高性能集成电路的概念范文1
新材料投资主线成为主力机构5月的主战场，围绕着“锂电池-稀土永磁-OLED”概念股的投资路径图，在低迷的市场氛围下演绎着新材料投资大戏。
锂电池概念股领衔主演新材料大戏。今年以来，围绕着新能源产业链上游资源的投资大主线，主力机构依照”锂矿-锂电池-三元电池”的炒作路径，打造了众多锂电池牛股，5月以来锂电池概念股的炒作更是高潮迭起。本周市场，天齐锂业凭借其“锂矿+10转28股+半年报预增14倍”多题材创造了锂电池神话，以200元的股价、近330亿的流通市值成为中小板市场新王者；天赐材料凭借其“小盘+次新+高送转填权+半年报预增4倍”集万千宠爱，成为小盘次新高成长概念股的新龙头；以科恒股份、众和股份为代表的重组并购锂矿资源概念股，更加凸显短线黑马魅力涨势喜人；此外，以必康股份、雅化集团、江特电机等为代表的补涨锂电池概念股也有不错的表现。笔者认为锂电池概念股大多处于高位区域，短线底部补涨股尚有挖掘潜质，预计天齐锂业登记除权后或将结束锂电池飙升行情。
稀土永磁概念股成功接力新材料大旗。第一，主板市场广晟有色、盛和等稀土上游产业龙头股，其年涨幅在50%附近，处于下游的永磁概念股年涨幅只有10%左右，具有广阔的上涨空间。第二，5月下旬以来赣州市离子型稀土矿价格上调，各个品种价格均较五月上旬上调1万元，吨，随着国家稀土商业收储的推进，稀土价格上行成为大势所趋。第三，永磁材料广泛应用于智能手机、硬盘驱动、风能等人工智能设备中，永磁电机是新能源汽车的最佳配置，超级高铁的磁悬浮技术也将大量采用稀土永磁材料等。第四，稀土永磁概念股业绩的增速较高且具有极强的确定性。第五，做为中国战略性优势资源的稀土产业，提供全球产量的85%，行业亟需供给侧改革，有利于稀土价格的整体回升。本周市场以银河磁体、正海磁材、中科电气、中钢天源、江粉磁材等稀土永磁概念股成为弱市中最具有持续性的投资品种，笔者认为它将是继锂电池后新材料投资主线的新旗帜。
OLED概念股成为新材料概念股生力军。5月18日发改委网站报道，改革委、工信部组织实施制造业升级改造重大工程包，聚焦制造业高端化、智能化、绿色化、服务化，组织实施10大重点工程，提出重点发展有机发光半导体显示（AMOLED）等新一代显示量产技术，建设高时代生产线；发展OLED蒸镀工艺单元设备部件等关键材料和设备领域。此外，受苹果全面点亮OLED屏幕计划的驱动，本周市场以濮阳惠成、南大光电、万润科技、永太科技为代表的中小创OLED概念股再掀集体涨停潮，对弈OLED概念股的投资，笔者多次谈过，建议投资者用中线投资思路注意把握进出节奏。
综述，笔者认为稀土永磁概念股的趋势性上升行情只是才开始，随着笔者预测的5月24日阶段性投资良机到来，建议投资者大胆建仓稀土永磁概念股，中小创市场投资者重点关注永磁概念股。
高性能集成电路的概念范文2
【关键词】集成电路;测试管理系统;开发;利用
伴随着科学技术的不断发展，半导体集成电路也出现了日新月异的变化，结构复杂、大规模、速度快、功能多的电路逐渐得到有效开发，半导体制造工艺技术逐渐完善，其中尤为特别的是数字电路变化。基于此种形势下，对集成电路测试提出了更高的要求。在以往测试软件编制中，程序主要以测试流程为导向，坚持自上至下原则进行排列，将程控指令、测试参数、测试结果等都纳入文本测试软件中，这种编程面向过程，语法规则特定。但工程师必须要具有一定的编程技能，由于编程过程复杂，自动化测试不具高效性、快速性和同步性。目前，伴随着半导体技术的不断进步，图形化编程语言编程为工程师提供一个有效的可编程平台。笔者主要综合自身多年来在半导体企业从事集成电路测试工作实践和管理经验，深入探究集成电路测试系统管理及其开发应用，旨在实现集成电路测试精细化管理的要求和行业可持续发展。
1.集成电路测试设备及配件概述
1.1 集成电路测试设备功能分析
针对集成电路测试设备及功能而言，主要体现在四个方面：
（1）测试机。测试机主要参考因素包括硬件架构端子数、操作系统环境、时钟速度、程序开发工具、应用程序等，早期测试机多以C、Pascal等程序语言为开发工具，目前VB应用广泛，各种辅助应用程序为测试工程师提供了发展时机;
（2）晶圆针测机。目前，四寸至十二寸晶圆均经针测机在晶舟与测试机间进行存取，此种设备对机械自动化、结构精密度、运转稳定度要求较高;
（3）器件分类机。分类机主要执行测试机与集成电路成品间的电性接触，按照测试程序中定义结果进行分类;
（4）预烧炉。早期预烧炉主要提供预烧条件中所需电流、偏压、波形电路机制，目前主要以封装类型为依据来进行设计，对被测器件具有承载作用。
1.2 集成电路测试机原理
测试机多由高性能量测仪器构成，而测试系统属于测试仪器与计算机控制的综合体。计算机控制主要是经由测试程序执行指令集对测试硬件进行控制，最终由测试系统提供测试结果。为保证测试结果的一致性，必须要对测试系统进行定期校正处理，一般应用校正芯片对测量仪器精准性进行验证。目前，多数测试系统可测试具有特定类别特征的集成电路，通用器件种类包括数字、内存、混合信号、模拟。一般而言，测试系统包括来源内存、捕捉内存、测试样本或扫描向量内存、端子电路，而测试方法主要采用施加与测量模式，通过设置测量范围、测量极限、设备性能参数而完成测试作业。
2.集成电路测试数据分析
为了开发集成电路测试管理系统，必须要详细分析现有的产品管理过程与测试流程，从而优化系统功能与框架设计。首先，要对现有产品测试数据进行统计分析。一般而言，集成电路测试生产线上具有4个左右的测试平台，每个测试平台对不同产品、测试参数所提供的测试数据、时间不尽相同。通常状况下，测试结果属于生产过程总体情况的直接反映指标，优化测试参数，能获取产品良率信息。在现阶段，由于测试参数较多，且各个参数间能产生不同程度的交互效应，最终影响统计性质。目前，就测试统计工具分析方法而言，主要包括两种：一是比较分析，二是相关性分析。譬如在不同条件下，可对每片晶片测试参数进行比较分析，观察测试参数之间的差异性。同时，可将测试参数与WS数据、测试数据、iEMS数据进行相关性分析，寻找相关性诱因。以上两种分析方法均在明确现有历史数据对产品设备、生产状况的影响下进行。应用现有数据预测产品特征，考虑到测试问题具有复杂性，工程师往往无法对测试结果的准确性进行优化判断。
在实际分析过程中，可综合多种统计手段来进行分类效果预测。具体而言，必须要注意四个问题：
（1）明确好坏组。基于掌握历史测试数据的基础上确定好坏组分组规则;
（2）对测试参数进行删选。择取与另一平台测试数据具有相关性的测试参数，并进行集合，在此基础上择取好坏组间差异显著的测试参数;
（3）对主成分进行综合分析。针对具有差异性的测试参数而言，必须要作正交化处理，将测试参数间的交互作用及时消除;
（4）判别分析。对待预测晶圆至好坏两组距离进行计算，应用具有统计学意义的Mahalanobis距离将常用远近距离进行替代，并将其归纳到距离近的那组，实现分类目标。此流程可优化最终结果，同时在研究过程中还可运用判别分析、分析流程等筛选方法。
3.集成电路测试管理系统设计
3.1 集成电路测试系统数据库概念与逻辑设计
针对集成电路测试系统数据库概念设计而言，主要包括四类方法：一是自顶向下，二是自底向上，三是逐步扩张，四是混合策略。就测试管理开发而言，主要应用自底向上方法，即首先勾画局部概念结构，并将各个局部进行集合，最终获取全局概念结构。于构建概念模型前，必须要深入分析需求分析中形成的数据，把握数据实体属性，构建实体间关系。在数据库开发时期，开发环境择取Web应用框架（Django），按照系统情况，于数据流图中择取适当数据流图，每部分均与一个局部应用相对应，联系各个局部数据流程图，检查概念模型图设计的精准性。
概念结构属于数据模型的基础，为了达到测试管理系统要求，要将概念结构转化为数据模型。在数据库管理系统中，通常只支持网状、关系、层次三种模型中的某一具体数据模型，导致各个数据库管理系统硬件具有局限性。因此，在逻辑结构设计中，首先要对概念结构进行转化，促使其常用网状、层次模型，并基于特定数据库系统辅助下，促使转化为数据模型。同时，数据库择取MySQL，降低总体拥有成本。
3.2 集成电路测试系统数据库物理设计
就集成电路测试系统数据库物理设计而言，首先要明确数据库物理结构，再对其进行综合评价，其内容主要包括三个方面：
（1）数据储存结构。在对数据存储结构进行评价时，要将维护代价、存取时间、空间利用率作为考虑因素。一般而言，将冗余数据消除，能有效节约存储空间，但易增大查询代价，故要权衡利益，择取折中方案。MySQL属于关系型数据库，聚簇功能强大，为了保证查询速度，可将属性上存在相同值的元组进行集中，存入物理块中;
（2）数据存储位置。在开展数据库物理设计时，可将MySQL数据库中的用户表空间与系统文件相对应的数据存入磁盘驱动器中，以达索引与数据库软件、表分类存放目的。针对MySQL数据库而言，可将不同用户建立的表进行分类存放，可最大限度地优化数据库;
（3）数据存取路径。在关系数据库中，要明确存取路径，寻找索引构建方法。索引作为一种数据库结构，主要包括三种形式：一是簇索引，二是表索引，三是位映射索引。在MySQL数据库中，利用索引可提高聚集中数据与表检索速度。科学应用索引，能降低磁盘I/O操作次数。
4.集成电路测试管理系统的实现与开发利用
4.1 集成电路测试数据输入
在测试生产线上，由于每天都会出现大量的晶圆测试作业，故针对产品测试管理系统来讲，必须要将晶圆信息输入到相应数据库中，便于后续功能操作的实现。在现有测试生产线上，一部分产品信息可实现自动输入，譬如每片晶圆均存在自身产品批次与编号，于晶圆制造中可将此类信息标记在晶圆表面上，经由晶圆针测机自动识别装置进行读取。待读取完毕后输入到相关的测试结果中。而就其它无法自动输入信息而言，譬如测试接口、针测卡、测试设备等信息，必须要进行手动输入。
基于把控生产线实际状况的基础上，每名录入员均需进行班组个人生产日报的录入，工作量相对较大，同时考虑到系统实际需要，于每2小时需要进行一次数据录入，故必须要重视录入速度。当数据被录入子菜单时，其每页面设计必须要采用Django的第三方控件，利用其强大功能以达无鼠标操作目标。从本质上来讲，输入员将该子页面打开后，仅有键盘可进行输入操作，方便较为快捷，与用户实际需求吻合。
4.2 集成电路测试结构文件上传
针对集成电路测试管理系统而言，必须要将测试设备工作站所定义的测试结果文件输入数据库，最终才能构成数据分析报表。待晶圆测试完毕后，测试设备将构成晶圆测试结果的文件转变成一个传送信号，上传到数据库服务器，而服务器会依据文件发送信头，最终接纳测试结果文件。
针对测试管理系统为而言，为了确保其传送速度，本文研究中实现了三个方面的优化处理：
（1）针对测试结果文件传送而言，主要应用实时传送原则，即传送时机择取为测试结果文件组成后，对以往分批次传送方式进行了优化补充。从整体上来讲，有助于预防文件过大而促使传送速度滞后，对服务器正常运行具有一定的辅助作用;
（2）文件上传后并未直接植入数据库中，而是暂时存入原始数据暂存器中，有助于防止某些无效格式测试结果文件被上传。譬如在测试中存在了人为中断现象，而诱导某些测试数据最终转变为冗余数据。经由原始数据暂存器剔除此类无效格式文件，能最大限度地确保数据库文件的精准性。此外，经由原始数据暂存器对测试结果文件权限进行整合配置。譬如在存储过程中可允许访问统计结果，不允许访问某些重要数据。从某种角度上来讲，极大地提高了数据库的安全性;
（3）针对测试管理系统开发而言，主要采用存储过程进行统计，包括生产盘存月报、生产日报、周报、月报、季报、年报、设备异常报警率、生产良率表等。基于应用程序界面上，分开统计功能与查询功能，应用统计功能对存储过程进行调用，基于服务器端作用下对信息开展各类汇总作业，并录入历史存表中。而利用查询功能自历史表中对已计算数据进行调用，完善了系统性能，增强了查询效率。
4.3 集成电路测试在线预警、测试数据查询与分析
就集成电路测试在线预警功能模块而言，主要因测试生产线工程师少，在测试过程中，无法及时发现出现的误测或不良测试，为测试工程师及早发现问题提供了有力的帮助。而针对集成电路测试数据查询而言，该模块主要考虑到用户对生产线实时数据具有查询需求，涵盖产品负责人、芯片产品、测试日期、测试站点等信息。同时，数据查询模块还可查询各类良率分析报表，其中查询功能与统计功能单独使用，有助于用户自主选择，其查询内容涵盖测试平台比较报表、良率分析年报、季报、月报、日报等。
5.结束语
综上所述，本文主要以集成、高效、全方位、先进企业管理要求为出发点，进行集成电路测试管理系统开发设计，旨在提升集成电路企业管理水平，增强市场核心竞争力，对半导体测试行业中的企业生产管理系统具有至关重要的作用。在实际开发过程中，由于对现有测试生产线上出现的测试数据无法全面管理，故无法深入分析影响集成电路测试生产效率提高的因素，因此在前期做了大量设备与测试方法研究。在测试管理系统数据库设计完成时，以前台开发工具（Django）、后台数据库（MySQL）为导向，开发了与用户操作需求的吻合的集成电路测试管理系统。在整体开发过程中，立足于数据库并发控制、查询优化等技术难题角度，确保了高效查询速度与数据操作的完整性，最终集成电路测试管理系统实现了五个功能，包括测试数据录入、测试结果文件上传、产品测试在线预警、数据查询与分析和测试运行相关报表生成，与企业信息化、自动化、精益化管理需求相一致，具有较大的应用前景。
参考文献
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高性能集成电路的概念范文3
