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这是一个关于电子电路基础ppt模板，包括了半导体器件基础，放大电路分析基础，放大电路的频率特性分析，场效应管放大电路特性分析，负反馈放大电路，功率放大电路，差动放大电路，运算放大器和电压比较器，正弦波振荡器，直流电源等内容，电子电路基础林家儒 编著目 录第一章 半导体器件基础 第二章 放大电路分析基础 第三章 放大电路的频率特性分析 第四章 场效应管放大电路特性分析 第五章 负反馈放大电路 第六章 功率放大电路 第七章 差动放大电路第八章 运算放大器和电压比较器 第九章 正弦波振荡器 第十章 直流电源 第一章 半导体器件基础 1.1 半导体及其特性 1.2 PN结及其特性 1.3 半导体二极管 1.4 半导体三极管及其工作原理 1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数 1.1 半导体及其特性 1.1.1本征半导体及其特性 定义：纯净的半导体经过一定的工艺过程制成单晶体，称为本征半导体。 晶体中的共价键具有很强的结合力，在常温下仅有极少数的价电子受热激发得到足够的能量，挣脱共价键的束缚变成为自由电子。与此同时，在共价键中留下一个空穴。 1.1 半导体及其特性运载电流的粒子称为载流子。在本征半导体中，自由电子和空穴都是载流子，这是半导体导电的特殊性质。半导体在受热激发下产生自由电子和空穴对的现象称为本征激发。 在一定温度下，本征半导体中载流子的浓度是一定的，并且自由电子与空穴的浓度相等。 1.1 半导体及其特性 1.1.2杂质半导体及其特性定义：掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 根据掺入杂质元素的不同，可形成N（Negative）型半导体和P（Positive）型半导体。1.1 半导体及其特性 N型半导体 ：在本征半导体中掺入少量的五价元素，如磷、砷和钨，使每一个五价元素取代一个四价元素在晶体中的位置，形成N型半导体。由于五价元素很容易贡献出一个电子，称之为施主杂质，欢迎点击下载电子电路基础ppt模板。
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电子电路基础林家儒 编著目 录第一章 半导体器件基础 第二章 放大电路分析基础 第三章 放大电路的频率特性分析 第四章 场效应管放大电路特性分析 第五章 负反馈放大电路 第六章 功率放大电路 第七章 差动放大电路第八章 运算放大器和电压比较器 第九章 正弦波振荡器 第十章 直流电源 第一章 半导体器件基础 1.1 半导体及其特性 1.2 PN结及其特性 1.3 半导体二极管 1.4 半导体三极管及其工作原理 1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数 1.1 半导体及其特性 1.1.1本征半导体及其特性 定义：纯净的半导体经过一定的工艺过程制成单晶体，称为本征半导体。 晶体中的共价键具有很强的结合力，在常温下仅有极少数的价电子受热激发得到足够的能量，挣脱共价键的束缚变成为自由电子。与此同时，在共价键中留下一个空穴。 1.1 半导体及其特性运载电流的粒子称为载流子。在本征半导体中，自由电子和空穴都是载流子，这是半导体导电的特殊性质。半导体在受热激发下产生自由电子和空穴对的现象称为本征激发。 在一定温度下，本征半导体中载流子的浓度是一定的，并且自由电子与空穴的浓度相等。 1.1 半导体及其特性 1.1.2杂质半导体及其特性定义：掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 根据掺入杂质元素的不同，可形成N（Negative）型半导体和P（Positive）型半导体。 1.1 半导体及其特性 N型半导体 ：在本征半导体中掺入少量的五价元素，如磷、砷和钨，使每一个五价元素取代一个四价元素在晶体中的位置，形成N型半导体。 由于五价元素很容易贡献出一个电子，称之为施主杂质。 1.1 半导体及其特性在N型半导体中，由于掺入了五价元素，自由电子的浓度大于空穴的浓度。半导体中导电以电子为主，故自由电子为多数流子，简称为多子；空穴为少数载流子，简称为少子。由于杂质原子可以供电子，故称之为施主原子。 1.1 半导体及其特性 P型半导体：在本征半导体中掺入少量的三价元素，如硼、铝和铟，使之取代一个四价元素在晶体中的位置，形成P型半导体。 由于杂质原子中的空位吸收电子，故称之为受主杂质。 在P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子，主要靠空穴导电。 1.2 PN结及其特性 1.2.1 PN结的原理采用不同的掺杂工艺，将P型半导体与N型半导体制作在一起，使这两种杂质半导体在接触处保持晶格连续，在它们的交界面就形成PN结。 1.2 PN结及其特性在PN结中，由于P区的空穴浓度远远高于N区，P区的空穴越过交界面向N区移动；同时N区的自由电子浓度也远远高于P区，N区的电子越过交界面向P区移动；在半导体物理中，将这种移动称作扩散运动 1.2 PN结及其特性扩散到P区的自由电子与空穴复合，而扩散到N区的空穴与自由电子复合，在PN结的交界面附近多子的浓度下降，P区出现负离子区，N区出现正离子区，它们是不能移动的，人们称此正负电荷区域为势垒区总的电位差称为势垒高度 1.2 PN结及其特性在势垒区两侧半导体中的少数载流子，由于杂乱无章的运动而进入势垒区时，势垒区的电场使这些少子作定向运动。少子在电场作用下的定向运动称作漂移运动。 在无外电场和无其它激发作用下，参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目，从而达到动态平衡。 1.2 PN结及其特性 1.2.2 PN结的导电特性 PN结外加正向电压时处于导通状态 PN结外加反向电压时处于截止状态 1.3 半导体二极管 将PN结用外壳封装起来，并加上电极引线就构成了半导体二极管，简称二极管。由P区引出的电极为正极，由N区引出的电极为负极 一般来说，有三种方法来定量地分析一个电子器件的特性，即特性曲线图示法、解析式表示法和参数表示法 1.3 半导体二极管 1.3.1二极管的特性曲线 1.3 半导体二极管反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。 