电子技术课程笔记

是《电工学电子技术》模电部分第14-18章部分知识点的整理，分享给有需要的朋友们参考使用。

半导体器件

• 半导体的导电特性
  • 导体
    • 自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体
  • 绝缘体
    • 有的物质几乎不导电，称为绝缘体。如陶瓷、石英
  • 半导体
    • 导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等
      • 热敏特性、光敏特性
        • 当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化
      • 掺杂特性
        • 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变
  • 本征半导体
    • 完全纯净的、结构完整的半导体晶体
      • 硅（Si）和锗（Ge）最外层电子（价电子）都是四个。通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。
      • 在硅和锗晶体中，每个原子都处在正四面体的中心，而相邻四个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，共用一对价电子。
    • 束缚电子
      • 共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中
      • 常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子
      • 本征半导体中的自由电子很少，导电能力很弱
    • 导电机理
      • 自由电子、空穴成对出现
        • 在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时，价电子完全被共价键束缚，本征半导体中没有可以自由运动的带电粒子（即载流子），相当于绝缘体。
        • 在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。
      • 外加电场时
        • 自由电子做定向运动所形成的电子电流。
          • 自由电子：在晶格中运动
        • 被原子核束缚的价电子按一定方向依次填补空穴形成的空穴电流。
          • 空穴：在共价键中运动
      • 本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度
        • 复合
          • 自由电子在运动过程中如果和空穴相遇就会填补空穴，使两者同时消失
          • 在一定的温度下自由电子和空穴的产生和复合达到动态平衡，半导体中的载流子维持一定的数目
          • 但是这时的载流子数量很少，导电能力差
        • 温度越高，热运动加剧，自由电子和空穴增多，载流子的浓度越高，本征半导体的导电能力越强
• PN结及其单向导电性
  • 本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度
    • 温度越高，热运动加剧，自由电子和空穴增多，载流子的浓度越高，本征半导体的导电能力越强
    • 在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。
  • 形成原理
    • N型半导体(negative)
      • 在硅或锗晶体中掺入少量五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，整个晶体的结构基本不变
      • 载流子
        • 五价元素提供的电子，五价元素成为正离子，浓度与五价元素原子相同
          • 多数载流子
        • 本征半导体产生的空穴
          • 少数载流子
    • P型半导体(positive)
      • 在硅或锗晶体中掺入少量三价元素硼（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，整个晶体的结构基本不变
      • 载流子
        • 三价元素提供的空穴，三价元素接受电子成为带电负离子，浓度与掺杂浓度相关
          • 多数载流子
        • 本征半导体产生的自由电子
          • 少数载流子
    • 多子扩散运动：加宽空间电荷区 少子漂移运动：空间电荷区变薄 空间电荷区形成内电场，稳定后厚度不变，形成PN结 P 内电场 ← N
      • 空间电荷区中几乎没有载流子
      • 空间电荷区中P区中的空穴、N区中的自由电子（都是多子）形成的电流比较大
      • P区中的自由电子和N区中的空穴（都是少子），数量有限，形成电流很小
  • 单向导电性
    • 正向电压、正向偏置
      • P区加正电压、N区加负电压
        • 内电场被削弱，多子扩散加强，能够形成较大的正向电流
        • 空间电荷区变薄
        • 加正向电压时，PN结处于导通状态，呈低电阻，正向电流较大
    • 反向电压、反向偏置
      • P区加负电压、N区加正电压
        • 内电场被加强，多子扩散受到抑制，少子漂移加强，但因少子数量有限，只能形成较小的反向电流
        • 空间电荷区变厚
        • 加反向电压时，PN结处于截止状态，呈高电阻，反向电流很小
• 二极管
  • 基本结构
    • PN结加上管壳和引线
  • 伏安特性
    • • 外加电压大于死区电压，二极管才能导通
      • 外加电压大于反向击穿电压时，二极管被击穿，失去单向导电性
      • 死区电压
        • 硅管~0.5V
        • 锗管~0.1V
      • 导通压降