在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程，一方面，这些专业的学生有电子电路基础知识，又有自己本专业的知识，可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片，非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作，这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域；另一方面，对于这些专业学生的应用特点，不宜也不可能开设微电子专业的所有课程，也不宜将集成电路设计阶段的许多技术（如低功耗设计、可测性设计等）开设为单独课程，而是要将相应课程整合，开设一到二门集成电路设计的综合课程，使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程，也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此，在课程的具体设置上，应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展，采用EDA工具进行电路辅助设计，已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此，在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上，了解和掌握相关设计工具，是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中，既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践，又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习，一方面，学员掌握了一项实实在在有用的技术；另一方面，学员了解了该项技术的更深和更新的知识，有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上，对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程，因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识，如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等，而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上，这样非微电子专业的学生能够很容易入门，提高其学习兴趣和热情。
2非微电子专业集成电路设计课程实践
根据以上原则，信息工程大学根据具体实际，在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程，根据近两年的教学情况来看，取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容1）集成电路芯片设计概论：介绍IC设计的基本概念、IC设计的关键技术、IC技术的发展和趋势等内容。使学员对IC设计技术有一个大概而全面的了解，了解IC设计技术的发展历程及基本情况，理解IC设计技术的基本概念；了解IC设计发展趋势和新技术，包括软硬件协同设计技术、IC低功耗设计技术、IC可重用设计技术等。2）IC产业链及设计流程：介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”，以及数字IC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工，了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况，了解数字IC的整个设计流程，包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。3）RTL硬件描述语言基础：主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法，了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法，并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。4）系统集成设计基础：主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统（SoC）、片上网络（NoC）的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。
丰富的实践操作内容1）Verilog代码设计实践：学习通过课下编码、上机调试等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述语言进行基本数字逻辑电路设计的能力，并通过给定的IP核或代码模块的集成，掌握大型芯片电路的集成设计能力。2）IC前端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路前端设计平台DesignCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用DesignCompiler进行集成电路前端设计的流程和方法，主要包括RTL综合、时序约束、时序优化、可测性设计等内容。3）IC后端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路后端设计平台ICCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用ICCompiler进行集成电路后端设计的流程和方法，主要包括后端设计准备、版图规划与电源规划、物理综合与全局优化、时钟树综合、布线操作、物理验证与最终优化等内容。灵活的考核评价机制1）IC设计基本知识笔试：通过闭卷考试的方式，考查学员队IC设计的一些基本知识，如基本概念、基本设计流程、简单的代码编写等。2）IC设计上机实践操作：通过上机操作的形式，给定一个具体并相对简单的芯片设计代码，要求学员使用Synopsys公司数字集成电路设计前后端平台，完成整个芯片的前后端设计和验证流程。3）IC设计相关领域报告：通过撰写报告的形式，要求学员查阅IC设计领域的相关技术文献，包括该领域的前沿研究技术、设计流程中相关技术点的深入研究、集成电路设计领域的发展历程和趋势等，撰写相应的专题报告。
3结语
高性能集成电路的概念范文4
一、“电子设计自动化”课程教学的特点
电子设计自动化是一个较为宽泛的概念，它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、PCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分，即采用硬件描述语言设计数字电路。因此，该课程的教学具非常突出的特点。
1.既要有广度，又要有深度有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解，从而使学生从整个产业链的角度出发，把握电子设计自动化的真正含义，以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点，着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路，使学生具备电路设计的具体技能，并能够应用于实践和工作当中。
2.突出硬件电路设计的概念在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中，多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言，与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此，在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别，并通过实例，如CPU的设计及制造过程，让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途，并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。
3.理论与实践并重“电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程，必须两者并重，才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想，[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固，同时在实践中锻炼学生的创新能力。
二、“电子设计自动化”课程教学方法总结
良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此，针对“电子设计自动化”课程的教学特点，笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。
1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中，并了解这个世界的大概，从而对这个领域产生兴趣，是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术，让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念，因此，可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CPU引入，通过一段“CPU从设计到制造过程”的视频，让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法，并引出集成电路这个概念。通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比，引出EDA的概念，并详细讲解EDA对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中，通过向学生介绍一些使用EDA技术实现的当前比较主流的产品及其应用，提高学生对EDA的具体认识。这些方法不仅使学生对EDA相关的产业有了相应的了解，更激发了学生的学习兴趣，使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。
2.以实例展开理论教学“电子设计自动化”的学习内容包含三大部分：[3]硬件描述语言（以VHDL语言为学习对象）、开发软件（以QUARTUSII为学习对象）和实验用开发板（以FPGA开发板为学习对象）。硬件描述语言的学习属于理论学习部分，是重中之重。对于一门编程语言的学习来说，语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中，通常都是将语法作为主线，结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中，不仅不能学到精髓，还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。如何能使学生既能掌握电路设计的方法，又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念，将编程思想的学习作为教学主线，在理论学习过程中，以具体电路实例为基础，引导学生从分析电路的功能入手，熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程，并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中，不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上，而语法的学习就显得不那么突兀，也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记，因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象，以避免学生遗忘，以此让学生明白，学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践，学生体会到语言学习的成就感，进一步提高了学习兴趣，此方法收到了良好的教学效果。
3.将硬件电路设计的概念贯穿始终硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点，在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中，这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此，在教学过程中，从最初引入到最后设计电路，都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。在讲述应用实例时，需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系，并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例，在VHDL语言中，if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路，不完整的if语句将产生时序电路，如果应用不当，会在电路中引入不必要的存储单元，增加电路模块，耗费资源。[4]而对于软件语言，并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性，可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。如以下两个程序：（1）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<=''''1''''；elsifa<btheny<=''''0''''；endif；endprocess；end；（2）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<=''''1''''；elsey<=''''0''''；endif；endprocess；end；（1）（2）两个程序唯一的不同点在于：程序（1）中使用的是elsif语句，是一个不完整的if语句描述，而程序（2）使用的是else语句，是一个完整的if语句描述。这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。（1）综合的结果是一个时序电路，电路结构复杂，如图1所示。而（2）综合的结果是一个纯组合电路，电路结构非常简单，如图2所示。通过综合后的电路图比较，学生更深刻理解这两类语句的区别。强化硬件电路设计的思想，可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格，培养一个优秀的硬件电路设计工程师。
