模拟电路教案新Word格式文档下载.docx

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信号与电子系统的基本概念。

模拟放大电路模型及主要性能指标。

难点：

放大电路的主要性能指标。

教学基本内容设计

第一章绪论

基本要求：

熟练掌握放大电路的四种模型及增益，熟练掌握放大电路的主要性能指标。

§

1-1电子系统与信号

一、电子系统

二、信号及其频谱

三、模拟信号和数字信号

模拟信号；

模拟电路；

数字信号；

数字电路。

1-2放大电路的基本知识

一、模拟信号放大

放大电路的一般符号如图1.2.1所示

1、电压放大电路；

2、电流放大电路；

3、互阻放大电路；

4、互导放大电路

二、放大电路模型

1、电压放大电路模型

电压放大电路模型如图1.2.2（a）所示

受控电压源：

2、电流放大电路模型

电流放大电路模型如图1.2.2（b）所示

另外两种模型为互阻放大和

互导放大电路模型，在此不再赘述。

三、放大电路的主要性能指标

1、输入电阻；

2、输出电阻；

3、增益；

4、频率响应及带宽

频率响应；

波特（Bode）图；

半功率点；

带宽；

幅度失真；

相位失真；

频率失真；

线性失真；

5、非线性失真

辅助手段和时间分配

辅助手段：

多媒体教学

时间分配：

第1节为0.5学时

第2节为1.5学时

本次课小结

作业、预习等

小结：

本次课要求了解电子系统的基本概念及组成；

了解信号的分类方法及放大电路的分类；

熟悉放大电路的主要性能指标。

作业：

1.2.2、1.2.3。

预习：

第二章半导体二极管及其基本电路§

2-1半导体的基本知识§

2-2PN结的形成及特性

第2次课

第二章二极管及其基本电路2-1基本知识2-2PN结

熟练掌握半导体的基本知识，正确理解PN结的形成及特性。

PN结的形成及PN结的单向导电性。

PN结的单向导电性。

第二章半导体二极管及其基本电路

熟练掌握二级管、稳压管的外特性及主要参数，以及二极管基本电路及其分析方法与应用；

正确理解PN结。

2-1半导体的基本知识

一、半导体特点

半导体特点：

1、受光、热激发，导电性能↑↑

2、掺杂质导电性能↑↑

二、本征半导体

纯净的、结构完整的半导体，叫本征半导体。

空穴：

在原来的位置上留下一个空位，这个空位就叫空穴。

三、杂质半导体

1.P型半导体（空穴半导体）

多数载流子是空穴

形成：

在本征半导体中掺三价杂质

2.N型半导体（电子型半导体）

多数载流子是电子

在本征半导体中掺五价杂质

一、PN结的形成

1、PN结：

一边为P，另一边为N，交界处为PN结。

2、PN结形成的物理过程

3、扩散与飘移的平衡

扩散——载流子由浓度大→小运动（浓度差作用）

漂移——少子在内电场作用下的运动（内电场作用）

内电场的作用：

1）阻碍多子的扩散

2）帮助少子的漂移

二、PN结的单向导电性

单向导电性在外加电压时显示出来

1、外加正向电压，PN结导通

2、外加反向电压，PN结截止

单向导电性：

PN结的正向电阻很小（PN结导通），反向电阻很大（PN结截止）。

3、PN结的反向击穿

本次课要求熟练掌握半导体的基本知识，正确理解PN结的形成及特性。

掌握PN结的单向导电性。

无。

2-3二极管2-4基本电路及其分析方法2-5特殊二极管

第3次课

熟练掌握二极管、稳压管的外特性及主要参数，以及二极管基本电路及其分析方法与应用。

二极管的基本电路及分析方法。

稳压管工作原理及应用。

二极管、稳压管的外特性及主要参数。

学基本内容设计

2-3半导体二极管

一、半导体二极管的结构

１.点接触型

2.面接触型

二、二极管的V-I特性

二极管的V-I特性见图2.3.3

曲线分析：

１.正向特性（区）

2.反向特性（区）

3.反向击穿（区）

三、二极管的参数

1.最大整流电流IF

2.反向击穿电压VBR

3.反向电流IR

4.极间电容

附：

国产半导体器件的命名方法

2-4二极管基本电路及其分析方法

一、二极管正向V-I特性的建模

1.理想模型

2.恒压降模型

3.折线模型