        • 硅0.6~0.8V
        • 锗0.2~0.3V
      • 大小和材料及环境温度有关
      • 最大整流电流
        • 二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。超出，PN结过热会损坏管子
      • 反向工作峰值电压
        • 保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是反向击穿电压UBR的1/2或2/3
      • 反向峰值电流
        • 指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流
        • 反向电流越大，说明二极管的单向导电性越差。反向电流受温度影响，温度越高反向电流越大
    • 理想二极管
      • • 正向导通：管压降
          • 硅0.7V
          • 锗0.2V
          • 最理想 0V
        • 反向截止：相当于断开
  • 电路分析
    • 断开二极管
      • 分析其两端电位高低
        • 正向导通、反向截止
      • 压差大的二极管优先导通
• 稳压二极管
  • 伏安特性 非线性
    • 特性
      • 稳压管反向击穿以后，电流变化很大，但其两端电压变化很小
        • 工作电压
      • 稳压管反向击穿是可逆的，当去掉反向电压后，恢复正常
      • 反向电流超过允许范围时，稳压二极管会发生过热击穿而损坏
      • 使用时要加限流电阻，稳压二极管在电路中可以起到稳压作用
    • 常见参数
      • 稳定电压
        • 稳压管正常工作（反向击穿）时管子两端的电压
      • 电压温度系数
        • 稳压值受温度变化影响的系数，环境温度每变化1℃引起稳压值变化的百分数
      • 动态电阻
        • 愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好
      • 稳定电流
        • 最大稳定电流
          • 最大允许耗散功率
• 晶体管 (三极管)
  • 分类
    • 硅管主要是平面型
      • 锗管都是合金型
  • NPN型三极管
    • • 发射区 掺杂浓度最高
        • 发射区在基区复合的电子，形成电流
        • 发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流
      • 基区 最薄，掺杂浓度最低
        • 电子在基区扩散和复合
        • 基区空穴向发射区的扩散可忽略
        • 使绝大多数电子扩散到集电结
      • 集电区 面积最大
        • 集电区收集从发射区扩散过来的电子
        • 集电结反偏，由少子形成的反向电流，受温度影响比较大
        • 从发射区扩散到基区到达集电区边缘的电子被拉入集电区形成
      • 放大状态
    • NPN型 电流分配与放大原理
      • 放大的外部条件：发射结正偏、集电结反偏
        • Ub>Un
        • Uc>Ub
        • 正偏：P+N-
          • 电流满足 E=B+C
      • 晶体管的电流放大作用
        • 基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大的变化。
      • 放大实质
        • 用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化，晶体管是电流控制器件。
  • PNP型三极管
    • PNP型晶体管 放大区：发射结正偏、集电结反偏
      • 电流满足 E=B+C 并与NPN型反向
  • 特性曲线
    • 输入特性曲线
    • 输出特性曲线
      • 线性放大区
        • 发射结正偏 集电结反偏
      • 饱和区
        • • IB的变化对Ic的影响小，
        • • 发射结正偏，集电结正偏
        • 深度饱和时
        • 发射极和集电极之间如同开关接通，电阻很小
      • 截止区
        • 发射结反偏，集电结反偏
        • 发射极和集电极之间如同开关断开，电阻很大
  • 主要参数
    • 直流放大倍数
    • 交流放大倍数
    • 集-基极反向截止电流
      • 少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大
    • • 集-射极反向截止电流（穿透电流）
        • 集电结反偏、发射结正偏
        • 三极管温度特性较差
      • 基极开路，集电结处于反偏和发射结处于正偏时的集电极电流，又因为它好像是从集电极直接穿透晶体管而到达发射极的，所以又称穿透电流。
    • 集电极最大允许电流
    • 集-射极反向击穿电压
      • 基极开路时，加在集-射极之间的最大允许电压，称为集-射极反向击穿电压。一般是室温。温度上升时，其值将降低
    • 集电极最大允许功耗
• 光电器件
  • 发光二极管
    • 加上正向电压并有足够大的正向电流时，能发出一定波长范围的光
  • 光电二极管
    • 工作在反向电压作用下
    • 无光照时，和普通二极管一样，其反向电流很小，称为暗电流
    • 有光照时，产生的反向电流称光电流
    • 照度E越强，光电流也越大
    • 光电流很小，一般只有几十微安，应用时必须放大
  • 光电晶体管
    • 用入射光照度 E 的强弱来控制集电极电流
    • 无光照时，集电极电流很小，称为暗电流
    • 有光照时，集电极电流称为光电流
    • 一般约为零点几毫安到几毫安
    • 输出特性曲线

