工程師應(yīng)該掌握的20個模擬電路.doc詳細分析及參考答案

1、一、 橋式整流電路1二極管的單向?qū)щ娦裕憾O管的PN結(jié)加正向電壓，處于導(dǎo)通狀態(tài)；加反向電壓，處于截止?fàn)顟B(tài)。伏安特性曲線;理想開關(guān)模型和恒壓降模型：理想模型指的是在二極管正向偏置時,其管壓降為0,而當(dāng)其反向偏置時,認(rèn)為它的電阻為無窮大,電流為零.就是截止。恒壓降模型是說當(dāng)二極管導(dǎo)通以后,其管壓降為恒定值,硅管為0.7V，鍺管0.5 V2橋式整流電流流向過程：當(dāng)u 2是正半周期時，二極管Vd1和Vd2導(dǎo)通；而奪極管Vd3和Vd4截止，負載RL是的電流是自上而下流過負載，負載上得到了與u 2正半周期相同的電壓；在u 2的負半周，u 2的實際極性是下正上負，二極管Vd3和Vd4導(dǎo)通而Vd1和Vd2截止

2、，負載RL上的電流仍是自上而下流過負載，負載上得到了與u 2正半周期相同的電壓。3計算:Vo,Io,二極管反向電壓Uo=0.9U2, Io=0.9U 2/RL,URM=2 U 2二.電源濾波器1電源濾波的過程分析：電源濾波是在負載RL兩端并聯(lián)一只較大容量的電容器。由于電容兩端電壓不能突變，因而負載兩端的電壓也不會突變，使輸出電壓得以平滑，達到濾波的目的。波形形成過程：輸出端接負載RL時，當(dāng)電源供電時，向負載提供電流的同時也向電容C充電，充電時間常數(shù)為充=（RiRLC）RiC,一般RiRL,忽略Ri壓降的影響，電容上電壓將隨u 2迅速上升，當(dāng)t=t1時，有u 2=u 0,此后u 2低于u 0，所

3、有二極管截止，這時電容C通過RL放電，放電時間常數(shù)為RLC，放電時間慢，u 0變化平緩。當(dāng)t=t2時，u 2=u 0, t2后u 2又變化到比u 0大，又開始充電過程，u 0迅速上升。t=t3時有u 2=u 0，t3后，電容通過RL放電。如此反復(fù)，周期性充放電。由于電容C的儲能作用，RL上的電壓波動大大減小了。電容濾波適合于電流變化不大的場合。LC濾波電路適用于電流較大，要求電壓脈動較小的場合。2計算:濾波電容的容量和耐壓值選擇電容濾波整流電路輸出電壓Uo在2U 20.9U 2之間，輸出電壓的平均值取決于放電時間常數(shù)的大小。電容容量RLC（35）T/2其中T為交流電源電壓的周期。實際中，經(jīng)常進

4、一步近似為Uo1.2U2整流管的最大反向峰值電壓URM=2U 2，每個二極管的平均電流是負載電流的一半。三.信號濾波器1信號濾波器的作用:把輸入信號中不需要的信號成分衰減到足夠小的程度，但同時必須讓有用信號順利通過。與電源濾波器的區(qū)別和相同點：兩者區(qū)別為：信號濾波器用來過濾信號，其通帶是一定的頻率范圍，而電源濾波器則是用來濾除交流成分，使直流通過，從而保持輸出電壓穩(wěn)定；交流電源則是只允許某一特定的頻率通過。相同點：都是用電路的幅頻特性來工作。2LC串聯(lián)和并聯(lián)電路的阻抗計算:串聯(lián)時，電路阻抗為Z=R+j(XL-XC)=R+j(L-1/C) 并聯(lián)時電路阻抗為Z=1/jC(R+jL)= 考濾到實際中

5、，常有R<<L,所以有Z幅頻關(guān)系和相頻關(guān)系曲線： 3畫出通頻帶曲線：計算諧振頻率：fo=1/2LC四.微分電路和積分電路1電路的作用：積分電路：1.延遲、定時、時鐘2.低通濾波3.改變相角（減）積分電路可將矩形脈沖波轉(zhuǎn)換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉(zhuǎn)換為拋物波。微分電路：1.提取脈沖前沿2.高通濾波3.改變相角（加）微分電路是積分電路的逆運算，波形變換。微分電路可把矩形波轉(zhuǎn)換為尖脈沖波。與濾波器的區(qū)別和相同點：原理相同，應(yīng)用場合不同。2微分和積分電路電壓變化過程分析,    在圖4-17所示電路中，激勵源為一矩形脈沖信號，響應(yīng)是從電阻兩端取

6、出的電壓，即，電路時間常數(shù)小于脈沖信號的脈寬，通常取。圖4-17 微分電路圖    因為t<0時，而在t = 0 時，突變到，且在0< t < t1期間有：，相當(dāng)于在RC串聯(lián)電路上接了一個恒壓源，這實際上就是RC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)：。由于，則由圖4-17電路可知。所以，即：輸出電壓產(chǎn)生了突變，從0 V突跳到。    因為，所以電容充電極快。當(dāng)時，有，則。故在期間內(nèi)，電阻兩端就輸出一個正的尖脈沖信號，如圖4-18所示。    在時刻，又突變到0 V，且在期間

7、有：= 0 V，相當(dāng)于將RC串聯(lián)電路短接，這實際上就是RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)狀態(tài)：。    由于時，故。    因為，所以電容的放電過程極快。當(dāng)時，有，使，故在期間，電阻兩端就輸出一個負的尖脈沖信號，如圖4-18所示。圖4-18 微分電路的ui與uO波形由于為一周期性的矩形脈沖波信號，則也就為同一周期正負尖脈沖波信號，如圖4-18所示。    尖脈沖信號的用途十分廣泛，在數(shù)字電路中常用作觸發(fā)器的觸發(fā)信號；在變流技術(shù)中常用作可控硅的觸發(fā)信號。   

