模擬電電子技術(shù)基礎(chǔ)第10章(第四版)童詩(shī)白 華成英.

1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)0 導(dǎo)言導(dǎo)言1 常用半導(dǎo)體器件常用半導(dǎo)體器件2 基本放大電路基本放大電路3 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路4 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路5 放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)6 放大電路中的反饋放大電路中的反饋7 信號(hào)的運(yùn)算和處理信號(hào)的運(yùn)算和處理8 波形的發(fā)生和信號(hào)的變換波形的發(fā)生和信號(hào)的變換9 功率放大電路功率放大電路10 直流電源直流電源模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)10 直流電源直流電源模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)10.1直流電源的組成及各部分的作用直流電源的組成及各部分的作用10.2整流電路整流電路10.3濾波電路濾波電路10.4穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路10.5串聯(lián)型穩(wěn)壓電

2、路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路10.6開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路10 10 直流電源直流電源模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課前思考：課前思考：Q1. 為什么需要直流穩(wěn)壓電源？為什么需要直流穩(wěn)壓電源？ 其功能是什么？其功能是什么？Q2. 如何實(shí)現(xiàn)這些功能？如何實(shí)現(xiàn)這些功能？模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)改變電壓值改變電壓值通常為降壓通常為降壓交流變脈交流變脈動(dòng)的直流動(dòng)的直流減小脈動(dòng)減小脈動(dòng)1) 負(fù)載變化輸出電壓負(fù)載變化輸出電壓基本不變；基本不變；2) 電網(wǎng)電壓變化輸出電網(wǎng)電壓變化輸出電壓基本不變。電壓基本不變。 直流電源是能量轉(zhuǎn)換電路，將直流電源是能量轉(zhuǎn)換電路，將220V（或（或380V）50Hz的的交流交流電轉(zhuǎn)換為直流電。電轉(zhuǎn)換為直

3、流電。半波整流半波整流全波整流全波整流 在分析電源電路時(shí)要特別考慮的兩個(gè)問(wèn)題：允許電網(wǎng)電在分析電源電路時(shí)要特別考慮的兩個(gè)問(wèn)題：允許電網(wǎng)電壓波動(dòng)壓波動(dòng)10，且負(fù)載有一定的變化范圍。，且負(fù)載有一定的變化范圍。10.1直流電源的組成及各部分的作用直流電源的組成及各部分的作用模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)Q1. 為什么需要直流穩(wěn)壓電源？為什么需要直流穩(wěn)壓電源？交流電網(wǎng)輸出為交流電網(wǎng)輸出為220V的交流，但很多電子設(shè)備工作需要的交流，但很多電子設(shè)備工作需要的是穩(wěn)定的直流電壓。的是穩(wěn)定的直流電壓。因而需要直流穩(wěn)壓電源完成轉(zhuǎn)換因而需要直流穩(wěn)壓電源完成轉(zhuǎn)換直流穩(wěn)壓電源的功能直流穩(wěn)壓電源的功能AC inDC out10.1直

4、流電源的組成及各部分的作用直流電源的組成及各部分的作用模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)Q1. 為什么需要直流穩(wěn)壓電源？為什么需要直流穩(wěn)壓電源？AC inDC out10.1直流電源的組成及各部分的作用直流電源的組成及各部分的作用模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)Q2. 如何實(shí)現(xiàn)這些功能？如何實(shí)現(xiàn)這些功能？Vrms220Vf50HzVO常數(shù)常數(shù)例如：例如：VO12VAC inDC out功能需求：功能需求：10.2 整流電路整流電路模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)Q2. 如何實(shí)現(xiàn)這些功能？如何實(shí)現(xiàn)這些功能？Step-down變壓器變壓器Vrms220Vf50Hz10.2 整流電路整流電路模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)Q2. 如何實(shí)現(xiàn)這些功能？如何實(shí)現(xiàn)這些功能

5、？如何實(shí)現(xiàn)？如何實(shí)現(xiàn)？半波整流半波整流缺點(diǎn)缺點(diǎn)效率過(guò)低效率過(guò)低全波整流全波整流10.2 整流電路整流電路模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)Q2. 如何實(shí)現(xiàn)這些功能？如何實(shí)現(xiàn)這些功能？全波整流全波整流橋式整流橋式整流需要繞制中心抽頭的變壓器需要繞制中心抽頭的變壓器缺點(diǎn)缺點(diǎn)10.2 整流電路整流電路模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)中心抽頭的變壓器中心抽頭的變壓器10.2 整流電路整流電路模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)Q2. 如何實(shí)現(xiàn)這些功能？如何實(shí)現(xiàn)這些功能？ 橋式整流橋式整流10.2 整流電路整流電路模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)v1v2TD3D2D1D4RLvoQ2. 如何實(shí)現(xiàn)這些功能？如何實(shí)現(xiàn)這些功能？ 橋式整流橋式整流10.2 整流電路整流電路模擬電