4.通过实践拓展强化学生动手能力“电子设计自动化”是一门实用性很强的课程，学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力，因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识，并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力。笔者在教学过程中鼓励学生将课程实践和毕业设计内容相结合的方法，让学生强化实践能力，收到了良好的效果。学习“电子设计自动化”课程的学生基本上都是即将进入大四，此时他们的毕业设计已经开始进入选题，开始了初步设计的过程。笔者先在实验课堂向学生布置一些常用硬件电路设计的题目，比如交通灯、自动售货机、电梯控制器等，让学生体会电子设计自动化课程的实用性，激发他们的思考和学习兴趣。在此基础上分组组建实践小团队，让每组学生共同完成一个较复杂的电路系统，比如遥控小车、温度测控系统等，鼓励他们将所做的内容与毕业设计对接。其中大部分同学通过这些训练都可以掌握硬件电路设计的基本方法和流程，有一部分同学还能设计出比较出色的作品。此过程不仅让学生体会到了学习知识的快乐，也培养了他们的团队协作精神，为他们以后的继续深造和工作做了铺垫。
高性能集成电路的概念范文5
理实一体化教学法也就是理论与实践相结合的一种一体化的教学模式。在理实一体化教学方法中，其突破了以往教学中理论和实践脱节的现象，促使了教学环节中相对集中的现象。理实一体化的教学方法，其强调教师的主导作用需要充分的发挥，并通过对教学目标和教学任务的有效设定，让教师和学生在一种边教、边学、边做，全程构建素质和技能培养的框架中，促进课堂教学的丰富性和教学环节的实践性得以实现。理实一体化的整个教学环节中，理论和实践是相互交替进行的，并呈现着一种直观和抽象交错出现的局面，教学的过程中实践中体现着理论，理论中体现着实践的效果。从理实一体化的教学方法出发，其所突出培养的是学生的动手能力和专业技能，一方面提高着教师的实践能力和理论水平，为学校培养出了一支高素质的师资队伍；另一方面，教师将理论知识融合到实践教学环节，这无形之中促进了学生对知识和技能的掌握能力，对学生学习兴趣的激发和调动有着良好的作用。
二、对口单招《电子线路》课程理实一体化的实施
1.紧扣对口单招《电子线路》的考试大纲。
理实一体化在对口单招《电子线路》中的实施，其首先需要紧扣课程的考试大纲，突出大纲中的重点，对考点进行梳理，对难点进行精确的分析，并对电子技术在社会中的发展情况，以及考纲的变化趋势适时关注。以此为标准，电子线路中线路集成的应用将会逐步强化，删减分立元件部分，以将各种知识的综合应用进行强化。在此基础上，结合电子专业学生现有的知识水平和社会对电子专业人才的需求情况，根据考试大纲对教学的目标适时调整。例如，《电子线路》课程中所涉及到的高等数学知识比较多，受学生知识水平的限制会出现听不懂的情况，此时教师根据《电子线路》课程和学生的特点，逐步增强学生掌握简单电路图的能力，如此这样，学生在电子线路知识的掌握上就更加符合社会和企业的需求。
2.注重《电子线路》课程中理论知识与实践的结合。
结合目前对口单招电子线路的命题趋势分析，《电子线路》试题中理论和实际的联系正在逐步加强，并和实验方面的联系更加的紧密。《电子线路》是一门以实验为基础的学科，课程中所规定需要演示的实验教学都应该做好，像课程中所涉及的晶体二极管认识与检测、三极管认识与检测、放大电路的仿真与测试、直流稳压电源的安装与调试等数字电路逻辑功能的测试，教师都需要及时地指导学生进行。同时，通过这些比较典型的电路实验，学生不仅可以对电子线路中的相关基本技术概念予以良好的掌握，对常见单元电路的工作原理进行了解，还能让学生在学习各种相关的基本测试仪器和设备性能的基础上，培养良好的学习兴趣，并通过这些学习兴趣掌握电子线路相关设备的应用技能和技巧，在动手实践中提高自己分析问题和解决问题的能力。同样，在理实一体化的教学过程中，其教学效果的实现离不开具体的实践，教学过程中，学生需要一个良好的实践平台，并在这个平台中多做实践。教学中，加大对实验室和实训场所的投入，加大和相关企业的合作，这对电子专业学生理论和实践能力的提高有着重要的帮助。
3.加强教师自身实践能力的提高，采取新的教学方法。
课程教学的实施是依靠教师来进行的，而在《电子线路》理实一体化的实现中教师是关键，只有教师的自身能力得到了提高，才能更好地向学生传授知识。从对口单招《电子线路》课程理实一体化考试大纲和社会的发现需求分析，教师实践能力的提升可以通过进入企业接触最新电工电子技术，多组织教师去一些先进的学校学习和实践，多安排教师对《电子线路》课程进行学术研究讨论等活动来实现。对口单招《电子线路》这一课程中理实一体化的良好实现，不仅需要教师对学生的学习积极性充分地调动，还需要教师采取创新的教学方法来提高教学的效果。以项目教学法和情景教学法为例，教师在讲解《电子线路》中半导体课程时，在讲解完相关的理论知识后，将一些半导体发给学生，让学生借助万能表对半导体进行检测，这样不仅能够更好地对半导体的理论知识进行掌握，还能够让学生在检测中发现半导体中所出现的问题，促进学生对万能表使用功能的回顾。与此同时，在教学中采用多媒体进行辅助教学，利用多媒体技术中所具有的声像、字画功能，将《电子线路》课程中的知识形象地展现给学生，能够有效地促进教学中理论知识从死记硬背到理解型思维教学的转变。而多媒体能够将电路图局部放大，能够对半导体、载流子等形式的过程进行演示，这在最大限度上提高了学生的学习积极性，促进着学生实践能力的提升。
4.洞悉误区，适时解疑。
在《电子线路》这一课程中，其所涉及到的知识是比较系统的，很多知识中还具有非常强大的联系性，因此导致学生在学习的过程中经常会出现概念混乱、实践操作误区不断的情况。理实一体化教学模式的实施中，《电子线路》课程中的误区是非常多的，以比较常用的放大器为例，其在操作的过程中如果不能正确地将放大器的交直流通路画出，就会导致动态指标和静态工作点的混乱，而在概念不清晰的情况下，放大器输出和输入算式无法正确表达，以经验去实施只能得出一个错误的结论。同时，在集成运放这些环节中，学生对虚断和虚短的概念如果不是非常清楚，那么在分析运放电路这一问题时就无从下手，即使生搬硬套地去拼凑也无法导出结果。而针对部分学生分析题目时往往主观臆断，不喜欢在电路上对电压急性和电流方向进行标注的问题，非常容易导致学生对《电子线路》中集成运放列式的错误。《电子线路》学习中，问题的存在是无法避免的，但是，教师需要指导学生对误区和问题进行详细的分析，在分析的过程中以实践去证明概念的真实性，通过实践操作的方法将解决问题，洞悉误区，这样不仅能够加强对概念的认识，还能在认识的基础上以实践提高学生自身分析问题的能力。
三、结语
高性能集成电路的概念范文6
1、本课程教学目的：
本课程是电气信息类专业的主要技术基础课。其目的与任务是使学生掌握常用半导体器件和典型集成运放的特性与参数，掌握基本放大、负反馈放大、集成运放应用等低频电子线路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和工程计算方法；使学生具有一定的实践技能和应用能力；培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续课程和深入学习这方面的内容打好基础。
2、本课程教学要求：
1．掌握半导体器件的工作原理、外部特性、主要参数、等效电路、分析方法及应用原理。
2．掌握共射、共集、共基、差分、电流源、互补输出级六种基本电路的组成、工作原理、特点及分析，熟悉改进放大电路，理解多级放大电路的耦合方式及分析方法，理解场效应管放大电路的工作原理及分析方法，理解放大电路的频率特性概念及分析。
3．掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法，理解负反馈对放大电路性能的影响，熟练掌握深度负反馈条件下闭环增益的近似估算，了解负反馈放大电路产生自激振荡的条件及其消除原则。
4．了解集成运算放大器的组成和典型电路，理解理想运放的概念，熟练掌握集成运放的线性和非线性应用原理及典型电路；掌握一般直流电源的组成，理解整流、滤波、稳压的工作原理，了解电路主要指标的估算。
3、使用的教材：
杨栓科编，《模拟电子技术基础》，高教出版社
主要参考书目：
康华光编，《电子技术基础》（模拟部分）第四版，高教出版社
童诗白编，《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，
张凤言编，《电子电路基础》第二版，高教出版社，
谢嘉奎编，《电子线路》（线性部分）第四版，高教出版社，
陈大钦编，《模拟电子技术基础
问答、例题、试题》，华中理工大学出版社，
唐竞新编，《模拟电子技术基础解题指南》，清华大学出版社，
孙肖子编，《电子线路辅导》，西安电子科技大学出版社，
谢自美编，《电子线路
设计、实验、测试》（二），华中理工大学出版社，
绪论
本章的教学目标和要求：
要求学生了解放大电路的基本知识；要求了解放大电路的分类及主要性能指标。
本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学）
§1－1 电子系统与信号
0.5
§1－2
放大电路的基本知识
0.5
本章重点：
放大电路的基本认识；放大电路的分类及主要性能指标。
本章教学方式：
课堂讲授
本章课时安排：
1
本章的具体内容：
1节
介绍本课程目的，教学参考书，本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法；
介绍放大电路的基本认识；放大电路的分类及主要性能指标。
重点:
放大电路的分类及主要性能指标。
第1章
半导体二极管及其基本电路
本章的教学目标和要求：
要求学生了解半导体基础知识；理解PN结的结构与形成；熟练掌握普通二极管和稳压管的V-I特性曲线及其主要参数，熟练掌握普通二极管正向V-I特性的四种建模。
本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学）
§1－1 PN结
§1－2
半导体二极管
§1－3 半导体二极管的应用
§1－4 特殊二极管
本章重点：
PN结内部载流子的运动，PN结的特性，二极管的单向导电性、二极管的特性、参数、应用电路分析及稳压管的特性、参数及其特点。
本章难点：
PN结的形成原理，二极管的非线性伏安特性方程和曲线及其电路分析。
本章主要的切入点：
“管为路用”
从PN结是半导体器件的基础结构，PN结的形成原理入手，通过对器件的非线性伏安特性的描述，在分析电路时说明存在的问题，引出非线性问题线性化的必要性和可行性。
本章教学方式：
课堂讲授
本章课时安排：3
本章习题：
P26
1.1、1.2、1.7、1.9、1.12、1.13。
本章的具体内容：
2、3节
1、介绍本课程目的，教学参考书，本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法；
2、讲解半导体基础知识，半导体，杂质半导体；
3、讲解PN结的特点，PN结的几个特性:单向导电性、伏安特性、温度特性、电容特性。
重点:
PN结的形成过程、PN结的单向导电性、伏安特性曲线的意义，伏安方程的应用。
4节
1、讲解半导体二极管结构和电路符号，基本特点，等效电路；
2、讲解稳压二极管工作原理，电路符号和特点，等效电路；
3、讲解典型限幅电路和稳压电路的分析。
重点：两种管子的电路符号和特点。
讲解课后习题，让学生更好地了解二极管基本电路及其分析方法。
【例1】电路如图(a)所示，已知，二极管导通电压。试画出uI与uO的波形，并标出幅值。
图(a)
【相关知识】
二极管的伏安特性及其工作状态的判定。
【解题思路】
首先根据电路中直流电源与交流信号的幅值关系判断二极管工作状态；当二极管的截止时，uO=uI；当二极管的导通时，。
【解题过程】
由已知条件可知二极管的伏安特性如图所示，即开启电压Uon和导通电压均为0.7V。
由于二极管D1的阴极电位为＋3V，而输入动态电压uI作用于D1的阳极，故只有当uI高于＋3.7V时
D1才导通，且一旦D1导通，其阳极电位为3.7V，输出电压uO=＋3.7V。由于D2的阳极电位为－3V，
而uI作用于二极管D2的阴极，故只有当uI低于－3.7V时D2才导通，且一旦D2导通，其阴极电位即为－3.7V，输出电压uO=－3.7V。当uI在－3.7V到＋3.7V之间时，两只管子均截止，故uO=uI。
uI和uO的波形如图(b)所示。
图(b)
【例1-8】
设本题图所示各电路中的二极管性能均为理想。试判断各电路中的二极管是导通还是截止，并求出A、B两点之间的电压UAB值。
【相关知识】
二极管的工作状态的判断方法。
【解题思路】
（1）首先分析二极管开路时，管子两端的电位差，从而判断二极管两端加的是正向电压还是反向电压。若是反向电压，则说明二极管处于截止状态；若是正向电压，但正向电压小于二极管的死区电压，则说明二极管仍然处于截止状态；只有当正向电压大于死区电压时，二极管才能导通。
（2）在用上述方法判断的过程中，若出现两个以上二极管承受大小不等的正向电压，则应判定承受正向电压较大者优先导通，其两端电压为正向导通电压，然后再用上述方法判断其它二极管的工作状态。
【解题过程】
在图电路中，当二极管开路时，由图可知二极管D1、D2两端的正向电压分别为
10V和25V。二极管D2两端的正向电压高于D1两端的正向电压，二极管D2优先导通。当二极管D2导通后，UAB=－15V，二极管
D1两端又为反向电压。故D1截止、D2导通。U
AB
=
－15V。
【例1-9】
硅稳压管稳压电路如图所示。其中硅稳压管DZ的稳定电压UZ=8V、动态电阻rZ可以忽略，UI=20V。试求：
(1)
UO、IO、I及IZ的值；
(2)
当UI降低为15V时的UO、IO、I及IZ值。
【相关知识】
稳压管稳压电路。
【解题思路】
根据题目给定条件判断稳压管的工作状态，计算输出电压及各支路电流值。
【解题过程】
(1)
由于
＞UZ
稳压管工作于反向电击穿状态，电路具有稳压功能。故
UO
=
UZ
=
8V
IZ=
I－IO=6－4=2
mA
(2)
由于这时的
＜UZ
稳压管没有被击穿，稳压管处于截止状态。故
IZ
=
【例1-10】电路如图(a)所示。其中未经稳定的直流输入电压UI值可变，稳压管DZ采用2CW58型硅稳压二极管，在管子的稳压范围内，当IZ为5mA时，其端电压UZ为10V、为20Ω，且该管的IZM为26mA。
(1)
试求当该稳压管用图(b)所示模型等效时的UZ0值；
