7.晶体管和场效应管的比较
双极型三极管（简称BJT）又称晶体三极管，它工作时有空穴和自由电子两种载流子参与导电，而单极型三极管又称场效应管（简称FET），工作时只有一种载流子（多数载流子）参与导电。
晶体管属于电流控制型器件，而场效应管属于电压控制型器件。
第2章交流放大电路及集成运算放大器
一、重点与难点
1、放大电路的组成
直流电源和交流信号源分别提供能量和待放大的信号，而电容具有把直流信号与输入，输出端隔离开来的作用，信号放大的实质实际上是通过晶体管的电流控制作用而对直流电源提供的能量再分配的一个过程，只有正确的理解放大的实质，才能深入的学习，分析后面的放大电路，放大电路的组成是本章的重点之一。
2、基本放大电路的分析
直流分析的目的是为了确定放大电路的静态工作点是否合适，合适的静态工作点是保证放大电路正常工作的前提，故其是本章的重点，交流分析的目的不仅仅是为了确定放大电路的放大能力，还要确定其接收信号的能力和带负载的能力，这是放大的根本目的，此是本章的重点，由于晶体管在小信号下的模型等效原则比较抽象，这部分也是本章的难点。
3、射极输出器的分析及应用
射极输出器属于共集电极放大电路，其交流微变等效电路属于本章难点之一，由于其输入电阻高，输出电阻低，无电压放大能力，但是电流放大能力较强，故此在日常生活中应用很多，如何根据其特点正确的应用是本章的重点。
4、放大电路的耦合方式
放大电路的耦合方式中，阻容耦合和直接耦合有各自的优点和缺点，正确的根据其特点比较，选择耦合方式是本章的重点，也是本章的难点。
5、负反馈类型的判断
负反馈类型由于其电路的抽象性，因而是本章的难点，正确的分析电路的特点是正确判断负反馈类型的前提和保证。
6、负反馈的特点
负反馈以降低电压放大倍数为代价，换来了很多优点，正确的选择，设计负反馈放大电路能够很好的改善放大电路的性能，降低干扰，这部分内容是本章的重点。
7、集成运算放大器的特点
集成运算放大器是性能特别优良的放大电路，基本可以按照理想情况进行估算，集成运放可工作在线性区和非线性区，深度负反馈是其工作于线性区的前提，在深度负反馈构成的闭环系统中，虚短和虚断是两个分析问题的根本思路，是本书的重点和难点。
8、集成运算放大器在线性区的应用
比例，加减运算因其广泛的应用是本书的重点，微积分运算是本书的难点，滤波的概念把电路分析由时域分析改为频域分析，是本书的重点，也是难点。
9、集成运放在非线性区的应用
电压比较器处于大信号运用状态，受非线性特性的限制，输出只有高电平和低电平两种状态，电压比较器构成的波形变换和波形产生电路是本章的重点和难点。
二、学习辅导
1、放大电路的组成
直流电源的的作用首先是提供能量，同时为晶体管的放大提供一个合适的静态工作点，使其具有良好的放大范围，电解电容的作用是把直流电源与输入信号、输出信号隔离开来，另外，还可以通过偏置电阻来调节各静态值的大小。
2、放大电路的静态分析
当放大电路的输入端接上需要进行放大的交流信号时，电路中的各个电流与电压是在静态（直流）的基础上，叠加上一个动态（交流）量。
正确的设置静态工作点才能保证叠加上交流信号后电路能够不失真的放大，如果静态工作点过低，就会导致叠加交流信号后基极电流出现小于零的情况，从而导致晶体管进入到截止区从而产生截止失真，如果静态工作点设置过高，叠加上交流信号后虽然基极不会发生失真，但是集电极电流过大会导致管子进入到饱和区，从而产生饱和失真。
进行静态分析时，首先要画出其直流通路图，然后根据电路计算各静态的值。
3、放大电路的动态分析
放大电路的动态分析的目的是为了确定其放大倍数Au，并确定其接收信号的能力ri和其带负载的能力ro，正确的理解这三个指标的含义是学习本部分内容的前提和关键。