8、; 這種輸出的尖脈沖波反映了輸入矩形脈沖微分的結(jié)果，故稱這種電路為微分電路。    微分電路應(yīng)滿足三個條件： 激勵必須為一周期性的矩形脈沖； 響應(yīng)必須是從電阻兩端取出的電壓； 電路時間常數(shù)遠小于脈沖寬度，即。 在圖4-19所示電路中，激勵源為一矩形脈沖信號，響應(yīng)是從電容兩端取出的電壓，即，且電路時間常數(shù)大于脈沖信號的脈寬，通常取。    因為時，在t =0時刻突然從0 V上升到時，仍有，    故。在期間內(nèi)，此時為RC串聯(lián)狀態(tài)的零狀態(tài)響應(yīng)，即。 

9、   由于，所以電容充電極慢。當(dāng)時，。電容尚未充電至穩(wěn)態(tài)時，輸入信號已經(jīng)發(fā)生了突變，從突然下降至0 V。則在期間內(nèi)，此時為RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)狀態(tài)，即。    由于，所以電容從處開始放電。因為，放電進行得極慢，當(dāng)電容電壓還未衰減到時，又發(fā)生了突變并周而復(fù)始地進行。這樣，在輸出端就得到一個鋸齒波信號，如圖4-20所示。    鋸齒波信號在示波器、顯示器等電子設(shè)備中作掃描電壓。    由圖4-20波形可知：若越大，充、放進行得越緩慢，鋸齒波信號的

10、線性就越好。    從圖4-20波形還可看出，是對積分的結(jié)果，故稱這種電路為積分電路。    RC積分電路應(yīng)滿足三個條件： 為一周期性的矩形波； 輸出電壓是從電容兩端取出；電路時間常數(shù)遠大于脈沖寬度，即。      圖4-19 積分電路圖                  

11、60;           畫出變化波形圖.3計算:時間常數(shù)：RC電壓變化方程：積分：Uo=Uc=(1/C)icdt,因Ui=UR+Uo,當(dāng)t=to時，Uc=Uo.隨后C充電，由于RCTk,充電很慢，所以認(rèn)為Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故Uo=(1/c)icdt=(1/RC)Uidt微分：iF=iC=Cdui/dt Uo=-iFR=-RCdui/dt電阻和電容參數(shù)的選擇：五.共射極放大電路1 三極管的結(jié)構(gòu),三極管各極電流關(guān)系：Ie=Icn+Ibn=Ic+Ib Ic=Icn+I

12、cboIbIb =Ibn-Icbo特性曲線：共發(fā)射極輸入特性曲線 共發(fā)射極輸出特性曲線放大條件：發(fā)射結(jié)正偏（大于導(dǎo)通電壓），集電極反向偏置2 元器件的作用：UCC為直流電源（集電極電源），其作用是為整個電路提供能源，保證三極管發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。Rb 為基極偏置電阻，作用是為基極提供合適的偏置電流。Rc為集電極負載電阻，作用是將集電極電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化。晶體管V具有放大作用，是放大器的核心。必須保證管子工作在放大狀態(tài)。電容C1 C2稱為隔直電容或耦合電容，作用是隔直流通交流，即保證信號正常流通的情況下，使交直流相互隔離互不影響。電路的用途：將微弱的電信號不失真（或在許可范圍

13、內(nèi)）地加以放大，把直流電能轉(zhuǎn)化成交流電能。電壓放大倍數(shù)：電壓增益用Au表示，定義為放大器輸出信號電壓有效值與輸入信號電壓有效值的比值，即Au=Uo/Ui。Uo與信號源開路電壓Us之比稱為考慮信號源內(nèi)阻時的電壓放大倍數(shù)，記作Aus，即Aus=Uo/Us。根據(jù)輸入回路可得Ui=Us ri/(rs+ri)，因此二者關(guān)系為Aus=Au ri/(rs+ri)輸入輸出的信號電壓相位關(guān)系：輸出電壓與輸入信號電壓波形相同，相位相差180o，并且輸出電壓幅度比輸入電壓大。交流和直流等效電路圖： 3 靜態(tài)工作點的計算：基極電流IBQ=UCC-UBE/Rb（UBE=0.60.8V取0.7V UBE=0.10.3V取

14、0.2V）集電極電流ICQ=IBQ，UCEQ=UCC-ICQRc。電壓放大倍數(shù)的計算：輸入電壓Ui=Ibrbe輸出電壓Uo= -IbRL(RL=RcRL/Rc+RL) 電壓放大倍數(shù)Au=-RL/rbe=-RCRL/rbe(RC+RL)六.分壓偏置式共射極放大電路 1元器件的作用:CE為旁通電容，交流短路R4。RB1RB2為基極偏置電阻，作用是為基極提供合適的偏置電流。電路的用途：既有電壓增益，也有電流增益，應(yīng)用最廣，常用作各種放大器的主放大級。電壓放大倍數(shù)：輸入交流電壓Ui=Ibrbe輸出交流電壓為Uo= -Ic(RCRL)=-Ib(RCRL)故得電壓放大倍數(shù)Au=-(RCRL)/rbe=-