基本放大电路

• 主要内容
  • 电压放大电路
    • 放大：把微弱变化（交流信号）的信号线性放大成较大变化的信号
    • 放大实质：用小能量信号，借助于晶体管的电流控制作用，把放大电路中直流电源的能量转化成交流能量的输出。
    • 基本要求
      • 足够的放大倍数
      • 尽可能小的波形失真
    • 符号规定
      • 直流分量
      • 交流分量
      • 交流分量有效值
      • 总瞬时值
• 共发射极放大电路
  • 从集电极输出
  • • 参考点：接地
    • 晶体管
      • 工作于放大区，发射结正偏，集电结反偏
    • 集电极电源
      • 为电路提供能量
      • 保证集电结反偏
    • 集电极电阻
      • 将变化的电流转变为变化的电压（kΩ）
    • 耦合电容C1 C2
      • 隔直通交
        • 电解电容 有极性
    • 基极电阻
      • 保证发射结正偏
      • 提供合适的静态工作点
  • 放大电路实现放大的条件
    • 晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏
    • 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区
    • 输入回路可将变化的电压转化成变化的基极电流
    • 输出回路可将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号
  • 电路分析
    • 直流分量静态工作点Q
      • 无输入信号时，三极管各电极都是恒定的电压和电流
      • • 估算法 KVL
          • 公式随电路变化
        • 图解法
          • 估算法确定
          • 输出特性
      • 作用
        • 使放大电路的放大信号不失真
        • 使放大电路工作在较好的工作状态，静态是动态的基础
    • 交流分量动态分析
      • VCC接地 电容短路
      • 输入信号后，各电极的电流和电压在静态值的基础上增加了一个交流量，方向不变
      • 输出电压与输入电压相位相差180°
        • 共射电路反相
      • 微变等效电路法
        • 线性化 小信号
        • 放大倍数
          • 相位差180°
          • 负载电阻越小，R'L越小，放大倍数越小
          • rbe=200+（β+1）*26/IE Ω
        • 输入电阻≈rbe
          • 越大越好
            • 越大电流越小，输出越接近输入
          • 越小
            • 从信号源取得较大的电流，增加信号源的负担
            • 减小输出电压
            • 降低放大电路的电压放大倍数
        • 输出电阻≈Rc
          • 戴维宁等效电路内阻
            • 动态电阻
            • 计算方法
              • 加压求流法
                • 去掉负载电阻，令电路中所有的独立电源为零
                • 在输出端加电压求电流
              • 测量
                • 测量负载电阻开路时的开路电压
                • 测量接入负载后的输出电压
          • 越小越好
            • 输出电压的变化越小，放大电路带负载的能力越强
      • 图解法
        • 交流负载线
          • 输入信号为0时通过Q点
          • 斜率
            • 交流负载线越陡，电压放大倍数变小
• 静态工作点的稳定
  • 放大电路的非线性失真
    • 假设负载为空载，RL=∞
    • 截止失真
      • 削顶
      • 适当增加基极电流可消除
    • 饱和失真
      • 削底
      • 适当减小基极电流可消除失真
      • 适当减小Rc，交流负载线变陡，消除失真
    • 不失真条件
      • 具有合适的静态工作点
      • 输入信号的幅值不能太大
  • 静态工作点的稳定
    • 温度的影响
      • 在固定式偏置放大电路中，当Ucc和RB一致时
    • 稳定静态工作点的电路
      • 温度补偿电路
      • 分压式偏置电路
        • 射极直流负反馈电阻
          • 愈大，反馈愈强，工作点愈稳定
          • 但是，太大会使发射极电位升高，使UCE相对减小，减小输出电压的变化范围
        • 交流旁路电容
          • 交流通路中，可将RE短路，使RE对交流信号不起作用
          • 和共发射极放大电路比较，放大倍数不受影响
          • 直流通路中，电容开路，静态工作点不受影响
        • • 太小将增加损耗，降低输入电阻
        • 求静态工作点
          • 直流通路
            • 条件
