实习报告

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捕磁家
7 years ago
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1 实习报告 ( 学生 : 张露丹学号 : ) 实习地点 : 重庆 24 所实习时间已经过了一半了, 现在对我这半年来的收获做一些简单的介绍我被分在 24 所设计中心的放大器组, 主要学习研究放大器的各项功能, 在这半年的时间里我主要从事了以下几个方面的工作 : 一 : 学习基本的模拟电路的单元, 了解一些基本的放大器电路 1. 先介绍一些基本单元电路, 基本单元电路主要有 : 差分电路, 双分电路, 恒流源电路, 有源负载, 稳压源电路, 电平位移和阻抗变换电路, 双端输出变单端输出电路, 输出级及其保护电路在模拟电路中特别是放大器中经常遇到差分电路, 运算放大器的电路中输入端基本上都要采用差分电路, 为了便于以后的学习我查阅了一些关于差分放大器的资料, 在这里同大家分享差分电路本是老的电路形式但在集成电路中, 更充分地发挥了该电路助特长不仅很适于集成化, 而且大大地提高了电路的性能首先, 在集成电路中所有的元件都是在同一硅片上同时制作的在同一硅片中, 靠得很近的相邻元件其材料参数工艺条件等都非常一致温度差

2 异也很小, 这样在集成电路中, 就很容易得到对称性好性能优良的差分放大电路电路 : 如左图所示, 为典型的差分用恒流源代替 RЕ, 可提高共模抑制比, 降低对电流电压的要求因为 : R Е 的增大使差分放大器的线性放大范围增大了, 但是跨导下降了, 从而增益也下降了产生漂移是制约差分电路性能的另一个重要因素, 为了减小漂移通常采取减小输入电流 Ib 的方法, 减小 Ib 还可以提高输入阻抗为了减少基极输入电流 Ib, 一方面可以从提高管子本身的 β 着手, 另一方面可以用两管复合的方法, 从而设计出了达林顿差分输入电路如右图所示 : 因为 :

3 可见达林顿差分电路与基本差分电路相比, 其最大优点是, 在同样的工作电流下, 输入阻抗 Ri 增加了 2(1 十 β) 倍, 或者说基极电流 Ib 减少了 (1 十 β) 倍, 因而失调电流 IIO 也减少 (1 十 β) 倍这种电路的缺点是在相同的工作电流下跨导比基本型减少了一倍, 失调电压也 VIo 增大了为进一步提高电路性能, 设计了互补差分输入电路, 如左图所示 : 该电路采用高性能的 npn 管和低性能的 pnp 管复合, 等效成一个高性能的 npn 管, 作为输入级的差分电路 Pnp 管的 BE 结相当于普通 npn 管的 BC 结, 有很高的反向击穿电压在 T2 基极接地,T3,T4 基电位跟随 T1 升高时,T4 管不会发生击穿所以该电路的优点是允许差分输入电压范围很高通常把电路中的正负电源分别接到两个输入端, 也不会损坏, 他有很好的输入保护作用在模拟电路中常用的基本单元还有恒流源电路, 常用来

4 提供各种的静态工作电流如右图所示为基本的恒流源电路 : 只要参考电流 Ir 确色则输出电流 Io 也就确定在发射集上加上电阻 R1,R2 可改变电流比, 这样就形成了比例恒流源电路如右图 : 改变电流比还有另一种方法 : 不用加电阻, 改变 T1,T2 发射区图形面积比, 该电路的好处是 : 能在输入电流变化较大的范围内保持一定的电流放大系数和较好的温度特性, 而且放大系数仅取决于管子的图形面积比, 因此误差较小除了以上两个恒流源以外, 我还学习了 : 小电流横流元, 温度恒定横流元, 基本横流元的改进电路, 还有可控 β 横向 pnp 管恒流源, 场效应管恒流源等这里就不一一说明了解决阻抗匹配问题是模拟电路的一个关键的问题, 放大器通常都采用共发射极按法作为放大级, 讯号从基极输入,

