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  • 分压式自给偏压电路

    2020-07-17 16:45:08
    述分压式自给偏压电路
  • 分压式自偏压电路又称栅极接正电位偏置电路,它是在自给偏压共源放大电路的基础上,加上分压电阻器R和R蛇构成的。
  • 在国内某知名刊物2010年12月份期刊看到一篇关于介绍液晶屏逻辑板TFT偏压电路的文章,文章的标题是:“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”这是一篇选题极好的文章、目前液晶电视出现的极大部分屏幕故障例如:图像花屏、...

           在国内某知名刊物2010年12月份期刊看到一篇关于介绍液晶屏逻辑板TFT偏压电路的文章,文章的标题是:“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”这是一篇选题极好的文章、目前液晶电视出现的极大部分屏幕故障例如:图像花屏、彩色失真、灰度失真、对比度不良、亮度暗淡、图像灰暗等等故障都与此电路有关,维修人员在维修此类故障时往往的面对液晶屏图像束手无策,而介绍此电路、无疑对类似故障的分析提供了极大的帮助,目前在一般的期刊书籍介绍分析此电路的文章极少。
           什么是TFT屏偏压电路?现代的液晶电视都是采用TFT屏作为图像终端显示屏,由于我们现在的电视信号(包括各种视频信号)是专门为CRT显示而设计的,液晶屏和CRT的显示成像方式完全不同(CRT是扫描成像、液晶屏是矩阵成像),液晶屏要显示专门为CRT而设计的电视信号,就必须对信号的排列顺序、时间关系进行转换,以便液晶屏能正确显示。
           图像信号的转换,这是一个极其复杂、精确的过程;先对信号进行存储,然后根据信号的标准及液晶屏的各项参数进行分析计算,根据计算的结果在按规定从存储器中读取预存的像素信号,并按照计算的要求重新组合排列读取的像素信号,成为液晶屏显示适应的信号。这个过程把信号的时间过程、排列顺序都进行了重新的编排,并且要产生控制各个电路工作的辅助信号。重新编排的像素信号在辅助信号的协调下,施加于液晶屏正确的重现图像。
           每一个液晶屏都必须有一个这样的转换电路,这个电路就是我们常说的“时序控制电路”或“T-CON(提康)电路”,也有称为“逻辑板电路”的。这个电路包括液晶屏周边的“行、列驱动电路”构成了一个液晶屏的驱动系统。也是一个独立的整体。这个独立的整体是由时序电路、存储电路、移位寄存器、锁存电路、D/A变换电路、译码电路、伽马(Gamma)电路(灰阶电压)等组成,这些电路的正常工作也需要各种不同的工作电压,并且还要有一定的上电时序关系,不同的屏,不同的供电电压。为了保证此电路正常工作,一般对这个独立的驱动系统单独的设计了一个独立的开关电源供电(这个向液晶屏驱动系统供电的开关电源一般就称为:TFT偏压电路);由整机的主开关电源提供一个5V或12V电压,给这个开关电源供电,并由CPU控制这个开关电源工作;产生这个独立的驱动系统电路提供所需的各种电压,就好像我们的电视机是一个独立的系统他有一个单独的开关电源,DVD机是一个独立的系统他也有一个单独的开关电源一样。是非常重要也是故障率极高的部分(开关电源都是故障率最高的部分,要重点考虑)。图1所示是液晶屏驱动系统框图。从图中可以看出,其中的“TFT偏压供电 开关电源”就是这个独立系统电路的供电电源它产生这个驱动系统电路需要的各种电压,有VDD、VDA、VGL和VGH电压供各电路用。