(2)
当UO
=10V时，UI
应为多大？
(3)
若UI在上面求得的数值基础上变化±10%，即从0.9UI变到1.1UI，问UO
将从多少变化到多少？相对于原来的10V，输出电压变化了百分之几？在这种条件下，IZ变化范围为多大？
(4)
若UI值上升到使IZ=IZM，而rZ值始终为20Ω，这时的UI和UO分别为多少？
(5)
若UI值在6~9V间可调，UO将怎样变化？
图
(a)
图
(b)
【相关知识】
稳压管的工作原理、参数及等效模型。
【解题思路】
根据稳压管的等效模型，画出等效电路，即可对电路进行分析。
【解题过程】
(1)
由稳压管等效电路知，
(2)
(3)
设不变。当时
当时
(4)
(5)
由于U
I＜UZ0，稳压管DZ没有被击穿，处于截止状态
故UO将随U
I在6~9
V之间变化
第2章
半导体三极管及放大电路基础
本章的教学目标和要求：
要求学生正确理解放大器的一些基本概念，掌握BJT的简化模型及其模型参数的求解方法，掌握BJT的偏置电路，及静态工作点的估算方法；掌握BJT的三种基本组态放大电路的组成，指标，特点及分析方法；理解放大器的频率响应的概念和描述，掌握放大器的低频、高频截止频率的估算，单管放大器的频率响应的分析，波特图的折线画法。
本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体与板书相结合的教学方式）
§2－1
半导体BJT
§2－2
共射极放大电路
§2－3
图解分析法
§2－4
小信号模型分析法
§2－5
放大电路的工作点稳定问题
§2－6
共集电极电路和共基极电路
§2－7
多级放大电路
§2－8
放大电路的频率响应
习题课
本章重点：
以共射极放大电路为例介绍基本放大电路的组成、工作原理、静态工作点的计算、性能指标计算。
频率响应的概述，波特图的定义；BJT的简化混合高频等效模型，单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。
本章难点：
对放大概念的理解；等效模型的应用；对电路近似分析的把握。
本章主要的切入点：
通过易于理解的物理概念、作图的方法理解放大的概念；通过数学推导与物理意义的结合，加强对器件等效模型的理解；通过CB、CC、CS等基本电路的分析，强化工程分析的意识和分析问题的能力。
本章教学方式：
课堂讲授+仿真分析演示
本章课时安排：
14
本章习题：
P84
2.3、2.4、2.7、2.8、2.11、2.12、2.13、2.14、2.15、2.16、2.18、2.19、2.20。
本章的具体内容：
5、6、7节：
介绍半导体BJT的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
重点：BJT内部载流子的移动、电流的分配关系和特性曲线。
8、9、10节：
介绍共射放大器组成原则，电路各元件的作用，介绍Q点定义及其合理设置的重要性，放大电路的工作原理，信号在放大电路各点的传输波形变化；放大电路组成原则。
重点:
强调对于各个基本概念的理解和掌握。
11、12、13、14节：
对放大电路进行分析，介绍直流、交流通路的画法原则，并例举几个电路示范；
采用图解法对放大电路的Q点、电压放大倍数和失真情况进行分析，强调交、直流负载线的区别。
再对一个典型共射放大电路进行完整的动态参数分析，并对其分析结果进行详细分析和讨论，从而作为此部分的一个小结。
重点:
直流、交流通路的画法原则，典型共射放大电路进行完整的动态参数分析。
15、16节：
介绍三极管的小信号等效模型、并用小信号模型法分析基本放大电路的主要性能指标Av，Ri，Ro。
重点：建立小信号电路模型，将非线性问题线性化。
讲解课后习题，使学生熟悉用图解法和小信号模型法分析放大电路的方式方法。
讨论放大电路Q点的稳定性。从影响Q点稳定的因素入手，在固定偏流电路的基础上介绍分压偏置电路，并对其稳定静态工作点的原理进行详细分析。
对典型分压偏置共射放大器进行直流分析，强调直流分析中VCC的分割，工程近似法计算Q点；
重点:
对典型分压偏置共射放大器进行交直流分析。
17、18节：
简要介绍有稳Q能力的其它电路结构形式，
介绍共集放大器（CC）的原理图、直流通路、交流通路、交直流分析，介绍其特点和典型应用；给出一个典型CC放大器和其分析结论由学生课外完成分析；
介绍共基放大器（CB），原理图，直流通路，交流通路，交直流分析，介绍其特点和典型应用；
给出一个典型CB放大器和其分析结论由学生课外完成分析。
结合一个简单综合性例题小结三组态的特点。
给出一个CE，CC，CB放大器比较对照表由学生课外完成分析。
重点:
共集放大器（CC）的交直流分析，共基放大器（CB）的交直流分析。
频率响应的概述，基本概念，三个频段的划分，引入RC高通电路模拟低频响应，RC低通电路模拟高频响应，它们的幅频响应，相频响应；的频率响应；波特图的定义；BJT的完整混合模型，简化高频等效模型，主要参数的推导；单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。放大器增益带宽积的概念，影响因素，多级放大器的频率响应。以一个单管共射放大电路的分析为例题对以上内容做一个小结。
重点:
频率响应的基本概念，简化高频等效模型，主要参数的推导；单管共射放大器频率响应的分析。
讲解课后习题，并对本章内容作个简单的小结。
【例2-1】电路如图所示，晶体管的β＝100，UBE＝0.7
V，饱和管压降UCES＝0.4
V；稳压管的稳定电压UZ＝4V，正向导通电压UD＝0.7
V，稳定电流IZ＝5
mA，最大稳定电流IZM＝25
mA。试问：
（1）当uI为0
V、1.5
V、25
V时uO各为多少？
（2）若Rc短路，将产生什么现象？
【相关知识】
晶体管工作状态的判断，稳压管是否工作在稳压状态的判断以及限流电阻的作用。
【解题思路】
（1）
根据uI的值判断晶体管的工作状态。
（2）
根据稳压管的工作状态判断uO的值。
【解题过程】
（1）当uI＝0时，晶体管截止；稳压管的电流
在IZ和IZM之间，故uO＝UZ＝4
V。
当uI＝15V时，晶体管导通，基极电流
假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流
由于uO＞UCES＝0.4
V，说明假设成立，即晶体管工作在放大状态。
值得指出的是，虽然当uI为0
V和1.5
V时uO均为4
V，但是原因不同；前者因晶体管截止、稳压管工作在稳压区，且稳定电压为4
V，使uO＝4
V；后者因晶体管工作在放大区使uO＝4
V，此时稳压管因电流为零而截止。
当uI＝2.5
V时，晶体管导通，基极电流
假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流
在正电源供电的情况下，uO不可能小于零，故假设不成立，说明晶体管工作在饱和状态。
实际上，也可以假设晶体管工作在饱和状态，求出临界饱和时的基极电流为
IB=0.18
mA＞IBS，说明假设成立，即晶体管工作在饱和状态。
（2）若Rc短路，电源电压将加在稳压管两端，使稳压管损坏。若稳压管烧断，则uO＝VCC＝12
V。
若稳压管烧成短路，则将电源短路；如果电源没有短路保护措施，则也将因输出电流过大而损坏。
【方法总结】
（1）
晶体管工作状态的判断：对于NPN型管，若uBE＞Uon（开启电压），则处于导通状态；若同时满足UC≥UB>UE，则处于放大状态，IC＝βIB；若此时基极电流
则处于饱和状态，式中ICS为集电极饱和电流，IBS是使管子临界饱和时的基极电流。 （2）稳压管是否工作在稳压状态的判断：稳压管所流过的反向电流大于稳定电流IZ才工作在稳压区，反向电流小于最大稳定电流IZM才不会因功耗过大而损坏，因而在稳压管电路中限流电阻必不可少。图示电路中Rc既是晶体管的集电极电阻，又是稳压管的限流电阻。
【例2-2】电路如图所示，晶体管导通时UBE＝0.7V，β=50。试分析uI为0V、1V、1.5V三种情况下T的工作状态及输出电压uO的值。
【相关知识】
晶体管的伏安特性。
【解题思路】
根据晶体管的管压降与，以及基极电流和集电极电流的特点，直接可以判别出管子的
工作状态，算出输出电压。
【解题过程】
（1）当VBB＝0时，T截止，uO＝12V。
（2）当VBB＝1V时，因为
μA
所以T处于放大状态。
（3）当VBB＝3V时，因为
μA
所以T处于饱和状态。
【例2-3】试问图示各电路能否实现电压放大？若不能，请指出电路中的错误。图中各电容对交流可视为短路。
图(a)
图(b)
图(c)
图(d)
【相关知识】
放大电路的组成原理。
【解题思路】
放大电路的作用是把微弱的电信号不失真地放大到负载所需要的数值。即要求放大电路既要有一定的放大能力，又要不产生失真。因此，首先要检查电路中的晶体管（非线性器件）是否有合适的直流偏置，是否工作在放大状态（线性状态），其次检查信号源、放大器和负载之间的信号传递通道是否畅通，并具有电压放大的能力。
【解题过程】
图(a)电路不能实现电压放大。电路缺少集电极电阻，动态时电源相当于短路，输出端没有交流电压信号。
图(b)电路不能实现电压放大。电路中缺少基极偏置电阻，动态时电源相当于短路，输入交流电压信号也被短路。
图(c)
电路也不能实现电压放大。电路中晶体管发射结没有直流偏置电压，静态电流，放大电路工作在截止状态。
图(d)电路能实现小信号电压放大。为了保证输出信号不失真（截止、饱和），当输入信号为正时，应不足以使三极管饱和；当输入信号为负时，应不会使三极管截止。
【例2-4】单级放大电路如图所示，已知Vcc=15V，，,,
此时调到，，，，，，晶体管饱和压降UCES为1V，晶体管的结电容可以忽略。试求：
（1）静态工作点，：
（2）中频电压放大倍数、输出电阻、输入电阻；
（3）估计上限截止频率和下限截止频率；
（4）动态范围=？输入电压最大值Ui
p=？
（5）当输入电压的最大值大于Ui
p时将首先出现什么失真？
【相关知识】
（1）共射极放大电路。
（2）放大电路的频率特性。
【解题思路】
（1）根据直流通路可求得放大电路的静态工作点。
（2）根据交流通路可求得放大电路的、、。
（3）根据高频区、低频区的等效电路可分别求出和。
（4）根据静态工作点及交流负载线的斜率可求得动态范围
，同时可判断电路出现失真的状况。
（5）根据电压放大倍数和动态范围可求出Ui
p。
【解题过程】
（1）采用估算法求解静态工作点。由图可知
故
（2）利用微变等效电路法，求解放大电路的动态指标。
（3）当电路中只有一个惯性环节时，电路的截止频率可以表示为，其中
为电容
所在回路的等效电阻。
在高频区，根据题意，晶体管的结电容可以忽略，影响电路上限截止频率的电容只有负载等效电容。故电路的上限截止频率为
在低频区，影响下限截止频率的电容有、和。可以分别考虑输入回路电容（、）和输出回路电容（）的影响，再综合考虑它们共同作用时对电路下限截止频率的影响。
只考虑输出回路电容时
只考虑输入回路电容和时，为了简化计算，忽略偏置电阻及射极电阻的影响，把射极旁路电容折算到基极回路，则有
由于，所以电路的下限截止频率为
（4）
由于，即电路的最大不失真输出电压受截止失真的限制，故电路的动态范围
输入电压最大值
（5）
由上述分析可知，当输入电压的最大值大于U
ip时，电路将首先出现截止失真。
【例2-5】
图示放大电路为自举式射极输出器。在电路中，设，，，，晶体管的，，各电容的容量足够大。试求：
（1）断开电容，求放大电路的输入电阻和输出电阻。
（2）接上电容，写出的表达式，并求出具体数值，再与（1）中的数值比较。
（3）接上电容，若通过增大来提高，那么的极限值等于多少？
图(a)
【解相关知识】
射极输出器、自举原理、密勒定理。
【解题思路】
根据放大电路的微变等效电路求放大电路的输入电阻。
【解题过程】
在分析电路的指标之前，先对自举式射极输出器的工作原理作一简要说明。在静态时，电容相
当于开路；在动态时，大电容相当于短路，点
E和点A的交流电位相等。由于点E的交流电位跟随输入信号（点B的交流电位）变化，所以两端的交流电位接近相等，流过的交流电流接近
于零。对交流信号来说，相当于一个很大的电阻，从而减小了、对电路输入电阻的影响。由于大电容C的存在，点A的交流电位会随着输入信号而自行举起，所以叫自举式射极输出器。
这种自举作用能够减小直流偏置电阻对电路输入电阻的影响，可以进一步提高射极输出器的输入电阻。
（1）在断开电容C后，电路的微变等效电路如图
(b)所示。图中
图（b）
。
由图可以求出
可见，射极输出器的原来是很大的，但由于直流偏置电阻的并联，使减小了很多。
（2）接上自举电容后，用密勒定理把等效为两个电阻，一个是接在B点和地之间的
，另一个是接在A(E)点和地之间的，其中是考虑了与、以及并联后的，如图(c)所示。
图(c)
由于，但小于1，所以是一个比大得多的负电阻，它与、、并联后，总的电阻仍为正。由于很大，它的并联效应可以忽略，从而使
此时
所以，自举式射极输出器的输入电阻
由于对的并联影响小得多，所以比没有自举电容时增大了。
（3）
通过增大以增大的极限情况为，即用自举电阻提高的结果，使
只取绝于从管子基极看进去的电阻，与偏置电阻几乎无关。
【例2-6】试判断图示各电路属于何种组态的放大电路，并说明输出电压相对输入电压的相位关系。
（a）
（b）
（c） （d）
【相关知识】
共集－共射，共射－共集，共集－共基组合放大电路。
【解题思路】
根据信号流向分析各个晶体管放大电路的组态及输出电压与输入电压的相位关系。
【解题过程】
图（a）所示电路第一级是共集电极放大电路，输出电压与输入电压同相；第二级是共射极放大电路，输出电压与输入电压反相。因此，整个电路是共集－共射组合电路，输出电压与输入电压反相。
图（b）所示电路第一级是共射极放大电路，输出电压与输入电压反相；第二级是共基极放大电路，输出电压与输入电压同相。因此，整个电路是共射－共基组合电路，输出电压与输入电压反相。
图（c）所示电路第一级是共集电极放大电路，输出电压与输入电压同相；第二级是共基极放大电
路，输出电压与输入电压同相。因此整个电路是共集－共基组合电路，输出电压与输入电压同相。
图（d）所示电路由于T1管集电极具有恒流特性，因而T1管是T2管的有源负载，所以T2管组成了有源负载的共射放大器，输出电压与输入电压反相。
【例2-7】
晶体管组成的共集－共射、共射－共集、共射－共基等几种组合放大电路各有其独特的优点，请你选择合适的组合放大电路，以满足如下所述不同应用场合的需求。
（1）电压测量放大器的输入级电路。
