1、總的來說就是以三極管為核心，以集成運放為主線。 集成運放內部主要組成單元是差分輸入級、電壓放大級、功率放大級、偏置電路。 集成運放的兩個不同工作狀態(tài)：線性和非線性應用。 模擬電路主要就是圍繞集成運放的內部結構、外部特性及應用、性能改善、工作電源產生、信號源產生等展開。,模擬電路知識體系,1,PPT學習交流,湖南科技大學信息與電氣工程學院,主講: 胡仕剛,第一章 緒 論,2,PPT學習交流,一、放大電路的表示方法,放大電路主要用于放大微弱的電信號，輸出電壓或電流在幅度上得到了放大。放大電路為雙口網絡，即一個信號輸入口和一個信號輸出口。,1.2 放大電路基本知識,3,PPT學習交流,1.放大倍數(

2、增益)表征放大器的放大能力,根據放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，放大器 可分為四種類型，所以有四種放大倍數的定義。,1.3 放大電路的主要技術性能指標,4,PPT學習交流,（1）電壓放大倍數定義為: AU=UO/UI,（2）電流放大倍數定義為: AI=IO/II,（3）互阻增益定義為: Ar=UO/II,（4）互導增益定義為: Ag=IO/UI,5,PPT學習交流,2. 輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進去的等效電阻，決定了放大電路從信號源吸取信號幅值的大小。,一般來說， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，從信號源索取的電流越小。 （2）當信號源有內阻時， Ri越大， ui就

3、越接近uS。,輸入端,Ri,uS,RS,信號源,Au,輸出端,6,PPT學習交流,3. 輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進 去的等效電阻。決定了放大電路帶負載的能力。,uo,7,PPT學習交流,輸出電阻是表明放大電路帶負載的能力，Ro越小，放大電路帶負載的能力越強，反之則差。,0,.,o,.,o,o,S,L,=,=,=,U,R,I,U,R,輸出電阻的定義：,8,PPT學習交流,4. 通頻帶,通頻帶：,fBW=fHfL,放大倍數隨頻率變化曲線幅頻特性曲線,f,A,Am,0.7Am,fL,下限截止頻率,fH,上限截止頻率,9,PPT學習交流,湖南科技大學信息與電氣工程學院,主講: 胡仕剛,第二章 運

4、算放大器,10,PPT學習交流,開環(huán)電壓放大倍數高(104-107)； 輸入電阻高（約幾百K）； 輸出電阻低（約幾百）； 漂移小、可靠性高、體積小、重量輕、價格低 。,電壓傳輸特性,Vo=Avo(vp-vN),11,PPT學習交流,3）開環(huán)輸出電阻 ro0,2）差模輸入電阻 rid,4）共模抑制比 KCMRR,理想運放及其分析依據 理想化條件：,1）開環(huán)電壓放大倍數 Auo,理想運算放大器,12,PPT學習交流,理想運算放大器具有“虛短”和“虛斷”的特性，這兩個特性對分析線性運用的運放電路十分有用。為了保證線性運用，運放必須在閉環(huán)(負反饋）下工作。,理想運算放大器的特性,(1)虛短 由于運放的

5、電壓放大倍數很大，而運放的輸出電壓是有限的，一般在10 V14 V。因此運放的差模輸入電壓不足1 mV，兩輸入端近似等電位，相當于 “短路”。開環(huán)電壓放大倍數越大，兩輸入端的電位越接近相等。,“虛短”是指在分析運算放大器處于線性狀態(tài)時，可把兩輸入端視為等電位，這一特性稱為虛假短路，簡稱虛短。顯然不能將兩輸入端真正短路。,13,PPT學習交流,(2)虛斷,由于運放的差模輸入電阻很大，一般都在1 M以上。因此流入運放輸入端的電流往往不足1 A，遠小于輸入端外電路的電流。故通?？砂堰\放的兩輸入端視為開路，且輸入電阻越大，兩輸入端越接近開路。 “虛斷”是指在分析運放處于線性狀態(tài)時，可以把兩輸入端視為等