    这个独立的液晶屏驱动电路的供电系统;主要产生4个液晶屏驱动电路所需的电压:
    1 VDD 屏驱动电路工作电压,类似一般模拟集成电路的VCC。一般为3.3V。
    2 VGL 屏TFT薄膜开关MOS管的关断电压,一般为 -5V。
    3 VGH 屏TFT薄膜开关MOS管的开通电压,一般为20V~30V。
    4 VDA 屏数据驱动电压,VDA经基准处理后,由伽马电路用以产生灰阶电压,一般为14V~20V。
           以上电压不同的屏;电压值不同。这些输出的任一电压出现问题,都会出现不同的图像显示故障,可见其重要性。并且也是故障多发部位。也是液晶电视维修人员必须掌握的部分,这个电路在某些文章、资料里称为:液晶屏逻辑板TFT偏压电路。
           这篇文章的推出;显然是“及时雨、雪中送碳”,并且此文是介绍的目前普片采用的TFT偏压供电芯片TPS65161作为典型进行分析,怀着欣喜的心情细细的阅读此文章,看完后感到非常的遗憾、失望,此文把VDD、VDA、VGL和VGH四种电压产生的原理阐述错了,对关键电压的产生过程没有任何交代(模糊词汇一语而过),例如图6中CP22、DP8组成的半波负压整流电路(产生VGL)的工作原理、CP18、DP5组成的半波正压整流电路(产生VGH)的工作原理,这些都是这个TFT偏压电路的重点,文中并把产生VDA电压的并联型的开关电源误认为是滤波电路(12V电压莫名其妙的经过滤波电路就能上升成为近20多伏的VDA电压???)、把产生VDD电压的串联型的开关电源的蓄能电感(LP2)也误认为是滤波电感、把串联开关电源的续流二极管DP3误认为是稳压二极管等,这样的叙述无法正确的分析故障,也容易误导维修人员对电路、故障进行分析。
            便于对照,以下是复制原文:也请精通此电路的师傅们参加讨论,把液晶的维修技术广为传播。

    下面把我们分析的结果提供给大家以便对照参考(如有不对也请指正)。
    TPS65161集成电路是美国德州仪器公司(Texas Instruments)出品的一款专门为 32寸以上尺寸TFT液晶屏驱动电路提供偏置电压的开关电源芯片。内部有一个高于500K振荡频率的振荡激励电路,该芯片12V供电;可以支持4组经过稳压的输出电压;即 VDD、VGL、VGH、VDA电压,特别是能提供较大的电流容量,并且电压幅度可以调整以适应不同类型的液晶屏。集成电路具有短路保护及过温度保护。下面对VDD、VDA、VGH、VGL产生的原理及过程进行分析,原理图就仍然采用上面作者绘制的电路原理图。(上面图4中原作者把Q2 P沟道 误绘制成N沟道)。
    VDD电压产生:
    图3所示(仍旧采用原文图片序号)是TPS65161芯片VDD电压产生部分原理图;

    图3  原文中VDD电压插图

    图3  原文中VDD电压产生插图(局部放大)
    在图3中,TPS65161内部的MOS管Q3、外部的LP2及DP3组成了一个串联型的开关电源,由TPS65161内部的振荡激励信号控制Q3开关电源工作。等效电路如图3.1所示。

    图3.1
           在图3.1中;串联开关电源的开关管是集成电路TPS65161内部的Q3,工作过程如下;在T1时间:图3.2所示;集成电路的22脚输入12V电压经Q3、LP2流通向负载供电,

    图3.2

    图3.3
           由于LP2内部自感电势的作用(自感电势方向为:左正右负),由于流经LP2的电流线性的增长,输出端电压逐步上升,并且线性增长的电流在LP2内部以磁能的形式存储起来,图3.2中红色箭头所示是电流方向、蓝色箭头所示是LP2的自感电势方向。
           在T2时间;输出端电压上升到3.3V时经过分压取样电路RP20、RP12、RP22、RP14组成的分压取样电路的取样电压反馈至TPS65161的稳压控制15脚,控制Q3断开,这时12V输入电压形成的电流被切断;LP2内部的电流也被切断,电流被切断LP2内部存储的磁能也无法继续维持,磁能即迅速转换成方向为左负右正的感生电势(楞次定律)图3.3中蓝色箭头所示感生电势方向,这个左负右正的感生电势的方向正好继续维持着在T1时间流过RP23的电流方向,由于Q3的断开,这个左负右正的感生电势经过LP2、RP23、DP3(续流二极管)流通继续维持着对负载的供电。这就是VDD产生的过程,其中由于输出电压较低3.3V,续流二极管DP3采用了低压降的肖特基管,此管故障率比较高,维修过程中应特别加以注意,此管绝不是稳压管。
           由于篇幅太长 关于VDA、VGL、VGH电压产生的原理与原文不同的认识之处 下篇继续叙述 借此并整理出一套完整的电路分析及故障检修方法。

     

     

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  • {前一天此文已经写好,由于我对TPS65161的产生VGL和VGH输出端的输出特性了解不够,误把单向脉冲电压的输出信号作为双向脉冲输出信号看待(倍压整流电路分析双向信号可以,用来分析单向信号是不恰当的,)经过善意的...