在电路进行动态分析时，由于晶体管的非线性从而增加了分析的难度。
微变等效电路法的实质是在小信号（微变量）的情况下，将非线性元件晶体管线性化，即把晶体管等效为一个线性电路。
这样，就可以采用计算线性电路的方法来计算放大电路的输入电阻、输出电阻及电压放大倍数等。
4、射极输出器
由于射极输出器具有电压放大倍数接近于1的电压跟随作用，且输入电阻高，输出电阻低的主要特点，所以这种基本单元电路的应用十分广泛。
利用它输入电阻高的特点，常用作多级放大电路的输入级以增强放大电路接收信号的能力；有时还将射极输出器接在两极共发射极放大电路之间用来隔离前后级之间的相互影响，提高整个放大器的电压放大倍数；利用它输出电阻低的特点，常用作多级放大电路的输出级以增强其带负载能力。
同时由于其对电流仍有放大作用，因此可以用来接成功率放大器的形式。
5、多级放大电路间的耦合
由于实际待放大的信号一般都非常微弱。
要把这些微弱信号放大到足以推动负载（如喇叭、显像管、指示仪表等）工作，单靠一级放大器常常不能满足要求，这就要求将两个或两个以上的基本单元放大电路联结起来组成多级放大器，使信号逐级放大到所需要的程度。
其中，每个基本单元放大电路为多级放大器的一级。
级与级之间的联结方式叫耦合方式。
常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合等。
由于电容有隔直作用，所以阻容耦合放大器中各级的静态工作点互不影响，可分别单独设置。
由于电容具有传递交流的作用，只要耦合电容的容量足够大（一般为几微法到几十微法），对交流信号所呈现的容抗就可忽略不计。
这样，前一级的输出信号就无损失地传送到后一级继续放大。
在由分立元件组成的多级交流放大电路中，阻容耦合得到了广泛的应用。
但在集成电路中，由于难于制造较大容量的电容器，而且由于电容隔离直流的作用，使得阻容耦合的放大电路不能放大直流信号，因而在集成电路中基本上不采用阻容耦合，而采用直接耦合。
6、负反馈对放大电路的影响
在电子电路中，将放大电路输出信号（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式送回到输入回路，从而影响输入量（输入电压或输入电流），这个过程称为反馈。
负反馈对放大电路有以下几方面的影响：
（1）降低放大倍数
反馈系数F越大，闭环放大倍数Af越小，甚至小于l。
（2）提高放大倍数的稳定性
当外界条件变化时（如温度变化、管子老化、元件参数变化、电源电压波动等等），会引起放大倍数的变化，甚至引起输出信号的失真。
而引入负反馈以后，则可以利用反馈量进行自我调节，提高放大倍数的稳定性。
（3）对输入电阻的影响
放大电路的负反馈会改变电路的输入电阻，串联反馈能增大总的输入电阻，并联反馈能减小总的输入电阻。
（4）对输出电阻的影响
电压负反馈具有稳定输出电压的作用，即具有恒压输出的特点，电压负反馈使输出电阻减小。
电流负反馈有稳定输出电流的作用，即在负载改变时可维持电流不变，所以放大电路对负载来讲相当于一个内阻很大的恒流源，电流负反馈使输出电阻增加。
（5）负反馈电路能扩展放大电路的通频带宽度，使放大电路具有更好的通频特性。
7、深度负反馈的性能估算
在深度负反馈放大电路中，闭环放大倍数由反馈网络决定；反馈信号xf近似等于输入信号xi；净输入信号xid近似为零。
这是深度负反馈放大电路的重要特点。
（1）净输入信号uid近似为零，即基本放大电路两输入端P、N电位近似相等，两输入端间似乎短路但并没有真的短路，称为“虚短”；
