第四章 医用电子学优质PPT.pptx

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线圈、变压器、电磁铁。

5,四、晶体管,

（一）半导体的导电特性本征半导体晶体结构、纯净；

导电能力弱。

型半导体：

空穴是多数载流子。

杂质半导体型半导体：

自由电子是多数载流子。

6,四、晶体管,

（二）结型半导体与型结合，在交界面，区中的空穴和区中的自由电子复合，形成既无空穴也无自由电子的耗尽层（空间电荷区）。

当多数载流子的扩散运动与少数载流子的漂移运动达到动态平衡时，即形成了结。

观看动画“结的形成”。

7,四、晶体管,

（二）结在结两端外加正偏电压，结导通；

在结两端外加反偏电压，结截止。

结具有单向导电性。

8,观看动画“结的单向导电性”。

四、晶体管,（三）二极管由结构成。

（四）稳压管特殊二极管。

正向特性,U,th,U（BR）反向特性反向击穿死区电压,O,uD/V,iD/mA,导通电压硅：

0.7;

锗：

0.2。

9,NPN,集电极C,基区发射结发射区,集电区集电结,基极Bbase,collector,NPN型,PNP,E,B,C,E,发射极EemitterCB,E,C,BPNP型,四、晶体管,10,三极管通过小的基极电流控制并得到大的集电极电流，即三极管具有电流放大作用。

一般是mA级，而一般是A级。

反映了三极管的放大能力。

四、晶体管,11,C,i/mA,uCE/V,O,2,6,50A40A30A20A10AIB=08,4,3,2,1,截止区：

IB0，IC0条件：

两个结反偏放大区：

放大区,截止区4,饱和区,条件：

发射结正偏集电结反偏特点：

水平、等间隔3.饱和区：

条件：

两个结正偏特点：

ICIB,四、晶体管,12,六、运算放大器,+VCC,VEE,1）u+u（虚短）2）i+i0（虚断）,u同相端输入电压u-反相端输入电压理想运放的线性特性：

运放的电压放大倍数：

13,第二节共发射极放大电路,的基本分析、计算方法一、单管电路直流工作点、电压放大倍数的计算+VCC,C,1,C2,L,+,+,Rb,+u,i,+,Ru,o,共发射极单管放大电路,直流通路,+VCC-,C,RB,+,UBEQ,U,IBQ,RRIc+CEQ,CQ,IEQ,14,+VCC-,RC,RB,+,UBEQ,+U,CEQ,IBQ,ICQ,IEQ,

（一）直流工作点（静态工作点）的计算,直流通路,15,

（二）电压放大倍数的计算,RC,R,+,ui,+uo,RL,ib,ic,r,be,rbe:

基极与发射极之间的电阻；

16,iC/mA,20iB=10A,50504030,54321O,Q,直流负载线,UCEQ,交流负载线,二、图解分析法,+VCC-,RC,RB,U+,BEQ,I,BQ,ICQ+UCEQ,I,EQ,RC,R,+,ui,+uo,RL,ib,ic,r,17,be,取两点（V,CC,uCE/V,0,0,）作,直流负载线；

以为斜率，过Q点作交流负载线。

第三节常用放大器的分析计算方法,一、微变等效电路法,三极管电路可当成双口网络来分析,从输入端口看进去，相当于电阻rbe,从输出端口看进去为一个受ib控制的电流源ic=ib,u,ce,+,u,be,ib,icC+,B,E,rbe,E,ib,ic,i,ube,B+,C+buce,18,一、微变等效电路法,+V,CC,Rc,1,C,2,+,+,Rb,C+u,i,+RLuo,+,u,o,Rb,R,L,rbe,E单管共发射极放大电路的微变等效电路,ic,ib,ibB,C,Rc,+ui,19,二、多级放大电路的分析和计算,Au1第一级,Au2第二级,Au1末级,u,i,u,o1,RL,uo,RSu,s,ui2,uo2uin,ii,Ri,输入级中间级输出级R,20,总输入电阻是第一级放大电路的输入电阻；

总输出电阻是最后一级放大电路的输出电阻。

总电压放大倍数：

=Au1Au2Aun,三、波特图,21,是对数频率特性曲线。

幅频特性：

横坐标为频率（Hz）、纵坐标为电压放大倍数的对数（dB）;

相频特性：

横坐标为频率（Hz）、纵坐标是相角。

四、差动放大电路的原理及主要性能指标,V1,V,CC,V2,VEE,RCRC,R,EE,ui1,ui2,u,o,共模信号：

两个输入端信号幅值和相位都相同；

差模信号：

两个输入端信号幅值相等、相位相反；

差动放大电路具有抑制共模干扰信号、放大差模信号的能力。

用共模抑制比来表征此种能力。

22,第四节放大电路中的反馈,反馈将电路的输出量（电压或电流）的部分或全部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回路并影响输入量（电压或电流）和输出量的过程。

信号的两种流向,正向传输：

输入输出开环反向传输：

输出输入输入,闭环输出,放大电路,反馈网络,23,+比较环节,A基本放大电路,F反馈网络,一、负反馈和正反馈的概念,正反馈,负反馈,反馈使净输入电量增加，从而使输出量增大。

反馈使净输入电量减小，从而使输出量减小。

xi输入信号（ii或ui）,24,ididid,x净输入信号（i或u）,o,o,o,x输出信号（i或u）,f,f,f,x反馈信号（i或u）,二、四种负反馈组态和特性,25,判断串联反馈/并联反馈看放大电路的输入端，若反馈信号与放大电路的信号输入端直接相连，则为并联反馈；