           {前一天此文已经写好,由于我对TPS65161的产生VGL和VGH输出端的输出特性了解不够,误把单向脉冲电压的输出信号作为双向脉冲输出信号看待(倍压整流电路分析双向信号可以,用来分析单向信号是不恰当的,)经过善意的朋友的提醒("方建" 和 "龙" 朋友),我又纠正了重写了一遍,在此再次 感谢善意的两位朋友}。
    VGH、VGL电压的作用:
           液晶屏控制光线是依靠液晶分子的扭曲控制光线的透过,以产生一个像素的亮点,众多的像素亮点在组合成图像。
    在电视信号的显示过程中;这个像素光点的点亮时间必须持续到电视信号一幅图像在屏幕上出现的时间(SDTV的信号一幅图像重现时间标准为20毫秒)标准,在CRT电视显示中,这个时间主要是依靠CRT荧光屏上面荧光粉的余晖来实现的。而液晶显示屏是没有余晖的(所以早期的液晶屏只能用于字符显示,无法显示电视图像信号;直到TFT液晶屏发明才能把液晶屏应用于电视图像信号重现)。现代的液晶屏;光点显示持续时间的控制是依靠;像素信号通过一个开关对电容充电,依靠电容电压形成的电场再控制液晶分子的扭曲,由于电容上面的电压可以长时间维持就可以控制亮点长时间点亮,那么我们只要在这个电容上面安装一个“开关”,每过20毫秒由图像信号通过“开关”对电容充放电一次,就可以达到采用液晶屏显示目前的电视图像信号的目的,图3.1所示。

    图3.1
           这样在控制每一个通过一个像素的光点的电场都必须安装一个“开关”一个显示SDTV信号标准的液晶屏就要有150万个这样的“开关”,这些开关就是一个个在生产液晶屏时一并制作上的“薄膜场效应开关管”,薄膜场效应管的英语为: Thin Film Transistor ,都取第一个字母,即为TFT。TFT液晶屏是指液晶显示屏上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。由于TFT屏的研制发明成功,才能把液晶屏作为电视信号的图像显示。
    每一个场周期;此TFT都要打开一次,以便对电容冲放电一次,那么这个打开TFT的电压就是VGH。关闭TFT的电压就是VGL。TFT是N沟道MOS管,所以VGH是正电压约20V~30V,以便充分打开。VGL是负电压约;-5V以便充分关闭。
           在购买液晶电视时,如果在液晶屏的某区域始终有一个“亮点”或“黑点”就是对应这个像素点的薄膜场效应管短路或者断路,这种故障是不可逆转的,这个屏的含金量就大大下降了。
    VGH、VGL电压的产生电路:
           VGH电压和VGL电压的产生采用了“电荷泵”电路来完成的,图3.4(输出负电压电荷泵电路)、图3.8(输出正电压电荷泵电路)所示。


    什么是“电荷泵“电路?
    电荷泵电路就是利用电容作为储能元件的DC-DC变换电路。
          DC-DC直流变换器就是把未经调整的电源电压转化为符合要求的电源。传统的DC-DC变换电路通常采用一个电感作为储能元件实现DC/DC变换,但是电感体积庞大、容易饱和、会产生EMI而且电感价格昂贵。为解决此类问题,现代电源通常采用电荷泵电路。电荷泵采用电容作为储能元件,这样外接组件少,非常适合负载电流不大的设备使用(电荷泵的输出电流受电容容量的限制)。
           电荷泵电路有多种类型,用处也很多,它将输入的正电压转换成相应的负电压,即VOUT= -VIN。另外,它也可以把输出电压转换成近两倍的输入电压,即VOUT≈2VIN。由于它是利用电容的充电、放电实现电荷转移的原理构成,这种DC/DC变换器的电荷泵也称为“电荷泵电压反转器”或“电荷泵变换器”。

