教学课件·模拟电子技术.ppt

1、常数IC=f(UCE)|IB=常数IC=f(UCE)|IB=常数IC=f(UCE)|IB=ICEO（1）ICBO ICM ICM（2）集电极集电极发射极反向击穿电压发射极反向击穿电压U（BR）CEO U（BR）CEO是指当基极开路时，集电极与发射极之间的反是指当基极开路时，集电极与发射极之间的反向击穿电压。向击穿电压。（3）集电极最大允许）集电极最大允许功率损耗功率损耗PCMPCM是指三极管正常工是指三极管正常工作时最大允许消耗的作时最大允许消耗的功率。功率。（1）温度对）温度对UBE的影响：当温度升高时，三极管的输入的影响：当温度升高时，三极管的输入特性曲线向左移，在特性曲线向左移，在IB相

2、同的条件下，相同的条件下，UBE将会减小将会减小。（2）温度对）温度对ICBO的影响：当温度升高时的影响：当温度升高时，ICBO及及ICEO会增大，从而使三极管的输出特性曲线上移。场效应管场效应管 当当UGS0时时，如图（如图（a）所示。）所示。PN结不承受反向电压，结不承受反向电压，此时漏极电流最大，称之为漏极饱和电流此时漏极电流最大，称之为漏极饱和电流IDSS。当当UGS0时，时，如图（如图（b）所示。）所示。PN结承受反向电压，此时，耗尽结承受反向电压，此时，耗尽层变宽，导电沟道变窄，漏极电流变小。栅源极间的负电层变宽，导电沟道变窄，漏极电流变小。栅源极间的负电压压UGS越大，耗尽层越宽

3、，导电沟道越窄，漏极电流越小。越大，耗尽层越宽，导电沟道越窄，漏极电流越小。图（图（c）为栅源极间的负电压）为栅源极间的负电压UGS大到某一定程度时，两大到某一定程度时，两边的耗尽层相遇，导电沟道被夹断，漏极电子流趋向于零，边的耗尽层相遇，导电沟道被夹断，漏极电子流趋向于零，此时的栅源间电压称为夹断电压，用此时的栅源间电压称为夹断电压，用UGS（off)表示。表示。UGS对漏对漏电极电流电极电流ID的控制关系曲线。的控制关系曲线。漏电极电流漏电极电流ID与与之间的关系。之间的关系。（1）夹断电压夹断电压UGS（off）（2）饱和漏电流）饱和漏电流IDSS（3）漏源击穿电压漏源击穿电压U（BR）

4、DS（4）直流输入电阻）直流输入电阻RGS（5）低频跨导）低频跨导g gm m（6）最大耗散功率最大耗散功率PDM。N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的转移特性曲线如图沟道耗尽型绝缘栅场效应管的转移特性曲线如图1-30（a）所示。其输出特性曲线如图所示。其输出特性曲线如图1-30（b）所示。这种所示。这种管子的管子的UGS不论是正、负或零，都可以控制不论是正、负或零，都可以控制ID，这是耗尽这是耗尽型绝缘栅场效应管的一个重要特点。型绝缘栅场效应管的一个重要特点。UZ2稳压二极管的主要参数稳压二极管的主要参数（1）稳定工作电压）稳定工作电压UZ（2）稳定工作电流）稳定工作电流IZ（3）最大稳定电流）最大

5、稳定电流IZmax（4）最大耗散功率）最大耗散功率PZm（5）动态电阻）动态电阻 io :UUAu=定义定义SESRiIiUoUoU12322UUUD=iiiIUR=oooIUR=0U S=LR f|Au|0.707|Auo|Auo|VomPP=2ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEUBEIBICUCE无输入信号无输入信号(

6、ui=0)时时:uo=0uBE=UBEuCE=UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOICUCEOIBUBEO结论：结论：QIBUBEQUCEICUBEIB无输入信号无输入信号(ui=0)时时:uo=0uBE=UBEuCE=UCE？uCE=UCC iC RC uo 0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uoIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO+集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流分量交流分量动态分析动态分析iCtOiCtICOiCtic

7、O静态分析静态分析uitOuotO直流通路直流通路(IB、IC、UCE)对直流信号电容对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）可看作开路（即将电容断开）断开断开断开断开+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiERBRCuiuORLRSes+XC 0，C 可看作可看作短路。忽略电源的短路。忽略电源的内阻，电源的端电内阻，电源的端电压恒定，直流电源压恒定，直流电源对交流可看作短路对交流可看作短路短路短路短路短路对地短路对地短路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE放大电路无信号