15、RL/rbe式中RL= RCRL rbe=rbb+(1+)26mV/IEQ輸入輸出的信號電壓相位關(guān)系: 輸出電壓與輸入信號電壓波形相同，相位相差180o，并且輸出電壓幅度比輸入電壓大。交流和直流等效電路圖: 2電流串聯(lián)負反饋過程分析:負反饋對參數(shù)的影響:RE的負反饋使得輸出隨輸入的變化受到抑制，導(dǎo)致Au減小，輸入電阻增大。3 靜態(tài)工作點的計算:UB=RB2UCC/(RB1+RB2) ICQIEQ=UB-UBEQ/RE UCEQ=UCC-ICQ(RC+RE)電壓放大倍數(shù)的計算: Au=-(RCRL)/rbe=- RL/rbe 源電壓放大倍數(shù)Aus=AuRi/(Rs+Ri) Ri=RB1RB2rb

16、e4 受控源等效電路分析:發(fā)射極接電阻時的交流等效電路電流放大倍數(shù)Ai 流過RL的電流Io和輸入電流Ii分別為Io=IcRc/Rc+RL=IbRc/Rc+RL Ii=Ib(RB+rbe)/RB式中RB=RB1RB2，由此可得Ai=Io/Ii=RBRc/(RB+rbe)(RC+RL)若滿足RB>>rbe,RL<<Rc,則Ai輸入電阻Ri=Ui/Ii=RBrbe若RB>>rbe,則Rirbe輸出電阻Ro=Uo/IoUs=0=Rc源電壓放大倍數(shù)Aus,定義為輸出電壓Uo與信號源電壓Us的比值，即Aus=AuRi/(Rs+Ri)若滿足Ri>>Rs,則Au

17、sAu若旁路電容CE開路時的情況，旁路電容CE開路，發(fā)射極接有電阻RE，此時直流通路不變，靜態(tài)點不變，Ui=Ibrbe+(1+)IbRE,Uo仍為-IbRL,電壓放大倍數(shù)將變?yōu)锳u=Uo/Ui=-RL/rbe+(1+)RE, 對比知放大倍數(shù)減小了，因為RE的自動調(diào)節(jié)作用，使得輸出隨輸入變化受到抑制，導(dǎo)致Au減小。當(dāng)(1+)RE>>rbe,則有Au-RL/RE,與此同時，從b極看去的輸入電阻RL（不包括Rb1Rb2）變?yōu)镽L=Ui/Ib=rbe+(1+)RE,即射極電阻RE折合到基極支路應(yīng)擴大(1+)倍，因此，放大器的輸入電阻Ri=Rb1Rb2Ri，輸入電阻明顯增大了。七.共集電極放

18、大電路(射極跟隨電路)1 元器件的作用：R2為反饋電阻，能穩(wěn)定靜態(tài)工作點。電路的用途,：常作為多級放大電路的輸入電路的輸入級、輸出級、中間緩沖級，功率放大電路中，常作推挽輸出級。電壓放大倍數(shù)：Uo=Ie(ReRL)=(1+)IbRe Ui=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+) IbReAu=(1+)Re/rbe+(1+)Re輸入輸出的信號電壓相位關(guān)系：輸出電壓與輸入電壓同相。交流和直流等效電路圖：電路的輸入和輸出阻抗特點：輸入電阻高，輸出電阻低。2 電流串聯(lián)負反饋過程分析：在輸入電壓 Ui一定時，某種原因（如負載電阻變?。┦馆敵鲭娏鱅o增大，則反饋信號Uf增大，從而使運放的凈輸入信號Ud減小

19、，使輸出電壓Uo減小，使Io減小，從而抑制了Io的增大。過程可表示為：RLIoUfUdUoIo電流負反饋放大具有恒流源的性質(zhì)。負反饋對電路參數(shù)的影響：提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，穩(wěn)定輸出電流，展寬通頻帶，減小非線性失真抑制干擾噪聲，串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大，電流負反饋使輸出電阻增大。3 靜態(tài)工作點的計算：UBRB2UCC/RB1+RB2 ICQIEQ=UB-UBEQ/RE IBQ=ICQ/,UCEQ=UCC-ICQRe電壓放大倍數(shù)的計算：Uo=Ie(ReRL)=(1+)IbRe Ui=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+) IbReAu=(1+)Re/rbe+(1+)Re八.電路反饋框圖1 反饋的概

20、念：將放大電路輸出量（電壓或電流）的一部分或全部通過某些元件或網(wǎng)絡(luò)（稱為反饋網(wǎng)絡(luò)），反向送回到輸入回路，來影響原輸入量（電壓或電流）的過程稱為反饋。正負反饋及其判斷方法：當(dāng)輸入量不變時，若輸入量比沒有反饋時變大了，即反饋信號加強了凈輸入信號，這種情況稱為正反饋；反之，若輸出量比沒有反饋時變小了，即反饋信號削弱了凈輸入信號，這種情況稱為負反饋。通常采用“瞬時極性法”判斷。方法如下：首先創(chuàng)定輸入信號為某一瞬時極性（一般設(shè)對地極性為正），然后再根據(jù)各級輸入、輸出之間的相位關(guān)系（對分立元件放大器有共射反相，共集、共基同相；對集成運放有，Uo與U-反相、與U+同相）依次推斷其他有關(guān)各點瞬時輸入信號作用所

21、呈現(xiàn)的瞬時極性（用+或表示升高，-或表示降低）；并確定從輸出回路到輸入回路的反饋信號的瞬時極性；最后判斷反饋信號的作用是加強了還是削弱了凈輸入信號。使凈輸入信號加強的為正反饋，若是削弱則為負反饋。電流反饋和電壓反饋及其判斷方法：若反饋是對輸出電壓采樣則稱為電壓反饋，若反饋是對輸出電流采樣，則稱為電流反饋。電壓反饋的反饋信號與輸出電壓成正比，電流反饋的反饋信號與輸出電流成正比。常用方法負載電阻短路法（亦稱輸出短路法）。方法是假設(shè)獎負載電阻RL短路，也就是使輸出電壓為零。此時若原來是電壓反饋，則反饋信號一定隨輸出信號電壓為零而消失；若電路中仍然有反饋存在，則原來的反饋是應(yīng)該是電流反饋。2 帶負反饋

