教学配套课件：电子技术基础.ppt

1、第1章 常用半导体器件1.1 半导体二极管1.2 特殊二极管 1.3 二极管整流电源1.4 晶体三极管导体:很容易导电的物质。金属一般都是导体。绝缘体:几乎不导电的物质。如橡皮、塑料和石英。半导体:导电能力处于导体和绝缘体之间的物质。如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。自然界中的物质按其导电的能力分为三种:1.1 半导体二极管能力知识点1 半导体的导电特性返回1.半导体的基本知识半导体的导电特点:光敏性：当受外界光的作用时，它的导电能力明显增强。1.掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些微量杂质，它的导电能力就可增加几十万至几百万倍。3.返回热敏性：当受外界热的作用时，它的导电能力明显增强。2.

2、晶体:通过一定的工艺处理，将半导体制成 晶体。本征半导体:完全纯净的、结构完整的半导体晶体。硅和锗的最外层有4个价电子,称 为四价元素。2.本征半导体返回共价键:在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相邻的原子之间形成共价键结构，共用一对价电子。共价键(共用电子对)两相邻原子的价电子组成一个电子对，它们将两个相邻原子结合在一起，组成共价键结构。返回共价键中的两个价电子被紧紧束缚在共价键中，常温下这些价电子很难脱离共价键的束缚，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最

3、外层电子是八个，构成稳定结构。返回自由电子与空穴：自由电子空穴价电子当环境温度升高时，使一些价电子获得足够的能量脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。在其它力的作用下，空穴吸引邻近的价电子来填补，这样的结果相当于空穴在运动，而空穴的运动相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。返回在本征半导体中掺入某些微量的元素，就会使半导体的导电性能有显著变化。（1）N型半导体3.杂质半导体 在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，晶体点阵中的某些硅原子被磷原子取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个价电子与相邻的硅原子的价电子组成共价键。返回 多出的一个电子几乎不受磷原子的

4、束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样半导体中的自由电子数量大大增加，参与导电的载流子主要是自由电子。磷原子就成了不能移动的带正电的离子。N型半导体参与导电的是自由电子（多子）。多余电子磷原子返回（2）P型半导体 在硅或锗晶体中掺入少量的三价硼元素，晶体点阵中的硅或锗原子被硼取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的硅或锗原子的价电子组成共价键时，产生一个空穴。这个空穴要吸引价电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。P型半导体参与导电的是空穴（多子）。硼原子返回（1）PN 结的形成在同一片半导体的基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结

5、。P+NPN结硼离子多子少子磷离子多子少子空间电荷区扩散运动4.PN结返回P+N扩散运动内电场漂移运动PN结处载流子的运动空间电荷区不能移动的正负离子返回P+N内电场对多子起阻碍作用。内电场对少子起驱动作用。内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。扩散的结果使空间电荷区逐渐加宽。返回所以，扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度就固定不变。P+N空间电荷区返回（2）PN结的单向导电性PN结在不加电压时，多子和少子的运动达到动态平衡，所以，PN结对外呈中性。返回+外电场变薄PN+-+RI+内电场PN结外加正向电压（正向偏置）PN结导通返

6、回外电场 变 厚PN-+RI0+内电场+PN结截止返回PN结外加反向电压（反向偏置）小结3.PN结外加正向电压时,PN结处于导通状态,将电路接通;PN结外加反向电压时,PN结处于截止状态,将电路断开;PN结具有单向导电性。返回1.本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高，载流子的浓度越高。2.半导体中的多数载流子是由掺杂产生的，少数载流子是由热激发产生的。由于数量的关系，起导电作用的主要是多数载流子。N型半导体中自由电子是多子，空穴是少子。P型半导体中空穴是多子，电子是少子。PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。能力知识点2

7、半导体二极管1.基本结构返回IUEIUE反向特性死区电压：硅管0.5V,锗管0.1V。导通压降:硅管0.60.7V,锗管0.20.3V。正向特性2.伏安特性返回FMI最大整流电流.1RMU反向峰值电压.2 是指二极管正向导通时允许流过的最大正向平均电流。正常使用时，不能超过此值，否则将管子烧坏。RMI反向峰值电流.3 是指二极管反向截止时允许外加的最高反向工作电压。正常使用时，应该是击穿电压的一半，否则将管子烧坏。RMU 是指在常温下二极管外加反向峰值电压时，流经管子的电流。此电流值受温度影响，硅管反向电流小，锗管较大。3.主要参数返回解：【例1.1】求F点的电位，说明两个管子的作用。承受反向