（2）输出电压受负载变化影响小的放大电路。
（3）负载为0.2kΩ，要求电压增益大于60dB的放大电路。
（4）输入信号频率较高的放大电路。
【相关知识】
共集－共射，共射－共集，共射－共基组合放大电路。
【解题思路】
根据三种组合放大电路的特点，选择满足应用需求的组合放大电路。三种组合放大电路的特点如下：
（1）共集－共射组合放大电路，不仅具有共集电极电路输入电阻大的特点，而且具有共射电路电压放大倍数大的特点；
（2）共射－共集组合放大电路，不仅具有共射电路电压放大倍数大的特点，而且具有共集电极电路输出电阻小的特点；
（3）共射－共基组合放大电路，共基极电路本身就有较好的高频特性，同时将输入电阻很小的共基极电路接在共射极电路之后，减小了共射极电路的电压放大倍数，使共射极接法的管子集电结电容效应减小，改善了放大电路的频率特性。因此，共射－共基组合放大电路在高频电路中获得了广泛的应用。该组合电路的电压放大倍数近似等于一般共射电路的电压放大倍数。
【解题过程】
（1）电压测量放大器的输入级既要有较大的输入电阻，又要有一定的电压放大能力，应采用共集－共射组合放大电路。
（2）输出电压受负载变化影响小的放大电路应具有较小的输出电阻，也要有一定的电压放大能力，应采用共射－共集组合放大电路。
（3）负载为0.2kΩ，电压增益大于60dB的放大电路应采用电压放大倍数大、输出电阻小的共射－共集组合电路，最好在输入级再增加一级具有高输入电阻的共集电极电路。
（4）输入信号频率较高时，应采用频率特性好的共射－共基组合放大电路。
第3章
场效应管放大电路
本章的教学目标和要求：
要求学生了解JFET、MOSFET的结构特点，理解其工作原理；掌握JFET、MOSFET的特性曲线及其主要参数，掌握BJT、JFET、MOSFET三者之间的差别；掌握FET的偏置电路，工作点估算方法，掌握FET的小信号跨导模型，掌握FET的共源和共漏电路的分析和特点。
本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学方式）
§3－1
结型场效应管
§3－2
金属－氧化物－半导体场效应管
§3－3
场效应管放大电路
习题课
本章重点：
各种场效应管的外特性及参数，场效应管放大电路的偏置电路及特点。
本章难点：
场效应管的工作原理以及静态工作点的计算。
本章教学方式：课堂讲授
本章课时安排：8
本章的具体内容：
19、20节：
介绍结型场效应管的工作原理、结型场效应管的特性曲线以及主要参数。
重点：对结型场效应管的特性曲线的理解。
21、22、23节：
介绍MOS效应管的工作原理、MOS效应管的特性曲线以及主要参数。
重点：对MOS效应管的特性曲线的理解。
24、25、26节：
FET放大电路的分类，Q点设置方法，两种偏置方法的特点，以及用图解法、计算法对电路进行分析。FET的小信号模型，并用它对共源、共漏放大器分析；加一习题课讲解习题并对本章作一小结。
重点:强调分析方法的掌握，以及电路结构、分析过程与BJT放大器的对比。
【例3-1】在图示电路中，已知场效应管的；问在下列三种情况，管子分别工作在那个区？
（1）,
（2）,
（3）,
【相关知识】
场效应管的伏安特性。
【解题思路】
根据管子工作在不同区域的特点，判断管子的工作状态。
【解题过程】
(1)
因为
管子工作在截止区。
(2)
因为
管子工作在放大区。
(3)
因为
管子工作在可变电阻区。
【例3-2】
电路如图(a)示。其中，，,,场效应管的输出特性如图（b）
所示。试求电路的静态工作点、和之值。
图(a)
图(b)
【相关知识】
结型场效应管及其外特性，自给偏压电路，放大电路的直流通路、解析法、图解法。
【解题思路】
根据放大电路的直流通路，利用解析法或图解法可求得电路的静态工作点。
【解题过程】
由场效应管的输出特性可知管子的，
由式
及
得
与双极型晶体管放大电路类似，分析场效应管放大电路的静态工作点，也有两种方法，解析法和图解法
【另一种解法】
（1）在输出特性曲线上，根据输出回路直流负载线方程
作直流负载线MN，如图(d)所示。MN与不同
的输出特性曲线有不同的交点。Q点应该在MN上。
图(c)
图(d)
（2）由交点对应的、值在~坐标上作曲线，称为~控制特性，如图
(c)所示。
（3）在控制特性上，根据输入回路直流负载线方程
代入，可作出输入回路直流负载线。该负载线过原点，其斜率为，与控制特性曲线的
交点即为静态工作点。由此可得，
（4）根据，在输出回路直流负载线上可求得工作点，再由点可得
。
【例3-3】
两个场效应管的转移特性曲线分别如图
(a)、(b)所示，分别确定这两个场效应管的类型，并求其主要参数（开启电压或夹断电压，低频跨导）。测试时电流iD的参考方向为从漏极D到源极S。
(a)
(b)
【相关知识】
（1）场效应管的转移特性。
（2）场效应管的电参数。
【解题思路】
根据场效应管的转移特性确定其开启电压或夹断电压，及在某一工作点处的跨导。
【解题过程】
（a）图曲线所示的是P沟道增强型MOS管的转移特性曲线。其开启电压UGS（th）＝－2V，IDQ=
-1mA
在工作点（UGS＝－5V，
ID＝－2.25mA）处，跨导
（b）图曲线所示的是N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线，其夹断电压，
在工作点（UGS＝－2V，
ID＝1mA）处，跨导
第4章
集成运算放大器
本章的教学目标和要求：
要求学生了解差分式放大低电路的基本概念，简单差分式放大电路的组成、工作原理，差分放大电路静态工作点与主要性能指标的计算；了解集成运放电路的组成及特点；了解集成运放的主要参数和性能指标；理解理想运放的概念，掌握理想运放的线性工作区的特点，运放在线性工作区的典型应用；掌握理想运放的非线性工作区的特点，运放在非线性工作区的典型应用。
本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学）
§4－1
集成运放概述
§4－2
集成运放中的基本单元电路
§4－3 通用集成运放
§4－4 运放的主要参数几简化低频等效电路
本章重点：
差分式放大电路的组成、工作原理，差分放大电路静态工作点与主要性能指标的计算；零点漂移现象；差动放大器对差模信号的放大作用和对共模信号的抑制作用；半电路分析方法。
电流源电路的结构和工作原理、特点；
直接耦合互补输出级电路的结构原理、特点，交越失真的概念；
本章难点：
对差模信号共模信号的理解，对任意信号单端输入、单端输出差动放大器的分析；多级放大器前后级之间的相互影响。
本章教学方式：课堂讲授
本章课时安排：6
本章习题：
P144
4.1、4.2、4.3、4.5、4.6、4.10、4.11、4.12、4.13、4.19、4.20。
本章的具体内容：
27、28、29节：
介绍集成电路运算放大器中的几种电流源形式；介绍引入直接耦合放大电路的产生零点漂移的原因，零点漂移的抑制方法；直接耦合放大电路的直流分析。任意信号的差模共模分解，典型差分放大器的结构，对共模差模信号的不同响应。
重点:
产生零点漂移的原因，零点漂移的抑制方法；典型差分放大器的原理。
30、31、32节：
差分放大器对差模信号的放大作用的详细分析，共模抑制比的概念。差放的四种典型接法，并对几种结构的交流特性做分析。简要介绍改进型差放的改进原理。
介绍集成电路运算放大器的内部结构、工作原理、主要参数和性能指标。
重点：共模抑制比，差放的四种典型接法和集成运放的工作原理。
【例4-1】三个两级放大电路如下图所示，已知图中所有晶体管的β均为100，rbe均为1
kΩ，所有电容均为10
μF，VCC均相同。
填空：
（1）填入共射放大电路、共基放大电路等电路名称。
图（a）的第一级为_________，第二级为_________；
图（b）的第一级为_________，第二级为_________；
图（c）的第一级为_________，第二级为_________。
（2）三个电路中输入电阻最大的电路是_________，最小的电路是_________；输出电阻最大的电路是_________，最小的电路是_________；电压放大倍数数值最大的电路是_________；低频特性最好的电路是_________；若能调节Q点，则最大不失真输出电压最大的电路是_________；输出电压与输入电压同相的电路是_________。
【相关知识】
晶体管放大电路三种接法的性能特点，多级放大电路不同耦合方式及其特点，多级放大电路动态参数与组成它的各级电路的关系。
【解题思路】
（1）通过信号的流通方向，观察输入信号作用于晶体管和场效应管的哪一极以及从哪一极输出的信号作用于负载，判断多级放大电路中各级电路属于哪种基本放大电路。
（2）根据各种晶体管基本放大电路的参数特点，以及单级放大电路连接成多级后相互间参数的影响，分析各多级放大电路参数的特点。
【解题过程】
（1）在电路（a）中，T1为第一级的放大管，信号作用于其发射极，又从集电极输出，作用于负载（即第二级电路），故第一级是共基放大电路；T2和T3组成的复合管为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T2的基极，又从复合管的发射极输出，故第二级是共集放大电路。
在电路（b）中，T1和T2为第一级的放大管，构成差分放大电路，信号作用于T1和T2的基极，又从T2的集电极输出，作用于负载（即第二级电路），是双端输入单端输出形式，故第一级是（共射）差分放大电路；T3为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T3的基极，又从其发射极输出，故第二级是共集放大电路。
在电路（c）中，第一级是典型的Q点稳定电路，信号作用于T1的基极，又从集电极输出，作用于负载（即第二级电路），故为共射放大电路；T2为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T
2的基极，又从其集电极输出，故第二级是共射放大电路。
应当特别指出，电路（c）中T3和三个电阻（8.2
kΩ、1.8
kΩ、1
kΩ）组成的电路构成电流源，等效成T2的集电极负载，理想情况下等效电阻趋于无穷大。电流源的特征是其输入回路没有动态信号的作用。要特别注意电路（c）的第二级电路与互补输出级的区别。
（2）比较三个电路的输入回路，电路（a）的输入级为共基电路，它的e−b间等效电阻为rbe/(1+β)，Ri小于rbe/(1+β)；电路（b）的输入级为差分电路，Ri大于2rbe；电路（c）输入级为共射电路，Ri是rbe与10
kΩ、3.3
kΩ电阻并联，Ri不可能小于rbe/(1+β)；因此，输入电阻最小的电路为（a），最大的电路为（b）。
电路（c）的输出端接T2和T3的集电极，对于具有理想输出特性的晶体管，它们对“地”看进去的等效电阻均为无穷大，故电路（c）的输出电阻最大。比较电路（a）和电路（b），虽然它们的输出级均为射极输出器，但前者的信号源内阻为3.3
kΩ，后者的信号源内阻为10
kΩ；且由于前者采用复合管作放大管，从射极回路看进去的等效电阻表达式中有1/(1+β)2，而后者从射极回路看进去的等效电阻表达式中仅为有1/(1+β)，故电路（a）的输出电阻最小。
由于电路（c）采用两级共射放大电路，且第二级的电压放大倍数数值趋于无穷大，而电路（a）和（b）均只有第一级有电压放大作用，故电压放大倍数数值最大的电路是（c）。
由于只有电路（b）采用直接耦合方式，故其低频特性最好。
由于只有电路（b）采用±VCC两路电源供电，若Q点可调节，则其最大不失真输出电压的峰值可接近VCC，故最大不失真输出电压最大的电路是（b）。
由于共射电路的输出电压与输入电压反相，共集和共基电路的输出电压与输入电压同相，可以逐级判断相位关系，从而得出各电路输出电压与输入电压的相位关系。电路（a）和（b）中两级电路的输出电压与输入电压均同相，故两个电路的输出电压与输入电压均同相。电路（c）中两级电路的输出电压与输入电压均反相，故整个电路的输出电压与输入电压也同相。
综上所述，答案为（1）共基放大电路，共集放大电路；差分放大电路，共集放大电路；共射放大电路，共射放大电路；（2）（b），（a）；（c），（a）；（c）；（b）；（b）；（a），（b），（c）。
【例4-2】电路如图所示。已知，，，，，。时，。
（1）试说明和、和、以及分别组成什么电路？
（2）若要求上电压的极性为上正下负，则输入电压的极性如何？
（3）写出差模电压放大倍数的表达式，并求其值。
【相关知识】
（1）差分放大电路。
（2）多级放大电路。
（3）电流源电路。
【解题过程】
根据差分放大电路、多级放大电路的分析方法分析电路。
【解题过程】
（1）、管组成恒流源电路，作和管的漏极有源电阻，、管组成差分放大电路，并且恒流源作源极有源电阻。管组成共射极放大电路，并起到电平转化作用，使整个放大
电路能达到零输入时零输出。管组成射极输出器，降低电路的输出电阻，提高带载能力，这
里恒流源作为管的射极有源电阻。
（2）为了获得题目所要求的输出电压的极性，则必须使基极电压极性为正，基极电压极性为负，也就是管的栅极电压极性应为正，而管的栅极电压极性应为负。
（3）整个放大电路可分输入级（差分放大电路）、中间级（共射放大电路）和输出级（射极输出器）。
对于输入级（差分放大电路），由于恒流源作漏极负载电阻，使单端输出具有与双端输出相同的放大倍数。所以
式中，漏极负载电阻，而
为管的等效电阻。为管组成的共射放大电路的输入电阻。
由于恒流源的。所以：
管组成的共射放大电路的电压放大倍数
由于管组成的射极输出器的输入电阻，所以：
管组成的射极输出器的电压放大倍数
则总的差模电压放大倍数的表达式为
其值为
【例4-3】下图所示为简化的集成运放电路，输入级具有理想对称性。选择正确答案填入空内。
（1）该电路输入级采用了__________。
A．共集−共射接法
B.
共集−共基接法
C.
共射−共基接法
（2）输入级采用上述接法是为了__________。
A.
展宽频带
B.
增大输入电阻
C.
增大电流放大系数
（3）T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了__________。
A.
增大输入电阻
B.
抑制温漂
C.
增大差模放大倍数
（4）该电路的中间级采用__________。
A.
共射电路
B.
共基电路
C.
共集电路
（5）中间级的放大管为__________。
A.
T7
B.
T8
C.
T7和T8组成的复合管
（6）该电路的输出级采用__________。
A.
共射电路
B.
