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文檔簡介
目錄\h第1章電路分析基礎(chǔ)\h1.1電路分析的基本方法與規(guī)律\h1.1.1歐姆定律\h1.1.2電功、電功率和焦耳定律\h1.1.3電阻的串聯(lián)、并聯(lián)與混聯(lián)\h1.2復(fù)雜電路的分析方法與規(guī)律\h1.2.1基本概念\h1.2.2基爾霍夫定律\h1.2.3疊加定理\h1.2.4戴維南定理\h1.2.5最大功率傳輸定理與阻抗變換\h第2章放大電路\h2.1基本放大電路\h2.1.1固定偏置放大電路\h2.1.2分壓式偏置放大電路\h2.1.3交流放大電路\h2.1.4放大電路的3種基本接法\h2.1.5朗讀助記器的原理與檢修(一)\h2.2負(fù)反饋放大電路\h2.2.1反饋知識(shí)介紹\h2.2.2反饋類型的判別\h2.2.3常見負(fù)反饋放大電路\h2.2.4負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響\h2.2.5朗讀助記器的原理與檢修(二)\h2.3功率放大電路\h2.3.1功率放大電路的3種狀態(tài)\h2.3.2變壓器耦合功率放大電路\h2.3.3OTL功率放大電路\h2.3.4OCL功率放大電路\h2.3.5朗讀助記器的原理與檢修(三)\h2.4多級(jí)放大電路\h2.4.1阻容耦合放大電路\h2.4.2直接耦合放大電路\h2.4.3變壓器耦合放大電路\h2.5場效應(yīng)管放大電路\h2.5.1結(jié)型場效應(yīng)管及其放大電路\h2.5.2增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管及其放大電路\h2.5.3耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管及其放大電路\h第3章放大器\h3.1直流放大器\h3.1.1直流放大器的級(jí)間靜態(tài)工作點(diǎn)影響問題\h3.1.2零點(diǎn)漂移問題\h3.2差動(dòng)放大器\h3.2.1基本差動(dòng)放大器\h3.2.2實(shí)用的差動(dòng)放大器\h3.2.3差動(dòng)放大器的幾種連接形式\h3.3集成運(yùn)算放大器\h3.3.1集成運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)知識(shí)\h3.3.2集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用電路\h3.3.3集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用電路\h3.3.4集成運(yùn)算放大器的保護(hù)電路\h3.4小功率集成立體聲功放器的原理與檢修\h3.4.1電路原理\h3.4.2電路檢修\h第4章諧振電路與濾波電路\h4.1諧振電路\h4.1.1串聯(lián)諧振電路\h4.1.2并聯(lián)諧振電路\h4.2濾波電路\h4.2.1無源濾波器\h4.2.2有源濾波器\h第5章振蕩器\h5.1振蕩器基礎(chǔ)知識(shí)\h5.1.1振蕩器組成\h5.1.2振蕩器的工作條件\h5.2RC振蕩器\h5.2.1RC移相式振蕩器\h5.2.2RC橋式振蕩器\h5.3可調(diào)音頻信號(hào)發(fā)生器的原理與檢修\h5.3.1電路原理\h5.3.2電路檢修\h5.4LC振蕩器\h5.4.1變壓器反饋式振蕩器\h5.4.2電感三點(diǎn)式振蕩器\h5.4.3電容三點(diǎn)式振蕩器\h5.4.4改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器\h5.5石英晶體及晶體振蕩器\h5.5.1石英晶體\h5.5.2晶體振蕩器\h第6章調(diào)制電路與解調(diào)電路\h6.1無線電信號(hào)的發(fā)送與接收\h6.1.1無線電信號(hào)的發(fā)送\h6.1.2無線電信號(hào)的接收\h6.2幅度調(diào)制與檢波電路\h6.2.1幅度調(diào)制電路\h6.2.2檢波電路\h6.3頻率調(diào)制與鑒頻電路\h6.3.1頻率調(diào)制電路\h6.3.2鑒頻電路\h第7章變頻電路與反饋控制電路\h7.1變頻電路\h7.1.1倍頻電路\h7.1.2混頻電路\h7.2反饋控制電路\h7.2.1自動(dòng)增益控制(AGC)電路\h7.2.2自動(dòng)頻率控制(AFC)電路\h7.2.3鎖相環(huán)(PLL)控制電路\h第8章電源電路\h8.1整流電路\h8.1.1半波整流電路\h8.1.2全波整流電路\h8.1.3橋式整流電路\h8.1.4倍壓整流電路\h8.2濾波電路\h8.2.1電容濾波電路\h8.2.2電感濾波電路\h8.2.3復(fù)合濾波電路\h8.2.4電子濾波電路\h8.3穩(wěn)壓電路\h8.3.1簡單的穩(wěn)壓電路\h8.3.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電路\h8.3.3集成穩(wěn)壓電路\h8.40~12V可調(diào)電源的原理與檢修\h8.4.1電路原理\h8.4.2電路檢修\h8.5開關(guān)電源\h8.5.1開關(guān)電源基本工作原理\h8.5.23種類型的開關(guān)電源工作原理分析\h8.5.3開關(guān)電源電路分析\h第9章晶閘管電路\h9.1單向晶閘管與晶閘管開關(guān)\h9.1.1單向晶閘管\h9.1.2晶閘管開關(guān)\h9.2晶閘管可控整流電路\h9.2.1可控半波整流電路\h9.2.2可控橋式整流電路\h9.3單結(jié)晶管與單向晶閘管交流調(diào)壓電路\h9.3.1單結(jié)晶管\h9.3.2單結(jié)晶管振蕩電路\h9.3.3單向晶閘管交流調(diào)壓電路\h9.4雙向晶閘管與雙向晶閘管交流調(diào)壓電路\h9.4.1雙向觸發(fā)二極管\h9.4.2雙向晶閘管\h9.4.3雙向晶閘管交流調(diào)壓電路\h第10章數(shù)字電路基礎(chǔ)與門電路\h10.1數(shù)字電路基礎(chǔ)\h10.1.1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)\h10.1.2正邏輯與負(fù)邏輯\h10.1.3三極管的3種工作狀態(tài)\h10.2基本門電路\h10.2.1與門\h10.2.2或門\h10.2.3非門\h10.3門電路實(shí)驗(yàn)板的電路原理與實(shí)驗(yàn)\h10.3.1電路原理\h10.3.2基本門實(shí)驗(yàn)\h10.4復(fù)合門電路\h10.4.1與非門\h10.4.2或非門\h10.4.3與或非門\h10.4.4異或門\h10.4.5同或門\h10.5集成門電路\h10.5.1TTL集成門電路\h10.5.2CMOS集成門電路\h第11章數(shù)制、編碼與邏輯代數(shù)\h11.1數(shù)制\h11.1.1十進(jìn)制數(shù)\h11.1.2二進(jìn)制數(shù)\h11.1.3十六進(jìn)制數(shù)\h11.1.4數(shù)制轉(zhuǎn)換\h11.2編碼\h11.2.18421BCD碼、2421BCD碼和5421BCD碼\h11.2.2余3碼\h11.2.3格雷碼\h11.2.4奇偶校驗(yàn)碼\h11.3邏輯代數(shù)\h11.3.1邏輯代數(shù)的常量和變量\h11.3.2邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算規(guī)律\h11.3.3邏輯表達(dá)式的化簡\h11.3.4邏輯表達(dá)式、邏輯電路和真值表相互轉(zhuǎn)換\h11.3.5邏輯代數(shù)在邏輯電路中的應(yīng)用\h第12章組合邏輯電路\h12.1組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)\h12.1.1組合邏輯電路的分析\h12.1.2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)\h12.2編碼器\h12.2.1普通編碼器\h12.2.2優(yōu)先編碼器\h12.3譯碼器\h12.3.1二進(jìn)制譯碼器\h12.3.2二-十進(jìn)制譯碼器\h12.3.3數(shù)碼顯示器與顯示譯碼器\h12.4數(shù)碼管譯碼控制器的電路原理與實(shí)驗(yàn)\h12.4.1電路原理\h12.4.2實(shí)驗(yàn)操作\h12.5加法器\h12.5.1半加器\h12.5.2全加器\h12.5.3多位加法器\h12.6數(shù)值比較器\h12.6.1等值比較器\h12.6.2數(shù)值比較器\h12.7數(shù)據(jù)選擇器\h12.7.1結(jié)構(gòu)與原理\h12.7.2常用數(shù)據(jù)選擇器芯片\h12.8奇偶校驗(yàn)原理及奇偶校驗(yàn)器\h12.8.1奇偶校驗(yàn)原理\h12.8.2奇偶校驗(yàn)器\h第13章時(shí)序邏輯電路\h13.1觸發(fā)器\h13.1.1基本RS觸發(fā)器\h13.1.2同步RS觸發(fā)器\h13.1.3D觸發(fā)器\h13.1.4JK觸發(fā)器\h13.1.5T觸發(fā)器\h13.1.6主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器\h13.2寄存器與移位寄存器\h13.2.1寄存器\h13.2.2移位寄存器\h13.3計(jì)數(shù)器\h13.