8、电压而截止。优先导通，所以因为BV;3,DVDVVFABA设二极管为理想二极管起隔离作用。起钳位作用，BADD4.含二极管电路的分析方法返回 利用二极管的单向导电性，可用于整流、检波、元件保护以及在数字电路中作为开关元件。能力知识点3 二极管的作用1.整流作用在ui正半周时二极管正向导通，输出信号同输入信号；在ui负半周时二极管反向截止，输出信号为零。返回2.钳位作用承受反向电压而截止。优先导通，所以因为BV;3,DVDVVFABA设二极管为理想二极管起隔离作用。起钳位作用，BADD返回3.限幅作用tuisin10例1.2 在下图（a）所示电路中，已知输入电压 V，直流电源E=5V,二极管视为

9、理想元件，画出输出电压。返回当当 时，二极管时，二极管D截止，相当于开路，输出电压与输入电截止，相当于开路，输出电压与输入电压相等，即压相等，即 ，波形相同；，波形相同；Vui5iouu Vui5Vu50当 时，二极管D导通，相当于短路，输出电压 输出电压的波形被限制在5V以内，二极管起限幅作用。返回4.开关作用 当ui为10V时，二极管阴极电位被抬高，处于截止状态，将记忆电路和us断开；当ui为0V时，二极管阴极电位降低，处于导通状态，将记忆电路和us接通。这样，通过ui的信号输入，实现了接通或断开us信号的作用。返回小结利用二极管的单向导电性，可用于整流、检波、元件保护以及在数字电路中作为

10、开关元件。二极管有点接触型和面接触型两种结构。二极管具有单向导电性：正向导通，反向截止。返回 1.稳压管基本知识+-符号1.2 特殊二极管能力知识点1 稳压管返回 稳压管是特殊的面接触型二极管。稳压管正常工作的区域是反向击穿区。从反向特性上可以看出，由于反向特性很陡，稳压管中的电流可在很大范围内变化，而其两端电压基本不变。所以说稳压管具有稳压的作用。返回（1）稳定电压 UZ（2）稳定电流IZ（3）最大稳定电流Izmax 稳压管正常工作时必须与一个电阻串联才能起到稳压的作用。RUZULRUL2.主要参数3.应用举例返回【例1.3】在图示电路中，已知U=20V,UZ=6V。试求：1.UL，2.分析

11、稳压原理解：1.V6LU2.设电源电压波动（负载不变）LRZZLUUIIUUU设负载变化（电源电压不变）LRZZLLLUUIIUUIR返回能力知识点2 发光二极管发光二极管同样具有单向导电性，正向导通时发光，反向截止时不发光。返回能力知识点3 光敏二极管 光敏二极管工作在反向工作状态，没有光照射时，其反向电阻很大，PN结流过的反向电流很小；当光照射在PN结上时，在PN结内部产生的电子空穴对在PN结内电场作用下作定向运动，形成光电流。光照越强，光电流也越强。返回1.3 二极管整流电源整流电路:交流电压变为脉动的直流电压。滤波电路:脉动的直流电压转变为平滑的直流电压。稳压电路:使输出电压稳定,不受

12、电网波动及负载变化的影响。返回能力知识点1 直流稳压电源的组成能力知识点2 整流电路1.单相半波整流电路整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流电路。u1u2 0时，二极管D导通，忽略二极管正向压降,u0=u2 u2 0时，二极管D1和D3导通，D2和D4截止，忽略二极管的正向压降,u0=u2。返回u2 uC时，二极管D仍然导通，uo=u2。当u2 C B从尺寸上，C E B结构特点：集电区面积较大基区较薄，掺杂浓度低发射区掺杂浓度较高返回BECNNP基极发射极集电极集电结两个PN结：发射结返回实验电路：是基极电阻。是基极电源，BBRE是集电极电阻。是集电极电源，CCRE发射极是公共端，这种接法

13、称为共发射极接法。发射结外加正向电压，集电结外加反向电压。2.电流放大原理返回实验结果：的变化如下表。发射极电流集电极电流，基极电流改变ECBBIIIR,mAIB/mAIE/mAIC/01.0001.00001.001.002.07.072.004.05.154.104.054.106.03.236.208.01.318.31.095.305.4BCEIIIBCII 4002.08.004.006.05.13.2BCII结论：晶体管具有电流放大作用。返回mAIB/mAIE/mAIC/01.0001.00001.001.002.07.072.004.05.154.104.054.106.03.2

