模拟电子技术讲稿

第一篇：模拟电子技术讲稿

模拟电子技术实验

模拟电子技术实验(B)内容安排

实验一仪器使用(P37页)(2课时)

实验二单级低频放大器(p71页)(2课时)

实验三集成运算放大器应用(P99页)(2课时) 实验四RC有源滤波器的设计(P112页)(4课时)

实验五正弦波-方波-三角波发生器设计(P136页)(4课时)

上7周考试一周共八周

考试：

平时 50%考试30%实验报告 20%

上面的页码是那本实验书的

《电子技术基础实验，综合设计实验与课程设计》

第二篇：《模拟电子技术基础》教案

1、本课程教学目的：

本课程是电气信息类专业的主要技术基础课。其目的与任务是使学生掌握常用半导体器件和典型集成运放的特性与参数，掌握基本放大、负反馈放大、集成运放应用等低频电子线路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和工程计算方法;使学生具有一定的实践技能和应用能力;培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续课程和深入学习这方面的内容打好基础。

2、本课程教学要求：

1.掌握半导体器件的工作原理、外部特性、主要参数、等效电路、分析方法及应用原理。

2.掌握共射、共集、共基、差分、电流源、互补输出级六种基本电路的组成、工作原理、特点及分析，熟悉改进放大电路，理解多级放大电路的耦合方式及分析方法，理解场效应管放大电路的工作原理及分析方法，理解放大电路的频率特性概念及分析。

3.掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法，理解负反馈对放大电路性能的影响，熟练掌握深度负反馈条件下闭环增益的近似估算，了解负反馈放大电路产生自激振荡的条件及其消除原则。

4.了解集成运算放大器的组成和典型电路，理解理想运放的概念，熟练掌握集成运放的线性和非线性应用原理及典型电路;掌握一般直流电源的组成，理解整流、滤波、稳压的工作原理，了解电路主要指标的估算。

3、使用的教材：

杨栓科编，《模拟电子技术基础》，高教出版社

主要参考书目：

康华光编，《电子技术基础》(模拟部分)第四版，高教出版社

童诗白编，《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，

张凤言编，《电子电路基础》第二版，高教出版社，

谢嘉奎编，《电子线路》(线性部分)第四版，高教出版社，

陈大钦编，《模拟电子技术基础

问答、例题、试题》，华中理工大学出版社，

唐竞新编，《模拟电子技术基础解题指南》，清华大学出版社，

孙肖子编，《电子线路辅导》，西安电子科技大学出版社，

谢自美编，《电子线路

设计、实验、测试》(二)，华中理工大学出版社，

绪论

本章的教学目标和要求：

要求学生了解放大电路的基本知识;要求了解放大电路的分类及主要性能指标。

本章总体教学内容和学时安排：(采用多媒体教学)

§1-1　电子系统与信号

0.5

§1-2

放大电路的基本知识

0.5

本章重点：

放大电路的基本认识;放大电路的分类及主要性能指标。

本章教学方式：

课堂讲授

本章课时安排：

1

本章的具体内容：

1节

介绍本课程目的，教学参考书，本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法;

介绍放大电路的基本认识;放大电路的分类及主要性能指标。

重点:

放大电路的分类及主要性能指标。

第1章　　半导体二极管及其基本电路

本章的教学目标和要求：

要求学生了解半导体基础知识;理解PN结的结构与形成;熟练掌握普通二极管和稳压管的V-I特性曲线及其主要参数，熟练掌握普通二极管正向V-I特性的四种建模。

本章总体教学内容和学时安排：(采用多媒体教学)

§1-1　PN结

§1-2

半导体二极管

§1-3　半导体二极管的应用

§1-4　特殊二极管

本章重点：

PN结内部载流子的运动，PN结的特性，二极管的单向导电性、二极管的特性、参数、应用电路分析及稳压管的特性、参数及其特点。

本章难点：

PN结的形成原理，二极管的非线性伏安特性方程和曲线及其电路分析。

本章主要的切入点：

“管为路用”

从PN结是半导体器件的基础结构，PN结的形成原理入手，通过对器件的非线性伏安特性的描述，在分析电路时说明存在的问题，引出非线性问题线性化的必要性和可行性。

本章教学方式：

课堂讲授

本章课时安排：3

本章习题：

P26

1.1、1.2、1.7、1.9、1.12、1.13。

本章的具体内容：

2、3节

1、介绍本课程目的，教学参考书，本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法;

2、讲解半导体基础知识，半导体，杂质半导体;

3、讲解PN结的特点，PN结的几个特性:单向导电性、伏安特性、温度特性、电容特性。

重点:

PN结的形成过程、PN结的单向导电性、伏安特性曲线的意义，伏安方程的应用。

4节

1、讲解半导体二极管结构和电路符号，基本特点，等效电路;

2、讲解稳压二极管工作原理，电路符号和特点，等效电路;

3、讲解典型限幅电路和稳压电路的分析。

重点：两种管子的电路符号和特点。

讲解课后习题，让学生更好地了解二极管基本电路及其分析方法。

【例1】电路如图(a)所示，已知，二极管导通电压。试画出uI与uO的波形，并标出幅值。

图(a)

【相关知识】

二极管的伏安特性及其工作状态的判定。

【解题思路】

首先根据电路中直流电源与交流信号的幅值关系判断二极管工作状态;当二极管的截止时，uO=uI;当二极管的导通时，。

【解题过程】

由已知条件可知二极管的伏安特性如图所示，即开启电压Uon和导通电压均为0.7V。

由于二极管D1的阴极电位为+3V，而输入动态电压uI作用于D1的阳极，故只有当uI高于+3.7V时

D1才导通，且一旦D1导通，其阳极电位为3.7V，输出电压uO=+3.7V。由于D2的阳极电位为-3V，

而uI作用于二极管D2的阴极，故只有当uI低于-3.7V时D2才导通，且一旦D2导通，其阴极电位即为-3.7V，输出电压uO=-3.7V。当uI在-3.7V到+3.7V之间时，两只管子均截止，故uO=uI。

uI和uO的波形如图(b)所示。

图(b)

【例1-8】

设本题图所示各电路中的二极管性能均为理想。试判断各电路中的二极管是导通还是截止，并求出A、B两点之间的电压UAB值。

【相关知识】

二极管的工作状态的判断方法。

【解题思路】

(1)首先分析二极管开路时，管子两端的电位差，从而判断二极管两端加的是正向电压还是反向电压。若是反向电压，则说明二极管处于截止状态;若是正向电压，但正向电压小于二极管的死区电压，则说明二极管仍然处于截止状态;只有当正向电压大于死区电压时，二极管才能导通。

(2)在用上述方法判断的过程中，若出现两个以上二极管承受大小不等的正向电压，则应判定承受正向电压较大者优先导通，其两端电压为正向导通电压，然后再用上述方法判断其它二极管的工作状态。

【解题过程】

在图电路中，当二极管开路时，由图可知二极管D1、D2两端的正向电压分别为

10V和25V。二极管D2两端的正向电压高于D1两端的正向电压，二极管D2优先导通。当二极管D2导通后，UAB=-15V，二极管

D1两端又为反向电压。故D1截止、D2导通。U

AB

=

-15V。

【例1-9】

硅稳压管稳压电路如图所示。其中硅稳压管DZ的稳定电压UZ=8V、动态电阻rZ可以忽略，UI=20V。试求：

(1)

UO、IO、I及IZ的值;

(2)

当UI降低为15V时的UO、IO、I及IZ值。

【相关知识】

稳压管稳压电路。

【解题思路】

根据题目给定条件判断稳压管的工作状态，计算输出电压及各支路电流值。

【解题过程】

(1)

由于

>UZ

稳压管工作于反向电击穿状态，电路具有稳压功能。故

UO

=

UZ

=

8V

IZ=

I-IO=6-4=2

mA

(2)

由于这时的

稳压管没有被击穿，稳压管处于截止状态。故

IZ

=

0

【例1-10】电路如图(a)所示。其中未经稳定的直流输入电压UI值可变，稳压管DZ采用2CW58型硅稳压二极管，在管子的稳压范围内，当IZ为5mA时，其端电压UZ为10V、为20Ω，且该管的IZM为26mA。

(1)

试求当该稳压管用图(b)所示模型等效时的UZ0值;

(2)

当UO

=10V时，UI

应为多大?

(3)

若UI在上面求得的数值基础上变化±10%，即从0.9UI变到1.1UI，问UO

将从多少变化到多少?相对于原来的10V，输出电压变化了百分之几?在这种条件下，IZ变化范围为多大?

(4)

若UI值上升到使IZ=IZM，而rZ值始终为20Ω，这时的UI和UO分别为多少?

(5)

若UI值在6~9V间可调，UO将怎样变化?

图

(a)

图

(b)

【相关知识】

稳压管的工作原理、参数及等效模型。

【解题思路】

根据稳压管的等效模型，画出等效电路，即可对电路进行分析。

【解题过程】

(1)

由稳压管等效电路知，

(2)

(3)

设不变。当时

当时

(4)

(5)

由于U

I

故UO将随U

I在6~9

V之间变化

第2章　　半导体三极管及放大电路基础

本章的教学目标和要求：

要求学生正确理解放大器的一些基本概念，掌握BJT的简化模型及其模型参数的求解方法，掌握BJT的偏置电路，及静态工作点的估算方法;掌握BJT的三种基本组态放大电路的组成，指标，特点及分析方法;理解放大器的频率响应的概念和描述，掌握放大器的低频、高频截止频率的估算，单管放大器的频率响应的分析，波特图的折线画法。

本章总体教学内容和学时安排：(采用多媒体与板书相结合的教学方式)

§2-1

半导体BJT

§2-2

共射极放大电路

§2-3

图解分析法

§2-4

小信号模型分析法

§2-5

放大电路的工作点稳定问题

§2-6

共集电极电路和共基极电路

§2-7

多级放大电路

§2-8

放大电路的频率响应

习题课

本章重点：

以共射极放大电路为例介绍基本放大电路的组成、工作原理、静态工作点的计算、性能指标计算。

频率响应的概述，波特图的定义;BJT的简化混合高频等效模型，单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。

本章难点：

对放大概念的理解;等效模型的应用;对电路近似分析的把握。

本章主要的切入点：

通过易于理解的物理概念、作图的方法理解放大的概念;通过数学推导与物理意义的结合，加强对器件等效模型的理解;通过CB、CC、CS等基本电路的分析，强化工程分析的意识和分析问题的能力。

本章教学方式：

课堂讲授+仿真分析演示

本章课时安排：

14

本章习题：

P84

2.3、2.4、2.7、2.8、2.11、2.12、2.13、2.14、2.15、2.16、2.18、2.19、2.20。

本章的具体内容：

5、6、7节：

介绍半导体BJT的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。

重点：BJT内部载流子的移动、电流的分配关系和特性曲线。

8、9、10节：

介绍共射放大器组成原则，电路各元件的作用，介绍Q点定义及其合理设置的重要性，放大电路的工作原理，信号在放大电路各点的传输波形变化;放大电路组成原则。

重点:

强调对于各个基本概念的理解和掌握。

11、12、13、14节：

对放大电路进行分析，介绍直流、交流通路的画法原则，并例举几个电路示范;

采用图解法对放大电路的Q点、电压放大倍数和失真情况进行分析，强调交、直流负载线的区别。

再对一个典型共射放大电路进行完整的动态参数分析，并对其分析结果进行详细分析和讨论，从而作为此部分的一个小结。

重点:

直流、交流通路的画法原则，典型共射放大电路进行完整的动态参数分析。

15、16节：

介绍三极管的小信号等效模型、并用小信号模型法分析基本放大电路的主要性能指标Av，Ri，Ro。

重点：建立小信号电路模型，将非线性问题线性化。

讲解课后习题，使学生熟悉用图解法和小信号模型法分析放大电路的方式方法。

讨论放大电路Q点的稳定性。从影响Q点稳定的因素入手，在固定偏流电路的基础上介绍分压偏置电路，并对其稳定静态工作点的原理进行详细分析。

对典型分压偏置共射放大器进行直流分析，强调直流分析中VCC的分割，工程近似法计算Q点;

重点:

对典型分压偏置共射放大器进行交直流分析。

17、18节：

简要介绍有稳Q能力的其它电路结构形式，

介绍共集放大器(CC)的原理图、直流通路、交流通路、交直流分析，介绍其特点和典型应用;给出一个典型CC放大器和其分析结论由学生课外完成分析;

介绍共基放大器(CB)，原理图，直流通路，交流通路，交直流分析，介绍其特点和典型应用;

给出一个典型CB放大器和其分析结论由学生课外完成分析。

结合一个简单综合性例题小结三组态的特点。

给出一个CE，CC，CB放大器比较对照表由学生课外完成分析。

重点:

共集放大器(CC)的交直流分析，共基放大器(CB)的交直流分析。

频率响应的概述，基本概念，三个频段的划分，引入RC高通电路模拟低频响应，RC低通电路模拟高频响应，它们的幅频响应，相频响应;的频率响应;波特图的定义;BJT的完整混合模型，简化高频等效模型，主要参数的推导;单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。放大器增益带宽积的概念，影响因素，多级放大器的频率响应。以一个单管共射放大电路的分析为例题对以上内容做一个小结。

重点:

频率响应的基本概念，简化高频等效模型，主要参数的推导;单管共射放大器频率响应的分析。

讲解课后习题，并对本章内容作个简单的小结。

【例2-1】电路如图所示，晶体管的β=100，UBE=0.7

V，饱和管压降UCES=0.4

V;稳压管的稳定电压UZ=4V，正向导通电压UD=0.7

V，稳定电流IZ=5

mA，最大稳定电流IZM=25

mA。试问：

(1)当uI为0

V、1.5

V、25

V时uO各为多少?

(2)若Rc短路，将产生什么现象?

【相关知识】

晶体管工作状态的判断，稳压管是否工作在稳压状态的判断以及限流电阻的作用。

【解题思路】

(1)

根据uI的值判断晶体管的工作状态。

(2)

根据稳压管的工作状态判断uO的值。

【解题过程】

(1)当uI=0时，晶体管截止;稳压管的电流

在IZ和IZM之间，故uO=UZ=4

V。

当uI=15V时，晶体管导通，基极电流

假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流

由于uO>UCES=0.4

V，说明假设成立，即晶体管工作在放大状态。

值得指出的是，虽然当uI为0

V和1.5

V时uO均为4

V，但是原因不同;前者因晶体管截止、稳压管工作在稳压区，且稳定电压为4

V，使uO=4

V;后者因晶体管工作在放大区使uO=4

V，此时稳压管因电流为零而截止。

当uI=2.5

V时，晶体管导通，基极电流

假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流

在正电源供电的情况下，uO不可能小于零，故假设不成立，说明晶体管工作在饱和状态。

实际上，也可以假设晶体管工作在饱和状态，求出临界饱和时的基极电流为

IB=0.18

mA>IBS，说明假设成立，即晶体管工作在饱和状态。

(2)若Rc短路，电源电压将加在稳压管两端，使稳压管损坏。若稳压管烧断，则uO=VCC=12

V。

若稳压管烧成短路，则将电源短路;如果电源没有短路保护措施，则也将因输出电流过大而损坏。

【方法总结】

(1)

晶体管工作状态的判断：对于NPN型管，若uBE>Uon(开启电压)，则处于导通状态;若同时满足UC≥UB>UE，则处于放大状态，IC=βIB;若此时基极电流

则处于饱和状态，式中ICS为集电极饱和电流，IBS是使管子临界饱和时的基极电流。　(2)稳压管是否工作在稳压状态的判断：稳压管所流过的反向电流大于稳定电流IZ才工作在稳压区，反向电流小于最大稳定电流IZM才不会因功耗过大而损坏，因而在稳压管电路中限流电阻必不可少。图示电路中Rc既是晶体管的集电极电阻，又是稳压管的限流电阻。

【例2-2】电路如图所示，晶体管导通时UBE=0.7V，β=50。试分析uI为0V、1V、1.5V三种情况下T的工作状态及输出电压uO的值。

【相关知识】

晶体管的伏安特性。

【解题思路】

根据晶体管的管压降与，以及基极电流和集电极电流的特点，直接可以判别出管子的

工作状态，算出输出电压。

【解题过程】

(1)当VBB=0时，T截止，uO=12V。

(2)当VBB=1V时，因为

μA

所以T处于放大状态。

(3)当VBB=3V时，因为

μA

所以T处于饱和状态。

【例2-3】试问图示各电路能否实现电压放大?若不能，请指出电路中的错误。图中各电容对交流可视为短路。

图(a)

图(b)

图(c)

图(d)

【相关知识】

放大电路的组成原理。

【解题思路】

放大电路的作用是把微弱的电信号不失真地放大到负载所需要的数值。即要求放大电路既要有一定的放大能力，又要不产生失真。因此，首先要检查电路中的晶体管(非线性器件)是否有合适的直流偏置，是否工作在放大状态(线性状态)，其次检查信号源、放大器和负载之间的信号传递通道是否畅通，并具有电压放大的能力。

【解题过程】

图(a)电路不能实现电压放大。电路缺少集电极电阻，动态时电源相当于短路，输出端没有交流电压信号。

图(b)电路不能实现电压放大。电路中缺少基极偏置电阻，动态时电源相当于短路，输入交流电压信号也被短路。

图(c)

电路也不能实现电压放大。电路中晶体管发射结没有直流偏置电压，静态电流，放大电路工作在截止状态。

图(d)电路能实现小信号电压放大。为了保证输出信号不失真(截止、饱和)，当输入信号为正时，应不足以使三极管饱和;当输入信号为负时，应不会使三极管截止。

【例2-4】单级放大电路如图所示，已知Vcc=15V，，,,

此时调到，，，，，，晶体管饱和压降UCES为1V，晶体管的结电容可以忽略。试求：

(1)静态工作点，：

(2)中频电压放大倍数、输出电阻、输入电阻;

(3)估计上限截止频率和下限截止频率;

(4)动态范围=?输入电压最大值Ui

p=?

(5)当输入电压的最大值大于Ui

p时将首先出现什么失真?

【相关知识】

(1)共射极放大电路。

(2)放大电路的频率特性。

【解题思路】

(1)根据直流通路可求得放大电路的静态工作点。

(2)根据交流通路可求得放大电路的、、。

(3)根据高频区、低频区的等效电路可分别求出和。

(4)根据静态工作点及交流负载线的斜率可求得动态范围

，同时可判断电路出现失真的状况。

(5)根据电压放大倍数和动态范围可求出Ui

p。

【解题过程】

(1)采用估算法求解静态工作点。由图可知

故

(2)利用微变等效电路法，求解放大电路的动态指标。

(3)当电路中只有一个惯性环节时，电路的截止频率可以表示为，其中

为电容

所在回路的等效电阻。

在高频区，根据题意，晶体管的结电容可以忽略，影响电路上限截止频率的电容只有负载等效电容。故电路的上限截止频率为

在低频区，影响下限截止频率的电容有、和。可以分别考虑输入回路电容(、)和输出回路电容()的影响，再综合考虑它们共同作用时对电路下限截止频率的影响。

只考虑输出回路电容时

只考虑输入回路电容和时，为了简化计算，忽略偏置电阻及射极电阻的影响，把射极旁路电容折算到基极回路，则有

由于，所以电路的下限截止频率为

(4)

由于，即电路的最大不失真输出电压受截止失真的限制，故电路的动态范围

输入电压最大值

(5)

由上述分析可知，当输入电压的最大值大于U

ip时，电路将首先出现截止失真。

【例2-5】

图示放大电路为自举式射极输出器。在电路中，设，，，，晶体管的，，各电容的容量足够大。试求：

(1)断开电容，求放大电路的输入电阻和输出电阻。

(2)接上电容，写出的表达式，并求出具体数值，再与(1)中的数值比较。

(3)接上电容，若通过增大来提高，那么的极限值等于多少?

图(a)

【解相关知识】

射极输出器、自举原理、密勒定理。

【解题思路】

根据放大电路的微变等效电路求放大电路的输入电阻。

【解题过程】

在分析电路的指标之前，先对自举式射极输出器的工作原理作一简要说明。在静态时，电容相

当于开路;在动态时，大电容相当于短路，点

E和点A的交流电位相等。由于点E的交流电位跟随输入信号(点B的交流电位)变化，所以两端的交流电位接近相等，流过的交流电流接近

于零。对交流信号来说，相当于一个很大的电阻，从而减小了、对电路输入电阻的影响。由于大电容C的存在，点A的交流电位会随着输入信号而自行举起，所以叫自举式射极输出器。

这种自举作用能够减小直流偏置电阻对电路输入电阻的影响，可以进一步提高射极输出器的输入电阻。

(1)在断开电容C后，电路的微变等效电路如图

(b)所示。图中

图(b)

。

由图可以求出

可见，射极输出器的原来是很大的，但由于直流偏置电阻的并联，使减小了很多。

(2)接上自举电容后，用密勒定理把等效为两个电阻，一个是接在B点和地之间的

，另一个是接在A(E)点和地之间的，其中是考虑了与、以及并联后的，如图(c)所示。

图(c)

由于，但小于1，所以是一个比大得多的负电阻，它与、、并联后，总的电阻仍为正。由于很大，它的并联效应可以忽略，从而使

此时

所以，自举式射极输出器的输入电阻

由于对的并联影响小得多，所以比没有自举电容时增大了。

(3)

通过增大以增大的极限情况为，即用自举电阻提高的结果，使

只取绝于从管子基极看进去的电阻，与偏置电阻几乎无关。

【例2-6】试判断图示各电路属于何种组态的放大电路，并说明输出电压相对输入电压的相位关系。

(a)