在高掺杂浓度的情况下，因势垒区宽度很小，反向电压较大时，破坏了势垒区内共价键结构，使价电子脱离共价键束缚，产生电子空穴对，致使电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿。 另一种击穿为雪崩击穿。当反向电压增加到较大数值时，外加电场使少子漂移速度加快，从而与共价键中的价电子相碰撞，把价电子撞出共价键，产生新的电子—空穴对。新产生的电子空穴被电场加速后又撞出其它价电子，载流子雪崩式地增加，致使电流急剧增加，这种击穿称为雪崩击穿。 1.3.2 二极管特性的解析式 理论分析得到二极管的伏安特性表达式为: 式中IS为反向饱和电流，q为电子的电量，其值为1.602×10-19库仑；k是为玻耳兹曼常数，其值为1.38×10-23J/K；T为绝对温度，在常温（20C）相当于K＝293K 令则二极管的伏安特性表达式为： 1.3.3 二极管的等效电阻直流等效电阻也称静态等效电阻。如图1-9所示，在二极管的两端加直流电压UQ、产生直流电流IQ，此时直流等效电阻RD定义为 交流等效电阻表示，在二极管直流工作点确定后，交流小信号作用于二极管所产生的交流电流与交流电压的关系。在直流工作点Q一定，在二极管加有交流电压u，产生交流电流i，交流等效电阻rD定义为 1.3.3 二极管的等效电阻当二极管上的直流电压UD足够大时 在常温情况下，二极管在直流工作点Q的交流等效电阻rD为 1.3.3 二极管的等效电阻图1-9(a)中的Q点，称为二极管的直流工作点，对应的直流电压UQ和直流电流IQ。当二极管的直流工作点Q确定后，直流等效电阻RD等于直线OQ斜率的倒数，RD值随工作点改变而发生变化 1.3.4 二极管的主要参数器件的参数是用以说明器件特性的数据。为了描述二极管的性能，通常引用以下几个主要参数: (1) 最大整流电流IM：IM是二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流，其值与PN结面积及外部散热条件等有关。在规定散热条件下，二极管正向平均电流若超过此值，则将因为PN结的温度过高而烧坏。 (2) 反向击穿电压UBR：UBR是二极管反向电流明显增大，超过某个规定值时的反向电压。 (3) 反向电流IS：IS是二极管未击穿时的反向饱和电流。IS愈小，二极管的单向导电性愈好，IS对温度非常敏感。 (4) 最高工作频率fM：fM是二极管工作的上限频率。 例1-1 图10(a)是由理想二极管D组成的电路，理想二极管是指二极管的导通电压UD为0、反向击穿电压UBR为，设电路的输入电压ui如图10(b)所示，试画出输出uo的波形解：由二极管的单向导电特性，输入信号正半周时二极管导通，负半周截止，故输出uo的波形如右图所示。 1.3.5 稳压二极管稳压二极管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管，简称稳压管。稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内(或者说在一定的功率损耗范围内)，端电压几乎不变，表现出稳压特性，因而广泛用于稳压电源与限幅电路之中。 1.3.5 稳压二极管稳压管的主要参数: (1) 稳定电压UZ：UZ是在规定电流下稳压管的反向击穿电压。 (2) 稳定电流IZ：IZ是稳压管工作在稳压状态时的参考电流，电流低于此值时稳压效果变坏，甚至不稳压。 (3) 最大稳定电流IZM|：稳压管的电流超过此值时，会因结温升过高而损坏。 (4) 动态电阻rD：rD是稳压管工作在稳压区时，端电压变化量与其电流变化量之比。rD愈小，稳压管的稳压特性愈好。对于不同型号的管子，rD将不同，从几欧到几十欧。对于同一只管子来说，工作电流愈大，rD愈小。 例 1-3 图13是由稳压二极管DZ组成的电路，其稳压值为UZ。设电路的直流输入电压Ui，试讨论输出Uo的值。解：由戴维南电源等效定理，图13等效的等效定理如右图所示，其中 当 时，稳压管稳压，输出 ； 当 时，稳压管截止，输出 。所以， 时，输出 ；否则， 。 1.4 半导体三极管及其工作原理 1.4.1三极管的结构及符号 1.4.1三极管的结构及符号发射区与基区间的PN结称为发射结（简称E结），基区与集电区间的PN结称为集电结（简称C结）。半导体三极管并不是简单地将两个PN结背靠背地连接起来。关键在于两个PN结连接处的半导体晶体要保持连续性，并且中间的基区面积很小且杂质浓度非常低；此外，发射区的掺杂浓度很高且面积比基区大得多，但比集电区小；集电区面积很大，掺杂浓度比基区高得多，但比发射区低得多。 1.4.2 三极管的电流放大原理 放大电路的组成 图所示的是由NPN型三极管组成的基本共射放大电路。ui为交流输入电压信号，它接入基极-发射极回路，称为输入回路；放大后的信号在集电极-发射极回路，称为输出回路。由于发射极是两个回路的公共端，故称该电路为共射放大电路。为了使三极管工作处在放大状态，在输入回路加基极直流电源VBB，在输出回路加集电极直流电源VCC，且VCC大于VBB，使发射结正向偏置、集电结反向偏置。 PNP型三极管组成的基本共射放大电路如图1-17所示。比较图1-17和图1-16可以看到，为了使三极管工作处在放大状态，要求发射结正向偏置、集电结反向偏置，为此在图1-17中，在输入回路所加基极直流电源VBB及输出回路所加集电极直流电源VCC反向了，相应的直流电流IB、IC和IE也都反向了，这也是NPN型和PNP型三极管符号中发射极指示方向不同的含义所在。对于交流信号，这两种电路没有任何区别 1.4.2 三极管的电流放大原理电流放大原理 三极管的电流放大表现为小的基极电流变化，引起较大的集电极电流变化。 当交流输入电压信号ui 0时，直流电源VBB和VCC分别作用于放大电路的输入回路和输出回路，使发射结正向偏置、集电结反向偏置。因为发射结加正向电压，并且大于发射结的开启电压，使发射结的势垒变窄，又因为发射区杂质浓度高，所以有大量自由电子因扩散运动源源不断地越过发射结到达基区，从而形成了发射极电流IE。由于基区面积很小，且掺杂浓度很低，从发射区扩散到基区的电子中只有极少部分与空穴复合，形成基极电流IB，由此可见IB<>IB（大10倍以上），三极管基极电压UB几乎不受基极电流IB的影响，UB可以认为是由Rb1和Rb2决定的。