22、電路的放大增益：凈輸入信號Xid=Xi-Xf, 開環(huán)增益為A=Xo/Xid, 反饋系數(shù)為F=Xf/Xo。閉環(huán)增益Af=Xo/Xi 負反饋放大電路增益表達式為Af=A/1+AF3負反饋對電路的放大增益,通頻帶,增益的穩(wěn)定性,失真,輸入和輸出電阻的影響：提高閉環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，提高（1+AF）倍。展寬通頻帶，上限fHf增加1+AmF倍，下限fLf減小1/1+AmF倍。減小非線性失真和抑制干擾、噪聲。對輸入電阻的影響：串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大1+AF倍，并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小1/1+AF倍；對輸出電阻的影響：電壓負反饋使輸出電阻減小1/1+AF倍，電流負反饋使輸出電阻增大1+AF倍。九.二極管穩(wěn)

23、壓電路1 穩(wěn)壓二極管的特性曲線：2 穩(wěn)壓二極管應(yīng)用注意事項：穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)，外接電源電壓應(yīng)保證管子反偏，其大小應(yīng)不低于反向擊穿電壓。3 穩(wěn)壓過程分析：當(dāng)電流的增量Iz很大時（Izmin<I<Izmax）,只引起很小的電壓變化Uz，即電流在很大范圍內(nèi)變化時，其兩端電壓幾乎不變，這表明，穩(wěn)壓二極管反向擊穿后，能通過調(diào)整自身電流實現(xiàn)穩(wěn)壓。擊穿后，電流急劇增大，其管耗相應(yīng)增大。必須對擊穿后的電流加以限制，與穩(wěn)壓管串聯(lián)一個具有適當(dāng)阻值的限流電阻。十.串聯(lián)穩(wěn)壓電源1 串聯(lián)穩(wěn)壓電源的組成框圖：2 每個元器件的作用：R3R4R5組成采樣電路，當(dāng)輸出電阻將基礎(chǔ)代謝變化量的一部分送到比較

24、放大器的基極，基極電壓能反映輸出電壓的變化，稱為取樣電壓。電阻R2和穩(wěn)壓管D2組成基準(zhǔn)電路，這Q2發(fā)射極提供一個基準(zhǔn)電壓，R2為限流電阻，保證D2有一個合適的工作電流。三極管Q2和R1構(gòu)成比較放大環(huán)節(jié)，Q2是比較放大管，R1既是Q2的集電極電阻 ，又是Q1的基極偏置電阻，比較放大管的作用是先放大輸出電壓的變化量，然后加到調(diào)整管的基極，控制調(diào)整管工作，可以提高控制的靈敏度和輸出電壓的穩(wěn)定性。Q1是調(diào)整管，它與負載串聯(lián)，所以稱之為串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路。調(diào)整管Q1受比較放大管的控制，工作在放大狀態(tài)，集射間相當(dāng)于一個可變電阻，用來抵消輸出電壓的變化。穩(wěn)壓過程分析：當(dāng)負載RL不變，電壓Ui減小時，輸出電壓

25、Uo有下降趨勢，通過取樣電阻的分壓使比較放大管的基極電位UB2下降，而比較放大管的發(fā)射極電壓不變（UE2=UD2），因此UBE2也下降，于是比較放大管導(dǎo)通能力減弱，UC2升高，調(diào)整管導(dǎo)通能力增強，調(diào)整D1集射之間的電阻RCE1減小，管壓降UCE1下降，由于Uo=Ui-UCE1，所以使輸出電壓Uo上升，保證了Uo基本不變，上述穩(wěn)壓過程表示如下：UiUo(下降趨勢)UB2UBE2UC2(UB1)UCE1Uo當(dāng)輸入電壓減小時，穩(wěn)壓過程與上述過程相反當(dāng)輸入電壓Ui不變時，負載RL增大時，引起輸出電壓Uo有增長趨勢，則電路產(chǎn)生下列調(diào)整過程：RLUo(上升趨勢)UB2UBE2UC2(UB1)UCE1Uo當(dāng)

26、負載減小時，穩(wěn)壓過程相反。3 輸出電壓計算：UB2=Uo(R2+RP)/(R1+R2+RP)Uo=UB2(R1+R2+RP)/R2+RP=(UD2+UBE2)(R1+R2+RP)/(R2+RP)式中UD2為穩(wěn)壓管和穩(wěn)壓值，UBE2這Q2發(fā)射結(jié)電壓當(dāng)RP調(diào)到最上端時，輸出電壓為最小值Uomin=（UD2+UBE2）（R1+R2+RP）/（R2+RP）當(dāng)RP調(diào)到最下端時，輸出電壓為最大值Uomax=（UD2+UBE2）（R1+R2+RP）/R2=1+(R1+RP)/R2(UD2+UBE2)十一.差動放大電路1 電路各元器件的作用：電路的用途：抑制零點漂移，解決靜態(tài)工作點相互影響。電路的特點：對稱，

