計算機、電視機、音響設(shè)備、儀器儀表中的電源和信號的指示器,也可做成數(shù)字型,用于顯示數(shù)字。七段LED數(shù)碼管用7個發(fā)光二極管組成一個發(fā)光顯示單元,可以顯示數(shù)字(0~9)。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路光電二極管光電二極管又稱光敏二極管,是一種光接收器件,其PN結(jié)工作在反偏狀態(tài)。如圖所示為光電二極管的結(jié)構(gòu)及圖形符號。光電二極管的管殼上有一個玻璃窗口，以便接受光照。當窗口接受光照時，就形成反電流，通過接在回路中的電阻R，就可獲得電壓信號，從而實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光電二極管作光電器件，廣泛應(yīng)用于光的測量和光電自動控制系統(tǒng)。例如，光纖通信中的光接收機、電機和家庭音響的遙控接收，都離不開光電二極管。大面積的光電二極管可用來作為能源，即光電池，是較有發(fā)展前途的綠色能源之一。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)的電容效應(yīng)工作的，它工作于反向偏置狀態(tài)，它的電容與反偏電壓大小有關(guān)。改變變?nèi)荻O管的直流反偏電壓，就可以改變電容。變?nèi)荻O管廣泛應(yīng)用于諧振回路。例如，在電視機中，變?nèi)荻O管作為調(diào)諧回路的可變電容器，可實現(xiàn)電視頻道的選擇。在高頻電路中，變?nèi)荻O管作為變頻器的核心元件，是信號發(fā)射機中不可缺少的器件任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路激光二極管激光(Laser)是由人造的激光器產(chǎn)生的，在自然界中尚未發(fā)現(xiàn)。激光器分為固體激光器、氣體激光器和半導(dǎo)體激光器。其中，半導(dǎo)體激光器是激光器中效率最高、體積最小的?，F(xiàn)在廣泛使用的半導(dǎo)體激光器是砷化鎵激光器，即激光二極管。激光二極管的應(yīng)用非常廣泛，計算機的光驅(qū)、激光唱機(CD唱機)和激光影碟機(如LD、VCD和DVD影碟機)中都少不了它。激光二極管工作時，接正向電壓，當PN結(jié)中通過一定的正向電流時，PN結(jié)發(fā)射出激光。常見激光二極管的外形如圖所示。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路雙向二極管雙向二極管是一個二端器件，在滿足一定條件時，等效于一個雙向開關(guān)。雙向二極管的正、反向特征完全對稱。當加在雙向二極管兩端的電壓小于某一數(shù)值時，它呈斷路狀態(tài);當加在其兩端的電壓大于該值時，它呈短路狀態(tài)。這個電壓稱為正向和反向轉(zhuǎn)折電壓，即當加在雙向二極管兩端的電壓小于正向轉(zhuǎn)折電壓時，它相當于一個斷開的開關(guān)，呈斷路狀態(tài);當加在雙向二極管兩端的電壓大于反向轉(zhuǎn)折電壓時，它相當于一個閉合的開關(guān)，呈短路狀態(tài)。雙向二極管只有導(dǎo)通和截止兩種工作狀態(tài)。雙向二極管的轉(zhuǎn)折電壓大致分為3個等級:20~60V、100~150V及200~250V。在實際應(yīng)用中，應(yīng)選擇轉(zhuǎn)折電壓合適、轉(zhuǎn)折電流小、轉(zhuǎn)折電壓偏差小的雙向二極管。雙向二極管主要用在觸發(fā)電路中。當觸發(fā)電平大于雙向二極管的轉(zhuǎn)折電壓時，雙向二極管就將該電路導(dǎo)通。雙向二極管如圖所示。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路半導(dǎo)體二極管的應(yīng)用1.整流所謂整流，就是將交流電變成脈動直流電。利用二極管的單向?qū)щ娦钥山M成單相和三相整流電路，整流電路經(jīng)過濾波和穩(wěn)壓，就可以得到平穩(wěn)的直流電。整流的具體應(yīng)用會在后文中詳述。2.鉗位利用二極管正向?qū)〞r壓降很小的特性，可組成鉗位電路，如圖1-15所示。若A點電位UA為零，則二極管導(dǎo)通，因其壓降很小，故F點的電位被限制在A點電位左右，即UF約等于零。3.限幅圖二極管的鉗位電路利用二極管導(dǎo)通后壓降很小且基本不變的特性，可以構(gòu)成限幅電路，將輸出電壓幅值限制在某一電壓范圍內(nèi)。圖所示為雙向限幅電路。設(shè)輸人電壓u;=10sin(ωt),Us1=Us2=5V,則輸出電壓uo。被限制為一5~5V.即將輸人電壓的幅值削掉了一半。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路半導(dǎo)體二極管的應(yīng)用4.元件保護在電子電路中，常利用二極管來保護元件免受過高電壓的損害，如圖所示，L和R分別是線圈的電感和電阻。在開關(guān)S接通時，電源E為線圈供電，L中有電流通過;在開關(guān)S突然斷開時，L中將產(chǎn)生感生電動勢eL，感生電動勢eL和電源E疊加作用在開關(guān)S的端子上，會使端子發(fā)生火花放電，影響設(shè)備正常工作。接入二極管后，eL通過二極管放電，使端子兩端的電壓不會很高，從而保護了開關(guān)S。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路(一)單相半波整流電路1.單相半波整流電路的組成和工作原理2.負載中直流電壓和電流的估算在單相半波整流的情況下,負載兩端的直流電壓z為負載中的電流為單相半波整流電路的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,元件少。但是它也有明顯的缺點:只利用了交流電半個周期,輸出直流分量較低,且輸出紋波較大,電源變壓器的利用率也比較低。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路(二)單相橋式整流電路1.單相橋式整流電路的組成和工作原理2.負載中直流電壓和電流的估算單相橋式整流輸出的電壓波形的面積是單相半波整流時的2倍,所以輸出的直流電壓Uo也是單相半波整流時的2倍輸出的電流Io為單相橋式整流電路輸出電壓的直流分量大,紋波小,且每個二極管流過的平均電流也小,因此單相橋式整流電路應(yīng)用最為廣泛。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路濾波電路單相半波和橋式整流電路的輸出電壓中都含有較多的脈動成分，除了在一些特殊場合(如電鍍、電解和充電電路)可以直接應(yīng)用外,大多數(shù)場合不能作為電源為電子電路供電，必須采取措施，以減少輸出電壓中的交流成分，使輸出電壓接近理想的直流電壓，這種措施就是采用濾波電路。構(gòu)成濾波電路的主要元件是電容和電感。電容和電感對交流電和直流電呈現(xiàn)的電抗不同，如果把它們合理地安排在電路中，就可以達到減少交流成分、保留直流成分的目的，實現(xiàn)濾波作用。構(gòu)成濾波電路的主要元件是電容和電感。電容和電感對交流電和直流電呈現(xiàn)的電抗不同，如果把它們合理地安排在電路中，就可以達到減少交流成分、保留直流成分的目的，實現(xiàn)濾波作用。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路(一)電容濾波電路下圖所示為單相橋式整流電容濾波電路和該電路的電壓、電流波形。在半波整流電容濾波時,輸出直流電壓Uo任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路2.濾波電容器的選擇濾波電容器型號的選定應(yīng)查閱有關(guān)器件手冊,并取電容器的系列標稱值。電容濾波電路結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,但是當負載電流較大時,輸出電壓會下降,紋波會增加。因此,電容濾波適用于負載電流較小、輸出電壓較高的電路。在各種家用電器的電源電路中,電容濾波應(yīng)用廣泛。在計算出電容器的電容和耐壓后，還要遵從“系列取值、寧高勿低”的選取原則，即在電容器的電容和額定耐壓上應(yīng)選取電容器的系列標稱值，而不能按照計算值選取。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路(二)電感濾波電路如圖1-27所示為單相橋式整流電感濾波電路，電感L串聯(lián)在負載RL回路中。因為電感的直流電阻很小，交流阻抗很大，所以直流分量經(jīng)過電感后基本沒有損失，而交流分量大部分降在電感上，因此減少了輸出電壓中的脈動成分，負載R，上得到了較為平滑的直流電壓，其波形如圖所示。當忽略濾波電感L上的直流壓降時,輸出的直流電壓Uo,,為Uo=0.9U2電感濾波的優(yōu)點是輸出特性比較平穩(wěn)，而且電感L越大，負載R，的電阻越小，輸出電壓的脈動也越小。電感濾波適用于電壓低、負載電流較大的場合，如工業(yè)電鍍等。其缺點是體積大，成本高，有電磁干擾。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路(三)Ⅱ形濾波電路這種濾波電路是在電容濾波的基礎(chǔ)上再加一級LC濾波電路構(gòu)成的,交流電經(jīng)橋式整流后得到的脈動直流電再經(jīng)過電容C，濾波以后，剩余的交流成分在電感L中受到感抗的阻礙而衰減，然后再次被電容C+濾波，使負載得到的電壓更加平滑。當負載電流較小時，常用小電阻R代替電感L，以減小電路的體積和質(zhì)量。收音機和錄音機中的電源濾波電路就采用了Ⅱ形RC濾波電路。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路判斷二極管極性將指針式萬用表的擋位選在RX1k擋，使兩只表筆分別連接二極管的兩個電極。若測出的電阻較小(硅二極管為幾百歐至幾千歐，鍺二極管為1000~1k2),則表示二極管處于正向?qū)顟B(tài)，此時黑表筆連接的是二極管的正極，紅表筆連接的是負極;若測出的電阻較大(幾十千歐至幾百千歐)，則表示二極管處于反向截止狀態(tài)，此時紅表筆連接的是二極管的正極，黑表筆連接的是負極。判別二極管的質(zhì)量可通過測量正、反向電阻來判斷二極管的質(zhì)量。一般小功率硅二極管正向電阻為幾百千歐至幾千千歐，錯二極管正向電阻為1000~1k0。二極管的反向電阻均應(yīng)為200k0以上，接近無窮大最好。判別二極管的材料二極管的材料一般為單晶硅或者單晶錯，用這兩種材料制作的二極管的導(dǎo)通壓降不同硅材料二極管的導(dǎo)通壓降為0.6~0.7V，錯材料二極管的導(dǎo)通壓降為0.1~0.3V。任務(wù)一-用二極管制作橋式整流電路連接與測試單相橋式整流濾波電路按圖所示連線,連接變壓器時,要分清交流電壓的輸入端和輸出端;連接整流部分時，要注意二極管的正、負極不要接錯;濾波電容器可先不連接，等測量完整流后的波形再進行連接。需要注意的是，電解電容器的電極有正負之分，千萬不能接錯。連線完畢經(jīng)檢查無誤后通電，觀察3min.在元器件無冒煙、發(fā)燙的情況下，用萬用表測量u2、uc及u。的電壓，用示波器測量輸出電壓的交流波形。任務(wù)二-用萬用表檢測三極管認識三極管的結(jié)構(gòu)和圖形符號三極管分為NPN型和PNP型兩種基本結(jié)構(gòu)。NPN型由兩層N型半導(dǎo)體夾一層P型半導(dǎo)體構(gòu)成；PNP型則相反。三極管類型1三極管內(nèi)部有三個區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，分別引出三個電極：發(fā)射極（E）、基極（B）和集電極（C）。三個電極2三極管內(nèi)部包含兩個PN結(jié)：發(fā)射結(jié)（EB結(jié)）和集電結(jié)（CB結(jié)），這兩個結(jié)的偏置狀態(tài)決定了三極管的工作模式。兩個PN結(jié)3任務(wù)二-用萬用表檢測三極管三極管的各極電流之間有一定的規(guī)律,其實驗電路如圖所示。只有三極管的發(fā)射結(jié)加正向電壓,集電結(jié)加反向電壓,才能保證三極管工作在放大狀態(tài)。改變可變電阻RB,則基極電流IB、集電極電流IC和發(fā)射極電流IE都發(fā)生變化。任務(wù)二-用萬用表檢測三極管(1)每一列的數(shù)據(jù)都滿足基爾霍夫電流定律,即IE=IC+IB(分配關(guān)系)每一列中的IC都比IB大得多,且基本上滿足一定的比例關(guān)系,從第三列和第四列的數(shù)據(jù)可以得出IC與IB的比值分別為

