中職電子技術(shù)基礎(chǔ)

1、會(huì)計(jì)學(xué)1中職電子技術(shù)基礎(chǔ)中職電子技術(shù)基礎(chǔ)第1頁/共108頁1 11 1 半導(dǎo)體的基本知識(shí)半導(dǎo)體的基本知識(shí)一、半導(dǎo)體的基本概念物質(zhì)按照導(dǎo)電能力分為：導(dǎo)體：容易導(dǎo)電絕緣體：不導(dǎo)電半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能隨條件變化影響半導(dǎo)體導(dǎo)電性能（電阻值）的常見條件因素有：1、溫度：稱熱敏特性，電阻值隨溫度變化。2、光照：稱光敏特性，電阻值隨亮度變化。3、雜質(zhì)：稱摻雜特性，電阻值隨摻入的微量元素顯著變化。嵌入式消毒碗柜電子溫度計(jì)電子體溫計(jì)溫度顯示窗溫度顯示窗熱敏電阻熱敏電阻 聲光控開關(guān)（樓梯燈開關(guān)） 在夜晚，人上樓梯發(fā)出的腳步聲會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮樓梯燈；在白天，哪怕使勁跺腳發(fā)出巨大聲響，樓梯燈還是不會(huì)點(diǎn)亮，為什么？ 開關(guān)面板上的

2、窗口有什么作用？光控?zé)魧?shí)驗(yàn)電路（上屆學(xué)生作品）光控?zé)魧?shí)驗(yàn)電路（上屆學(xué)生作品）光敏電阻紅外接收管光電二極管第2頁/共108頁雜質(zhì)半導(dǎo)體和PN結(jié) 純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體，一般由硅(Si)或鍺(Ge)兩種材料制造。它們都是四價(jià)元素，導(dǎo)電能力微弱，沒有實(shí)用價(jià)值。 但是本征半導(dǎo)體中摻入微量元素后，導(dǎo)電能力顯著改變，按照摻入雜質(zhì)的不同，分為以下兩種：P 型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體內(nèi)摻入少量三價(jià)元素雜質(zhì)（如硼）形成。N 型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體內(nèi)摻入少量五價(jià)元素雜質(zhì)（如磷）形成。PN P 型半導(dǎo)體或者N 型半導(dǎo)體雖然具備導(dǎo)電能力，但單純的一塊P 型半導(dǎo)體或者一塊N型半導(dǎo)體還是沒有實(shí)用價(jià)值。把P型半導(dǎo)體和N型半

3、導(dǎo)體結(jié)合到一塊，交界處形成一個(gè)很特殊的薄層，稱為PN結(jié)，有特殊的導(dǎo)電性能，這是制造半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。 把這個(gè)PN結(jié)用管殼封裝成一體、并分別從P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體各引一個(gè)電極出來，這樣構(gòu)成的器件叫二極管，因此，PN結(jié)的導(dǎo)電特性可用二極管的實(shí)驗(yàn)來導(dǎo)出。 二極管的符號(hào)二極管的典型外觀負(fù)極標(biāo)志 第3頁/共108頁P(yáng)N結(jié)（即二極管）的基本特性實(shí)驗(yàn)一：請(qǐng)2位同學(xué)上臺(tái)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)的演示實(shí)驗(yàn)電路圖：實(shí)驗(yàn)設(shè)備如下： 12V蓄電池 12V燈泡 連接線若干 二極管燈泡亮嗎？燈泡亮嗎？再把二極管反再把二極管反過來接試試看過來接試試看請(qǐng)分析得出什么結(jié)論？請(qǐng)分析得出什么結(jié)論？第4頁/共108頁P(yáng)N結(jié)（即二極管）的基本特

4、性實(shí)驗(yàn)結(jié)論：PNPN結(jié)具有單向?qū)щ娦越Y(jié)具有單向?qū)щ娦訮N 電流只能單個(gè)方向流過PN結(jié)，只能由P區(qū)流向N區(qū)，即從二極管正極流向負(fù)極。正向偏置導(dǎo)通； 反向偏置截止第5頁/共108頁1 12 2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管二極管的種類(1）按材料分: 有硅二極管,鍺二極管和砷化鎵二極 管等。 (2）按結(jié)構(gòu)分: 根據(jù)PN結(jié)面積大小,有點(diǎn)接觸型、面 接觸型二極管。(3）按用途分: 有整流、穩(wěn)壓、開關(guān)、發(fā)光、光電、 變?nèi)?、阻尼等二極管。(4）按封裝形式分:有塑封、玻璃封及金屬封裝等。(5）按功率分:有大功率、中功率及小功率等二極管。第6頁/共108頁常見各種類型二極管的外觀塑料封裝整流管玻璃封裝穩(wěn)壓/普通管

5、金屬封裝大功率管發(fā)光二極管貼片二極管快恢復(fù)二極管半橋整流堆（復(fù)合2只）橋式整流堆（復(fù)合4只） 由圖可見二極管型號(hào)比較多樣，如今很少廠家按書本提到的命名方法定型號(hào)，有興趣同學(xué)自己參考一下課本。第7頁/共108頁實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)二：1 1、按下圖連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備、按下圖連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備限流電阻限流電阻數(shù)字萬用表（電流表）數(shù)字萬用表（電流表）數(shù)顯可調(diào)穩(wěn)壓電源數(shù)顯可調(diào)穩(wěn)壓電源二極管二極管輸出電壓（V）電流讀數(shù) (mA)2 2、記錄在不同電壓時(shí)的電流表讀數(shù)，填入下表：、記錄在不同電壓時(shí)的電流表讀數(shù)，填入下表：3 3、按照下表繪出電壓電流的關(guān)系圖（坐標(biāo)）、按照下表繪出電壓電流的關(guān)系圖（坐標(biāo)）U(V)U(V)I(mA)

6、I(mA)0 00.40.60.8二極管的正向伏安特性圖二極管的正向伏安特性圖4 4、總結(jié)實(shí)驗(yàn)，由圖可見：、總結(jié)實(shí)驗(yàn)，由圖可見：（1 1）、小于）、小于0.5V0.5V時(shí)時(shí)I I很小，二極管截止，稱很小，二極管截止，稱0.5V0.5V為死區(qū)電壓為死區(qū)電壓（2 2）、達(dá)）、達(dá)0.7V0.7V時(shí)時(shí)I I急劇增大，二極管導(dǎo)通，稱急劇增大，二極管導(dǎo)通，稱0.7V0.7V為導(dǎo)通電壓為導(dǎo)通電壓第8頁/共108頁7 7、總結(jié)實(shí)驗(yàn)，由圖可見：、總結(jié)實(shí)驗(yàn)，由圖可見：（1 1）、反向電壓小于某個(gè)電壓值時(shí)）、反向電壓小于某個(gè)電壓值時(shí)I I很小，二極管截止。很小，二極管截止。（2 2）、反向電壓達(dá)到某個(gè)電壓值時(shí)）、反

7、向電壓達(dá)到某個(gè)電壓值時(shí)I I急劇增大，二極管擊穿。急劇增大，二極管擊穿。（3 3）、反向電壓達(dá)到擊穿電壓后，時(shí)間一長(zhǎng)二極管將會(huì)燒毀。）、反向電壓達(dá)到擊穿電壓后，時(shí)間一長(zhǎng)二極管將會(huì)燒毀。6 6、按照下表繪出電壓電流的關(guān)系圖（坐標(biāo)）、按照下表繪出電壓電流的關(guān)系圖（坐標(biāo)）U(V)U(V)I(mA)I(mA)0 0二極管的反向伏安特性圖二極管的反向伏安特性圖現(xiàn)在將二極管極性調(diào)轉(zhuǎn)連接，測(cè)試其反向伏安特性現(xiàn)在將二極管極性調(diào)轉(zhuǎn)連接，測(cè)試其反向伏安特性5 5、按照下表緩慢增大穩(wěn)壓電源的輸出電壓，直到電流表讀數(shù)顯著增大為止、按照下表緩慢增大穩(wěn)壓電源的輸出電壓，直到電流表讀數(shù)顯著增大為止輸出電壓（輸出電壓（V V