5 从极电集电极输出, 经过几级放大后, 输出电电平会不断升高所以就需要解决级间阻抗匹配问题在模拟电路中常用射极跟随器来解决此问题其输入阻抗很高, 输出阻抗很低, 因此在模拟集成电路中常用它来解决级间阻抗匹配问题射随极电路如图所示 : 利用 VBE 的压降可以试电平降低, 但是该电路还是有缺陷, 位移点平数值小, 集电极电压的峰值被限制在 2V 左右为了有利于以后的研究学习, 我还学习了恒流源电平位移电路,pnp 管电平位移电路, 稳压管电平位移电路放大器的输出级电路必须能向负载输出一定的功率一般要满足以下几个要求 : (1) 输出阻抗低, (2) 输出电压幅度大, (3) 输出电流能力强, (4) 静态功耗小

6 放大器中常用的是 : 推挽输出级电路, 如图所示 : 工作原理 : 当 T1 基极输入一负信号时,T1 的集电极 ( 即 T2 的基极 ) 得到一正信号通过 T2 的射随作用, 在 RL 上得到一正信号输出在这同时, T1 发射极 ( 即 T3 基极 ) 得到的是一负信号, 这一负信号使 T3 集电极电流减小或者相当于 T3 的等效阻抗升高这时电路相当于一个 RE 很大的射随输出器当 T1 基极输入一正信号时,T2 基极得到一负信号, 在信号很大的极端情况下,T2 截止它的负向跟随被限制了但这时,T3 的基极是得到一正信号, 可以把 T3 看作为集电极电阻为 RL 的放大器, 它基极的正信号经过 T3 放大, 在 T3 的集电极 ( 即输出端 ) 得到了一个负电压输出,T3 工作到饱和时,RL 上的负向输出电压可达 -VEE. 推挽式输出级电路也有缺点 : 正信号由 T2 射随输出, 其输出阻抗是低的, 但负信号由 T3 集电极输出, 其输出阻抗就高了而且电路在输出正负信号时增益也不相同

7 我还了解了其它输出级电路 : 射随输出级电路, 互补输出级电路, 输出级保护电路 2. 基本的放大器的工作原理 : 一 :UA709, 如图所示 : 工作原理 : 整个电路可看成有三级放大 T1 T2 是基本差分输入级,T3,T5,T7 和 R1,R5 是将 T1 T2 差分输出的两个大小相同, 位相相反的信号转换成 T4 基极 ( 即 Q 点 ) 的一个信号在实际 UA709 电路中,T5,T6 管的基射线之间还接了电阻 R3,R4

8 和 BC 短接的三极管 T15 的串联电路在通常的达林顿管电路中, 并联在 T2 管 BE 结之间的电阻有泄放 T1 管漏电流的作用在集成电路中, 电阻都有正温度系数, 温度升高时, 阻值增大, 泄放的电流减小, 这与温度升高时, 漏电流增大, 希望泄放掉的电流大是相矛盾的在 UA709 中, 泄放电阻用一个小电阻 R3( 或 R4) 和一个二极管 T15 串联来代替这时, 利用 T5( 或 T6) 的 VBE 与 T15 的 VBE 之差来决定 R3( 或 R4) 中的电流, 这样 R3,R4 只需要很小的阻值就可以实现 20υA 的泄放电流而且, 根据小电流源的特性,R3,R4 中的电流具有正温度系数, 可以满足温度升高时, 泄放电流增大的要求达林顿管 T3,T4 作第二级放大由于已经把双端信号变成了单端信号, 因此它对同相信号有一定的抑制能力, 为了进一步提高共模抑制比, 电路中还利用了共模负反馈如果在电路的两输入端输入一个共模信号, 设它为正, 它将引起 T1 T2 管电流的增加, 从而它的集电极电压下降, 又引起 T4 T6 达林顿管的发射极电位下降, 这就使得 T10 的工作电流减小, 它又导致 T11 工作电流减小, 使 T1 T2 的集电极电流减小, 这就部分地抵消了由于共模信号的输入而引起的集电极电流的增加所以这是个共模负反馈电路电路中的 R9 共模负反馈作用的, 当输入正共模信号时,T9 的基极电位下降, 发射极电位也会随着下降因此 R9 的电流也会下降, 这样就进一步减小 T10 中的电流从而进一步抵消了由共模信号输入引起的 T1,T2