              • • 在估算时一般选取
            • 实质
              • 电路稳压的过程实际是由于加了RE形成了负反馈过程
        • 动态分析
          • • 无旁路电容
              • 减小
              • 提高
              • 不变
• 射极输出器
  • 共集电极放大电路
    • 电压跟随器
  • 静态分析
  • 动态分析
    • • 放大倍数≈1
  • 输入电阻
    • 高
  • 输出电阻
    • 与内阻Rs有关
    • 输出电阻低
  • 对电压源的放大倍数
• 差分放大电路
  • 耦合方式
    • 直接耦合
      • 将前级的输出端直接接后级的输入端。
      • 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号
      • 良好的低频特性，放大缓慢变化的信号，易于集成
      • Q点相互影响
      • 零点漂移
        • 电源电压的波动、元件的老化、半导体元件参数随温度变化放大电路的工作点改变
        • 经多级传递，逐级放大
        • 输出电压的漂移
        • 抑制
          • 1.引入直流负反馈，静态工作点稳定电路
          • 2.温度补偿，利用热敏元件来抵消放大管参数的变化
          • 3.差分放大电路
            • • 共模放大倍数,很小<1
                • 共模输入信号大小相等，极性相同
                • 抑制共模信号
                  • 即抑制零点漂移的能力
              • 差模放大倍数,很大>1
                • 差模输入信号大小相等，极性相反
                • 差放输出电压为两管各自输出电压变化量的两倍
              • 比较输入
                • ui1、ui2大小和极性是任意的，但均可分解为共模分量和差模分量
                • 电路仅放大两输入信号的差值
            • 共模抑制比
              • 越大越好
            • 典型差分放大电路（双电源长尾式）
              • 加入射极电阻RE
                • 静态时，抑制温度漂移，稳定静态工作点
                • 对共模信号有抑制作用
                • 对差模信号不起作用，交流通路中相当于短路
              • 加入负电源-UEE，采用正负双电源供电
              • 使信号变化幅度加大，提供基极电流。
            • 作用
              • 放大差模信号
              • 抑制共模信号
            • 分类
              • 双端输入双端输出：Aa同单管Au
              • 双端输入单端输出：Aa为单管±0.5Au
              • 电路参数尽量对称 加大共模抑制电阻RE
              • 单端输入双端输出：Aa同单管Au
              • 单端输入单端输出：Aa为单管±0.5Au
              • 加大共模抑制电阻RE
              • 提高共模抑制比
    • 阻容耦合
    • 变压器耦合
    • 光电耦合
• 互补对称功率放大电路
  • 放大大信号
  • 在不失真的情况下能输出尽可能大的功率
  • 由于功率较大，就要求提高效率
  • 分类
    • 甲类
      • 晶体管在输入信号的整个周期都导通，静态I较大波形好，管耗大，效率低
    • 乙类
      • 晶体管只在输入信号的半周期内导通，静态Ic=0，波形严重失真，管耗小效率大
    • 甲乙类
      • 存在较小的静态电流
      • 每管导通时间大于半个周期，静态Ic≈0
      • 基本不失真
    • 无输出电容形式（OCL电路）
      • 由NPN型、PNP型三极管构成两个对称的射极输出器对接而成
      • 双电源供电
      • 输出端不加隔直电容
      • 互补输出级的基本电路会产生
        • 交越失真
• 放大电路的频率特性
  • 幅频特
    • 电压放大倍数的模|Aul与频率f的关系
  • 相频特性
    • 输出电压相对于输入电压的相位移φ与频率f的关系
  • 中频段
    • 与频率无关
      • 不受耦合电容、旁路电容（视为短路）影响
      • 晶体管极间电容、联线分布电容可视为开路
  • 低频段
    • 下降
      • 受耦合电容、旁路电容影响
      • 晶体管极间电容、联线分布电容可视为开路
      • 实际送到三极管输入端的电压比输入信号要小，放大倍数降低
  • 高频段
    • 下降
      • 受晶体管极间电容、联线分布电容影响
      • β随频率的增高而降低，耦合电容、旁路电容可视为短路
      • Co与负载并联，使总负载阻抗减小，因而使输出电压减小，电压放大倍数降低