8、输入（放大电路无信号输入（ui=0）时的工作状态。）时的工作状态。估算法、图解法。估算法、图解法。各极电压电流的直流分量。各极电压电流的直流分量。放大电路的直流通路。放大电路的直流通路。(1)静态工作点静态工作点Q：IB、IC、UCE 。静态分析：静态分析：确定放大电路的静态值。确定放大电路的静态值。BBECCB RUUI=所以所以BCCBRUI 根据电流放大作用根据电流放大作用CEOBC III=BB II 当当UBE，输，输出电压为高电平出电压为高电平 UOH，=Uth，当输入信号增大到大，当输入信号增大到大于于 Uth时，电路翻转为低电平时，电路翻转为低电平UOL，此时，此时=Uth2，

9、。输。输入信号继续增大，输出电压保持低电平不变入信号继续增大，输出电压保持低电平不变。其工作原理是：当输入信号很小的时候，其工作原理是：当输入信号很小的时候，输，输出电压为高电平出电压为高电平 UOH，=Uth，当输入信号增大到大，当输入信号增大到大于于 Uth时，电路翻转为低电平时，电路翻转为低电平UOL，此时，此时=Uth2，。输。输入信号继续增大，输出电压保持低电平不变入信号继续增大，输出电压保持低电平不变。若输入信号减小，直减若输入信号减小，直减到到 Uth2，输出电压再，输出电压再次翻转为高电平次翻转为高电平 UOH,输输入信号继续减小，输出入信号继续减小，输出电压保持高电平不变。电

10、压保持高电平不变。其传输特性如图。其传输特性如图。滞回电压比较器的特点是，当输入信号发生变化且通滞回电压比较器的特点是，当输入信号发生变化且通过门限电平时，输出电压会发生翻转，门限电平也随过门限电平时，输出电压会发生翻转，门限电平也随之变换到另一门限电平。当输入电压反向变化而通过之变换到另一门限电平。当输入电压反向变化而通过导致刚才那一瞬间的门限电平时，输出不发生翻转，导致刚才那一瞬间的门限电平时，输出不发生翻转，直到直到 继续变化到另一个门限电平时，电路才发生翻转，继续变化到另一个门限电平时，电路才发生翻转，出现转换迟滞。只要干扰信号不超过门限宽度，电路出现转换迟滞。只要干扰信号不超过门限宽

11、度，电路就不会误翻转。滞回电压比较器常用来对变化缓慢的就不会误翻转。滞回电压比较器常用来对变化缓慢的信号进行整形。信号进行整形。【例例3.3.1】滞回电压比较器电路如滞回电压比较器电路如图图3-34所示，输入信所示，输入信号如图号如图3-36所示，试画出输出电压的波形。所示，试画出输出电压的波形。解解输出波形如输出波形如图图3-34所示。所示。从波形看，在两个门限电压从波形看，在两个门限电压之间的变化量对输出波形没之间的变化量对输出波形没有影响。因而滞回电压比较有影响。因而滞回电压比较器的抗干扰能力很强。器的抗干扰能力很强。图图3-363.窗口比较器窗口比较器简单电压比较器和滞回电压比较器的共

12、同特点是：输入简单电压比较器和滞回电压比较器的共同特点是：输入信号单一方向变化时，输出电压只能跳变一次，故而只信号单一方向变化时，输出电压只能跳变一次，故而只能鉴别一个电平。窗口比较器可以鉴别输入信号是否在能鉴别一个电平。窗口比较器可以鉴别输入信号是否在两个电平之间，窗口比较器电路及传输特性如图两个电平之间，窗口比较器电路及传输特性如图3-27（a）、（）、（b）所示。）所示。图图3-27图图3-27电路由两个简单电压比较器构成。电路由两个简单电压比较器构成。URH、URL 分别为高分别为高参考电压和低参考电压。二极管起到隔离输出端和运放参考电压和低参考电压。二极管起到隔离输出端和运放之间的直