（2）闭环输入电阻Rif趋近于无穷大，即闭环放大电路的输入电流近似为零，也即流过基本放大电路两输入端P、N电流ip≈in=0，两输入端似乎开路但并没有真的开路，称为“虚断”。
8、零点漂移及抑止
（1）零点漂移的概念
零点漂移是直接耦合放大电路存在的一个特殊问题。
输入电压为零（ui=0）而输出电压（uo=0）不为零，且缓慢地、无规则地变化的现象，称为零点漂移现象。
在直接耦合放大电路中，漂移电压和有效信号电压混杂在一起被逐级放大，特别是第一级的漂移影响最大，因为第一级的漂移会被后面各级逐级放大。
在漂移现象严重的情况下，往往会使有效信号“淹没”，使放大电路不能正常工作。
（2）抑制的方法
抑制零点漂移最直接的方法就是采用对称的差动放大电路，由于电路的对称性，无论是温度的变化还是电源电压的波动，都会引起两个三极管集电极电流和电压的相同变化，如果采用双端输出的形式，相同的变化量互相抵消，从而抑制了零点漂移。
9、集成电路的特点
集成电路是利用半导体制造工艺将整个电路中的元器件制作在一块基片上的器件，目前应用最为广泛的模拟集成电路是集成运算放大器。
集成运算放大器实质上是一个高增益的直接耦合多级放大电路。
它一般由输入级、中间级、输出级和偏置电路等组成。
其输入级常采用差分放大电路，故有两个输入端，输出级采用互补对称放大电路，偏置电路采用电流源电路。
目前使用的集成运算放大器其开环差模电压增益可达80～140dB，差模输入电阻很高而输出电阻很小。
因而应用中常把集成运算放大器特性理想化，即认为Aud→∞，Rid→∞，Ro→0，KCMR→∞。
10、集成运放的线性应用
利用负反馈技术，根据外接线性反馈元件的不同，可用集成运放构成比例、加法减法、微分、积分等运算电路。
基本运算电路有同相输入和反相输入两种连接方式，反相输入运算电路的特点是：
运放共模输入信号为零，但输入电阻较低，其值决定于反相输入端所接元件。
同相输入运算电路的特点是：
运放两个输入端对地电压等于输入电压，故有较大的共模输入信号，但它的输入电阻可趋于无穷大。
基本运算电路中反馈电路都必须接到反相输入端以构成负反馈，使运放工作在线性状态。
本章介绍的基本运算电路的功能及分析方法应熟练掌握，它可用来分析各种由集成运放构成的处于线性工作状态下的应用电路。
11、电压比较器
电压比较器处于大信号运用状态，受非线性特性的限制，输出只有高电平和低电平两种状态。
电压比较器可用来对两个输入电压进行比较，并根据比较结果输出高或低电平，它广泛应用于信号产生、信号处理、波形变换和信号检测等电路中。
电压比较器的工作状态在门限电压处翻转，此时u－≈u＋。
单限电压比较器中运放通常工作在开环状态，只有一个门限电压，在门限电压附近抗干扰能力较差，为了提高其抗干扰能力，常采用加有正反馈的比较器，称为迟滞比较器或施密特触发器，它有上、下两个门限电压，两者之差称为回差电压。
12、非正弦波产生电路
非正弦波产生电路通常由比较器、积分电路和反馈电路等组成，其状态的翻转依靠电路中定时电容能量的变化，改变定时电容的充、放电电流的大小，就可以调节振荡周期。
利用电压控制的电流源提供定时电容的充、放电电流，可以得到理想的振荡波形，同时振荡频率的调节也很方便。
第3章模拟电子电路的工程应用
一、重点和难点
1、二极管的应用
半导体二极管是最基本的电子元件，掌握它的应用方法是学习模拟电子技术以及后续数字电子技术必需的条件。
二极管的应用是本章的重点。
2、自激振荡的产生及稳幅振荡条件
正弦波自激振荡电路是一种基本的模拟电子电路，这种电路不需要外加激励就能将直流电能转换成按正弦规律变化的交流电能。
实验中使用的低频信号发生器就是一种由正弦波自激振荡电路组成的振荡器。
在通讯、自动控制、测量等领域得到广泛应用。
