第一讲模电MAP课.ppt

1、模电课程主线和脉络是什么？2、教学中如何贯穿主线？3、示 范 课 回忆一下用过的元器件… 为什么要寻找非线性器件和受控源？ 为什么要寻找非线性器件和受控源？ 为什么要寻找非线性器件和受控源？ 寻找非线性器件的探索之路 寻找非线性器件的探索之路 寻找非线性器件的探索之路 寻找受控源（放大器）的探索之路 寻找受控源（放大器）的探索之路 寻找受控源（放大器）的探索之路 人类终于掌握了无线电技术… 放大器非线性的困扰 放大器非线性的困扰 放大器非线性的困扰 放大器非线性的困扰 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更轻、更小--半导体时代的到来 更省电的放大器--场效应管的发明 更省电的放大器--场效应管的发明 更省电的放大器--场效应管的发明 更省电的放大器--场效应管的发明 更省电的放大器--场效应管的发明 讨论：负反馈的商业价值 讨论：负反馈的商业价值 “傻瓜式”的负反馈电路：运算放大器 运算放大器 运算放大器 运算放大器 运算放大器 运算放大器 运算放大器 运算放大器 运算放大器 总结：模拟电路在电子系统中的作用 展望：模拟电路的前沿与未来 结束语 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */pp 一个通俗的例子 1、抽水机试图从水面上方抽水，不会产生水流（截止） */pp 一个通俗的例子 2、从基极喷入一股小水流，激起的波浪被抽走，产生了大水流（放大） */pp 一个通俗的例子 3、基极喷入的水流激起的波浪太多，以至于抽不完（饱和） */pp 各种晶体三极管 高频/微波三极管 中/大功率三极管 小功率三极管 光敏三极管 电力晶闸管 薄膜三极管 */pp 晶体三极管也不是“完美”的流控电流源 晶体三极管的伏-安特性也不是直线，也存在非线性失真 失真 指数律 */pp 晶体三极管也不是“完美”的流控电流源 晶体三极管放大电路也要依靠负反馈来改善失真度 */pp 三极管负反馈放大器的例子 A F 相减 高增益 反馈 由这两个电阻决定增益=21 */pp 为什么要发明场效应管？ 真空三极管虽然非常耗电，但主要耗在灯丝加热上，控制用的栅极几乎不吸收电流 真空管三极管是压控源 晶体三极管是流控源 驱动晶体管（流控源）必须要消耗电流，这些电流最终来自于电源，不可避免产生功耗。 两者优点结合：如果能用半导体实现压控源，功耗几乎为0！ */pp 结型管(J-FET)：优秀的低噪声、低功耗放大器件 结型管利用反偏P-N结的耗尽区，实现压控电流源 压控电流源 没有电流 */pp MOS管(MOSFET)：使用最广泛的大功率开关器件 MOS管利用反型层，实现压控开关/压控电流源 */pp 场效应管仍然不是“完美”的压控电流源 失真 场效应管的伏-安特性仍然不是直线，也存在非线性失真 平方律 */pp 场效应管仍然不是“完美”的压控电流源 场效应管放大电路仍然要依靠负反馈来改善失真度 */pp 从负反馈公式中，有没有发现巨大的商机？ 既然负反馈被如此广泛地应用， */pp 负反馈的商机： 相减和高倍放大部分电路可以做成通用件出售 运算放大器！ Operational Amplifier 电子工程师都想购买运算放大器--只需简单设计反馈电路（F），就可以轻松实现各种高性能电路！ */pp 运算放大器应用示例：10倍放大器 只需外接两枚电阻，就构成了高性能的10倍放大器 （失真度极低，稳定度极好，性能远高于分立器件放大器） */pp 运算放大器的发展历程： 分立电路（1960，$182） 模块元件（1962） 厚膜电路（1960-80） 小型化（2000） 片上系统SoC（趋势） 集成电路（1968-今） */pp 运算放大器的内部原理 运放完成两个功能：1）输入相减求差 2）对差高倍放大 */pp 运算放大器的内部原理 1)相减 2)高增益 运放内部包括三个部分：1）相减 2）高增益 3）输出驱动 3)输出驱动 */