8、）電流讀數(shù)電流讀數(shù) (mA)(mA)10 20 30 4010 20 30 40 50 50 60 70 80 60 70 80 90 90 100100 110110 120120擊穿電壓擊穿電壓 現(xiàn)在把二極管換成鍺管現(xiàn)在把二極管換成鍺管2AP42AP4再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，并歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果，看看與之前硅管有何不同。并歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果，看看與之前硅管有何不同。鍺管的死區(qū)電壓為鍺管的死區(qū)電壓為0.2V0.2V，導(dǎo)通電壓為，導(dǎo)通電壓為0.3V0.3V第9頁/共108頁半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)1. 最大整流電流IF2. 最大反向工作電壓 URM3. 反向飽和電流 IR 例例 1 11 11 1、

9、若、若V V為硅管，為硅管，ABAB兩端電壓為多少？?jī)啥穗妷簽槎嗌伲? 2、若、若V V為鍺管，為鍺管，ABAB兩端電壓為多少？?jī)啥穗妷簽槎嗌伲? 3、若、若V V為理想二極管，為理想二極管，ABAB兩端電壓為多少？?jī)啥穗妷簽槎嗌伲? 4、若將二極管、若將二極管V V反接，反接，ABAB兩端電壓為多少？?jī)啥穗妷簽槎嗌?？?0頁/共108頁二極管的檢測(cè)二極管的檢測(cè)檢測(cè)依據(jù)：檢測(cè)依據(jù)：二極管的單向?qū)щ娦?？正向偏置：阻值很?。▽?dǎo)通）反向偏置：阻值很大（截止）即 可見，我們可以用萬用表電阻檔檢測(cè)可見，我們可以用萬用表電阻檔檢測(cè)二極管的正反向阻值來判斷二極管性能。二極管的正反向阻值來判斷二極管性能。1

10、 1、調(diào)零、調(diào)零 選擇選擇R100檔位，將兩支表筆短路，檔位，將兩支表筆短路，調(diào)節(jié)萬用表的調(diào)零旋鈕使指針擺到最右邊調(diào)節(jié)萬用表的調(diào)零旋鈕使指針擺到最右邊指著指著0的位置。的位置。調(diào)零旋鈕第11頁/共108頁二極管的檢測(cè)二極管的檢測(cè)2 2、測(cè)量正向電阻、測(cè)量正向電阻. .對(duì)于指針式萬用表，黑表筆連接著萬用表對(duì)于指針式萬用表，黑表筆連接著萬用表內(nèi)部電池的正極，所以是黑表筆流出電流，因此測(cè)正向電阻時(shí)內(nèi)部電池的正極，所以是黑表筆流出電流，因此測(cè)正向電阻時(shí)黑表筆接二極管的正極，如圖黑表筆接二極管的正極，如圖正常的二極管正向電阻值較小，指針擺幅大正常的二極管正向電阻值較小，指針擺幅大3 3、測(cè)量反向電阻、測(cè)

11、量反向電阻. .測(cè)反向電阻時(shí)紅表筆接二極管的正極，如測(cè)反向電阻時(shí)紅表筆接二極管的正極，如圖圖正常的二極管反向電阻值很大，指針不擺動(dòng)正常的二極管反向電阻值很大，指針不擺動(dòng)第12頁/共108頁 作作 業(yè)業(yè)P 9 1、2、3、4、5、6第13頁/共108頁2 21 1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管一、半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和類型 1、結(jié)構(gòu)和符號(hào)（1）、NPN結(jié)構(gòu)三極管PNN集電極（集電極（c c）發(fā)射極（發(fā)射極（e e）基極（基極（b b）3 3塊半導(dǎo)體區(qū)塊半導(dǎo)體區(qū)集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)2 2個(gè)個(gè)PNPN結(jié)結(jié)3 3個(gè)電極個(gè)電極2 2個(gè)個(gè)PNPN結(jié)結(jié)注意：這注意：這3 3塊半導(dǎo)體和塊半導(dǎo)體和2 2個(gè)個(gè)

12、PNPN結(jié)的工藝特殊，所以：結(jié)的工藝特殊，所以：（1 1）、不能簡(jiǎn)單理解成）、不能簡(jiǎn)單理解成2 2個(gè)二極管的反向串聯(lián)個(gè)二極管的反向串聯(lián)（2 2）、集電結(jié)和發(fā)射結(jié)不能互換使用。）、集電結(jié)和發(fā)射結(jié)不能互換使用。發(fā)射結(jié)的電流方向第14頁/共108頁2 21 1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管一、半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和類型 1、結(jié)構(gòu)和符號(hào)（1）、NPN結(jié)構(gòu)三極管PN集電極（集電極（c c）發(fā)射極（發(fā)射極（e e）基極（基極（b b）集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)P（2）、PNP結(jié)構(gòu)三極管發(fā)射結(jié)的電流方向第15頁/共108頁2、三極管的類型三極管的種類很多, 有下列常見的分類形式：(1) 按其結(jié)構(gòu)類型分為NPN

13、管和PNP管; (2) 按其制作的半導(dǎo)體材料分為硅管和鍺管; (3) 按工作頻率分為高頻管和低頻管; (4) 按功率分為小功率、中功率、大功率管。小功率三極管小功率三極管國(guó)產(chǎn)塑封 日本、美國(guó)生產(chǎn)bceb cebcebcec極性標(biāo)志貼片安裝三極管金屬封裝三極管b c e 中功率三極管中功率三極管b c ebce安裝散熱器的螺絲孔塑料封裝中功率三極管鋁合金板散熱器b c e 大功率三極管大功率三極管bcebe塑料封裝大功率三極管塑料封裝大功率三極管c金屬封裝大功率三極管金屬封裝大功率三極管安裝散熱器的螺絲孔鋁合金板散熱器安裝散熱器的螺絲孔同時(shí)兼作C 極引出腳三極管的型號(hào)命名方法 三極管型號(hào)多樣，實(shí)

14、際上廠家在生產(chǎn)三極管時(shí)很少按照書本的命名方法去定型號(hào)，該內(nèi)容請(qǐng)課后自行參考書本。第16頁/共108頁二、三極管的放大作用實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：1 1、按下圖連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備、按下圖連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備I IbI IcI Ie數(shù)字萬用表（電流表）數(shù)字萬用表（電流表）檢測(cè)檢測(cè) B B 極電流極電流 I Ib數(shù)顯可調(diào)穩(wěn)壓電源數(shù)顯可調(diào)穩(wěn)壓電源數(shù)顯可調(diào)穩(wěn)壓電源數(shù)顯可調(diào)穩(wěn)壓電源變阻器變阻器數(shù)字萬用表（電流表）數(shù)字萬用表（電流表）檢測(cè)檢測(cè) E E 極電流極電流 IeIe數(shù)字萬用表（電流表）數(shù)字萬用表（電流表）檢測(cè)檢測(cè) C C 極電流極電流 IcIc2 2、調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié) Rb （滑動(dòng)變阻器）（滑動(dòng)變阻器） 6 6次次使得使得