6、效開路，這一特性稱為虛假開路，簡稱虛斷。顯然不能將兩輸入端真正斷路。 下面舉兩個例子說明虛短和虛斷的運用。,14,PPT學習交流,幾種常見的基本運算電路,反相比例運算 同相比例運算 電壓跟隨器 加法電路 減法電路 積分電路,15,PPT學習交流,3 二極管及其基本電路,3.1 半導體的基本知識,3.3 半導體二極管,3.4 二極管基本電路及其分析方法,3.5 特殊二極管,3.2 PN結的形成及特性,16,PPT學習交流,3.1.4 雜質半導體,在本征半導體中摻入某些微量元素作為雜質，可使半導體的導電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質主要是三價或五價元素。摻入雜質的本征半導體稱為雜質半導體。,N型半導體

7、摻入五價雜質元素（如磷）的半導體。,P型半導體摻入三價雜質元素（如硼）的半導體。,17,PPT學習交流,3.2.1 載流子的漂移與擴散,漂移運動： 由電場作用引起的載流子的運動稱為漂移運動。,擴散運動： 由載流子濃度差引起的載流子的運動稱為擴散運動。,18,PPT學習交流,在一塊本征半導體兩側通過擴散不同的雜質,分別形成N型半導體和P型半導體。此時將在N型半導體和P型半導體的結合面上形成如下物理過程:,因濃度差 ,空間電荷區(qū)形成內電場, 內電場促使少子漂移, 內電場阻止多子擴散,最后,多子的擴散和少子的漂移達到動態(tài)平衡。,多子的擴散運動,由雜質離子形成空間電荷區(qū) ,3.2.2 PN結形成,19

8、,PPT學習交流,PN結加正向電壓時，呈現低電阻，具有較大的正向擴散電流； PN結加反向電壓時，呈現高電阻，具有很小的反向漂移電流。 由此可以得出結論：PN結具有單向導電性。,3.2.3 PN結的單向導電性,20,PPT學習交流,PN結V-I 特性表達式,其中,PN結的伏安特性,IS 反向飽和電流,VT 溫度的電壓當量,且在常溫下（T=300K）,21,PPT學習交流,當PN結的反向電壓增加到一定數值時，反向電流突然快速增加，此現象稱為PN結的反向擊穿。,熱擊穿不可逆,3.2.4 PN結的反向擊穿,22,PPT學習交流,一、PN 結的伏安方程,反向飽和電流10-8-10-14A,溫度的 電壓當

9、量,電子電量,玻爾茲曼常數1.38*10-23J/K,當 T = 300(27C)：,VT = 26 mV,3.3.2 二極管的伏安特性,23,PPT學習交流,二、二極管的伏安特性,正向特性,Vth,死區(qū) 電壓,iD = 0,Vth = 0.5 V,0.1 V,(硅管),(鍺管),V Vth,iD 急劇上升,0 V Vth,VD(on) = (0.6 0.8) V,硅管 0.7 V,(0.2 0.4) V,鍺管 0.3 V,反向特性,IS,V (BR),反向擊穿,V(BR) V 0,iD = IS, 0.1 A(硅),幾十 A (鍺),V U(BR) ,反向電流急劇增大,(反向擊穿),24,P

10、PT學習交流,3.4.2 二極管電路的簡化模型分析方法,1.二極管V-I 特性的建模,將指數模型 分段線性化，得到二極管特性的等效模型。,25,PPT學習交流,26,PPT學習交流,（4）小信號模型,vs =0 時, Q點稱為靜態(tài)工作點 ，反映直流時的工作狀態(tài)。,vs =Vmsint 時（VmVDD）, 將Q點附近小范圍內的V-I 特性線性化，得到小信號模型，即以Q點為切點的一條直線。,27,PPT學習交流,過Q點的切線可以等效成一個微變電阻,即,根據,得Q點處的微變電導,則,常溫下（T=300K）,（a）V-I特性 （b）電路模型,28,PPT學習交流,（a）V-I特性 （b）電路模型,29

