模电复习与考试必看ppt课件.ppt

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1、华成英 复习与考试华成英 复习与考试一、考查什么一、考查什么二、复习什么二、复习什么三、怎样复习三、怎样复习四、复习举例：集成运放应用电路四、复习举例：集成运放应用电路华成英 一、考查什么l 会看：电路的识别、定性分析。：电路的识别、定性分析。如是哪种电路：如是哪种电路：l共射、共基、共集、差分放大电路及哪种接法共射、共基、共集、差分放大电路及哪种接法l引入了什么反馈引入了什么反馈l比例、加减、积分、微分比例、加减、积分、微分运算电路运算电路l低通、高通、带通、带阻有源滤波器低通、高通、带通、带阻有源滤波器l单限、滞回电压比较器单限、滞回电压比较器l正弦波、矩形波、三角波、锯齿波发生电路正弦波

2、、矩形波、三角波、锯齿波发生电路lOTL、OCL、变压器耦合乙类推挽功率放大电路、变压器耦合乙类推挽功率放大电路l线性、开关型直流稳压电源线性、开关型直流稳压电源 又如性能如何：又如性能如何：l放大倍数的大小、输入电阻的高低、带负载能力的强弱、放大倍数的大小、输入电阻的高低、带负载能力的强弱、频带的宽窄频带的宽窄l引入负反馈后电路是否稳定引入负反馈后电路是否稳定l输出功率的大小、效率的高低输出功率的大小、效率的高低l滤波效果的好坏滤波效果的好坏l稳压性能的好坏稳压性能的好坏华成英 l会算：电路的定量分析。电路的定量分析。例如求解例如求解l电压放大倍数、输入电阻、输出电阻电压放大倍数、输入电阻、

3、输出电阻l截止频率、波特图截止频率、波特图l深度负反馈条件下的放大倍数深度负反馈条件下的放大倍数l运算关系运算关系l电压传输特性电压传输特性l输出电压波形及其频率和幅值输出电压波形及其频率和幅值l输出功率及效率输出功率及效率l输出电压的平均值、可调范围输出电压的平均值、可调范围华成英 二、复习什么l 以基本概念、基本电路、基本分析方法为主线以基本概念、基本电路、基本分析方法为主线l 概念和性能指标：每个术语的物理意义，如何应用。概念和性能指标：每个术语的物理意义，如何应用。l 基本电路：电路结构特征、性能特点、基本功能、适用基本电路：电路结构特征、性能特点、基本功能、适用场合，这是读图的基础。

4、见表场合，这是读图的基础。见表11.2.1 基本放大电路基本放大电路 集成运放集成运放 运算电路运算电路 有源滤波电路有源滤波电路 正弦波振荡电路正弦波振荡电路 电压比较器电压比较器 非正弦波振荡电路非正弦波振荡电路 信号变换电路信号变换电路 功率放大电路功率放大电路 直流电源直流电源华成英 l 基本分析方法基本分析方法 通常，不同类型的电路采用不同的方式来描述其功通常，不同类型的电路采用不同的方式来描述其功能和性能指标，不同类型电路的指标参数有不同的求能和性能指标，不同类型电路的指标参数有不同的求解方法。即正确识别电路，并求解电路解方法。即正确识别电路，并求解电路 例如例如l放大电路用放大倍

5、数、输入电阻、输出电阻和通频带描放大电路用放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带描述述l运算电路用运算关系式描述运算电路用运算关系式描述l电压比较器用电压传输特性描述电压比较器用电压传输特性描述l有源滤波器用幅频特性描述有源滤波器用幅频特性描述l功率放大电路用最大输出功率和效率描述功率放大电路用最大输出功率和效率描述l波形发生电路用输出电压波形及其周期和振幅描述波形发生电路用输出电压波形及其周期和振幅描述 例如例如l求解放大电路的参数用等效电路法求解放大电路的参数用等效电路法l求解运算电路要利用节点电流法、叠加原理求解运算电路要利用节点电流法、叠加原理l求解电压比较器的电压传输特性要求解三要素求

6、解电压比较器的电压传输特性要求解三要素l见见11.2.2节节 华成英 三、怎样复习l 重点是基础知识：基本概念、电路、方法重点是基础知识：基本概念、电路、方法l 识别电路是正确分析电路的基础识别电路是正确分析电路的基础l 特别注意基础知识的综合应用，融会贯通。例如：特别注意基础知识的综合应用，融会贯通。例如： 非正弦波发生电路既含有运算电路（积分电路）又含有电压比非正弦波发生电路既含有运算电路（积分电路）又含有电压比较器（滞回比较器），即既包含集成运放工作在较器（滞回比较器），即既包含集成运放工作在线性区线性区的电路的电路又包含集成运放工作在又包含集成运放工作在非线性区非线性区的电路。的电路。