14、36.208.01.318.31.095.305.44002.08.004.006.05.13.2BCII 要使三极管能放大电流，发射结必须正偏，集电结必须反偏。IC与IB之比称为电流放大倍数，即BCII返回用晶体管的载流子运动规律解释放大原理：进入P区的电子小部分与基区的空穴复合，形成基极电流IB，多数电子继续向集电结扩散。发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。返回集电结反偏，少子空穴向基区飘移，形成反向电流ICBO。由于集电结反偏，从基区扩散来的电子穿过集电结而被收集，形成集电极电流IC。BCII结论：由于集电区的空穴数IC，UCE 0.3VIB=0,IC0,UBE I

15、B，即即I2 I1,则有则有CCBBBBURRRV212不受温度影响不受温度影响设设VB UBE，即即VE VB,则有则有EBEEECRVRVII不受温度影响不受温度影响返回直流通路直流通路113TUBEIBICVEIC工作点稳定过程：工作点稳定过程：本电路稳定的过程实际上是本电路稳定的过程实际上是RE形成的形成的负反馈负反馈过程过程.为了保证电压放大倍数不变，为了保证电压放大倍数不变，并联旁路电容并联旁路电容CE。分压式偏置电路分压式偏置电路返回114放大电路的静态值。放大电路的静态值。试求：试求：1.1.2.2.电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。【例例2.

16、32.3】分压式偏置电路分压式偏置电路如图所示，已知如图所示，已知 =46，UBE=0.6V。解：解：1.根据直流通路求静态根据直流通路求静态值。值。2.根据微变等效电路求电根据微变等效电路求电压放大倍数和输入、输出压放大倍数和输入、输出电阻。电阻。返回1151.根据直流通路求静态值。根据直流通路求静态值。V312103010212CCBBBBURRRVV4.26.03BEBEUVVmA6.15.14.2EEECRVIIA35466.1CBIIV8.45.46.112)(ECCCCCERRIUV返回1162.根据微变等效电路求动态指标根据微变等效电路求动态指标9216/3460beLiurRU

17、UAk3k11/10/30/O21CbeBBiRrrRRr1kk963.06.1264620026)1(200EbeIr返回1172.4 2.4 多级放大电路多级放大电路多级放大电路的组成：多级放大电路的组成：多级放大电路的级间耦合方式：多级放大电路的级间耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合。直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合。返回118能力知识点1 阻容耦合放大电路1.各级静态工作点相互独立，可以分别计算。各级静态工作点相互独立，可以分别计算。一、阻容耦合电压放大电路静态与动态分析一、阻容耦合电压放大电路静态与动态分析返回1192.电压放大倍数电压放大倍数211OO1OO

18、uuiiuAAUUUUUUAunuuuuAAAAAn 321级：22222111111/beLuiCLbeLurRArRRrRA其中，返回1203.放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路4.放大电路的输入与输出电阻放大电路的输入与输出电阻niirrrrOO1,返回121二、阻容耦合电压放大电路的频率特性二、阻容耦合电压放大电路的频率特性下限截止频率下限截止频率上限截止频率上限截止频率下面简要分析下面简要分析 幅频特性幅频特性返回122二、阻容耦合电压放大电路的频率特性二、阻容耦合电压放大电路的频率特性放大倍数下降的原因：放大倍数下降的原因：低频区：耦合电容的分压作用低频区：耦合电容的分压

19、作用高频区：晶体管的结电容和电路的分布电容的作用，总的影响结果相当与负载高频区：晶体管的结电容和电路的分布电容的作用，总的影响结果相当与负载并联一个等效电容。并联一个等效电容。中频区：电路中的电容不起作用。中频区：电路中的电容不起作用。返回1232.5 2.5 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈凡是将放大电路输出信号（电压或电流）的凡是将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端的过程称之为反馈。一部分或全部引回到输入端的过程称之为反馈。若引回的反馈信号削弱了净输入信号，就若引回的反馈信号削弱了净输入信号，就 称为称为负反馈负反馈,反之为正反馈。反之为正反馈。能力知识点1 负反

20、馈的基本概念 前面所说的负反馈是直流负反馈，其作用是稳定前面所说的负反馈是直流负反馈，其作用是稳定Q点和抑制零点漂移。点和抑制零点漂移。这节所讨论的负反馈是这节所讨论的负反馈是交流负反馈交流负反馈。返回124负反馈放大电路的输入信号之间的关系负反馈放大电路的输入信号之间的关系反馈信号净输入信号输入信号fdiXXXfidXXX根据输入信号的极性，有根据输入信号的极性，有若反馈信号与输入信号同相，则若反馈信号与输入信号同相，则fidXXX可见，可见，idXX 这种接法为负反馈。这种接法为负反馈。返回125能力知识点2 负反馈的类型及判别方法负反负反馈馈交流反馈交流反馈直流反馈直流反馈串联电压负反馈