這個關(guān)系用式子表示,稱為直流電流放大系數(shù)。

—

—當IB有一個小的變化(0.020mA)ΔIB時,IC相應(yīng)有一個大的變化ΔIC(1.010mA),且兩者的比值β基本相當,即

任務(wù)二-用萬用表檢測三極管β稱為交流電流放大系數(shù)。β的大小體現(xiàn)了三極管的電流放大能力,即如果在基極上有一個微小變化的電流信號,則在集電極上就可以得到一個大的且與基極信號成正比的電流信號。因此,三極管被稱為電流控制型器件。三極管電流的比例關(guān)系和控制關(guān)系是在發(fā)射結(jié)加正向電壓、集電結(jié)加反向電壓的條件下才能滿足的。這個條件稱為三極管工作在放大區(qū)的電壓條件。NPN型三極管工作在放大區(qū)時，其三個極的電位關(guān)系必須滿足Ve>Vn>VE;而PNP型三極管工作在放大區(qū)時，其三個極的電位關(guān)系必須滿足VE>V>Vc。這個關(guān)系在測量實際電路時，可用于判斷三極管的工作狀態(tài)。任務(wù)二-用萬用表檢測三極管當集電極和發(fā)射極之間的電壓UCE保持不變,改變基極和發(fā)射極之間的電壓UBE時,基極中的電流會發(fā)生變化。這個關(guān)系用曲線表示就是三極管的輸入特性曲線(共發(fā)射極接法)三極管正常工作在放大區(qū)時，發(fā)射結(jié)的電壓變化不大，硅管發(fā)射結(jié)電壓變化約為0.7V.鍺管發(fā)射結(jié)電壓變化約為0.3V。任務(wù)二-用萬用表檢測三極管當基極電流In保持不變時，改變集電極和發(fā)射極之間的電壓Uce，集電極電流Ie將隨之變化，兩者之間的關(guān)系可用曲線表示。取不同的In值，可得到不同的曲線，因此三極管的輸出特性曲線是一組曲線，如圖所示三極管飽和時，雖然有集電極電流，但集電極和發(fā)射極兩端的電壓很小，硅三極管集電極和發(fā)射極兩端電壓為0.3V，錯三極管集電極和發(fā)射極兩端電壓為0.1V;三極管截止時，幾乎沒有集電極電流。這相當于電路開關(guān)的通和斷，因此三極管在電路中常作為電子開關(guān)，在數(shù)字電路里有著廣泛的應(yīng)用。任務(wù)二-用萬用表檢測三極管工程師精神細節(jié)決定成敗在實際電子裝配中，一個元件的極性接反或一個焊點的虛焊，都可能導(dǎo)致整個電路功能失效。檢測三極管的過程，正是培養(yǎng)關(guān)注細節(jié)、一絲不茍工作態(tài)度的開始。01責任到人到崗生產(chǎn)線上的工程師，對每一個元器件、每一個焊點都進行嚴格檢測，確保質(zhì)量，這正是“責任到人”的職業(yè)精神的體現(xiàn)。02新時代產(chǎn)業(yè)工人我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，離不開一代代產(chǎn)業(yè)工人和科技工作者。他們以精湛的技藝和嚴謹?shù)膽B(tài)度，共同鑄就了“中國制造”和“中國創(chuàng)造”的輝煌。03任務(wù)二-用萬用表檢測三極管(四)三極管的主要參數(shù)當三極管接成共發(fā)射極電路時,在沒有信號輸入的情況下,集電極電流IC