(b)

(c)(d)

【相关知识】

共集-共射，共射-共集，共集-共基组合放大电路。

【解题思路】

根据信号流向分析各个晶体管放大电路的组态及输出电压与输入电压的相位关系。

【解题过程】

图(a)所示电路第一级是共集电极放大电路，输出电压与输入电压同相;第二级是共射极放大电路，输出电压与输入电压反相。因此，整个电路是共集-共射组合电路，输出电压与输入电压反相。

图(b)所示电路第一级是共射极放大电路，输出电压与输入电压反相;第二级是共基极放大电路，输出电压与输入电压同相。因此，整个电路是共射-共基组合电路，输出电压与输入电压反相。

图(c)所示电路第一级是共集电极放大电路，输出电压与输入电压同相;第二级是共基极放大电

路，输出电压与输入电压同相。因此整个电路是共集-共基组合电路，输出电压与输入电压同相。

图(d)所示电路由于T1管集电极具有恒流特性，因而T1管是T2管的有源负载，所以T2管组成了有源负载的共射放大器，输出电压与输入电压反相。

【例2-7】

晶体管组成的共集-共射、共射-共集、共射-共基等几种组合放大电路各有其独特的优点，请你选择合适的组合放大电路，以满足如下所述不同应用场合的需求。

(1)电压测量放大器的输入级电路。

(2)输出电压受负载变化影响小的放大电路。

(3)负载为0.2kΩ，要求电压增益大于60dB的放大电路。

(4)输入信号频率较高的放大电路。

【相关知识】

共集-共射，共射-共集，共射-共基组合放大电路。

【解题思路】

根据三种组合放大电路的特点，选择满足应用需求的组合放大电路。三种组合放大电路的特点如下：

(1)共集-共射组合放大电路，不仅具有共集电极电路输入电阻大的特点，而且具有共射电路电压放大倍数大的特点;

(2)共射-共集组合放大电路，不仅具有共射电路电压放大倍数大的特点，而且具有共集电极电路输出电阻小的特点;

(3)共射-共基组合放大电路，共基极电路本身就有较好的高频特性，同时将输入电阻很小的共基极电路接在共射极电路之后，减小了共射极电路的电压放大倍数，使共射极接法的管子集电结电容效应减小，改善了放大电路的频率特性。因此，共射-共基组合放大电路在高频电路中获得了广泛的应用。该组合电路的电压放大倍数近似等于一般共射电路的电压放大倍数。

【解题过程】

(1)电压测量放大器的输入级既要有较大的输入电阻，又要有一定的电压放大能力，应采用共集-共射组合放大电路。

(2)输出电压受负载变化影响小的放大电路应具有较小的输出电阻，也要有一定的电压放大能力，应采用共射-共集组合放大电路。

(3)负载为0.2kΩ，电压增益大于60dB的放大电路应采用电压放大倍数大、输出电阻小的共射-共集组合电路，最好在输入级再增加一级具有高输入电阻的共集电极电路。

(4)输入信号频率较高时，应采用频率特性好的共射-共基组合放大电路。

第3章

场效应管放大电路

本章的教学目标和要求：

要求学生了解JFET、MOSFET的结构特点，理解其工作原理;掌握JFET、MOSFET的特性曲线及其主要参数，掌握BJT、JFET、MOSFET三者之间的差别;掌握FET的偏置电路，工作点估算方法，掌握FET的小信号跨导模型，掌握FET的共源和共漏电路的分析和特点。

本章总体教学内容和学时安排：(采用多媒体教学方式)

§3-1

结型场效应管

§3-2

金属-氧化物-半导体场效应管

§3-3

场效应管放大电路

习题课

本章重点：

各种场效应管的外特性及参数，场效应管放大电路的偏置电路及特点。

本章难点：

场效应管的工作原理以及静态工作点的计算。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：8

本章的具体内容：

19、20节：

介绍结型场效应管的工作原理、结型场效应管的特性曲线以及主要参数。

重点：对结型场效应管的特性曲线的理解。

21、22、23节：

介绍MOS效应管的工作原理、MOS效应管的特性曲线以及主要参数。

重点：对MOS效应管的特性曲线的理解。

24、25、26节：

FET放大电路的分类，Q点设置方法，两种偏置方法的特点，以及用图解法、计算法对电路进行分析。FET的小信号模型，并用它对共源、共漏放大器分析;加一习题课讲解习题并对本章作一小结。

重点:强调分析方法的掌握，以及电路结构、分析过程与BJT放大器的对比。

【例3-1】在图示电路中，已知场效应管的;问在下列三种情况，管子分别工作在那个区?

(1),

(2),

(3),

【相关知识】

场效应管的伏安特性。

【解题思路】

根据管子工作在不同区域的特点，判断管子的工作状态。

【解题过程】

(1)

因为

管子工作在截止区。

(2)

因为

管子工作在放大区。

(3)

因为

管子工作在可变电阻区。

【例3-2】

电路如图(a)示。其中，，,,场效应管的输出特性如图(b)

所示。试求电路的静态工作点、和之值。

图(a)

图(b)

【相关知识】

结型场效应管及其外特性，自给偏压电路，放大电路的直流通路、解析法、图解法。

【解题思路】

根据放大电路的直流通路，利用解析法或图解法可求得电路的静态工作点。

【解题过程】

由场效应管的输出特性可知管子的，

由式

及

得

与双极型晶体管放大电路类似，分析场效应管放大电路的静态工作点，也有两种方法，解析法和图解法

【另一种解法】

(1)在输出特性曲线上，根据输出回路直流负载线方程

作直流负载线MN，如图(d)所示。MN与不同

的输出特性曲线有不同的交点。Q点应该在MN上。

图(c)

图(d)

(2)由交点对应的、值在~坐标上作曲线，称为~控制特性，如图

(c)所示。

(3)在控制特性上，根据输入回路直流负载线方程

代入，可作出输入回路直流负载线。该负载线过原点，其斜率为，与控制特性曲线的　　交点即为静态工作点。由此可得，

(4)根据，在输出回路直流负载线上可求得工作点，再由点可得　　　　　　　。

【例3-3】

两个场效应管的转移特性曲线分别如图

(a)、(b)所示，分别确定这两个场效应管的类型，并求其主要参数(开启电压或夹断电压，低频跨导)。测试时电流iD的参考方向为从漏极D到源极S。

(a)

(b)

【相关知识】

(1)场效应管的转移特性。

(2)场效应管的电参数。

【解题思路】

根据场效应管的转移特性确定其开启电压或夹断电压，及在某一工作点处的跨导。

【解题过程】

(a)图曲线所示的是P沟道增强型MOS管的转移特性曲线。其开启电压UGS(th)=-2V，IDQ=

-1mA

在工作点(UGS=-5V，

ID=-2.25mA)处，跨导

(b)图曲线所示的是N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线，其夹断电压，

在工作点(UGS=-2V，

ID=1mA)处，跨导

第4章

集成运算放大器

本章的教学目标和要求：

要求学生了解差分式放大低电路的基本概念，简单差分式放大电路的组成、工作原理，差分放大电路静态工作点与主要性能指标的计算;了解集成运放电路的组成及特点;了解集成运放的主要参数和性能指标;理解理想运放的概念，掌握理想运放的线性工作区的特点，运放在线性工作区的典型应用;掌握理想运放的非线性工作区的特点，运放在非线性工作区的典型应用。

本章总体教学内容和学时安排：(采用多媒体教学)

§4-1

集成运放概述

§4-2

集成运放中的基本单元电路

§4-3　通用集成运放

§4-4　运放的主要参数几简化低频等效电路

本章重点：

差分式放大电路的组成、工作原理，差分放大电路静态工作点与主要性能指标的计算;零点漂移现象;差动放大器对差模信号的放大作用和对共模信号的抑制作用;半电路分析方法。

电流源电路的结构和工作原理、特点;

直接耦合互补输出级电路的结构原理、特点，交越失真的概念;

本章难点：

对差模信号共模信号的理解，对任意信号单端输入、单端输出差动放大器的分析;多级放大器前后级之间的相互影响。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：6

本章习题：

P144

4.1、4.2、4.3、4.5、4.6、4.10、4.11、4.12、4.13、4.19、4.20。

本章的具体内容：

27、28、29节：

介绍集成电路运算放大器中的几种电流源形式;介绍引入直接耦合放大电路的产生零点漂移的原因，零点漂移的抑制方法;直接耦合放大电路的直流分析。任意信号的差模共模分解，典型差分放大器的结构，对共模差模信号的不同响应。

重点:

产生零点漂移的原因，零点漂移的抑制方法;典型差分放大器的原理。

30、31、32节：

差分放大器对差模信号的放大作用的详细分析，共模抑制比的概念。差放的四种典型接法，并对几种结构的交流特性做分析。简要介绍改进型差放的改进原理。

介绍集成电路运算放大器的内部结构、工作原理、主要参数和性能指标。

重点：共模抑制比，差放的四种典型接法和集成运放的工作原理。

【例4-1】三个两级放大电路如下图所示，已知图中所有晶体管的β均为100，rbe均为1

kΩ，所有电容均为10

μF，VCC均相同。

填空：

(1)填入共射放大电路、共基放大电路等电路名称。

图(a)的第一级为_________，第二级为_________;

图(b)的第一级为_________，第二级为_________;

图(c)的第一级为_________，第二级为_________。

(2)三个电路中输入电阻最大的电路是_________，最小的电路是_________;输出电阻最大的电路是_________，最小的电路是_________;电压放大倍数数值最大的电路是_________;低频特性最好的电路是_________;若能调节Q点，则最大不失真输出电压最大的电路是_________;输出电压与输入电压同相的电路是_________。

【相关知识】

晶体管放大电路三种接法的性能特点，多级放大电路不同耦合方式及其特点，多级放大电路动态参数与组成它的各级电路的关系。

【解题思路】

(1)通过信号的流通方向，观察输入信号作用于晶体管和场效应管的哪一极以及从哪一极输出的信号作用于负载，判断多级放大电路中各级电路属于哪种基本放大电路。

(2)根据各种晶体管基本放大电路的参数特点，以及单级放大电路连接成多级后相互间参数的影响，分析各多级放大电路参数的特点。

【解题过程】

(1)在电路(a)中，T1为第一级的放大管，信号作用于其发射极，又从集电极输出，作用于负载(即第二级电路)，故第一级是共基放大电路;T2和T3组成的复合管为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T2的基极，又从复合管的发射极输出，故第二级是共集放大电路。

在电路(b)中，T1和T2为第一级的放大管，构成差分放大电路，信号作用于T1和T2的基极，又从T2的集电极输出，作用于负载(即第二级电路)，是双端输入单端输出形式，故第一级是(共射)差分放大电路;T3为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T3的基极，又从其发射极输出，故第二级是共集放大电路。