11、,PPT學習交流,(2) 主要特點： (a) 正向特性同普通二極管 (b) 反向特性 較大的 I 較小的 U 工作在反向擊穿狀態(tài)。 在一定范圍內，反向擊穿 具有可逆性。,（一）穩(wěn)壓二極管,（3）主要參數 穩(wěn)定電壓：Uz 最小穩(wěn)定電流：Izmin 最大穩(wěn)定電流：Izmax,(1) 結構：面接觸型硅二極管,上一頁,下一頁,返 回,下一節(jié),上一節(jié),(a) 圖形符號 (b) 伏安特性,30,3.5 特殊二極管,30,PPT學習交流,湖南科技大學信息與電氣工程學院,主講: 胡仕剛,第四章 三極管及放大電路基礎,31,PPT學習交流,半導體三極管的結構示意圖如圖所示。它有兩種類型:NPN型和PNP型。,(

12、a) NPN型管結構示意圖 (b) PNP型管結構示意圖 (c) NPN管的電路符號 (d) PNP管的電路符號,32,PPT學習交流,33,PPT學習交流,三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現出來的。 外部條件：發(fā)射結正偏 集電結反偏,4.1.2 放大狀態(tài)下BJT的工作原理,1. 內部載流子的傳輸過程,發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子 集電區(qū)：收集載流子 基區(qū)：傳送和控制載流子 （以NPN為例）,由于三極管內有兩種載流子(自由電子和空穴)參與導電，故稱為雙極型三極管或BJT (Bipolar Junction Transistor)。,IC= InC+ ICBO,IE=IB+ IC

13、,放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過程,34,PPT學習交流,2. 電流分配關系,根據傳輸過程可知,IC= InC+ ICBO,通常 IC ICBO,IE=IB+ IC,放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過程,35,PPT學習交流,且令,2. 電流分配關系,36,PPT學習交流,3. 三極管的三種組態(tài),共集電極接法，集電極作為公共電極，用CC表示。,共基極接法，基極作為公共電極，用CB表示；,共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；,BJT的三種組態(tài),37,PPT學習交流,三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達集電極而實現的。 實現這一傳輸過程的兩個條件是： （1

14、）內部條件：發(fā)射區(qū)雜質濃度遠大于基區(qū)雜質濃度，且基區(qū)很薄。 （2）外部條件：發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置。,38,PPT學習交流,4.1.3 BJT的V-I 特性曲線,iB=f(vBE) vCE=const,(2) 當vCE1V時， vCB= vCE - vBE0，集電結已進入反偏狀態(tài)，開始收 集電子，基區(qū)復合減少，同樣的vBE下 IB減小，特性曲線右移。,(1) 當vCE=0V時，相當于發(fā)射結的正向伏安特性曲線。,1. 輸入特性曲線,（以共射極放大電路為例）,共射極連接,39,PPT學習交流,飽和區(qū)：iC明顯受vCE控制的區(qū)域，該區(qū)域內，一般vCE0.7V (硅管)。此時，發(fā)射結正偏，集電

15、結正偏或反偏電壓很小。,iC=f(vCE) iB=const,2. 輸出特性曲線,輸出特性曲線的三個區(qū)域:,截止區(qū)：iC接近零的區(qū)域，相當iB=0的曲線的下方。此時， vBE小于死區(qū)電壓。,放大區(qū)：iC平行于vCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時，發(fā)射結正偏，集電結反偏。,4.1.3 BJT的V-I 特性曲線,40,PPT學習交流,(1) 集電極最大允許電流ICM,(2) 集電極最大允許功率損耗PCM,PCM= ICVCE,極限參數,4.1.4 BJT的主要參數,41,PPT學習交流, V(BR)CEO基極開路時集電極和發(fā)射 極間的擊穿電壓。,42,PPT學習交流, 在輸出特性曲線上，作出直流