7、 功率放大电路需要和前级电路匹配才能输出最大功率，且为了功率放大电路需要和前级电路匹配才能输出最大功率，且为了消除非线性失真通常要引入负反馈。因此，实用功放涉及到放消除非线性失真通常要引入负反馈。因此，实用功放涉及到放大的概念、放大电路的耦合问题、反馈的判断和估算、自激振大的概念、放大电路的耦合问题、反馈的判断和估算、自激振荡和消振、功放的输出功率和效率。荡和消振、功放的输出功率和效率。 串联型稳压电源本身既是一个负反馈系统，又是大功率电路，串联型稳压电源本身既是一个负反馈系统，又是大功率电路，还要考虑电网电压的影响。还要考虑电网电压的影响。华成英 集成运放引入负反馈虚短、虚断指数对数微分积分

8、加减同相反相比例运算电路引正反馈或开环带通、带阻低通、高通有源滤波器窗口比较器滞回比较器单限比较器电压比较器文氏桥振荡电路串并联网络加RC压控振荡器路三角波、锯齿波发生电矩形波发生电路回路加RC模拟乘法器方、开方乘除、乘功放的前级放大电路，串联型稳压电源的比较放大电路四、复习举例：集成运放应用电路集成运放应用电路注意知识之间注意知识之间的相互关联！的相互关联！虚断，输出不是UOH就是UOL考试分数分布选择题计算题知识点小计第一章3316PN结，稳压二极管，三极管，场效应管15第二章13115基本放大电路18第三章1316差动放大电路分析9第四章16电流源电路分析计算6第五章16低频，高频截止频

9、率计算，单级共射电路频率响应，波特图6第六章16反馈组态，极性判断，深度负反馈电路指标计算6第七章13113运算电路分析,滤波电路16第八章26正弦波振荡电路分析，电压比较器12第九章23功率放大电路的分类6第十章16直流稳压电源6华成英 考试要点l1、题型：选择题 简答计算题 大计算题 2、重要知识点：P型，N型半导体及PN结基本知识；含二极管电路的分析 ；三极管的基本知识；基本放大电路的分析；差动放大电路的分析；负反馈电路的分析与判断；波特图与频率特性；信号的运算电路；波形发生电路；OTL，OCL功放的电路分析及输出功率计算；直流电源l3、重点例题讲解华成英 杂质半导体杂质半导体掺入杂质的

10、本征半导体。掺入杂质的本征半导体。掺杂后半导体的导电率大为提高。掺杂后半导体的导电率大为提高。 掺入的三价元素如掺入的三价元素如B（硼）、（硼）、Al（铝）（铝）等，形成等，形成P型半导体，也称空穴型半导体。型半导体，也称空穴型半导体。 掺入的五价元素如掺入的五价元素如P（磷）等，形成（磷）等，形成N型半导体，也称电子型半导体。型半导体，也称电子型半导体。杂质半导体杂质半导体在杂质半导体中，多子的浓度越高，少子的浓度越低。多子在杂质半导体中，多子的浓度越高，少子的浓度越低。多子的浓度约等于杂质原子的浓度，因而它收温度影响很小，而的浓度约等于杂质原子的浓度，因而它收温度影响很小，而少子由本征激发

11、形成，所以尽管其浓度很多，却对温度非常少子由本征激发形成，所以尽管其浓度很多，却对温度非常敏感，这将影响半导体器件的性能。敏感，这将影响半导体器件的性能。华成英 （1）理想模型）理想模型图图2.3.5 二极管的理想等效模型二极管的理想等效模型正偏时：正偏时：uD=0,RD=0;反偏时：反偏时：iD=0, RD= 。 相当于一理相当于一理想电子开关。想电子开关。二极管最重要的特性：单向导电性。其对应模型最常用的有如下两种：二极管含二极管电路的分析含二极管电路的分析华成英 （2）恒压降模型）恒压降模型 正偏时：正偏时：uD=Uon,RD=0; 反偏时：反偏时：iD=0, RD= 。 相当于一理相当

12、于一理想电子开关想电子开关和恒压源的和恒压源的串联。串联。图图2.3.6 二极管的恒压降等效模型二极管的恒压降等效模型华成英 稳压二极管的伏安特性稳压二极管的伏安特性稳压二极管稳压二极管 利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。其伏安特性如图所示。时工作在反向电击穿状态。其伏安特性如图所示。(a)伏安特性 (b)符号 (c)等效电路华成英 三极管的基本知识三极管的三种工作状态工作状态 NPN PNP 特点截止状态E结、C结反偏; UB UE ; UBUE ;UBUC C0 放大状态E结正偏、C结反偏；UCUBUEE结正

13、偏、C结反偏;UCUBUE ; UBUCE结、C结正偏; UBUE ;UB0（或（或vDS0），则该管为），则该管为N沟道；沟道； vGS0，故为，故为JFET（耗尽型）。（耗尽型）。 (b) iD0（或（或vDS0），则该管为），则该管为P沟道；沟道； vGS0（或（或vDS0），则该管为），则该管为N沟道；沟道； vGS可正、可负，故为耗尽型可正、可负，故为耗尽型MOS管。管。提示：提示： 场效应管工作于恒流区场效应管工作于恒流区：（：（1） N沟道增强型沟道增强型MOS管：管：VDS0, VGSVGS(th) 0；P沟道反之。沟道反之。 （2） N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管：管： VD