15、 I I b 分別如下表，記錄相應(yīng)的分別如下表，記錄相應(yīng)的I Ic 和和I Ie 讀數(shù)讀數(shù)序號(hào)序號(hào)項(xiàng)目項(xiàng)目1 2 3 4 5 60 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05I Ib ( (mA) )I Ic ( (mA) )I Ie ( (mA) )3、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論（1）、）、I Ib、I Ic、I Ie 三者之間有什么關(guān)系？三者之間有什么關(guān)系？（2）、）、I Ib 和和I Ic 兩者之間有什么關(guān)系？?jī)烧咧g有什么關(guān)系？（3）、）、I Ic 和和I Ie 兩者之間有什么關(guān)系？?jī)烧咧g有什么關(guān)系？（1）、）、I Ic I Ie I Ib （2）、

16、每次實(shí)驗(yàn)）、每次實(shí)驗(yàn) I Ic 和和I Ib 兩者的比值都相等兩者的比值都相等 即：即： I Ic I Ib （稱放大倍數(shù)）稱放大倍數(shù)）（3）、）、I Ie I Ib I Ic （1 ）I Ib 可見，三極管要實(shí)現(xiàn)放大作用的外部條件可見，三極管要實(shí)現(xiàn)放大作用的外部條件是：發(fā)射結(jié)正向偏置是：發(fā)射結(jié)正向偏置, , 集電結(jié)反向偏置。集電結(jié)反向偏置。 現(xiàn)在把三極管換成現(xiàn)在把三極管換成PNPPNP型的再做一次實(shí)驗(yàn)，型的再做一次實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)注意請(qǐng)注意PNPPNP型管應(yīng)該如何接線。型管應(yīng)該如何接線。第17頁/共108頁 最后請(qǐng)大家把 E 極的電流表去掉，并將 B 極和 C 極的數(shù)字電流表換成指針式的 uA 表和

17、 mA 表，然后來回調(diào)節(jié)變阻器，不用記錄任何數(shù)據(jù)，只要觀察兩個(gè)表的變化規(guī)律，更直觀地來體會(huì)一下三極管的電流放大作用。 I IB只要有幾十微安的變只要有幾十微安的變化，就會(huì)引起化，就會(huì)引起I IC有幾十毫安有幾十毫安的同方向變化，變化量被擴(kuò)的同方向變化，變化量被擴(kuò)大了千多倍。大了千多倍。I IbI Ic二、三極管的放大作用第18頁/共108頁三、三極管的特性曲線I IbI IcI Iec cN輸入回路輸入回路 輸出回路輸出回路 1、輸入特性Ne eb bPI Ib 從輸入回路看Ib只跟一個(gè)發(fā)射結(jié)有關(guān)，與集電結(jié)沒關(guān)，所以等效成了一個(gè)二極管，b極相當(dāng)二極管的正極，e極相當(dāng)負(fù)極，因此三極管的輸入特性就

18、是二極管的伏安特性。U Ube(V)(V)I Ib(uA)(uA)0 00.40.60.8三極管的輸入特性圖三極管的輸入特性圖（二極管正向伏安特性圖）（二極管正向伏安特性圖）實(shí)際上輸入特性曲線與C、E極之間電壓有一定關(guān)系，如果在C、E極之間加上大于1V電壓，輸入特性曲線略微右移一點(diǎn)第19頁/共108頁三、三極管的特性曲線 2、輸出特性c cNNe eb bPI IbI Ic 從輸出回路看Ic與發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均有關(guān)系，所以三極管的輸出特性就比較復(fù)雜，即要反映Ic和Ube的關(guān)系，又要反映Ic和Ib的關(guān)系。I IbI IcI Ie輸入回路輸入回路 輸出回路輸出回路（1）截止區(qū)：IB0,三極管截止，I

19、C接近0，CE極之間相當(dāng)開路（2）放大區(qū)：IC受IB的控制，即有ICIB （3）飽和區(qū)：UCE很小(0.3V)，CE之間相當(dāng)短路，IC很大且不受IB控制 用三極管做放大器時(shí)要避免三極管工作在截止區(qū)或飽和區(qū)。 用三極管做開關(guān)用途時(shí)，飽和區(qū)為開關(guān)通態(tài)，截止區(qū)為開關(guān)斷態(tài)。要避免三極管工作在放大區(qū)。截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏（或零偏），集電結(jié)反偏。放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。判斷依據(jù)第20頁/共108頁例 21 判斷下面三極管的工作狀態(tài)截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏（或零偏），集電結(jié)反偏。放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。判斷依據(jù)第21頁/共108頁四

20、、三極管的主要參數(shù) 三極管的參數(shù)是用來表征其性能和適用范圍的,也是評(píng)價(jià)三極管質(zhì)量以及選擇三極管的依據(jù)。常用的主要參數(shù)有: （1）電流放大系數(shù)：hfe、（2）反向飽和電流ICBO （3）穿透電流ICEO （4）集電極最大允許電流ICM（5）集電極發(fā)射極間的擊穿電壓U（BR）CEO （6）集電極最大耗散功率PCM第22頁/共108頁五、三極管的識(shí)別與檢測(cè) 很多資料、教材、包括我們的課本都會(huì)教我們用萬用表去判斷三極管的管型（NPN或PNP）、引腳極性（區(qū)分哪個(gè)是B/C/E極）、以及放大系數(shù)等等，在早期，三極管的外觀和引腳排列多樣化，這些測(cè)試方法普遍讓初學(xué)者難以承受，如今三極管的外形和引腳排列日趨標(biāo)準(zhǔn)

21、化、單一化，給測(cè)試帶來很大方便，測(cè)試時(shí)記住如下幾點(diǎn)，一般即可滿足實(shí)際需要。1、記住三極管的兩種結(jié)構(gòu)c cNNe eb bPb bNe ePc cNPb be ec c 測(cè)試時(shí)，一個(gè)測(cè)試時(shí)，一個(gè)PNPPNP三極管等效成兩個(gè)二極管，電流能三極管等效成兩個(gè)二極管，電流能從從B B流向流向C C或或E E，即黑表筆（機(jī)械表）接，即黑表筆（機(jī)械表）接B B極、紅表筆接極、紅表筆接C C或或E E極時(shí)導(dǎo)通，其它任何接法都截止。極時(shí)導(dǎo)通，其它任何接法都截止。c cNe eb bPPe ec cb b 測(cè)試時(shí)，一個(gè)測(cè)試時(shí)，一個(gè)PNPPNP三極管等效成兩個(gè)二極管，電流能三極管等效成兩個(gè)二極管，電流能從從C C或

22、或E E流向流向B B，即紅表筆（機(jī)械表）接，即紅表筆（機(jī)械表）接B B極、黑表筆接極、黑表筆接C C或或E E極時(shí)導(dǎo)通，其它任何接法都截止。極時(shí)導(dǎo)通，其它任何接法都截止。把一個(gè)三極管看作兩個(gè)二極管，能測(cè)出把一個(gè)三極管看作兩個(gè)二極管，能測(cè)出B B極并確定管型，極并確定管型，還能判斷兩個(gè)還能判斷兩個(gè)PNPN結(jié)是否正常，從而確定三極管的性能。結(jié)是否正常，從而確定三極管的性能。2、記住三極管的幾種封裝規(guī)律 對(duì)于常見的小功率塑封三極管，多數(shù)這兩種可能，一般國(guó)產(chǎn)管B極在中間，進(jìn)口管b極在右邊。b cebceb c eb ceb c eb c e對(duì)于中、大功率塑封三極管，排列都相同如右bce金屬封裝大功率