如此忽略IB对基极电压UB的影响，基极电压UB为 2.3.1三极管的直流模型及静态工作点的估算利用三极管的直流模型，三极管发射极电压UE为 发射极电流IEQ为 基极电流IBQ为 三极管C-E间电压UCEQ为 例2-1 在图2-20(a)所示的直接耦合放大电路中，三极管发射极的导通电压UD=0.7V、β＝100、输出特性曲线如图2-20(b)，VCC=12V，Rb1=15.69k，Rb2=1k，RC=3k，试计算其工作点、画出直流负载线、标出工作点。 解: 画出该放大电路的直流通路如右图所示 UCEQ=VCC/2，说明静态工作点比较合适。 根据电路回路方程，直流负载线满足直线方程UCE=VCC－IC×RC，当IC＝0时，UCE=VCC=12V，当UCE＝0时，IC＝VCC/RC=4mA，所以直流负载线及工作点Q如下图所示。 2.3.2 三极管共射h参数等效模型 2.3.2简化h参数等效模型及rbe的表达式 1. 简化h参数等效模型 2. rbe的表达式当三极管处于放大状态时，在Q点附近，三极管的发射结可用一个电阻来等效，其等效结构如图 (a)所示。三极管的输入回路的等效电路如图 (b)所示。 2.3.2动态参数分析下面以图 (a)所示阻容耦合共射放大电路为例，介绍利用h参数等效电路来分析放大电路的动态特性。 1. 电压放大倍数Au ui＝iBrbe，uo＝-iB RC//RL 2. 源电压放大倍数AS 3. 输入电阻Ri Ri是从放大电路输入端看进去的等效电阻 4. 输出电阻Ro 首先令信号源电压uS0，在放大电路的输出端加电压uo，产生电流iC，由于输出端电压uo不能作用到输入回路，所以在输入回路中iB＝0，在输出回路中iB＝0，由此iC＝uo/RC。输出电阻Ro为 例2-5 如图 (a)所示的基本阻容耦合放大电路，设三极管发射极的导通电压UD=0.7V、rbb=133、β＝100，VCC=12V，RS=1.23k，Rb=377k，RC=2k，RL=2k，各电容值足够大，试 (1)计算工作点、(2)计算电压放大倍数Au、源电压放大倍数AS、输入电阻Ri、输出电阻Ro。 解: (1) 画出该放大电路的直流如右图所示。 (2) (k) 2.4 共集放大电路 2.4.1电路组成 2.4.2 静态特性分析基极电流IBQ 发射极电流IEQ为 三极管C-E间电压UCEQ为 2.4.3动态特性分析 1. 电压放大倍数 uo＝(1+)iB RE，ui＝iBrbe+uo＝iBrbe+(1+)iB RE 当(1+)RE>> rbe时，Au1，即uoui 。电路无电压放大能力，但是输出电流iE远大于输入电流iB，所以电路仍有功率放大作用。 2. 输入电阻Ri 3. 输出电阻Ro 共集放大电路输入电阻大、输出电阻小，因而从信号源索取的电流小而且带负载能力强，所以常用于多级放大电路的输入级和输出级 例2-7 在图2-27(a)所示电路中，VCC=12V，RS=1k，Rb=265k，RE=3k；三极管的导通电压UD=0.7V，rbb=200，=99。试计算静态工作点、Au、Ri和Ro。解: 由式(2.32)～(2.34) 2.4 共基放大电路 2.4.1电路组成 ： 2.4.1静态特性分析 发射极电流IEQ为 集电极电流ICQ为 基极电流IBQ为 三极管发射极电压UE为 三极管集电极电压UC为 三极管C-E间电压UCEQ为 2.4.2动态特性分析 1. 电压放大倍数Au 2. 输入电阻Ri 3. 输出电阻Ro 2.4.3 三种基本电路比较共射电路既有放大电流能力，又有能放大电压能力；输入电阻在三种电路中居中，输出电阻较大，频带较窄。常作为低频电压放大电路的单元电路。共集电路只能放大电流不能放大电压；在三种基本电路中，输入电阻最大、输出电阻最小，并具有电压跟随的特点。常用于电压放大电路的输人级和输出级，在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。共基电路只能做电压放大，不能放大电流；输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共射电路相当；频率特性是三种接法中最好的电路。常用于宽频带放大电路。第三章 放大电路的频率特性分析第一节 频率特性分析基础 第二节 三极管的高频等效模型 第三节 三极管交流放大倍数的频率特性 第四节 单管放大电路的频率特性 3.1 频率特性分析基础 3.1.1 低通电路传递函数为 定义电路的时间常数＝RC，令ωH＝1/，则 的幅值和相角可表示为 3.1.2 高通电路 传递函数为 与低通电路相同，电路的时间常数＝RC，令ωL＝1/，则 3.1.2 波特图在研究电路的频率特性时，采用对数坐标系画出电路的幅频特性曲线和相频特性曲线，称之为波特图。 1. 低通电路频率特性的波特图对低通电路的幅频特性表达式取以10为底的对数得到： 2. 高通电路频率特性的波特图对于高通电路，对数幅频特性和对数相频特性的表达式为： 3.2三极管的高频等效模型 3.2.1三极管的PN结电容效应及其等效高频结构 PN结的势垒区，对PN结以外的电路来说，等效为电容，称之为势垒电容。当PN结处于正向偏置时，PN结两边半导体内的多子扩散作用加强，即从P区扩散到N区的空穴和从N区扩散到P区的电子数量增多。此时，在P区和N区内将形成一定数量的瞬间空穴－电子对（如图3-5所示），空穴－电子对的数量与外加正向电压成正比。PN结的这种特性对于外电路来说，也等效为电容，称之为扩散电容。 PN结的等效电容特性在外加信号频率较低时，作用甚微，因此忽略。但在分析电路的高频特性时，不容忽视。 3.2.1三极管的PN结电容效应及其等效高频结构 3.2.2 共射混合模型由半导体物理的理论，三极管的受控电流iC与发射结电压ube成线性关系，且与信号频率无关。因此，在高频混合模型中引入了一个新参数gm，称为跨导。gm是一个常量，表明ube对iC的控制关系，iC＝gmube。 3.2.3 简化单向化混合模型 3.3 三极管交流放大倍数的频率特性在高频段，当信号频率变化时iC与iB的关系也随之变化，即交流电流放大倍数不再是常量，而是频率的函数。 定义fT是| (jf)|＝1时所对应的频率，fT即为三极管的特征频率。