6、子技術(shù)基礎(chǔ)RLio 在在 v2的的正半周，正半周， D1 和和 D3 導(dǎo)通導(dǎo)通，D2 和和 D4 截止截止( (相當(dāng)于開(kāi)相當(dāng)于開(kāi)路路) )電流的通路如圖中電流的通路如圖中紅色箭頭紅色箭頭所示。所示。D4D3D2D1+v2 +vo +Q2. 如何實(shí)現(xiàn)這些功能？如何實(shí)現(xiàn)這些功能？橋式整流橋式整流10.2 整流電路整流電路模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)RLD4D3D2ioD1 在在 v2的負(fù)半周，的負(fù)半周，D2 和和 D4 導(dǎo)通導(dǎo)通， D1和和 D3 截止截止( (相當(dāng)于相當(dāng)于開(kāi)路開(kāi)路) )，電流的通路如圖中，電流的通路如圖中綠色箭頭綠色箭頭所示。所示。+v2 +vo + 在一個(gè)周期內(nèi)，通過(guò)電阻的電流方向相同，在

7、負(fù)載上得在一個(gè)周期內(nèi)，通過(guò)電阻的電流方向相同，在負(fù)載上得到的是全波整流電壓到的是全波整流電壓 vo。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)v2vo t 2 3 4 0直流可以用嗎？直流可以用嗎？濾波濾波模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)10.2 整流電路整流電路模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1）整流濾波電路圖）整流濾波電路圖10.3 濾波電路濾波電路模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2）工作原理）工作原理d352T （）2(1.11.2)OVV工程上：工程上：v2tvotRL未接入未接入忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻RintRL接入接入v2 vc :vc 充充 = RintC模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2）工作原理）工作原理v2tiDt二極管中二極管中的電流的電流vc= v

8、L模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電容濾波的特點(diǎn)電容濾波的特點(diǎn)A. 二極管的導(dǎo)電角二極管的導(dǎo)電角 ，流過(guò)二極管的瞬時(shí)電流過(guò)二極管的瞬時(shí)電流很大。流很大。B. 負(fù)載直流平均電壓負(fù)載直流平均電壓 VL 升高升高 d = RLC 越大，越大， VL 越高越高C. 直流電壓直流電壓 VL 隨負(fù)載電流隨負(fù)載電流 增加而減少增加而減少當(dāng)當(dāng) d （3 5） 時(shí)，時(shí)，2TVL = ( 1.1 1.2 )V2模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)如何選擇整流二極管？如何選擇整流二極管？3）設(shè)計(jì)實(shí)例）設(shè)計(jì)實(shí)例二極管最大整流電流？二極管最大整流電流？二極管最大反向擊穿電壓？二極管最大反向擊穿電壓？v1v2TD4D2D1D3RLvoVrms220Vf50

9、Hz30VOV 50mAOI模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)如何選擇整流二極管？如何選擇整流二極管？3）設(shè)計(jì)實(shí)例）設(shè)計(jì)實(shí)例v1v2TD4D2D1D3RLvoVrms220Vf50Hz30VOV 50mAOIO21.2VV230V25V1.2V O2DII25mA模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)如何選擇整流二極管？如何選擇整流二極管？v1v2TD4D2D1D3RLvo3）設(shè)計(jì)實(shí)例）設(shè)計(jì)實(shí)例最大反向擊穿電壓？最大反向擊穿電壓？22RMVV35VVrms220Vf50Hz30VOV 50mAOI模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)音響拆開(kāi)機(jī)殼圖音響拆開(kāi)機(jī)殼圖模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)小結(jié)：小結(jié)：1) 負(fù)載變化；負(fù)載變化；2) 電網(wǎng)電壓變化。電網(wǎng)電壓變化。模擬電