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器\h13.3.2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器\h13.3.3任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器\h13.3.4常用計(jì)數(shù)器芯片\h13.4電子密碼控制器的電路原理與實(shí)驗(yàn)\h13.4.1電路原理\h13.4.2實(shí)驗(yàn)操作\h第14章脈沖電路\h14.1脈沖電路基礎(chǔ)\h14.1.1脈沖的基礎(chǔ)知識(shí)\h14.1.2RC電路\h14.2脈沖產(chǎn)生電路\h14.2.1多諧振蕩器\h14.2.2鋸齒波發(fā)生器\h14.3脈沖整形電路\h14.3.1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h14.3.2施密特觸發(fā)器\h14.3.3限幅電路\h14.4555定時(shí)器\h14.4.1結(jié)構(gòu)與原理\h14.4.2應(yīng)用\h14.5電子催眠器的電路原理與實(shí)驗(yàn)\h14.5.1電子催眠原理\h14.5.2電路原理\h14.5.3實(shí)驗(yàn)操作及分析\h第15章D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器\h15.1概述\h15.2D/A轉(zhuǎn)換器相關(guān)知識(shí)\h15.2.1D/A轉(zhuǎn)換原理\h15.2.2D/A轉(zhuǎn)換器\h15.2.3D/A轉(zhuǎn)換器芯片DAC0832\h15.3A/D轉(zhuǎn)換器相關(guān)知識(shí)\h15.3.1A/D轉(zhuǎn)換原理\h15.3.2A/D轉(zhuǎn)換器\h15.3.3A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809\h第16章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器\h16.1順序存儲(chǔ)器\h16.1.1動(dòng)態(tài)移存單元\h16.1.2動(dòng)態(tài)移存器\h16.1.3常見順序存儲(chǔ)器\h16.2隨機(jī)存儲(chǔ)器\h16.2.1隨機(jī)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)與原理\h16.2.2存儲(chǔ)單元\h16.2.3存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展\h16.3只讀存儲(chǔ)器\h16.3.1固定只讀存儲(chǔ)器(ROM)\h16.3.2可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)\h16.3.3可改寫只讀存儲(chǔ)器(EPROM)\h16.3.4電可改寫只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)注:原文檔電子版(非掃描),需要的請(qǐng)下載本文檔后留言謝謝。\h第1章電路分析基礎(chǔ)\h1.1電路分析的基本方法與規(guī)律學(xué)好電子電路的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)分析電路,而分析電路前先要掌握一些與電路分析有關(guān)的基本定律和方法。\h1.1.1歐姆定律歐姆定律是電子技術(shù)中的一個(gè)最基本的定律,它反映了電路中電阻、電流和電壓之間的關(guān)系。歐姆定律分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律。1.部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律的內(nèi)容是:在電路中,流過導(dǎo)體的電流I的大小與導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,與導(dǎo)體的電阻R成反比,即也可以表示為U=IR或R=。為了讓大家更好地理解歐姆定律,下面以圖1-1為例來說明。圖1-1歐姆定律的幾種形式如圖1-1(a)所示,已知電阻R=10?,電阻兩端電壓UAB=5V,那么流過電阻的電流。又如圖1-1(b)所示,已知電阻R=5?,流過電阻的電流I=2A,那么電阻兩端的電壓UAB=I·R=(2×5)V=10V。在圖1-1(c)所示電路中,流過電阻的電流I=2A,電阻兩端的電壓UAB=12V,那么電阻的大小。下面再來說明歐姆定律在實(shí)際電路中的應(yīng)用,如圖1-2所示。圖1-2部分電路歐姆定律應(yīng)用說明圖在圖1-2所示電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E=12V,A、D之間的電壓UAD與電動(dòng)勢(shì)E相等,3個(gè)電阻器R1、R2、R3串接起來,可以相當(dāng)于一個(gè)電阻器R,R=R1+R2+R3=(2+7+3)Ω=12Ω。知道了電阻的大小和電阻器兩端的電壓,就可以求出流過電阻器的電流I求出了流過R1、R2、R3的電流I,并且它們的電阻大小已知,就可以求R1、R2、R3兩端的電壓UR1(UR1實(shí)際就是A、B兩點(diǎn)之間的電壓UAB)、UR2(實(shí)際就是UBC)和UR3(實(shí)際就是UCD),即從上面可以看出UR1+UR2+UR3=UAB+UBC+UCD=UAD=12V在圖1-2所示電路中如何求B點(diǎn)電壓呢?首先要明白,求某點(diǎn)電壓指的就是求該點(diǎn)與地之間的電壓,所以B點(diǎn)電壓UB實(shí)際就是電壓UBD。求UB有以下兩種方法。方法一:UB=UBD=UBC+UCD=UR2+UR3=(7+3)V=10V方法二:UB=UBD=UAD?UAB=UAD?UR1=(12?2)V=10V2.全電路歐姆定律全電路是指含有電源和負(fù)載的閉合回路。全電路歐姆定律又稱閉合電路歐姆定律,其內(nèi)容是:閉合電路中的電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,與電路的內(nèi)、外電阻之和成反比,即全電路歐姆定律應(yīng)用如圖1-3所示。圖1-3全電路歐姆定律應(yīng)用說明圖圖1-3中點(diǎn)畫線框內(nèi)為電源,R0表示電源的內(nèi)阻,E表示電源的電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)開關(guān)S閉合后,電路中有電流I流過,根據(jù)全電路歐姆定律可求得。電源輸出電壓(也即電阻R兩端的電壓)U=IR=1×10V=10V,內(nèi)阻R0兩端的電壓U0=IR0=1×2V=2V。如果將開關(guān)S斷開,電路中的電流I=0A,那么內(nèi)阻R0上消耗的電壓U0=0V,電源輸出電壓U與電源電動(dòng)勢(shì)相等,即U=E=12V。由全電路歐姆定律不難看出以下幾點(diǎn)。①在電源未接負(fù)載時(shí),不管電源內(nèi)阻多大,內(nèi)阻消耗的電壓始終為0V,電源兩端電壓與電動(dòng)勢(shì)相等。②當(dāng)電源與負(fù)載構(gòu)成閉合回路后,由于有電流流過內(nèi)阻,內(nèi)阻會(huì)消耗電壓,從而使電源輸出電壓降低。內(nèi)阻越大,內(nèi)阻消耗的電壓越大,電源輸出電壓越低。③在電源內(nèi)阻不變的情況下,外阻越小,電路中的電流越大,內(nèi)阻消耗的電壓也越大,電源輸出電壓會(huì)降低。由于正常電源的內(nèi)阻很小,內(nèi)阻消耗的電壓很低,故一般情況下可認(rèn)為電源的輸出電壓與電源電動(dòng)勢(shì)相等。利用全電路歐姆定律可以解釋很多現(xiàn)象。比如舊電池兩端電壓與正常電壓相同,但將舊電池與電路連接后除了輸出電流很小外,電池的輸出電壓也會(huì)急劇下降,這是舊電池內(nèi)阻變大的緣故;又如將電源正、負(fù)極直接短路時(shí),電源會(huì)發(fā)熱甚至燒壞,這是因?yàn)槎搪窌r(shí)流過電源內(nèi)阻的電流很大,內(nèi)阻消耗的電壓與電源電動(dòng)勢(shì)相等,大量的電能在電源內(nèi)阻上消耗并轉(zhuǎn)換成熱能,故電源會(huì)發(fā)熱。\h1.1.2電功、電功率和焦耳定律1.電功電流流過燈泡,燈泡會(huì)發(fā)光;電流流過電爐絲,電爐絲會(huì)發(fā)熱;電流流過電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。由此可以看出,電流流過一些用電設(shè)備時(shí)是會(huì)做功的,電流做的功稱為電功。用電設(shè)備做功的大小不但與加到用電設(shè)備兩端的電壓及流過的電流有關(guān),還與通電時(shí)間長短有關(guān)。電功可用下面的公式計(jì)算式中,W表示電功,單位是焦(J);U表示電壓,單位是伏(V);I表示電流,單位是安(A);t表示時(shí)間,單位是秒(s)。電功的單位是焦(J),在電學(xué)中還常用到另一個(gè)單位千瓦時(shí)(kW·h),也稱度。1kW·h=1度。千瓦時(shí)與焦的換算關(guān)系是:1kW·h可以這樣理解:一個(gè)電功率為100W的燈泡連續(xù)使用10h,消耗的電功為1kW·h(即消耗1度電)。2.電功率電流需要通過一些用電設(shè)備才能做功。為了衡量這些設(shè)備做功能力的大小,引入一個(gè)電功率的概念。電流單位時(shí)間做的功稱為電功率。電功率常用P表示,單位是瓦(W),此外還有千瓦(kW)和毫瓦(mW)等,它們之間的換算關(guān)系是電功率的計(jì)算公式是根據(jù)歐姆定律可知U=I·R,I=U/R,所以電功率還可以用公式P=I2·R和P=U2/R來求。下面以圖1-4所示電路為例來說明電功率的計(jì)算方法。圖1-4電功率的計(jì)算說明圖在圖1-4所示電路中,白熾燈兩端的電壓為220V(它與電源的電動(dòng)勢(shì)相等),流過白熾燈的電流為0.5A,求白熾燈的功率、電阻和白熾燈在10s所做的功。白熾燈的功率白熾燈的電阻白熾燈在10s做的功3.焦耳定律電流流過導(dǎo)體時(shí)導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱,這種現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。