在电路(c)中，第一级是典型的Q点稳定电路，信号作用于T1的基极，又从集电极输出，作用于负载(即第二级电路)，故为共射放大电路;T2为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T

2的基极，又从其集电极输出，故第二级是共射放大电路。

应当特别指出，电路(c)中T3和三个电阻(8.2

kΩ、1.8

kΩ、1

kΩ)组成的电路构成电流源，等效成T2的集电极负载，理想情况下等效电阻趋于无穷大。电流源的特征是其输入回路没有动态信号的作用。要特别注意电路(c)的第二级电路与互补输出级的区别。

(2)比较三个电路的输入回路，电路(a)的输入级为共基电路，它的e−b间等效电阻为rbe/(1+β)，Ri小于rbe/(1+β);电路(b)的输入级为差分电路，Ri大于2rbe;电路(c)输入级为共射电路，Ri是rbe与10

kΩ、3.3

kΩ电阻并联，Ri不可能小于rbe/(1+β);因此，输入电阻最小的电路为(a)，最大的电路为(b)。

电路(c)的输出端接T2和T3的集电极，对于具有理想输出特性的晶体管，它们对“地”看进去的等效电阻均为无穷大，故电路(c)的输出电阻最大。比较电路(a)和电路(b)，虽然它们的输出级均为射极输出器，但前者的信号源内阻为3.3

kΩ，后者的信号源内阻为10

kΩ;且由于前者采用复合管作放大管，从射极回路看进去的等效电阻表达式中有1/(1+β)2，而后者从射极回路看进去的等效电阻表达式中仅为有1/(1+β)，故电路(a)的输出电阻最小。

由于电路(c)采用两级共射放大电路，且第二级的电压放大倍数数值趋于无穷大，而电路(a)和(b)均只有第一级有电压放大作用，故电压放大倍数数值最大的电路是(c)。

由于只有电路(b)采用直接耦合方式，故其低频特性最好。

由于只有电路(b)采用±VCC两路电源供电，若Q点可调节，则其最大不失真输出电压的峰值可接近VCC，故最大不失真输出电压最大的电路是(b)。

由于共射电路的输出电压与输入电压反相，共集和共基电路的输出电压与输入电压同相，可以逐级判断相位关系，从而得出各电路输出电压与输入电压的相位关系。电路(a)和(b)中两级电路的输出电压与输入电压均同相，故两个电路的输出电压与输入电压均同相。电路(c)中两级电路的输出电压与输入电压均反相，故整个电路的输出电压与输入电压也同相。

综上所述，答案为(1)共基放大电路，共集放大电路;差分放大电路，共集放大电路;共射放大电路，共射放大电路;(2)(b)，(a);(c)，(a);(c);(b);(b);(a)，(b)，(c)。

【例4-2】电路如图所示。已知，，，，，。时，。

(1)试说明和、和、以及分别组成什么电路?

(2)若要求上电压的极性为上正下负，则输入电压的极性如何?

(3)写出差模电压放大倍数的表达式，并求其值。

【相关知识】

(1)差分放大电路。

(2)多级放大电路。

(3)电流源电路。

【解题过程】

根据差分放大电路、多级放大电路的分析方法分析电路。

【解题过程】

(1)、管组成恒流源电路，作和管的漏极有源电阻，、管组成差分放大电路，并且恒流源作源极有源电阻。管组成共射极放大电路，并起到电平转化作用，使整个放大

电路能达到零输入时零输出。管组成射极输出器，降低电路的输出电阻，提高带载能力，这

里恒流源作为管的射极有源电阻。

(2)为了获得题目所要求的输出电压的极性，则必须使基极电压极性为正，基极电压极性为负，也就是管的栅极电压极性应为正，而管的栅极电压极性应为负。

(3)整个放大电路可分输入级(差分放大电路)、中间级(共射放大电路)和输出级(射极输出器)。

对于输入级(差分放大电路)，由于恒流源作漏极负载电阻，使单端输出具有与双端输出相同的放大倍数。所以

式中，漏极负载电阻，而

为管的等效电阻。为管组成的共射放大电路的输入电阻。

由于恒流源的。所以：

管组成的共射放大电路的电压放大倍数

由于管组成的射极输出器的输入电阻，所以：

管组成的射极输出器的电压放大倍数

则总的差模电压放大倍数的表达式为

其值为

【例4-3】下图所示为简化的集成运放电路，输入级具有理想对称性。选择正确答案填入空内。

(1)该电路输入级采用了__________。

A.共集−共射接法

B.

共集−共基接法

C.

共射−共基接法

(2)输入级采用上述接法是为了__________。

A.

展宽频带

B.

增大输入电阻

C.

增大电流放大系数

(3)T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了__________。

A.

增大输入电阻

B.

抑制温漂

C.

增大差模放大倍数

(4)该电路的中间级采用__________。

A.

共射电路

B.

共基电路

C.

共集电路

(5)中间级的放大管为__________。

A.

T7

B.

T8

C.

T7和T8组成的复合管

(6)该电路的输出级采用__________。

A.

共射电路

B.

共基电路

C.

互补输出级

(7)D1和D2的作用是为了消除输出级的__________。

A.

交越失真

B.

饱和失真

C.

截止失真

(8)输出电压uO与uI1的相位关系为__________。

A.

反相

B.

同相

C.

不可知

【相关知识】

集成运放电路(输入级，中间级，互补输出级)，基本放大电路的接法及性能指标，有源负载，差模放大倍数，复合管。

【解题思路】

(1)用基本的读图方法对放大电路进行分块，分析出输入级、中间级和输出级电路。

(2)分析各级电路的基本接法及性能特点。

【解题过程】

(1)输入信号作用于T1和T2管的基极，并从它们的发射极输出分别作用于T3和T4管的发射极，又从T3和T4管的集电极输出作用于第二级，故为共集−共基接法。

(2)上述接法可以展宽频带。

为什么不是增大输入电阻呢?因为共基接法的输入电阻很小，即T1和T2管等效的发射极电阻很小，所以输入电阻的增大很受限。因为共基接法不放大电流，所以不能增大电流放大系数。

(3)T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了增大差模放大倍数。利用镜像电流源作有源负载，可使单端输出差分放大电路的差模放大倍数增大到近似等于双端输出时的差模放大倍数。

(4)为了完成“主放大器”的功能，中间级采用共射放大电路。

(5)由于第一级的输出信号作用于T7的基极以及T7和T8的连接方式，说明T7和T8组成的复合管为中间级的放大管。

(6)T9和T10的基极相连作为输入端，发射极相连作为输出端，故输出级为互补输出级。

(7)D1和D2的作用是为了消除输出级的交越失真。

(8)若在输入端uI1加“+”、uI2加“-”的差模信号，则T2的共集接法使其发射极(即T4的发射极)电位为“-”，T4的共基接法使其集电极(即T7的基极)电位也为“-”;以T7、T8构成的复合管为放大管的共射放大电路输出与输入反相，它们的集电极电位为“+”;互补输出级的输出与输入同相，输出电压为“+”;故uI1一端为同相输入端，uI2一端为反相输入端。

综上所述，答案为(1)B，(2)A，(3)C，(4)A，(5)C，(6)C，(7)A，(8)B。

第5章

反馈和负反馈放大电路

本章的教学目标和要求：

要求学生理解反馈的基本概念，掌握四种反馈类型;掌握实际反馈放大器的类型和极性的判断;掌握负反馈对放大电路的影响;掌握在深度负反馈条件下的计算;了解负反馈放大器的稳定性。

本章总体教学内容和学时安排：(采用多媒体教学)

§5-1

反馈的基本概念及类型

§5-2

负反馈对放大电路性能的影响

§5-3　负反馈放大电路的分析及近似计算

§5-4　负反馈放大电路的自激振荡几消除

本章重点：

反馈的基本概念;反馈类型的判断;负反馈对放大器性能的影响;在深度负反馈条件下放大器增益的估算。

本章难点：

反馈的基本概念;反馈类型的判断;自给振荡条件及消除振荡的措施

本章主要的切入点：为改善放大器的性能，引入负反馈的概念，通过方块图理解负反馈放大器的组成;通过方框图理解负反馈放大器的四种组态;定性理解负反馈对放大器的性能的理解;根据深度负反馈条件，估算放大器的增益。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：12

本章习题：

P183

5.3、5.4、5.5、5.8、5.9、5.10、5.11、5.13。

本章的具体内容：

33、34、35、36节：

反馈的基本概念，反馈放大器的组成，工作原理，反馈的判断(有无、正负、交流直流)，结合对运放和分离元件放大器反馈电路的分析介绍。

四种基本反馈方式的划分，典型结构的分析，结合例题判断反馈组态。

重点:

反馈的基本概念，反馈组态判断。

37、38、39、40、41节：

反馈的引入对放大电路性能的影响，增益带宽积，负反馈引入的原则;

负反馈放大器的结构，特点，一般表达式的分析和推导。

在深度负反馈条件，在深度负反馈条件下负反馈放大器的性能分析，例题2个;

四种基本反馈在深度负反馈条件下放大器不同增益的表达式;

重点:

反馈的引入对放大电路性能的影响，负反馈引入的原则;一般表达式的分析和理解。

42、43、44节：

负反馈放大器的稳定性分析：负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件，负反馈放大器的稳定性的定性分析和判断，负反馈放大器自激振荡的消除方法。

重点:

负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件，负反馈放大器的稳定性的判断，负反馈放大器自激振荡的消除方法。

【例5-1】在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。

(1)若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路，则说明电路引入了反馈。

(2)若放大电路的放大倍数为“+”，则引入的反馈一定是正反馈，若放大电路的放大倍数为“−”，则引入的反馈一定是负反馈。

(3)直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈，阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。

(4)既然电压负反馈可以稳定输出电压，即负载上的电压，那么它也就稳定了负载电流。

(5)放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，说明电路引入了串联负反馈;净输入电流等于输入电流与反馈电流之差，说明电路引入了并联负反馈。

(6)将负反馈放大电路的反馈断开，就得到电路方框图中的基本放大电路。

(7)反馈网络是由影响反馈系数的所有的元件组成的网络。

(8)阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多，引入负反馈后，越容易产生低频振荡。

【相关知识】

反馈的有关概念，包括什么是反馈、直流反馈和交流反馈、电压负反馈和电流负反馈、串联负反馈和并联负反馈、负反馈放大电路的方框图、放大电路的稳定性

【解题思路】

正确理解反馈的相关概念，根据这些概念判断各题的正误。

【解题过程】

(1)通常，称将输出量引回并影响净输入量的电流通路为反馈通路。反馈是指输出量通过一定的方式“回授”，影响净输入量。因而只要输出回路与输入回路之间有反馈通路，就说明电路引入了反馈，而反馈通路不一定将放大电路的输出端和输入端相连接。例如，在下图所示反馈放大电路中，R2构成反馈通路，但它并没有把输出端和输入端连接起来。故本题说法正确。