23、管引腳排列 記住這幾種排列規(guī)律，在記住這幾種排列規(guī)律，在確定確定B B極和管型后，可不必再極和管型后，可不必再通過測(cè)試去判斷通過測(cè)試去判斷C C、E E極。極。第23頁/共108頁 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié) 各小組同學(xué)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)提供的各種三極管進(jìn)行各小組同學(xué)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)提供的各種三極管進(jìn)行檢測(cè)，分清引腳排列、管型、并說明三極管的檢測(cè)，分清引腳排列、管型、并說明三極管的性能好壞。性能好壞。 作作 業(yè)業(yè)P 52 1、2、3、4、5、6第24頁/共108頁2 22 2 共射極基本放大電路共射極基本放大電路一、放大電路概述一、放大電路概述放大器DVD音箱信號(hào)源信號(hào)源 放大電路放大電路 負(fù)載負(fù)載 所謂放大,從表面上看是將

24、信號(hào)由小變大,實(shí)質(zhì)上,放大的過程是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的過程。 三極管有三個(gè)電極, 在電路中可有三種不同的連接方式（或稱三種組態(tài)）,即共(發(fā))射極接法、共集電極接法和共基極接法。這三種接法分別以發(fā)射極、集電極、基極作為輸入回路和輸出回路的公共端,而構(gòu)成不同的放大電路,如下圖所示。第25頁/共108頁二、共射極基本放大電路的組成及工作原理二、共射極基本放大電路的組成及工作原理1 1、組成及各元件的作用、組成及各元件的作用輸入端，接信號(hào)源輸出端，負(fù)載電阻電源端，單電源使用大致情況大致情況發(fā)射極是輸入輸出的公共點(diǎn)輸入耦合電容，通交流隔直流，既完成信號(hào)的傳遞，又避免了與信號(hào)源的相互影響。輸出耦合電容，通交流隔

25、直流，既完成信號(hào)的傳遞，又避免了與負(fù)載的相互影響?；鶚O偏置電阻，為基極提供合適的偏置，使三極管工作在放大區(qū)域，避免輸入信號(hào)小于死區(qū)電壓（0.5V）時(shí)管子截止失去放大作用集電極負(fù)載電阻，將C極電流轉(zhuǎn)換為C極電壓輸出，并影響電壓放大倍數(shù)直流電源，為三極管提供偏置，也為負(fù)載提供能源三極管，根據(jù)輸入信號(hào)的變化規(guī)律，控制電源向負(fù)載提供變化的電流，使負(fù)載獲得放大了的電壓或者功率，實(shí)現(xiàn)放大功能。第26頁/共108頁2 2、電壓、電流的符號(hào)與方向規(guī)定、電壓、電流的符號(hào)與方向規(guī)定(1)直流分量：用大寫字母和大寫下標(biāo)表示。如IB表示基極的直流電流。(2)交流分量：用小寫字母和小寫下標(biāo)表示。如ib表示基極的交流電流

26、。 (3)總變化量：是直流分量和交流分量之和,即交流疊加在直流上,用小 寫字母和大寫下標(biāo)表示。如iB表示基極電流總的瞬時(shí)值, 其數(shù)值為iB=IB+ib。 (4)交流有效值：用大寫字母和小寫下標(biāo)表示。如Ib表示基極的正弦交 流電流的有效值。直流電直流電 交流電交流電 交直流疊加量交直流疊加量第27頁/共108頁3 3、靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置、靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置這是我們前面提到的共射基本放大電路這是我們前面提到的共射基本放大電路現(xiàn)在我們把基極電阻斷開不要，看看現(xiàn)在我們把基極電阻斷開不要，看看1 V 1 V 0 0 思考：該電路能否把輸入的波形不思考：該電路能否把輸入的波形不 失真地放大成右邊波形輸出？失真地放

27、大成右邊波形輸出？事實(shí)上只有輸入信號(hào)中事實(shí)上只有輸入信號(hào)中 0.5V0.5V的那小的那小部分能得到放大，大部分部分能得到放大，大部分0.5V0.5V和負(fù)半和負(fù)半周信號(hào)都沒有放大輸出，為什么？周信號(hào)都沒有放大輸出，為什么？很多實(shí)際情況是輸入信號(hào)都很微弱，例如很多實(shí)際情況是輸入信號(hào)都很微弱，例如 0.1V Ui i r rbebe時(shí)時(shí))()(26)1 (mVmVIrrEQbbbebRrCo （2 2）、輸出電阻）、輸出電阻r ro o 在圖中在圖中, ,根據(jù)戴維南定理可得根據(jù)戴維南定理可得（3）、電壓放大倍數(shù) 1）、有載電壓放大倍數(shù)Au。 RiRiuLbLcobriuRRRbebiLCL/rRri

28、RiAbeLbebLbubb式中負(fù)號(hào)表示輸入輸出反相 2 2）、求空載電壓放大倍數(shù)）、求空載電壓放大倍數(shù)A Au u 即不接負(fù)載即不接負(fù)載R RL L, ,R RL LRRRRCLCL/rRAbeCLbRRLC)/(RRRLCL第31頁/共108頁2 23 3 分壓式射極偏置電路分壓式射極偏置電路這是上節(jié)課學(xué)習(xí)的固定偏置放大電路這是上節(jié)課學(xué)習(xí)的固定偏置放大電路RUUIbBEQCCBQIIBQCQbRIUUCCQCCCEQTUBEQI IBQI ICQUCEQ溫度會(huì)影響三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)溫度會(huì)影響三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)如圖增加兩個(gè)電阻，構(gòu)成分壓式放大電路如圖增加兩個(gè)電阻，構(gòu)成分壓式放大電路RUUIU

29、RRRUEBEBQEQCCbbbBQ212)(RRIUUIIIIecCQCCCEQCQBQEQCQb(1) 靜態(tài)工作點(diǎn)的估算 都是不隨溫度變化的定值(2) 自動(dòng)穩(wěn)定Q點(diǎn) TUBEQI IBQI ICQI IEQI ICQ動(dòng)態(tài)參數(shù)的估算公式與固定偏置動(dòng)態(tài)參數(shù)的估算公式與固定偏置相同，但其中的相同，但其中的RBRBRB1 RB2RB1 RB2第32頁/共108頁2 24 4 多級(jí)放大器多級(jí)放大器 前面講過的基本放大電路,其電壓放大倍數(shù)一般只能達(dá)到幾十幾百。然而在實(shí)際工作中,放大電路所得到的輸入信號(hào)往往都非常微弱（例如話筒）,要將其放大到能推動(dòng)負(fù)載（例如音箱）工作的程度,僅通過單級(jí)放大電路放大,達(dá)不

30、到實(shí)際要求,則必須通過多個(gè)單級(jí)放大電路連續(xù)多次放大,才可滿足實(shí)際要求。 多級(jí)放大電路的組成 多級(jí)放大電路的組成可用下圖所示的框圖來表示。其中,輸入級(jí)與中間級(jí)的主要作用是實(shí)現(xiàn)電壓放大，輸出級(jí)的主要作用是功率放大,以推動(dòng)負(fù)載工作。信號(hào)源輸入級(jí)輸出級(jí)中間級(jí)負(fù)載多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路 一多級(jí)放大電路的耦合方式 多級(jí)放大電路是由兩級(jí)或兩級(jí)以上的單級(jí)放大電路連接而成的。在多級(jí)放大電路中,我們把級(jí)與級(jí)之間的連接方式稱為耦合方式。級(jí)與級(jí)之間耦合時(shí),必須滿足: (1) 耦合后,各級(jí)電路仍具有合適的靜態(tài)工作點(diǎn); (2) 保證信號(hào)在級(jí)與級(jí)之間能夠順利地傳輸過去; (3) 耦合后, 電路性能指標(biāo)必須滿足實(shí)際要求。