21、串联电压负反馈并联电压负反馈并联电压负反馈串联电流负反馈串联电流负反馈并联电流负反馈并联电流负反馈返回126负反馈电路的分析步骤负反馈电路的分析步骤:4.4.判断是否为负反馈。判断是否为负反馈。5.5.判断反馈的类型。判断反馈的类型。1.1.画出交流通路。画出交流通路。2.2.找出反馈元件。找出反馈元件。3.判断判断反馈信号是电压还是电流？反馈信号是电压还是电流？一、判断负反馈的类型一、判断负反馈的类型返回127【例例2.4】串联电压负反馈电路串联电压负反馈电路分析步骤：分析步骤：1.画出交流通路，如图（画出交流通路，如图（b）。）。2.找出反馈元件，此电路是找出反馈元件，此电路是RE1和和R

22、F。（a）（b）返回1283.确定反馈信号是电确定反馈信号是电 压还是电流。压还是电流。是反馈信号。是反馈信号。fU4.4.判断是否为负反馈。判断是否为负反馈。用瞬时极性法判断出各信号的瞬时极性如下：用瞬时极性法判断出各信号的瞬时极性如下：fCCbeiUUUUU211可见，可见，fibeifUUUUU1同相位，则与故为负反馈故为负反馈返回1295.5.判断反馈的类型。判断反馈的类型。从输入端看，反馈信号与输入信号串联，即为从输入端看，反馈信号与输入信号串联，即为串联反馈。串联反馈。综上所述，此电路为综上所述，此电路为串联电压负反馈。串联电压负反馈。从输出端看，反馈信号取自输出从输出端看，反馈信

23、号取自输出电压，即电压，即O11111)(URRRRIRIIUFEEEfEfcf所以为所以为电压反馈。电压反馈。返回130能力知识点能力知识点2 负反馈的主要作用负反馈的主要作用1.降低电压放大倍数降低电压放大倍数返回AFAAf1反馈系数越大，闭环放大倍数越小，甚至小于反馈系数越大，闭环放大倍数越小，甚至小于1。2.提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性3.改善输出波形的质量，减小输出波形的失真。改善输出波形的质量，减小输出波形的失真。131返回4.改善频率特性，展宽通频带。改善频率特性，展宽通频带。两级放大两级放大3.改善输出波形的质量，减小输出波形的失真。改善输出波形的质量，减小输出波形

24、的失真。5.改变输入电阻和输出电阻。改变输入电阻和输出电阻。串联负反馈可使放大电路的输入电阻增大，并联负反馈串联负反馈可使放大电路的输入电阻增大，并联负反馈可使输入电阻减小；电压负反馈使输出电阻减小，电流负反可使输入电阻减小；电压负反馈使输出电阻减小，电流负反馈使输出电阻增大。馈使输出电阻增大。1322.6 2.6 功率放大电路功率放大电路放大系统：放大系统：功率放大电路的任务：输出较大电流，保证电路输出足够大的功率。功率放大电路的任务：输出较大电流，保证电路输出足够大的功率。返回133 为了提高功率，尽可能减小静态时功放管的损耗，所以在电路结构为了提高功率，尽可能减小静态时功放管的损耗，所以

25、在电路结构上采用射级输出形式，静态工作点在上采用射级输出形式，静态工作点在Q2处，即工作在乙类状态。处，即工作在乙类状态。工作在乙类时，输出电流增大很多，但是信号出现严重的失真。工作在乙类时，输出电流增大很多，但是信号出现严重的失真。为了解决上述问题，采用为了解决上述问题，采用OTL和和OCL电路。电路。返回134一、互补对称功放电路一、互补对称功放电路（OTL）T1是是NPN管，管，T2是是PNP管，两管互补对称，在信号的一个周期内轮流导管，两管互补对称，在信号的一个周期内轮流导通，输出完整的正弦波。通，输出完整的正弦波。返回135一、互补对称功放电路一、互补对称功放电路（OTL）电容电容C

26、 C2 2是是T T2 2管的能源，当管的能源，当T T1 1截止时，截止时，C C2 2作为电源使作为电源使T T2 2工作在放大状态。工作在放大状态。返回R RB1B1、R RB2B2和和D D1 1、D D2 2组成分压偏置电路，使两个功放管工作在乙类状态。组成分压偏置电路，使两个功放管工作在乙类状态。136二、互补对称功放电路二、互补对称功放电路（OCL）OTL电路由于电容电路由于电容C2的存在，电路低频响应特性差，不易集成。为此的存在，电路低频响应特性差，不易集成。为此去掉去掉C2，增加负电源给，增加负电源给T2供电，此电路称为供电，此电路称为OCL。电路的特点：电路的特点：1.双电