由于其利用正反馈技术比较抽象，故本部分是本章的难点。
3、直流稳压电源
工业生产中的电解、电镀、电池充电和直流电动机等都需要直流电源供电，电子线路和设备中也往往需要稳定的直流电源提供能量，直流稳压电源生成的各部分是本章的重点和难点。
二、学习方法指导
1、二极管的应用
单向导电性是二极管的基本特点，利用半导体二极管的单向导电性可构成各种应用电路，如整流，检波，限幅。
二极管导通后其导通压降很小，利用其导通压降低的特点也可以用来进行电路保护。
二极管在正向从死区到导通的过程，其电阻逐渐下降，利用其特性可用来构成非线性电阻。
2、自激振荡的条件
电路要想产生自激振荡，必须同时满足幅度和相位两方面的条件。
幅度平衡条件：
=1，相位平衡条件：
=
2
，（
0，1，2，…）
3、自激振荡电路的组成
自激振荡电路由放大电路、反馈电路和选频电路组成，放大电路用来对信号进行放大，反馈电路而且必须是正反馈电路用来将输出信号反馈到输入端，选频电路选出所需频率的信号并产生正弦波的振荡输出，而将其他频率的信号进行限幅抑制。
4、正弦波振荡电路
RC桥式振荡电路，当RC串并联选频网络中R1＝R2＝R，C1＝C2＝C时，其振荡频率f0＝1／2
RC，为了满足振荡条件，要求RC桥式振荡电路中的放大电路应满足下列条件：
（1）同相放大，Au＞3；
（2）高输人阻抗、低输出阻抗；（3）为了起振容易、改善输出波形及稳幅，放大电路需采用非线性元件构成负反馈电路，使放大电路的增益自动随输出电压的增大（或减小）而下降（或增大）。
LC振荡电路的选频网络由LC回路构成，它可以产生较高频率的正弦波振荡信号。
它有变压器耦合、电感三点式和电容三点式等电路，其振荡频率近似等于LC谐振回路的谐振频率。
石英晶体振荡电路是采用石英晶体谐振器代替LC谐振回路构成的，其振荡频率的准确性和稳定性很高，频率稳定度一般可达10－6～10－8数量级。
石英晶体振荡电路有并联型和串联型，并联型晶体振荡电路中，石英晶体的作用相当于一电感；而串联型晶体振荡电路中，利用石英晶体的串联谐振特性，以低阻抗接入电路。
5、直流稳压电源的组成
直流稳压电源由降压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
整流电路将交流电压变为脉动的直流电压，滤波电路可减小脉动使直流电压平滑，稳压电路的作用是在电网电压波动或负载电流变化时保持输出电压基本不变。
注意在工作的过程中，这四步步骤之间不可以颠倒，否则会导致电路出现故障。
6、串联型稳压电源
在串联型稳压电源中，调整管、基准电压电路、输出电压取样电路和比较放大电路是基本组成部分。
电路中引入了深度电压负反馈，从而使输出电压稳定。
集成稳压器仅有输入端、输出端和公共端三个引出端，使用方便，稳压性较好。
第5章电力电子器件
一、重点与难点
1、电力电子器件的分类
电力电子电路中能实现电能的变换和控制的半导体电子器件称为电力电子器件，按照开关控制特性可分为不可控，半控和全控三类，了解各器件的特点是应用的前提和保证，是本章的重点，也是本章的难点。
2、晶闸管的主要参数
晶闸管的参数种类繁多，特点各异，而正确掌握各参数又是应用的前提，这部分内容是本章的重点，也是难点。
3、晶闸管的派生器件
晶闸管的派生器件中，了解各器件的特点和应用场合是重点，各器件的工作原理是难点。
4、新型电力电子器件
各新型电力电子器件特点各异，应用场合不同，正确的掌握各新型电力电子器件的特点和应用场合是本章的重点。
二、学习方法指导
1、电力电子器件的分类
能实现电能的变换和控制的半导体电子器件称为电力电子器件，电力电子器件按器件的开关控制特性可以分为不可控器件、半控型器件、全控型器件。