16、負載線 VCE=VCCiCRc，與IBQ曲線的交點即為Q點，從而得到VCEQ 和ICQ。, 在輸入特性曲線上，作出直線 ，兩線的交點即是Q點，得到IBQ。,4.3.1 圖解分析法,1. 靜態(tài)工作點的圖解分析,43,PPT學習交流, 根據vs的波形，在BJT的輸入特性曲線圖上畫出vBE 、 iB 的波形,2. 動態(tài)工作情況的圖解分析,44,PPT學習交流, 根據iB的變化范圍在輸出特性曲線圖上畫出iC和vCE 的波形,2. 動態(tài)工作情況的圖解分析,45,PPT學習交流,3. 靜態(tài)工作點對波形失真的影響,截止失真的波形,46,PPT學習交流,飽和失真的波形,3. 靜態(tài)工作點對波形失真的影響,47,

17、PPT學習交流,4.3.2 小信號模型分析法,1. BJT的H參數及小信號模型,建立小信號模型的意義,建立小信號模型的思路,當放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極管小范圍內的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當作線性電路來處理。,由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設計。,48,PPT學習交流,BJT的H參數及小信號模型, H參數的確定,rbe= rbb + (1+ ) re,其中對于低頻小功率管 rbb200,則,49,PPT學習交流,重點掌握固定偏流射極電路

18、和分壓式射極電路,4.4.2 射極偏置電路,50,PPT學習交流,小信號模型等效電路法的步驟：,1. 首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點 Q 。 2. 求出靜態(tài)工作點處的微變等效電路參數 和 rbe 。 3. 畫出放大電路的微變等效電路?？上犬嫵鋈龢O管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交流通路。 4. 列出電路方程并求解。,51,PPT學習交流,三種組態(tài)的特點及用途,共射極放大電路： 電壓和電流增益都大于1，輸入電阻在三種組態(tài)中居中，輸出電阻與集電極電阻有很大關系。適用于低頻情況下，作多級放大電路的中間級。 共集電極放大電路： 只有電流放大作用，沒有電壓放大，有電壓跟隨作用

19、。在三種組態(tài)中，輸入電阻最高，輸出電阻最小，頻率特性好?？捎糜谳斎爰墶⑤敵黾壔蚓彌_級。 共基極放大電路： 只有電壓放大作用，沒有電流放大，有電流跟隨作用，輸入電阻小，輸出電阻與集電極電阻有關。高頻特性較好，常用于高頻或寬頻帶低輸入阻抗的場合，模擬集成電路中亦兼有電位移動的功能。,52,PPT學習交流,阻容耦合放大電路由于存在級間耦合電容、發(fā)射極旁路電容及三極管的結電容等，它們的容抗隨頻率變化，故當信號頻率不同時，放大電路的輸出電壓相對于輸入電壓的幅值和相位都將發(fā)生變化。,頻率特性,幅頻特性：電壓放大倍數的模|Au|與頻率 f 的關系,相頻特性：輸出電壓相對于輸入電壓的 相位移 與頻率 f 的關

20、系,Au( f ) 幅頻特性,( f ) 相頻特性,4.6 放大電路的頻率響應,53,PPT學習交流,通頻帶,f,|Au |,fL,fH,| Auo |,幅頻特性,下限截止頻率,上限截止頻率,耦合、旁路電容造成。,三極管結電容、 造成,O,54,PPT學習交流,4.7 多級(組合)放大電路,基本放大電路,多級放大電路,一級,級間耦合：級與級之間的連接,耦合方式,直接耦合 阻容耦合 變壓器耦合 光電耦合,1. 直接耦合,將前一級的輸出端直接連接到后一級的輸入端稱為直接耦合。,如圖所示,4.7.1 級間耦合方式,耦合方式有考點,55,PPT學習交流,二、直接耦合方式的優(yōu)缺點,優(yōu)點：低頻特性好（可放