令式(3.28)中| (jf)|＝1（0dB），则 考虑到0的平方远远大于1，得到三极管特征频率fT的表达式为 3.4 单管放大电路的频率特性 3.4.1 中频源电压放大倍数在3-14(b)所示的中频混合等效电路中，输入电阻Ri＝Rb//(rbb+rbe)＝Rb//rbe，从而该电路的中频源电压放大倍数ASM为 3.4.2 低频段频率特性 该电路的低频源电压放大倍数ASL为 对上式整理得到 上式是一个高通特性表达式，所以下截止频率fL为 该放大电路的低频源电压放大倍数ASL为 相应的对数幅频特性及相频特性的表达式为 3.4.3 高频段频率特性 相应的对数幅频特性及相频特性的表达式为 3.4.4 全频段频率特性 3.4.5 放大电路的增益带宽积具有一阶低通和一阶高通特性的放大电路的对数幅频特性如图所示。该放大电路在中频增益为A0时，对应的上下截止频率和通频带分别为fH0、fL0和BW0。如果把增益降低，通频带加宽。设在中频增益为A1时，对应的上下截止频率和通频带分别为fH1、fL1和BW1。放大电路的增益与带宽满足一定的关系。在图中，由直角三角形abc的边角关系得到 整理后得到 fT0为放大电路的0dB带宽 （ |A|＝1 ） 同样在下截止频率时 一般情况下，放大电路的下截止频率很低（只有几赫兹到几十赫兹），尤其是直接耦合放大电路，下截止频率为0，为此放大电路的通频带近似为 第四章 场效应管放大电路特性分析 第一节 场效应管特性 第二节 场效应管的工作点设置及静态特性分析 第三节 场效应管的动态特性分析 4.1 场效应管特性 4.1.1 结型场效应管符号及特性 1.符号 结型场效应管有N沟道型和P沟道型之分，与晶体三极管的NPN型和PNP型类似，其符号分别如图4-1(a)和(b)所示。三个极分别称为栅极，用符号G（Grid）表示；漏极，用符号D（Drain）表示；源极，用符号S（Source）表示。 由于场效应管的输入电阻非常大，认为栅极电流IG＝0。漏极电流ID受栅源极间电压UGS控制，在UGS＝0时，ID最大，随着UGS的减小（负压），ID减小。理论分析表明，当漏源极间电压UGS足够大时，漏极电流ID与栅源极间电压UGS呈平方关系 ID=IDSO(1-UGS/UGS(off))2 其中IDSO为UGS＝0时的漏极电流，UGS(off)称为夹断电压。图 (b)给出了常见结型N沟道型场效应管的转移特性曲线。 3. 输出特性图4-2(c)给出了常见结型场效应管的输出特性曲线。在输出特性曲线中，分为不饱和区、饱和区和击穿区。在不饱和区，漏源极间电压UDS较小，此时漏极电流ID随着UDS的增加近似线性增加。在饱和区，漏源极间电压UDS足够大，此时漏极电流ID随着UDS的增加而增加甚微，ID主要受栅源极间电压UGS控制，它们之间呈平方关系。当UDS很大时，出现击穿区，ID随着UDS的增加而迅猛增加。 4.1.2 结型场效应管主要参数 1. 直流参数结型场效应管的直流参数主要有： (1) 栅源（交流）短路电流IDSO：结型场效应管在饱和区、UGS＝0时的漏极电流，它实际上是漏极电流ID的最大值。 (2) 夹断电压UGS(off)：在饱和区结型场效应管的漏极电流ID0（通常规定ID＝50uA）所对应的栅源间的电压值。 (3) 栅源间电阻RGS：漏源极短路时，栅源极在一定条件下的等效电阻，RGS可达十几兆欧。 2. 小信号交流参数结型场效应管的小信号交流参数主要有： (1) 正向跨导gm：在饱和区，固定漏极电压，漏极电流iD的变化量与栅源极间电压uGS的变化量之比，即 。gm的大小表明了栅极电压对漏极电流的控制能力。 4.1.3 绝缘栅场效应管符号及特性 4.1.3 绝缘栅场效应管符号及特性 4.1.4 绝缘栅效应管主要参数 1. 直流参数绝缘栅场效应管的直流参数主要有： (1) 栅源（交流）短路电流IDSX：结型场效应管在饱和区、UGS＝UGSX时的漏极电流。IDSX与结型场效应管的IDSO略有区别，IDSX不表示绝缘栅场效应管的漏极电流的最大值。 (2)开启电压UGS(th)：与结型场效应管的夹断电压UGS(off)相同。 (3) 栅源间电阻RGS：与结型场效应管相同。绝缘栅场效应管的RGS比结型场效应管的要大，绝缘栅的RGS可达几千兆欧。 2. 小信号交流参数绝缘栅场效应管的正向跨导gm与结型的相同。漏源等效电阻rDS与结型的相同。 4.2 场效应管的工作点设置及静态特性分析 4.2.1共源放大电路 4.2.2 自生偏置电路由于结型和绝缘栅增强型场效应管可以工作在栅源极间电压UGS为负压状态，放大电路可以自生偏置电压。 4.3 场效应管的动态特性分析 第五章 负反馈放大电路 第一节 反馈基本概念及判断方法第二节 负反馈放大电路的特性分析 第三节 负反馈对放大电路性能的影响 5.1 反馈基本概念及判断方法 5.1.1 基本概念 1.反馈的概念反馈，也称回授，是指在一个系统中，系统的输出量的部分或全部回送到输入端，用于调整输入量，改变系统的运行状态的过程。引入反馈的放大电路，称为反馈放大电路。引入反馈的放大电路所对应的放大倍数称为闭环放大倍数，或闭环增益。没有引入反馈的放大电路所对应的放大倍数称为开环放大倍数，或开环增益。 2. 反馈放大电路中的正、负反馈在反馈放大电路中，如果反馈量Xf使基本放大电路的净输入量Xid在输入量Xi的基础上增大，即Xid＝Xi＋Xf，称电路中的反馈为正反馈，同时称反馈放大电路为正反馈放大电路；反之，反馈量Xf使净输入量Xid在输入量Xi的基础上减小，即Xid＝Xi－Xf，称电路中的反馈为负反馈，同时称反馈放大电路为负反馈放大电路。 3. 反馈放大电路中的直流反馈和交流反馈在直流通路中存在的反馈称为直流反馈。在交流通路中存在的反馈称为交流反馈。 5.1.2 负反馈放大电路的四种组态 输入量ii、净输入量iB和反馈量if所对应的三个支路是并联关系，称为（输入）并联反馈。输入量ui、净输入量uBE和反馈量uf所对应的三个支路是串联关系，称为（输入）串联反馈。反馈量是随着输出电压变化而改变的，输出量是电压uo，称为（输出）电压反馈。反馈量是随着输出电流变化而改变的，输出量是电流iE（或iC），称为（输出）电流反馈。因此，在负反馈放大电路中，有四种组态（组合状态）：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈。 5.1.3 四种组态的判断 1. 输入回路形式的判断反馈放大电路在输入回路的形式并联或串联的判断较为简单，主要看反馈量对应的支路与输入量和净输入量所对应的支路的关系是并联还是串联。 