(2)正、负反馈决定于反馈的结果是使放大电路的净输入量或输出量的变化增大了还是减小了，若增大则为正反馈，否则为负反馈;与放大电路放大倍数的极性无关。换言之，无论放大倍数的符号是“+”还是“−”，放大电路均可引入正反馈，也可引入负反馈。故本题说法错误。

(3)直流反馈是放大电路直流通路中的反馈，交流反馈是放大电路交流通路中的反馈，与放大电路的耦合方式无直接关系。本题说法错误。

(4)电压负反馈稳定输出电压，是指在输出端负载变化时输出电压变化很小，因而若负载变化则其电流会随之变化。故本题说法错误。

(5)根据串联负反馈和并联负反馈的定义，本题说法正确。

(6)本题说法错误。负反馈放大电路方框图中的基本放大电路需满足两个条件，一是断开反馈，二是考虑反馈网络对放大电路的负载效应。虽然本课程并不要求利用方框图求解负反馈放大电路，但是应正确理解方框图的组成。

(7)反馈网络包含所有影响反馈系数的元件组成反馈网络。例如，在上图所示电路中，反馈网络由R1、R2和R4组成，而不仅仅是R2。故本题说法正确。

(8)在低频段，阻容耦合负反馈放大电路由于耦合电容、旁路电容的存在而产生附加相移，若满足了自激振荡的条件，则产生低频振荡。根据自激振荡的相位条件，在放大电路中有三个或三个以上耦合电容、旁路电容，引入负反馈后就有可能产生低频振荡，而且电容数量越多越容易产生自激振荡。故本题说法正确。



综上所述，答案为：(1)√，(2)×，(3)×，(4)×，(5)√，(6)×，(7)√，(8)√

【例5-2】

电路如图所示，图中耦合电容器和射极旁路电容器的容量足够大，在中频范围内，它们的容抗近似为零。试判断电路中反馈的极性和类型(说明各电路中的反馈是正、负、直流、交流、电压、电流、串联、并联反馈)。

【相关知识】

反馈放大电路。

【解题思路】

根据反馈的判断方法判断电路中反馈的极性和类型。

【解题过程】

图示放大电路输出与输入之间没有反馈，第一级也没有反馈，第二级放大电路有两条反馈支路。一条反馈支路是，另一条反馈支路是和串联支路。支路有旁路电容，所以它是本级直流反馈，可以稳定第二级电路的静态工作点。和串联支路接在第二级放大电路的输出(集电极)和输入之间(

基极)，由于的“隔直”作用，该反馈是交流反馈。

和串联支路交流反馈极性的判断：

当给第二级放大电路加上对地极性为♁的信号时，输出电压极性为㊀，由于电容对交流信号可认为短路，所以反馈信号极性也为㊀，因而反馈信号削弱输入信号的作用，该反馈为负反馈。判断过程如图所示。

负反馈组态的判断：

若令输出电压信号等于零，从输出端返送到输入电路的信号等于零，即反馈信号与输出电压信号成正比，那么该反馈是电压反馈;反馈信号与输入信号以电流的形式在基极叠加，所以它是并联反馈。

总结上述判别可知，图示电路中和串联支路构成交流电压并联负反馈。

【例5-3】试判断图示各电路中是否引入了反馈;若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈，是直流反馈还是交流反馈;若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。

【相关知识】

分立元件放大电路(双极型管放大电路和单极型管放大电路)各种接法的极性判断，反馈的判断方法，包括判断是否引入了反馈、判断反馈的正负、判断直流反馈和交流反馈、判断交流负反馈的四种组态。

【解题思路】

(1)根据反馈的定义，判断电路中是否存在反馈通路，从而判断是否引入了反馈。

(2)若引入了反馈，利用瞬时极性法判断反馈的正负。

(3)根据直流反馈和交流反馈的定义，判断引入的反馈属于哪种反馈。

(4)根据交流反馈四种组态的判断方法，判断引入的反馈属于哪种组态。

【解题过程】

在图(a)电路中，Rf将输出回路与输入回路连接起来，故电路引入了反馈;且反馈既存在于直流通路又存在于交流通路，故电路引入了直流反馈和交流反馈。利用瞬时极性法，在规定输入电压瞬时极性时，可得到放大管基极、集电极电位的瞬时极性以及输入电流、反馈电流的方向，如图(e)所示。晶体管的基极电流等于输入电流与反馈电流之差，故电路引入了负反馈，且为并联负反馈。当输出电压为零(即输出端短路)时，Rf将并联在T的b−e之间，如图(e)中虚线所示;此时尽管Rf中有电流，但这个电流是uI作用的结果，输出电压作用所得的反馈电流为零，故电路引入了电压负反馈。综上所述，电路引入了直流负反馈和交流电压并联负反馈。

在图(b)电路中，R1将输出回路与输入回路连接起来，故电路引入了反馈;且反馈既存在于直流通路又存在于交流通路，故电路引入了直流反馈和交流反馈。利用瞬时极性法，在规定输入电压瞬时极性时，可得到放大管各极电位的瞬时极性以及输入电流、反馈电流方向，如图(f)所示。由于反馈减小了T1管的射极电流，故电路引入了并联负反馈。令输出电压为零，由于T2管的集电极电流(为输出电流)仅受控于它的基极电流，且R1、R2对其分流关系没变，反馈电流依然存在，故电路引入了电流负反馈。综上所述，该电路引入了直流负反馈和交流电流并联负反馈。

在图(c)电路中，R4在直流通路和交流通路中均将输出回路与输入回路连接起来，故电路引入了直流反馈和交流反馈。按u

I的假设方向，可得电路中各点的瞬时极性，如图(g)所示。输出电压uO作用于R4、R1，在R1上产生的电压就是反馈电压uF，它使得差分管的净输入电压减小，故电路引入了串联负反馈。由于uF取自于uO，电路引入了电压负反馈。综上所述，电路引入了直流负反馈和交流电压串联负反馈。

根据上述分析方法，图(d)电路的瞬时极性如图(h)所示。电路引入了直流负反馈和交流电流串联负反馈。

从图(c)和(d)电路可知，它们的输出电流均为输出级放大管的集电极电流，而不是负载电流。

【方法总结】

分立元件放大电路反馈的判断与集成运放负反馈放大电路相比有其特殊性。电路的净输入电压往往指输入级放大管输入回路所加的电压(如晶体管的b−e或e−b间的电压、场效应管的g−s或s−g间的电压)，净输入电流往往指输入级放大管的基极电流或射极电流。在电流负反馈放大电路中，输出电流往往指输出级晶体管的集电极电流、发射极电流或场效应管的漏极电流、源极电流。

【常见错误】

在分立元件电流负反馈放大电路中，认为输出电流是负载RL上的电流。

【例5-4】某一负反馈放大电路的开环电压放大倍数，反馈系数。试问：

(1)闭环电压放大倍数为多少?

(2)如果发生20%的变化，则的相对变化为多少?

【相关知识】

(1)相对变化率

(2)闭环增益的一般表示式

【解题思路】

当已知的相对变化率来计算的相对变化率时，应根据的相对变化率的大小采用不同的方法。当的相对变化率较小时，可对求导推出与的关系式后再计算。当的相对变化率较大时，应通过计算出后再计算。

【解题过程】

(1)闭环电压放大倍数

(2)当变化20%，那么，

则的相对变化为

当变化-20%，那么

则的相对变化为

【常见错误】

本例中已有20%的变化，

的相对变化率较大，应通过计算出后再计算。

【例5-5】电路如图所示，试合理连线，引入合适组态的反馈，分别满足下列要求。

(1)减小放大电路从信号源索取的电流，并增强带负载能力;

(2)减小放大电路从信号源索取的电流，稳定输出电流。

【相关知识】

双极型管放大电路和单极型管放大电路各种接法的分析及其极性分析，反馈的基本概念，负反馈对放大电路性能的影响，放大电路中引入负反馈的一般原则。

【解题思路】

(1)分析图中两个放大电路的基本接法。

(2)设定两个放大电路输入端的极性为正，分别判断两个放大电路其它输入端和输出端的极性。

(3)根据要求引入合适的负反馈。

【解题过程】

图示电路的第一级为差分放大电路，输入电压uI对“地”为“+”时差分管T1的集电极(即④)电位为“−”，T2的集电极(即⑤)电位为“+”。第二级为共射放大电路，若T3管基极(即⑥)的瞬时极性为“+”，则其集电极(即⑧)电位为“−”，发射极(即⑦)电位为“+”;若反之，则⑧的电位为“+”，⑦的电位为“−”。

(1)减小放大电路从信号源索取的电流，即增大输入电阻;增强带负载能力，即减小输出电阻;故应引入电压串联负反馈。

因为要引入电压负反馈，所以应从⑧引出反馈;因为要引入串联负反馈，以减小差分管的净输入电压，所以应将反馈引回到③，故而应把电阻Rf接在③、⑧之间。Rb2上获得的电压为反馈电压，极性应为上“+”下“−”，即③的电位为“+”。因而要求在输入电压对“地”为“+”时⑧的电位为“+”，由此可推导出⑥的电位为“−”，需将⑥接到④。

结论是，需将③接⑨、⑩接⑧、⑥接④。

(2)减小放大电路从信号源索取的电流，即增大输入电阻;稳定输出电流，即增大输出电阻;故应引入电流串联负反馈。



根据上述分析，Rf的一端应接在③上;由于需引入电流负反馈，Rf的另一端应接在⑦上。为了引入负反馈，要求⑦的电位为“+”，由此可推导出⑥的电位为“+”，需将⑥接到⑤。

结论是，需将③接⑨、⑩接⑦、⑥接⑤。

【方法总结】

(1)减小放大电路从信号源索取的电流，即增大输入电阻，应引入串联负反馈。

(2)增强带负载能力，即减小输出电阻，应引入电压负反馈;稳定输出电压，即减小输出电阻，应引入电压负反馈。

(3)稳定输出电流，即增大输出电阻，应引入电流负反馈。

【常见错误】

在引入反馈时只注意保证引入的反馈组态正确，但没有保证引入的反馈为负反馈。

第6、7章

信号的运算与处理电路

本章的教学目标和要求：

要求学生理解掌握理想运放的虚短与虚断的特点，熟练掌握比例、加法、减法、微分、积分等几种基本理想运算电路的工作原理及应用;掌握实际运放的误差分析;理解对数和反对数运算电路以及模拟乘法器的基本概念及应用，有源滤波器的基本概念及一阶、二阶有源滤波器电路分析，单门限、双门限电压比较器电路分析。

本章的总体教学内容：(采用多媒体教学)

§6-1

基本运算电路

§6-2

对数和反对数运算电路

§6-3

模拟乘法器及其应用

§6-4

集成运放使用中的几个问题

§7-1

电子系统概述

§7-2

信号检测系统中的放大电路

§7-3

有源滤波电路

§7-4

电压比较器

习题课

本章重点：

理想运放线性应用的规律分析、基本运算电路分析、模拟乘法器的基本概念及应用、有源滤波器、电压比较器的基本概念、双门限电压比较器电路分析。

本章难点：

正确判断运放的工作区，并灵活运用所在区的特点分析电路的功能。

本章主要的切入点：

通过引入理想运放的概念，建立虚短与虚断的概念和零子模型电路;围绕理想运放的两个工作区各自的特点，分析比例、求和、，从而掌握运放应用电路的一般分析方法。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：8

本章习题：P203

P233

6.1、6.9、6.10、6.11、6.13、6.14、6.16、7.3、7.13、7.20、7.21、7.22。

45、46节：

运用虚短与虚断概念分析反相比例、同相比例、加法、减法、积分和微分运算电路的工作原理;对实际运算电路的误差进行分析。

重点：基本运算电路的工作原理。

47、48、49节：

运用虚短与虚断概念分析对数和反对数运算电路的工作原理。介绍模拟乘法器的工作原理及应用。

重点:

模拟乘法器的工作原理。

习题课：应用基本运算放大电路进行电路分析及计算。

50、51、52节：

滤波器的概念，分类，频带特性，对用运放构成的简单高通、低通滤波器电路进行分析。电压比较器的概念，分类，应用

重点:

有源高通、低通滤波器电路的分析;电压比较器的分析方法、原理及应用。

【例6-1】如图所示的理想运放电路，可输出对“地”对称的输出电压和。设，。

(1)试求/。

(2)若电源电压用15V，，电路能否正常工作?