21、大變化緩慢的信號）； 易于集成化。,缺點：Q點相互影響,電平偏移,存在零點漂移（簡稱零漂）現象,不便于分析、設計和調試。,適用場合：集成電路中。,2. 阻容耦合,將前級的輸出端通過電容接到后級的輸入端稱為阻容耦合。,56,PPT學習交流,缺點：低頻特性差（不能放大變化緩慢的低頻信號）；,優(yōu)點：Q點相互獨立,適用場合：特殊需要的分立元件電路中。,便于分析、設計和調試。,不便于集成化。,57,PPT學習交流,3、變壓器耦合,將前級的輸出端通過變壓器接到后級的輸入端或負載電阻上稱為變壓器耦合。,優(yōu)點：Q點相互獨立,便于分析、設計和調試；,能實現阻抗變換。,58,PPT學習交流,4.7.2 多級（組合

22、）放大電路的動態(tài)分析,n級放大電路交流等效電路的方框圖,一、電壓放大倍數,放大電路中，前一級的輸出電壓等于后一級的輸入電壓，即,即,注意,必須將后級輸入電阻作為前級的負載電阻。,59,PPT學習交流,二、輸入電阻,Ri=Ri1,三、輸出電阻,Ro=Ron,60,PPT學習交流,第六章 模擬集成電路,湖南科技大學信息與電氣工程學院,主講:胡仕剛,61,PPT學習交流,6.1.1 BJT電流源電路,1. 鏡像電流源,T1、T2的參數全同,即12，ICEO1ICEO2,當BJT的較大時，基極電流IB可以忽略,IoIC2IREF,代表符號,62,PPT學習交流,6.1.1 BJT電流源電路,1. 鏡像

23、電流源,動態(tài)電阻,一般ro在幾百千歐以上,63,PPT學習交流,6.2.1 差分式放大電路的一般結構,2. 有關概念,差模信號,共模信號,差模電壓增益,共模電壓增益,總輸出電壓,共模信號產生的輸出,共模抑制比,反映抑制零漂能力的指標,64,PPT學習交流,6.2.1 差分式放大電路的一般結構,2. 有關概念,根據,有,共模信號相當于兩個輸入端信號中相同的部分 差模信號相當于兩個輸入端信號中不同的部分,兩輸入端中的共模信號大小相等，相位相同；差模信號大小相等，相位相反。,65,PPT學習交流,3.差分放大電路四種接法,雙入雙出 單入單出 單入雙出 單入單出,66,PPT學習交流,1.差分放大電路

24、的任意輸入信號都可以分解為一對共模信號和一對差模信號組合，因此單端輸入的差分電路仍可看作雙端輸入時的工作狀態(tài)。 2.差分放大電路的差模電壓放大倍數只與輸出方式有關，而于輸入方式無關，即輸入方式無論是單端輸入還是雙端輸入，只要是雙端輸出，差動放大電路的差模電壓放大倍數就等于單管放大電路的電壓放大倍數；凡是單端輸出，差動放大電路的差模電壓放大倍數就只等于單管放大電路電壓放大倍數的一半。,67,PPT學習交流,湖南科技大學信息與電氣工程學院,主講:胡仕剛,第七章 放大電路中的反饋,68,PPT學習交流,7.1.1 什么是反饋,將電子系統輸出回路的電量（電壓或電流），送回到輸入回路的過程。,內部反饋,

25、外部反饋,69,PPT學習交流,輸出信號,反饋放大電路的輸入信號,反饋信號,基本放大電路的輸入信號（凈輸入信號）,7.1.1 什么是反饋,反饋放大電路組成框圖,反饋通路信號反向傳輸的渠道,開環(huán) 無反饋通路,閉環(huán) 有反饋通路,70,PPT學習交流,7.1.3 正反饋與負反饋,正反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變大了。,負反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變小了。,從輸出端看,從輸入端看,正反饋：引入反饋后，使凈輸入量變大了。,負反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。,凈輸入量可以是電壓，也可以是電流。,71,PPT學習交流,7.1.3 正反饋與負反饋,判別方法：瞬時極性法。即在電路中，從輸入