9 电流的增加 UA709 电路的输出级, 整个可以看成一个以 R15 为反馈电阻,R7 为输入电阻的负反馈放大器在该级中, 横向 pnp 管 T9, 把在 T8 发射极和 R9 基极间得到的 -A1A2υ i 的信号, 进行共基极放大, 同时起电平位移作用当然它的放大倍数不高,T12 是该级中的主要放大级, 它的输出信号最后送至由 T13,T14 组成的互补输出级, 由 T13,T14 轮流射随输出正负信号并由 R15,R7 的负反馈作用来减小其死区所产生的交越失真, 同时也起了减小输出阻抗和稳定整个输出级增益的作用该电路的缺点 : 输入共模范围只有土 10V 左右, 还是嫌小, 当共模电压超过这个范围时容易发生堵塞现象即过大的输入信号或者干扰信号, 会使电路的某些管子趋于饱和, 使原来的负反馈变成了正反馈, 输出电压很大, 这时即使去掉输入信号, 输出电压仍降不下来, 因此电路不能正常工作其次由于采用基本差分输入电路, 其允许最大差分输入电压也嫌太小, 使用不慎时容易使放大器电特性恶化另外 UA709 没有输出短路保护频率补偿复杂 ( 至少需要两个外接元件 ) 电源电压变化范围过窄等在实习过程中, 我还学习研究过其它的电路, 这里就不一一举例了

10 二 : 学习使用软件, 并用软件画图在 24 所, 我学习了 Sun Solaris 操作系统的用法了解了其中一些命令的用法, 再次就例举一些. cd C 改变工作目录,chdir - 改变工作目录,chgrp C 改变文件组拥有,chmod C 改变一个文件的许可模式,chown C 改变文件的拥有者,cmp C 比较二个文件,cp C 复制文件,dirs C 改变工作目录,du C 显示每个文件或目录磁盘块的使用数目,file C 通过检查文件的内容确定文件的类型,find C 查找文件,ls C 显示目录的内容,mkdir C 创建目录,more C 逐页浏览一个文本文件,mv C 移动文件,pack C 压缩释放文件,page - 逐页浏览一个文本文件,pcat - 压缩释放文件,popd C 改变工作目录,pr C 打印文件,pushd C 改变工作目录,pwd C 返回当前工作目录名,rcp C 远程复制,rm C 删除目录项,rmdir C 删除目录项,uncompress C 压缩解压或显示释放文件,unpack C 压缩和释放文件,uucp C UNIX 至 UNIX 系统复制,uulog - UNIX 至 UNIX 系统复制,uuname - UNIX 至 UNIX 系统复制,uupick C 公共 UNIX 至 UNIX 系统复制,uuto C 公共 UNIX 至 UNIX 系统复制,zcat - 压缩解压或显示释放文件.

11 三 : 测一些电路在 24 所时, 我测过一些电路, 由于现在不在 24 所, 没具体的资料, 所以就只能介绍我学习的经历以及我对测试的了解的情况 1. 开环电压增益的测量开环增益是反映电路放大能力的一个重要参数, 我们希望开环增益愈大愈好在测量时, 按照定义应该用直流信号, 但为了方使起见, 通常采用低源交流信号进行测量, 其测量图如下 : 2. 输入失调电压我们称使放大器输出电压为零时所必须加到输入端

12 的电位差为输入失调电压, 它是集成电路差分放大器对称度的标志, 失调电压越小通常输出电压的温度漂移也越小除了以上两个参数以外还有 : 输入偏置电流, 输入失调电流, 共模抑制比, 输入阻抗, 输出阻抗, 开环电压增益, 共模输入电压范围, 输出电压幅度等一些参数, 这里也就不一一说明了四 : 分析具体的电路由于现在没在 24 所, 所以没有具体的资料, 只有等下次去时, 总结了再发过来

课程简介

课程简介 3.4 三种组态放大器的中频特性放大电路的交流小信号分析是分频段进行 ; 中频段 : 电路电容不起作用, 晶体管用低频小信号模型 ; 低频段 : 电路电容起作用, 晶体管用低频小信号模型 ; 高频段 : 主要考虑 PN 结电容, 晶体管用高频小信号模型 ; 标志放大电路的增益和阻抗特性的分析是在中频段进行, 不随频率变化, 反映带通特性 ; 1 分析的对象和内容 1. 单级共射放大电路对象 :BJT