31、為了滿足上述要求,一般常用的耦合方式有:阻容耦合、直接耦合、變壓器耦合、光電耦合。第33頁/共108頁2 24 4 多級(jí)放大器多級(jí)放大器 1、阻容耦合 我們把級(jí)與級(jí)之間通過電容連接的方式稱為阻容耦合方式。電路如圖。 電容具有“隔直”作用,所以各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立,互不影響。這給放大電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來了很大的方便。此外,還具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。信號(hào)源 第 1 級(jí) 第 2 級(jí) 負(fù)載 電容對(duì)交流信號(hào)具有一定的容抗,信號(hào)傳輸過程中,會(huì)受到一定衰減。尤其對(duì)于變化緩慢的信號(hào)容抗很大, 此外,在集成電路中,制造大容量的電容很困難,所以這種耦合方式下的多級(jí)放大電路不便于集成。第34頁/共1

32、08頁2 24 4 多級(jí)放大器多級(jí)放大器 2、變壓器耦合 我們把級(jí)與級(jí)之間通過變壓器連接的方式稱為變壓器耦合方式。電路如圖。請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)這種耦合方式的優(yōu)缺點(diǎn)第35頁/共108頁2 24 4 多級(jí)放大器多級(jí)放大器 3、直接耦合 我們把級(jí)與級(jí)之間用導(dǎo)線直接連通的方式稱為直接耦合方式。電路如圖。 優(yōu)點(diǎn):既可以放大交流信號(hào),也可以放大直流和變化非常緩慢的信號(hào);電路簡(jiǎn)單,便于集成,所以集成電路中多采用這種耦合方式。 缺點(diǎn):存在著各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互牽制和零點(diǎn)漂移這兩個(gè)問題。第36頁/共108頁2 24 4 多級(jí)放大器多級(jí)放大器 4、光電耦合級(jí)與級(jí)之間用光電耦合器連通，光電耦合器結(jié)構(gòu)如下：(a)(a)、LE

33、D + LED + 光敏電阻；光敏電阻； (b)(b)、LED + LED + 光電二極管光電二極管(c)(c)、LED + LED + 光電三極管光電三極管; (d); (d)、LED + LED + 光電池光電池 原理是以光信號(hào)作為媒體將輸入的電信號(hào)傳送給后級(jí),實(shí)現(xiàn)了“電光電”的轉(zhuǎn)換與傳遞。前后級(jí)的隔離度很高。第37頁/共108頁 1電壓放大倍數(shù) 根據(jù)電壓放大倍數(shù)的定義式uuAiou由于由于uAuiuo22uuoii2uAuiuo11故故AAuuAuuiou21因此可推廣到因此可推廣到n級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)為級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)為AAAAunuuu.21 二、多級(jí)放大器近似估算 2

34、輸入電阻 多級(jí)放大電路的輸入電阻,就是輸入級(jí)的輸入電阻。計(jì)算時(shí)要注意:當(dāng)輸入級(jí)為共集電極放大電路時(shí),要考慮第二級(jí)的輸入電阻作為前級(jí)負(fù)載時(shí)對(duì)輸入電阻的影響。 3輸出電阻 多級(jí)放大電路的輸出電阻就是輸出級(jí)的輸出電阻。計(jì)算時(shí)要注意:當(dāng)輸出級(jí)為共集電極放大電路時(shí),要考慮其前級(jí)對(duì)輸出電阻的影響。第38頁/共108頁2 25 5 負(fù)反饋放大電路負(fù)反饋放大電路一、反饋的基本概念 1、反饋的定義 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)）,反向送回到輸入端,來影響原輸入量（電壓或電流）的過程稱為反饋。 有反饋的放大電路稱為反饋放大電路,其組成如圖所示 2、反饋極性（正、負(fù)

35、反饋） 在反饋放大電路中,反饋量使放大器凈輸入量得到增強(qiáng)的反饋稱為正反饋,使凈輸入量減弱的反饋稱為負(fù)反饋。通常采用“瞬時(shí)極性法”來區(qū)別是正反饋還是負(fù)反饋,具體方法如下: (1）假設(shè)輸入信號(hào)某一瞬時(shí)的極性。 (2）根據(jù)輸入與輸出信號(hào)的相位關(guān)系,確定輸出信號(hào)和反饋 信號(hào)的瞬時(shí)極性。 (3）根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的連接情況,分析凈輸入量的變化,如果反饋信號(hào)使凈輸入量增強(qiáng)即為正反饋,反之為負(fù)反饋增大增大正反饋正反饋減少減少負(fù)反饋負(fù)反饋第39頁/共108頁一、反饋的基本概念 3、反饋在輸出端的取樣方式 從輸出端看,若反饋信號(hào)取自輸出電壓,則為電壓反饋；若取自輸出電流,則為電流反饋。 (1）電壓反饋。 在

36、判斷電壓反饋時(shí),根據(jù)電壓反饋的定義反饋信號(hào)與輸出電壓成比例,可以假設(shè)將負(fù)載RL兩端短路（uo=0,但io0）,判斷反饋量是否為零,如果是零,就是電壓反饋。 電壓反饋的重要特性是能穩(wěn)定輸出電壓。無論反饋信號(hào)是以何種方式引回到輸入端,實(shí)際上都是利用輸出電壓本身通過反饋網(wǎng)絡(luò)來對(duì)放大電路起自動(dòng)調(diào)整作用的,這是電壓反饋的實(shí)質(zhì)。 例如：負(fù)載電阻增加引起uo的增加,則電路的自動(dòng)調(diào)節(jié)過程如下: uo uf uid uo （2）、電流反饋 在判斷電流反饋時(shí),根據(jù)電流反饋的定義反饋信號(hào)與輸出電流成比例,可以假設(shè)將負(fù)載RL兩端開路（io=0,但uo0）,判斷反饋量是零,就是電流反饋。 RL開路 io=0 if =0

37、 uf=0。 電流反饋的重要特點(diǎn)是能穩(wěn)定輸出電流。無論反饋信號(hào)是以何種方式引回到輸入端,實(shí)際都是利用輸出電流io本身通過反饋網(wǎng)絡(luò)來對(duì)放大器起自動(dòng)調(diào)整作用的,這就是電流反饋的實(shí)質(zhì)。 4、反饋在輸入端的連接方式 反饋網(wǎng)絡(luò)的出口與信號(hào)源串聯(lián), 稱為串聯(lián)反饋。反饋網(wǎng)絡(luò)的出口與信號(hào)源并聯(lián),因此稱為并聯(lián)反饋。 判斷方法：若反饋信號(hào)與信號(hào)源接在不同的端子上,即為串聯(lián)反饋。若接在同一個(gè)端子上,則為并聯(lián)反饋。 根據(jù)輸出端的取樣方式和輸入端的連接方式,可以組成四種不同類型的反饋電路: (1) 電壓串聯(lián)反饋; (2) 電壓并聯(lián)反饋; (3) 電流串聯(lián)反饋; (4) 電流并聯(lián)反饋。 第40頁/共108頁例例 2 26