    VGL电压和VGH电压产生电路:
          在TFT液晶屏驱动电路供电中VGH电压和VGL电压担负着;开通TFT(薄膜场效应管)对电容充电(修正电容两端电压),和关闭TFT,使电容电压保持(一场周期时间)的作用。如果此VGH和VGL电压出现问题,电压丢失或者电压幅度变化,都会引起图像故障而且故障现象繁多。由于产生VGH和VGL电压的电路较为特殊、元件较多、电压相互牵制影响,所以是故障率较高的部位,也是维修的重点。
    图3.2所示是原文中绘制的集成电路TPS65161的VGH和VGL电压产生的电原理图(原文中是图6)。

    下面所示的是原文中VGH和VGL电压产生的叙述部分摘录:(文章中对VGL电压的产生过程只字未提及,VGH电压产生的过程含糊不清一语带过)

    VGL电压的产生电路:
    图3.3所示图中;红色框线内部是VGL电压的产生部分,按液晶屏的要求;VGL电压为-5V至-6V左右。下面红色框线内部的CP22、DP8(1)、DP8(2)、CP24即组成了一个“负压半波整流电路”TPS65161的11脚输出幅度为5V左右的方波开关信号,加到此负压半波整流电路的CP22。这个电压经DP8(1) 对CP24进行上正下负的充电输出约-5V 上负下正的VGL电压。

    图3.3
    图3.4所示是上述电路的等效电路图;图中11脚是TPS65161输出的约5V幅度的激励开关信号,此信号经过整流后输出为VGL电压。

    工作原理及升压过程;图3.5所示
    在T1时间: 图3.5所示: 集成电路TPS65161的11脚的信号为“正”5V,此“正”电压经过CP22、DP8(2)流通;并对CP22充电,电压为UC2幅度5V,方向为左正右负。
    在T2时间: 图3.6所示: 集成电路TPS65161的11脚的信号为“0V”,此“0”电压
    等效于把CP22的左边接地,此时CP22右边的负电压经过DP8(1)对CP24进行上负下正的充电;电压为负5V,此电压就是VGL电压。
    在图3.7中;TPS65161的13(FB)脚;由VGL输出电压经过RP15、RP18取样电路送来的取样信号和 24(REF)脚;由TPS65161内部提供的基准电压进行比较的误差电压进行稳压控制。

    VGH电压的产生:
    由于VGH电压比较高;达到25至30V左右,采取了;用VAA电压(20V)叠加整流的方法获得。图3.7所示,图中红色框线内部的CP18、DP5(1)、DP5(2)、CP19即组成了一个;叠加VAA电压的半波整流电路。

    图3.7
    图3.8所示是其产生VGH电压的等效电路:
    图3.8所示的等效电路中 12(DRP)脚是TPS65161输出的约5V幅度的激励开关信号,此信号经过后并叠加上VAA_FB的20V电压经过DP5(2)输出25V的VGH电压。

    VGH电压产生的工作原理及电压叠加过程;图3.9所示
    在T1时间,图3.9所示: 集成电路TPS65161的10脚的信号为“0V”10脚等效接地,VAA_FB的+20V电压经过CP18、DP5(1)流通;并对CP18充电,电压为UCP18,方向为左负右正,(在该电路中必须注意DP5(1)并没有直接接地,而是接到VAA_FB的+20V电压上面,所以加到CD18右边的电压为+20V,CP18左边的电压是0V;此时CP18两边的电位差是20V),所以CP18在TI时间所充电电压UCP18为20V,并且是左负右正。图3.9中CP18两边所示电压。

    在T2时间,图3.10所示: 集成电路TPS65161的10脚的信号为“正”5V,此“正”5V电压经过和CP18、DP5(1)在T1时间所充的电压UCP18(20V)叠加;共计为25V;经过DP5(2)对CP43进行上正下负的充电;电压为 +25V,此电压就是VGH电压。

    在图3.7中;TPS65161的14(FBP)脚;由VGH输出电压经过RP28、RP27取样电路送来的进行稳压控制的取样信号。

     

     

     

     

     