2. 输出回路形式的判断反馈放大电路在输出回路的形式电压或电流的判断，要看何种输出量（电压还是电流）直接影响反馈量。在电压反馈电路中，因为反馈量是随着输出电压uo变化而变化的，所以，若输出电压uo0，则反馈量与输出无关，即反馈消失。因此，负反馈放大电路在输出回路的形式电压或电流的判断方法为：令反馈放大电路的输出电压uo为零，若反馈消失（反馈量与输出无关），则说明电路中引入了电压反馈；若反馈依然存在，则说明电路中引入了电流反馈。例如在图5-2(b)中，令输出电压uo0，反馈量if＝－uBE/Rf，与输出无关，是电压反馈；在图5-4(c)）中，令输出电压uo0，输出电流iE（或iC）亦然存在，反馈量uf＝iERf不变，是电流反馈。 5.1.4 正、负反馈的判断 在分析反馈放大电路的动态特性过程中，比较直观和不容易出错的方法是首先画出交流通路，在交流通路的基础上判断放大电路的反馈组态，根据组态选择输入量、净输入量以及反馈量的形式是电压还是电流，然后进行正、负反馈的判断。 1. 输入量、净输入量和反馈量的选择在决定了反馈放大电路的组态组态基础上，选择输入量、净输入量和反馈量形式的原则是：并联反馈选择电流、串联反馈选择电压。 2. 正、负反馈的判断判断正、负反馈的基本方法是：在放大电路的交流通路中，规定输入量瞬间对地的极性，并以此为依据，逐级判断各相关点电流的方向和电位的极性，得到输出量的极性；然后根据输出量的极性判断出反馈量的极性；若反馈量使净输入量增大，则为正反馈；若反馈量使净输入量减小，则为负反馈。 5.1.5 集成放大电路的反馈 5.2 负反馈放大电路的特性分析 5.2.1 负反馈放大电路的基本表达形式 当AF+1>>1时，称电路为深度负反馈放大电路。在深度负反馈放大电路中，由式(5.6)得到 上式表明，在深度负反馈放大电路中，可以认为放大倍数Af仅取决于电路的反馈系数F。由于在深度负反馈放大电路中，与式(5.4)比较发现，此时Xi＝Xf，在负反馈放大电路中，净输入量等于输入量与输出量之差，得到Xid＝0。也就是说，在深度负反馈放大电路中，净输入量远远小于输入量或反馈量，可以认为净输入量等于0，这就是在之后分析深度负反馈放大电路（包括引入负反馈的集成放大电路）过程中，引入虚短路和虚开路概念的基础。 5.2.2 电压串联负反馈放大电路的特性 1. 基本形式电压串联负反馈放大电路的基本形式如图5-15所示，净输入量、输入量与反馈量分别是uid、ui和uf，基本放大电路的放大倍数为Au＝uo /uid、反馈系数为Fu＝uf /uo。在深度负反馈时，电压串联负反馈放大电路的电压放大倍数Auf为 2. 输入电阻图如图5-16所示，基本放大电路的输入电阻Ri＝uid/ii，整个电路的输入电阻为 3. 输出电阻一般情况，由于反馈网络所引起的电流i‘远远小于电流io，可以忽略。电流io为 整个电路的输出电阻Rof为 上式表明引人电压负反馈后输出电阻仅为其基本放大电路输出电阻的(1+AuFu)分之一，1+AuFu，Rof0，因此深度电压负反馈电路的输出可近似认为恒压源。 5.2.3 电流并联负反馈放大电路的特性 5.2.4 电压并联负反馈放大电路的特性 5.2.5 电流串联负反馈放大电路的特性 5.3 负反馈对放大电路性能的影响 5.3.1 对输入回路的影响 1. 对信号源的要求 并联负反馈适合信号源为恒流源或近似恒流源。串联负反馈适合信号源为恒压源或近似恒压源。 2. 对输入电阻的影响串联负反馈电路输入电阻的表达式为 并联负反馈放大电路，输入电阻Rif的表达式为 5.3.2 对输出回路的影响 1. 对输出量的影响在电压负反馈放大电路中，电压负反馈使电路的输出电压更加稳定。 在电流负反馈放大电路中，电流负反馈使电路的输出电流更加稳定。 2. 对输出电阻的影响电压负反馈电路输出电阻的近似表达式为 在电流负反馈放大电路中，电路输出电阻的近似表达式为 5.3.3 不同组态的特性要点概括 5.3.3 不同组态的特性要点概括 5.3.4 稳定放大倍数对于深度负反馈放大电路，反馈放大倍数Af1/F，几乎仅取决于反馈网络，而反馈网络通常通常是无源网络，因此可获得很好的稳定性。 5.3.5 展宽通频带放大电路中引入负反馈后，增益降低到（1＋AF）分之一，通频带增加到约（1＋AF）倍。 5.3.6 改善非线性失真由于三极管的输入输出特性的非线性，使电路的输出产生非线性失真。在负反馈放大电路中，当深度反馈时，放大倍数Af1/F，几乎仅取决于反馈网络，而反馈网络通常通常是线性无源网络，与三极管特性无关，因此电路输出几乎无非线性失真。在负反馈放大电路中，同样以牺牲增益为代价，非线性改善程度是基本放大电路的（1+AF）倍。 第六章 功率放大电路 第一节 功率放大电路的特点与要求第二节 甲类功率放大电路 第三节 互补推挽功率放大电路 第四节 乙类功率放大电路 第五节 甲乙类功率放大电路 6.1 功率放大电路的特点与要求功率放大电路是指能够向负载提供较大功率的放大电路，简称功放。 6.1.1 功率放大电路的特点 1. 输出大功率 2. 大信号 3. 高效率 4. 高热量 5. 负载能力强 6.1 功率放大电路的特点与要求 6.1.2 功率放大电路的要求 1. 输出功率大 2. 效率高 3. 失真小 4. 器件安全 5. 电路保护 6.1.3主要技术指标 1. 最大输出功率POM 2. 转换效率 6.2 甲类功率放大电路 6.2.1 基本电路及静态特性功放管通过Rb得到直流电流IBQ，以及集电结电流ICQ，因为变压器初级线圈的直流电阻很小，可以忽略不计，所以UCEQ＝VCC，直流负载线是垂直于横轴的直线，与ICQ相交于静态工作点Q点，如下图(b)中所示。 6.2.2 动态图解分析在功放管的饱和压降UCEQ较小的情况下，电源电压VCC远大于功放管的饱和电压，因此输出电压的最大值uomVCC，输出电流的最大值iCmICQ。因此，在理想变压器的情况下，最大输出功率为 最佳负载时甲类功放的效率为 6.3 互补推挽功率放大电路 6.3.1 基本电路及静态特性 互补推挽功率放大电路的典型电路如图6-3所示。 6.3.2 动态特性 当功放输入交流电压ui为正弦波时，两个功放管产生的电流一个变化较快，另一个变化较慢，因为两个功放管所特性是对称的，变化快慢的程度是相同的，在负载电阻起到互补叠加的效果，因此称之为互补推挽功率放大电路。由于两个功放管输出电流的互补叠加，从而互补推挽功放极大地改善了功放电路的非线性失真。