電熱鍋、電飯煲和電熱水器等都是利用電流的熱效應(yīng)來工作的。英國物理學(xué)家焦耳通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):電流流過導(dǎo)體,導(dǎo)體發(fā)出的熱量與導(dǎo)體流過的電流、導(dǎo)體的電阻和通電的時(shí)間有關(guān)。這個(gè)關(guān)系用公式表示就是式中,Q表示熱量,單位是焦(J);R表示電阻,單位是歐(Ω);t表示時(shí)間,單位是秒(s)。焦耳定律說明:電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,與電流的平方及導(dǎo)體的電阻成正比,與通電時(shí)間也成正比。由于這個(gè)定律除了由焦耳發(fā)現(xiàn)外,俄國科學(xué)家楞次也通過實(shí)驗(yàn)獨(dú)立發(fā)現(xiàn),故該定律又稱焦耳-楞次定律。舉例:某臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電壓是220V,線圈的電阻為0.4Ω,當(dāng)電動(dòng)機(jī)接220V的電壓時(shí),流過的電流是3A,求電動(dòng)機(jī)的功率和線圈每秒發(fā)出的熱量。電動(dòng)機(jī)的功率是電動(dòng)機(jī)線圈每秒發(fā)出的熱量\h1.1.3電阻的串聯(lián)、并聯(lián)與混聯(lián)電阻的連接有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)3種方式。1.電阻的串聯(lián)兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻頭尾相連串接在電路中,稱為電阻的串聯(lián),如圖1-5所示。圖1-5電阻的串聯(lián)電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。①流過各串聯(lián)電阻的電流相等,都為I。②電阻串聯(lián)后的總電阻R增大,總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,即③總電壓U等于各串聯(lián)電阻上電壓之和,即④串聯(lián)電阻越大,兩端電壓越高,因?yàn)镽1<R2,所以UR1<UR2。在圖1-5所示電路中,兩個(gè)串聯(lián)電阻上的總電壓U等于電源電動(dòng)勢(shì),即U=E=6V;電阻串聯(lián)后總電阻R=R1+R2=12Ω;流過各電阻的電流;電阻R1上的電壓UR1=I·R1=(0.5×5)V=2.5V,電阻R2上的電壓UR2=I·R2=(0.5×7)V=3.5V。2.電阻的并聯(lián)兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻頭尾相并接在電路中,稱為電阻的并聯(lián),如圖1-6所示。圖1-6電阻的并聯(lián)電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。①并聯(lián)的電阻兩端的電壓相等,即②總電流等于流過各個(gè)并聯(lián)電阻的電流之和,即③電阻并聯(lián)總電阻減小,總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和,即該式可變形為④在并聯(lián)電路中,電阻越小,流過的電流越大,因?yàn)镽1<R2,所以流過R1的電流I1大于流過R2的電流I2。在圖1-6所示電路中,并聯(lián)的電阻R1、R2兩端的電壓相等,UR1=UR2=U=6V;流過R1的電流,流過R2的電流,總電流I=I1+I2=(1+0.5)A=1.5A;R1、R2并聯(lián)總電阻為3.電阻的混聯(lián)一個(gè)電路中的電阻既有串聯(lián)又有并聯(lián)時(shí),稱為電阻的混聯(lián),如圖1-7所示。圖1-7電阻的混聯(lián)對(duì)于電阻混聯(lián)電路,總電阻可以這樣求:先求并聯(lián)電阻的總電阻,然后再求串聯(lián)電阻與并聯(lián)電阻的總電阻之和。在圖1-7所示電路中,并聯(lián)電阻R3、R4的總電阻為電路的總電阻為讀者如果有興趣,可求圖1-7所示電路中總電流I,R1兩端電壓UR1,R2兩端電壓UR2,R3兩端電壓UR3和流過R3、R4的電流I3、I4的大小。\h1.2復(fù)雜電路的分析方法與規(guī)律\h1.2.1基本概念在分析簡單電路時(shí),一般應(yīng)用歐姆定律和電阻的串、并聯(lián)規(guī)律,但用它們來分析復(fù)雜電路就比較困難。這里的簡單電路通常是指只有一個(gè)電源的電路,而復(fù)雜電路通常是指有兩個(gè)或兩個(gè)以上電源的電路。對(duì)于復(fù)雜電路,常用基爾霍夫定律、疊加定理和戴維南定理進(jìn)行分析。在了解這些定律和定理之前先來說明幾個(gè)基本概念。1.支路支路是指由一個(gè)或幾個(gè)元器件首尾相接構(gòu)成的一段無分支的電路。在同一支路內(nèi),流過所有元器件的電流相等。圖1-8所示電路有3條支路,即BAFE支路、BE支路和BCDE支路。其中BAFE支路和BCDE支路中都含有電源,這種含有電源的支路稱為有源支路。BE支路沒有電源,稱為無源支路。2.節(jié)點(diǎn)3條或3條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。圖1-8所示電路中的B點(diǎn)和E點(diǎn)都是節(jié)點(diǎn)。圖1-8一種復(fù)雜電路3.回路電路中任意一個(gè)閉合的路徑稱為回路。圖1-8所示電路中的ABEFA、BCDEB、ABCDEFA都是回路。4.網(wǎng)孔內(nèi)部不含支路的回路稱為網(wǎng)孔。圖1-8所示電路中的ABEFA、BCDEB回路是網(wǎng)孔,ABCDEFA就不是網(wǎng)孔,因?yàn)樗兄稡E。\h1.2.2基爾霍夫定律基爾霍夫定律又可分為基爾霍夫第一定律(又稱基爾霍夫電流定律)和基爾霍夫第二定律(又稱基爾霍夫電壓定律)。1.基爾霍夫第一定律(電流定律)基爾霍夫第一定律指出,在電路中,流入任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。下面以圖1-9所示的電路為例來說明該定律。圖1-9節(jié)點(diǎn)電流示意圖在圖1-9所示電路中,流入A點(diǎn)的電流有3個(gè),即I1、I2、I3;從A點(diǎn)流出的電流有兩個(gè),即I4、I5。由基爾霍夫第一定律可得又可表示為這里的“Σ”表示求和,可讀作“西格馬”。如果規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流為正,流出節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù),那么基爾霍夫第一定律也可以這樣敘述:在電路中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)上,電流的代數(shù)和等于0A,即也可以表示成基爾霍夫第一定律不但適合于電路中的節(jié)點(diǎn),對(duì)一個(gè)封閉面也是適用的。如圖1-10所示,圖1-10(a)所示示意圖中流入三極管的電流Ib、Ic與流出的電流Ie有以下關(guān)系在圖1-10(b)所示電路中,流入三角形負(fù)載的電流I1與流出的電流I2、I3有以下關(guān)系圖1-10封閉面電流示意圖2.基爾霍夫第二定律(電壓定律)基爾霍夫第二定律指出,電路中任一回路內(nèi)各段電壓的代數(shù)和等于0V,即在應(yīng)用基爾霍夫第二定律分析電路時(shí),需要先規(guī)定回路的繞行方向。當(dāng)流過回路中某元件的電流方向與繞行方向一致時(shí),該元件兩端的電壓取正,反之取負(fù);電源的電動(dòng)勢(shì)方向(電源的電動(dòng)勢(shì)方向始終是由負(fù)極指向正極)與繞行方向一致時(shí),電源的電動(dòng)勢(shì)取負(fù),反之取正。下面以圖1-11所示的電路為例來說明這個(gè)定律。圖1-11基爾霍夫第二定律說明圖先來分析圖1-11所示電路中的BCDFB回路的電壓關(guān)系。首先在這個(gè)回路中畫一個(gè)繞行方向,流過R2的電流I2和流過R3的電流I3與繞行方向一致,故I2·R2(即U2)和I3·R3(即U3)都取正;電源E2的電動(dòng)勢(shì)方向與繞行方向一致,電源E2的電動(dòng)勢(shì)取負(fù)。根據(jù)基爾霍夫第二定律可得出再來分析圖1-11所示電路中的ABFHA回路的電壓關(guān)系。先在ABFHA回路中畫一個(gè)繞行方向,流過R1的電流I1方向與繞行方向相同,I1·R1取正;流過R2的電流I2方向與繞行方向相反,I2·R2取負(fù);電源E2的電動(dòng)勢(shì)方向(負(fù)極指向正極)與繞行方向相反,E2的電動(dòng)勢(shì)取正;電源E1的電動(dòng)勢(shì)方向與繞行方向相同,E1的電動(dòng)勢(shì)取負(fù)。根據(jù)基爾霍夫第二定律可得出3.基爾霍夫定律的應(yīng)用——支路電流法對(duì)于復(fù)雜電路的計(jì)算常常要用到基爾霍夫第一、第二定律,并且這兩個(gè)定律經(jīng)常同時(shí)使用,下面介紹應(yīng)用這兩個(gè)定律計(jì)算復(fù)雜電路的一種方法——支路電流法。支路電流法使用時(shí)的一般步驟如下。①在電路上標(biāo)出各支路電流的方向,并畫出各回路的繞行方向。②根據(jù)基爾霍夫第一、第二定律列出方程組。③解方程組求出未知量。下面再舉例說明支路電流法的應(yīng)用。圖1-12所示為汽車照明電路,其中E1為汽車發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì),E1=14V;R1為發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻,R1=0.5Ω;E2為蓄電池的電動(dòng)勢(shì),E2=12V;R2為蓄電池的內(nèi)阻,R2=0.2Ω,照明燈電阻R=4Ω。