13、接联系。之间的直接联系。RD为限流电阻。为限流电阻。电路的工作原理为：电路的工作原理为：（1）当输入信号）当输入信号ui低于低参考电平低于低参考电平 时，运放时，运放A1输出低输出低电平，二极管电平，二极管VD1截止；截止；A2输出高电平，二极管输出高电平，二极管VD2导导通，输出电压为高电平。通，输出电压为高电平。（2）当输入信号）当输入信号ui界于界于、之间时，之间时，A1、A2均输出低电均输出低电平，二极管平，二极管VD1、VD2均截止，输出电压为低电平。均截止，输出电压为低电平。（3）当输入信号）当输入信号ui高于高参考电平高于高参考电平 时，时，A2输出低电平，输出低电平，二极管二极

14、管VD2截止；截止；A1输出高电平，二极管输出高电平，二极管VD1导通，输导通，输出电压为高电平出电压为高电平。可见窗口比较器具有在输入信号单向变化（单调增或可见窗口比较器具有在输入信号单向变化（单调增或减）时，输出电压跳变两次的特点。有些电路，要求减）时，输出电压跳变两次的特点。有些电路，要求电压工作在某个范围内，既不能超出上限又不能低于电压工作在某个范围内，既不能超出上限又不能低于下限，利用这个特点可以用来做电压监测电路。实际下限，利用这个特点可以用来做电压监测电路。实际使用时，只要在输出端加上发光管就可以做报警或检使用时，只要在输出端加上发光管就可以做报警或检测电路了。测电路了。方波发生

15、器路如图方波发生器路如图3-28所示，由滞回电压比较器和所示，由滞回电压比较器和RC构构成的积分电路组成。输出端的稳压管决定输出方波的幅成的积分电路组成。输出端的稳压管决定输出方波的幅度，度，RC构成的积分电路决定了方波的频率。构成的积分电路决定了方波的频率。信号产生电路是指在无输入信号的情况下，电路自行信号产生电路是指在无输入信号的情况下，电路自行产生某种幅度、频率一定的波形。产生某种幅度、频率一定的波形。图图3-28图图3-282112ZRuURR=且电容上的电压不能突变，故反相输入端的电压且电容上的电压不能突变，故反相输入端的电压约为零。输出电压通过电阻约为零。输出电压通过电阻R向电容充

16、电，电容上的电向电容充电，电容上的电压也就是反相输入端的电压按指数规律增长，而同相输压也就是反相输入端的电压按指数规律增长，而同相输入端的电压保持式入端的电压保持式 大小不变。当反相输入端的电压超过大小不变。当反相输入端的电压超过同相输入端的电压时，输出电压翻转为同相输入端的电压时，输出电压翻转为uo=-UZ,则同相输则同相输入端的电压为入端的电压为2212ZRuURR=幅度幅度 输出电压的幅度由稳压管的稳压值来决定。如若改变输输出电压的幅度由稳压管的稳压值来决定。如若改变输出电压的幅度，只需更换稳压管即可。出电压的幅度，只需更换稳压管即可。频率频率输出电压的周期为输出电压的周期为若适当选取电

17、阻若适当选取电阻R1 和和R2 的数值，即可使的数值，即可使 ,则则而周期和频率互为倒数，有而周期和频率互为倒数，有21ln(12)1RR=212ln(12)RTRCR=2TRC=112fTRC=2.三角波方波发生器三角波方波发生器三角波方波发生器如图。它的构成是在电压比较器的后三角波方波发生器如图。它的构成是在电压比较器的后边加一个积分电路。边加一个积分电路。其原理是第一级电路由前面讲过的滞回电压比较器构成，其原理是第一级电路由前面讲过的滞回电压比较器构成，则第一级输出电压为方波。第二级电路为反相积分器构则第一级输出电压为方波。第二级电路为反相积分器构成。积分电路可以将方波变为三角波。电阻成

18、。积分电路可以将方波变为三角波。电阻R2R2引入了整引入了整个电路的正反馈。个电路的正反馈。（2 2）输出电压的幅度及频率）输出电压的幅度及频率幅度幅度第一级输出电压的幅度由稳压第一级输出电压的幅度由稳压管的稳压值决定。第二级输出管的稳压值决定。第二级输出电压的幅度为电压的幅度为 频率频率输出电压的周期为输出电压的周期为则频率为则频率为21omZRUUR=2421142()R R CTttR=1fT=激振荡必备的两个条件是：（激振荡必备的两个条件是：（1）振幅条件）振幅条件放大器，放大器，表达式可表示为：表达式可表示为：AF1；（；（2）相位条件）相位条件正反馈网正反馈网络，表达式可表示为：络