从而电压和电流波形如图6-5所示。因为功放管的导通角＝360，所以互补推挽功放也属于甲类功放。当最佳负载时其效率为50％。 6.4 乙类功率放大电路 6.4.1 基本电路及静态特性 6.4.2 工作原理 为了说明其工作原理，先假设功放管B-E间的开启电压为0。当功放输入交流电压ui为正弦波时，在正半周ui>0时，功放管T1导通，T2截止，正电源供电，负载电阻RL上有交流电流iL=iE1流过（如图6-6(a)中实线所示），并RL上产生输出电压uo的正半周，由于电路为射极输出形式，uoui；在负半周ui <0时，功放管T2导通，T1截止，负电源供电，负载电阻RL上有交流电流iL=－iE2流过（如图6-6(a)中虚线所示），并RL上产生输出电压uo的负半周，由于电路也为射极输出形式，uoui。由此可见电路中功放管T1和T2交替工作，正、负电源轮流供电，两只功放管均为射极输出形式。从上面的原理分析中看到，该电路的功放管只在输入正弦波的（正或负）半个周期内导通，即功放管的导通角＝180。由此，乙类功放的定义为： 功放管的导通角＝180的功率放大电路，称为乙类功率放大电路，简称乙类功放。 6.4.3 动态特性分析 6.4.4 交越失真 在以上对乙类功放的分析过程中，假设了功放管B-E间的开启电压为0。由于三极管的开启电压不为0，在输入电压ui较小时，功放管不导通或导通不充分，从而在负载电阻RL上得到的输出电流或电压有失真，如图6-8所示。 6.5 甲乙类功率放大电路 6.5.2工作原理当功放输入交流电压ui为正弦波时，在正半周（ui>0），ui幅度较小时，使功放管T1的基极在直流电压UBEQ1的基础上，加上交流电压ui，T1开始导通，集电极电流iC1(iE1)开始增大，负载电阻RL上有交流电流iE1流过（如图6-9(a)中实线所示），与此同时，输入电压ui使功放管T2的基极在直流电压UBEQ2的基础上，减去交流电压ui，T2的集电极电流iC2(iE2)幅度开始减小，使负载电阻RL上又有交流电流iE2流过，此时电流iE2的方向与电流iE1的方向相同，负载电阻RL上的电流iL是电流iE1和iE2的叠加，iL＝iE1＋|iE2|。在正半周，ui幅度较大时，功放管T1的集电极电流iE1继续增大，与此同时，输入电压ui使功放管T2截止，功放管T2集电极电流iE2为0，负载电阻RL上只有交流电流iE1流过，此时iL＝iE1。电流iL在负载电阻RL时产生输出电压uo的正半周。 6.5.2工作原理当输入电压为负半周时，与正半周相反。 从上面的原理分析中看到，该电路的功放管在输入正弦波的（正或负）大半个周期内导通，即功放管的导通角>180。 由此，甲乙类功放的定义为：功放管的导通角180<<360的功率放大电路，称为甲乙类功率放大电路，简称甲乙类功放。由于甲乙类功放电流中，设置了功放管有一定的静态电流，在交流输入时，也有一定的消耗功率，其大小与ICQ的设置有关。为此，甲乙类功放的效率在甲类和乙类之间，即甲＝50％<甲乙<乙＝78％。在功放管微导通情况下，静态消耗的功率较小，其效率接近乙类功放。 6.5.3 OCL电路特性分析 1. 复合管在该电路中，三极管T1和T2是大功率功放管，称为输出管；它们分别与三极管T3和T4（称为驱动管）复合，等效为NPN型和PNP型。图6-12给出了采用NPN型作为输出管的等效复合三极管。 6.5.3 OCL电路特性分析 2. 直流恒压源电路在图6-11所示电路中，三极管T5和电阻R2和R3组成直流恒压源电路，给功放管T1～T4的基极回路提供直流电压，使它们处于微导通状态，同时对于交流信号近似为短路。输出电压Uo为 : 3. OCL电路的静态工作特性在图6-11所示电路中，三极管T6在静态时等效为直流恒流源，为后面的电路提供直流偏置。通过调整电阻R2和R3的值，得到适当的直流电压，提供给功放管T1～T4的基极回路，使它们处于微导通状态。调整电阻R1，使功放管T1、T4的发射极电压为0。因此，OCL电路属于甲乙类功率放大电路，但是由于功放管处于微导通状态，其静态工作点很低。静态时所消耗的功率也很小。 4. OCL电路的动态工作特性由于OCL电路属于甲乙类功率放大电路，但静态工作点很低，其工作原理与本节上述部分一致，其效率基本乙类功放一致，约为/4，但是无交越失真。除了OCL功放电路外，在应用中还有OTL（无输出变压器）功放电路、变压器耦合功放电路、桥式功放电路等等，它们都属于甲类、甲乙类或乙类功率放大电路。 6.5.4 其它类型的功放通过对甲类、甲乙类、乙类功率放大电路的分析得到，它们效率甲＝50％<甲乙<乙＝78％，是依次增大的；而它们的功放管的导通角甲＝360>甲乙>乙＝180，是依次减小的。由此看到功放电路的效率与导通角成反比。这是因为，功放管导通角的减小，使功放管在一个信号周期内的截止时间增大，从而减小了功放管所消耗的平均功率，提高了效率。因此，为了减小功放管的功耗、提高效率，有效的方法是减小功放管的导通角。当导通角0<丙<180时，功率放大电路被称为丙类功放。丙类功放的效率比甲类、甲乙类或乙类功放都要高，可以达到80％以上。丙类功放常用于高频功率放大，在无线通信系统中经常采用。当导通角丁＝0时，即功放管工作在（饱和/截止）开关状态，功率放大电路被称为丁类功放。此时功放管仅在饱和导通时有功率消耗，但由于饱和压降很小，故无论电流大小，功放管的瞬时消耗功率都不会太大，因此功放管的平均消耗功率很小，功放电路的效率得以提高，可以达到90％以上。在一些大功率电源电路（开关型电源）中，经常采用丁类功放。由于丙类和丁类功放都是工作在非线性状态，必然产生非线性失真，必须采取相应的措施消除之，例如采用谐振功率放大电路，以使负载能够获得（基本）不失真信号功率。 第七章 差动放大电路 第一节 基本电路及特性分析 第二节 双端输入单端输出差动放大电路的特性 第三节 单端输入双端输出差动放大电路的特性 第四节 单端输入单端输出差动放大电路的特性 第五节 有源偏置差动放大电路 7.1 基本电路及特性分析 7.1.1 基本电路 7.1.2 静态特性 7.1.3 差模小信号放大特性分析 定义差模信号为加到差动放大电路的两个三极管基极大小相等、相位相反的交流输入信号，即uS1=-uS2。 1. 源电压放大倍数 2. 输入电阻 3. 输出电阻 7.1.4 共模小信号放大特性分析 定义共模信号为加到差动放大电路的两个三极管基极大小相等、相位相同的交流输入信号，即uS1＝uS2＝uiC。