與基極電流IB的比值稱為共射直流電流放大系數(shù),即1.電流放大系數(shù)β和β—(1)共射直流電流放大系數(shù)β—(2)共射交流電流放大系數(shù)β當三極管接成共發(fā)射極電路時,在有信號輸入的情況下,集電極電流變化量ΔIC

與基極電流變化量ΔIB

的比值稱為共射交流電流放大系數(shù),即任務(wù)二-用萬用表檢測三極管(四)三極管的主要參數(shù)當發(fā)射極開路時,集電極和基極之間的反向電流稱為反向飽和電流,它是由少數(shù)載流子形成的。這個參數(shù)受溫度的影響較大。硅三極管的反向飽和電流要遠遠小于鍺三極管的反向飽和電流,其數(shù)量級在微安和毫安之間,這個值越小,三極管性能越好。2.三極管極間反向電流(1)反向飽和電流ICBO(2)穿透電流ICEO當基極開路時,由集電區(qū)穿過基區(qū)流入發(fā)射區(qū)的電流稱為穿透電流,它也是由少數(shù)載流子形成的。在選用三極管時一般情況下要優(yōu)先選用硅管任務(wù)二-用萬用表檢測三極管(四)三極管的主要參數(shù)3.三極管的極限參數(shù)(1)集電極最大允許電流ICM(2)集電極和發(fā)射極反向擊穿電壓U(BR)CEO(3)發(fā)射極和基極反向擊穿電壓U(BR)EBO(4)集電極最大允許耗散功率PCM溫度的變化最終會導(dǎo)致三極管集電極電流發(fā)生變化任務(wù)二-用萬用表檢測三極管(五)三極管在電路中的應(yīng)用1.三極管的放大應(yīng)用2.三極管的開關(guān)應(yīng)用在模擬電子電路中,三極管主要工作于放大狀態(tài),它把輸入基極的電流ΔIB放大β倍后以ΔIC的形式輸出,因此三極管的放大應(yīng)用就是利用三極管的電流控制作用把微弱的電流信號增大到所要求的大小。利用三極管的電流放大作用,可以得到各種形式的電子電路。三極管工作在開關(guān)狀態(tài)時,可以實現(xiàn)信號的導(dǎo)通與截止,相當于開關(guān)的斷開和閉合,主要應(yīng)用于數(shù)字電路。處于開關(guān)狀態(tài)的三極管工作于截止區(qū)或飽和區(qū),而放大區(qū)只出現(xiàn)在三極管飽和與截止的轉(zhuǎn)換過程中,是個瞬間的過渡過程。任務(wù)二-用萬用表檢測三極管(六)特殊三極管1.光敏三極管光敏三極管是一種相當于在基極和集電極接入光電二極管的三極管。為了對光有良好的響應(yīng)，其基區(qū)面積比發(fā)射區(qū)面積大得多，以擴大光照面積。光敏三極管的管腳數(shù)量為2或3。在管腳數(shù)量為2的光敏三極管中，光窗口即基極。光敏三極管的外形、圖形符號和等效電路如圖所示。任務(wù)二-用萬用表檢測三極管(六)特殊三極管2.光電耦合器光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏三極管組裝而成的光-電轉(zhuǎn)換器件，其主要工作原理是以光為媒介，實現(xiàn)電一光一電的傳遞與轉(zhuǎn)換。在光電隔離電路中，為了切斷干擾的傳輸途徑，電路的輸入回路和輸出回路必須各自獨立，不能共地。因為光電耦合器是一種以光為媒體的器件。輸出端與輸人端實現(xiàn)了電氣隔離，其絕緣電阻大于1X1019，耐壓可達1kV以上，且為單向傳輸，所以沒有內(nèi)部反饋，抗干擾能力強，尤其是抗電磁干擾，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于微機檢測和控制系統(tǒng)。光電耦合器的外形如圖所示。任務(wù)二-用萬用表檢測三極管場效應(yīng)管(一)絕緣柵型場效應(yīng)管絕緣柵型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)是金屬-氧化物-半導(dǎo)體,簡稱為MOS管。它分為N溝道和P溝道兩種,每種又分為增強型和耗盡型。任務(wù)二-用萬用表檢測三極管場效應(yīng)管N溝道增強型絕緣柵型場效應(yīng)管的工作原理場效應(yīng)管利用加在柵極和源極之間的電壓來改變半導(dǎo)體內(nèi)的電場強度,從而控制漏極電流的有無和大小,這正是場效應(yīng)管名稱的由來任務(wù)二-用萬用表檢測三極管場效應(yīng)管絕緣柵型場效應(yīng)管的特性曲線輸出特性曲線可以分為三個區(qū)域:可變電阻區(qū)、擊穿區(qū)、飽和區(qū)任務(wù)二-用萬用表檢測三極管場效應(yīng)管耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管的工作原理只有當UGS>UGS(th)時,增強型絕緣柵型場效應(yīng)管才能形成導(dǎo)電溝道。在制造時即具有一個原始導(dǎo)電溝道的場效應(yīng)管,就稱為耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管任務(wù)二-用萬用表檢測三極管場效應(yīng)管耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管的工作原理只有當UGS>UGS(th)時,增強型絕緣柵型場效應(yīng)管才能形成導(dǎo)電溝道。在制造時即具有一個原始導(dǎo)電溝道的場效應(yīng)管,就稱為耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管任務(wù)二-用萬用表檢測三極管場效應(yīng)管耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管的工作原理不論在柵極和源極之間的電壓是多少,它都能控制漏極電流ID,這個特點使它的應(yīng)用具有較大的靈活性N溝道耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管的特性曲線任務(wù)二-用萬用表檢測三極管結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和圖形符號任務(wù)二-用萬用表檢測三極管結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管的工作原理從以上分析可知,改變柵源電壓UGS的大小,就能改變導(dǎo)電溝道的寬窄,也就能改變溝道電阻的大小任務(wù)二-用萬用表檢測三極管結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管的特性曲線任務(wù)二-用萬用表檢測三極管場效應(yīng)管與三極管的比較項目場效應(yīng)管三極管導(dǎo)電結(jié)構(gòu)只用多子既用多子，又用少子導(dǎo)電方式電場漂移載流子濃度擴散及電場漂移控制方式電壓控制電流控制類型P溝道、N溝道PNP、NPN放大參數(shù)Gm=1～6mSβ=50～100或更大輸入電阻1×10^7～1×10^15