27、兩個三極管完全相同，外接電阻也相同。2 電路的工作原理分析：差動電路完全對稱，當(dāng)電源波動或溫度變化時，兩管集電極電流將同時變化。兩管的漂移信號在輸出端互相抵消，使得輸出端不出現(xiàn)零點漂移，從而抑制零漂。如何放大差模信號而抑制共模信號：當(dāng)差動放大器輸入共模信號時，由于電路完全對稱，兩管的極電位變化相同，因而輸出電壓Uoc保持為零，這和靜態(tài)時的輸出結(jié)果完全一樣。從而抑制共模信號。當(dāng)差動放大器輸入差模信號時，由于電路對稱，其兩管輸出端電位Uc1和UC2的變化也是大小相等，極性相反。若某個管集電極電位升高Uc，則另一個管集電極電位必然降低Uc。差動放大器的差模電壓放大倍等于組成該差動放大器的半邊電路的電

28、壓放大倍數(shù)。3 電路的單端輸入和雙端輸入，單端輸出和雙端輸出工作方式：十二.場效應(yīng)管放大電路1 場效應(yīng)管的分類,特點,結(jié)構(gòu),場效應(yīng)管是利用輸入電壓產(chǎn)生的電場效應(yīng)來控制輸出電流的，所以又稱之為電壓控制型器件。它工作時只有一種載流子（多數(shù)載流子）參與導(dǎo)電，故也叫單極型半導(dǎo)體三極管。它具有很高的輸入電阻，能滿足高內(nèi)阻信號源對放大電路和要求，是較理想的前置級器件。它還具有熱穩(wěn)定性好，功耗低，噪聲低，制造工藝簡單，便于集成等特點。轉(zhuǎn)移特性和輸出特性曲線：2 場效應(yīng)放大電路的特點：1)場效應(yīng)管是一種電壓控制器件，即通過UGS控制ID2)場效應(yīng)管輸入端幾乎沒有電流，所以其直流輸入電阻和交流輸入電阻都非常高。

29、3 )由于場效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電的，因此，與雙極性三極管相比，具有噪聲小，受幅射的影響小、熱穩(wěn)定性較好而且存在零溫度系數(shù)點等特性。4 )由于場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)對稱，有時漏極和源極可以互換使用，而各項指標(biāo)基本上不受影響，因此應(yīng)用時比較方便靈活。結(jié)型場效應(yīng)管漏極和源極可以互換使用，但柵源電壓不能接反；襯底單獨引出的MOS管漏極和源極可以互換使用，NMOS管襯底連電路最低電位，PMOS管襯底連電路最高電位。MOS管在使用時，常把襯底和源極連在一起，這時漏極、源極不能互換。5)場效應(yīng)管的制造工藝簡單，有利于大規(guī)模集成。6)由于MOS場效應(yīng)管的輸入電阻可高達1015，因此由外界靜電感應(yīng)所產(chǎn)生的電荷不易

30、泄漏，而柵極上的SiO2絕緣層又很薄，這將在柵極上產(chǎn)生很高有電場強度，易引進絕緣層擊穿而損壞管子。應(yīng)在柵極加有二極管或穩(wěn)壓管保護電路。7)場效應(yīng)管的跨導(dǎo)很小，當(dāng)組成放大電路時，在相同的負載電阻下，電壓放大倍數(shù)比雙極型三極管低。3 場效應(yīng)放大電路的應(yīng)用場合：MOS管與結(jié)型管相比開關(guān)特性更好。結(jié)型場效應(yīng)管主要用途是在模擬電路中用做放大元件，既可作分立元件使用，也可制作成集成電路。十三.選頻(帶通)放大電路1 每個元器件的作用：單調(diào)諧回路帶通放大器由兩部分組成：一部分是以BJT或PET為核心的放大鏡部分；另一部分是由LC并聯(lián)諧振回路完成濾波作用，并且，放大器件與負載都與振蕩回路采用部分連接，以減小外

31、界因素變化對選頻特性的不良影響選頻放大電路的特點：高增益2 特征頻率的計算：f=fo=1/2LC選頻元件參數(shù)的選擇：3 幅頻特性曲線十四.運算放大電路 1 理想運算放大器的概念：所謂理想運算放大器就是各項技術(shù)指標(biāo)理想化的運算放大器。具體指標(biāo)有：1）開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod=;2）輸入電阻rid=;ric=;3）輸入偏置電流IB1=IB2=0；4）失調(diào)電壓UIO、失調(diào)電流IIO以及它們的溫飄均為零；5）共模抑制比KCMRR=；6）輸出電阻rod=0;7） -3dB帶寬fH=；8）無干擾、噪聲。運放的輸入端虛擬短路：當(dāng)集成運放工作在線性區(qū)時，輸出電壓在有限值之間變化，而集成運放的Aod,則uid=u

32、od/Aod0,但不是短路，故稱為“虛短”由此得出u+u-，上式說明集成運放工作在線性區(qū)時，兩輸入端電位近似相等。運放的輸入端的虛擬斷路：由于集成運放的差模開環(huán)輸入電阻rid,輸入偏置電流IB0，不向外部索取電流，因此兩輸入端電流為零，即可得出i+=i-0，上式說明，流入集成運放同相端和反相端的電流近似為零，所以稱為“虛斷”。2 反相輸入方式的運放電路的主要用途：把信號進行反向運算輸入電壓與輸出電壓信號的相位關(guān)系是:輸入電壓的輸出電壓成比例關(guān)系，相位相反，當(dāng)R1=Rf=R時，輸入電壓與輸出電壓大小相等，相位相反，成為反相器。3 同相輸入方式下的增益表達式分別是:Auf=uo/ui=1+Rf/R