【相关知识】

(1)运放特性。

(2)反相输入比例运算电路。

【解题思路】

分析各运放组成哪种单元电路，根据各单元电路输出与输入关系，推导出总的输出电压的关系式。

【解题过程】

(1)由图可知，运放A1和A2分别组成反相输入比例运算电路。故

(2)

若电源电压用15V，那么，运放的最大输出电压，当时，，。运放A1和A2的输出电压均小于电源电压，这说明两个运放都工作在线性区，故电路能正常工作。

【例6-2】电路如图所示，设运放均有理想的特性，写出输出电压与输入电压、的关系式。

【相关知识】

运放组成的运算电路。

【解题思路】

分析各运放组成哪种单元电路，根据各单元电路输出与输入关系，推导出总的输出电压的关系式。

【解题过程】

由图可知，运放A1、A2组成电压跟随器。

，

运放A4组成反相输入比例运算电路

运放A3组成差分比例运算电路

运放A3组成差分比例运算电路

以上各式联立求解得：

【例6-3】理想运放电路如图所示，试求输出电压与输入电压的关系式。

【相关知识】

加法器、减法器。

【解题思路】

由图可知，本电路为多输入的减法运算电路，利用叠加原理求解比较方便。

【解题过程】

当时

当时

利用叠加原理可求得上式中，运放同相输入端电压

于是得输出电压

【例7-1】现有有源滤波电路如下：

A、高通滤波器

B、低通滤波器

C、带通滤波器

D、带阻滤波器

选择合适答案填入空内。

(1)为避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用。

(2)已知输入信号的频率为1～2kHz，为了防止干扰信号的混入，应选用。

(3)为获得输入电压中的低频信号，应选用。

(4)为获得输入电压中的低频信号，应选用。

(5)输入信号频率趋于零时输出电压幅值趋于零的电路为。

(6)输入信号频率趋于无穷大时输出电压幅值趋于零的电路为。

(7)输入信号频率趋于零和无穷大时输出电压幅值趋于零的电路为。

(8)输入信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数为通带放大倍数的电路为。

【相关知识】

四种有源滤波电路的基本特性及其用途。

【解题思路】

根据四种有源滤波电路的基本特性及其用途来选择填入。

【解题过程】

根据表7.1.3可知

答案为(1)D，(2)C，(3)B，(4)A，(5)A、C，(6)B、C，(7)C，(8)D。

【例7-2】已知由理想运放组成的三个电路的电压传输特性及它们的输入电压uI的波形如图所示。

(1)分别说明三个电路的名称;

(2)画出uO1～uO3的波形。

【相关知识】

单限比较器、滞回比较器和窗口比较器电压传输特性的特征。

【解题思路】

(1)根据电压传输特性判断所对应的电压比较器的类型。

(2)电压传输特性及电压比较器的类型画出输出电压的波形。

【解题过程】

(1)图(a)说明电路只有一个阈值电压UT(=2

V)，且uI

=

UOL

=-0.7

V，uI>UT时uO1

=UOH=6

V;故该电路为单限比较器。

图(b)所示电压传输特性的两个阈值电压UT1=2

V、UT2=4

V，有回差。uI

UOH

=+6

V，

uI>UT2时uO2=

UOL

=-6

V,

UT1

图(c)所示电压传输特性的两个阈值电压UT1=1

V、UT2=3

V，由于uIUT2时uO3=

UOL=-6

V，UT1

UOH

=+6

V，故该电路为窗口比较器。

答案是具有如图(a)、(b)、(c)所示电压传输特性的三个电路分别为单限比较器、滞回比较器和窗口比较器。

(2)根据题目给出的电压传输特性和上述分析，可画出uO1～uO3的波形，如图(e)所示。

应当特别提醒的是，在uI<4

V之前的任何变化，滞回比较器的输出电压uO2

都保持不变，且在uI=4

V时uO2从高电平跃变为低电平，直至uI=2

V时uO2才从低电平跃变为高电平。

【方法总结】

根据滞回比较器电压传输特性画输出电压波形时，当输入电压单方向变化(即从小逐渐变大，或从大逐渐变小)经过两个阈值时，输出电压只跳变一次。例如本题中，当uI从小逐渐变大时，只有经过阈值电压UT2=4

V时输出电压才跳变;而当uI从大逐渐变小时，只有经过阈值电压UT1=2

V时输出电压才跳变。

【常见错误】

认为只要uI变化经过阈值电压UT1=2

V或UT2=4

V时输出电压就跳变。

图(e)

第8章　　信号发生器

本章的教学目标和要求：

要求学生理解掌握正弦波信号产生电路的基本概念，RC串联、LC并联正弦信号产生电路的组成、振荡条件判断、振荡频率计算;掌握理想运放非线性应用的分析规律，方波产生电路组成及工作原理。

本章的总体教学内容：(采用多媒体教学)

§8-1

正弦波信号发生器

§8-2

非正弦波信号发生器

本章重点：

正弦波振荡电路的振荡条件及比较器的基本原理。

本章难点：

振荡条件的判别

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：4

本章习题：

P259

8.1、8.2、9.2.3、8.4、8.5、8.7、8.8、8.9、8.10、8.12

53、54节：

介绍正弦波发生器的工作原理，组成结构，产生正弦波振荡的条件;

重点:

正弦波发生器的工作原理。

55、56节：

典型的RC桥式电路的结构及其工作原理;电容三点式、电感三点式振荡电路的结构及工作原理，振荡条件的判别;石英晶体振荡电路的工作原来。

重点:

RC、LC振荡电路的工作原理。

方波、锯齿波产生电路的工作原理。

【例8-1】图(a)所示电路是没有画完整的正弦波振荡器。

(1)完成各节点的连接;

(2)选择电阻的阻值;

(3)计算电路的振荡频率;

(4)若用热敏电阻(的特性如图(b)所示)代替反馈电阻，当(有效值)多大时该电路出现稳定的正弦波振荡?此时输出电压有多大?

图(a)

图(b)

【相关知识】

RC正弦波振荡器。

【解题思路】

根据RC正弦波振荡器的组成和工作原理对题目分析、求解。

【解题过程】

(1)在本题图中，当时，RC串—并联选频网络的相移为零，为了满足相位条件，放大器的相移也应为零，所以结点应与相连接;为了减少非线性失真，放大电路引入负反馈，结点

应与相连接。

(2)为了满足电路自行起振的条件，由于正反馈网络(选频网络)的反馈系数等于1/3(时)，所以电路放大倍数应大于等于3，即。故应选则大于的电阻。

(3)电路的振荡频率

(4)由图(b)可知，当，即当电路出现稳定的正弦波振荡时，，此时输出电压的有效值

【例8-2】试判断图(a)所示电路是否有可能产生振荡。若不可能产生振荡，请指出电路中的错误，画出一种正确的电路，写出电路振荡频率表达式。

【相关知识】

LC型正弦波振荡器。

【解题思路】

(1)

从相位平衡条件分析电路能否产生振荡。

(2)

LC电路的振荡频率，L、C分别为谐振电路的等效电感和电容。

【解题过程】

图(a)电路中的选频网络由电容C和电感L(变压器的等效电感)组成;晶体管T及其直流偏置电路构成基本放大电路;变压器副边电压反馈到晶体管的基极，构成闭环系统统;本电路利用晶体管的非线性特性稳幅。静态时，电容开路、电感短路，从电路结构来看，本电路可使晶体管工作在放大状态，若参数选择合理，可使本电路有合适的静态工作点。动态时，射极旁路电容和基极耦合电容短路，集电极的LC并联网络谐振，其等效阻抗呈阻性，构成共射极放大电路。利用瞬时极性法判断相位条件：首先断开反馈信号(变压器副边与晶体管基极之间)，给晶体管基极接入对地极性为的输入信号，则集电极对地的输出信号极性为㊀，即变压器同名端极性为㊀，反馈信号对地极性也为㊀。反馈信号输入信号极性相反，不可能产生振荡。若要电路满足相位平衡条件，只要对调变压器副边绕组接线，使反馈信号对地极性为即可。改正后的电路如图(c)所示。本电路振荡频率的表达式为

图(c)

图

(d)

图(b)电路中的选频网络由电容C1、C2和电感L组成;晶体管T是放大元件，但直流偏置不合适;电容C1两端电压可作为反馈信号，但放大电路的输出信号(晶体管集电极信号)没有传递到选频网络。本电路不可能产生振荡。首先修改放大电路的直流偏置电路：为了设置合理的偏置电路，选频网络与晶体管的基极连接时要加隔直电容，晶体管的偏置电路有两种选择，一种是固定基极偏置电阻的共射电路，另一种是分压式偏置的共射电路。选用静态工作点比较稳定的电路(分压式偏置电路)比较合理。修改交流信号通路：把选频网络的接地点移到C1和C2之间，并把原电路图中的节点2连接到晶体管T的集电极。修改后的电路如图(d)所示。然后再判断相位条件：在图(d)电路中，断开反馈信号(选频网络与晶体管基极之间)，给晶体管基极接入对地极性为的输入信号，集电极输出信号对地极性为㊀(共射放大电路)，当LC选频网络发生并联谐振时，LC网络的等效阻抗呈阻性，反馈信号(电容C1两端电压)对地极性为。反馈信号与输入信号极性相同，表明，修改后的电路能满足相位平衡条件，电路有可能产生振荡。本电路振荡频率的表达式为

第9章

功率放大电路

本章的教学目标和要求：

要求学生了解功率放大电路的基本概念和特点;掌握乙类双电源互补对称功率放大电路的组成、工作原理及性能指标的计算;掌握甲乙类互补对称功率放大电路OCL和OTL的组成、工作原理及性能指标的计算。

本章总体教学内容和学时安排：(采用多媒体教学方式)

§9-1

功率放大电路的特点及分类

§9-2

互补推挽功率放大电路

本章重点：

乙类、甲乙类互补对称功率放大电路的输出功率和效率的计算。

本章难点：

功率放大电路的工作原理及计算分析。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：4

本章的具体内容：

57、58节：

介绍结型场效应管的工作原理、结型场效应管的特性曲线以及主要参数。

重点：对结型场效应管的特性曲线的理解。

59、60节：

介绍MOS效应管的工作原理、MOS效应管的特性曲线以及主要参数。

重点：对MOS效应管的特性曲线的理解。

FET放大电路的分类，Q点设置方法，两种偏置方法的特点，以及用图解法、计算法对电路进行分析。FET的小信号模型，并用它对共源、共漏放大器分析;加一习题课讲解习题并对本章作一小结。

重点:强调分析方法的掌握，以及电路结构、分析过程与BJT放大器的对比。

【例9-1】单电源互补功率放大电路如图所示。设功率管、的特性完全对称,

管子的饱和压降，发射结正向压降，，，，并且电容器和的容量足够大。

(1)静态时，A点的电位、电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量分别为多大?