38、 6 判斷反饋判斷反饋首先，有反饋嗎？首先，有反饋嗎？看聯(lián)系看聯(lián)系 R Rf f跨接在第一級(jí)與第二跨接在第一級(jí)與第二級(jí)之間，為反饋電阻。級(jí)之間，為反饋電阻。判斷反饋極性判斷反饋極性負(fù)反饋負(fù)反饋第41頁/共108頁看輸入：看輸入： 一旦將一旦將U Ui i短路，反饋信號(hào)將短路，反饋信號(hào)將依然存在，可見為串聯(lián)反饋。依然存在，可見為串聯(lián)反饋。這是交、直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋。這是交、直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋?？摧敵觯嚎摧敵觯?一旦將一旦將UoUo短路，反饋信號(hào)將短路，反饋信號(hào)將接地消失，可見為電壓反饋。接地消失，可見為電壓反饋。第42頁/共108頁負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響22)1 ()1

39、 (1AFdAdAAFAdAdAAFAAfff 根據(jù)閉環(huán)增益方程根據(jù)閉環(huán)增益方程 求求A Af f對(duì)對(duì)A A的導(dǎo)數(shù)，得的導(dǎo)數(shù)，得 即微分即微分 1 1、提高增益的穩(wěn)定性、提高增益的穩(wěn)定性AdAAFAdAff11閉環(huán)增益的相對(duì)變化量為閉環(huán)增益的相對(duì)變化量為 2、改善非線性失真 實(shí)驗(yàn)演示：（1）由信號(hào)發(fā)生器輸入一頻率為1kHz,峰-峰值為1V的正弦波。（2）將開關(guān)S斷開,用示波器觀察輸出波形,可看到輸出波形明 顯地失真,如圖中輸出波形（a）。（3）將開關(guān)S閉合,觀察輸出波形,可看到失真波形明顯地改善,如圖中的波形（b）。演示現(xiàn)象分析 在開環(huán)放大器中,由于開環(huán)增益很大,使放大器工作在非線性區(qū),輸出波

40、形為雙向失真波形。 開關(guān)閉合后,電路加上了負(fù)反饋,電路增益減小,放大器工作在線性區(qū),輸出波形為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。即負(fù)反饋能減小非線性失真。AAf0.707Aum0.707AumfAumAumf無反饋有反饋ffHffHfLfLf 3 3擴(kuò)展通頻帶擴(kuò)展通頻帶 4負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響 負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響,取決于反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入端的連接方式。 （1）串聯(lián)負(fù)反饋會(huì)增大輸入電阻。 （2）并聯(lián)負(fù)反饋會(huì)降低輸入電阻。5負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響 負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響,取決于反饋網(wǎng)絡(luò)在輸出端的連接方式。 （1）電壓負(fù)反饋會(huì)降低輸出電阻。 （2）電流負(fù)反饋會(huì)增大輸出電阻。第43頁/共108頁射極輸出器射極輸出器 電

41、路如圖,交流信號(hào)從基極輸入,從發(fā)射極輸出,故該電路稱射極輸出器。由交流通路可看出,集電極為輸入、輸出的公共端,故稱為共集電極放大電路(簡(jiǎn)稱共集放大電路)。 特點(diǎn)：1、電壓放大倍數(shù)接近于12、輸入、輸出電壓同相3、輸入電阻很大4、輸出電阻很小應(yīng)用： 阻抗匹配、緩沖、隔離。第44頁/共108頁2 26 6 功率放大電路功率放大電路1基本要求 功率放大器作為放大電路的輸出級(jí), 具有以下幾個(gè)特點(diǎn): (1) 由于功率放大器的主要任務(wù)是向負(fù)載提供一定的功率, 因而輸出電壓和電流的幅度足夠大; (2) 由于輸出信號(hào)幅度較大, 使三極管工作在飽和區(qū)與截止區(qū)的邊沿, 因此輸出信號(hào)存在一定程度的失真; (3) 功

42、率放大器在輸出功率的同時(shí), 三極管消耗的能量亦較大, 因此, 不可忽視管耗問題。 根據(jù)功率放大器在電路中的作用及特點(diǎn), 首先要求它輸出功率大、 非線性失真小、 效率高。 其次, 由于三極管工作在大信號(hào)狀態(tài), 要求它的極限參數(shù)ICM、 PCM、 U（BR）CEO等應(yīng)滿足電路正常工作并留有一定余量, 同時(shí)還要考慮三極管有良好的散熱功能, 以降低結(jié)溫, 確保三極管安全工作。 第45頁/共108頁Q （3）、甲乙類 甲乙類放大電路的工作點(diǎn)設(shè)在放大區(qū)但接近截止區(qū), 即三極管處于微導(dǎo)通狀態(tài), 這樣可以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。 2. 功率放大器的分類 根據(jù)放

43、大器中三極管靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置的不同, 可分成甲類、 乙類和甲乙類三種, 如圖所示。 Q （1）、甲類 甲類放大器的工作點(diǎn)設(shè)置在放大區(qū)的中間, 這種電路的優(yōu)點(diǎn)是在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)三極管都處于導(dǎo)通狀態(tài), 輸出信號(hào)失真較?。ㄇ懊嬗懻摰碾妷悍糯笃鞫脊ぷ髟谶@種狀態(tài)）, 缺點(diǎn)是三極管有較大的靜態(tài)電流ICQ , 這時(shí)管耗PC大, 電路能量轉(zhuǎn)換效率低。 （2）、乙類 乙類放大器的工作點(diǎn)設(shè)置在截止區(qū), 這時(shí), 由于三極管的靜態(tài)電流ICQ =0, 所以能量轉(zhuǎn)換效率高, 它的缺點(diǎn)是只能對(duì)半個(gè)周期的輸入信號(hào)進(jìn)行放大, 非線性失真大。 Q 第46頁/共108頁二、互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路二、互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路1 1、O

44、TLOTL電路電路 （1）、電路組成及工作原理 這類電路又稱無輸出變壓器的功率放大電路, 簡(jiǎn)稱OTL電路。V1為NPN型管,V2為PNP型管,兩管參數(shù)對(duì)稱。 圖中R1、R2為偏置電阻。適當(dāng)選擇R1、R2阻值,可使兩管靜態(tài)時(shí)發(fā)射極電壓為UCC/2,電容C 兩端電壓也穩(wěn)定在UCC/2,這樣兩管的集、射極之間如同分別加上了UCC/2和-UCC/2的電源電壓。 在輸入信號(hào)正半周, V3導(dǎo)通, V4截止, V3以射極輸出器形式將正向信號(hào)傳送給負(fù)載, 同時(shí)對(duì)電容C2充電; 在輸入信號(hào)負(fù)半周時(shí), V3截止,V4導(dǎo)通,電容C2放電,充當(dāng)V4管直流工作電源,使V4也以射極輸出器形式將負(fù)向信號(hào)傳送給負(fù)載。這樣,負(fù)

45、載RL上得到一個(gè)完整的信號(hào)波形。 第47頁/共108頁1 1、OCLOCL電路電路 1. 電路組成及工作原理 右圖是雙電源乙類互補(bǔ)功率放大電路。 這類電路又稱無輸出電容的功率放大電路, 簡(jiǎn)稱OCL電路。V1為NPN型管,V2為PNP型管,兩管參數(shù)對(duì)稱。（1） 靜態(tài)分析 當(dāng)輸入信號(hào)ui=0時(shí), 兩三極管都工作在截止區(qū), 此時(shí)IBQ、 ICQ、 IEQ均為零, 負(fù)載上無電流通過, 輸出電壓uo=0。 （2） 動(dòng)態(tài)分析 1） 當(dāng)輸入信號(hào)為正半周時(shí), ui0, 三極管V1導(dǎo)通, V2截止, V1管的射極電流ie1經(jīng)CC自上而下流過負(fù)載, 在RL上形成正半周輸出電壓, uo0。 2） 當(dāng)輸入信號(hào)為負(fù)半周

