由运算放大器组成的恒流源电路工作原理资料讲解.ppt

理论 技能由运算放大器组成的恒流源电路工作原理理论 技能 1.1 电阻器 1.3 电感器 1.6 集成运放和稳压器 1.2 电容器 1.4 变压器和继电器 1.7 接插件 1.5 半导体二极管和三极管第第1章章 元元 件件理论 技能第第1章章 元元 件件1.1 电阻器1.1.1 概述概述电阻器在所有的电子设备中是必不可少的，在电路中常用来进行电压、电流的控制和传送。电阻器通常按如下方法进行分类：按材料分：主要有碳质电阻、碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。按结构分：主要分为固定电阻和可变电阻。按用途分：有精密电阻、高频电阻、高压电阻、大功率电阻、热敏电阻等。1.1.2 电阻器的参数电阻器的参数电阻器的参数主要包括标称阻值、额定功率、精度、最高工作温度、最高工作电压、噪声系数及高频特性等，在挑选电阻器的时候主要考虑其阻值、额定功率及精度。至于其他参数，如最高工作温度、高频特性等只在特定的电气条件下才予以考虑。1标称阻值电阻器的标称阻值通常在电阻的表面标出。标称阻值包括阻值及阻值的最大偏差两部分，通常所说的电阻值即标称电阻中的阻值，这是一个近似值。它与实际的阻值是有一定偏差的。标称值按误差等级分类，国家规定有E24、E12、E6系列，如表1.1所示。理论 技能第第1章章 元元 件件阻值系列最大误差偏差等级标 称 值E245%1.0,1.1,1.2,1.3,1.5,1.6,1.8,2.0,2.4,2.7,3.0,3.3,3.6,3.9,4.3,5.1,5.6,6.2,6.8,7.5,8.2,9.1E1210%1.0,1.2,1.5,1.8,2.2,2.7,3.3,3.9,4.7,5.6,6.8,8.2E620%1.0,1.5,2.2,3.3,3.9,4.7,5.6,6.8,8.2表1.1 E24、E12、E6系列的具体规定理论 技能第第1章章 元元 件件标称值一般用色标法、直标法和文字符号描述法来表示。色标法：用不同的颜色表示不同的数值和误差，详见表1.2所示，电阻器有三环表示和四环表示两种表示方法。表1.2 电阻色环与数值的对应关系颜 色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银无色表示数值012345678910-110-2表示误差（%）123451020理论 技能第第1章章 元元 件件下面以四环表示法为例来具体说明电阻是如何用色环表示的：第一色环（从电阻器上看是离端头最近的一环）、第二色环、第三色环分别表示数值X、Y、Z则电阻阻值为R=XY10Z，第四色环仅表示该电阻的误差。三环表示的时候只有第一环表示基数，第二环表示十的指数，第三环表示误差。直标法和文字符号表示法：直标法就是在电阻上直接标出电阻的数值。文字符号表示法是把文字、数字有规律的结合起来表示电阻的阻值和误差。符号规定如下：欧姆用“”来表示，千欧姆用“k”来表示，兆欧姆用“M”来表示。2电阻器的额定功率表示符号电阻器有电流流过时会发热，如果温度过高就会被烧毁。图1.1表示在常温、常压下电阻器长期工作所能承受最大功率的表示方法。图1.1 电阻器额定功率与对应符号理论 技能第第1章章 元元 件件1.1.3 常用电阻器介绍常用电阻器介绍1碳质电阻碳质电阻由碳粉、填充剂等压制而成，价格便宜但性能较差，现在已不常用。2线绕电阻线绕电阻由电阻率较大、性能稳定的锰铜、康铜等合金线涂上绝缘层，在绝缘棒上绕制而成。阻值R=l/s，其中为合金线的电阻率，l为合金线长，s为合金线的截面积。当、s为定值时电阻值和长度具有很好的线性关系，精度高，稳定性好，但具有较大的分布电容，较多用在需要精密电阻的仪器仪表中。3碳膜电阻器碳膜电阻器是由结晶碳沉积在磁棒或瓷管骨架上制成的，稳定性好、高频特性较好、并能工作在较高的温度下（70C），目前在电子产品中得到广泛的应用。其涂层多为绿色。理论 技能第第1章章 元元 件件4金属膜电阻与碳膜电阻相比，金属膜电阻只是用合金粉替代了结晶碳，除具有碳膜电阻的特性外，能耐更高的工作温度。