Ω1×10^2～1×10^4Ω抗輻射能力在宇宙射線輻照下仍能正常工作差噪聲小大熱穩(wěn)定性好差制造工藝簡單復(fù)雜從管子的使用上,可以把場效應(yīng)管和三極管的各極加以對應(yīng),以便于對電路的理解,即把柵極和基極相對應(yīng);把漏極和集電極相對應(yīng);把源極和發(fā)射極相對應(yīng)任務(wù)二-用萬用表檢測三極管指針式萬用表的使用技巧技巧1:“舍近求遠”轉(zhuǎn)動萬用表的撥盤時,一定要順時針旋轉(zhuǎn),比如原來的擋位是R×100,想要扭轉(zhuǎn)到R×1k擋,就要旋轉(zhuǎn)一大圈才行,這樣能有效地保護萬用表的多刀多擲開關(guān)。技巧2:“偷工減料”測量電路的通斷或者測量二極管和三極管的PN結(jié)電阻時,不必做歐姆擋的校準工作。技巧3:“避低就高”用萬用表測量線路的通斷或者檢查二極管的正反向電阻時,盡量不使用R×1和R×10低擋位,而使用R×1k擋,以免增加電池電量的消耗。技巧4:“聯(lián)合作戰(zhàn)”用萬用表測量發(fā)光二極管時,若表內(nèi)沒有9V電池而只能用R×1k擋進行測量時,就不能測量出發(fā)光二極管的正反向電阻,也看不出其能否發(fā)光。因為此時表內(nèi)的電池只有1.5V,而發(fā)光二極管的PN結(jié)導(dǎo)通壓降為1.7~2.4V,所以不能將其PN結(jié)導(dǎo)通,就顯示不出正確的電阻。即使表內(nèi)有9V電池,可以使用R×10k擋進行測量,也只能使發(fā)光二極管微弱發(fā)光,看不出它發(fā)光亮度的大小。技巧5:“孤身迎敵”在測量交流380V或更高的直流電壓時,要用一只手握住一只表筆進行測量,以免造成意外觸電事故。可以將一只表筆連接在待測量電壓的一端,不要用手固定,再用另一只手握住另一只表筆,對待測量端進行測量。任務(wù)二-用萬用表檢測三極管三極管的識別與測量方法任務(wù)三-初步認識集成電路及其應(yīng)用在技術(shù)封鎖下自主創(chuàng)新的奮斗史“卡脖子”的挑戰(zhàn)集成電路是現(xiàn)代信息社會的基石。然而我國在高端芯片領(lǐng)域曾長期依賴進口，面臨被“卡脖子”的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。01自主創(chuàng)新的典范面對困難，以中芯國際、華為海思為代表的一批本土企業(yè)，堅持自主研發(fā)，在制造工藝和設(shè)計領(lǐng)域取得了顯著突破。02從制造到創(chuàng)造國家大力推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，設(shè)立集成電路產(chǎn)業(yè)基金，培養(yǎng)專業(yè)人才，致力于實現(xiàn)從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的歷史性轉(zhuǎn)變。03中國芯的征程任務(wù)三-初步認識集成電路及其應(yīng)用集成電路是近些年來發(fā)展起來的高科技產(chǎn)品，其發(fā)展速度異常迅猛，從小規(guī)模集成電路(含有幾十個晶體管)發(fā)展到今天的超大規(guī)模集成電路(含有幾千萬個晶體管或近千萬個門電路)。集成電路的體積小，耗電低，穩(wěn)定性好。從某種意義上講，集成電路是衡量電子產(chǎn)品是否先進的重要標志，常見集成電路的外形和封裝形式如圖所示任務(wù)三-初步認識集成電路及其應(yīng)用集成電路按功能不同，可分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路;按制作工藝不同，可分為半導(dǎo)體集成電路、薄膜集成電路、厚膜集成電路和混合集成電路等;按集成度不同，可分為小規(guī)模集成電路(SSI)、中規(guī)模集成電路(MSI)、大規(guī)模集成電路(LSI)和超大規(guī)模集成電路(VLSI)。集成電路的封裝形式有晶體管式封裝、扁平式封裝和直插式封裝，其外形參見半導(dǎo)體手冊。集成電路的管腳排列次序有一定的規(guī)律，一般是從外殼頂部向下看，從左下腳按逆時針方向讀數(shù)，其中第一腳附近一般有參考標志，如凹槽、色點等。集成電路的封裝是一種專門技術(shù)，最早的封裝大都采用雙列直插形式，但這種封裝方式受工藝的影響，引腳一般都不超過100個。隨著CPU內(nèi)部的高度集成化，DIP封裝很快退出了歷史舞臺。我國集成電路封裝企業(yè)的技術(shù)水平和國外基本同步,BGA封裝、WLP封裝和SIP系統(tǒng)級封裝技術(shù)與業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的外資企業(yè)并列我國封測業(yè)第一梯隊。任務(wù)三-初步認識集成電路及其應(yīng)用(1)分類、特點和結(jié)構(gòu)(2)片狀集成電路模擬集成電路任務(wù)三-初步認識集成電路及其應(yīng)用(1)分類(2)TTL集成電路(3)CMOS集成電路數(shù)字集成電路任務(wù)三-初步認識集成電路及其應(yīng)用集成直流穩(wěn)壓器任務(wù)三-初步認識集成電路及其應(yīng)用集成功率放大器集成功率放大器分為小、中、大功率放大器,其輸出功率從幾百毫瓦到幾百瓦不等。常用的小功率集成放大器型號有CD4100、CD4101、CD4102系列,該系列產(chǎn)品的特點是體積大,使用單電源,主要用于收音機、錄音機等小功率放大器中。任務(wù)三-初步認識集成電路及其應(yīng)用音樂集成電路音樂集成電路是一種樂曲發(fā)生器，它可以向外發(fā)送固定存儲的樂曲，它具有聲音悅耳、外接元件少、價格低、功能全和使用方便等特點，因而音樂集成電路在家用電器、時鐘、電子玩具等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。謝謝觀看THANKS主講人：模擬電子技術(shù)項目二-基本放大器與多級放大器的認識與測量目錄學習重點學習難點

三種基本放大電路組態(tài)及其特點靜態(tài)工作點（Q點）的設(shè)置與計算多級放大器的級聯(lián)分析場效應(yīng)管（FET）放大器基礎(chǔ)靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性與溫度補償原理微變等效電路的畫法與參數(shù)物理意義放大器頻率響應(yīng)與通頻帶的概念多級放大器的輸入/輸出電阻相互影響目錄任務(wù)一：安裝和測量三極管放大器任務(wù)二：制作和測量多級放大器目錄知識目標技能目標掌握三極管放大電路的組態(tài)與偏置原理掌握放大器的動態(tài)分析方法理解多級放大器的原理了解場效應(yīng)管放大器基礎(chǔ)電路安裝與調(diào)試能力儀器操作與波形觀測數(shù)據(jù)記錄與分析思政目標