46、時(shí), ui0, 三極管V2導(dǎo)通, V1截止, V2管的射極電流ie2經(jīng)CC自下而上流過負(fù)載, 在RL上形成負(fù)半周輸出電壓, uou時(shí), uo=Uom （2）當(dāng)反相端電壓大于同相端電壓,即uuREF時(shí),uo=Uom，輸出低電平 若希望當(dāng)uiuREF時(shí),uo=Uom,只需將ui與REF調(diào)換即可。uREF0時(shí),稱過零比較器 2雙門限電壓比較器 當(dāng)輸出為正向飽和電壓om時(shí),將集成運(yùn)放的同相端電壓稱為上門限電平,用UTH1表示,則有fomffREFTHRRRURRRUuU2221 當(dāng)輸出為負(fù)向飽和電壓om時(shí),將集成運(yùn)放的同 相端電壓稱為下門限電平,用UTH2表示,則有fomffREFTHRRRURRRU

47、uU2222可以看出,上門限電平UTH1的值比下門限電平UTH2的值大傳輸特性和回差電壓UTH 雙門限比較器的傳輸特性如圖所示 。 我們把上門限電壓UTH1與下門限電壓UTH2之差稱為回差電壓,用 fomTHTHTHRRRUUUU22212 回差電壓的存在,大大提高了電路的抗干擾能力。只要干擾信號(hào)的峰值小于半個(gè)回差電壓,比較器就不會(huì)因?yàn)楦蓴_而誤動(dòng)作。第67頁/共108頁3 35 5 集成運(yùn)放的使用常識(shí)集成運(yùn)放的使用常識(shí) 集成運(yùn)放的用途廣泛，在使用前必須進(jìn)行測(cè)試，使用中應(yīng)注意其電參數(shù)和極限參數(shù)符合電路要求，同時(shí)還應(yīng)注意以下問題。 1.集成運(yùn)放的輸出調(diào)零 為了提高集成運(yùn)放的精度,消除因失調(diào)電壓和失

48、調(diào)電流引起的誤差,需要對(duì)集成運(yùn)放進(jìn)行調(diào)零。 集成運(yùn)放的調(diào)零電路有兩類,一類是內(nèi)調(diào)零,集成運(yùn)放設(shè)有外接調(diào)零電路的引線端,按說明書連接即可,例如我們常用的A741,其中電位器RP可選擇10k的電位器,如圖所示。 另一類是外調(diào)零,即集成運(yùn)放沒有外接調(diào)零電路的引線端,可以在集成運(yùn)放的輸入端加一個(gè)補(bǔ)償電壓,以抵消集成運(yùn)放本身的失調(diào)電壓,達(dá)到調(diào)零的目的。常用的輔助調(diào)零電路如圖所示。第68頁/共108頁二、集成運(yùn)放的保護(hù) 1、電源保護(hù) 為了防止正負(fù)電源接反,可用二極管保護(hù),若電源接錯(cuò),二極管反向截止,集成運(yùn)放上無電壓,如圖所示。 2、輸入端保護(hù) 當(dāng)輸入端所加的電壓過高時(shí)會(huì)損壞集成運(yùn)放,為此,可在輸入端加入兩

49、個(gè)反向并聯(lián)的二極管,如圖所示,將輸入電壓限制在二極管的正向壓降以內(nèi)。3、輸出端保護(hù) 為了防止輸出電壓過大,可利用穩(wěn)壓管來保護(hù),如圖所示,將兩個(gè)穩(wěn)壓管反向串聯(lián),就可將輸出電壓限制在穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值UZ的范圍內(nèi)。第69頁/共108頁4 41 1 正弦波振蕩電路的基本原理正弦波振蕩電路的基本原理來看一個(gè)在卡拉來看一個(gè)在卡拉OKOK中常見的現(xiàn)象中常見的現(xiàn)象嘯叫嘯叫 聲音經(jīng)話筒拾音、功放擴(kuò)音后從音箱發(fā)聲音經(jīng)話筒拾音、功放擴(kuò)音后從音箱發(fā)出，再經(jīng)空間傳播重新進(jìn)入話筒、再被放大出，再經(jīng)空間傳播重新進(jìn)入話筒、再被放大從音箱出來、再次進(jìn)入話筒從音箱出來、再次進(jìn)入話筒形成循環(huán)。形成循環(huán)。 類似于嘯叫現(xiàn)象：當(dāng)開關(guān)類似于

50、嘯叫現(xiàn)象：當(dāng)開關(guān)轉(zhuǎn)接到轉(zhuǎn)接到2 2時(shí)就構(gòu)成了振蕩電路時(shí)就構(gòu)成了振蕩電路一一. . 自激振蕩電路的基本組成自激振蕩電路的基本組成要形成振蕩, 電路中必須包含以下組成部分: 放大器; 正反饋網(wǎng)絡(luò); 選頻網(wǎng)絡(luò)。基本放大電路基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)第70頁/共108頁這包含著兩層含義這包含著兩層含義: : （）（） 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)大小相等反饋信號(hào)與輸入信號(hào)大小相等, , 表示表示 即即: : （）（） 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相位相同反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相位相同, , 表示輸入信號(hào)經(jīng)過放大表示輸入信號(hào)經(jīng)過放大 電路產(chǎn)生的相移電路產(chǎn)生的相移A A和反饋網(wǎng)絡(luò)的相移和反饋網(wǎng)絡(luò)的相移F F之和為之和為0, 2

51、0, 2, , 4 4, , , 2n, 2n, , 即即 A+F=2n(n=0, 1, 2, 3, A+F=2n(n=0, 1, 2, 3, ) ) 由此可見, 自激振蕩形成的基本條件是反饋信號(hào)與輸入信號(hào)大小相等、相位相同, 即 , 而 可得:ifUUifUFAU1FA.1FA.Uf iU.振幅平衡條件振幅平衡條件相位平衡條件相位平衡條件第71頁/共108頁 . 正弦波振蕩的形成過程 放大電路在接通電源的瞬間, 隨著電源電壓由零開始的突然增大, 電路受到擾動(dòng), 在放大器的輸入端產(chǎn)生一個(gè)微弱的擾動(dòng)電壓ui, 經(jīng)放大器放大、 正反饋, 再放大、再反饋, 如此反復(fù)循環(huán), 輸出信號(hào)的幅度很快增加。這

52、個(gè)擾動(dòng)電壓包括從低頻到甚高頻的各種頻率的諧波成分。為了能得到我們所需要頻率的正弦波信號(hào), 必須增加選頻網(wǎng)絡(luò), 只有在選頻網(wǎng)絡(luò)中心頻率上的信號(hào)能通過, 其他頻率的信號(hào)被抑制, 在輸出端就會(huì)得到如圖的ab段所示的起振波形。 那么, 振蕩電路在起振以后, 振蕩幅度會(huì)不會(huì)無休止地增長(zhǎng)下去了呢？這就需要增加穩(wěn)幅環(huán)節(jié), 當(dāng)振蕩電路的輸出達(dá)到一定幅度后, 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)就會(huì)使輸出減小, 維持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的穩(wěn)幅振蕩, 如圖的bc段所示。 也就是說, 在振蕩建立的初期, 必須使反饋信號(hào)大于原輸入信號(hào), 反饋信號(hào)一次比一次大, 才能使振蕩幅度逐漸增大; 當(dāng)振蕩建立后, 還必須使反饋信號(hào)等于原輸入信號(hào), 才能使建立的振蕩