26、端開始，沿著 信號流向，標出某一時刻有關節(jié)點電壓變化的斜率 （正斜率或負斜率，用“+”、“-”號表示）。,凈輸入量減小,凈輸入量增大,負反饋,正反饋,反饋通路,反饋通路,72,PPT學習交流,73,PPT學習交流,7.1.5 電壓反饋與電流反饋,電壓反饋與電流反饋由反饋網絡在放大電路輸出端的取樣對象決定,電壓反饋：反饋信號xf和輸出電壓成比例，即xf=Fvo 電流反饋：反饋信號xf與輸出電流成比例，即xf=Fio,并聯結構,串聯結構,74,PPT學習交流,7.1.5 電壓反饋與電流反饋,判斷方法：負載短路法,將負載短路，反饋量仍然存在電流反饋。,將負載短路（未接負載時輸出對地短路），反饋量為零

27、電壓反饋。,電壓反饋,電流反饋,反饋通路,反饋通路,75,PPT學習交流,7.2 負反饋放大電路的四種組態(tài),7.2.2 電壓并聯負反饋放大電路,7.2.3 電流串聯負反饋放大電路,7.2.4 電流并聯負反饋放大電路,7.2.1 電壓串聯負反饋放大電路,反饋組態(tài)判斷舉例（交流）,信號源對反饋效果的影響,76,PPT學習交流,7.2.1 電壓串聯負反饋放大電路,輸入以電壓形式求和（KVL）： vid=vi- vf,穩(wěn)定輸出電壓,特點：,電壓控制的電壓源,77,PPT學習交流,7.2.2 電壓并聯負反饋放大電路,輸入以電流形式求和（KCL）： iid=ii-if,穩(wěn)定輸出電壓,電流控制的電壓源,特點

28、：,78,PPT學習交流,7.2.3 電流串聯負反饋放大電路,輸入以電壓形式求和（KVL）： vid=vi- vf,穩(wěn)定輸出電流,電壓控制的電流源,特點：,79,PPT學習交流,7.2.4 電流并聯負反饋放大電路,輸入以電流形式求和（KCL）： iid=ii-if,穩(wěn)定輸出電流,電流控制的電流源,特點：,80,PPT學習交流,電壓負反饋：穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性,串聯反饋：輸入端電壓求和（KVL）,電流負反饋：穩(wěn)定輸出電流，具有恒流特性,并聯反饋：輸入端電流求和（KCL）,特點小結：,81,PPT學習交流,7.3 負反饋放大電路增益的一般表達式,1. 閉環(huán)增益的一般表達式,2. 反饋深度討論

29、,3. 環(huán)路增益,82,PPT學習交流,1. 閉環(huán)增益的一般表達式,開環(huán)增益,反饋系數,閉環(huán)增益,因為,所以,已知,閉環(huán)增益的一般表達式,即,7.3 負反饋放大電路增益的一般表達式,83,PPT學習交流,負反饋放大電路中各種信號量的含義,7.3 負反饋放大電路增益的一般表達式,84,PPT學習交流,2. 反饋深度討論,一般負反饋,稱為反饋深度,深度負反饋,正反饋,自激振蕩,一般情況下，A和F都是頻率的函數，當考慮信號頻率的影響時，Af、A和F分別用 、 和 表示。,即,end,7.3 負反饋放大電路增益的一般表達式,85,PPT學習交流,7.4 負反饋對放大電路性能的影響,7.4.2 減小非線

30、性失真,7.4.3 抑制反饋環(huán)內噪聲,7.4.4 對輸入電阻和輸出電阻的影響,7.4.1 提高增益的穩(wěn)定性,86,PPT學習交流,負反饋對放大電路性能的改善，是以犧牲增益為代價的，且僅對環(huán)內的性能產生影響。,串聯負反饋 ,并聯負反饋 ,電壓負反饋 ,電流負反饋 ,特別注意表7.4.1的內容,增大輸入電阻,減小輸入電阻,減小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓,增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流,7.4.4 對輸入電阻和輸出電阻的影響,end,87,PPT學習交流,88,PPT學習交流,7.5 深度負反饋條件下的近似計算,1. 深度負反饋的特點,2. 舉例,89,PPT學習交流,1. 深度負反饋的特點,即，深度負反饋