(2)动态时，若输出电压仍有交越失真，应该增大还是减小?

(3)试确定电路的最大输出功率

、能量转换效率，及此时需要的输入激励电流的值;

(4)如果二极管D开路，将会出现什么后果?

【相关知识】

甲乙类互补推挽功放电路的工作原理。

【解题思路】

(1)为了使单电源互补推挽功放电路输出信号正负两个半周的幅值对称，静态时，A点的电位应等于电源电压的一半，由此可推算电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量的大小。

(2)分析产生交越失真的原因，讨论的作用。

(3)确定输出电压最大值，求解最大输出功率、能量转换效率及此时需要的输入激励电流的值。

(4)断开二极管，分析电路可能出现的状况。

【解题过程】

(1)

静态时，调整电阻、和，保证功率管和处于微导通状态，使A点电位等于电源电压的一半，即。此时耦合电容C被充电，电容C两端的电压;输入信号中的直流分量的大小，应保证输入信号接通后不影响放大电路的直流工作点，即。

(2)

电路中设置电位器和二极管D的目的是为功率管提供合适的静态偏置，从而减小互补推挽电路的交越失真。若接通交流信号后输出电压仍有交越失真，说明偏置电压不够大，适当增大电位器的值之后，交越失真将会减小。

(3)

功率管饱和时，输出电压的幅值达到最大值，则电路的最大输出功率

此功放电路的能量转换效率最大

当输出电压的幅值达最大值时，功率管基极电流的瞬时值应为

(4)当D开路时，原电路中由电位器和二极管D给功率管和提供微导通的作用消失。、、和的发射结及将构成直流通路，有可能使和管完全导通。若和的值较小时，将会出现，从而使功放管烧坏。

【例9-2】在图示的电路中，已知运放性能理想，其最大的输出电流、电压幅值分别为15mA和15V。设晶体管和的性能完全相同，=60，

。试问：

(1)该电路采用什么方法来减小交越失真?请简述理由。

(2)如负载分别为20、10时，其最大不失真输出功率分别为多大?

【相关知识】

(1)乙类互补推挽功放。

(2)运算放大器。

(3)电压并联负反馈。

【解题思路】

(1)推导晶体管和即将导通时，管子发射结两端电压与输入电压关系，并由此分析电路减小交越失真的措施。

(2)根据运放输出电流和输出电压的最大值，确定功放电路输出电流和输出电压的最大值。在不同负载条件下，分析电路最大不失真输出功率是受输出电流的限制还是受输出电压的限制，从而可求出其最大不失真输出功率。

【解题过程】

(1)当输入信号小到还不足以使晶体管和导通时，电路中还没有形成负反馈。此时由电路图可列出以下关系式

与

和死区电压的关系为

当时，和未导通;

当时，

和导通。

由于运放的

很大，即使非常小时，

或也会导通，与未加运放的乙类推挽功放电路相比，输入电压的不灵敏区减小了，从而减小了电路的交越失真。

(2)由图可知，功放电路最大的输出电流幅值为

最大的输出电压幅值为

当时，因为，那么，受输出电压的限制，电路的最大输出功率为

当时，因为，受输出电流的限制，电路的最大输出功率为

【例9-3】图示为三种功率放大电路。已知图中所有晶体管的电流放大系数、饱和管压降的数值等参数完全相同，导通时b-e间电压可忽略不计;电源电压VCC和负载电阻RL均相等。填空：

(1)分别将各电路的名称(OCL、OTL或BTL)填入空内，图(a)所示为_______电路，图(b)所示为_______电路，图(c)所示为_______电路。

(2)静态时，晶体管发射极电位uE为零的电路为有_______。

(3)在输入正弦波信号的正半周，图(a)中导通的晶体管是_______，图(b)中导通的晶体管是_______，图(c)中导通的晶体管是_______。

(4)负载电阻RL获得的最大输出功率最大的电路为_______。

(5)效率最低的电路为_______。

【相关知识】

常用功率放大电路(OCL、OTL或BTL)。

【解题思路】

(1)根据三种功率放大电路(OCL、OTL或BTL)的结构特点来选择相应的电路填空。

(2)功率放大电路采用双电源供电时，其晶体管发射极电位uE为零。

(3)根据三种功率放大电路(OCL、OTL或BTL)的基本工作原理来选择相应的晶体管填空。

(4)分析三种功率放大电路的最大不失真输出电压，从而选出输出功率最大的电路。

(5)根据三种功率放大电路的最大输出功率以及功放管消耗的能量大小来确定效率最低的电路。

【解题过程】

(1)答案为OTL、OCL、BTL。

(2)由于图(a)和(c)所示电路是单电源供电，为使电路的最大不失真输出电压最大，静态应设置晶体管发射极电位为VCC/2。因此，只有图(b)所示的OCL电路在静态时晶体管发射极电位为零。因此答案为OCL。

(3)根据电路的工作原理，图(a)和(b)所示电路中的两只管子在输入为正弦波信号时应交替导通，图(c)所示电路中的四只管子在输入为正弦波信号时应两对管子(T1和T4、T2和T3)交替导通。

因此答案为T1，T1，T1和T4。

(4)在三个电路中，哪个电路的最大不失真输出电压最大，哪个电路的负载电阻RL获得的最大输出功率就最大。三个电路最大不失真输出电压的峰值分别为

，，

(5)根据(3)、(4)中的分析可知，三个电路中只有BTL电路在正弦波信号的正、负半周均有两只功放管的消耗能量，损耗最大，故转换效率最低。因而答案为(c)。

第10章　　直流稳压电源

本章的教学目标和要求：

要求学生掌握直流电源的组成，各部分的作用，了解稳压电源的发展趋势和典型的元件。

本章总体教学内容和学时安排：(采用多媒体教学)

§10-1　概述

§10-2　单相整流及电容滤波电路

§10-3　串联反馈型线性稳压电路

习题课，复习

本章重点：

直流电源的组成及各部分的作用;单相桥式整流电路、电容滤波、稳压管稳压的工作原理。

本章难点：

滤波电路的定量计算。

本章主要的切入点：

从前几章电子电路对直流电源的要求，简略说明直流电源的任务，进而说明直流电源的组成。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：4

本章习题：

P299

10.1、10.3、10.6、10.13、10.10、10.17

61、62节：

直流电源的组成框图，各个部分的作用，主要参数，对器件的选择的要求。介绍半波整流电路，分析典型的单相桥式整流电路。介绍滤波、稳压部分的典型结构。重点:

单相桥式整流电路的工作原理。

63、64节

典型稳压电源电路的工作原理：简介串联反馈式稳压电路和串联开关式稳压电路的工作原理;介绍常用的三端集成稳压器件78XX和79XX系列。

重点:

串联反馈式稳压电路的工作原理。

习题课，讲解本章节的重难点习题，传授解题技巧;对本课程做总结性回顾。

【例10-1】在某一具有电容滤波的桥式整流电路中，设交流电源的频率为1000HZ，整流二极管正向压降为0.7V，变压器的内阻为2。要求直流输出电流IO=100mA，输出直流电压UO=12V，试计算：

(1)估算变压器副边电压有效值U2。

(2)选择整流二极管的参数值。

(3)选择滤波电容器的电容值。

【相关知识】

电容滤波的桥式整流电路。

【解题思路】

(1)根据估算变压器副边电压有效值U2。

(2)根据电路中流过二极管的电流及二极管承受的最高反压电压选择整流二极管。

(3)根据及电容器的耐压选择滤波电容器。

【解题过程】

(1)

由可得

。

(2)

流过二极管的电流

二极管承受的反压为

选2CP33型二极管，其参数为URM=25V，IDM=500mA。

(3)

由，，可得

取，那么

选C=22μF，耐压25V的电解电容。

【例10-2】串联型稳压电路如图所示。已知稳压管的稳定电压，负载。

(1)

标出运算放大器A的同相和反相输入端。

(2)

试求输出电压的调整范围。

(3)

为了使调整管的，试求输入电压的值。

【相关知识】

串联型稳压电路。

【解题思路】

(1)

运算放大器的同相和反相输入端的连接要保证电路引入电压负反馈。

(2)

根据确定输出电压的调整范围。

(3)

由，并考虑到电网电压有波动，确定输入电压的值。

【解题过程】

(1)

由于串联型稳压电路实际上是电压串联负反馈电路。为了实现负反馈，取样网络(反馈网络)应接到运放的反相输入端，基准电压应接到运放的同相输入端。所以，运放A的上端为反相输入端(–)，下端为同相端(+)。

(2)

根据串联型稳压电路的稳压原理，由图可知

式中，为可变电阻滑动触头以下部分的电阻，。

当时，最小

当时，最大

因此，输出电压的可调范围为。

(3)由于

当时，为保证，输入电压

若考虑到电网电压有波动时，也能保证，那么，实际应用中，输入电压应取。

【常见的错误】

容易忽视电网电压有波动。

【例10-3】图中画出了两个用三端集成稳压器组成的电路，已知静态电流IQ=2mA。

(1)写出图(a)中电流IO的表达式，并算出其具体数值;

(2)写出图(b)中电压UO的表达式，并算出当R2=0.51k时的具体数值;

(3)说明这两个电路分别具有什么功能?