共基电路
C.
互补输出级
（7）D1和D2的作用是为了消除输出级的__________。
A.
交越失真
B.
饱和失真
C.
截止失真
（8）输出电压uO与uI1的相位关系为__________。
A.
反相
B.
同相
C.
不可知
【相关知识】
集成运放电路（输入级，中间级，互补输出级），基本放大电路的接法及性能指标，有源负载，差模放大倍数，复合管。
【解题思路】
（1）用基本的读图方法对放大电路进行分块，分析出输入级、中间级和输出级电路。
（2）分析各级电路的基本接法及性能特点。
【解题过程】
（1）输入信号作用于T1和T2管的基极，并从它们的发射极输出分别作用于T3和T4管的发射极，又从T3和T4管的集电极输出作用于第二级，故为共集−共基接法。
（2）上述接法可以展宽频带。
为什么不是增大输入电阻呢？因为共基接法的输入电阻很小，即T1和T2管等效的发射极电阻很小，所以输入电阻的增大很受限。因为共基接法不放大电流，所以不能增大电流放大系数。
（3）T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了增大差模放大倍数。利用镜像电流源作有源负载，可使单端输出差分放大电路的差模放大倍数增大到近似等于双端输出时的差模放大倍数。
（4）为了完成“主放大器”的功能，中间级采用共射放大电路。
（5）由于第一级的输出信号作用于T7的基极以及T7和T8的连接方式，说明T7和T8组成的复合管为中间级的放大管。
（6）T9和T10的基极相连作为输入端，发射极相连作为输出端，故输出级为互补输出级。
（7）D1和D2的作用是为了消除输出级的交越失真。
（8）若在输入端uI1加“＋”、uI2加“－”的差模信号，则T2的共集接法使其发射极（即T4的发射极）电位为“－”，T4的共基接法使其集电极（即T7的基极）电位也为“－”；以T7、T8构成的复合管为放大管的共射放大电路输出与输入反相，它们的集电极电位为“＋”；互补输出级的输出与输入同相，输出电压为“＋”；故uI1一端为同相输入端，uI2一端为反相输入端。
综上所述，答案为（1）B，（2）A，（3）C，（4）A，（5）C，（6）C，（7）A，（8）B。
第5章
反馈和负反馈放大电路
本章的教学目标和要求：
要求学生理解反馈的基本概念，掌握四种反馈类型；掌握实际反馈放大器的类型和极性的判断；掌握负反馈对放大电路的影响；掌握在深度负反馈条件下的计算；了解负反馈放大器的稳定性。
本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学）
§5－1
反馈的基本概念及类型
§5－2
负反馈对放大电路性能的影响
§5－3 负反馈放大电路的分析及近似计算
§5－4 负反馈放大电路的自激振荡几消除
本章重点：
反馈的基本概念；反馈类型的判断；负反馈对放大器性能的影响；在深度负反馈条件下放大器增益的估算。
本章难点：
反馈的基本概念；反馈类型的判断；自给振荡条件及消除振荡的措施
本章主要的切入点：为改善放大器的性能，引入负反馈的概念，通过方块图理解负反馈放大器的组成；通过方框图理解负反馈放大器的四种组态；定性理解负反馈对放大器的性能的理解；根据深度负反馈条件，估算放大器的增益。
本章教学方式：课堂讲授
本章课时安排：12
本章习题：
P183
5.3、5.4、5.5、5.8、5.9、5.10、5.11、5.13。
本章的具体内容：
33、34、35、36节：
反馈的基本概念，反馈放大器的组成，工作原理，反馈的判断（有无、正负、交流直流），结合对运放和分离元件放大器反馈电路的分析介绍。
四种基本反馈方式的划分，典型结构的分析，结合例题判断反馈组态。
重点:
反馈的基本概念，反馈组态判断。
37、38、39、40、41节：
反馈的引入对放大电路性能的影响，增益带宽积，负反馈引入的原则；
负反馈放大器的结构，特点，一般表达式的分析和推导。
在深度负反馈条件，在深度负反馈条件下负反馈放大器的性能分析，例题2个；
四种基本反馈在深度负反馈条件下放大器不同增益的表达式；
重点:
反馈的引入对放大电路性能的影响，负反馈引入的原则；一般表达式的分析和理解。
42、43、44节：
负反馈放大器的稳定性分析：负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件，负反馈放大器的稳定性的定性分析和判断，负反馈放大器自激振荡的消除方法。
重点:
负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件，负反馈放大器的稳定性的判断，负反馈放大器自激振荡的消除方法。
【例5-1】在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。
（1）若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路，则说明电路引入了反馈。
（2）若放大电路的放大倍数为“＋”，则引入的反馈一定是正反馈，若放大电路的放大倍数为“−”，则引入的反馈一定是负反馈。
（3）直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈，阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。
（4）既然电压负反馈可以稳定输出电压，即负载上的电压，那么它也就稳定了负载电流。
（5）放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，说明电路引入了串联负反馈；净输入电流等于输入电流与反馈电流之差，说明电路引入了并联负反馈。
（6）将负反馈放大电路的反馈断开，就得到电路方框图中的基本放大电路。
（7）反馈网络是由影响反馈系数的所有的元件组成的网络。
（8）阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多，引入负反馈后，越容易产生低频振荡。
【相关知识】
反馈的有关概念，包括什么是反馈、直流反馈和交流反馈、电压负反馈和电流负反馈、串联负反馈和并联负反馈、负反馈放大电路的方框图、放大电路的稳定性
【解题思路】
正确理解反馈的相关概念，根据这些概念判断各题的正误。
【解题过程】
（1）通常，称将输出量引回并影响净输入量的电流通路为反馈通路。反馈是指输出量通过一定的方式“回授”，影响净输入量。因而只要输出回路与输入回路之间有反馈通路，就说明电路引入了反馈，而反馈通路不一定将放大电路的输出端和输入端相连接。例如，在下图所示反馈放大电路中，R2构成反馈通路，但它并没有把输出端和输入端连接起来。故本题说法正确。
（2）正、负反馈决定于反馈的结果是使放大电路的净输入量或输出量的变化增大了还是减小了，若增大则为正反馈，否则为负反馈；与放大电路放大倍数的极性无关。换言之，无论放大倍数的符号是“＋”还是“−”，放大电路均可引入正反馈，也可引入负反馈。故本题说法错误。
（3）直流反馈是放大电路直流通路中的反馈，交流反馈是放大电路交流通路中的反馈，与放大电路的耦合方式无直接关系。本题说法错误。
（4）电压负反馈稳定输出电压，是指在输出端负载变化时输出电压变化很小，因而若负载变化则其电流会随之变化。故本题说法错误。
（5）根据串联负反馈和并联负反馈的定义，本题说法正确。
（6）本题说法错误。负反馈放大电路方框图中的基本放大电路需满足两个条件，一是断开反馈，二是考虑反馈网络对放大电路的负载效应。虽然本课程并不要求利用方框图求解负反馈放大电路，但是应正确理解方框图的组成。
（7）反馈网络包含所有影响反馈系数的元件组成反馈网络。例如，在上图所示电路中，反馈网络由R1、R2和R4组成，而不仅仅是R2。故本题说法正确。
（8）在低频段，阻容耦合负反馈放大电路由于耦合电容、旁路电容的存在而产生附加相移，若满足了自激振荡的条件，则产生低频振荡。根据自激振荡的相位条件，在放大电路中有三个或三个以上耦合电容、旁路电容，引入负反馈后就有可能产生低频振荡，而且电容数量越多越容易产生自激振荡。故本题说法正确。
综上所述，答案为：（1）√，（2）×，（3）×，（4）×，（5）√，（6）×，（7）√，（8）√
【例5-2】
电路如图所示，图中耦合电容器和射极旁路电容器的容量足够大，在中频范围内，它们的容抗近似为零。试判断电路中反馈的极性和类型（说明各电路中的反馈是正、负、直流、交流、电压、电流、串联、并联反馈）。
【相关知识】
反馈放大电路。
【解题思路】
根据反馈的判断方法判断电路中反馈的极性和类型。
【解题过程】
图示放大电路输出与输入之间没有反馈，第一级也没有反馈，第二级放大电路有两条反馈支路。一条反馈支路是，另一条反馈支路是和串联支路。支路有旁路电容，所以它是本级直流反馈，可以稳定第二级电路的静态工作点。和串联支路接在第二级放大电路的输出（集电极）和输入之间（
基极），由于的“隔直”作用，该反馈是交流反馈。
和串联支路交流反馈极性的判断：
当给第二级放大电路加上对地极性为♁的信号时，输出电压极性为㊀，由于电容对交流信号可认为短路，所以反馈信号极性也为㊀，因而反馈信号削弱输入信号的作用，该反馈为负反馈。判断过程如图所示。
负反馈组态的判断：
若令输出电压信号等于零，从输出端返送到输入电路的信号等于零，即反馈信号与输出电压信号成正比，那么该反馈是电压反馈；反馈信号与输入信号以电流的形式在基极叠加，所以它是并联反馈。
总结上述判别可知，图示电路中和串联支路构成交流电压并联负反馈。
【例5-3】试判断图示各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈，是直流反馈还是交流反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
【相关知识】
分立元件放大电路（双极型管放大电路和单极型管放大电路）各种接法的极性判断，反馈的判断方法，包括判断是否引入了反馈、判断反馈的正负、判断直流反馈和交流反馈、判断交流负反馈的四种组态。
【解题思路】
（1）根据反馈的定义，判断电路中是否存在反馈通路，从而判断是否引入了反馈。
（2）若引入了反馈，利用瞬时极性法判断反馈的正负。
（3）根据直流反馈和交流反馈的定义，判断引入的反馈属于哪种反馈。
（4）根据交流反馈四种组态的判断方法，判断引入的反馈属于哪种组态。
【解题过程】
在图（a）电路中，Rf将输出回路与输入回路连接起来，故电路引入了反馈；且反馈既存在于直流通路又存在于交流通路，故电路引入了直流反馈和交流反馈。利用瞬时极性法，在规定输入电压瞬时极性时，可得到放大管基极、集电极电位的瞬时极性以及输入电流、反馈电流的方向，如图（e）所示。晶体管的基极电流等于输入电流与反馈电流之差，故电路引入了负反馈，且为并联负反馈。当输出电压为零（即输出端短路）时，Rf将并联在T的b−e之间，如图（e）中虚线所示；此时尽管Rf中有电流，但这个电流是uI作用的结果，输出电压作用所得的反馈电流为零，故电路引入了电压负反馈。综上所述，电路引入了直流负反馈和交流电压并联负反馈。
在图（b）电路中，R1将输出回路与输入回路连接起来，故电路引入了反馈；且反馈既存在于直流通路又存在于交流通路，故电路引入了直流反馈和交流反馈。利用瞬时极性法，在规定输入电压瞬时极性时，可得到放大管各极电位的瞬时极性以及输入电流、反馈电流方向，如图（f）所示。由于反馈减小了T1管的射极电流，故电路引入了并联负反馈。令输出电压为零，由于T2管的集电极电流（为输出电流）仅受控于它的基极电流，且R1、R2对其分流关系没变，反馈电流依然存在，故电路引入了电流负反馈。综上所述，该电路引入了直流负反馈和交流电流并联负反馈。
在图（c）电路中，R4在直流通路和交流通路中均将输出回路与输入回路连接起来，故电路引入了直流反馈和交流反馈。按u
I的假设方向，可得电路中各点的瞬时极性，如图（g）所示。输出电压uO作用于R4、R1，在R1上产生的电压就是反馈电压uF，它使得差分管的净输入电压减小，故电路引入了串联负反馈。由于uF取自于uO，电路引入了电压负反馈。综上所述，电路引入了直流负反馈和交流电压串联负反馈。
根据上述分析方法，图（d）电路的瞬时极性如图（h）所示。电路引入了直流负反馈和交流电流串联负反馈。
从图（c）和（d）电路可知，它们的输出电流均为输出级放大管的集电极电流，而不是负载电流。
【方法总结】
分立元件放大电路反馈的判断与集成运放负反馈放大电路相比有其特殊性。电路的净输入电压往往指输入级放大管输入回路所加的电压（如晶体管的b−e或e−b间的电压、场效应管的g−s或s−g间的电压），净输入电流往往指输入级放大管的基极电流或射极电流。在电流负反馈放大电路中，输出电流往往指输出级晶体管的集电极电流、发射极电流或场效应管的漏极电流、源极电流。
【常见错误】
在分立元件电流负反馈放大电路中，认为输出电流是负载RL上的电流。
【例5-4】某一负反馈放大电路的开环电压放大倍数，反馈系数。试问：
（1）闭环电压放大倍数为多少？
（2）如果发生20%的变化，则的相对变化为多少？
【相关知识】
（1）相对变化率
（2）闭环增益的一般表示式
【解题思路】
当已知的相对变化率来计算的相对变化率时，应根据的相对变化率的大小采用不同的方法。当的相对变化率较小时，可对求导推出与的关系式后再计算。当的相对变化率较大时，应通过计算出后再计算。
【解题过程】
（1）闭环电压放大倍数
（2）当变化20%，那么，
则的相对变化为
当变化-20%，那么
则的相对变化为
【常见错误】
本例中已有20%的变化，
的相对变化率较大，应通过计算出后再计算。
【例5-5】电路如图所示，试合理连线，引入合适组态的反馈，分别满足下列要求。
（1）减小放大电路从信号源索取的电流，并增强带负载能力；
（2）减小放大电路从信号源索取的电流，稳定输出电流。
【相关知识】
双极型管放大电路和单极型管放大电路各种接法的分析及其极性分析，反馈的基本概念，负反馈对放大电路性能的影响，放大电路中引入负反馈的一般原则。
【解题思路】
（1）分析图中两个放大电路的基本接法。
（2）设定两个放大电路输入端的极性为正，分别判断两个放大电路其它输入端和输出端的极性。
（3）根据要求引入合适的负反馈。
【解题过程】