樹立科學的世界觀與追根溯源的探究精神

培養(yǎng)責任擔當與職業(yè)素養(yǎng)任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器三極管只有3個極，要組成有信號輸人并有信號輸出的四端網(wǎng)絡(luò)，就必須有1個電極充當公共端，這樣就有3種連接方式(3種組態(tài)),即共基極、共發(fā)射極和共集電極連接方式，如需要注意的是，無論是哪種組態(tài)，要使三極管具有放大作用，都必須保證在其發(fā)射結(jié)上有正偏電壓，集電結(jié)上有反偏電壓，能提供直流偏壓的電路稱為偏置電路.任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器固定偏置式共發(fā)射極放大電路(1)三極管VT(2)偏置電阻RB(3)集電極電阻RC(4)耦合電容C1、C2(5)直流電源VCC任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器符號的規(guī)定電流波形符號任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器放大器的作用就是將微小的信號放大到負載所需要的程度。三極管已具備放大的工作條件:發(fā)射結(jié)上加有正偏電壓,集電結(jié)上加有反偏電壓三極管各極的工作圖解如圖所示。任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器放大器的分析包括靜態(tài)分析和動態(tài)分析。靜態(tài)分析是要確定放大器中三極管各極的靜態(tài)電流和電壓(IB、IC、UCE、UBE),并確定三極管處在其伏安特性曲線的合適位置。任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器若靜態(tài)工作點不合適,則三極管可能不會工作在放大區(qū)。即使它的靜態(tài)工作點在放大區(qū),但若Q點的位置不合適,則在有交流信號輸入時,它也可能進入飽和區(qū)或截止區(qū)。通常對放大電路有一個基本要求:輸出信號盡可能不失真。失真是指放大器的輸出信號波形與輸入信號波形各點不成比例。由于靜態(tài)工作點的位置偏高，在輸入正弦波電壓的正半周期，三極管進人飽和區(qū)，造成集電極電流ic的正半周期被削平，這種失真稱為飽和失真。因此要合理設(shè)置靜態(tài)工作點，使三極管工作在放大區(qū)，如圖所示。任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器若靜態(tài)工作點不合適,則三極管可能不會工作在放大區(qū)。即使它的靜態(tài)工作點在放大區(qū),但若Q點的位置不合適,則在有交流信號輸入時,它也可能進入飽和區(qū)或截止區(qū)。通常對放大電路有一個基本要求:輸出信號盡可能不失真。失真是指放大器的輸出信號波形與輸入信號波形各點不成比例。由于靜態(tài)工作點的位置偏高，在輸入正弦波電壓的正半周期，三極管進人飽和區(qū)，造成集電極電流ic的正半周期被削平，這種失真稱為飽和失真。因此要合理設(shè)置靜態(tài)工作點，使三極管工作在放大區(qū)，如圖所示。任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器三極管的輸出伏安特性在放大區(qū)的中間,可以看成一組等距離的平行直線,對其中的任意一根直線,即任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器放大器動態(tài)參數(shù)的估算任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器固定偏置式放大器的電路結(jié)構(gòu)簡單，但它的靜態(tài)工作點不穩(wěn)定，會引起輸出電壓波形的失真，因而在實際中很少使用。造成靜態(tài)工作點不穩(wěn)定的因素很多，如電源電壓波動、電路參數(shù)變化、三極管老化等，但最主要的原因是溫度的變化。因為三極管各個參數(shù)的變化會導(dǎo)致其集電極電流的變化，所以如果能控制集電極電流不變，放大器的靜態(tài)工作點就穩(wěn)定了。從這個思路出發(fā)，對放大器的電路結(jié)構(gòu)進行改進，就形成了分壓偏置式放大器，其電路如圖所示。分壓偏置式放大器的電路任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器分壓偏置式放大器的分析任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器其他組態(tài)放大器共集電極放大器———射極跟隨器任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器其他組態(tài)放大器共基極放大器的電路任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器其他組態(tài)放大器和三極管一樣，為了不失真地放大信號，場效應(yīng)管也要有合適的靜態(tài)工作點。場效應(yīng)管是電壓控制型器件，因此它不需要偏流，關(guān)鍵是要有合適的偏置柵極電壓Ugs。常用的偏置電路有兩種形式:自偏壓電路和分壓式自偏壓電路。場效應(yīng)管放大器有共源極放大器、共漏極放大器和共柵極放大器3種組態(tài)。場效應(yīng)管放大器多用于集成電路，這里只簡要介紹比較常用的共源極放大器(一)自偏壓共源極放大器圖所示為由N溝道結(jié)型場效應(yīng)管組成的自偏壓共源極放大器電路。當漏極接正電源時，有電流I產(chǎn)生并在源極電阻上產(chǎn)生壓降，導(dǎo)致源極電位比柵極電位高，形成結(jié)型場效應(yīng)管所需要的負柵極電壓，通常稱為自偏壓，其大小為任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器(二)分壓式自偏壓共源極放大器圖2-21所示為N溝道增強型絕緣柵場效應(yīng)管組成的分壓式自偏壓共源極放大器電路。Rc1、Rc和Rcs將電源電壓分壓后，為柵極提供一個合適的正偏壓，保證柵、源間的電壓大于場效應(yīng)管需要的開啟電壓。該偏壓還與源極電阻R。有關(guān)，其計算公式為該電路的電壓放大倍數(shù)Au為負號表示輸出電壓與輸入電壓的相位相反。輸入電阻Ri為這是因為RG3通常要遠大于RG1和RG2,用以減小RG1和RG2對輸入信號的分流作用。輸出電阻Ro為任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器(三)VMOS管VMOS管也稱為功率場效應(yīng)管，它是繼絕緣柵型場效應(yīng)管之后發(fā)展起來的大功率開關(guān)器件，VMOS管的不失真輸出功率可達幾十千瓦，漏極和源極之間的擊穿電壓可達1000V;同時，它還具有跨導(dǎo)線性好、開關(guān)快(可達3ns)等優(yōu)點，在大功率領(lǐng)域和電力電子技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。任務(wù)一-安裝和測量三極管放大器培養(yǎng)學生追根溯源、嚴謹排查的思維能力案例：三極管“假死”某小組電路始終無法工作。經(jīng)檢查，三極管三個電極電壓均接近0V。起初懷疑三極管損壞，但更換新管后依然如故。01根源：發(fā)射極焊點虛焊最終，通過逐一檢查焊點，發(fā)現(xiàn)三極管的發(fā)射極（E）引腳焊點存在肉眼難以察覺的虛焊。重新焊接后，電路立即恢復(fù)正常。02啟示：細節(jié)決定成敗一個小小的焊點，足以讓整個電路功虧一簣。這深刻地教育學生，工程實踐中任何一個細微的環(huán)節(jié)都至關(guān)重要，容不得半點馬虎。03探尋問題根源任務(wù)二-制作和測量多級放大器多級放大器的組成多級放大器的組成如圖所示。輸入級主要完成與信號源的銜接并對信號進行放大，一般采用輸入電阻大的放大器，如射極跟隨器;中間級主要用于對信號進行電壓放大，將微弱的信號電壓放大到設(shè)計規(guī)定的幅值，一般采用多級共發(fā)射極放大器來實現(xiàn);輸出級主要用于對信號進行功率放大，輸出負載所需要的功率，并完成與負載的匹配。任務(wù)二-制作和測量多級放大器多級放大器的級間耦合方式-阻容耦合任務(wù)二-制作和測量多級放大器多級放大器的級間耦合方式-變壓器耦合任務(wù)二-制作和測量多級放大器多級放大器的級間耦合方式-直接耦合任務(wù)二-制作和測量多級放大器多級放大器電路分析-多級放大器電壓放大倍數(shù)的分析多級放大器的電壓放大倍數(shù)為在多級放大器中，前級放大器的輸出電壓可看成是后級放大器的輸入電壓信號，后級放大器的輸入電阻可看成是前級放大器的負載電阻。從圖2-24中可以看出，前級的輸出電壓U。就是后級的輸入電壓U，所以，多級放大器的電壓放大倍數(shù)等于各級放大器電壓放大倍數(shù)的乘積，即在電子電路中,常用增益表示法(分貝表示法)來表示電路的放大能力。其定義為增益的單位是分貝,用dB表示。采用增益表示法可簡化多級放大器的計算,并且更直觀地表示增益的變化情況。任務(wù)二-制作和測量多級放大器放大器的頻率響應(yīng)阻容耦合放大器和變壓器耦合放大器的頻率特性不夠好，但實際上所有放大器都存在不同頻率信號條件下放大倍數(shù)不穩(wěn)的問題。這是因為電路中都存在受頻率特性影響的器件，如電容、電感、PN結(jié)的結(jié)電容和電路板的分布電容等。這些器件的電抗隨著信號頻率的變化而變化，不可避免地會影響放大器的頻率特性。任務(wù)二-制作和測量多級放大器多級放大器的頻率特性多級放大器的頻率特性可以在單級放大器頻率特性的基礎(chǔ)上求得。任務(wù)二-制作和測量多級放大器將解決問題過程中的感悟升華為職業(yè)素養(yǎng)嚴謹細致從判斷三極管管腳開始，到每一個焊點的成型，都要求眼睛“尖”、心思“細”，不放過任何一個可疑之處。1精益求精面對波形失真，不滿足于“能響”，而是通過調(diào)整偏置電阻，反復(fù)優(yōu)化靜態(tài)工作點，力求獲得最完美的、不失真的放大波形。2責任擔當對自己親手焊接的每一個元件、每一處連接負責。元件的損壞不僅是財產(chǎn)的損失，更是對前期工作的否定，從而培養(yǎng)學生對工作的責任感。3謝謝觀看THANKS主講人：模擬電子技術(shù)項目三-集成運算放大器與負反饋放大器的認識與分析目錄學習重點學習難點理想集成運放的“虛短”與“虛斷”概念集成運放的兩種工作狀態(tài)及其應(yīng)用負反饋的四種組態(tài)及其判別方法深度負反饋下的近似計算“虛短”與“虛斷”的抽象理解與靈活運用負反饋組態(tài)的綜合判別記憶負反饋如何改變電阻性質(zhì)容易出錯集成運放的非線性應(yīng)用目錄任務(wù)一：使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器任務(wù)二：分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器目錄知識目標技能目標掌握集成運算放大器的結(jié)構(gòu)與特性理解集成運放的兩種工作狀態(tài)掌握負反饋放大電路的理論了解集成運放的使用與保護具備集成運放典型應(yīng)用電路的分析能力具備負反饋電路的工程分析與判別能力思政目標