10、子技術(shù)基礎(chǔ)問(wèn)題思考問(wèn)題思考1：若該二極若該二極管接反管接反?+-變壓器次級(jí)會(huì)因電流過(guò)大而燒壞，且負(fù)載沒(méi)有電流變壓器次級(jí)會(huì)因電流過(guò)大而燒壞，且負(fù)載沒(méi)有電流模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)問(wèn)題思考問(wèn)題思考2：若該二極若該二極管斷開(kāi)管斷開(kāi)?+-半波整流半波整流模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)問(wèn)題思考問(wèn)題思考3：220V rms15V rms?1718V1718V模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)問(wèn)題思考問(wèn)題思考4：還有什么濾還有什么濾波電路波電路?模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電感濾波電路電感濾波電路 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 型濾波電路型濾波電路 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)作業(yè)：作業(yè)：10.6模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)穩(wěn)壓電路的作用穩(wěn)壓電路的作用: :交流交流電壓電壓脈動(dòng)脈動(dòng)直流電壓直流

11、電壓整流整流濾波濾波有波紋的有波紋的直流電壓直流電壓穩(wěn)壓穩(wěn)壓直流直流電壓電壓10.5 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)輸出電壓輸出電壓一、一、 穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)) , , (OIOTIVfV 輸出電壓變化量輸出電壓變化量TSIRVKVT OoIVO 輸入調(diào)整因數(shù)輸入調(diào)整因數(shù)00IOVO TIVVK電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率00IOOVO %100/ TIVVVS穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)00IIOOO / TIVVVV 輸出電阻輸出電阻00OOoI TVIVR溫度系數(shù)溫度系數(shù)00OI TVTTVS模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)穩(wěn)壓電源類(lèi)型穩(wěn)壓電源類(lèi)型:下面主要討下面主要討論線性穩(wěn)壓論線性穩(wěn)壓電路

12、。電路。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路開(kāi)關(guān)型開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路線性線性穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路( (小功率設(shè)備小功率設(shè)備) )電路最簡(jiǎn)單，電路最簡(jiǎn)單，但是帶負(fù)載能但是帶負(fù)載能力差，一般只力差，一般只提供基準(zhǔn)電壓，提供基準(zhǔn)電壓，不作為電源使不作為電源使用。用。效率較高，效率較高，目前用的也目前用的也比較多，但比較多，但因?qū)W時(shí)有限，因?qū)W時(shí)有限，只介紹其原只介紹其原理。理。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二、二、 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)取樣取樣調(diào)整調(diào)整比較放大比較放大基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二、二、 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓

13、電路的工作原理2、工作原理、工作原理電路引入的反饋類(lèi)型是？電路引入的反饋類(lèi)型是？電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋從而可以穩(wěn)定輸出電壓從而可以穩(wěn)定輸出電壓模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二、二、 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理2、工作原理、工作原理所以輸出電壓所以輸出電壓模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二、二、 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理2、工作原理、工作原理CEVICEOVVVCE?VCE1VV效率低效率低如何提高如何提高模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二、二、 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電

14、路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二、二、 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)三、三、 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器恒流源恒流源基準(zhǔn)電壓電路基準(zhǔn)電壓電路調(diào)整電路調(diào)整電路比較放大比較放大減流保護(hù)減流保護(hù)過(guò)熱保護(hù)過(guò)熱保護(hù)啟動(dòng)電路啟動(dòng)電路取取樣樣電電路路R4T1T4T2T3T5DZ1DZ2R3R2R1VREFT14T13D2D1R5R7R6T6T7T8T9T12T10T11R8R9R10R11R12R13R14R15DZ3DZ4VFVOVI123IO1、輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器、輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)三、三端集成穩(wěn)

15、壓器三、三端集成穩(wěn)壓器模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2、可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器、可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器（正電壓（正電壓LM317、負(fù)電壓、負(fù)電壓LM337 ）輸出電壓輸出電壓模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)四、四、 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用1端端: 輸入端輸入端2端端: 公共端公共端3端端: 輸出端輸出端123+_78LXXVI+_Vo132C10.11 FC21F模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 220V 50Hz 7815 7915 + + 1000F 1000F 0.1F 0.1F V2 + VI + +VO VO C1 C2 C3 C4 D2 D1 D4 D3 四、三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用四、三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用例例:（1

16、）電路兩輸出端對(duì)地的直流電壓是多少？）電路兩輸出端對(duì)地的直流電壓是多少？ （2）若）若7815、7915輸入與輸出的最小電壓差為輸入與輸出的最小電壓差為2.5V， 則則V2的有效值不應(yīng)小于多少？的有效值不應(yīng)小于多少？ （3）若考慮到交流電網(wǎng)電壓有）若考慮到交流電網(wǎng)電壓有10的波動(dòng)，的波動(dòng)， 則則V2的有效值不應(yīng)小于多少？的有效值不應(yīng)小于多少？模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 220V 50Hz 7815 7915 + + 1000F 1000F 0.1F 0.1F V2 + VI + +VO VO C1 C2 C3 C4 D2 D1 D4 D3 四、三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用四、三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用例例:（1）電路