因为电路参数是对称的，当电路输入共模信号时，两个三极管的基极电流和集电极电流相等，即iB1=iB2，iC1=iC2；因此，集电极电位也相等，即uo1=uo2，从而使输出电压uOC为0。 7.1.4 共模小信号放大特性分析此外，电路中2RE对共模输入信号起负反馈作用，使每个三极管的共模电压放大倍数降低。 由此可以得到差动放大电路的优良特性抑制零点漂移。零点漂移是指在直接耦合放大电路中，当输入电压uic为零时，而输出电压uOC不为零，并且缓慢变化的现象。为了描述差分放大电路对共模信号的抑制能力，定义共模放大倍数AC为: 为了综合考察差动放大电路对差模信号的放大能力以及对共模信号的抑制能力，引人了一个称作共模抑制比的指标，用符号CMR表示，其定义为: 7.1.5 差模大信号放大特性分析 7.2 双端输入单端输出差动放大电路的特性 7.2.1 基本电路及静态特性 7.2.2 差模小信号放大特性分析 1. 源电压放大倍数由于基极回路是对称性的，静态特性与双端输入电路相同。所以，IBQ和ICQ如式(7.2)和(7.3)所示。由图7-8得到三极管T1和T2的UCEQ分别为: 7.2.2 差模小信号放大特性分析 1. 源电压放大倍数 2. 输入电阻 3. 输出电阻 7.2.3 共模小信号放大特性分析 共模放大倍数AC为 7.3 单端输入双端输出差动放大电路的特性 7.3.1 基本电路及静态特性 由于单端输入、双端输出差动放大电路的直流通路与双端输入、双端输出差动放大电路的相同，所以静态工作点的表达式如式(7.1)～(7.4)所示。 7.3.2 小信号差模、共模放大特性 在RE的影响可以忽略的条件下，单端输入、双端输出差动放大电路的h参数等效电路与双端输入、双端输出差动放大电路的相同。故源电压放大倍数以及输入、输出电阻分别如式(7.7)～(7.9)所示。因为共模放大特性不分单、双端输入，共模信号总是同时加到两个输入端，所以单端输入、双端输出差动放大电路的共模特性与双端输入、双端输出差动放大电路的共模特性相同，当电路完全对称时，共模抑制比CMR为。 7.4 单端输入单端输出差动放大电路的特性单端输入、单端输出差动放大电路图7-15所示。单端输入、单端输出差动放大电路的静态工作特性与双端输入、单端输出差动放大电路的静态工作特性相同。在RE的影响可以忽略的条件下，因为单端输入等效为双端输入，所以单端输入、单端输出差动放大电路的动态特性与双端输入、单端输出差动放大电路的相同，其源电压放大倍数以及输入、输出电阻分别如式(7.22)～(7.24)所示。因为共模放大特性不分单、双端输入，所以单端输入、单端输出差动放大电路的共模特性与双端输入、单端输出差动放大电路的共模特性相同，共模抑制比CMR如式(7.25) 所示。 7.5 有源偏置差动放大电路 典型有源偏置差动放大电路如图7-16所示。 7.5.1 电流镜及其特性 图7-17所示形式的电路，是电流镜电路的基本形式，简称电流镜。在图7-17中，三极管T3的基极与集电极相连，T3工作在临界放大状态。由于两只三极管B-E间电压相等，且特性完全相同，所以它们的基极电流和集电极电流相同，iB3=iB4、iC3=iC4=iB3=iB4。因此，当恒流源I的电流值改变时，T3的基极电流iB3和集电极电流iC3跟着改变，T4的集电极电流iC4＝iC3也要发生相同的变化。因此可见，电路中iC3和iC4始终相等，呈镜像关系，故称此电路为电流镜。 7.5.2 有源偏置差动放大电路的静态特性在图7-16中，令交流输入为0，差动放大三极管T1和T2的基极电阻接地。由于在发射极接有直流电流源，三极管T1和T2的各极受其所控。由于直流电流源的内阻RE非常大，忽略其影响。从而IEQ1＝IEQ2＝IE/2、ICQ1IEQ1、ICQ2IEQ2＝IE/2、IBQ1＝IBQ2＝IEQ/(1+)。对于三极管T1来说，UCEQ1等于B点电位与E点电位之差，所以 T2的集电极电压等于UB/2。因此UCEQ2为 7.5.3 差模小信号放大特性 1. 源电压放大倍数 2. 输入电阻 3. 输出电阻 7.5.4 共模抑制特性当有源偏置差动放大电路的输入为共模信号时，与静态特性类似，由于电路使用了电流镜，使负载电阻RL上无电流流过，从而使共模输出电压uOC为0。此外，差动放大三极管T1和T2的发射极接有直流恒流源，其等效电阻RE非常大，对共模输入信号起强烈的负反馈作用，使共模电压放大倍数也近似为0。因此，有源偏置差动放大电路对共模信号的有非常强烈的抑制能力，共模抑制比CMR＝。 第八章 运算放大器和电压比较器第一节 运算放大器概述 第二节 运算放大器的应用 第三节 电压比较器 8.1 运算放大器概述运算放大器，简称运放，是应用最广泛的一种集成放大器。因为它能完成各种运算而得名，如放大（比例运算）、加、减、积分、微分、对数、指数等。 8.1.1 运算放大器的组成和符号运算放大器采用高性能差动放大电路作为输入级。其目的主要是为了输入电阻高，差模放大倍数大，抑制共模信号的能力强。两个输入端分别称为同相和反相输入端。同相输入端是指此端输入的信号与输出端信号同相变化，反相输入端是指此端输入的信号与输出端信号反相变化。中间放大级是整个运放的主要放大部分，使运放具有很强的放大能力，多采用电流源负载的共射放大电路，其电压放大倍数可达数千倍以上。输出放大级多采用互补对称输出电路，使运放应具有输出电压线性范围宽、输出电阻小(即带负载能力强)、非线性失真小等特性。 8.1.2 直流参数衡量运放特性的参数很多，多达几十种。其中主要的直流参数如下。 1. 开环差模增益：在运放无外加反馈时的差模放大倍数称为开环差模增益，常用分贝(dB)表示。在0频附近，通用型运放开环差模增益通常在105左右，即100dB左右。 2. 共模抑制比：共模抑制比等于差模放大倍数与共模放大倍数之比的绝对值，也常用分贝表示。通用型运放的共模抑制比大于80dB。 3. 最大输出电压：在一定的负载条件下，运放能输出的最大电压峰峰值。运放的最大输出电压主要取决于电源电压，一般与正负电源电压分别相差2～3V。此外，直流参数还有输入失调电压和电流、最大差模和共模输入电压、电源电压抑制比等等。 8.1.3 交流参数运放的主要交流参数如下。 1. 差模输入电阻：运放在输入差模信号时的输入电阻。通常在兆欧的量级。 2. 共模输入电阻：运放在输入共模信号时的输入电阻。