19、，表达式可表示为：（n1、2、3）。所以，我们）。所以，我们在放大器的输出端引出一条通路，让输出信号又回送到在放大器的输出端引出一条通路，让输出信号又回送到放大器的输入端，形成正反馈就可以产生振荡信号，原放大器的输入端，形成正反馈就可以产生振荡信号，原理如图理如图4-3所示所示。图图4-3下节主要学习三点式下节主要学习三点式振荡器。三点式振荡振荡器。三点式振荡器又有电容三点式和器又有电容三点式和电感三点式之分，它电感三点式之分，它们的共同的特点都是们的共同的特点都是从从LC振荡回路中引出振荡回路中引出三个端点和晶体管的三个端点和晶体管的三个极相连接。三个极相连接。121)2(21CMLLfoO

20、FXXF=12LLUUFOF=。21211021CCCCLf21CCUUFOF=1121CLfo。图图4-14)j/1(1CRZ=)j/1/(2CRZ=RCRj1 =)1/()/1()1/(212RCjRCjRRCjRZZZUUFOF=RCRCjRRCjCjRR131)1()/1(RC1)(31oojF=f0fRCff 210=RCfO=21min36max111.592()2(50 10 10)10 10oPfHzHzRRC=1.58Hz0f0f0f石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路石英晶体振荡器有这样突出的优点：频率稳定度高，石英晶体振荡器有这样突出的优点：频率稳定度高，可达到可达到10-1

21、110-6量级。量级。LCf=21s000121CCsfCCCCLpf=石英晶体振荡器形式多样，可分为并联型晶体振荡器石英晶体振荡器形式多样，可分为并联型晶体振荡器和串联型晶体振荡器两类。和串联型晶体振荡器两类。000)(21CCCCCLCf2121CCCCC=CCC0s021fLCf=sfsfsff 0sff。LomomomoooRUUIIUP22121=CComLCCDCDCUURUIP22=LCCDCRUP2max2=%5.78%1004%100maxmaxmax=DCoPPLomCComLoDCVRUUURPPP222=CComUU2=maxmax222max4.042ooLCCVPP

22、RUP=maxmaxmax2max12.021oVVVPPPP=maxmax2.021oVCMPPPCCCEOBRUU2)(LCCCMRUI21121=RRAuftUusin222=tUusin222=22)(45.0/2UUUAVL=21.1/)(=AVLLUUK2)(22222121AVLLLLUUUUU=LAVLAVDRUII/45.02)()(=22UUR=RMRUU)(AVDFIIVUUAVL9922045.045.02)(=484100/220/222PURLARUILAVDAVD2.0484/99/)()(=VUUR3112204.122=2uuL=)(AVLUK)(AVDI()

23、/2D AVLII=LAVDRUI/45.02)(=RU22UUR=VUUL4.449.0/409.0/2=VUUR8.624.444.14.12=AIILAVD12/22/)(=OLRR0=Cu0=t，22UuuCL=0=Cu0=t，2u2u1ORC=CuCu2uuC=LRCRL=2Cu2u2uuC=2uuC1OR C=CuCuCRL=2Cu2uLu22.1 UULLLFRUI2/)32(LRTC2)53(22.1 UULVUUL252.1302.12=mAIILAVD2505002121)(=VUUR3525222=(1.52)=LRTC2)53(FRTCL8305.0/30202.052

24、5=V)505.37(25)25.1(=29.0 UUL=11)/(CLLLURRRU=rSrS%100/=常数LRIIOOrUUUUSOrOrOUOI常数=IUOOOIUrOrOrOUOIminmaxZZZIIIminmaxZZZIIImaxmin/LZORUI=minmax/LZORUI=maxminImminmaxImOZZinOZZaxIIUURIIUUmaxminRRRmaxRR VUO12=VUZ12=mARUILOO6212minmax=maxmax)32(OZII=mAIIOZ183maxmax=OIUU)32(=VUUOI30125.25.2=VUax2.35Im=VUin8.28Im=，%10mAIZ20max=ZImAIZ2min=mAIO6max=0min=OI，=kIIUUROZZin1.262128.28maxminImmax=kIIUUROZZax16.120122.35minmaxImmin OPPFURRRRRU=212FZUUZpPOURRRRRU221=ZPPOURRRRRU=221minZPOURRRRU221max=0=PROUmAIR105=)240120(/RREFIUR)/1(RRUUPREFO=