解题方法

• 含二极管的电路分析
  • 单个二极管
    • 断开二极管判断
      • 其两端电位高低
        • V阳>V阴：导通
        • V阳<V阴：截止
      • 其两端所加电压的正负
        • UD>0→导通
        • UD<0→截止
  • 多个二极管
    • 先判断优先导通
      • 压差大优先导通
    • 导通二极管起嵌位作用
      • 两端压降固定
    • 判断另一二极管状态
• 晶体管
  • 判断晶体管工作区域 NPN型为例
    • 线性放大区
      • 发射结正偏 集电结反偏
    • 饱和区
      • 发射结正偏，集电结正偏
    • 截止区
      • 发射结反偏，集电结反偏
  • 判断晶体管的 管脚电位
    • 放大电路
      • 先确定 B、E、C
      • 确定类型：NPN、PNP
      • 确定材料
• 运算电路要求
  • 要求
    • 1.熟记各种单运放组成的基本运算电路的电路图及放大倍数公式。
    • 2.掌握以上基本运算电路的级联组合的计算。
    • 3.会用“虚断（i-0）”和“虚短（ut=u）”分析给定运算电路的放大倍数。
    • 4.能设计简单的加减和积分运算电路。
  • 确定运放工作区
    • 若有负反馈，则运放工作在线性区
    • 若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在饱和区
      • 虚短路不成立，虚开路成立
      • 输入电阻仍可以认为很大
      • 输出电阻仍可以认为是0