33、1輸入阻抗分別是:rif(1+AF)rid輸出阻抗分別是:rof=rod/1+AF0十五.差動輸入運算放大電路1 差分輸入運算放大電路的特點：輸出電壓與運放兩端的輸入電壓差成比例，能實現(xiàn)減法運算。用途:常用作減法運算以及測量放大器2 輸出信號電壓與輸入信號電壓的關(guān)系式:uo=uo1+uo2=(1+R2/R1)R4/(R3+R4)ui2-ui1R2/R1十六.電壓比較器1電壓比較器的作用:比較兩個或多個模擬量的大小，并將比較結(jié)果由輸出狀態(tài)反映出來。工作過程是:電壓比較實質(zhì)是運放的反相端u-和同相端u+進行比較，根據(jù)非線性區(qū)特點知：當(dāng)u-<u+時,輸出正向飽和電壓，Uo=UOH(+Uom);

34、當(dāng)u->u+時，輸出負向飽和電壓，Uo=UOL(-Uom)；當(dāng)u-=u+時，UOLUoUOH（狀態(tài)不定），僅此刻同相端和反相端可看成“虛短路”。2 比較器的輸入-輸出特性曲線圖3 如何構(gòu)成遲滯比較器:在單限比較器中引入正反饋，就可實現(xiàn)遲滯特性。輸入信號可以同相端輸入，也可以從反相端輸入。十七.RC振蕩電路1 振蕩電路的組成:放大電路，反饋網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。振蕩電路的作用:RC振蕩器一般工作在低頻范圍內(nèi)，它的振蕩頻率為20Hz200kHz.振蕩電路起振和平衡幅度條件:自激振蕩形成的基本條件上反饋信號與輸入信號大小相等，相位相同?？傻米约ふ袷幍臈l件為AF=1。包含兩層含義：1反饋信號

35、與輸入信號大小相等，即AF=1，稱為幅度平衡條件；2反饋信號與輸入信號相位相同，表示輸入信號經(jīng)過放大電路產(chǎn)生的相移A和反饋網(wǎng)絡(luò)的相移F之和為0，2，4，2n,即A+F=±2n(n=0,1,2,3)，稱為相位平衡條件。2 RC電路阻抗與頻率的關(guān)系曲線:相位與頻率的關(guān)系曲線：3 RC振蕩電路的相位條件分析:在=o=1/RC時，其相移F=0，為了使振蕩電路滿足相位條件AF=A+F=±2n,要求放大器的相移A也應(yīng)為0o(或360o)振蕩頻率:fo=1/2RC如何選擇元器件:一般選擇反饋電阻Rf大于約等于2R1。反饋電阻Rf用一個具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻代替，當(dāng)輸出電壓幅值增加時，流

36、過Rf的電流也會增加，結(jié)果熱敏電阻Rf減小，放大器增益下降，從而使輸出電壓幅值下降。也可用一個正溫度系數(shù)的熱敏電阻代替R1穩(wěn)幅。十八.LC振蕩電路1 振蕩相位條件分析：相位平衡條件：由于諧振頻率fo處，LC回路的諧振阻抗是純電阻性，所以集電極輸出信號與基極的相位差為180o，即A=180o；為了滿足相位平衡條件，變壓器初次級之間的同名端必須正確連接。電路振蕩時，f=fo，LC回路的諧振阻抗是純阻性，反饋信號與輸出電壓極性相反，即F=180o。于是A+F=360o，保證了電路的正反饋，滿足振蕩的相位平衡條件。2 直流等效電路圖和交流等效電路圖3 振蕩頻率計算：ffo=1/2LC十九.石英晶體振蕩

37、電路1 石英晶體的特點:具有壓電效應(yīng)，在晶片兩面間加一電場，晶片就會產(chǎn)生機械變形，反之，在晶片兩面施加機械力，則沿受力方向產(chǎn)生電場，晶片兩側(cè)產(chǎn)生異性電荷。石英晶體的等效電路: 石英晶體的特性曲線:2 石英晶體振動器的特點:有很高的頻率穩(wěn)定性。3 石英晶體振動器的振蕩頻率：串聯(lián)諧振頻率fs=1/2LC串聯(lián)諧振的等效阻抗最小近似為R，呈純阻性，是一個很小的電阻。并聯(lián)諧振頻率fP=1/2LCCo/C+Co=1/2LC*1+C/Co =fs*1+C/Co.通常Co>>C，所以fP與fs非常接近，當(dāng)f<fs，兩條支路的容抗起主要作用，電路呈現(xiàn)容性；隨著頻率增加，容抗逐步減小，當(dāng)f=fs

38、時，LC串聯(lián)諧振，Zo=R，呈現(xiàn)電阻性；當(dāng)f>fs時，LC支路呈現(xiàn)感性；當(dāng)f>fP時，Co支路起主要作用，電路又呈現(xiàn)容性。并聯(lián)型石英晶體振蕩電路，晶體在電路中起一個電感作用，它與C1，C2組成電容反饋式振蕩電路。fo=1/2LC(Co+C)/(+Co+C)1/2LC*1+C/Co+C式中C=（C1*C2）/（C1+C2）二十.功率放大電路1 乙類功率放大器的工作過程:兩只晶體管輪流工作，一只晶體管在輸入信號正半周期導(dǎo)通，另一只晶體管在輸入信號負半周期導(dǎo)通，這樣兩管交替工作，猶如一推一挽，在負載上合成完整的信號波形。選擇兩個特性一致的管子，使之都工作在乙類狀態(tài)，組成乙類互補對稱功放，

39、其中一個工作在正弦信號正半周，另一個管子工作在正弦信號負半周。在負載上得到一個完整的正弦波。交越失真:三極管輸入特性曲線有一段死區(qū)，而且死區(qū)附近非線性又比較嚴(yán)重，兩管的靜態(tài)工作點取在晶體管輸入特性曲線的截止點上，沒有基極偏流。當(dāng)輸入信號小于開啟電壓時，兩管都截止，兩管電流均為零，無輸出信號；在剛在大于開啟電壓的很小范圍內(nèi)，兩管集電極電流變化很慢，輸出信號非線性嚴(yán)重。這種乙類推挽放大器特有的失真稱為交越失真。2 復(fù)合三極管的復(fù)合規(guī)則：1）復(fù)合管的極性取決于第一只三極管。2）輸出功率有大小取決于輸出管。3）若兩管的電流放大系數(shù)為12，則復(fù)合管的電流放大系數(shù)=1*2。4）同型復(fù)合管和異型復(fù)合管發(fā)射結(jié)