图示电路的第一级为差分放大电路，输入电压uI对“地”为“＋”时差分管T1的集电极（即④）电位为“−”，T2的集电极（即⑤）电位为“＋”。第二级为共射放大电路，若T3管基极（即⑥）的瞬时极性为“＋”，则其集电极（即⑧）电位为“−”，发射极（即⑦）电位为“＋”；若反之，则⑧的电位为“＋”，⑦的电位为“−”。
（1）减小放大电路从信号源索取的电流，即增大输入电阻；增强带负载能力，即减小输出电阻；故应引入电压串联负反馈。
因为要引入电压负反馈，所以应从⑧引出反馈；因为要引入串联负反馈，以减小差分管的净输入电压，所以应将反馈引回到③，故而应把电阻Rf接在③、⑧之间。Rb2上获得的电压为反馈电压，极性应为上“＋”下“−”，即③的电位为“＋”。因而要求在输入电压对“地”为“＋”时⑧的电位为“＋”，由此可推导出⑥的电位为“−”，需将⑥接到④。
结论是，需将③接⑨、⑩接⑧、⑥接④。
（2）减小放大电路从信号源索取的电流，即增大输入电阻；稳定输出电流，即增大输出电阻；故应引入电流串联负反馈。
根据上述分析，Rf的一端应接在③上；由于需引入电流负反馈，Rf的另一端应接在⑦上。为了引入负反馈，要求⑦的电位为“＋”，由此可推导出⑥的电位为“＋”，需将⑥接到⑤。
结论是，需将③接⑨、⑩接⑦、⑥接⑤。
【方法总结】
（1）减小放大电路从信号源索取的电流，即增大输入电阻，应引入串联负反馈。
（2）增强带负载能力，即减小输出电阻，应引入电压负反馈；稳定输出电压，即减小输出电阻，应引入电压负反馈。
（3）稳定输出电流，即增大输出电阻，应引入电流负反馈。
【常见错误】
在引入反馈时只注意保证引入的反馈组态正确，但没有保证引入的反馈为负反馈。
第6、7章
信号的运算与处理电路
本章的教学目标和要求：
要求学生理解掌握理想运放的虚短与虚断的特点，熟练掌握比例、加法、减法、微分、积分等几种基本理想运算电路的工作原理及应用；掌握实际运放的误差分析；理解对数和反对数运算电路以及模拟乘法器的基本概念及应用，有源滤波器的基本概念及一阶、二阶有源滤波器电路分析，单门限、双门限电压比较器电路分析。
本章的总体教学内容：（采用多媒体教学）
§6－1
基本运算电路
§6－2
对数和反对数运算电路
§6－3
模拟乘法器及其应用
§6－4
集成运放使用中的几个问题
§7－1
电子系统概述
§7－2
信号检测系统中的放大电路
§7－3
有源滤波电路
§7－4
电压比较器
习题课
本章重点：
理想运放线性应用的规律分析、基本运算电路分析、模拟乘法器的基本概念及应用、有源滤波器、电压比较器的基本概念、双门限电压比较器电路分析。
本章难点：
正确判断运放的工作区，并灵活运用所在区的特点分析电路的功能。
本章主要的切入点：
通过引入理想运放的概念，建立虚短与虚断的概念和零子模型电路；围绕理想运放的两个工作区各自的特点，分析比例、求和、，从而掌握运放应用电路的一般分析方法。
本章教学方式：课堂讲授
本章课时安排：8
本章习题：P203
P233
6.1、6.9、6.10、6.11、6.13、6.14、6.16、7.3、7.13、7.20、7.21、7.22。
45、46节：
运用虚短与虚断概念分析反相比例、同相比例、加法、减法、积分和微分运算电路的工作原理；对实际运算电路的误差进行分析。
重点：基本运算电路的工作原理。
47、48、49节：
运用虚短与虚断概念分析对数和反对数运算电路的工作原理。介绍模拟乘法器的工作原理及应用。
重点:
模拟乘法器的工作原理。
习题课：应用基本运算放大电路进行电路分析及计算。
50、51、52节：
滤波器的概念，分类，频带特性，对用运放构成的简单高通、低通滤波器电路进行分析。电压比较器的概念，分类，应用
重点:
有源高通、低通滤波器电路的分析；电压比较器的分析方法、原理及应用。
【例6-1】如图所示的理想运放电路，可输出对“地”对称的输出电压和。设，。
（1）试求/。
（2）若电源电压用15V，，电路能否正常工作？
【相关知识】
（1）运放特性。
（2）反相输入比例运算电路。
【解题思路】
分析各运放组成哪种单元电路，根据各单元电路输出与输入关系，推导出总的输出电压的关系式。
【解题过程】
（1）由图可知，运放A1和A2分别组成反相输入比例运算电路。故
（2）
若电源电压用15V，那么，运放的最大输出电压，当时，，。运放A1和A2的输出电压均小于电源电压，这说明两个运放都工作在线性区，故电路能正常工作。
【例6-2】电路如图所示，设运放均有理想的特性，写出输出电压与输入电压、的关系式。
【相关知识】
运放组成的运算电路。
【解题思路】
分析各运放组成哪种单元电路，根据各单元电路输出与输入关系，推导出总的输出电压的关系式。
【解题过程】
由图可知，运放A1、A2组成电压跟随器。
，
运放A4组成反相输入比例运算电路
运放A3组成差分比例运算电路
运放A3组成差分比例运算电路
以上各式联立求解得：
【例6-3】理想运放电路如图所示，试求输出电压与输入电压的关系式。
【相关知识】
加法器、减法器。
【解题思路】
由图可知，本电路为多输入的减法运算电路，利用叠加原理求解比较方便。
【解题过程】
当时
当时
利用叠加原理可求得上式中，运放同相输入端电压
于是得输出电压
【例7-1】现有有源滤波电路如下：
A、高通滤波器
B、低通滤波器
C、带通滤波器
D、带阻滤波器
选择合适答案填入空内。
（1）为避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用。
（2）已知输入信号的频率为1～2kHz，为了防止干扰信号的混入，应选用。
（3）为获得输入电压中的低频信号，应选用。
（4）为获得输入电压中的低频信号，应选用。
（5）输入信号频率趋于零时输出电压幅值趋于零的电路为。
（6）输入信号频率趋于无穷大时输出电压幅值趋于零的电路为。
（7）输入信号频率趋于零和无穷大时输出电压幅值趋于零的电路为。
（8）输入信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数为通带放大倍数的电路为。
【相关知识】
四种有源滤波电路的基本特性及其用途。
【解题思路】
根据四种有源滤波电路的基本特性及其用途来选择填入。
【解题过程】
根据表7.1.3可知
答案为（1）D，（2）C，（3）B，（4）A，（5）A、C，（6）B、C，（7）C，（8）D。
【例7-2】已知由理想运放组成的三个电路的电压传输特性及它们的输入电压uI的波形如图所示。
（1）分别说明三个电路的名称；
（2）画出uO1～uO3的波形。
【相关知识】
单限比较器、滞回比较器和窗口比较器电压传输特性的特征。
【解题思路】
（1）根据电压传输特性判断所对应的电压比较器的类型。
（2）电压传输特性及电压比较器的类型画出输出电压的波形。
【解题过程】
（1）图（a）说明电路只有一个阈值电压UT（=2
V），且uI＜UT时uO1
=
UOL
=-0.7
V，uI＞UT时uO1
=UOH=6
V；故该电路为单限比较器。
图（b）所示电压传输特性的两个阈值电压UT1=2
V、UT2=4
V，有回差。uI＜UT1时uO2=
UOH
=+6
V，
uI＞UT2时uO2=
UOL
=-6
V,
UT1＜uI＜UT2时uO决定于uI从哪儿变化而来；说明电路为滞回比较器。
图（c）所示电压传输特性的两个阈值电压UT1=1
V、UT2=3
V，由于uI＜UT1和uI＞UT2时uO3=
UOL=-6
V，UT1＜uI＜UT2时uO1=
UOH
=+6
V，故该电路为窗口比较器。
答案是具有如图（a）、（b）、（c）所示电压传输特性的三个电路分别为单限比较器、滞回比较器和窗口比较器。
（2）根据题目给出的电压传输特性和上述分析，可画出uO1～uO3的波形，如图(e)所示。
应当特别提醒的是，在uI＜4
V之前的任何变化，滞回比较器的输出电压uO2
都保持不变，且在uI=4
V时uO2从高电平跃变为低电平，直至uI=2
V时uO2才从低电平跃变为高电平。
【方法总结】
根据滞回比较器电压传输特性画输出电压波形时，当输入电压单方向变化（即从小逐渐变大，或从大逐渐变小）经过两个阈值时，输出电压只跳变一次。例如本题中，当uI从小逐渐变大时，只有经过阈值电压UT2=4
V时输出电压才跳变；而当uI从大逐渐变小时，只有经过阈值电压UT1=2
V时输出电压才跳变。
【常见错误】
认为只要uI变化经过阈值电压UT1=2
V或UT2=4
V时输出电压就跳变。
图(e)
第8章
信号发生器
本章的教学目标和要求：
要求学生理解掌握正弦波信号产生电路的基本概念，RC串联、LC并联正弦信号产生电路的组成、振荡条件判断、振荡频率计算；掌握理想运放非线性应用的分析规律，方波产生电路组成及工作原理。
本章的总体教学内容：（采用多媒体教学）
§8－1
正弦波信号发生器
§8－2
非正弦波信号发生器
本章重点：
正弦波振荡电路的振荡条件及比较器的基本原理。
本章难点：
振荡条件的判别
本章教学方式：课堂讲授
本章课时安排：4
本章习题：
P259
8.1、8.2、9.2.3、8.4、8.5、8.7、8.8、8.9、8.10、8.12
53、54节：
介绍正弦波发生器的工作原理，组成结构，产生正弦波振荡的条件；
重点:
正弦波发生器的工作原理。
55、56节：
典型的RC桥式电路的结构及其工作原理；电容三点式、电感三点式振荡电路的结构及工作原理，振荡条件的判别；石英晶体振荡电路的工作原来。
重点:
RC、LC振荡电路的工作原理。
方波、锯齿波产生电路的工作原理。
【例8-1】图(a)所示电路是没有画完整的正弦波振荡器。
（1）完成各节点的连接；
（2）选择电阻的阻值；
（3）计算电路的振荡频率；
（4）若用热敏电阻（的特性如图(b)所示）代替反馈电阻，当（有效值）多大时该电路出现稳定的正弦波振荡？此时输出电压有多大？
图(a)
图(b)
【相关知识】
RC正弦波振荡器。
【解题思路】
根据RC正弦波振荡器的组成和工作原理对题目分析、求解。
【解题过程】
（1）在本题图中，当时，RC串—并联选频网络的相移为零，为了满足相位条件，放大器的相移也应为零，所以结点应与相连接；为了减少非线性失真，放大电路引入负反馈，结点
应与相连接。
（2）为了满足电路自行起振的条件，由于正反馈网络（选频网络）的反馈系数等于1/3（时），所以电路放大倍数应大于等于3，即。故应选则大于的电阻。
（3）电路的振荡频率
（4）由图(b)可知，当，即当电路出现稳定的正弦波振荡时，，此时输出电压的有效值
【例8-2】试判断图(a)所示电路是否有可能产生振荡。若不可能产生振荡，请指出电路中的错误，画出一种正确的电路，写出电路振荡频率表达式。
【相关知识】
LC型正弦波振荡器。
【解题思路】
(1)
从相位平衡条件分析电路能否产生振荡。
(2)
LC电路的振荡频率，L、C分别为谐振电路的等效电感和电容。
【解题过程】
图（a）电路中的选频网络由电容C和电感L（变压器的等效电感）组成；晶体管T及其直流偏置电路构成基本放大电路；变压器副边电压反馈到晶体管的基极，构成闭环系统统；本电路利用晶体管的非线性特性稳幅。静态时，电容开路、电感短路，从电路结构来看，本电路可使晶体管工作在放大状态，若参数选择合理，可使本电路有合适的静态工作点。动态时，射极旁路电容和基极耦合电容短路，集电极的LC并联网络谐振，其等效阻抗呈阻性，构成共射极放大电路。利用瞬时极性法判断相位条件：首先断开反馈信号（变压器副边与晶体管基极之间），给晶体管基极接入对地极性为的输入信号，则集电极对地的输出信号极性为㊀，即变压器同名端极性为㊀，反馈信号对地极性也为㊀。反馈信号输入信号极性相反，不可能产生振荡。若要电路满足相位平衡条件，只要对调变压器副边绕组接线，使反馈信号对地极性为即可。改正后的电路如图（c）所示。本电路振荡频率的表达式为
图(c)
图
(d)
图（b）电路中的选频网络由电容C1、C2和电感L组成；晶体管T是放大元件，但直流偏置不合适；电容C1两端电压可作为反馈信号，但放大电路的输出信号（晶体管集电极信号）没有传递到选频网络。本电路不可能产生振荡。首先修改放大电路的直流偏置电路：为了设置合理的偏置电路，选频网络与晶体管的基极连接时要加隔直电容，晶体管的偏置电路有两种选择，一种是固定基极偏置电阻的共射电路，另一种是分压式偏置的共射电路。选用静态工作点比较稳定的电路（分压式偏置电路）比较合理。修改交流信号通路：把选频网络的接地点移到C1和C2之间，并把原电路图中的节点2连接到晶体管T的集电极。修改后的电路如图（d）所示。然后再判断相位条件：在图（d）电路中，断开反馈信号（选频网络与晶体管基极之间），给晶体管基极接入对地极性为的输入信号，集电极输出信号对地极性为㊀（共射放大电路），当LC选频网络发生并联谐振时，LC网络的等效阻抗呈阻性，反馈信号（电容C1两端电压）对地极性为。反馈信号与输入信号极性相同，表明，修改后的电路能满足相位平衡条件，电路有可能产生振荡。本电路振荡频率的表达式为
第9章
功率放大电路
本章的教学目标和要求：
要求学生了解功率放大电路的基本概念和特点；掌握乙类双电源互补对称功率放大电路的组成、工作原理及性能指标的计算；掌握甲乙类互补对称功率放大电路OCL和OTL的组成、工作原理及性能指标的计算。
本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学方式）
§9－1
功率放大电路的特点及分类
§9－2
互补推挽功率放大电路
本章重点：
乙类、甲乙类互补对称功率放大电路的输出功率和效率的计算。
本章难点：
功率放大电路的工作原理及计算分析。
本章教学方式：课堂讲授
本章课时安排：4
本章的具体内容：
57、58节：
介绍结型场效应管的工作原理、结型场效应管的特性曲线以及主要参数。
重点：对结型场效应管的特性曲线的理解。
59、60节：
介绍MOS效应管的工作原理、MOS效应管的特性曲线以及主要参数。
重点：对MOS效应管的特性曲线的理解。
FET放大电路的分类，Q点设置方法，两种偏置方法的特点，以及用图解法、计算法对电路进行分析。FET的小信号模型，并用它对共源、共漏放大器分析；加一习题课讲解习题并对本章作一小结。
重点:强调分析方法的掌握，以及电路结构、分析过程与BJT放大器的对比。
【例9-1】单电源互补功率放大电路如图所示。设功率管、的特性完全对称,
管子的饱和压降，发射结正向压降，，，，并且电容器和的容量足够大。
（1）静态时，A点的电位、电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量分别为多大？
（2）动态时，若输出电压仍有交越失真，应该增大还是减小?