求各支路電流I1、I2、I和加在照明燈上的電壓UR。解題過程如下。第1步:在電路中標(biāo)出各支路電流I1、I2、I的方向,并畫出各回路的繞行方向。第2步:根據(jù)基爾霍夫第一、第二定律列出方程組。節(jié)點(diǎn)B的電流關(guān)系為回路ABEFA的電壓關(guān)系為回路BCDEB的電壓關(guān)系為圖1-12汽車照明電路第3步:解方程組。將E1=14V、R1=0.5Ω、E2=12V、R2=0.2Ω代入上面3個(gè)式子中,再解方程組可得上面的I2為負(fù)值,表明電流I2實(shí)際方向與標(biāo)注方向相反,即電流I2實(shí)際是流進(jìn)蓄電池的,這說明發(fā)電機(jī)在為照明燈供電的同時(shí)還對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。\h1.2.3疊加定理對(duì)于一個(gè)元件,如果它兩端的電壓與流過的電流成正比,這種元件就被稱為線性元件。線性電路是由線性元件組成的電路。電阻就是一種最常見的線性元件。疊加定理是反映線性電路基本性質(zhì)的一個(gè)重要定理。疊加定理的內(nèi)容是:在線性電路中,任一支路中的電流(或電壓)等于各個(gè)電源單獨(dú)作用在此支路中所產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和。下面以求圖1-13(a)所示電路中各支路電流I1、I2、I的大小為例來說明疊加定理的應(yīng)用,圖中的E1=14V,R1=0.5Ω,E2=12V,R2=0.2Ω,R=4Ω。解題過程如下。第1步:在圖1-13(a)所示電路中標(biāo)出各支路電流的方向。第2步:畫出只有一個(gè)電源E1作用時(shí)的電路,把另一個(gè)電源當(dāng)作短路,并標(biāo)出這個(gè)電路各支路的電流方向,如圖1-13(b)所示;再分別求出該電路各支路的電流大小。第3步:畫出只有電源E2作用時(shí)的電路,把電源E1當(dāng)作短路,并在這個(gè)電路中標(biāo)出各支路電流的方向,如圖1-13(c)所示,再分別求出該電路各支路的電流大小。圖1-13利用疊加定理求支路電流第4步:將每一支路的電流或電壓分別進(jìn)行疊加。凡是與圖1-13(a)所示的電路中假定的電流(或電壓)方向相同的為正,反之為負(fù)。這樣可以求出各支路的電流分別是\h1.2.4戴維南定理對(duì)于一個(gè)復(fù)雜電路,如果需要求多條支路的電流大小,可以應(yīng)用基爾霍夫定律或疊加定理。如果僅需要求一條支路中的電流大小,則應(yīng)用戴維南定理更為方便。在介紹戴維南定理之前,先來說明一下二端網(wǎng)絡(luò)。任何具有兩個(gè)出線端的電路都可以稱為二端網(wǎng)絡(luò)。包含有電源的二端網(wǎng)絡(luò)稱為有源二端網(wǎng)絡(luò),否則就稱為無源二端網(wǎng)絡(luò)。圖1-14(a)所示電路就是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò),通??梢詫⑺嫵蓤D1-14(b)所示的形式。戴維南定理的內(nèi)容是:任何一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)等效電源電動(dòng)勢(shì)E0和內(nèi)阻R0串聯(lián)起來的電路來代替。根據(jù)該定理可以將圖1-14(a)所示的電路簡化成圖1-14(c)所示的電路。圖1-14有源二端網(wǎng)絡(luò)那么等效電源電動(dòng)勢(shì)E0和內(nèi)阻R0如何確定呢?戴維南定理還指出:等效電源電動(dòng)勢(shì)E0是該有源二端網(wǎng)絡(luò)開路時(shí)的端電壓;內(nèi)阻R0是指從兩個(gè)端點(diǎn)向有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)看進(jìn)去,并將電源均當(dāng)成短路時(shí)的等效電阻。下面以圖1-15(a)所示的電路為例來說明戴維南定理的應(yīng)用。在圖1-15(a)所示的電路中,E1=14V,R1=0.5Ω,E2=12V,R2=0.2Ω,R=4Ω,求流過電阻R的電流I的大小。解題過程如下。第1步:將電路分成待求支路和有源二端網(wǎng)絡(luò),如圖1-15(a)所示。第2步:假定待求支路斷開,求出有源二端網(wǎng)絡(luò)開路的端電壓,此即為等效電源電動(dòng)勢(shì)E0,如圖1-15(b)所示,即第3步:假定有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的電源都短路,求出內(nèi)部電阻,此即為內(nèi)阻值R0,如圖1-15(c)所示,即第4步:畫出圖1-15(a)所示電路的戴維南等效電路,如圖1-15(d)所示,再求出待求支路電流的大小,即圖1-15用戴維南定理求支路電流\h1.2.5最大功率傳輸定理與阻抗變換1.最大功率傳輸定理在電路中,往往希望負(fù)載能從電源中獲得最大的功率,怎樣才能做到這一點(diǎn)呢?如圖1-16所示,E為電源,R為電源的內(nèi)阻,RL為負(fù)載電阻,I為流過負(fù)載RL的電流,U為負(fù)載兩端的電壓。負(fù)載RL獲得的功率P=UI,當(dāng)增大RL的阻值時(shí),電壓U會(huì)增大,但電流I會(huì)減小;如果減小RL的阻值,雖然電流I會(huì)增大,但電壓U會(huì)減小。什么情況下功率P的值最大呢?最大功率傳輸定理的內(nèi)容是:負(fù)載要從電源獲得最大功率的條件是負(fù)載的電阻(阻抗)與電源的內(nèi)阻相等。負(fù)載的電阻與電源的內(nèi)阻相等又稱兩者阻抗匹配。在圖1-16所示電路中,負(fù)載RL要從電源獲得最大功率的條件是RL=R,此時(shí)RL得到的最大功率是。圖1-16簡單電路功率傳輸定理說明圖如果有多個(gè)電源向一個(gè)負(fù)載供電,如圖1-17所示,負(fù)載RL怎樣才能獲得最大功率呢?這時(shí)就要先用戴維南定理求出該電路的等效內(nèi)阻R0和等效電動(dòng)勢(shì)E0,只要RL=R0,負(fù)載就可以獲得最大功率。圖1-17復(fù)雜電路功率傳輸定理說明圖2.阻抗變換當(dāng)負(fù)載的阻抗與電源的內(nèi)阻相等時(shí),負(fù)載才能從電源中獲得最大功率,但很多電路的負(fù)載阻抗與電源的內(nèi)阻并不相等,這種情況下怎么才仍能讓負(fù)載獲得最大功率呢?解決方法是進(jìn)行阻抗變換,阻抗變換通常采用變壓器。下面以圖1-18所示電路為例來說明變壓器的阻抗變換原理。圖1-18變壓器的阻抗變換原理說明圖在圖1-18(a)所示電路中,要使負(fù)載從電源中獲得最大功率,需讓負(fù)載的阻抗Z與電源(這里為信號(hào)源)內(nèi)阻R0大小相等,即Z=R0。這里的負(fù)載可以是一個(gè)元件,也可以是一個(gè)電路,它的阻抗可以用表示?,F(xiàn)假設(shè)負(fù)載是圖1-18(b)所示點(diǎn)畫線框內(nèi)由變壓器和電阻組成的電路,該負(fù)載的阻抗,變壓器的匝數(shù)比為n,電阻的阻抗為ZL,根據(jù)變壓器改變電壓的規(guī)律可得到下式,即從上式可以看出,變壓器與電阻組成電路的總阻抗Z是電阻阻抗ZL的n2倍,即Z=n2ZL。如果讓總阻抗Z等于電源的內(nèi)阻R0,變壓器和電阻組成的電路就能從電源獲得最大功率,又因?yàn)樽儔浩鞑幌墓β剩怨β嗜珎魉徒o真正的負(fù)載(電阻),達(dá)到功率最大程度傳送的目的。由此可以看出:通過變壓器的阻抗變換作用,真正負(fù)載的阻抗不需與電源內(nèi)阻相等,同樣能實(shí)現(xiàn)功率最大傳輸。下面舉例來說明變壓器阻抗變換的應(yīng)用。如圖1-19所示,音頻信號(hào)源內(nèi)阻R0=72Ω,而揚(yáng)聲器的阻抗ZL=8Ω,如果將兩者按圖1-19(a)所示的方法直接連接起來,揚(yáng)聲器將無法獲得最大功率,這時(shí)可以在它們之間加一個(gè)變壓器T1,如圖1-19(b)所示。至于選擇匝數(shù)比n為多少的變壓器,可用R0=來計(jì)算,結(jié)果可得到n=3。也就是說,只要在兩者之間接一個(gè)n=3的變壓器,揚(yáng)聲器就可以從音頻信號(hào)源獲得最大功率,從而發(fā)出最大的聲音。圖1-19變壓器阻抗變換舉例\h第2章放大電路\h2.1基本放大電路三極管是一種具有放大功能的電子器件,但單獨(dú)的三極管是無法放大信號(hào)的,只有給三極管提供電壓,讓它導(dǎo)通才具有放大能力。為三極管提供導(dǎo)通所需的電壓,使三極管具有放大能力的簡單放大電路通常稱為基本放大電路,又稱偏置放大電路。常見的基本放大電路有固定偏置放大電路和分壓式偏置放大電路。\h2.1.1固定偏置放大電路固定偏置放大電路是一種最簡單的放大電路。固定偏置放大電路如圖2-1所示。圖2-1固定偏置放大電路圖2-1(a)所示為NPN型三極管構(gòu)成的固定偏置放大電路,圖2-1(b)所示是由PNP型三極管構(gòu)成的固定偏置放大電路。它們都由三極管VT和電阻Rb、Rc組成,Rb稱為偏置電阻,Rc稱為負(fù)載電阻。接通電源后,有電流流過三極管VT,VT就會(huì)導(dǎo)通而具有放大能力。下面來分析圖2-1(a)所示的NPN型三極管構(gòu)成的固定偏置放大電路。1.電流關(guān)系接通電源后,從電源VCC正極流出電流,分作兩路:一路電流經(jīng)電阻Rb流入三極管VT基極,再通過VT內(nèi)部的發(fā)射結(jié)從發(fā)射極流出;另一路電流經(jīng)電阻Rc流入VT的集電極,再通過VT內(nèi)部從發(fā)射極流出;兩路電流從VT的發(fā)射極流出后匯合成一路電流,再流到電源的負(fù)極。三極管3個(gè)極分別有電流流過,其中流經(jīng)基極的電流稱為電流Ib,流經(jīng)集電極的電流稱為電流Ic,流經(jīng)發(fā)射極的電流稱為電流Ie。