17、兩輸出端對(duì)地的直流電壓是多少？）電路兩輸出端對(duì)地的直流電壓是多少？+15V-15V模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 220V 50Hz 7815 7915 + + 1000F 1000F 0.1F 0.1F V2 + VI + +VO VO C1 C2 C3 C4 D2 D1 D4 D3 四、四、 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用例例:（2）若）若7815、7915輸入與輸出的最小電壓差為輸入與輸出的最小電壓差為2.5V， 則則V2的有效值不應(yīng)小于多少？的有效值不應(yīng)小于多少？+15V+17.5V-15V-17.5V17.5 17.5V29V1.2模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 220V 50Hz 7815 7915

18、 + + 1000F 1000F 0.1F 0.1F V2 + VI + +VO VO C1 C2 C3 C4 D2 D1 D4 D3 四、三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用四、三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用例例:（1）電路兩輸出端對(duì)地的直流電壓是多少？）電路兩輸出端對(duì)地的直流電壓是多少？ （2）若）若7815、7915輸入與輸出的最小電壓差為輸入與輸出的最小電壓差為2.5V， 則則V2的有效值不應(yīng)小于多少？的有效值不應(yīng)小于多少？ （3）若考慮到交流電網(wǎng)電壓有）若考慮到交流電網(wǎng)電壓有10的波動(dòng)，的波動(dòng)， 則則V2的有效值不應(yīng)小于多少？的有效值不應(yīng)小于多少？模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 220V 50Hz 7815 7915 +

19、+ 1000F 1000F 0.1F 0.1F V2 + VI + +VO VO C1 C2 C3 C4 D2 D1 D4 D3 四、四、 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用例例:（3）若考慮到交流電網(wǎng)電壓有）若考慮到交流電網(wǎng)電壓有10的波動(dòng)，的波動(dòng)， 則則V2的有效值不應(yīng)小于多少？的有效值不應(yīng)小于多少？17.5 17.51.2V32V0.9模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧整流整流濾波濾波脈動(dòng)脈動(dòng)直流電直流電壓壓有波紋有波紋的的直流電直流電壓壓交流交流電壓電壓穩(wěn)壓穩(wěn)壓直直流流電電壓壓橋式整流橋式整流模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)四、四、 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用器件選型

20、器件選型:low dropout regulator低壓差線性穩(wěn)壓器低壓差線性穩(wěn)壓器LDO模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)四、四、 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)舉例:四、四、 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用設(shè)計(jì)一直流穩(wěn)壓電源，輸入信號(hào)為設(shè)計(jì)一直流穩(wěn)壓電源，輸入信號(hào)為f50Hz，V220V的市電信號(hào)，的市電信號(hào)，輸出電壓為輸出電壓為VO5V，輸出電流，輸出電流IO600mA。設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案:（1）總體電路構(gòu)成及穩(wěn)壓器的選擇）總體電路構(gòu)成及穩(wěn)壓器的選擇 設(shè)計(jì)要求輸出電壓為設(shè)計(jì)要求輸出電壓為VO5V，輸出電流，輸出電流IO600mA。可以選用可以選用LM7805集

21、成穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器 輸出輸出5V的電路為：的電路為： 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)四、四、 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用（2）電源變壓器選擇）電源變壓器選擇設(shè)計(jì)要求輸出為設(shè)計(jì)要求輸出為VO5V，而集成穩(wěn)壓器，而集成穩(wěn)壓器7805的輸入的輸入輸出電壓差一般為（輸出電壓差一般為（2.53）V，現(xiàn)取，現(xiàn)取3V，則集成穩(wěn)壓器則集成穩(wěn)壓器7805的輸入電壓的最小值的輸入電壓的最小值模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)四、四、 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用（2）電源變壓器選擇）電源變壓器選擇考慮到一般情況下，交流電網(wǎng)電壓會(huì)有考慮到一般情況下，交流電網(wǎng)電壓會(huì)有10的波動(dòng)，的波動(dòng)，那么即使輸入電網(wǎng)電壓下降那么即使輸入電網(wǎng)電壓下降10，還可以保證輸入，還可以保證輸入輸出的差大于輸出的差大于3V，則，則VI為為這里取這里取VI9V 5V 9V ？ 模擬電子技術(shù)基