（3）试确定电路的最大输出功率
、能量转换效率，及此时需要的输入激励电流的值；
（4）如果二极管D开路，将会出现什么后果?
【相关知识】
甲乙类互补推挽功放电路的工作原理。
【解题思路】
（1）为了使单电源互补推挽功放电路输出信号正负两个半周的幅值对称，静态时，A点的电位应等于电源电压的一半，由此可推算电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量的大小。
（2）分析产生交越失真的原因，讨论的作用。
（3）确定输出电压最大值，求解最大输出功率、能量转换效率及此时需要的输入激励电流的值。
（4）断开二极管，分析电路可能出现的状况。
【解题过程】
(1)
静态时，调整电阻、和，保证功率管和处于微导通状态，使A点电位等于电源电压的一半，即。此时耦合电容C被充电，电容C两端的电压；输入信号中的直流分量的大小，应保证输入信号接通后不影响放大电路的直流工作点，即。
(2)
电路中设置电位器和二极管D的目的是为功率管提供合适的静态偏置，从而减小互补推挽电路的交越失真。若接通交流信号后输出电压仍有交越失真，说明偏置电压不够大，适当增大电位器的值之后，交越失真将会减小。
（3）
功率管饱和时，输出电压的幅值达到最大值，则电路的最大输出功率
此功放电路的能量转换效率最大
当输出电压的幅值达最大值时，功率管基极电流的瞬时值应为
（4）当D开路时，原电路中由电位器和二极管D给功率管和提供微导通的作用消失。、、和的发射结及将构成直流通路，有可能使和管完全导通。若和的值较小时，将会出现，从而使功放管烧坏。
【例9-2】在图示的电路中，已知运放性能理想，其最大的输出电流、电压幅值分别为15mA和15V。设晶体管和的性能完全相同，=60，
。试问：
（1）该电路采用什么方法来减小交越失真?请简述理由。
（2）如负载分别为20、10时，其最大不失真输出功率分别为多大?
【相关知识】
（1）乙类互补推挽功放。
（2）运算放大器。
（3）电压并联负反馈。
【解题思路】
（1）推导晶体管和即将导通时，管子发射结两端电压与输入电压关系，并由此分析电路减小交越失真的措施。
（2）根据运放输出电流和输出电压的最大值，确定功放电路输出电流和输出电压的最大值。在不同负载条件下，分析电路最大不失真输出功率是受输出电流的限制还是受输出电压的限制，从而可求出其最大不失真输出功率。
【解题过程】
（1）当输入信号小到还不足以使晶体管和导通时，电路中还没有形成负反馈。此时由电路图可列出以下关系式
与
和死区电压的关系为
当时，和未导通；
当时，
和导通。
由于运放的
很大，即使非常小时，
或也会导通，与未加运放的乙类推挽功放电路相比，输入电压的不灵敏区减小了，从而减小了电路的交越失真。
（2）由图可知，功放电路最大的输出电流幅值为
最大的输出电压幅值为
当时，因为，那么，受输出电压的限制，电路的最大输出功率为
当时，因为，受输出电流的限制，电路的最大输出功率为
【例9-3】图示为三种功率放大电路。已知图中所有晶体管的电流放大系数、饱和管压降的数值等参数完全相同，导通时b-e间电压可忽略不计；电源电压VCC和负载电阻RL均相等。填空：
（1）分别将各电路的名称（OCL、OTL或BTL）填入空内，图（a）所示为_______电路，图（b）所示为_______电路，图（c）所示为_______电路。
（2）静态时，晶体管发射极电位uE为零的电路为有_______。
（3）在输入正弦波信号的正半周，图（a）中导通的晶体管是_______，图（b）中导通的晶体管是_______，图（c）中导通的晶体管是_______。
（4）负载电阻RL获得的最大输出功率最大的电路为_______。
（5）效率最低的电路为_______。
【相关知识】
常用功率放大电路（OCL、OTL或BTL）。
【解题思路】
（1）根据三种功率放大电路（OCL、OTL或BTL）的结构特点来选择相应的电路填空。
（2）功率放大电路采用双电源供电时，其晶体管发射极电位uE为零。
（3）根据三种功率放大电路（OCL、OTL或BTL）的基本工作原理来选择相应的晶体管填空。
（4）分析三种功率放大电路的最大不失真输出电压，从而选出输出功率最大的电路。
（5）根据三种功率放大电路的最大输出功率以及功放管消耗的能量大小来确定效率最低的电路。
【解题过程】
（1）答案为OTL、OCL、BTL。
（2）由于图（a）和（c）所示电路是单电源供电，为使电路的最大不失真输出电压最大，静态应设置晶体管发射极电位为VCC/2。因此，只有图（b）所示的OCL电路在静态时晶体管发射极电位为零。因此答案为OCL。
（3）根据电路的工作原理，图（a）和（b）所示电路中的两只管子在输入为正弦波信号时应交替导通，图（c）所示电路中的四只管子在输入为正弦波信号时应两对管子（T1和T4、T2和T3）交替导通。
因此答案为T1，T1，T1和T4。
（4）在三个电路中，哪个电路的最大不失真输出电压最大，哪个电路的负载电阻RL获得的最大输出功率就最大。三个电路最大不失真输出电压的峰值分别为
，，
（5）根据（3）、（4）中的分析可知，三个电路中只有BTL电路在正弦波信号的正、负半周均有两只功放管的消耗能量，损耗最大，故转换效率最低。因而答案为（c）。
第10章
直流稳压电源
本章的教学目标和要求：
要求学生掌握直流电源的组成，各部分的作用，了解稳压电源的发展趋势和典型的元件。
本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学）
§10－1 概述
§10－2 单相整流及电容滤波电路
§10－3 串联反馈型线性稳压电路
习题课，复习
本章重点：
直流电源的组成及各部分的作用；单相桥式整流电路、电容滤波、稳压管稳压的工作原理。
本章难点：
滤波电路的定量计算。
本章主要的切入点：
从前几章电子电路对直流电源的要求，简略说明直流电源的任务，进而说明直流电源的组成。
本章教学方式：课堂讲授
本章课时安排：4
本章习题：
P299
10.1、10.3、10.6、10.13、10.10、10.17
61、62节：
直流电源的组成框图，各个部分的作用，主要参数，对器件的选择的要求。介绍半波整流电路，分析典型的单相桥式整流电路。介绍滤波、稳压部分的典型结构。重点:
单相桥式整流电路的工作原理。
63、64节
典型稳压电源电路的工作原理：简介串联反馈式稳压电路和串联开关式稳压电路的工作原理；介绍常用的三端集成稳压器件78XX和79XX系列。
重点:
串联反馈式稳压电路的工作原理。
习题课，讲解本章节的重难点习题，传授解题技巧；对本课程做总结性回顾。
【例10-1】在某一具有电容滤波的桥式整流电路中，设交流电源的频率为1000HZ，整流二极管正向压降为0.7V，变压器的内阻为2。要求直流输出电流IO=100mA，输出直流电压UO=12V，试计算：
（1）估算变压器副边电压有效值U2。
（2）选择整流二极管的参数值。
（3）选择滤波电容器的电容值。
【相关知识】
电容滤波的桥式整流电路。
【解题思路】
（1）根据估算变压器副边电压有效值U2。
（2）根据电路中流过二极管的电流及二极管承受的最高反压电压选择整流二极管。
（3）根据及电容器的耐压选择滤波电容器。
【解题过程】
(1)
由可得
。
(2)
流过二极管的电流
二极管承受的反压为
选2CP33型二极管，其参数为URM＝25V，IDM＝500mA。
(3)
由，，可得
取，那么
选C＝22μF，耐压25V的电解电容。
【例10-2】串联型稳压电路如图所示。已知稳压管的稳定电压，负载。
(1)
标出运算放大器A的同相和反相输入端。
(2)
试求输出电压的调整范围。
(3)
为了使调整管的，试求输入电压的值。
【相关知识】
串联型稳压电路。
【解题思路】
(1)
运算放大器的同相和反相输入端的连接要保证电路引入电压负反馈。
(2)
根据确定输出电压的调整范围。
(3)
由，并考虑到电网电压有波动，确定输入电压的值。
【解题过程】
(1)
由于串联型稳压电路实际上是电压串联负反馈电路。为了实现负反馈，取样网络（反馈网络）应接到运放的反相输入端，基准电压应接到运放的同相输入端。所以，运放A的上端为反相输入端（–），下端为同相端（+）。
(2)
根据串联型稳压电路的稳压原理，由图可知
式中，为可变电阻滑动触头以下部分的电阻，。
当时，最小
当时，最大
因此，输出电压的可调范围为。
（3）由于
当时，为保证，输入电压
若考虑到电网电压有波动时，也能保证，那么，实际应用中，输入电压应取。
【常见的错误】
容易忽视电网电压有波动。
【例10-3】图中画出了两个用三端集成稳压器组成的电路，已知静态电流IQ=2mA。
（1）写出图（a）中电流IO的表达式，并算出其具体数值；
（2）写出图（b）中电压UO的表达式，并算出当R2=0.51k时的具体数值；
（3）说明这两个电路分别具有什么功能？
图(a)
图(b)
【相关知识】
三端集成稳压器。
【解题思路】
(4)
写出图(a)电路输出电流与稳压器输出电压的表达式。
(5)写出图(b)电路输出电压与稳压器输出电压的表达式。
(6)由表达式分析各电路的功能。
【解题过程】
（1）