14、S0, VGS可正、可正、可负，也可为可负，也可为0；P沟道反之。沟道反之。 （3） N沟道沟道JFET： VDS0, V GS1，以便起振；，以便起振；_+ + RTRCRCR1t uo起振后，起振后，uo逐渐增大则逐渐增大则RT逐渐减小，使得输出逐渐减小，使得输出uo为某值时，为某值时，|AF|=1，从而稳幅。从而稳幅。华成英 l非正弦波发生电路的分析华成英 一、电压比较器的电压传输特性一、电压比较器的电压传输特性比较器的输出电压比较器的输出电压uO与输入电压与输入电压uI之间的对之间的对应关系叫作比较器的传输特性应关系叫作比较器的传输特性,它可用曲线表示它可用曲线表示,也也可用方程式表示

15、。（解题时用虚断，无虚短）可用方程式表示。（解题时用虚断，无虚短）华成英 分析电压传输特性的三要素：分析电压传输特性的三要素：（1）根据限幅电路确定电压比较器的输出低电平）根据限幅电路确定电压比较器的输出低电平UOL和和高电平高电平UOH;（2）写出）写出uN、uP的表达式，令的表达式，令uN=uP求出求出UT;（3）根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出电压的跃变方向。定输出电压的跃变方向。uI反相输入时反相输入时,uIUTuo=UOL,uI同相输入时同相输入时,uIUTuo=UOH。华成英 二、集成运放的非线性工作区二、集成运放的非线

16、性工作区图图8.2.1集成运放工作在非线性区的集成运放工作在非线性区的电路特点及其电压传输特性电路特点及其电压传输特性华成英 三、电压比较器的种类三、电压比较器的种类1.单限比较器单限比较器2.滞回比较器滞回比较器3.窗口比较器窗口比较器图8.2.2电压比较器电压传输特性举例华成英 +uouitui例：例：利用电压比较器将正利用电压比较器将正弦波变为方波。弦波变为方波。uot+Uom-Uom华成英 分别称分别称+UT和和-UT上下阈值电压上下阈值电压。称。称(+UT)(-UT)为为回差回差。当当ui增加到增加到UT时，输出时，输出由由Uom跳变到跳变到-Uom；+uoRR2R1ui当当ui减小

17、到减小到UT时，输出时，输出由由-Uom跳变到跳变到Uom。传输特性：传输特性：uoui0Uom-Uom+UT-UT小于回差的干扰不会引起小于回差的干扰不会引起跳转。跳转。跳转时，正反馈加跳转时，正反馈加速跳转。速跳转。华成英 例：例：R1=10k ，R2=20k ，UOM=12V，UR=9V当当输入输入ui为如图所示的波形时，画出输出为如图所示的波形时，画出输出uo的的波形。波形。+uoRR2R1uiURuoui0Uom-Uom+UT-UT5V10Vuit0华成英 首先计算上下门限电压：首先计算上下门限电压：+uoRR2R1uiURV10212211RomHURRRURRRUV2212211

18、RomLURRRURRRU华成英 +UOM-UOM根据传输特性画输出波形图。根据传输特性画输出波形图。+uoRR2R1uiURuoui0Uom-Uom+UT-UTuiuott10V5V002V华成英 l功率放大电路分析l功率放大电路的分类：l甲类，乙类，甲乙类，丙类，根据三极管的导通角分l 2 华成英 2. 2. OTL 电路（无输出变压器的功率放大电路无输出变压器的功率放大电路） 2CCEBIVUUu静态时，输入电压的正半周：输入电压的正半周： VCCT1CRL地地 C 充电。充电。输入电压的负半周：输入电压的负半周： C 的的 “”T2地地RL C “ ” C 放电。放电。C 足够大，才能

19、认为其对交流信号相当于短路。足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。OTL电路低频特性差。电路低频特性差。2)2(CESCComUVU因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，故选用因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，故选用OTL电路电路。华成英 3. OCL电路（无输出电容功率放大电路）输入电压的正半周：输入电压的正半周： VCCT1RL地地输入电压的负半周：输入电压的负半周： 地地RL T2 VCC两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。2CESCComUVU静态时，静态时，UEQ UBQ0。华成英 +VCCVT1VT2VCCRL( a )( b )OuOtuOui在图（a）所示OCL电路中，已知输入电压ui，为正弦波，输出电压uo，的波形如图（b）所示。试问（1)这是产生了什么失真？如何消除这种失真？（2）求静态时E点电位；（3）求其最大输出功率。解：（1）电路出现交越失真。消除方法见图（2）静态时，UE0V（3）UOM=VCC-UCESLCESCComRUVP22华成英 l直流稳压电源 l (画出整流滤波电路图，见复习题)