其涂层多为红色。5热敏电阻热敏电阻的电阻值随着温度的变化而变化，一般用做温度补偿和限流保护等。从特性上可分为两类：正温度系数电阻和负温度系数电阻。正温度系数的阻值随温度升高而增大，负温度系数的电阻则相反。热敏电阻在结构上分为直热式和旁热式两种。直热式是利用电阻体本身通过电流产生热量，使其电阻值发生变化，旁热式热敏电阻器由两个电阻组成，一个电阻为热源电阻，另一个为热敏电阻。理论 技能第第1章章 元元 件件6贴片电阻该类电阻目前常用在高集成度的电路板上，它体积很小，分布电感、分布电容都较小，适合在高频电路中使用。一般用自动安装机安装，对电路板的设计精度有很高的要求，是新一代电路板设计的首选组件。1.1.4 电位器电位器电位器实际上是一种可变电阻器，可采用上述各种材料制成。电位器通常由两个固定输出端和一个滑动抽头组成。按结构电位器可分为单圈、多圈；单联、双联；带开关；锁紧和非锁紧电位器。按调节方式可分为旋转式电位器、直滑式电位器。在旋转式电位器中，按照电位器的阻值与旋转角度的关系可分为直线式、指数式、对数式。具体常用电位器形状如图1.2所示。表1.3是电位器使用材料与标志符号。理论 技能第第1章章 元元 件件图1.2 常用电位器的外形和符号理论 技能第第1章章 元元 件件类 别碳膜电位器合成碳膜电位器线绕电位器有机实心电位器玻璃釉电位器标志符号WTWTH(WH)WXWSWT表1.3 电位器使用材料与标志符号1.1.5 用万用表测量电阻器、电位器的阻值用万用表测量电阻器、电位器的阻值电阻器的测量电阻器在使用时要进行测量，看其阻值与标称值是否相符。用万用表测量电阻时，应用万用表中的欧姆档进行测量，测量电阻时应根据电阻值的大小选择合适的量程，以提高测量精度。同时在测量时应注意手不能同时接触被测电阻的两根引线以避免人体电阻的影响。理论 技能第第1章章 元元 件件电位器的测量如图1.2所式，电位器的引线脚分别为A、B、C，开关引线脚为K和S。首先用万用表测电位器的标称值。然后再测量A、B两端或B、C两端的电阻值。并慢慢地旋转轴，若这时表针平稳的朝一个方向移动没有跳跃现象，表明滑动触点与电阻体接触良好，最后再测量K与S之间开关功能。理论 技能第第1章章 元元 件件1.2 电容器1.2.1 概述概述电容就是用来存储电荷的容器。比较简单的模型是两个金属板中间夹上一层绝缘材料，这层绝缘材料也可以是空气。图1.3为几种常用电容器的图形符号。电容器在电路中通常用来隔直流、级间耦合及滤波等，在调谐电路中和电感一起构成谐振回路。在电子设备中，电容是不可缺少的组件。电容器的种类很多，其分类如下：按结构分：分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器。按介质材料分：分为气体介质电容器、液体介质电容器、无机固质电容器、电解电容器（又分液式和干式）。按阳极材料分：分为铝、钽、铌、钛电解电容等。按极性分：分为有极性、无极性。理论 技能第第1章章 元元 件件新国标旧国标新国标旧国标图1.3 电容器常用符号理论 技能第第1章章 元元 件件1.2.2 电电容器主要参数容器主要参数1电容器型号命名例如，某电容器标注为CZD-250-0.47-10%，其含义如下：名称：电容器纸介质低压额定工作电压标称电容量：0.47F允许误差：10%C Z D 250 0.47 10%理论 技能第第1章章 元元 件件2电容量电容量是指电容器储存电荷的能力。常用单位：法（F）、微法（F）、皮法（pF）。三者的关系为：1pF=10-6F=10-12 pF。通常，容量在微法级的电容器直接在上面标注其容量，如47F，但皮法级的电容用数字标注其容量，如332即表明容量为3 300pF，即最后位为十的指数，这和用数字表示电阻值的方法是一样的。3其他参数 额定直流工作电压：即电容器在常温常压下，能长期可靠工作在所能承受的最大直流电压下，如果电容器工作在交流电路中，交流电压的幅值不能超过电容额定直流工作电压。绝缘电阻：电容器的绝缘电阻是指电容器两极之间的电阻，或称漏电阻。漏电流与漏电阻的乘积为电容器两端所加的电压。绝缘电阻的大小决定了一个电容器介质性能的好坏。