27、源供电，效率高。双电源供电，效率高。2.低频特性好。低频特性好。3.容易集成。容易集成。返回137本章小结 1.分析放大电路的目的一是确定静态工作点，二是计算分析放大电路的目的一是确定静态工作点，二是计算放大电路的动态性能指标，比如电压放大倍数、输入电阻和放大电路的动态性能指标，比如电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等。输出电阻等。2.基本放大电路静态工作点不稳定，容易受温度的影响，基本放大电路静态工作点不稳定，容易受温度的影响，由此引入分压式偏置放大电路，由此引入分压式偏置放大电路，3.多级放大电路常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、多级放大电路常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合和

28、光电耦合等。变压器耦合和光电耦合等。4.负反馈能改善放大器的性能。稳定放大倍数、减小非负反馈能改善放大器的性能。稳定放大倍数、减小非线性失真、展宽频带、抑制内部噪声和改变输入输出电阻等，线性失真、展宽频带、抑制内部噪声和改变输入输出电阻等，138第2章结 束电子技术基础第3章 集成运算放大电路3.1 差动放大电路3.2 集成运算放大电路的结构及其应用电路零点漂移：零点漂移：0,0Ouui零漂产生的原因：零漂产生的原因：主要是温度的影响主要是温度的影响电路的特点：电路的特点：参数对称，双端输入、双端输出。参数对称，双端输入、双端输出。采用差动输入方式抑制零点漂移。采用差动输入方式抑制零点漂移。返

29、回3.1 差动放大电路能力知识点能力知识点1 基本差动放大电路基本差动放大电路抑制零漂的原理：抑制零漂的原理：由于电路参数对称，当温度升高时，有由于电路参数对称，当温度升高时，有2121,CCCCUUII021OCCUUu双端输出：零点漂移：零点漂移：0,0Ouui此电路的缺点：单端输出零点漂移仍然存在。此电路的缺点：单端输出零点漂移仍然存在。返回2.典型差动放大电路典型差动放大电路电路的特点：电路的特点：引入负反馈电阻引入负反馈电阻RE，抑制，抑制了每管的零漂。了每管的零漂。抑制零漂的原理：抑制零漂的原理：T2C1CIIEIERU21BEBEUU1BI2BI1CI2CI返回3.差动放大电路的

30、信号输入方式差动放大电路的信号输入方式（1）共模信号）共模信号21iiuu 共模信号是干扰信号、温漂信号，是需要共模信号是干扰信号、温漂信号，是需要抑制的信号。抑制的信号。（2）差模信号）差模信号21iiuu差模信号是有用的信号，是需要放大的信差模信号是有用的信号，是需要放大的信号。号。21iiuu比较信号是有用的信号，是需要放大的信比较信号是有用的信号，是需要放大的信号。号。（3）比较信号）比较信号差动放大电路的静态与动态差动放大电路的静态与动态分析与阻容耦合放大电路相分析与阻容耦合放大电路相同，请读者自行分析。同，请读者自行分析。返回 差动放大电路在实际应用中，信号源需要有“接地”点，以避

31、免受到干扰，或者负载需要有“接地”点，以便能安全的工作。根据信号源和负载的接地情况，差动放大电路有四种接法，分别是单端输入单端输出、单端输入双端输出双端输入单端输出、双端输入双端输出。能力知识点能力知识点2 差动放大电路的接法差动放大电路的接法1.单端输入单端输出单端输入单端输出如图所示，Ui1=Ui,Ui2=0,UO为RL的对地电压。单端输入单端输出接法2.单端输入双端输出单端输入双端输出如图所示，Ui1=Ui,Ui2=0,UO为RL两端的电压差。单端输入双端输出接法3.双端输入单端输出双端输入单端输出如图所示，Ui1=Ui2=Ui，UO为RL的对地电压。双端输入单端输出接法4.双端输入双端

32、输出双端输入双端输出如图所示，Ui1=Ui2=Ui，UO为RL两端的电压差。双端输入双端输出接法 为了提高基本差动放大电路的共模抑制比，为了提高基本差动放大电路的共模抑制比，除了要尽可能把电路做到对称外，还必须要增大除了要尽可能把电路做到对称外，还必须要增大ReRe，但，但ReRe阻值过大时，会造成阻值过大时，会造成ReRe上的直流压降增上的直流压降增大，差动放大电路的动态输出范围就会减小，为大，差动放大电路的动态输出范围就会减小，为了解决此问题，需要对基本差动放大电路进行改了解决此问题，需要对基本差动放大电路进行改进，其中具有恒流源的差动放大电路，就能解决进，其中具有恒流源的差动放大电路，就