培養(yǎng)科技報國的家國情懷與自主創(chuàng)新意識

培養(yǎng)嚴謹求實的工匠精神任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器運算放大器是一種高電壓放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻的直接耦合式多級放大電路，它最初主要用在模擬計算機上進行數(shù)學運算，故得其名。集成運算放大器是利用集成電路的制造工藝，將運算放大器的所有元件都制作在同一塊硅片上，再封裝起來而得到的器件。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，集成運放的性能不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域已大大超出數(shù)學運算的范疇，它已成為模擬電子技術(shù)領(lǐng)域中的核心器件集成運算放大器的型號一般由字母和阿拉伯數(shù)字表示，例如CF741、CF124等，其中C表示符合國家標準，F(xiàn)表示線性放大器，阿拉伯數(shù)字表示器件的系列和品種代號任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器(一)集成運放電路的組成及其基本特性任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器(二)集成運放的主要參數(shù)1.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod2.最大輸出電壓Uopp3.差模輸入電阻rid4.輸出電阻ro5.共模抑制比KCMRR6.-3dB帶寬fh7.輸入失調(diào)電壓Uio8.靜態(tài)功耗PD任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器(三)理想集成運放的兩個工作區(qū)理想集成運放是將集成運放的各項參數(shù)理想化開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻共模抑制比輸出電阻-3dB帶寬

任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器理想集成運放工作在線性區(qū)-兩端輸入電位相等理想集成運放有兩個工作區(qū):線性區(qū)和非線性區(qū),當理想集成運放工作在線性區(qū)時，理想集成運放的同向輸入端與反向輸入端的電位相等，好像這兩個輸入端短路一樣，這種現(xiàn)象稱為虛短理想集成運放工作在線性區(qū)-輸入電流等于零集成運放的同相輸入端和反相輸入端的輸入電流都等于零,好像這兩個輸入端內(nèi)部被斷開一樣,這種現(xiàn)象稱為虛斷任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器理想集成運放工作在非線性區(qū)(1)輸出電壓uo具有兩值性(2)輸入電流等于零任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器集成運算放大器的發(fā)展和應(yīng)用-集成運放的發(fā)展集成運放在近些年的發(fā)展十分迅速。第一代集成運放是通用型產(chǎn)品，經(jīng)歷了多年發(fā)展，各項技術(shù)指標不斷提高。第二代集成運放以?A741(我國的F007或5G24)為代表，它具有很高的開環(huán)增益，其電路中設(shè)有短路保護，至今仍在應(yīng)用。第三代集成運放以AD508(我國的4E325)為代表，其特點是在失調(diào)電壓、失調(diào)電流、開環(huán)增益、共模抑制比等參數(shù)上都有明顯的改善。第四代以HA2900為代表，它的特點是制造工藝達到了大規(guī)模集成電路的水平，輸入級采用絕緣柵型場效應(yīng)管，輸入電阻在100MQ以上，而且采取了調(diào)制和解調(diào)措施，成為自穩(wěn)零(無須外加調(diào)整元件就可使靜態(tài)輸出為零)運算放大器，使溫漂進一步降低。除通用型集成運放外，還有專門為適應(yīng)某些特殊需要而設(shè)計的專用型集成運放，它們往往在某些單項指標方面達到比較高的水平，以滿足特殊條件下的使用需求。任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器使用集成運放需要注意的問題1.調(diào)零（案例見圖1）2.消除自激振蕩3.外加電源極性保護（案例見圖2）圖1圖2任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器使用集成運放需要注意的問題4.輸入保護任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器使用集成運放需要注意的問題5.輸出保護任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器(四)集成運放的應(yīng)用1.在信號運算電路中的應(yīng)用集成運放工作在線性區(qū)時，可實現(xiàn)反相比例運算、同相比例運算、加法運算、減法運算、對數(shù)運算、指數(shù)運算、積分運算、微分運算、乘法運算、除法運算及它們的復(fù)合運算。2.在信號處理電路中的應(yīng)用在信號處理方面，集成運放可用來構(gòu)成有源濾波器、采樣-保持電路、電壓比較器等。3.在波形產(chǎn)生電路中的應(yīng)用集成運放作為波形發(fā)生器中的主要部件，可以用來產(chǎn)生各種波形信號，也可以組成正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波等波形產(chǎn)生電路。任務(wù)一-使用集成運算放大器制作音頻信號發(fā)生器國之重器，受制于人-從“0”到“1”的攻堅克難舉國體制攻堅介紹國家通過“02專項”等重大科技項目，集中力量辦大事，系統(tǒng)性推進集成電路產(chǎn)業(yè)的技術(shù)攻關(guān)。在制造、設(shè)計、封測等關(guān)鍵環(huán)節(jié)取得了一系列重大突破。01企業(yè)突圍之路以華為海思為例，講述其在手機SoC、基站芯片等領(lǐng)域的崛起之路。面對外部壓力，海思從“備胎”轉(zhuǎn)正，實現(xiàn)了產(chǎn)品的快速迭代與商用，成為科技自立自強的標桿。02產(chǎn)學研深度融合強調(diào)高校、科研院所與企業(yè)在芯片研發(fā)中的協(xié)同作用。科研機構(gòu)在前沿基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵材料上探索，企業(yè)則負責產(chǎn)品定義與工程化落地，形成良性互動的創(chuàng)新生態(tài)。03任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器(一)反饋放大電路的定義和組成1.反饋放大電路的定義在電子系統(tǒng)中，把放大電路的輸出量(輸出電壓或輸出電流)的一部分或全部通過某些元件和網(wǎng)路(稱為反饋網(wǎng)絡(luò))反送到輸入回路，從而構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)，使放大電路的輸入量不僅受輸入信號的控制，還受輸出量的影響，這種連接方式稱為反饋。引人了反饋的放大電路稱為反饋放大電路，也稱為閉環(huán)放大電路;未引人反饋的放大電路，則稱為開環(huán)放大電路。任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器中國運放芯片的國產(chǎn)化之路起步階段的艱辛新中國成立初期，我國電子工業(yè)基礎(chǔ)薄弱。第一代國產(chǎn)運放如F001，在性能上與國外同期產(chǎn)品差距巨大，但它的誕生標志著我國在模擬集成電路領(lǐng)域邁出了從“0”到“1”的關(guān)鍵一步。01追趕與突破經(jīng)過幾代人的努力，以圣邦微電子、思瑞浦等為代表的企業(yè)，通過引進消化再創(chuàng)新，逐步在通用運放領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對進口產(chǎn)品的替代，部分高端產(chǎn)品性能已達國際先進水平。02啟示與思考國產(chǎn)運放的發(fā)展史，是一部自主創(chuàng)新的奮斗史。它告訴我們，核心技術(shù)買不來、討不來，只有通過持之以恒的基礎(chǔ)研究和不畏艱難的工程攻關(guān)，才能掌握發(fā)展的主動權(quán)。03任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器(二)閉環(huán)增益方程1.開環(huán)放大倍數(shù)放大電路的開環(huán)放大倍數(shù)A為2.反饋系數(shù)放大電路的反饋系數(shù)?為3.閉環(huán)放大倍數(shù)放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)Af為4.閉環(huán)增益方程因為凈輸入信號