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  • 本文给大家分享了一个自给偏压共源放大电路
  • 偏压共源放大电路的Multisim仿真研究pdf,自偏压共源放大电路的Multisim仿真研究
  • 目前相关方面的研究很少,本文以某一型号N沟道增强型MOS场效应管组成的分压-自偏压共源放大电路为例,进行静态、动态和温度特性分析,并且与理论计算结果对比,得出分压-自偏压共源放大电路的Multisim电路仿真分析...
  • 介绍了DS3501的工作原理,针对APD偏置电压需要进行精确温度补偿的要求,设计了一种高精度、宽动态范围的APD偏压自动补偿电路。经实验测试,APD偏压相对误差小于0.25%。将该补偿电路应用于荧光法溶解氧测量系统中,...
  • 针对场效应管电路分析中不同元件性能参数不同而导致一些理论计算复杂、繁琐,并且难于理解的情况,通过对N沟道增强型MOS场效应管组成的分压-自偏压共源放大电路的理论研究,利用Multisim仿真软件对电路实际工作情况...
  • 介绍了TPS40210的工作原理。利用TPS40210设计的高压偏置电路具有动态范围广、低噪声的优点,滤波后输出纹波小于20 mVP-P;...结果表明,该电路输出能够根据环境温度变化自动调节偏压输出,使APD工作在稳定增益状态。
  • 在Multisim软件中绘制的分压-自偏压共源放大电路仿真电路,附带电路截图加输入输出波形。
  • 目前相关方面的研究很少,本文以某一型号N沟道增强型MOS场效应管组成的分压-自偏压共源放大电路为例,进行静态、动态和温度特性分析,并且与理论计算结果对比,得出分压-自偏压共源放大电路的Multisim电路仿真分析...
  • 本文提供一个简单实用的电子管测试装置电路(Tube Tester),适用于DIY发烧友使用。工欲善其事,必先利其器,利用此装置能比较精确地检测电子管的静态工作点、互导和配对特性等,在胆机制作或摩机时就胸有成竹,成功...
  • 在Multisim软件中绘制的分压-自偏压共源放大电路仿真电路,附带电路截图加输入输出波形,在由 N 沟道增强型 MOS 场效应管组成的分压-自 偏压共源放大电路中 ,由于所选用场效应管的性能参数 不同 ,在理论计算中要考虑...
  • 本文简述一款具有动态偏压的甲类放大器电路电路原理、元器件选择及安装调试。
  • 在“电源接通”和“电源断开”时,这些偏压以及LCD的数据和控制信号的先后次序必须合理,以防止损害LCD。图1电路可产生所需的排序。  反相器是74HC14施密特型。电阻-二极管-电容器网络构成延迟电路,二极管来实现...
  • 介绍了ADL5317 的引脚功能、内部结构和工作原理。针对APD偏置电压需要精确控制的要求,给出了一种具有高精度、宽动态范围的APD偏压控制/光功率监测功能的核心电路
  • 施加在APD上的偏置电压必须能够精确受控是保证光纤系统性能的首要要求。本文针对该要求。采用ADL5317器件。给出了一种具有高精度、宽动态范围的APD偏压控制/光功率监测功能的核心电路
  • 以下是运放处理与仿真电路:偏压电路:U4产生1.65V的偏压电路,保证放大最优点。C7和C8作为偏压滤波,保证电压稳定。第一级放大:C1和R3组成一阶高通滤波,滤除直流偏置。C2,R1和R4组成一阶低通滤波与放大功能,调....

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    两年前设计了一个心率电路,人的心率频率一般在0.6~4HZ,心率采集电路是微弱型号,对市电50HZ等干扰是十分敏感,所以硬件需要设计滤波器,设计带宽在0.6~4HZ之间。

    以下是运放处理与仿真电路:

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    偏压电路:U4产生1.65V的偏压电路,保证放大最优点。C7和C8作为偏压滤波,保证电压稳定。

    第一级放大:C1和R3组成一阶高通滤波,滤除直流偏置。C2,R1和R4组成一阶低通滤波与放大功能,调整放大倍数可以适当调节R4。

    第一级输出包含一阶带通并放大功能,AC SWEEP仿真图如下:

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    第二级放大:R2,C3,C4和R5组成一阶带通滤波,对第一级放大处理。C5,R6和R7组成一阶低通滤波与放大功能,调整放大倍数可以适当调节R7。

    第一级输出包含二阶高通,三阶低通并放大功能,AC SWEEP仿真图如下:

    bb9d9688560dbe5b0a0dc393275034a4.png

    可以看出在0.6~4HZ内有较好增益,在50HZ已经衰减很大。这里可以直接利用ADC直接采集并进行数字信号处理,当时没有采用ADC采集(软件算法做好较困难)而是用滞回比较器输出方波。

    滞回比较器:R10和C6产生相位延时,使输入信号叠加正反馈信号和延时信号比较。

    假设输入一个偏置电压1V,VPP 500uV,频率1.2HZ的信号,分别测量二级放大输出、经过相位延时的输出和滞回比较器的输出,瞬态仿真如下图:

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    采用普通的IO检测或者中断计数就可以得出人体心率。

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  • 偏置电路:有扫描结果可以得到管子工作点的各项参数。为保证管子始终工作在线性放大区,选择直流工作点为VDS=5V,IDS=0.8A,VGS=-... 由模拟电子技术的知识可得,偏置电路可有两种形式:自偏压电路和分压式自偏压电路
  • 模拟电路-场效应管放大电路三种基本接法静态工作点共源电路自给偏压电路分压式偏置电路动态分析 三种基本接法 像三极管一样,有共源共栅共漏三中接法。 静态工作点 共源电路 VGG 应大于开启电压UGS(th); 令Ui=O, ...

    三种基本接法

    在这里插入图片描述
    像三极管一样,有共源共栅共漏三中接法。

    静态工作点

    共源电路

    在这里插入图片描述

    VGG 应大于开启电压UGS(th);
    令Ui=O, 由于栅-源之间是绝缘的,故栅极电流为0, 所以UGSQ = VGG

    我们可以使用图解法
    在这里插入图片描述

    也可以用近似法直接求
    在这里插入图片描述

    我们来复习一下增强型NMOS的特性曲线。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    自给偏压电路

    分压式偏置电路

    动态分析

    未完待续

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  • 理论上可以证明APD的增益是其偏压V和温度T的函数,二者共同决定APD工作时的增益,而且在维持APD增益比较恒定的条件下,其偏压和温度之间存在一定的关系。因此。可以控制APD的偏压使之随温度按一定的规律改变。这样就...
  • 有扫描结果可以得到管子工作点的各项参数。为保证管子始终工作在线性放大区,选择直流工作点为VDS=5V,IDS=0.8A,VGS=-0.4V。 由模拟电子技术的知识可得,偏置电路可有两种形式:自偏压电路和分压式自偏压电路
  • 共源、共漏、共栅放大电路2.6.2 FET放大电路的Q点设置与计算直流偏置电路:给栅极提供直流电压的电路固定偏置、自给偏压和分压式偏置Q 点的计算自给偏压电路2.6.3 场效应管放大电路的动态分析2.7 基本放大电路的派生...
  • 具有CMOS读出电路的1.2ug / sqrt(Hz)分辨率0.4ug偏压不稳定的MEMS硅振荡加速度计
  • 两年前设计了一个心率电路,人的心率频率一般在0.6~4HZ...偏压电路: U4产生1.65V的偏压电路,保证放大最优点。C7和C8作为偏压滤波,保证电压稳定。 第一级放大:C1和R3组成一阶高通滤波,滤除直流偏置。C2,R1和R4...
  • 理论上可以证明APD的增益是其偏压V和温度T的函数,二者共同决定APD工作时的增益,而且在维持APD增益比较恒定的条件下,其偏压和温度之间存在一定的关系。因此。可以控制APD的偏压使之随温度按一定的规律改变。这样就...
  • 它的工作原理是:当有电流Is流过Rs时,在Rs上会产生压降Us,而由于栅极不取电流,所以 UGS=UG-US=-ISRS=-IDRS 可见,UGS是靠场效应管自身的电流ID产生的,所以称这种电路为自给偏压电路。为了减少RS对放大倍数的...
  • 1、场效应管基本放大电路基本问题 2、静态分析 3、自给偏压电路 4、动态分析

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