電流Ib、Ic、Ie的關(guān)系為Ic=Ib·β(β為三極管VT的放大倍數(shù))2.電壓關(guān)系接通電源后,電源為三極管各極提供電壓,電源正極電壓經(jīng)Rc降壓后為VT提供集電極電壓Uc,電源經(jīng)Rb降壓后為VT提供基極電壓Ub,電源負(fù)極電壓直接加到VT的發(fā)射極,發(fā)射極電壓為Ue。電路中Rb阻值較Rc的阻值大很多,所以處于放大狀態(tài)的NPN型三極管的3個(gè)極的電壓關(guān)系為3.三極管內(nèi)部兩個(gè)PN結(jié)的狀態(tài)圖2-1(a)中的三極管VT為NPN型三極管,它內(nèi)部有兩個(gè)PN結(jié),集電極和基極之間有一個(gè)PN結(jié),稱為集電結(jié);發(fā)射極和基極之間有一個(gè)PN結(jié),稱為發(fā)射結(jié)。因?yàn)閂T的3個(gè)極的電壓關(guān)系是Uc>Ub>Ue,所以VT內(nèi)部兩個(gè)PN結(jié)的狀態(tài)是:發(fā)射結(jié)正偏(PN結(jié)可相當(dāng)于一個(gè)二極管,P極電壓高于N極電壓時(shí)稱為PN結(jié)電壓正偏),集電結(jié)反偏。綜上所述,三極管處于放大狀態(tài)時(shí)具有的特點(diǎn)如下。①Ib+Ic=Ie,Ic=Ib·β。②Uc>Ub>Ue(NPN型三極管)。③發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通,集電結(jié)反偏。4.靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算在圖2-1(a)所示電路中,三極管VT的Ib(基極電流)、Ic(集電極電流)和Uce(集電極和發(fā)射極之間的電壓,Uce=Uc?Ue)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。三極管VT的靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算方法如下(三極管處于放大狀態(tài)時(shí)Ube值為定值,硅管一般取Ube=0.7V,鍺管取Ube=0.3V)舉例:在圖2-1(a)所示電路中,VCC=12V,Rb=300kΩ,Rc=4kΩ,β=50,求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Ib、Ic、Uce。靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算過程如下以上分析的是NPN型三極管固定偏置放大電路,讀者可根據(jù)上面的方法來分析圖2-1(b)所示電路中的PNP型三極管固定偏置放大電路。固定偏置放大電路結(jié)構(gòu)簡單,但當(dāng)三極管溫度上升引起靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)(如環(huán)境溫度上升,三極管內(nèi)的半導(dǎo)體材料導(dǎo)電能力增強(qiáng),會(huì)使電流Ib、Ic增大),電路無法使靜態(tài)工作點(diǎn)恢復(fù)正常,從而會(huì)導(dǎo)致三極管工作不穩(wěn)定,所以固定偏置放大電路一般用在要求不高的電子設(shè)備中。\h2.1.2分壓式偏置放大電路分壓式偏置放大電路是一種應(yīng)用最為廣泛的放大電路,這主要是因?yàn)樗苡行Э朔潭ㄆ梅糯箅娐窡o法穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的缺點(diǎn)。分壓式偏置放大電路如圖2-2所示,該電路為NPN型三極管構(gòu)成的分壓式偏置放大電路。R1為上偏置電阻,R2為下偏置電阻,R3為負(fù)載電阻,R4為發(fā)射極電阻。圖2-2分壓式偏置放大電路1.電流關(guān)系接通電源后,電路中有電流I1、I2、Ib、Ic、Ie產(chǎn)生,各電流的流向如圖2-2所示。不難看出,這些電流有以下關(guān)系2.電壓關(guān)系接通電源后,電源為三極管各個(gè)極提供電壓,+VCC電源經(jīng)R3降壓后為VT提供集電極電壓Uc,+VCC經(jīng)R1、R2分壓為VT提供基極電壓Ub,電流Ie在流經(jīng)R4時(shí),在R4上得到電壓UR4,UR4大小與VT的發(fā)射極電壓Ue相等。圖中的三極管VT處于放大狀態(tài),Uc、Ub、Ue3個(gè)電壓滿足以下關(guān)系3.三極管內(nèi)部兩個(gè)PN結(jié)的狀態(tài)由于Uc>Ub>Ue,其中Uc>Ub使VT的集電結(jié)處于反偏狀態(tài),Ub>Ue使VT的發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)。4.靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算在電路中,三極管VT的電流Ib遠(yuǎn)小于電流I1,基極電壓Ub基本由R1、R2分壓來確定,即由于Ube=Ub?Ue=0.7V,所以三極管VT的發(fā)射極電壓為三極管VT的集電極電壓為舉例:在圖2-2所示電路中,VCC=18V,R1=39kΩ,R2=10kΩ,R3=3kΩ,R4=2kΩ,β=50,求放大電路的Ub、Uc、Ue和靜態(tài)工作點(diǎn)Ib、Ic、Uce。計(jì)算過程如下5.靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定與固定偏置放大電路相比,分壓式偏置放大電路最大的優(yōu)點(diǎn)是具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的功能。分壓式偏置放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定過程分析如下。當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí),三極管內(nèi)部的半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性增強(qiáng),VT的電流Ib、Ic增大→流過R4的電流Ie增大(Ie=Ib+Ic,電流Ib、Ic增大,Ie就增大)→R4兩端的電壓UR4增大(UR4=Ie?R4,R4不變,Ie增大,UR4也就增大)→VT的發(fā)射極電壓Ue上升(Ue=UR4)→VT的發(fā)射結(jié)兩端的電壓Ube下降(Ube=Ub?Ue,Ub基本不變,Ue上升,Ube下降)→Ib減小→Ic也減?。↖c=Ib?β,β不變,Ib減小,Ic也減?。鶬b、Ic減小到正常值,從而穩(wěn)定了三極管的電流Ib、Ic。\h2.1.3交流放大電路偏置放大電路具有放大能力,若給偏置放大電路輸入交流信號(hào),它就可以對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行放大,再輸出幅度大的交流信號(hào)。為了使偏置放大電路以較好的效果放大交流信號(hào),并能與其他電路很好連接,通常要給偏置放大電路增加一些耦合、隔離和旁路元件,這樣的電路常稱為交流放大電路。圖2-3所示就是一種典型的交流放大電路。圖2-3一種典型的交流放大電路1.元器件說明圖中的電阻R1、R2、R3、R4與三極管VT構(gòu)成分壓式偏置放大電路。C1、C3稱為耦合電容,C1、C3容量較大,對(duì)交流信號(hào)阻礙很小,交流信號(hào)很容易通過C1、C3,C1用來將輸入端的交流信號(hào)傳送到VT的基極,C3用來將VT集電極輸出的交流信號(hào)傳送給負(fù)載RL,C1、C3除了傳送交流信號(hào)外,還起隔直作用,所以VT基極直流電壓無法通過C1到輸入端,VT集電極直流電壓無法通過C3到負(fù)載RL。C2稱為交流旁路電容,可以提高放大電路的放大能力。2.直流工作條件因?yàn)槿龢O管只有在滿足了直流工作條件時(shí)才具有放大能力,所以分析一個(gè)放大電路是否具有放大能力先要分析它能否為三極管提供直流工作條件。三極管要工作在放大狀態(tài),需滿足的直流工作條件主要有:有完整的電流Ib、Ic、Ie途徑;能提供電壓Uc、Ub、Ue;發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通,集電結(jié)反偏。這3個(gè)條件具備了三極管才具有放大能力。一般情況下,如果三極管電流Ib、Ic、Ie在電路中有完整的途徑就可認(rèn)為它具有放大能力,因此以后在分析三極管的直流工作條件時(shí),一般分析三極管的電流Ib、Ic、Ie途徑就可以了。VT的電流Ib的途徑是:電源VCC正極→電阻R1→VT的基極→VT的發(fā)射極;VT的電流Ic的途徑是:電源VCC正極→電阻R3→VT的集電極→VT的發(fā)射極;VT的電流Ie的途徑是:VT的發(fā)射極→R4→地→電源VCC負(fù)極。電流Ib、Ic、Ie途徑也可用如下流程圖表示:從上面的分析可知,三極管VT的電流Ib、Ic、Ie在電路中有完整的途徑,所以VT具有放大能力。試想一下,如果R1或R3開路,三極管VT有無放大能力,為什么?3.交流信號(hào)處理過程滿足了直流工作條件后,三極管具有了放大能力,就可以放大交流信號(hào)。圖2-3所示電路中的Ui為小幅度的交流信號(hào)電壓,它通過電容C1加到三極管VT的基極。當(dāng)交流信號(hào)電壓Ui為正半周時(shí),Ui極性為上正下負(fù),上正電壓經(jīng)C1送到VT的基極,與基極的直流電壓(VCC經(jīng)R1提供)疊加,使基極電壓上升,VT的電流Ib增大,電流Ic也增大,流過R3的電流Ic增大,R3上的電壓UR3也增大(UR3=IcR3,因Ic增大,故UR3增大),VT集電極電壓Uc下降(Uc=VCC?UR3,UR3增大,故Uc下降),該下降的電壓即為放大輸出的信號(hào)電壓,但信號(hào)電壓被倒相180°,變成負(fù)半周信號(hào)電壓。當(dāng)交流信號(hào)電壓Ui為負(fù)半周時(shí),Ui極性為上負(fù)下正,上負(fù)電壓經(jīng)C1送到VT的基極,與基極的直流電壓(VCC經(jīng)R1提供)疊加,使基極電壓下降,VT的電流Ib減小,電流Ic也減小,流過R3的Ic電流減小,R3上的電壓UR3也減?。