电工学-半导体器件.ppt

上次课内容1、半导体三极管2、基本放大电路3、放大电路的工程估算法4、放大电路的图解法分析5、工作点稳定的放大电路6、射极输出器7、多级放大电路8、功率放大电路,9-1直接耦合放大电路,一、直接耦合放大电路的零点漂移问题直接耦合放大器的突出问题是零点漂移问题即使在输入端不加信号（输入端短路），输出端也会出现变化的电压（简称零漂）。,二、差动放大电路,（1）电路组成和抑制零漂原理,对地大小相等、极性（或相位）相反的电压信号叫差模信号uidui1-ui2,（3）共模信号和共模抑制比KCMRR如果在两输入端同时加一对对地大小相等、极性（或相位）相同的信号电压，这种信号叫共模信号，用uic表示，uicuic1uic2Ui1Ui2/2。,（2）差模信号和差模放大倍数输入信号uid分成幅度相同的两个部分ui1和ui2。,共模抑制比KCMRR,9-2集成电路基本知识,1959年美国德克萨斯仪器公司制造了世界上第一块集成电路。,一、什么是集成电路,二、集成电路的结构特点IC看上去是个器件，实际上又是个电路系统，单片计算机系统就是一个典型例子。,三、集成电路的外形封装有金属圆壳式封装、扁平式塑料封装（要求尺寸微小的场合）、双列直插式封装（用途最广）。,四、集成电路的分类TTL、HTL、ECL、PMOS、NMOS、CMOS，集成运算放大器、集成稳压电源、时基电路，功放、宽带放大、射频放大等其它线性电路，接口电路，电视机、音响、收录机等专用电路以及敏感型集成电路等13种。,有模拟IC和数字IC；小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）和超大规模（VLSI）IC。,9-3集成运算放大器的结构和指标,一、集成运放的特点集成运放是一种理想的增益器件，放大倍数可达104～107。输入电阻从几十千欧到几十兆欧，输出电阻很小，仅为几十欧姆。二、集成运放内部的电路组成内部是一个直接耦合的多级放大电路，可分为输入级、中间级、输出级和偏置电路四部分。,三、集成运放的外部引出端子有输入端、输出端、连接正负电源的电源端、失调调整端、相位补偿端、公共接地端和其他附加端。,四、集成运放的主要性能指标,（1）输入失调电压UOS好的小于1mV，差的达10mV左右。,（2）输入失调电流IOS好的可小于1nA，差的可大到5μA。,（3）开环差模电压放大倍数Aod通用型运放Aod一般103～107。（4）差模输入电阻rid一般在几十千欧到几十兆欧范围。理想运放rid∞。,5差模输出电阻ro一般20～200Ω左右。6最大输出电压Upp额定电源电压（15V）和额定输出电流时，运放不失真最大输出电压的峰峰值，可达13V左右。,9-4集成运放的应用基础,一、集成运放的理想化条件1开环电压放大倍数Aod∞；2开环输入电阻rid∞；3输出电阻ro0；无零漂，无失调等。,二、集成运放工作在线性区和非线性区的特点,线性区1）运放同相输入端与反相输入端对地电压相等（“虚短”）；2）理想运放流入两个输入端的电流都等于零（“虚断”）。,非线性区由于集成运放的Aod很大，F007的Aod105，若最大输出电压,UppUom10V；当该运放在线性区工作时，允许的差模输入电压,输入端电压变化量超过0.1mV，输出电压立即超出线性范围，到正向饱和电压或负向饱和电压。,非线性区的特点1）Uo只有正饱和电压Uom或负饱和电压-Uom，且两输入端对地电压不一定相等。2）运放的输入电流等于零。,9-5集成运放在信号运算方面的应用,一、比例运算电路反相输入比例运算,A点的电位等于地电位--------“虚地”。,同相输入比例运算,二、加法运算,三、减法运算,四、积分运算,9-5信号转换电路,有电压-电压变换，电压-电流变换，电流-电压变换，电流-电流变换；有光-电转换电路，时间-电压转换电路，还有将机械变形、压力、温度等物理量变换成电信号的电路。,一、电源变换电路电压-电压变换电路,电流-电压变换电路测量三极管穿透电流ICEO。,二、非电量转换为电信号反向电流与光照强度成正比。,9-7运放非线性应用电压比较器,输入模拟信号，输出以高、低电平为特征的数字或脉冲信号。用于越限报警、模/数转换、波形变换及信号测量等方面。,反相电压比较器、同相电压比较器、过零比较器、迟滞比较器,专用集成比较器为适应模/数信号转换的需要而制造的；1输出电压的高低电平能与数字电路相匹配。2可提供较大的上升速率。3没有相位补偿问题。,9-8专用模拟集成电路,一、集成稳压器,*反馈及其应用*,1、反馈的基本概念,2、反馈的分类及定义,3、反馈对放大器性能的影响,4、反馈放大器的稳定及放大电路的自激振荡,5、正弦振荡电路的组成,6、正弦振荡电路的分类,7、正弦振荡电路的频率及其稳定,本次课内容1、直接耦合放大电路的特殊问题2、差动放大电路及其主要性能3、集成电路的基本知识4、集成运放及主要性能指标5、理想运放的主要特点6、运放线性和非线性特点（传输特性）7、运放的线性应用8、运放的非线性应用----电压比较器9、信号转换电路10、专用集成电路简介11、反馈的基本知识及应用,作业P.302.10.4.410.4.8,