运放的共模输入电阻比差模输入电阻要大，通常在百兆欧的量级。 3. 输出电阻：运放在开环时的输出电阻。通常在 4. 开环带宽：运放开环增益下降3dB(即下降到约0.707倍)时的工作频率。由于运放中，三极管、二极管数目很多，因此极间等效电容、分布电容和寄生电容也较多，当信号频率升高时，这些电容的容抗变小，使开环增益随着工作频率的升高而下降。通常运放的开环带宽在几Hz～几十Hz的范围。 5. 0dB带宽：即运放的开环增益下降至0dB(开环增益为1)时的工作频率。通常运放的0dB带宽在几MHz～几十MHz的范围。一般运放特性可等效为一阶低通特性，其频率特性如图8-3所示。 8.1.4 运放的特点及其电路分析方法 1. 特点通过上面的介绍，概括运放的特点主要有如下几个方面。 (1). 开环增益在0频附近很大，因此当工作频率较低时，运放的净输入电压很小。 (2). 运放通频带很窄，可以采用负反馈形式降低放大倍数，展宽通频带，但总得来说，运放不适合用于频率较高的场合。 (3). 运放输入电阻较高，对上一级影响较小。 (4). 运放输出电阻较小，一般情况可以认为输出为理想电压源，尤其是在运放电路引入了电压负反馈，其输出电阻约为0，非常接近理想电压源。 2. 运放组成的电路的分析方法由于运放的上述特点，当满足适当的条件时，运放组成电路的分析方法可以大为简化。概括运放组成电路的分析要点如下。 (1). 电路引入负反馈时，在电路的通频带内即满足深负反馈条件，从而有运放的两个输入端虚短路和虚开路的特性，即运放的净输入电压和电流近似为0。 (2). 在电压负反馈电路中，运放的输出为理想电压源，即运放的输出电压与负载无关。 8.2 运算放大器的应用 8.2.1 运算放大器的放大电路 1. 反相放大电路 2. 同相放大电路 8.2.2 加法运算电路 1. 反相加法器 2. 同相加法器 8.2.3 减法运算电路 输出电压为 8.2.4 积分运算电路 1. 反相积分器 2. 同相积分器 8.2.5 微分运算电路 1. 反相微分器 2. 同相微分器 8.3 电压比较器 8.3.1 基本单限电压比较器 8.3.2 迟回电压比较器在单限比较器中，输入电压在门限电压附近的任何微小变化，都将引起输出电压的变化，产生跃变，这种微小变化有可能来自外部干扰。因此，单限比较器抗干扰能力很差。迟回电压比较器克服了这一缺点。 第九章 正弦波振荡器 第一节 RC正弦波振荡器 第二节 反馈式正弦波振荡器 第三节 三点式正弦波振荡器 9.1 RC正弦波振荡器 9.1.1 RC串并联电路的频率特性 9.1.2 文氏桥振荡器电路振荡的条件为 电路谐振中心频率f0为 9.2 反馈式正弦波振荡器 9.2.1 LC并联电路的频率特性 电路的阻抗为 谐振频率为 Q为品质因数，定义为 电路阻抗的幅频特性和相频特性表达式为 9.2.2 反馈式正弦波振荡器 9.3 三点式正弦波振荡器 9.3.1 电感三点式正弦波振荡器 9.3.2 电容三点式正弦波振荡器第十章 直流电源第一节 概述 第二节 整流、滤波电路 第三节 串联型线性稳压电源 第四节 串联开关型稳压电源 第五节 并联开关型稳压电源 10.1 概述由于交流电便于升压和降压，可以极大地减小了在长距离传输过程中线路上的能量损耗，所以在我国日常电网中所提供的都是标称50Hz、220V三相或单相交流电。而在电子设备中，一般都需要直流低压电源。为此，需要将交流电转换成直流电，直流电源往往成为电子设备中不可缺少的一部分。在电子设备中，所需的直流电能比较小，一般在千瓦以下，但要求电压的稳定性较高。通常对直流电源的要求是：输出电压稳定、纹波小、负载能力强等。 10.2 整流、滤波电路 10.2.1 整流电路 1. 桥式整流电路 10.2.2 滤波电路当整流二极管的输出电压高于电容C两端电压时，在输出的同时给电容充电，当低于电容C两端电压时，电容C放电。如此反复，使输出电压得到了平滑，同时提高了输出电压的平均值。C与R的乘积愈大，输出愈平滑，输出电压的平均值也越大。 10.3 串联型线性稳压电源 10.3.1 串联型线性稳压原理 电路的稳压原理是建立在负反馈原理基础之上的。当输出电压发生变化时，通过电阻R1和R2反映到运放反相输入端（通常称电阻R1和R2为采样电路），而同相输入端的基准电压基本不变，从而输出电压的变化量经过运放放大后，使输出电压向相反的方向变化。由于运放的电压放大倍数很大，电路处于极度的电压深负反馈状态，由电压负反馈电路的特性得到，该电路的输出电阻约为0，可以认为是理想电压源。因此，在一定的（电压和电流）范围之内，不管输入电压u1如何变动，还是负载电阻RL发生了什么变化，输出电压都很稳定。 10.3.2 串联型线性稳压电源 10.4 串联开关型稳压电源 10.4.1 能量转换基本原理整流滤波后的电压U1作为输入电压。在开始时，受控开关K1接通，开关K2断开，输入电压U1通过电感L输出，得到输出电压Uo，同时给电感L和电容C充电，在电感L上产生电压UL，其极性为左正右负，如图10-10(a)所示；过一段时间后，受控开关K1断开，开关K2接通，由电感的特性，电感L上产生反向电动势，电感L上电压UL的极性为左负右正，与电容C一起放电，维持输出电压Uo，如图10-10(b)所示。如此反复，得到基本稳定的输出电压。 10.4.2 串联开关型稳压电路 1. 电路组成 2. 稳压原理当输出电压Uo升高时，取样电压u1增大，与基准电压之差u1－UZ增大，运放A1的输出uA减小，即门限电压降低，比较器A2的输出电压uB为低电平的时间T0ff加长，高电平时间Ton缩短，调整管基极控制脉冲的占空比k减小，由式(10.5)，使输出电压Uo降低，输出电压得到稳定。 10.5 并联开关型稳压电源 10.5.1 能量转换基本原理 整流滤波后的电压U1作为输入电压。在开始时，受控开关K1接通，开关K2断开，输入电压U1给电感L充电，在电感L上产生电压UL，其极性为左正右负，如图10-13(a)所示，同时，电容C放电，维持输出电压Uo；过一段时间后，受控开关K1断开，开关K2接通，由电感的特性，电感L上产生反向电动势，电感L上电压UL的极性为左负右正，输入电压U1加上电感L上电压UL一起输出，同时给电容C充电，并维持输出电压Uo。 10.5.2 能量转换基本原理 串联开关型稳压电路
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