為推理可得：這是一個十分重要的關(guān)系式，稱為閉環(huán)增益方程，它是分析反饋放大電路的基本關(guān)系式。如果放大電路工作在中頻范圍,并且反饋網(wǎng)絡(luò)是純電阻性,公式可表示為任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器正反饋放大電路的類型及其判別方法單級反饋放大電路任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器正反饋放大電路的類型及其判別方法多級反饋放大電路任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器交流負反饋的類型及其判別方法按照反饋網(wǎng)絡(luò)在輸出端的采樣不同，反饋可分為電壓反饋和電流反饋。如果反饋采樣是輸出電壓，則為電壓反饋;如果反饋采樣是輸出電流，則為電流反饋。區(qū)分電壓反饋和電流反饋可采用負載短路法。假設(shè)把輸出負載短路，即u。=0.若反饋信號因此而消失，則為電壓反饋;否則為電流反饋。任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器電壓反饋和電流反饋實例分析任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋實例分析任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器電壓串聯(lián)負反饋

任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器電壓并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器負反饋對放大電路性能的影響1.交流負反饋可以提高放大器增益的穩(wěn)定性電壓負反饋使電路的輸出電壓保持穩(wěn)定電流負反饋使電路的輸出電流保持穩(wěn)定2.交流負反饋可以減小對信號放大的非線性失真3.交流負反饋可以抑制電路內(nèi)部產(chǎn)生的干擾和噪聲4.交流負反饋可以擴展放大器的通頻帶5.交流負反饋可改變放大電路的輸入電阻和輸出電阻任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器負反饋對放大電路性能的影響不同組態(tài)的負反饋可以改變放大器的輸入電阻和輸出電阻，以實現(xiàn)電路的阻抗匹配和提高放大器的帶負載能力。

1.串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大，并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小。2.電壓負反饋使輸出電阻減小，電流負反饋使輸出電阻增大。任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器引入交流負反饋的注意事項(1)要穩(wěn)定直流量(如靜態(tài)工作點)，應(yīng)引入直流負反饋。(2)要改善放大電路的動態(tài)(交流)性能(如穩(wěn)定放大倍數(shù)、擴展通頻帶、減小非線性失真等)，應(yīng)引入交流負反饋。(3)要穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻、提高帶負載能力，應(yīng)引入電壓負反饋;要穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻，應(yīng)引入電流負反饋。(4)要增大輸入電阻，應(yīng)引入串聯(lián)負反饋;要減小輸入電阻，應(yīng)引入并聯(lián)負反饋。(5)要得到一個電壓控制的電壓源并獲得良好的電壓放大電路，應(yīng)選用電壓串聯(lián)負反饋。(6)要得到一個電流控制的電流源并獲得良好的電流放大電路，應(yīng)選用電流并聯(lián)負反饋。(7)要得到一個電流控制的電壓源并獲得良好的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，應(yīng)選用電壓并聯(lián)負反饋。(8)要得到一個電壓控制的電流源并獲得良好的電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，應(yīng)選用電流串聯(lián)負反饋任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器深度負反饋放大電路的定義和參數(shù)當反饋深度|1+AF|?1時,負反饋放大電路的放大倍數(shù)為一般情況下當|1+AF|≥10時,即可視為深度負反饋，該電路成為深度負反饋放大電路。深度負反饋放大電路參數(shù)1.放大倍數(shù)Af2.閉環(huán)輸入電阻和輸出電阻任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器深度負反饋放大電路帶來的問題負反饋能改善放大電路的性能，且反饋越深，放大電路的性能越好。但是反饋過深可能會造成當輸入信號為零時，放大電路仍有一定幅度、一定頻率的信號輸出現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為自激振蕩。自激振蕩使放大電路工作不穩(wěn)定。消除自激振蕩的常用方法消除自激振蕩的常用方法是在電路中增加適當?shù)淖枞菰淖冸娐返念l率特性，破壞其自激振蕩條件，使電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)。(1)電容補償法在放大電路中選擇時間常數(shù)最大的回路，對地并聯(lián)一個小電容C，就可以破壞其自激振蕩條件。這個方法簡單易行，如圖3-30所示，卻使放大器的通頻帶變窄了。(2)RC補償法RC補償法采用電阻和電容串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來取代電容補償法中的電容C，如圖所示，其目的是使放大器的通頻帶寬度較電容補償法有所改善。任務(wù)二-分析和判斷帶有負反饋環(huán)節(jié)的放大器電容補償法RC補償法謝謝觀看THANKS主講人：模擬電子技術(shù)項目四-集成運算放大器的應(yīng)用目錄學習重點學習難點基本數(shù)學運算電路的實現(xiàn)比例運算電路的分析與計算電壓比較器的工作原理實際工程中的典型應(yīng)用電路積分與微分電路的動態(tài)過程分析遲滯電壓比較器（滯回比較器）的閾值計算測量放大器（三運放電路）的增益推導(dǎo)有源濾波器的頻率特性理解目錄任務(wù)一：用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路目錄知識目標技能目標掌握理想運放的兩個工作區(qū)域掌握基本運算電路的原理理解有源濾波器的工作機制電路設(shè)計與參數(shù)選取能力仿真與調(diào)試能力思政目標

樹立自主創(chuàng)新與科技報國意識

培養(yǎng)嚴謹求實的實驗態(tài)度任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路運算放大器最早應(yīng)用于模擬信號的運算，至今信號運算仍是集成運放的一個重要而基本的應(yīng)用。在各種運算電路中，輸出和輸人的模擬信號之間要實現(xiàn)一定的數(shù)學運算關(guān)系。因此，運算電路中的集成運放必須工作在線性區(qū)。理想運放工作在線性區(qū)時有兩個特點，即虛短和虛斷，它們是分析運算電路的基本出發(fā)點。比例運算電路-反相比例運算電路反相比例運算電路的特性：該電路是一個深度電壓并聯(lián)負反饋電路，反相輸入端因“虛地”現(xiàn)象，其共模輸入電壓極小。電壓放大倍數(shù)公式與特點：放大倍數(shù)

，輸出與輸入反相。該倍數(shù)僅取決于電阻

RfRf?

與

R1R1?

的比值，與運放參數(shù)無關(guān)，因此運算精準且穩(wěn)定。比例系數(shù)的可調(diào)性：通過調(diào)整

RfRf?

和

R1R1?

的阻值，可實現(xiàn)放大（

∣Auf∣>1∣Auf?∣>1

）或衰減（

∣Auf∣<1∣Auf?∣<1

）。當兩者阻值相等時，電路變?yōu)榉聪嗥鳎▎挝辉鲆妫糜谛盘栕兲?。電路的輸入輸出阻抗：由于引入了電壓并?lián)負反饋，該電路的輸入電阻不高，輸出電阻很低。平衡電阻

R2R2?