4.小信号模型

二、模型分析法应用举例

2-5特殊二极管

一、齐纳二极管

稳压管符号及V-I特性如图2.5.1

二、硅稳压管的稳压电路

1、稳压电路

稳压电路如图2.5.2

2、稳压过程

第二章总结

多媒体教学，作业。

第3节为1学时

第4节为0.5学时

第5节为0.5学时

本次课要求熟练掌握二极管的基本电路及分析方法。

2.4.3a、2.4.4a、2.4.5a。

第三章三极管及放大电路基础3-1BJT

第4次课

熟练掌握BJT的结构、BJT的电流分配与放大作用、BJT的特性曲线及主要参数

BJT的电流分配与放大作用、BJT的特性曲线及主要参数。

BJT的电流分配与放大作用及BJT的特性曲线。

第三章半导体三极管及放大电路基础

熟练掌握三极管共射、共集、共基组态放大电路工作原理，静态工作点，用小信号模型法分析增益、输入和输出阻抗。

3-1半导体BJT

一、BJT的结构简介

几种BJT的外形如图3.1.1

二、BJT的电流分配与放大作用

1.BJT内部载流子的传输过程

见图3.1.4

1）发射区向基区注入电子

2）电子在基区中的扩散与复合

3）集电区收集扩散过来的电子

2.电流分配关系

3.放大作用

4.共射极连接方式

以发射极作为输入回路与输出

回路的公共端——共射电路。

放大的原因：

放大的本质：

三、BJT的特性曲线

（共e）

见图3.1.7

1、输入特性

iB=f（vBE）∣vCE=常数

2、输出特性

iC=f（vCE）∣iB=常数

四、BJT的主要参数

1.电流放大系数

2.极间反向电流

3.极限参数

第1节为2学时

本次课要求熟练掌握BJT的结构、BJT的电流分配与放大作用、BJT的特性曲线及主要参数

3.1.3、3.1.4、

3-2共射极放大电路3-3图解分析法

第5次课

熟练掌握共射极放大电路的组成、共射电路的图解分析法及BJT的三个工作区域。

共射极放大电路的组成图解分析法

图解分析法。

3-2共射极放大电路

一、电路的组成

共射极基本放大电路如图3.2.1所示

二、共射极基本放大电路的简化

假定正方向

⊥——为-

a.VBB、VCC合并，VBB=VCC

b.VCC、e、vi、vo——公共点O用⊥

c.不画电池

3-3图解分析法

一、静态工作情况分析

1.近似估算Q点

2.用图解法确定Q点

图解步骤如下：

（1）把放大电路分成非线性和线性两部分

（2）作出电路非线性部分的V-I特性——BJT的输出特性

iC=f（vCE）∣iB=40uA（IB=VBB/Rb=12V/300KΩ=40uA）

（3）作出线性部分的V-I特性——直流负载线

（4）由电路的线性与非线性两部分V-I特性的交点确定Q点

二、动态工作情况分析

1.加vi时的工作情况

2.交流负载线

交流通路：

交流量传递的路径。

画交流通路原则：

a.VCC、VBB短路（内阻→0）

b.Cb1、Cb2→短路

（对交流来说阻抗很小）

见图3.3.3

3.BJT的三个工作区域

即：

饱和区、放大区和截止区。

第2节为0.5学时

第3节为1.5学时

本次课要求熟练掌握共射极放大电路的组成、共射电路的图解分析法及BJT的三个工作区域。

3.2.1c、d、3.3.2a、e、3.3.3、3.3.4、

3-4小信号模型分析法

第6次课

熟练掌握小信号模型分析法及用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路

BJT的小信号建模及用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路

用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路

一、BJT的小信号建模

1．BJTH参数的引出

输入回路：

vBE=f1（iB，vCE）

输出回路：

iC=f2（iB，vCE）

2.H参数小信号模型

（1）小信号模型的引出

vbe=hieib+hrevce

（1）

ic=hfeib+hoevce

（2）见图3.4.3

（2）关于小信号模型的讨论

（3）模型的简化见图3.4.3

3.H参数的确定