反之，为串联反馈。

判断电压反馈/电流反馈看放大电路的输出端，若反馈信号与放大电路的输出端直接相连，则为电压反馈；

反之，为电流反馈。

uo经Rf与R1分压反馈到输入回路，故有反馈。

反馈使净输入电压uid减小，为负反馈。

Rf直接与输出端相连，故为电压反馈。

Rf没有与信号输入端直接相连，故为串联反馈。

电压串联负反馈,26,Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。

反馈信号并未直接与输出端相连，故为电流反馈。

反馈信号并未与信号输入端相连，故为串联反馈。

电流串联负反馈,27,Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。

反馈使净输入电流iid减小，为负反馈。

反馈信号直接与输出端相连，故为电压反馈。

反馈信号直接与输入端相连，故为并联反馈。

电压并联负反馈,28,Rf介于输入回路和输出回路，故有反馈。

电流并联负反馈,29,三、深度负反馈的计算,1.深度负反馈的特点：

为深度负反馈放大电路。

此时,AF反馈信号近似等于输入信号，净输入信号近似为零。

30,三、深度负反馈的计算,对深度负反馈放大电路可得重要结论：

基本放大电路的两输入端满足“虚短”、“虚断”。

虚断虚短,31,第五节运放电路,R2=R1/R,f,一、常用运放电路

（一）反相比例运算电路虚断虚地平衡电阻,Rif,输入电阻,32,Rif=R1,

（二）同相比例运算电路,Auf=1,电压跟随器,33,，Rf=0时,当R1=，,（三）差动比例运算电路,uo=Rf/R1（uI2,uI1）,取R1=R,34,1；

Rf=R,f,（四）积分电路,=,当uI=UI时，,设uC（0）=0,时间常数,=R1Cf,35,二、求和电路,

（一）反相输入求和电路iFi1+i2,若Rf=R1=R2则uO=（uI1+uI2）,36,

（二）加减求和电路,37,三、电压比较器,8,u,I,uO,过零电压比较器,uO,I,u0,UOmax,-UOuIOmaxuI0,38,第六节波形发生电路,反馈网络,i,U,A,u,放大器,u,F,o,U,Uf,R,L,微弱的电扰动中，某一频率成分通过正反馈逐渐放大，则产生正弦振荡。

一、正弦波发生电路基本结构：

39,放大电路正反馈网络产生振荡的2个必要条件：

幅值条件本次输入信号的幅值大于上一次。

相位条件反馈信号和输入信号是同相位的。

正弦波振荡电路,要得到单一频率的正弦波，还需要有选频网络。

据此，可分类如下：

RC振荡电路；

LC振荡电路；

石英晶体振荡电路。

一、正弦波发生电路,40,

（一）RC振荡电路,C,R,R,C,f低,41,f高,8,C,R1,Rf,CR,R,

（一）RC振荡电路,取,则振荡频率,电压放大倍数,满足起振的幅度条件。

42,

（二）LC振荡电路,在LC回路中，当对于某一频率的感抗和容抗正好相等时，回路产生谐振，此频率为谐振频率。

LC振荡电路就是用LC谐振回路作为选频网络，与放大电路组成的适合高频振荡的振荡电路。

CL,+VCC,V,RE,RB1,C,E,CBRB2,变压器反馈式振荡电路：

容易起振，谐振频率,43,（三）石英晶体振荡电路,石英晶体具有压电效应。

形变,形变,机械振动,外力,压电谐振外加交变电压的频率等于晶体固有频率时，机械振动幅度急剧加大的现象。

44,石英晶体的固有频率由外形决定，一旦加工定型后，几乎不受外界环境因素的影响。

石英晶体振荡器的输出频率具有高度的稳定性。

+VC,C,RB1,RB2RE,CE,C3,C,1,C2,RCV,45,二、非正弦波发生电路,

（一）矩形波发生电路,-UZ,uC,t,UT-,uOUZUT+,R,C,8,R2,R,3,UZ,u,O,R,1滞回比较器,振荡周期,46,

（二）三角波发生电路,由过零比较器和积分器构成。

47,t,起始时，对电容C充电，线性降低，也逐渐降低。

当低于零时，过零比较器翻转，也变为负值。

此时，对电容进,行反向充电，线性升高，也逐渐升高。

当高于零时，过零比较器又翻转，也变为正值。

此时，又对电,容进行充电，使线性升高。

48,（三）锯齿波发生电路,t,调节可得到不同的锯齿波波形。

49,第七节功率放大电路,50,一、功率放大电路的特点功率放大电路与电压放大电路的主要区别是：

功放不仅要输出足够高的电压，还要输出足够大的电流。

对功放的主要要求：

根据负载要求，提供足够的输出功率；

具有较高的效率（静态电流尽可能小）；

尽量减小失真。

功放的三种状态,t,i,C,O,I,cm,ICQ,t,O,I,cm,I,iCCQ,t,i,C,I,CQO,Icm甲乙类（）,Q,uCE,乙类（）iC,O,t,甲类

（2）iC,O,Q,Q,甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。

乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。

甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。

51,电路特点：

静态电流为零，属于乙类放大，效率高；

三极管从截止转入放大的过渡期会产生交越失真。

输入信号幅度越小，失真越明显。

交越失真,52,二、OTL功率放大电路,RL,R1,+VCC,VT1,uo,ui,+,C,VD1VD2,R2,R,VT2,主要优点：

单电源供电。

最大输出功率：

输出最大功率时效率：

53,三、OCL功率放大电路,RL,R,1,+VCC,VT,1,uo,ui,VD1VD2,R,VT2,R2-VCC,主要特点：

正负双电源供电，省略了输出电容C。

54,第八节直流电源,55,简单直流电源一般由变压器、整流电路、滤波电路组成。

变压器将电网的交流电压变换成所需大小的交流电压；

整流电路将正负交替的正弦交流电压整流成单方向的脉动直流电压；

滤波电路由电容、电感等储能元件