33、能解决问题。问题。能力知识点能力知识点3 基本差动放大电路的改进基本差动放大电路的改进3.2 3.2 集成运算放大电路的结构集成运算放大电路的结构及其应用电路及其应用电路 运算放大器是由许多晶体管组成的集成电路。运算放大器是由许多晶体管组成的集成电路。早期主要用于放大信号，完成信号的加法早期主要用于放大信号，完成信号的加法,积分，积分，微分等数学运算因而被称为运算放大器。微分等数学运算因而被称为运算放大器。运算放大器运算放大器:集成电路集成电路:将整个电路的各个将整个电路的各个元件做在一个半导体基片上。元件做在一个半导体基片上。返回能力知识点能力知识点1 集成运算放大电路的相关概念集成运算放大

34、电路的相关概念随着集成电路技术的发展，制造集成电路的成本越来越低，使集成运算随着集成电路技术的发展，制造集成电路的成本越来越低，使集成运算放大器的应用越来越广泛。放大器的应用越来越广泛。返回 运算放大器的运算放大器的实际应用实际应用(1)(1)信号的运算电路信号的运算电路比例、加、减、对数、指数、积分、微比例、加、减、对数、指数、积分、微分等运算。分等运算。产生正弦波、方波、锯齿波等波形。产生正弦波、方波、锯齿波等波形。(2)(2)信号的处理电路信号的处理电路(3)(3)信号的产生电路信号的产生电路有源滤波器、精密整流电路、电压比较有源滤波器、精密整流电路、电压比较器、采样器、采样保持电路。保

35、持电路。返回1.运算放大器的组成（内部电路）运算放大器的组成（内部电路）iu集成运放的组成及主要技术指标返回 集成运放集成运放LM324内部结构内部结构两个输入端两个输入端一个输出端一个输出端正电源正电源负电源负电源返回 集成运放的基本结构集成运放的基本结构输入级输入级中间级中间级输出级输出级反相端反相端同相端同相端T3T4T5T1T2ISuu0uCCUCCU返回2脚：反相输入端脚：反相输入端3脚：同相向输入端脚：同相向输入端4脚、脚、7脚：正负电源端脚：正负电源端6脚：输出端脚：输出端1脚、脚、5脚：外接调零端脚：外接调零端8脚：空脚脚：空脚运算放大器的表示符号运算放大器的表示符号8个管脚的

36、运放个管脚的运放A74123451786EEuuou在电路符号图中一般不画出直流在电路符号图中一般不画出直流电源端。电源端。返回 在反相端和同相端之间加一电压在反相端和同相端之间加一电压 ，可得输出，可得输出uo和输入和输入ui之间的电压传输之间的电压传输特性曲线：特性曲线：iu线性区：线性区：iuuAuoo非线性区：非线性区：oMoUu特点：线性区很窄，放大倍数很高。特点：线性区很窄，放大倍数很高。返回能力知识点能力知识点2 集成运算放大器应用集成运算放大器应用的分析依据的分析依据运算放大器的主要技术指标运算放大器的主要技术指标（1）开环电压放大倍数）开环电压放大倍数即是无负反馈时的放大倍数

37、，一般实际运放的开环电压放大倍数为即是无负反馈时的放大倍数，一般实际运放的开环电压放大倍数为74o1010uA（2）最大输出电压）最大输出电压UoM既是在不失真的情况下输出的最大电压，此电压一般等于正、负电源的既是在不失真的情况下输出的最大电压，此电压一般等于正、负电源的电压。即电压。即CCUUoM返回（3）差模输入电阻）差模输入电阻ridrid通常为几兆欧。通常为几兆欧。（4）差模输出电阻）差模输出电阻roro通常为几十欧。通常为几十欧。返回（5）共模抑制比）共模抑制比KCMR即是差模放大倍数与共模放大倍数之比。即是差模放大倍数与共模放大倍数之比。cdodCMRAAK此值很高。此值很高。返回

38、理想运放的条件及分析依据 1.理想运放的条件理想运放的条件(1)A(2)Ri (3)Ro 02.理想运放的分析依据理想运放的分析依据输入端的虚短)1(输入端的虚断)2(输入端的虚地)3(返回)(oouuAuu0ooouAuuuu0uu uuiu（1）输入端的虚短）输入端的虚短（2）输入端的虚断）输入端的虚断0iuruiiidi0ii返回（3）输入端的虚地）输入端的虚地0ii uu0u0u uu0u三个分析依据：三个分析依据：返回能力知识点能力知识点3 3 集成运算放大电路的基本运算集成运算放大电路的基本运算电路电路 分析的问题：分析的问题：1.输出电压与输入电压之间的关系。输出电压与输入电压之