║R3=IcR3,因Ic減小,故UR3減?。?,VT集電極電壓Uc上升(Uc=VCC?UR3,UR3減小,故Uc上升),該上升的電壓即為放大輸出的信號(hào)電壓,但信號(hào)電壓也被倒相180°,變成正半周信號(hào)電壓。也就是說,當(dāng)交流信號(hào)電壓正、負(fù)半周送到三極管基極,經(jīng)三極管放大后,從集電極輸出放大的信號(hào)電壓,但輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓相位相反。三極管集電極輸出信號(hào)電壓再經(jīng)耦合電容C3隔直后送給負(fù)載RL。\h2.1.4放大電路的3種基本接法1.放大電路的一些基本概念為了讓大家更容易理解放大電路,先來介紹一些放大電路的基本概念。(1)輸入電阻和輸出電阻一個(gè)放大電路通??梢杂脠D2-4所示的電路來等效,這樣等效的依據(jù)是:在放大電路工作時(shí),輸入信號(hào)送到放大電路輸入端,對(duì)于輸入信號(hào)來說,放大電路就相當(dāng)于一個(gè)負(fù)載電阻Ri,這個(gè)電阻Ri稱為放大電路的輸入電阻;放大電路將輸入信號(hào)放大后,會(huì)輸出信號(hào)送到負(fù)載RL兩端,因?yàn)榉糯箅娐酚行盘?hào)輸出,所以對(duì)于負(fù)載RL來說,放大電路就相當(dāng)于一個(gè)具有內(nèi)阻為Ro和電壓為U2的信號(hào)源,這里的內(nèi)阻Ro稱為放大電路的輸出電阻。圖2-4放大電路等效圖圖中的U1為信號(hào)源電壓,R1為信號(hào)源內(nèi)阻,RL為負(fù)載。圖中間點(diǎn)畫線框內(nèi)的部分是放大電路的等效圖,U2是放大的信號(hào)電壓,Ui為放大電路的輸入電壓,負(fù)載RL兩端的電壓Uo為放大電路的輸出電壓,流入放大電路的電流Ii稱為輸入電流,從放大電路流出的電流Io稱為輸出電流,Ri為放大電路的輸入電阻,Ro為放大電路的輸出電阻。從減輕輸入信號(hào)源負(fù)擔(dān)和提高放大電路的輸出電壓角度考慮,輸入電阻Ri的阻值大一些好,因?yàn)樵谳斎胄盘?hào)源內(nèi)阻R1不變時(shí),輸入電阻Ri大一方面會(huì)使放大電路從信號(hào)源吸取的電流Ii小,同時(shí)可以在放大電路輸入端得到比較高的電壓Ui,這樣放大電路放大后輸出的電壓很高。如果需要提高放大電路的輸出電流Io,輸入電阻Ri小一些更好,因?yàn)檩斎腚娮栊r(shí)放大電路輸入電流大,放大后輸出的電流就比較大。對(duì)于放大電路的輸出電阻Ro的阻值,要求是越小越好,因?yàn)檩敵鲭娮栊r(shí),在輸出電阻上消耗的電壓和電流都很小,負(fù)載RL就可以獲得比較大的功率,也就是說放大電路輸出電阻小則該放大電路帶負(fù)載能力強(qiáng)。(2)放大倍數(shù)和增益放大電路的放大倍數(shù)有以下3種。①電壓放大倍數(shù)。電壓放大倍數(shù)是指輸出電壓Uo與輸入電壓Ui的比值,用Au表示②電流放大倍數(shù)。電流放大倍數(shù)是指輸出電流Io與輸入電流Ii的比值,用Ai表示③功率放大倍數(shù)。功率放大倍數(shù)是指輸出功率Po與輸入功率Pi的比值,用AP表示在實(shí)際應(yīng)用中,為了便于計(jì)算和表示,常采用放大倍數(shù)的對(duì)數(shù)來表示放大電路的放大能力,這樣得到的值稱為增益,增益的單位為分貝(dB)。增益越大說明電路的放大能力越強(qiáng)。電壓增益為電流增益為功率增益為例如放大電路的電壓放大倍數(shù)分別為100倍和10000倍時(shí),它的電壓增益分別就是40dB和80dB。2.放大電路的3種基本接法根據(jù)三極管在電路中的連接方式不同,放大電路有3種基本接法:共發(fā)射極接法、共基極接法和共集電極接法。放大電路的3種基本接法如圖2-5所示。圖2-5放大電路的3種基本接法放大電路的3種基本接法電路可從下面幾個(gè)方面來分析。(1)是否具備放大能力前面已經(jīng)講過,要判斷三極管電路是否具備放大能力,一般可通過分析電路中三極管的電流Ib、Ic、Ie有無完整的途徑來判斷,若有完整的途徑就說明該放大電路具有放大能力。圖2-5所示電路中3種基本接法電路的三極管電流Ib、Ic、Ie分析如下。共發(fā)射極接法電路中三極管的電流Ib、Ic、Ie途徑:共基極接法電路中三極管的電流Ib、Ic、Ie途徑:共集電極接法電路中三極管的電流Ib、Ic、Ie途徑:從上面的分析可以看出,3種基本接法電路中的三極管電流Ib、Ic、Ie都有完整的途徑,所以它們都具有放大能力。(2)共用電極形式一個(gè)放大電路應(yīng)具有輸入和輸出端,為了使輸入、輸出端的交流信號(hào)能有各自的回路,要求輸入和輸出端應(yīng)各有兩極,而三極管只有3個(gè)電極,這樣就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電極被輸入、輸出端共用的情況。在分析放大電路時(shí),為了掌握放大電路交流信號(hào)的處理情況,需要畫出它的交流等效圖,在畫交流等效圖時(shí)不考慮直流。畫交流等效圖要掌握以下兩點(diǎn)。①電源的內(nèi)阻很小,對(duì)于交流信號(hào)可視為短路,即對(duì)交流信號(hào)而言,電源正、負(fù)極相當(dāng)于短路,所以畫交流等效圖時(shí)應(yīng)將電源正、負(fù)極用導(dǎo)線連起來。②電路中的耦合電容和旁路電容容量比較大,對(duì)交流信號(hào)阻礙很小,也可視為短路,在畫交流等效圖時(shí)大容量的電容應(yīng)用導(dǎo)線取代。根據(jù)上述原則,可按圖2-6所示的方法畫出圖2-5(a)所示共發(fā)射極接法放大電路的交流等效圖。圖2-6共發(fā)射極接法放大電路的交流等效圖的繪制用同樣的方法可畫出其他兩種基本接法放大電路的交流等效圖。3種基本接法放大電路的交流等效圖如圖2-7所示。圖2-73種基本接法放大電路的交流等效圖在圖2-7(a)所示電路中,基極是輸入端,集電極是輸出端,發(fā)射極是輸入和輸出回路的共用電極,這種放大電路稱為共發(fā)射極放大電路。在圖2-7(b)所示電路中,發(fā)射極是輸入端,集電極是輸出端,基極是輸入和輸出回路的共用電極,這種放大電路稱為共基極放大電路。在圖2-7(c)所示電路中,基極是輸入端,發(fā)射極是輸出端,集電極是輸入和輸出回路的共用電極,這種放大電路稱為共集電極放大電路。(3)3種基本接法放大電路的特點(diǎn)3種基本接法放大電路的特點(diǎn)見表2-1。表2-13種基本接法放大電路的特點(diǎn)\h2.1.5朗讀助記器的原理與檢修(一)朗讀助記器是一種利用聲音反饋來增強(qiáng)記憶的電子產(chǎn)品。在朗讀時(shí),助記器的話筒(又稱傳聲器)將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào),然后對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大,最后又將電信號(hào)經(jīng)耳機(jī)(又稱受話器)還原成聲音,人耳聽到增強(qiáng)的朗讀聲音可強(qiáng)化朗讀內(nèi)容的記憶。朗讀助記器電路較為復(fù)雜,本書將它分成3個(gè)部分說明。1.電路原理圖2-8所示是朗讀助記器的第一部分電路原理圖。電路分析如下。(1)信號(hào)處理過程在朗讀時(shí),話筒BM將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào),這種由聲音轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)稱為音頻信號(hào)。音頻信號(hào)由音量電位器RP1調(diào)節(jié)大小后,再通過C1送到三極管VT1基極,音頻信號(hào)經(jīng)VT1放大后從集電極輸出,通過C3送到耳機(jī)插座X2_out,如果將耳機(jī)插入X2插孔,就可以聽到自己的朗讀聲。圖2-8朗讀助記器的第一部分電路原理圖(2)直流工作情況6V直流電壓通過接插件X4送入電路,+6V電壓經(jīng)R10降壓后分成3路:第1路經(jīng)R1、插座X1的內(nèi)部簧片為話筒提供工作電壓,使話筒工作;第2路經(jīng)R2、R3分壓后為三極管VT1提供基極電壓;第3路經(jīng)R4為VT1提供集電極電壓。三極管VT1提供電壓后有電流Ib、Ic、Ie流過,VT1處于放大狀態(tài),可以放大送到基極的信號(hào)并從集電極輸出。(3)元器件說明BM為內(nèi)置駐極體式話筒,用于將聲音轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào),BM有正、負(fù)極之分,不能接錯(cuò)極性。X1為外接輸入插座,當(dāng)外接音源設(shè)備(如收音機(jī)、MP3等)時(shí),應(yīng)將音源設(shè)備的輸出插頭插入該插座,插座內(nèi)的簧片斷開,內(nèi)置話筒BM被切斷,而外部音源設(shè)備送來的信號(hào)經(jīng)X1簧片、RP1和C1送到三極管VT1基極進(jìn)行放大。X3為揚(yáng)聲器接插件,當(dāng)使用外接揚(yáng)聲器時(shí),可將揚(yáng)聲器的兩根引線與X3連接。X2為外接耳機(jī)插座,當(dāng)插入耳機(jī)插頭后,插座內(nèi)的簧片斷開,揚(yáng)聲器接插件X3被切斷。R10、C5構(gòu)成電源退耦電路,用于濾除電源供電中的波動(dòng)成分,使電路能得到較穩(wěn)定的供電電壓。在電路工作時(shí),+6V電源經(jīng)R10為三極管VT1供電,同時(shí)還會(huì)對(duì)C5充電,在C5上充得上正下負(fù)的電壓。