40、等效電阻差別很大，異型復(fù)合管發(fā)射結(jié)等效電阻就是第一只三極管的等效電阻。3 甲乙類功率放大器的工作原理分析:分別給兩只晶體管的發(fā)射結(jié)加適當(dāng)?shù)恼蚧鶚O偏壓，讓兩只晶體管各有一個較小的電流ICQ流過。經(jīng)常采用三極管，兩電阻組成的UBE倍壓電路為兩管提供所需偏壓。自舉過程分析:甲類功率放大器的特點:輸出信號失真較小，效率低于50%甲乙類功率放大器的特點:有效克服乙類放大電路的失真問題，且能量轉(zhuǎn)換效率也較高，目前使用較廣泛。附錄一、穩(wěn)壓電源制作電路一、技術(shù)說明：輸入交流電壓220vV 0.5A。輸出電壓5V 和連續(xù)可調(diào)電壓1.5V30V/1.5A 兩組直流。二、制作說明：1、成品用金屬盒或者塑料盒包裝成

41、產(chǎn)品。2、電壓表V、電流表A 和調(diào)節(jié)電壓用的電位器Rw 安裝在包裝盒的面板上。3、電源變壓器固定在包裝盒的底座上，電路板固定在包裝盒的底座上。4、電壓調(diào)節(jié)的三端穩(wěn)壓集成塊7805 和317 加裝散熱器。5、直流電源輸出導(dǎo)線長短不一。附錄二、時鐘鬧鈴控制電路 制作說明：1、共陽極四位一體12引腳數(shù)碼管引腳號是：將數(shù)碼管的數(shù)字面朝向觀察者，左下角是第1腳，逆時針方向依次是2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 腳。 2、如果是單個的數(shù)碼管或兩位一體的數(shù)碼管，先測出數(shù)字顯示段控制引腳和公共控制引腳，再將四個數(shù)碼管的相同的段控制引腳用導(dǎo)線并聯(lián)連接在一起后（每位數(shù)碼管共八段即八根連接導(dǎo)線），連

42、接在電阻R5R13 上，公共控制引腳分別連接到三極管Q1 到Q4 的發(fā)射極上。3、用40 腳的集成塊插座焊接在電路板上，集成塊AT89C51 寫入程序后插入到集成塊插座上。4、自己設(shè)計控制程序或用黃有全老師的程序。5、時鐘控制輸出由繼電器執(zhí)行，控制啟動時間到時，繼電器得電，開關(guān)k1 閉合去控制相應(yīng)設(shè)備啟動；控制停止時間到時，繼電器斷電，開關(guān)k1 斷開去控制相應(yīng)設(shè)備停止。具體控制對象由制作者確定，如電燈、電飯煲等等。說明：本圖為數(shù)碼管是二位一體的共陰極時的電路圖。將每個二位一體的數(shù)碼管的16腳和11腳共四個引腳（對應(yīng)四個數(shù)字的a 段）連接在一起后接到電阻R5 的右端。數(shù)碼管中數(shù)字的其余各段（b,

43、c,d,e,f,g,dp）連接方法依此類推。其他注意事項見四位共陽極LED 的時鐘鬧鐘控制器制作的說明。時鐘-鬧鐘-時間控制器 調(diào)節(jié)方法一、功能： 時鐘顯示小時、分鐘；可調(diào)時鐘控制輸出；三次可調(diào)鬧鈴。二、調(diào)節(jié)方法：各種參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)定方法：第一步：按“功能”鍵，選擇功能1，進入調(diào)節(jié)狀態(tài)；第二步：重復(fù)按“參數(shù)”鍵，選擇要調(diào)節(jié)的參數(shù)代碼（左第一、二位）從0 開始依次循環(huán)增加1、2、3、E、F、10 再回到0。第三步：按“增加”鍵或“減少”鍵，相應(yīng)代碼項目（如代碼1 表示調(diào)節(jié)的對象是時鐘顯示的小時值）的參數(shù)值在其取值范圍內(nèi)（例如顯示時間的小時取值范圍是0023）循環(huán)增加或減少1。左邊一位或兩位顯示參數(shù)代

44、碼，右邊三位或兩位顯示參數(shù)值。重復(fù)第二、三步，設(shè)置完所需參數(shù)。第三步：按“功能”鍵，顯示代碼“0”結(jié)束調(diào)節(jié)參數(shù)狀態(tài)，進入時鐘鬧鐘控制器的正常使用狀態(tài)。三、參數(shù)代碼及其取值范圍如下表。說明：1、設(shè)定時鐘控制的小時起點為24，則關(guān)閉該路時鐘控制輸出。2、設(shè)定鬧鈴的小時為24，則關(guān)閉該鬧鈴。工程師應(yīng)該掌握的20 個模擬電路長沙民政學(xué)院電子信息工程系 黃有全高級工程師 第 12 頁附錄三、廣告彩燈制作說明：1、每個8050 三極管可以驅(qū)動十二個到二十四個發(fā)光二極管。如果Q1、Q2 改成9013，則驅(qū)動的發(fā)光二極管數(shù)量減半。只有相同發(fā)光電壓(不同顏色的發(fā)光電壓一般不同)的發(fā)光二極管才可以并聯(lián)使用?？梢詫?/p>