国家规定了一系列容量值作为产品标称。固定电容器的标称容量系列如表1.4所示。理论 技能第第1章章 元元 件件2电容量电容量是指电容器储存电荷的能力。常用单位：法（F）、微法（F）、皮法（pF）。三者的关系为：1pF=10-6F=10-12 pF。通常，容量在微法级的电容器直接在上面标注其容量，如47F，但皮法级的电容用数字标注其容量，如332即表明容量为3 300pF，即最后位为十的指数，这和用数字表示电阻值的方法是一样的。3其他参数 额定直流工作电压：即电容器在常温常压下，能长期可靠工作在所能承受的最大直流电压下，如果电容器工作在交流电路中，交流电压的幅值不能超过电容额定直流工作电压。绝缘电阻：电容器的绝缘电阻是指电容器两极之间的电阻，或称漏电阻。漏电流与漏电阻的乘积为电容器两端所加的电压。绝缘电阻的大小决定了一个电容器介质性能的好坏。国家规定了一系列容量值作为产品标称。固定电容器的标称容量系列如表1.4所示。理论 技能第第1章章 元元 件件标 称 值最 大 误 差偏 差 等 级标 称 值E245%1.0,1.1,1.2,1.3,1.5,1.6,1.8,2.0,2.2,2.4,2.7,3.0,3.3,3.9,4.3,4.7,5.1,5.6,6.2,6.8,7.5,8.2,9.1E1210%1.0,1.2,1.5,1.8,2.2,2.7,3.3,3.9,4.7,5.6,6.8,8.2E620%1.0,1.5,2.2,3.3,4.7,6.8表1.4 固定式标称容量系列E24、E12、E6理论 技能第第1章章 元元 件件1.2.3 常用电容器常用电容器1电解电容器电解电容器是目前用得较多的大容量电容器，它体积小、耐压高（一般耐压越高体积也就越大），其介质为正极金属片表面上形成的一层氧化膜。负极为液体、半液体或胶状的电解液。因其有正负极之分，故只能工作在直流状态下，如果极性用反，将使漏电流剧增，在此情况下电容器将会急剧变热而损坏，甚至会引起爆炸。一般厂家会在电容器的表面上标出正极或负极，新买来的电容器引脚长的一端为正极。目前铝电容用的较多，钽、铌、钛电容相比之下漏电流小，体积小，但成本高，通常用在性能要求较高的电路中。2云母电容用云母片做介质的电容器，高频性能稳定，耐压高（几百伏几千伏），漏电流小，但容量小，体积大。理论 技能第第1章章 元元 件件3瓷质电容采用高介电常数、低损耗的陶瓷材料作介质，电容器的体积小、损耗小、绝缘电阻大、漏电流小、性能稳定，可工作在超高频段，但耐压低，机械强度较差。4玻璃釉电容玻璃釉电容具有瓷质电容的优点，但比同容量的瓷质电容体积小，工作频带较宽，可在125C下工作。5纸介电容纸介电容的电极用铝箔、锡箔做成，绝缘介质是浸醋的纸，锡箔或铝箔与纸相叠后卷成圆柱体，外包防潮物质。体积小、容量大，但性能不稳定，高频性能差。6聚苯乙烯电容器聚苯乙烯电容器是一种有机薄膜电容器。以聚苯乙烯为介质，用铝箔或直接在聚苯乙烯薄膜上蒸上一层金属膜为电极。绝缘电阻大、耐压高、漏电流小、精度高，但耐热性差，焊接时，过热会损坏电容。理论 技能第第1章章 元元 件件7片状电容器目前，片状电容器广泛用在混合集成电路、电子手表电路和计算机中。有片状陶瓷电容、片状钽电容、片状陶瓷微调电容等。其体积小、容量大。8独石电容独石电容器是以钛酸钡为主的陶瓷材料烧结而成的一种瓷介质电容器，体积小、耐高温、绝缘性能好、成本低，多用于小型和超小型电子设备中。9可变电容器可变电容器种类很多，按结构可分为单连（一组定片，一组动片）、双连（二组动片，二组定片）、三连、四连等。按介质可分为空气介质、薄膜介质电容器等。其中空气介质电容器使用寿命长，但体积大。一般单连用于直放式收音机的调谐电路，双连用于超外差式收音机。薄膜介质电容器在动片和定片之间以云母或塑料片做介质，其体积小，重量轻。图1.4所示为空气单连、双连可变电容器及其在电路中的符号。理论 技能第第1章章 元元 件件图1.4 空气单连、双连可变电容器及在电路中的符号表示理论 技能第第1章章 元元 件件10半可调电容器（微调电容器）半可调电容器在电路中主要用做补偿和校正。调节范围为几十皮法。