1）仪器测量（测试仪）

2）在特性曲线上作图

3）估算——rbe

rbe可借助下面的公式估算：

rbe=rb+（1+β）re

VT（mV）

rbe≈200Ω+（1+β）————

IE（mA）

二、用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路

分析的步骤如下：

1.画出小信号等效电路见图3.4.4

1）画交流通路

2）用H参数小信号模型代替BJT，其他元件按位置接入

3）标出电压极性、电流方向

2.求电压增益

按定义：

Vo

AV=——

Vi

计算输入电阻和输出电阻

多媒体教学，作业、实验。

第4节为2学时

本次课要求熟练掌握小信号模型分析法及用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路

3.4.1a、b、3.4.2、3.4.4、

3-5放大电路的工作点稳定问题

第7次课

熟练掌握温度对工作点的影响、射极偏置电路的工作原理及分析计算

射极偏置电路的工作原理及分析计算

射极偏置电路的分析计算

一、温度对工作点的影响

ICBO、β、VBE——随T变化而变

温度对工作点的影响最终导致T↑→IC↑→Q变化（移向饱和区）

设想：

1）针对ICBO的影响，设法使IB随T的升高而自动↓

2）针对VBE的影响，设法使发射结的外加电压随T的↑而自动↓。

二、射极偏置电路

见图3.5.1

电路的基本特点

Rb1、Rb2——基极分压电阻

Re——射极电阻

电路分析：

从VCC出发有两股直流电流

一般从VCC+→Rc→管c→e→Re→⊥（VCC-）

另一股从VCC+→Rb1分两股：

╱b→e→Re→⊥（VCC-）

╲Rb2→⊥（VCC-）

适当选择Rb1、Rb2、Re

可以使I1>

>

IB，IB可忽略

1、利用Rb1、Rb2的分压作用，使VB稳定

VCCRb2

VB≈———

Rb1+Rb2

VB只与Rb1、Rb2有关，∴稳定（相对T变化而言）

2利用Re的作用稳定IC

物理过程：

T↑→IC↑→IE↑→VE（=ReIE）↑—

IC↓←IB↓←VBE↓（=VB-VE）←|

使IC基本不变，Q稳定

试近似估算上图的Q点，并计算它的电压增益、输入电阻和输出电阻。

解：

（1）确定Q点

（2）求电压增益

（3）求输入电阻和输出电阻

第5节为2学时

本次课要求熟练掌握射极偏置电路的工作原理及分析计算

3.5.3

3-6共集电极电路和共基极电路

第8次课

熟练掌握共集电极电路的特点及分析与计算，掌握复合管电路

共集电极电路的特点及分析与计算

共集电极电路分析与计算

一、共集电极电路

见图3.6.1

电路特点：

a.出、入——公共端C

b.Vi与Vo只相差Vbe

——跟随（射极跟随器）

c.输出从射极引出，（又叫射极输出器），RL’=Re//RL

1.电路分析

（1）求Q点

（2）电压增益

Vo-βIbRL’-βRL’

AV=——=————————=————————

ViIb[rbe+（1+β）Re]rbe+（1+β）Re

（3）输入电阻

VT

Ri=——=Rb//[rbe+（1+β）Re]

IT

（4）输出电阻

VTVT

Ro=——=————=Ro’//Rc≈Rc（∵Ro’>

Rc）

ITIc+IRc

电压跟随器的特点：

a.AV小于1而近于1，Vo与Vi同相；

b.Ri高；

c.Ro低。

2.采用复合管以进一步提高输入电阻

见图3.6.4

复合管的两个主要参数为

β≈β1β2

rbe≈rbe1+β1rbe2

二、共基极电路

由于学时限制，这部分内容留给同学自己来看，就不在课堂介绍了。

三种基本组态的比较，同学可以自己看书。

第6节为2学时

本次课要求熟练掌握共集电极电路的特点及分析与计算

3.6.2

3-7放大电路的频率响应

第9次课

熟练掌握单时间常数RC电路的频率响应

RC低通电路的频率响应及RC高通电路的频率响应

RC低通电路的频率响应

一、单时间常数RC电路的频率响应

1.RC低通电路的频率响应

见图3.7.1

幅频响应：

（1）当f<

<

fH时

AVH=1/√1+（f/fH）2≈1

用分贝表示:

20lgAVH≈20lg1=0dB

是一条与横轴平行的零分贝线

（2）当f>

AVH=1/√1+（f/fH）2≈fH/f

用分贝表示：

20lgAVH≈20lgfH/f

相频响应

fH时，φH→0，得一条φH=0的直线。

（2）当f>

fH时，φH→-90°

得一条φH=-90°

的直线。

（3）当f=fH时，φH=-45°

。

见图3.7.2

2.RC高通电路的频率响应

1）RC耦合放大器，用RC高、低通电路模拟低、高频响应。

2）频率响应的关键点fH、fL（转折、上下限频率）

3）fH、fL都与RC回路的时间常数τ=RC成反比

11

fH=————fL=————

2πR1C12πR2C2

第7节为2学时

本次课要求熟练掌握RC低通电路的频率响应及RC高通电路的频率响应

3.7.1

第四章场效应管放大电路4-1结型场效应管4-2放大电路

第10次课

熟练掌握场效管的主要参数，共源、共漏组态放大电路工作原理，用小信号模型法分析Av、Ri、Ro。

用小信号模型法分析场效管放大器的Av、Ri、Ro

小信号模型法分析FET放大电路

第四章场效应管放大电路

熟练掌握场效应管的主要参数，共源、共漏组态放大电路工作原理，用小信号模型法分析AV、Ri、Ro，正确理解图形分析法，正确理解场效应管的工作原理。

4-1结型场效应管

一、JFET的结构和工作原理

1.结构

JFET的结构示意图如图所示

2.工作原理

利用PN结的特性

采用外加反压控制PN结厚薄的方法控制电流的变化。

加反偏后↑→耗尽区宽→i↓

iD的控制：

vGS→PN反偏→沟道宽度→iD

放大：

vi→vGS→沟道宽度→iD→vo=iDRd

在电场作用下，产生载流子的运动，所以叫场效应。

由一种载流子（电子）参加导电，所以叫单极型器件。

区别：

三极管：

电流控制器件，输入电流控制输出电流。

场效应管：

电压控制器件，输入电压控制输出电流。

二、JFET的特性曲线及参数

1.输出特性见图4.1.5

iD=f（vDS）|vGS=常数

2.转移特性

iD=f（vGS）|vDS=常数

3、主要参数

4-2场效应管放大器

一、FET的直流偏置电路及静态分析

1.FET的小信号模型

2.应用小信号模型法分析FET放大电路

（1）中频电压增益

（2）输入电阻

（3）输出电阻

第1节为1.5学时

本次课要求熟练掌握JFET的结构和工作原理及应用小信号模型法分析FET放大电路

4.1.1、4.4.4、4.4.5。

第五章功放电路5-1一般问题5-2乙类互补对称功放电路

第11次课

熟练掌握乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成及分析计算

乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成及分析计算

功率放大电路的工作原理，输出功率的估算

第五章功率放大电路

熟练掌握功率放大电路的工作原理，输出功率和效率的估算，正确理解非线性失真。

5-1功率放大电路的一般问题

1.功率放大电路的特点及主要研究对象

设置功放级的必要性——给负载提供一定的功率。

2.功率放大电路提高效率的主要途径

5-2乙类双电源互补对称功率放大电路（无输出电容器OCL）

一、电路组成

1.电路特点：

见图5.2.1

1）用PNP管代替NPN管的Re

2）电路用两个射随器组成

3）都工作于乙类（无偏流IB，即Rb=∞）

2.导通关系：

导通时一定是e结正偏时

vi+→T1导（T2止）→vo+

vi-→T2导（T1止）→vo-

推挽电路：

静态时管子不取电流，动态时T1、T2轮流导电。

互补对称电路：

两管互相补充对方之不足，工作性能对称。

二、分析计算

1.合成特性曲线

2、计算

1）输出功率

2）管耗PT

3）直流电源供给的功率PV

4）效率

第1节为1学时

第2节为1学时

本次课要求熟练掌握乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成及分析计算

5.2.4

5-3甲乙类互补对称功放电路第六章集成电路运算放大器

第12次课

熟练掌握甲乙类双电源互补对称电路的组成及甲乙类单电源互补对称电路的组成与工作原理，理解交越失真的概念。

甲乙类单电源互补对称电路的组成及分析计算

甲乙类单电源互补对称电路的分析计算

5-3甲乙类互补对称功率放大电路

一、甲乙类双电源互补对