图(a)

图(b)

【相关知识】

三端集成稳压器。

【解题思路】

(4)

写出图(a)电路输出电流与稳压器输出电压的表达式。

(5)写出图(b)电路输出电压与稳压器输出电压的表达式。

(6)由表达式分析各电路的功能。

【解题过程】

(1)

(2)

(3)图(a)所示电路具有恒流特性，图(b)所示的电路具有恒压特性。

第三篇：模拟电子技术基础学习心得

模拟电子技术基础——电容篇(读书心得)

一、电容的不同用途

1. 应用于电源电路，实现旁路、去耦、滤波和储能的作用。下面分类详述之：

1)旁路：旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。

2)去耦：又称解耦。从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电， 才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候， 电流比较大， 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻(特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹)，这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”。去耦电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。 将旁路电容和去耦电容结合起来将更容易理解。旁路电容也是去耦合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF等;而去耦合电容一般较大，可能是10μF或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。 旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。

3)退耦是指对电源采取进一步的滤波措施，去除两级间信号通过电源互相干扰的影响。耦合常数是指耦合电容值与第二级输入阻抗值乘积对应的时间常数。 2. 退耦三个目的：

1)将电源中的高频纹波去除，将多级放大器的高频信号通过电源相互串扰的通路切断;

2)大信号工作时，电路对电源需求加大，引起电源波动，通过退耦降低大信号时电源波动对输入级/高电压增益级的影响;

3)形成悬浮地或是悬浮电源，在复杂的系统中完成各部分地线或是电源的协调匹有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。

4)滤波：从理论上(即假设电容为纯电容)说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1μF的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越容易通过，电容越小高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000μF)滤低频，小电容(20pF)滤高频。滤波就是充电，放电的过程。

5)储能：储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40～450VDC、电容值在220～150 000μF之间的铝电解电容器(如B43504或B43505是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。

3. 应用于信号电路，主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用：

1)耦合：举个例子来讲，晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻，它同时又使信号产生压降反馈到输入端形成了输入输出信号耦合，这个电阻就是产生了耦合的元件，如果在这个电阻两端并联一个电容， 由于适当容量的电容器对交流信号较小的阻抗，这样就减小了电阻产生的耦合效应，故称此电容为去耦电容。

耦合指信号由第一级向第二级传递的过程，一般不加注明时往往是指交流耦合。从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻(特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹)，这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合

2)振荡/同步：包括RC、LC振荡器及晶体的负载电容都属于这一范畴。 3)时间常数：这就是常见的 R、C 串联构成的积分电路。当输入信号电压加在输入端时，电容(C)上的电压逐渐上升。而其充电电流则随着电压的上升而减小。电流通过电阻(R)、电容(C)的特性通过下面的公式描述： i = (V / R)e - (t / CR)。

二、电容的分类

1、铝电解电容：电容容量范围为0.1μF ～ 22000μF，高脉动电流、长寿命、大容量的不二之选，广泛应用于电源滤波、解耦等场合。

2、薄膜电容：电容容量范围为0.1pF ～ 10μF，具有较小公差、较高容量稳定性及极低的压电效应，因此是X、Y安全电容、EMI/EMC的首选。

3、钽电容：电容容量范围为2.2μF ～ 560μF，低等效串联电阻(ESR)、低等效串联电感(ESL)。脉动吸收、瞬态响应及噪声抑制都优于铝电解电容，是高稳定电源的理想选择。

4、陶瓷电容：电容容量范围为0.5pF ～ 100μF，独特的材料和薄膜技术的结晶，迎合了当今“更轻、更薄、更节能“的设计理念。

5、超级电容：电容容量范围为0.022F ～ 70F，极高的容值，因此又称做“金电容”或者“法拉电容”。主要特点是：超高容值、良好的充/放电特性，适合于电能存储和电源备份。缺点是耐压较低，工作温度范围较窄。

去耦电容在集成电路电源和地之间有两个作用：一方面是本集成电路的蓄能电容，另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF，这个电容的分布电感的典型值是5μH。0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感，它的并行共振频率大约在7MHz左右，也就是说，对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果，对40MHz以上的噪声几乎不起作用。1μF、10μF的电容，并行共振频率在20MHz以上，去除高频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容，或1个蓄能电容，可选10μF左右。最好不用电解电容，电解电容是两层薄膜卷起来的，这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格，可按C=1/F，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。

总结如下：对于低频信号，用100μF电解电容。对于高频信号，用0.1μF的瓷片电容。

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第四篇：模拟电子技术基础电子教案简介

模拟电子技术基础电子教案，是为康华光教授主编的《电子技术基础》(模拟部分)第五版配套的多媒体教学课件，是为教师在课堂上讲授“模拟电子技术基础”课程而制作的。教案内容紧扣教材，服务于教材。凡是采用康华光教授主编的《电子技术基础》(模拟部分)第五版教材的各高校教师，均可使用本电子教案进行教学。该电子教案能帮助教师用现代化的教学手段在有限的课堂教学时间内，传授更多的信息，取得更好的教学效果。

教案特点：

1. 完全的开放性。除动画外，采用PowerPoint编辑制作，教师可按自己的意愿随意修改;

2.操作、修改简单。只要会使用PowerPoint就行;

3.近300幅图片，省去了教师极大的工作量，提高了单位时间内的信息量。 教案主要内容： 1.绪论：

2.运算放大器

3.半导体二极管及其基本电路

4.双极结型三极管及放大电路基础 5.场效应管放大电路 6.模拟集成电路 7.反馈放大电路 8.功率放大电路

9.信号处理与信号产生电路 10.直流稳压电源

本电子教案设计、编辑、制作由张林完成。

第五篇：模拟电子技术课程实习报告

广东海洋大学职业教育学院

《模拟电子技术》课程实习报告

题目： 功率放大电路的制作

班级： 应用电子 111班 学号： 201136626101 姓名： 蔡镇蓺 成绩：

指导教师： 李颖

日期： 2012 年 6 月 28 日

项目名称：2025型立体声功率放大器电路

目录:

一、实习目的和要求

二、实习内容

三、实习原理

四、实习过程

五、实习心得与问题答辩

一.实习内容和要求

实习目的：

本课程实习是学完模拟电子技术课程之后，让学生综合运用模拟电子技术知识，进行实际模拟电子系统的设计、安装和调试，以加深对模拟电子电路基本知识的理解，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能，初步培养研制实用电子系统的能力。

实习要求和任务：

1.理解立体声功率放大器的工作原理。

2.学习实用模拟电子系统的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。

3.初步掌握简单模拟电子系统的安装布线、调测、排除故障等基本技能。

4.提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。 5.进一步掌握常用电子仪器的使用方法。 6.撰写规范的设计总结报告。

二、实习内容

实习内容：

1. 理解功率放大器电路原理。

本实习是以集成电路TDA2030A为中心组成功率放大器，该放大器具有失真小、外围元件少、装配简单、功率大、保真度极高等特点。电路由三部分组成：电源部分、左声道功率放大器和右声道功率放大器。参考电路图如下图所示。

2.设计印刷电路板。

布线图设计的基本方法：首先需要对所选用元件器及各种插座的规格、尺寸、面积等有完全的了解;对各部件的位置安排作合理的、仔细的考虑，主要是从电磁场兼容性、抗干扰的角度，走线短，交叉少，电源，地的路径及去耦等方面考虑。各部件位置定出后，就是各部件的连线，按照电路图连接有关引脚，手工设计出印刷线路图。

3.印刷电路板的制作

把印刷板图复写到敷铜板上后，用透明胶把整个敷铜板粘起来，然后用刀把不要部分的透明胶割开撕掉，再把整个板子放到三氯化铁溶液里面去腐蚀。要注意：在把印刷板图复写到敷铜板以前一定要把整个板用砂纸砂干净，否则透明胶粘不牢固。将不要的透明胶撕掉以后也一定要保证电路板的清洁，否则腐蚀的时候弄脏处很难腐蚀。

4.元件安装和电路焊接

将元件安装到电路板上，并焊接。要注意元件正、负极不要装反。 5.电路检查调试

焊接并检查无误后，接上电源，输入端接音频信号，输出端接喇叭。收听播放的音乐，分别调节音量、低音、高音电位器，看电路是否正常工作。

6.电路验收及答辩，按规范撰写实习报告。

三、实习原理

电路原理：

电源电路：由变压器、VD

1、VD

2、VD

3、VD4及C

17、C18组成。其中，变压器把市电(交流220v)变成较低的交流12v电源。VD

1、VD

2、VD

3、VD4组成桥式整流电路。C

17、C18作为滤波电容，与VD

1、VD

2、VD

3、VD4共同组成电源电路，为功率放大器提供较为平直的直流电源。

音量调节电路：RP1是左右声道的音量调节电位器，通过调节RP1可以实现对整机增益的调整。

高音调节电路：由C

1、C

4、RP

2、C

8、C11组成，通过调节RP2的大小来改变高通滤波电路的截止频率从而达到调节整机高音增益的大小的目的。

低音调节电路：由

R

2、C

2、C

5、R

5、RP

3、R

11、C

9、C

12、R14组成，通过调节RP3的大小来改变低通滤波电路的截止频率从而达到调节整机低音增益的大小的目的。

功率放大电路：这一部分是整个电路的核心部分，由TDA2030A及其外部辅助元件组成。其中，两个TDA2030A是核心元件，负责对音频信号进行功率放大，以推动扬声器发声。其它元件是辅助TDA2030A正常工作的元件。

四、实习过程

1、印刷电路设计。

在设计时要注意零件的间距以及零件的脚位间距的描画

2、印刷电路板的制作

完成电路板的刻画后就到腐蚀了，在腐蚀前要注意空白部分是否还残余有固胶，要确保清除掉，避免腐蚀时腐蚀不干净导致后面完成制作后的正常工作。

3、元件安装和电路的焊接

安装元件时最好按小元件开始安装，安装好小元件再到大元件，而在焊接电路时要注意有没有虚焊。虚焊会导致后面检验时不能正常工作或有干扰等情况的出现。

4、电路的检查和调试

安装以及焊接好电路后就开始检查电路中肉眼能看到的错误，确定没有错误后开始连接电源开始进一步的调试，再次确定没问题后开始输入音频信号，当电路能正常运行工作时，调试结束。

五、实习心得与问题答辩

问题：集成运放IC1故障会有什么现像?

答：因为这个功率放大器的左右声道具有对称性，当集成运放IC1故障时，IC1所在的L声道会没有输出，而R声道则没有影响。

实习心得：

因为是第二次做这个功率放大电路了所以自己的感觉没第一次完成时那么兴奋，不过这次比起第一次时自己各个方面的能力都有所提升，因而在这次实习完成的具体时间就那么一天，不像第一次做是用了很久时间。

在这次实习当中就会发觉在里面是充分运用到了《模拟电子技术》这么课程里面很多内容，不像第一次那样完全是师兄师姐的指导下完成的。

以前觉得日常生活中的种种电器好像距离我们很远，但在第一次做出这个功率放大电路是就会觉得事实并非如此，反而距离我们很近，特别在这次实习完成后时这感觉特别深刻。