常用的半可调电容器有：有机薄膜介质微调电容器、瓷介质微调电容器、拉线微调电容器和云母微调电容器等。图1.5为几种微调电容的外形图及其在电路中的符号。理论 技能第第1章章 电气元件电气元件图1.5 各种微调电容的外形和电路中的符号理论 技能第第1章章 元元 件件1.2.4 用万用表检测电容器用万用表检测电容器在电容器使用前，必须对电容器进行测量，对于电容器的测量应用专用仪器，如电容测量仪。在某些情况下，对电容量大于0.1F的电容器，可用万用表进行检测。其检测方法是：首先根据电容器容量的大小选择合适的量程，通常为：0.1-10F选用R*K档，10-300F选用R*10K档。然后用表笔分别接触电容器的两根引线，表针若先朝顺时针方向转动，然后又慢慢地向反方向退回到R=的位置（零点位置）。当指针不能回到零点时说明电容器漏电，如果表针距零点位置较远，表示电容器漏电严重，不能使用。1.3 电感器1.3.1 概述概述电感器有存储电磁能的作用，在电路中表现为阻碍电流的变化。多用漆包线、纱包线绕在铁心、磁心上构成，圈与圈之间相互绝缘。电路中用L表示。图1.6为几种电感器的符号。电感按形式可分为固定电感、可变电感和微调电感。按磁体的性质可分为空心线圈、磁心线圈。按结构分为单层线圈、多层线圈。理论 技能第第1章章 元元 件件图1.6 各种电感器符号理论 技能第第1章章 元元 件件1.3.2 电感器的主要参数电感器的主要参数1电感量电感量的单位有亨利（H）、毫亨（mH）、微亨（H）。换算关系为1H=103mH=106H。2品质因数（Q值）品质因数是电感的主要参数，如果线圈的损耗小则Q值就高，反之Q值低。3分布电容由于绝缘的线圈相当于电容器的两极，则电感上就会分布有许多的小电容，称为分布电容。分布电容的存在是导致品质因数下降的主要因素。所以一般通过各种方法来减小分布电容。4额定电流额定电流主要对高频电感器和大功率调谐电感器而言，要求正常工作时通过电感器的电流小于其额定电流。理论 技能第第1章章 元元 件件1.3.3 常用电感介绍常用电感介绍1固定电感线圈固定电感线圈一般是将绝缘铜线绕在磁心上，外层包上环氧树脂或塑料。固定电感线圈体积小、重量轻、结构牢固，广泛应用在电视机、收录机中。有立式和卧式两种。工作频率在10kHz200MHz。2可变电感线圈通过改变插入线圈中的磁心的位置来改变电感量。磁棒式天线线圈是可变电感线圈，在收音机中与可变电容器组成调谐回路，用于接收无线电波信号。3微调电感器微调电感器用于小范围的改变电感量，调整局部电路的参数。4阻流圈阻流圈亦称为扼流圈。分为高频扼流圈和低频扼流圈两种。高频扼流圈用来阻止高频分量的通过；低频扼流圈又叫做滤波线圈，它可与电容器组成滤波电路。理论 技能第第1章章 元元 件件1.4 变压器和继电器1.4.1 变压器变压器1概述变压器一般用绝缘铜线绕在磁心或铁心外制成。主要用于改变交流电压和交流电流的大小，也作阻抗变换和隔直流用。有电源变压器、线间变压器、音频变压器、中频变压器和高频变压器等。图1.7为变压器外形和它在电路中的符号。图1.7 变压器外形和电路中的符号 理论 技能第第1章章 元元 件件2常用变压器 音频变压器。这类变压器主要用来对音频（小于3400Hz）信号进行处理。用做阻抗匹配、耦合、倒相等。一般有两组或两组以上的线圈，输入线圈的阻值较高，输出线圈的阻值较低。中频变压器。中频变压器又叫做中周，与电容器组成谐振回路，在超外差式（机内产生一个与外部输入信号有一个固定差值的信号，经调制产生一个中频的有用信号）收音机和电视机中使用。有单调谐和双调谐两种，双调谐即指有两组谐振回路。行输出变压器。行输出变压器又称逆行程变压器，用在电视机扫描输出级，为显像管提供阳极高压、加速极电压、聚焦极电压和其他电路所需的直流电压。有高压线圈、低压线圈、U形磁心及骨架组成。电源变压器。电压变压器用做电压的变换，产生各种电路所需的电压。理论 技能第第1章章 元元 件件1.4.2 继电器继电器1概述继电器起控制和转换电路的作用。在大电流、高压等危险地方的自动控制设备中经常采用。继电器种类很多，按用途可分为启动继电器、限时继电器和延时继电器等。2继电器的主要参数 额定工作电压。