45、發(fā)光二極管接成需要的圖案，表達設(shè)計者的意圖。2、彩燈閃爍的周期是：T=0.7×(R1+R3)×C2+0.7×(R2+R4)×C1 根據(jù)閃爍快慢要求選擇R1,R2,R3,R4,C1,C2 的參數(shù)。調(diào)節(jié)電位器R1、R2 的大小，可以改變閃爍速度。3、電壓過高會燒壞發(fā)光二極管。工作電壓從3v 開始調(diào)大，當(dāng)提供的電源電壓高于5v 后應(yīng)當(dāng)串入一個2.227 歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發(fā)光二極管。附錄四：可控硅交流調(diào)壓器制作可控硅是一種新型的半導(dǎo)體器件，它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、動作快以及使用方便等優(yōu)點，目前交流調(diào)壓器多采用可控硅調(diào)壓器。這里介紹一

46、臺電路簡單、裝置容易、控制方便的可控硅交流調(diào)壓器，這可用作家用電器的調(diào)壓裝置，進行控制。圖中RL 是負載（照明燈，電風(fēng)扇、電熨斗等）這臺調(diào)壓器的輸出功率達100W，一般家用電器都能使用。1、電路原理：電路圖如下可控硅交流調(diào)壓器由可控整流電路和觸發(fā)電路兩部分組成，其電路原里圖如下圖所示。從圖中可知，二極管D1D4 組成橋式整流電路，雙基極二極管T1 構(gòu)成張弛振蕩器作為可控硅的同步觸發(fā)電路。當(dāng)調(diào)壓器接上市電后，220V 交流電通過負載電阻RL 經(jīng)二極管D1D4 整流，在可控硅SCR 的A、K 兩端形成一個脈動直流電壓，該電壓由電阻R1 降壓后作為觸發(fā)電路的直流電源。在交流電的正半周時，整流電壓通過

47、R4、W1 對電容C 充電。當(dāng)充電電壓Uc達到單結(jié)晶體管T1 管的峰值電壓Up 時，單結(jié)晶體管T1 由截止變?yōu)閷?dǎo)通，于是電容C 通過T1 管的e、b1 結(jié)和R2 迅速放電，結(jié)果在R2 上獲得一個尖脈沖。這個脈沖作為控制信號送到可控硅SCR 的控制極， 使可控硅導(dǎo)通?？煽毓鑼?dǎo)通后的管壓降很低，一般小于1V，所以張弛振蕩器停止工作。當(dāng)交流電通過零點時，可控硅自關(guān)斷。當(dāng)交流電在負半周時，電容C 又從新充電如此周而復(fù)始，便可調(diào)整負載RL 上的功率了。2、元器件選擇調(diào)壓器的調(diào)節(jié)電位器選用阻值為470K 的WH114-1 型合成碳膜電位器，這種電位器可以直接焊在電路板上，電阻除R1 要用功率為1W 的金屬

48、膜電阻外，其余的都用功率為1/8W 的碳膜電阻。D1D4 選用反向擊穿電壓大于300V、最大整流電流大于0.3A 的硅整流二極管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B 等。SCR 選用正向與反向電壓大于300V、額定平均電流大于1A 的可控硅整流器件，如國產(chǎn)3CT 系列。附錄五、電源欠壓過壓報警保護器一、 名稱：電源欠壓過壓報警保護器二、 功能：當(dāng)電壓低于180V 或高于250V 時，可進行聲光報警。當(dāng)外接交流接觸器時，可切斷電源，保護用電設(shè)備。三、 電路圖：四、 原理說明：輸入電源電壓正常時，Y1A 輸出高電平，Y1B 輸出低電平，發(fā)光二極管LED 及振蕩發(fā)聲電路Y1C、Y1D 和喇叭不

49、工作，控制部件J1 也不工作。當(dāng)電壓高于250V 或低于180V 時，Y1B 輸出高電平，發(fā)光二極管亮，振蕩發(fā)聲電路工作，發(fā)出鳴叫聲，控制寄電器J1 閉合，當(dāng)J1 的常開觸點外接交流接觸器時，就可控制主電路斷開電源。五、 調(diào)試方法：第一步當(dāng)輸入電源電壓為250V 時，調(diào)節(jié)W1 使得Y1A 輸出剛好由低電平轉(zhuǎn)為高電平，第二步當(dāng)輸入電壓為180V 時調(diào)節(jié)W2 使得Y1B 的輸出由高電平轉(zhuǎn)為低電平。六、 元件表名稱 型號 規(guī)格 數(shù)量 名稱 型號 規(guī)格 數(shù)量集成塊 74LS00 1 電阻 68K 1三極管 9013 1 10K 1二極管 1N4001 5 1K 1發(fā)光二極管 1 微調(diào)電位器 47k 2

50、三端穩(wěn)壓塊 7805 0.5A 1 電容 47uF/50v 1 7812 0.5A 1 10uF/25v 1變壓器 220v/15V 0.5A 1 2700pF 1插頭 220v 1 導(dǎo)線 花線 1m直流寄電器 12v/0.5A 1 萬用電路板 小 1塊集成塊插座 14 腳 1附錄五、音頻功率放大電路制作TDA2030A 帶音調(diào)18W×2 功放板一、TDA2030A 是SGS 公司生產(chǎn)的單聲道功放IC，該IC 體積小巧，輸出功率大， 靜態(tài)電流?。?0mA 以下）；動態(tài)電流大（能承受3.5A 的電流）；負載能力強，既可帶動4-16的揚聲器，某些場合又可帶動2甚至1.6的低阻負載；音色中規(guī)中舉，無明顯個性，特別適合