31、條件下，閉環(huán)增益只與反饋網絡有關,由于,則,又因為,代入上式,得,（也常寫為 xf xi）,凈輸入量近似等于零,由此可得深度負反饋條件下，基本放大電路“兩虛”的概念,輸入量近似等于反饋量,（xid 0 ）,90,PPT學習交流,1. 深度負反饋的特點,串聯負反饋，輸入端電壓求和,深度負反饋條件下 xid= xi - xf 0,虛短,虛斷,虛短,虛斷,并聯負反饋，輸入端電流求和,vid= iid ri 0,91,PPT學習交流,92,PPT學習交流,8.1 功率放大電路的一般問題,2. 功率放大電路提高效率的主要途徑,1. 功率放大電路的特點及主要研究對象,93,PPT學習交流,8.0 功率放大

32、電路概述,能夠向負載提供足夠信號功率的放大電路稱為功率放大電路，簡稱功放。,功放既不是單純追求輸出高電壓，也不是單純追求輸出大電流，而是追求在電源電壓確定的情況下，輸出盡可能大的功率。,功放電路的要求：,94,PPT學習交流,一、主要技術指標,1.最大輸出功率Pom,功率放大電路提供給負載的信號功率稱為輸出功率。是交流功率，表達式為PoIoUo。,最大輸出功率是在電路參數確定的情況下，負載上可能獲得的最大交流功率,2.轉換效率,功率放大電路的最大輸出功率與電源提供的直流功率之比。直流功率等于電源輸出電流平均值及電壓之積。,3.最大輸出電壓Vom,95,PPT學習交流,二、功率放大電路中的晶體管

33、,在功率放大電路中，為使輸出功率盡可能大，要求晶體管工作在極限應用狀態(tài)。,選擇功放管時，要注意極限參數的選擇，還要注意其散熱條件，使用時必須安裝合適的散熱片和各種保護措施。,三、功率放大電路的分析方法,采用圖解法,96,PPT學習交流,四種工作狀態(tài),根據正弦信號整個周期內三極管的導通情況劃分,乙類：導通角等于180,甲類：一個周期內均導通,甲乙類：導通角大于180,丙類：導通角小于180,97,PPT學習交流,8.2 射極輸出器甲類放大的實例,簡化電路,帶電流源詳圖的電路圖,98,PPT學習交流,8.3 乙類雙電源互補對稱功率放大電路,8.3.2 分析計算,8.3.1 電路組成,8.3.3 功

34、率BJT的選擇,99,PPT學習交流,8.3.1 乙類雙電源互補對稱功率放大電路,1. 電路組成,由一對NPN、PNP特性相同的互補三極管組成，采用正、負雙電源供電。這種電路也稱為OCL(Output Capacitorless)互補功率放大電路。,2. 工作原理,兩個三極管在信號正、負半周輪流導通，使負載得到一個完整的波形。,100,PPT學習交流,3. 分析計算,圖解分析,101,PPT學習交流,3. 分析計算,（1）最大不失真輸出功率Pomax,實際輸出功率Po,因電壓增益近似為1，當輸入信號足夠大，VCES很小時,使 Vim=VomVCC時，可獲得最大功率輸出。,102,PPT學習交流

35、,3. 分析計算,單個管子在半個周期內的管耗,（2）管耗PT,兩管管耗,103,PPT學習交流,最大管耗與最大輸出功率的關系：,因為：,令dPT1/dVom=0，,則：,即：當 時，具有最大管子功耗。,選管依據之一,104,PPT學習交流,3. 分析計算,（3）電源供給的功率PV,當,（4）效率,當,因為:,PT,105,PPT學習交流,(3)通過BJT的最大集電極電流為VCCRL，所選BJT的ICM一般不宜低于此值。,5、功率BJT的選擇：,由上面的分析知，若想得到最大輸 出功率，BJT的參數必須滿 足下列條件：,(1)每只BJT的最大允許管耗PCM必須大于PTlm0.2Pom；,106,P