在靜態(tài)時(shí),VT1無信號(hào)輸入,VT1導(dǎo)通程度不變(即Ic保持不變),流過R10的電流I基本穩(wěn)定,電壓UA保持不變,在VT1有信號(hào)輸入時(shí),VT1的電流Ic會(huì)發(fā)生變化,當(dāng)輸入信號(hào)幅度大時(shí),VT1放大時(shí)導(dǎo)通程度深,電流Ic增大,流過R10的電流I也增大,若沒有C5,A點(diǎn)電壓會(huì)因電流I的增大而下降(I增大,R10上電壓增大),有了C5后,C5會(huì)向R4放電彌補(bǔ)電流Ic增多的部分,無需通過R10的電流I增大,這樣A點(diǎn)電壓變化很小。同樣,如果VT1的輸入信號(hào)幅度小時(shí),VT1放大時(shí)導(dǎo)通淺,電流Ic減小,若沒有C5,電流I也減小,A點(diǎn)電壓會(huì)因電流I減小而升高,有了C5后,多余的電流I會(huì)對(duì)C5充電,這樣電流I不會(huì)因Ic減小而減小,A點(diǎn)電壓保持不變。2.電路的檢修下面以“無聲”故障為例來說明朗讀助記器第一部分電路的檢修方法,檢修過程如圖2-9所示。圖2-9“無聲”故障檢修流程圖(朗讀助記器第一部分電路)\h2.2負(fù)反饋放大電路\h2.2.1反饋知識(shí)介紹反饋意為“反送”,反饋電路的功能就是從電路的輸出端取出一部分信號(hào)反送到電路的輸入端。由于溫度和電源的影響,放大電路在工作時(shí)往往是不穩(wěn)定的,并且性能也不大好,給放大電路加上反饋電路可以有效克服這些缺點(diǎn)。下面通過圖2-10所示的方框圖來介紹反饋的基礎(chǔ)知識(shí)。圖2-10無反饋和有反饋放大電路方框圖1.正反饋和負(fù)反饋圖2-10(a)中所示的基本放大電路沒有加反饋電路,Xo表示輸出信號(hào),Xi表示輸入信號(hào)。圖2-10(b)中所示的基本放大電路增加了反饋電路,它從放大電路的輸出端取一部分信號(hào)反送到電路的輸入端,Xf表示反饋信號(hào),反饋信號(hào)Xf與輸入信號(hào)Xi疊加后送到電路的輸入端。如果反饋的信號(hào)與輸入信號(hào)疊加所得到的信號(hào)增強(qiáng),這種反饋稱為正反饋;如果反饋的信號(hào)與輸入信號(hào)疊加所得到的信號(hào)減弱,這種反饋稱為負(fù)反饋。2.開環(huán)放大倍數(shù)在圖2-10(a)所示電路中,放大電路沒加反饋時(shí)的放大倍數(shù)稱為開環(huán)放大倍數(shù)A,它可表示為3.閉環(huán)放大倍數(shù)在圖2-10(b)所示電路中,反饋信號(hào)Xf與輸出信號(hào)Xo的比值稱為反饋系數(shù)F,即如果反饋電路是負(fù)反饋,反饋系數(shù)F越大,表示負(fù)反饋信號(hào)Xf越大,抵消輸入信號(hào)越多,送到基本放大電路的凈輸入信號(hào)越小,輸出信號(hào)Xo越小,電路增益下降。電路加了反饋電路后的放大倍數(shù)稱為閉環(huán)放大倍數(shù)Af,它可表示為由于反饋放大電路引入了負(fù)反饋,它輸出的信號(hào)Xo較未加負(fù)反饋的基本放大電路輸出信號(hào)Xo要小,所以負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)Af較開環(huán)放大倍數(shù)A小。\h2.2.2反饋類型的判別反饋電路類型很多,可根據(jù)以下不同的標(biāo)準(zhǔn)分類。根據(jù)反饋的極性分:有正反饋和負(fù)反饋。根據(jù)反饋信號(hào)和輸出信號(hào)的關(guān)系分:有電壓反饋和電流反饋。根據(jù)反饋信號(hào)和輸入信號(hào)的關(guān)系分:有串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。根據(jù)反饋信號(hào)是交流或直流分:有交流反饋和直流反饋。電路的反饋類型雖然很多,但對(duì)于一個(gè)具體的反饋電路,它會(huì)同時(shí)具有以上4種類型。下面就以圖2-11所示兩個(gè)反饋電路為例來介紹反饋類型的判別方法。圖2-11兩個(gè)反饋電路1.正反饋和負(fù)反饋的判別(1)三極管各極電壓變化關(guān)系為了快速判斷出反饋電路的反饋類型,有必要了解三極管各極電壓的變化關(guān)系。不管NPN型還是PNP型三極管,它們各極電壓的變化都有以下規(guī)律。①三極管的基極與發(fā)射極是同相關(guān)系。當(dāng)基極電壓上升(或下降)時(shí),發(fā)射極電壓也上升(或下降),即基極電壓變化時(shí),發(fā)射極的電壓變化與基極電壓變化相同。②三極管的基極與集電極是反相關(guān)系。當(dāng)基極電壓上升(或下降)時(shí),集電極電壓下降(或上升),即基極電壓變化時(shí),集電極的電壓變化與基極電壓變化相反。③三極管的發(fā)射極與集電極是同相關(guān)系。當(dāng)發(fā)射極電壓上升(或下降)時(shí),集電極電壓也上升(或下降),即發(fā)射極電壓變化時(shí),集電極的電壓變化與發(fā)射極相同。三極管各極電壓變化規(guī)律可用圖2-12表示,其中表示電壓上升,Θ表示電壓下降。圖2-12三極管各極電壓變化規(guī)律圖2-12(a)表示的含義為“當(dāng)三極管基極電壓上升時(shí),會(huì)引起發(fā)射極電壓上升、集電極電壓下降;當(dāng)三極管基極電壓下降時(shí),會(huì)引起發(fā)射極電壓下降、集電極電壓上升”。圖2-12(b)表示的含義為“當(dāng)三極管發(fā)射極電壓上升時(shí),會(huì)引起基極和集電極電壓都上升;當(dāng)三極管發(fā)射極電壓下降時(shí),會(huì)引起基極和集電極電壓都下降”。(2)正反饋和負(fù)反饋的判別①判別電路中有無反饋。在圖2-11(a)所示電路中,R5、C1將輸出信號(hào)的一部分反送到輸入端,所以電路中有反饋。R5、C1構(gòu)成反饋電路。在圖2-11(b)所示電路中,R4、R5將后級(jí)電路信號(hào)的一部分反送到前級(jí)電路,這也屬于反饋。R4、R5、C1構(gòu)成反饋電路。②判別反饋電路的正、負(fù)反饋類型。反饋電路的正、負(fù)反饋類型通常采用“瞬時(shí)極性法”判別。所謂“瞬時(shí)極性法”是指假設(shè)電路輸入端電壓瞬間變化(上升或下降),再分析輸出端反饋過來的電壓與先前假設(shè)的輸入端電壓的變化是否相同,相同說明反饋為正反饋,相反則為負(fù)反饋。正、負(fù)反饋類型判別如圖2-13所示。圖2-13正、負(fù)反饋類型的判別在圖2-13(a)所示電路中,因?yàn)樾盘?hào)反饋到三極管VT1的基極,所以假設(shè)VT1的基極電壓上升,根據(jù)前面介紹的三極管各極電壓變化規(guī)律可知,當(dāng)三極管VT1的基極電壓(指對(duì)地電壓,以下同)上升時(shí),集電極電壓會(huì)下降,三極管VT2的基極電壓下降,VT2的集電極電壓上升,該上升的電壓經(jīng)R5、C1反饋到VT1的基極,由于反饋信號(hào)的電壓極性與先前假設(shè)的電壓極性相同,所以該反饋為正反饋。在圖2-13(b)所示電路中,因?yàn)樾盘?hào)反饋到VT1的發(fā)射極,所以假設(shè)VT1的發(fā)射極電壓上升,VT1的集電極電壓也會(huì)上升,VT2的基極電壓上升,VT2的集電極電壓下降,該下降的電壓經(jīng)R5、R4反饋到VT1的發(fā)射極,由于反饋信號(hào)的電壓極性與先前假設(shè)的電壓極性相反,所以該反饋為負(fù)反饋。2.電壓反饋和電流反饋的判別電壓反饋和電流反饋的判別方法是:將電路的輸出端對(duì)地短路,如果反饋信號(hào)不再存在(即反饋信號(hào)被短路到地),則該反饋為電壓反饋;如果反饋信號(hào)依然存在(即反饋信號(hào)未被短路),該反饋為電流反饋。電壓、電流反饋類型判別如圖2-14所示。圖2-14電壓、電流反饋類型的判別在圖2-14(a)所示電路中,將輸出端B點(diǎn)對(duì)地短路,輸出信號(hào)和反饋信號(hào)都被短路到地,反饋信號(hào)不存在,該反饋為電壓反饋。在圖2-14(b)所示電路中,將輸出端B點(diǎn)對(duì)地短路,輸出信號(hào)被短路到地,反饋信號(hào)沒有被短路(輸出端為三極管的發(fā)射極,但反饋信號(hào)取自三極管的集電極,故反饋信號(hào)未被短路到地),反饋信號(hào)還存在,該反饋為電流反饋。3.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判別串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判別方法是:將電路的輸入端對(duì)地短路,如果反饋信號(hào)不存在(即反饋信號(hào)被短路到地),該反饋為并聯(lián)反饋;如果反饋信號(hào)依然存在(即反饋信號(hào)未被短路),該反饋為串聯(lián)反饋。串聯(lián)、并聯(lián)反饋類型判別如圖2-15所示。在圖2-15(a)所示電路中,將輸入端A點(diǎn)與地短路,輸入信號(hào)和反饋信號(hào)都被短路到地,反饋信號(hào)不存在,該反饋為并聯(lián)反饋。在圖2-15(b)所示電路中,將輸入端A點(diǎn)對(duì)地短路,輸入信號(hào)被短路到地,反饋信號(hào)沒有被短路,仍有反饋信號(hào)加到前級(jí)電路,該反饋為串聯(lián)反饋。圖2-15串聯(lián)、并聯(lián)反饋類型的判別4.交流反饋和直流反饋的判別交流反饋和直流反饋的判別方法是:如果反饋信號(hào)是交流信號(hào),為交流反饋;如果反饋信號(hào)是直流信號(hào),就為直流反饋;如果反饋信號(hào)中既有交流信號(hào)又有直流信號(hào),這種反饋稱為交流、直流反饋。交流、直流反饋類型判別如圖2-16所示。圖2-16交流、直流反饋類型的判別在圖2-16(a)所示電路中,由于電容C1的隔直作用,直流信號(hào)無法加到輸入端,只有交流信號(hào)才能加到輸入端,故該反饋為交流反饋。在圖2-16(b)所示電路中,由于電容C1的旁路作用,反饋的交流信號(hào)被旁路到地,只有直流信號(hào)送到前級(jí)電路,故該反饋為直流反饋。綜上所述,圖2-11(a)所示電路的反饋類型是電壓、并聯(lián)、交流正反饋,圖2-11(b)所示電路的反饋類型是電流、串聯(lián)、直流負(fù)反饋。