不可控器件如电力二极管等，其导通与否只受主电路控制，半控型器件的导通除了主电路具备导通条件外，控制电路也必须加适当的触发才可以导通，全控型器件的导通和关断都可以由控制极控制。
2.晶闸管的导通与关断
晶闸管属于典型的半控型器件，当晶闸管处于关断状态时，只有在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的门极和阴极间也加适当的正向电压，晶闸管才能导通。
但晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用，即晶闸管维持导通的条件时正向阳极电压，晶闸管关断的条件是阳极电流小于维持电流。
3.晶闸管的参数
晶闸管的参数主要包含电压参数，电流参数和时间参数等。
其中电压和电流参数又分为通态参数和阻态参数，而时间参数是限制其高频应用的主要障碍。
4.晶闸管的派生器件
GTO（门极可关断晶闸管）与普通晶闸管的主要区别就在于其不仅可以控制导通，而且可以通过在门极和阴极之间施加负的脉冲电流迫使其关断，因而属于全控型器件，需要注意的是GTO的最大极限电流和普通晶闸管也不相同，其定义为最大阳极可关断电流，当GTO的阳极电流超过最大阳极可关断电流时，GTO就不可以通过门极控制其关断。
TRIAC（双向晶闸管）在结构上可以看做是一对普通晶闸管的反并联，其正反两个方向均可导通，因此其额定电流应该用有效值而普通晶闸管的额定电流是用平均值标定的。
RCT（逆导型晶闸管）与普通管子的区别在于，普通晶闸管表现为正向可控闸流特性，反向高阻特性，称为逆阻型器件。
而逆导型晶闸管是一个反向导通的晶闸管，相当于是将一个晶闸管与一个续流二极管反并联集成在同一硅片上构成的新器件。
FST（快速晶闸管）关断时间toff≤50μs、响应速度快，可用于高频的场合。
5.新型电力电子器件
GTR（电力晶体管）是一种耐高压、大电流的双极晶体管。
自20世纪80年代以来，在中、小功率范围内取代晶闸管的主要是GTR。
MOSFET（电力场效应晶体管）的驱动电路简单，需要的驱动功率小，输入阻抗高、开关速度快，工作频率高、热稳定性好、无二次击穿问题、安全工作区宽；但是电流容量小，耐压低，在高频中小功率的电力电子装置中得到了广泛的应用。
IGBT（绝缘栅双极晶体管）综合了GTR和MOSFET的优点，因而具有良好的输入输出特性。
目前已取代了原来GTR和一部分电力MOSFET的市场，成为中小功率电力电子设备的主导器件。
下表给出了各电力电子器件的特点和应用场合。
器件种类
控制特性
极限参数
应用领域
电力二极管
不可控
5kV/3kA—400Hz
各种整流装置
晶闸管
可控导通
6kV/6kA—400Hz
8kV/3.5kA—光控SCR
炼钢厂、轧钢机、直流输电、
电解用整流器
可关断
晶闸管
自关断型
6kV/6kA—500Hz
工业逆变器、电力机车用逆变器、
无功补偿器
MOSFET
600V/70A—100kHz
开关电源、小功率UPS、小功率逆变器
IGBT
1200V/1200A—20kHz
4.5kV/1.2kA—2kHz
各种整流/逆变器（UPS、变频器、家电）、电力机车用逆变器、中压变频器
6.电力电子器件的保护
电力电子系统在发生故障时可能会发生过电流、过压，造成开关器件的永久性损坏。
电网电压波动太大、负载超过允许值或短路、电路中管子误导通以及管子击穿短路等都可能造成晶闸管过电流。
过电流保护包括快速熔断器保护、过流继电器
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