36、PT學習交流,8.4 甲乙類互補對稱功率放大電路,8.4.2 甲乙類單電源互補對稱電路,8.4.1 甲乙類雙電源互補對稱電路,107,PPT學習交流,8.4.1 甲乙類雙電源互補對稱電路,乙類互補對稱電路存在的問題,由于T1、T2管輸入特性存在死區(qū)，所以輸出波形在信號過零附近產生失真交越失真。 原因：假設T1、T2的死區(qū)電壓都是0.6V，那么在輸入信號電壓|Ui|0.6V期間，T1和T2截止，輸出電壓為零，得到如圖所示失真了的波形，,108,PPT學習交流,8.4.1 甲乙類雙電源互補對稱電路,1. 靜態(tài)偏置,可克服交越失真,2. 動態(tài)工作情況,二極管等效為恒壓模型,# 在輸入信號的整個周期內

37、，兩二極管是否會出現反向偏置狀態(tài)？,理想二極管,設T3已有合適 的靜態(tài)工作點,109,PPT學習交流,8.4.1 甲乙類雙電源互補對稱電路,VBE4可認為是定值(0.60.7V),R1、R2不變時，VCE4也是定值，可看作是一個直流電源。,只要調節(jié)R1*、R2的比值，就可改變T1、T2的偏壓。該方法在集成電路中常用到。,110,PPT學習交流,8.4.2 甲乙類單電源互補對稱電路,靜態(tài)時，偏置電路使 VKVCVCC/2（電容C充電達到穩(wěn)態(tài)）。,end,當有信號vi時 負半周T1導通，有電流通過負載RL，同時向C充電,正半周T2導通，則已充電的電容C通過負載RL放電。,只要滿足RLC T信，電容

38、C就可充當原來的VCC。,計算Po、PT、PV和PTm的公式必須加以修正，以VCC/2代替原來公式中的VCC。,111,PPT學習交流,湖南科技大學信息與電氣工程學院,主講: 胡仕剛,第九章 信號處理與信號產生電路,112,PPT學習交流,9.1 濾波電路的基本概念與分類,1. 基本概念,濾波器：是一種能使有用頻率信號通過而同時抑制或衰減無 用頻率信號的電子裝置。,有源濾波器：由有源器件構成的濾波器。,濾波電路傳遞函數定義,時，有,其中, 模，幅頻響應, 相位角，相頻響應,群時延響應,113,PPT學習交流,9.1 濾波電路的基本概念與分類,2. 分類,低通（LPF）,高通（HPF）,帶通（B

39、PF）,帶阻（BEF）,全通（APF）,end,1)按電路功能分類,114,PPT學習交流,9.1 濾波電路的基本概念與分類,115,PPT學習交流,116,PPT學習交流,117,PPT學習交流,9.5 正弦波振蕩電路的振蕩條件,正反饋放大電路框圖 （注意與負反饋方框圖的差別）,1. 振蕩條件,若環(huán)路增益,則,又,所以振蕩條件為,振幅平衡條件,相位平衡條件,只有正反饋才能產生自激振蕩,118,PPT學習交流,起振條件,2. 起振和穩(wěn)幅,# 振蕩電路是單口網絡，無須輸入信號就能起振，起振的信號源來自何處？,電路器件內部噪聲以及電源接通擾動,當輸出信號幅值增加到一定程度時，就要限制它繼續(xù)增加，否則波形將出現失真。,噪聲中，滿足相位平衡條件的某一頻率0的噪聲信號被放大，成為振蕩電路的輸出信號。,穩(wěn)幅的作用就是，當輸出信號幅值增加到一定程度時，使振幅平衡條件從 回到,選頻：,穩(wěn)幅：,-利用負反饋,119,PPT學習交流,end,放大電路（包括負反饋放大電路）,3. 振蕩電路基本組成部分,反饋網絡（構成正反饋的）,選頻網絡（選擇滿足相位平衡條件的一個頻率。經常與反饋 網絡合二為一。）,穩(wěn)幅環(huán)節(jié),120,PPT學習交流,9.6 RC正弦波振蕩電路,1. 電路組成,2. RC串并聯選頻網絡的選頻特性,3. 振蕩電路工作原理,4. 穩(wěn)幅措施,121,PPT學習交流,1. 電