集成运算放大器

• 简单介绍
  • 内部结构特点
    • 集成工艺电感、电容元件难于制造。避免使用电容
      • 采用直接耦合
    • 输入级采用差放电路且温度均一性好
    • 高电阻阻值偏差大，高阻值电阻用晶体管（场效晶体管）恒流源代替或外接
    • 二极管一般用晶体管的发射结构成
  • 电路组成
    • • 输入级
        • 同向和反向两个输入端
        • 差分放大电路
          • 输入电阻大
          • 共模放大倍数,很小<1
          • 差模放大倍数,很大>1
          • 抑制零点漂移 和共模干扰信号
      • 中间级
        • 共射放大电路
          • 电压放大倍数高
          • 复合管 提高电流放大倍数
          • 足够的放大能力
      • 输出级
        • 互补功放
        • 射极输出器
        • 功率级
          • 输出电阻低
          • 带负载能力强
          • 最大不失真输出电压尽可能大
      • 偏置电路
        • 为其他级设置合适的静态工作点
        • 提供合适的稳定的偏置电流
        • 多采用恒流源电路
  • 管脚和符号
    • 主要参数
      • 最大输出电压
        • 使输出电压和输入电压保持不失真关系的最大输出电压
      • 开环电压放大倍数
      • 输入失调电压
        • 使输出电压为零时，在输入端所加的补偿电压
        • 此值越小越好
      • 输入失调电流
        • 输入信号为零时，两输入端静态基极电流之差
        • 此值一般在零点零几微安级，越小越好。
      • 输入偏置电流
        • 输入信号为零时，两输入端静态基极电流平均值
        • 此值一般在零点几微安级，越小越好
      • 共模输入电压范围
        • 共模电压超出此范围时，运放的共模抑制性能大大下降
  • 工作状态
    • 线性区
    • 饱和区
    • 理想运放
      • 参数
        • 开环电压放大倍数
        • 差模输入电阻
        • 开环输出电阻
        • 共模抑制比
      • 工作在线性区
        • 虚短路
        • 虚开路
        • 放大倍数与负载无关
        • 信号放大、运算
      • 工作在饱和区
        • 不成立
        • 虚开路成立
        • 输出与负载无关
        • 电压比较器
• 信号运算方面的应用
  • 介绍
    • 包括比例、加法、减法、微分、积分、对数、反对数、乘法和除法等运算
    • 特点
      • 输出和输入的关系基本决定于电路的结构和参数，与运放本身的参数关系不大
    • 反馈
      • 将放大电路输出端信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加
  • 比例运算
    • 引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈
    • 输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。
    • 分类
      • 同相比例运算电路
        • • 特点
            • 信号从同相端输入
            • 反馈电阻RF跨接在输出端和反相输入端之间
            • 反相输入端通过电阻R1接地
            • 虚短 虚开
            • 反相输入端
          • 参数
            • ≥1
              • 输入输出极性相同
              • 与运算放大器本身参数无关
            • • 输入电阻高、输出电阻低
            • • 对运放的共模抑制比有要求
            • 共模输入电压可能较高
        • 电压跟随器
          • 特点
            • 信号从同相端输入
            • 反馈电阻RF跨接在输出端和反相输入端之间
            • 输出电压全部引到反相输入端
          • 参数
          • 电压跟随性能好
            • 输入电阻大，输出电阻小
            • 在电路中的作用与分离元件的射极输出器相同
      • 反向比例运算电路
        • • 特点
            • 信号从反相端输入
            • 反馈电阻RF跨接在输出端和反相输入端之间
            • 同相输入端通过电阻Rp接地
            • 虚短 虚开
            • 反相输入端虚地
          • 参数
            • • 输入输出极性相反
              • 与运算放大器本身参数无关
            • • 在放大倍数较大时，该电路结构不再适用
            • 反馈方式
              • 电压并联负反馈
              • 输出电阻很小
            • 共模输入电压低
              • 对运放的共模抑制比没有要求
        • 静态时：输入与输出均接地
          • 平衡电阻：可使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性
            • ？？？
  • 加法运算
    • 同向求和运算
      • • 特点
          • 信号全从同相端输入
          • 反馈电阻RF跨接在输出端和反相输入端之间
        • 参数
        • 同相求和电路的各输入信号的放大倍数互相影响，不能单独调整
    • 反向求和运算
      • • 特点
          • 信号全从反相端输入
          • 反馈电阻RF跨接在输出端和反相输入端之间
        • 参数
        • 调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便
  • 减法运算
    • • 特点
        • 信号既有反相端输入，又有从同相端输入
        • 反馈电阻RF跨接在输出端和反相输入端之间
      • 参数
    • 多输入形式
      • 参数
  • 积分运算
    • 将反相比例运算电路中的RF用电容CF替代
    • 应用
      • 阶跃信号：线性积分
      • 方波 ： 波形变换
      • 正弦波： 移相
    • 比例积分电路（PI调节器）
  • 微分运算电路
    • 比例微分电路（PD调节器）
• 信号处理方面的应用
  • 有源滤波器
    • 一阶有源低通滤波器
    • 优点
      • 体积小重量轻
      • 其输入和输出之间具有良好的隔离
      • 除起滤波作用外，还可将信号放大
  • 电压比较器
    • 比较输入电压和参考电压的大小
    • 由于运放开环工作或引入了正反馈，故其工作于饱和区。输出电压为
    • 从同向端输入
      • • 特点：运放处于开环状态
    • 从反向端输入
      • • 特点：运放处于开环状态
    • 过零比较器 UR=0
• 注意
  • 消振
    • 晶体管的极间电容和其他寄生参数的影响容易产生自激振荡，可以外接RC消振电路
  • 调零
    • 需外接调零电路
      • a.当Ui=0时，调节调零电位器，使Uo=0。
      • b.当Ui≠0时，调节调零电位器，使Uo的值为和其相对应的计算值。
  • 保护
    • 输入端保护
    • 输出端保护
    • 电源保护