39、间的关系。运算电路：运算电路：比例、加法、减法、积分与微分、比例、加法、减法、积分与微分、对数与反对数及乘除法等运算。对数与反对数及乘除法等运算。2.放大倍数放大倍数3.分析输出波形分析输出波形4.设计运算电路设计运算电路返回1.反相比例运放电路反相比例运放电路比例运算电路 1.电路结构电路结构2.利用虚短，虚断和虚地的利用虚短，虚断和虚地的概念分析概念分析f1f10iiiiii就有就有FoiRuuRuu1FoiRuRuu10求出求出12fRRuuAiouiFuRRu1o返回2.同相比例运算电路同相比例运算电路ouRRRuif110oiiuRRRuuuuf11又即即1o1F1)1(RRuuAu

40、RRuFiouio返回3.电压跟随器电压跟随器,0,1时当FRRiouu 同号器同号器特点：输入电阻大，输出电阻小。存在串联电压负反馈。返回电压跟随器的作用电压跟随器的作用1R2RLR1u2u2u1u1R2RLR2u负载电阻开路时负载电阻开路时:12122uRRRu接入负载电阻时接入负载电阻时:12122/uRRRRRuLL接入运放之后接入运放之后:12122uRRRu负载的接入不影响负载的接入不影响2u返回【例例3.1】已知电路如图所示，试求输出电压已知电路如图所示，试求输出电压uo和静态平衡电阻和静态平衡电阻R2、R3。解：解：iFuRRu)1(111oiFFFuRRRRuRRu)1(11

41、421o42o243112/FFRRRRRR第一级为同相比第一级为同相比例运算电路，即例运算电路，即第二级为反相比第二级为反相比例运算电路，即例运算电路，即静态平衡电阻：静态平衡电阻：返回f3210iiiiiiiiFoiiiRuRuRuRuu1331221110Fo133122111RuuRuuRuuRuuiii)(133122111oRuRuRuRuiiiF)(,32111131211iiiFouuuRRuRRRR时当加法运算电路)(,1321o1iiiFuuuuRR 时当返回【例例3.2】。试求在图示电路中，已知o121,k5,k10V,1V,1uRRRuuFii解：V111oiFuRRu

42、V4)11(2)(22o1oiuuRRu返回减法运算电路 解：用叠加原理分析解：用叠加原理分析11o210iFiiuRRuuu。单独作用时，232311o12)1()1(0iFFiiuRRRRRuRRuuu。单独作用时，2323111ooo)1(iFiFuRRRRRuRRuuu 返回2323111ooo)1(iFiFuRRRRRuRRuuu）（时，和当121o321iiFFuuRRuRRRR12o1iiFuuuRR时，当返回【例例3.3】。试求输出电压已知电路如图所示。ouV9312)1(26261111o1RRRRu解：oo33o322uuRRu92oo1o3ouuuuV339ou返回练习一

43、练习一 写出如图所示各电路中的输入、输出电写出如图所示各电路中的输入、输出电 压的关系式。压的关系式。返回能力知识点能力知识点4 4 集成运算放大电路的其他应用集成运算放大电路的其他应用产生正弦波、方波、锯齿波等波形产生正弦波、方波、锯齿波等波形(1)(1)信号的处理电路信号的处理电路(2)(2)信号的产生电路信号的产生电路有源滤波器、精密整流电路、电压比较器、有源滤波器、精密整流电路、电压比较器、采样采样保持电路。保持电路。运放的其他应用：运放的其他应用：返回线性应用1.电压电流转换电路电压电流转换电路1110RuRuiiiiuuuiLi输出电流与输入电压成正比，与负载电阻无关。输出电流与输

44、入电压成正比，与负载电阻无关。返回2.恒电压源电路恒电压源电路ZFURRu1o输入信号从稳压管两端取出，输出电压与输入信号从稳压管两端取出，输出电压与UZ成正比，输出电压稳定。成正比，输出电压稳定。改变改变RF,输出电压可调。输出电压可调。返回非线性应用非线性应用：运算放大器不外加负反馈，运放非线性应用：运算放大器不外加负反馈，运放 工作在开环状态或者正反馈状态。工作在开环状态或者正反馈状态。分析依据：分析依据：mmUuuuUuuuoooo,返回1.电压比较器电压比较器oMooMoUuUuUuUuRiRi电压传输特性电压传输特性是基准信号是输入信号RiUu返回过零比较器过零比较器oMooMo0