53、得以維持下去。第72頁/共108頁4 42 LC 2 LC 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路先看看是否為正反饋先看看是否為正反饋1.變壓器反饋式LC 振蕩電路 電路如圖選頻網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)是正反饋是正反饋第73頁/共108頁看看是否滿足條件看看是否滿足條件（1） 相位平衡條件。 為了滿足相位平衡條件, 變壓器初次級(jí)之間的同名端必須正確連接，電路振蕩時(shí), f=f0, LC回路的諧振阻抗是純電阻性, 由圖中L1及L2同名端可知, 反饋信號(hào)與輸出電壓極性相反, 即F=180。 于是A+F=360,保證了電路的正反饋, 滿足振蕩的相位平衡條件。 對(duì)頻率ff0的信號(hào), LC回路的阻抗不是純阻抗, 而是感性或容性

54、阻抗。此時(shí),LC 回路對(duì)信號(hào)會(huì)產(chǎn)生附加相 移, 造成F180, 那A+F360, 不能滿足相位平衡條件, 電路也不可能產(chǎn)生 振蕩。 由此可見, LC振蕩電路只有在f=f0 這個(gè)頻率上, 才有可能振蕩。（2） 幅度條件。 為了滿足幅度條件AF1, 對(duì)晶體管的值有一定要求。一般只要值較大, 就能滿足振幅平衡條件。反饋線圈匝數(shù)越多, 耦合越強(qiáng), 電路越容易起振。 LCff210 電路優(yōu)缺點(diǎn) (1) 易起振, 輸出電壓較大。 由于采用變壓器耦合, 易滿 足阻抗匹配的要求。 (2) 調(diào)頻方便。 一般在LC回路中采用接入可變電容器的方 法來實(shí)現(xiàn), 調(diào)頻范圍較寬, 工作頻率通常在幾兆赫左右 (3) 輸出波形

55、不理想。 由于反饋電壓取自電感兩端, 它對(duì)高 次諧波的阻抗大, 反饋也強(qiáng), 因此在輸出波形中含有較 多高次諧波成分。 第74頁/共108頁 RC正弦波振蕩電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 性能可靠, 用來產(chǎn)生幾兆赫茲以下的低頻信號(hào), 常用的RC振蕩電路有RC橋式振蕩電路和移相式振蕩電路。 1. RC橋式振蕩電路4 43 RC3 RC振蕩電路振蕩電路第75頁/共108頁二、 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)由R2和C2并聯(lián)后與R1和C1串聯(lián)組成, 如圖所示。 第76頁/共108頁 當(dāng)f=f0時(shí),電壓傳輸系數(shù)最大,其值為: F=1/3, 相角為零, 即F=0。此時(shí), 輸出電壓與輸入電壓同相位。當(dāng)ff0時(shí),

56、F1/3, 且F0, 此時(shí)輸出電壓的相位滯后或超前于輸入電壓。由以上分析可知 : R C串 并 聯(lián) 網(wǎng) 絡(luò) 只 在 f=f0=1/2RC 時(shí), 輸出幅度最大, 而且輸出電壓與輸入電壓同相, 即相位移為零。所以, RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有選頻特性。 第77頁/共108頁4 44 4 石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路一、 石英晶體的特點(diǎn) 石英晶體諧振器是晶振電路的核心元件, 其結(jié)構(gòu)和外形如圖所示。一、 石英晶體的特點(diǎn) 石英晶體諧振 器是從一塊石英晶體上按確定的方位角切下的薄片, 這種晶片可以是正方形、矩形或圓形、 音叉形的, 然后將晶片的兩個(gè)對(duì)應(yīng)表面上涂敷銀層, 并裝上一對(duì)金屬板, 接出引線, 封裝于金

57、屬殼內(nèi)。 為什么石英晶體能作為一個(gè)諧振回路, 而且具有極高的頻率穩(wěn)定度呢？這要從石英晶體的固有特性來進(jìn)行分析。 物理學(xué)的研究表明, 當(dāng)石英晶體受到交變電場(chǎng)作用時(shí), 即在兩極板上加以交流電壓, 石英晶體便會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。 反過來, 若對(duì)石英晶體施加周期性機(jī)械力, 使其發(fā)生振動(dòng), 則又會(huì)在晶體表面出現(xiàn)相應(yīng)的交變電場(chǎng)和電荷, 即在極板上有交變電壓。當(dāng)外加電場(chǎng)的頻率等于晶體的固有頻率時(shí), 便會(huì)產(chǎn)生“機(jī)電共振”, 振幅明顯加大, 這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。 它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。 第78頁/共108頁二、石英晶體振蕩電路 石英晶體振蕩器可以歸結(jié)為兩類, 一類稱為并聯(lián)型, 另一類稱為串聯(lián)型。前者的振

58、蕩頻率接近于fp, 后者的振蕩頻率接近于fs。 圖示為并聯(lián)型石英晶體振蕩器。 當(dāng)f0在 fsfp的窄小的頻率范圍內(nèi)時(shí), 晶體在電路中起一個(gè)電感作用, 它與C1、C2組成電容反饋式振蕩電路。 圖示為串聯(lián)型石英晶體振蕩電路。 作作 業(yè)業(yè)P 86 1、2、3、4第79頁/共108頁電源適配器電源適配器市電市電220V4.2V交流交流直流直流5 51 1 單相整流電路單相整流電路第80頁/共108頁CH1 20 mS 622 Vpp交流電特性：交流電特性：大小和方向作周期性變化CH1 1 S 17 Vpp正向正向負(fù)向負(fù)向第81頁/共108頁實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 ：交流電特性的演示：交流電特性的演示實(shí)驗(yàn)電路的連

59、接圖實(shí)驗(yàn)電路的連接圖變壓器變壓器電流表電流表燈泡燈泡第82頁/共108頁直流電特性：直流電特性：大小和方向都穩(wěn)定不變第83頁/共108頁能直接使用交流電作為電源的常見設(shè)備能直接使用交流電作為電源的常見設(shè)備電熱設(shè)備電熱設(shè)備交流異步電動(dòng)機(jī)交流異步電動(dòng)機(jī)第84頁/共108頁內(nèi)含電源轉(zhuǎn)換的常見設(shè)備內(nèi)含電源轉(zhuǎn)換的常見設(shè)備電子設(shè)備電子設(shè)備第85頁/共108頁交流電變換成直流電交流電變換成直流電把交流電的把交流電的方向方向固定下來固定下來把交流電的把交流電的大小大小固定下來固定下來先固定其大小還是先固定方向？先固定其大小還是先固定方向？：整流：整流任務(wù)一：設(shè)計(jì)一個(gè)整流電路，電路圖基本布局如下：任務(wù)一：設(shè)計(jì)一

60、個(gè)整流電路，電路圖基本布局如下：整流電路5 分鐘完成電路圖分鐘完成電路圖2 分鐘介紹設(shè)計(jì)原理分鐘介紹設(shè)計(jì)原理5 分鐘完成電路驗(yàn)證分鐘完成電路驗(yàn)證第86頁/共108頁半波整流電路半波整流電路u0 0u uO = = 0. .45 u u2i iO = = i iD D+_u2 2ttttu0 0+_ttttu0 0u2 2第87頁/共108頁橋式整流電路橋式整流電路u2 2u uO = = 0. .9 u u2i iD D = = 0.5 i iOttttu0 0-+ttttu0 0u2 2+-第88頁/共108頁思考：如果橋式整流電路的四個(gè)二極管中去掉其思考：如果橋式整流電路的四個(gè)二極管中去掉