电子电路中的反馈

• 反馈的基本概念
  • 反馈：将放大电路输出端信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号叠加
  • 正反馈
    • 若引回的反馈信号增强了净输入信号，使放大电路的放大倍数增加
  • 负反馈
    • 若引回的反馈信号削弱了净输入信号，使放大电路的放大倍数降低
  • 判别方法
    • 瞬时极性法
      • 设地电位为0
      • 断开反馈网络与输入回路相接处
      • 假设输入端信号有一定极性的瞬时变化
      • 依次经过放大电路、反馈网络后，再回到输入端比较
      • 若净输入信号减少，则为负反馈。反之为正反馈
      • 单运放反馈接在反相端一定为负反馈
• 放大电路中的负反馈
  • • 反馈叠加方式
      • 串联反馈
        • 输入与反馈加在两个输入端
      • 并联反馈
        • 输入与反馈加在一个输入端
    • 反馈采样方式
      • 电压反馈
        • 反馈电路直接从输出端引出
      • 电流反馈
        • 反馈电路从负载近地端引出
      • 输出端
        • 令负载 两端电压为0
          • 不存在
            • 电压反馈
          • 存在
            • 电流反馈
  • 分立元件中
    • 反馈类型
      • 交流反馈
        • 串联 隔直电容
        • 在交流通路中的反馈
      • 直流反馈
        • 并联 旁路电容
        • 稳定静态工作点
      • 交直流反馈
        • 无电容
    • 反馈形式
      • 串联
      • 并联
      • 电流
        • 大多从发射极采样
      • 电压
        • 大多从集电极采样
      • 输出端
        • 令负载 两端电压为0
          • 不存在
            • 电压反馈
          • 存在
            • 电流反馈
    • 负反馈条件
      • 不同端输入
        • 极性相同
          • 相减
      • 同一输入端
        • 极性不同
          • 相加
  • 交流负反馈
    • 影响
      • 减小放大倍数
        • 反馈深度
          • 深度⋙1，深度负反馈
            • 在深度负反馈的情况下，闭环放大倍数仅与反馈电路的参数有关。放大电路的工作非常稳定
            • 论证虚短与虚断
      • 稳定放大倍数
        • 闭环放大倍数的相对变化
        • 开环放大倍数的相对变化
      • 改善波形失真
        • 负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，而不能完全消除失真。
      • 展宽通频带
      • 串联负反馈
        • 串联电阻
          • 增大输入电阻
      • 并联负反馈
        • 并联支路
          • 降低输入电阻
      • 电压负反馈
        • 稳定输出电压
          • 输出电阻小
      • 电流负反馈
        • 稳定输出电流
          • 输出电阻大
• 振荡电路中的正反馈
  • 自激振荡
    • 放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号
      • 正反馈电路
    • 自激振荡条件
      • 振幅条件
        • 要有足够的反馈量，即反馈电压要等于所需的输入端电压
      • 相位条件
        • 反馈电压和输入端电压要同相
    • 起振条件
    • 稳幅
  • 正弦波振荡电路
    • 选频网络：保证输出为单一频率的正弦波
    • 反馈网络：必须是正反馈，反馈信号即是放大电路的输入信号
    • 放大电路：放大信号
    • 稳幅环节
    • RC振荡电路
      • 起振
      • 稳定振荡
        • 热敏电阻
        • 二极管

18

• 变压
  • 交流变交流
• 整流
  • 交流变脉动直流
    • 理想二极管
    • 利用二极管的单向导电性
  • 单相半波整流电路
    • 输出电压波形
    • 整流电压平均值
    • 整流电流平均值
    • 流过二极管管电流平均值
    • 二极管上承受的最高电压
    • 选择二极管
  • 单相桥式整流电路
    • 输出电压波形
    • 整流电压平均值
    • 整流电流平均值
    • 流过二极管管电流平均值
    • 二极管上承受的最高电压
    • 选择二极管
  • 单相全波整流电路
• 滤波
  • 脉动直流变平滑直流
    • 电容与负载并联，或电感与负载串联
  • 单相半波电容滤波器
  • 单相桥式整流电容滤波
  • 二极管电容滤波
    • 负载开路时，二极管承受的最高反向电压
  • RC越大，电容器放电越慢，输出电压平均值越大，波形越平滑
    • 最大整流电流
  • 电感电容滤波器
  • Π型LC滤波
• 稳压
  • 输出电压稳定
  • 稳压管稳压电路
    • 利用稳压管所起的电流调节作用，通过限流电阻R上的电压或电流的变化进行补偿，来达到稳压的目的。
    • 限流电阻R既限制稳压管中的电流使其正常工作，又和稳压管配合达到稳压的目的。
  • 恒压源
  • 串联型稳压电路
    • • 稳压过程
      • 输出电压
  • 集成稳压电源
    • 三端集成
      • 输出固定电压
        • 输出正电压W78XX
        • 输出负电压W79XX
          • 串联电压负反馈
      • 输出可调电压
        • 输出正电压W117/217/317
        • 输出负电压W137/W237/W337