45、0UuuUuuii电压传输特性电压传输特性0RU返回oMooMo00UuuUuuii当输入为正弦波时，输出波形如当输入为正弦波时，输出波形如图所示。图所示。返回2.限幅电路限幅电路221o21oMo;0ZZZZZiUUUuDDUuu反向导通，正向导通，稳压管稳压管限幅电路稳压管限幅电路121o21oMo)(;,0ZZZZZiUUUuDDUuu正向导通，反向导通，稳压管返回2.限幅电路限幅电路二极管限幅电路二极管限幅电路oMooMoooMo;,00;,0UuDUuuuDUuuii截止，二极管；导通，二极管返回第3章结 束电子技术基础第4章 门电路与组合逻辑电路4.2 数制与编制4.3 基本逻辑门

46、电路及其应用4.4 组合逻辑电路的分析与设计4.5 常用集成组合逻辑电路4.1 数字电路概述4.1 4.1 数字电路概述数字电路概述电子技术中的工作信号是模拟信号和数字信号。电子技术中的工作信号是模拟信号和数字信号。模拟信号：模拟信号：随随时间连续的信号。时间连续的信号。锯齿波信号锯齿波信号t tut tu正弦波信号正弦波信号返回能力知识点能力知识点1 1 数字信号的波形与参数数字信号的波形与参数数字信号：数字信号：不随时间连续变化，是跃变的。不随时间连续变化，是跃变的。尖顶波信号尖顶波信号t tut tu方波信号方波信号数字电子电路：数字电子电路：工作信号为数字信号的电路。工作信号为数字信号

47、的电路。数字信号也称为数字信号也称为脉冲信号脉冲信号。返回1.1.分析门电路与组合逻辑电路的输入、输出之间的逻辑关系。分析门电路与组合逻辑电路的输入、输出之间的逻辑关系。2.2.分析触发器与时序逻辑电路的输入、输出之间的逻辑关系。分析触发器与时序逻辑电路的输入、输出之间的逻辑关系。数字电路研究的问题：数字电路研究的问题：数字电路的分析方法：数字电路的分析方法：主要是逻辑代数、卡诺图、逻辑状态表和波形图。主要是逻辑代数、卡诺图、逻辑状态表和波形图。返回能力知识点1 数字信号的波形和参数实际脉冲信号的波形与参数：实际脉冲信号的波形与参数：frttA脉冲信号的后沿时间脉冲信号的前沿时间脉冲信号的幅度

48、.3.2.1fTtP脉冲信号的频率脉冲信号的周期脉冲信号的宽度.6.5.4返回正脉冲正脉冲0 0-5V-5V+5V+5V负脉冲负脉冲+5V+5V0 0-5V-5V0 00 0脉冲的逻辑状态脉冲的逻辑状态高电平高电平低电平低电平返回 由于数字电路的工作信号由于数字电路的工作信号不是高电平就是低电平，不是高电平就是低电平，所以数字电路具所以数字电路具有结构简单、容易集成、分析方便等主要特点。有结构简单、容易集成、分析方便等主要特点。能力知识点2 数字电路的特点与应用 由于数字电路具有上述特点，所以在计算机、自动控制、测量、通由于数字电路具有上述特点，所以在计算机、自动控制、测量、通讯、雷达、广播电

49、视、仪器仪表等科技领域以及生产、生活的各个方面讯、雷达、广播电视、仪器仪表等科技领域以及生产、生活的各个方面得到愈来愈广泛的应用。得到愈来愈广泛的应用。返回数字电路的应用举例钢炉料位的自动测量系统：钢炉料位的自动测量系统：料料返回测量原理分析测量原理分析:测杆向下运动时测杆向下运动时,门电路打开门电路打开,传传递信号递信号记录脉冲的个数，脉冲的记录脉冲的个数，脉冲的个数就反映了料位的高度个数就反映了料位的高度.显示器显示器5 8 05 8 0门门电电路路计计数数器器译译码码器器返回 多位数码中每一位的构成方法和进位规多位数码中每一位的构成方法和进位规则称为数制，也就是计数的方法。在数字电则称为

50、数制，也就是计数的方法。在数字电路中通常采用二进制数和十六进制数。路中通常采用二进制数和十六进制数。返回能力知识点能力知识点1 数制数制4.2 4.2 数制与码制数制与码制 十进制数采用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9十个不同的数码来表示任何一位数，十进制的基数是10，进位规律是“逢十进一”，各数码处在不同数位时，所代表的数值是不同的。1二进制数与十六进制数二进制数与十六进制数十进制数十进制数返回二进制数 二进制数是数字电路中最基本的数制，只有0和1两个数码，基数是2，进位规律是“逢二进一”，每个数位的权是2的幂。十六进制数 十六进制数采用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9、A(10