\h2.2.3常見負(fù)反饋放大電路為了讓放大電路穩(wěn)定地工作,可以給放大電路增加負(fù)反饋電路,帶有負(fù)反饋電路的放大電路稱為負(fù)反饋放大電路。下面介紹兩種常見的負(fù)反饋放大電路。1.電壓負(fù)反饋放大電路電壓負(fù)反饋放大電路如圖2-17所示。電壓負(fù)反饋放大電路的電阻R1除了可以為三極管VT提供基極電流Ib外,還能將輸出信號(hào)的一部分反饋到VT的基極(即輸入端),由于基極與集電極是反相關(guān)系,故反饋為負(fù)反饋,用前面介紹的方法還可以判斷出該電路的反饋類型是電壓、并聯(lián)、交流、直流反饋。負(fù)反饋電路的一個(gè)非常重要的特點(diǎn)就是可以穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn),下面分析圖2-17所示電壓負(fù)反饋放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定過程。圖2-17電壓負(fù)反饋放大電路由于三極管是半導(dǎo)體器件,它具有熱敏性,當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí),它的導(dǎo)電性增強(qiáng),電流Ib、Ic會(huì)增大,從而導(dǎo)致三極管工作不穩(wěn)定,整個(gè)放大電路工作也不穩(wěn)定。給放大電路引入負(fù)反饋電阻R1后就可以穩(wěn)定電流Ib、Ic,其穩(wěn)定過程如下。當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí),三極管VT的電流Ib、Ic增大→流過R2的電流I增大(I=Ib+Ic,Ib、Ic電流增大,I就增大)→R2兩端的電壓UR2增大(UR2=I?R2,I增大,R2不變,UR2增大)→VT的集電極電壓Uc下降(Uc=VCC?UR2,UR2增大,VCC不變,Uc會(huì)減?。鶹T的基極電壓Ub下降(Ub由Uc經(jīng)R1降壓獲得,Uc下降,Ub也會(huì)跟著下降)→Ib減小(Ub下降,VT發(fā)射結(jié)兩端的電壓Ube減小,流過的電流Ib就減?。鶬c也減小(Ic=Ib?β,Ib減小,β不變,故Ic減?。鶬b、Ic減小到正常值。由此可見,電壓負(fù)反饋放大電路由于R1的負(fù)反饋?zhàn)饔?,靜態(tài)工作點(diǎn)得到穩(wěn)定。2.負(fù)反饋多級(jí)放大電路圖2-18所示是一種較常用的負(fù)反饋多級(jí)放大電路,電路中的R3為反饋電阻,根據(jù)前面介紹的方法不難判斷出該電路的反饋類型是電壓、并聯(lián)、交流、直流負(fù)反饋。圖2-18一種較常用的負(fù)反饋多級(jí)放大電路(1)三極管電流途徑三極管VT2的電流途徑為:三極管VT1的電流途徑為:由于三極管VT1、VT2都有正常的電流Ic、Ib、Ie,所以VT1、VT2均處于放大狀態(tài)。另外,從VT1的電流途徑可以看出,VT1的Ib1電流取自VT2的發(fā)射極,如果VT2沒有導(dǎo)通,無電流Ie2,VT1也就無電流Ib1,VT1就無法導(dǎo)通。(2)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定給放大電路增加負(fù)反饋可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),圖2-18所示電路也不例外,其靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定過程如下。當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí),三極管VT1的電流Ib、Ic增大→流過R1的電流Ic1增大→UR1增大→Uc1下降(Uc1=VCC?UR1,UR1增大,Uc1下降)→VT2的基極電壓Ub2下降→Ib2減小→Ic2減小→Ie2減小→流過R4的電流減小→UR4減小→Ue2下降(Ue2=UR4)→VT1的基極電壓Ub1下降(電壓Ub1取自電壓Ue2)→Ib1減小→Ic1減小,即三極管VT1原來增大的電流Ib、Ic又下降到正常值,從而穩(wěn)定了放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。\h2.2.4負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響反饋有正反饋和負(fù)反饋之分,正反饋用在放大電路中可以將放大電路轉(zhuǎn)變成振蕩電路,而負(fù)反饋用在放大電路中可以使放大性能更好、更穩(wěn)定。有關(guān)正反饋的應(yīng)用將在后面的章節(jié)介紹。負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響主要有以下幾點(diǎn)。1.對(duì)輸入電阻的影響對(duì)放大電路輸入電阻的影響主要是并聯(lián)負(fù)反饋和串聯(lián)負(fù)反饋。理論分析和計(jì)算(該過程較復(fù)雜,這里省略)表明:并聯(lián)負(fù)反饋可使放大電路的輸入電阻減小,串聯(lián)負(fù)反饋可使放大電路的輸入電阻增大。2.對(duì)輸出電阻的影響對(duì)放大電路輸出電阻的影響主要是電壓負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。理論分析和計(jì)算表明:電壓負(fù)反饋可使放大電路的輸出電阻減小,有穩(wěn)定輸出電壓的功能;電流負(fù)反饋可使放大電路的輸出電阻增大,有穩(wěn)定輸出電流的功能。3.對(duì)非線性失真的影響如果一個(gè)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不合理(如Ib、Ic偏大或偏?。┗蛉龢O管本身存在缺陷,就會(huì)造成放大電路放大后輸出的信號(hào)產(chǎn)生失真。為了減小失真,可以在放大電路中加入負(fù)反饋電路。4.對(duì)頻率特性的影響對(duì)于一個(gè)放大電路,如果放大倍數(shù)很大,那么它的頻率特性就比較差,對(duì)頻率偏高或偏低的信號(hào)就不能正常放大,而引入負(fù)反饋后,放大電路的放大倍數(shù)就會(huì)減小,頻率特性就會(huì)得到改善,通頻帶變寬(即能放大頻率范圍更廣的信號(hào))。\h2.2.5朗讀助記器的原理與檢修(二)1.電路原理朗讀助記器第一、二部分電路如圖2-19所示,點(diǎn)畫線框內(nèi)為第二部分,它是一個(gè)負(fù)反饋多級(jí)放大電路。由于朗讀助記器的第一部分前面已詳細(xì)說明,這里僅介紹第二部分電路。圖2-19朗讀助記器的第一、二部分電路原理圖朗讀助記器的第二部分電路原理分析如下。(1)信號(hào)處理過程三極管VT1輸出的音頻信號(hào)經(jīng)C3送到VT2基極,放大后從VT2集電極輸出又送到VT3基極,經(jīng)VT3放大后從VT3發(fā)射極輸出,再經(jīng)C6送到耳機(jī)插座X2_out,如果將耳機(jī)插入X2插孔,就可以聽到自己的朗讀聲。(2)直流工作情況6V直流電源通過接插件X4送入電路,+6V電壓經(jīng)R10降壓后除了為朗讀助記器第一部分電路供電外,還為第二部分電路供電。第二部分電路中的VT2、VT3獲得供電會(huì)導(dǎo)通進(jìn)入放大狀態(tài),VT2、VT3的電流Ib、Ic、Ie途徑如下。VT3的電流途徑:VT2的電流途徑:(3)元器件說明VT2、VT3構(gòu)成兩級(jí)反饋放大電路。RP2為反饋電阻,該電路反饋類型是電壓、并聯(lián)、交流、直流負(fù)反饋。RP2不但可以為VT2提供電流Ib2,還可以穩(wěn)定VT2、VT3的靜態(tài)工作點(diǎn)。C4為交流旁路電容,可以提高VT2放大電路的增益。2.電路的檢修下面以“無聲”故障為例來說明朗讀助記器第二部分電路的檢修方法(第一部分電路已確定正常),檢修過程如圖2-20所示。圖2-20“無聲”故障檢修流程圖(朗讀助記器第二部分電路)\h2.3功率放大電路功率放大電路簡稱功放電路,其功能是放大幅度較大的信號(hào),讓信號(hào)有足夠的功率來推動(dòng)大功率負(fù)載(如揚(yáng)聲器、儀表的表頭、電動(dòng)機(jī)和繼電器等)工作。功率放大電路一般用作末級(jí)放大電路。\h2.3.1功率放大電路的3種狀態(tài)根據(jù)功率放大電路功放管(三極管)靜態(tài)工作點(diǎn)的不同,功率放大電路主要有3種工作狀態(tài):甲類、乙類和甲乙類,如圖2-21所示。圖2-21功率放大電路的3種工作狀態(tài)1.甲類甲類工作狀態(tài)是指功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)在放大區(qū),該狀態(tài)下功放管能放大信號(hào)正、負(fù)半周。如圖2-21(a)所示,電源VCC經(jīng)R1、R2分壓為三極管VT基極提供0.6V電壓,VT處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)交流信號(hào)正半周加到VT基極時(shí),與基極的0.6V電壓疊加使基極電壓上升,VT仍處于放大狀態(tài),正半周信號(hào)經(jīng)VT放大后從其集電極輸出;當(dāng)交流信號(hào)負(fù)半周加到VT基極時(shí),與基極0.6V電壓疊加使基極電壓下降,只要基極電壓不低于0.5V,三極管還處于放大狀態(tài),負(fù)半周信號(hào)被VT放大從其集電極輸出。圖2-21(a)所示電路中的功率放大電路能放大交流信號(hào)的正、負(fù)半周信號(hào),它的工作狀態(tài)就是甲類。由于三極管正常放大時(shí)的基極電壓變化范圍小(0.5~0.7V),所以這種狀態(tài)的功率放大電路適合小信號(hào)放大。如果輸入信號(hào)很大,會(huì)使三極管基極電壓過高
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