的作用與計算：為了使差動放大電路參數(shù)對稱，消除靜態(tài)基流引起的誤差電壓，需在同相輸入端接入平衡電阻

R2R2?

，其值應(yīng)為

R2=R1//RfR2?=R1?//Rf?

。任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路比例運算電路-同相比例運算電路同相比例運算電路又稱為同相放大器，其電路如圖所示。在電路中電阻R1與R2引入深度電壓串聯(lián)負反饋，以保證集成運放工作在線性區(qū)。R2是平衡電阻，應(yīng)保證R2=R1//R2。

任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路比例運算電路-同相比例運算電路同相比例運算電路又稱為同相放大器，其電路如圖所示。在電路中電阻R1與R2引入深度電壓串聯(lián)負反饋，以保證集成運放工作在線性區(qū)。R2是平衡電阻，應(yīng)保證R2=R1//R2。

同相比例運算電路電壓跟隨器任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路奮楫篤行，自主之路-自主技術(shù)攻關(guān)案例：航晶HJGPA85攻克“不可能”的任務(wù)面對國外技術(shù)封鎖，航晶科研團隊迎難而上，成功研制出全國產(chǎn)化的HJGPA85運算放大器，實現(xiàn)了對進口某型高端運放的pin-to-pin替代。01性能達先進水平該芯片具備超高供電電壓（±150V）、極高壓擺率（100V/μs）和大輸出電流能力，綜合性能達到當時國際先進水平，填補了國內(nèi)空白。02賦能關(guān)鍵領(lǐng)域這款芯片的成功應(yīng)用，使得我國在醫(yī)療電子、工業(yè)自動化、航空航天測試等高精尖領(lǐng)域，獲得了更穩(wěn)定、更可靠的供應(yīng)鏈保障，不再受制于人。03精神內(nèi)核體現(xiàn)了“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關(guān)、特別能奉獻”的航天精神，是科技報國、勇于擔當?shù)纳鷦芋w現(xiàn)。04任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路加法運算電路如果在集成運放的反相輸入端增加若干輸入電路，則構(gòu)成了反相加法運算電路，加法運算電路的結(jié)果與集成運放的參數(shù)無關(guān)，只要各個電阻足夠精確，就可以保證加法運算的精確度和穩(wěn)定性。任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路減法運算電路在集成運放的同相輸入端和反相輸入端同時加入兩個信號，再使集成運放工作在線性區(qū)，就可以實現(xiàn)兩個信號的減法運算如圖1所示。在實際中常常采用二級反相比例運算電路來實現(xiàn)兩個甚至多個量的減法運算,其電路如圖2所示。圖1圖2任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路積分和微分運算電路-積分運算電路在反相比例運算電路中，用電容Cf代替Rf;作為反饋元件，引人電壓并聯(lián)負反饋，就成為積分運算電路，如圖所示。當ui

為階躍電壓時,如圖所示,輸出電壓為圖2任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路積分和微分運算電路-微分運算電路微分是積分的逆運算，微分運算電路的輸出電壓與輸入電壓呈微分關(guān)系，基本微分運算電路如圖所示。反饋電阻Rf引人并聯(lián)電壓負反饋，以保證集成運放工作在線性區(qū)。由理想集成運放工作于線性區(qū)的虛短和虛斷特點，并考慮到集成運放的“一”端虛地，得可見輸出電壓uo與輸入電壓ui對時間的微分成正比。任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路運算電路在實際工程中的應(yīng)用-測量放大器在自動控制和非電量測量等系統(tǒng)中,常用各種傳感器將非電量(如溫度、應(yīng)變、壓力等)的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?然后再輸入系統(tǒng)。電信號的變化量通常很小(一般只有幾毫伏至幾十毫伏),這就需要將電信號加以放大。最為實用的測量放大器放大倍數(shù)放大器的輸入電阻為任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路運算電路在實際工程中的應(yīng)用-濾波器濾波器的作用是允許信號中某些頻率的信號通過,而將其他頻率的信號加以衰減,使其不能通過。1.無源濾波器利用電阻、電容等無源器件構(gòu)成的簡單濾波電路稱為無源濾波器無源濾波器主要存在以下缺點:(1)電路的增益小，最大僅為1。(2)帶負載能力差。如在無源濾波器的輸出端接上一個負載電阻RL，如圖中的虛線所示，則其截止頻率和增益均隨RL的變化而變化。為了克服上述缺點，可將RC無源網(wǎng)絡(luò)接至集成運放的輸人端，組成有源濾波器。任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路運算電路在實際工程中的應(yīng)用-濾波器濾波器的作用是允許信號中某些頻率的信號通過,而將其他頻率的信號加以衰減,使其不能通過。2.有源濾波器(1)有源低通濾波器如需改變有源低通濾波器的截止頻率,調(diào)整R和C的大小即可。任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路運算電路在實際工程中的應(yīng)用-濾波器濾波器的作用是允許信號中某些頻率的信號通過,而將其他頻率的信號加以衰減,使其不能通過。2.有源濾波器(2）有源高通濾波器與有源低通濾波器相似，一階電路在低頻處衰減太慢，為此可再增加一級RC網(wǎng)絡(luò)，組成二階有源高通濾波器，使其實際幅頻特性更接近于理想幅頻特性。任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路運算電路在實際工程中的應(yīng)用-濾波器濾波器的作用是允許信號中某些頻率的信號通過,而將其他頻率的信號加以衰減,使其不能通過。2.有源濾波器(3)有源帶通濾波器和有源帶阻濾波器將有源低通濾波器和有源高通濾波器進行不同的組合,就可獲得有源帶通濾波器和有源帶阻濾波器。任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路運算電路在實際工程中的應(yīng)用-精密整流電路1.精密半波整流電路由于PN結(jié)死區(qū)電壓的存在,當信號比較微弱時,單純用二極管組成的整流電路無法輸出信號。將二極管和集成運放結(jié)合起來,組成精密整流電路,以實現(xiàn)對微弱信號的整流。這種整流電路在信號檢測和自動化控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路運算電路在實際工程中的應(yīng)用-精密整流電路2.精密全波整流電路當輸人信號是很微弱的且隨時間緩慢變化的直流信號時，精密整流電路同樣有輸出，輸出信號是按比例反相放大的直流信號，我們把這種電路稱為折點函數(shù)發(fā)生器。用幾個折點函數(shù)發(fā)生器可以將變化非常緩慢的直流信號變成模擬曲線，以反映信號的變化規(guī)律，這是在實際工程和實驗分析中常用的方法。任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路運算電路在實際工程中的應(yīng)用-電壓比較器基本電壓比較器讓集成運放工作在開環(huán)狀態(tài)，由于其開環(huán)增益很大，這時即使在兩個輸人端輸入非常微小的差值信號，也會使輸出達到飽和狀態(tài)，即集成運放已經(jīng)工作在非線性區(qū)。利用集成運放工作在非線性區(qū)的特性可制作電壓比較器，對模擬信號進行幅值大小的比較，在集成運放的輸出端以高電平或低電平來反映比較的結(jié)果。任務(wù)一-用集成運算放大器制作過熱監(jiān)測保護電路運算電路在實際工程中的應(yīng)用-電壓比較器當比較電壓U一0時，即將輸入電壓與零電平進行比較時，可將電壓比較器稱為過零電壓比較器，其電路和電壓傳輸特性如圖4-25所示。當輸入信號u1為正弦波電壓時，輸出信號u。為矩形波電壓，如圖所示，電路實現(xiàn)了波形變換的功能。有時為了將輸出電壓限制在某一特定值