继电器正常工作所需电压。有交、直流之分。触点的切换电压和电流。继电器允许加载的最大电压和电流，决定继电器能控制的电压和电流的大小。吸合电流。使继电器产生吸合动作而需要的最小电流，这是保证继电器正常工作的最低电流，当继电器的输入电阻已知时，也可以在说明中给出其最小电压。释放电流。释放电流是使继电器无法保持吸合状态的最大电流，这个电流要比吸合电流小得多。理论 技能第第1章章 元元 件件3继电器触点继电器的触点有三种形式，常开触点（用H表示）、常闭触点（用D表示）、转换触点（用Z表示）。常开触点的继电器在不通电的时候两个触点是断开的，常闭触点则相反。转换触点继电器有三组触点，线圈不通电的时候中间触点与其中的一组闭合，与另一组分开。通电后使原来闭合的变成断开，断开的变成闭合。其名称和符号如图1.8所示。名 称符 号继电器在吸合时名 称符 号继电器吸合时接点接点闭合双转换接点两组常闭接点断开接点接点断开双常闭（动断）接点同时断开双常开（动合）接点同时闭合转换接点常闭接点断开图1.8 触点名称和符号理论 技能第第1章章 元元 件件1.5 半导体二极管和三极管1.5.1 二极管二极管1概述半导体二极管和三极管的出现代表着晶体管时代的到来，晶体管的大量应用使得电子设备的体积大大缩小，速度也越来越快。半导体二极管有许多种类。按材料分为锗管、硅管和砷化镓管等。按结构分为点接触型和面接触型。面接触型能通过较大的电流，但结电容较大。点接触型则相反。按用途分为整流、检波、变容、稳压、开关、发光二极管等。图1.9是常用二极管的符号。图1.9 常用二极管符号理论 技能第第1章章 元元 件件所有的半导体二极管都有这样的特性：施加一个大于开启电压的正向电压的时候，其电阻很小，正向压降硅管在0.7 V左右、锗管0.3 V左右，也被称为开启电压；施加一定范围的反向电压时，其电阻很大，但当反向电压大于一定值的时候，反向电流迅速增加，这个电压叫做反向击穿电压，一般二极管正常工作时要求反向电压小于其反向击穿电压。但有些特殊的二极管如稳压二极管就是工作在反向击穿电压区的。2常用二极管介绍（1）整流二极管整流二极管用于整流电路，把交流电换成脉动的直流电。采用面接触型，结电容较大，故一般工作在3kHz以下。有把4个二极管做成桥式整流封装起来使用的。也有专门用于高压、高频整流电路的高压整流堆。（2）稳压二极管稳压二极管是利用二极管反向击穿时其两端电压基本保持不变的特性制成的。稳压二极管正常工作时要求输入电压应在一定范围内变化，当输入电压超过一定值，使流过稳压管的电流超过其上限值时，将会使稳压管损坏，而当输入电压小于稳压管的稳压范围时，电路将得不到预期的稳定电压。理论 技能第第1章章 元元 件件（3）变容二极管变容二极管一般工作于反偏状态，其势垒电容会随着外加电压的变化而变化。电压变大电容就变小，在高频自动调谐电路中，用电压去控制变容二极管从而控制电路的谐振频率。自动选台的电视机就要用到这种电容。（4）发光二极管发光二极管能把电能转化为光能，发光二极管正向导通时能发出红、绿、蓝、黄及红外光，可用做指示灯和微光照明。可以用直流、交流（要考虑反向峰值电压是否会超过反向击穿电压）、脉动电流驱动。一般发光二极管的正向电阻较小，图1.10所示为几种发光二极管和驱动电路，改变R的大小就可改变发光二极管的亮度。表1.5给出了几种发光二极管的参数。理论 技能第第1章章 元元 件件图1.10 发光二极管和驱动电路 参数型号最大工作电流/mA反向击穿电压/V正向电压/V正向工作电流/mA发光波长/m光颜色2EF217531.5500.54绿2EF31305210.660.68红2EF3220520.80.660.68红2EF3315520.50.660.68红表1.5 几种发光二极管的参数理论 技能第第1章章 元元 件件（5）光电二极管光电二极管和发光二极管一样是由一个PN结构成，但它的结面积较大，可接收入射光。其PN结接反向电压时，在一定频率光的照射下，反向电阻会随光强度的增大而变小，反向电流增大。光电二极管在光通信中可作为光电转换器件。它总是工作在反向偏置状态。光电二极管的主要参数有：暗电流（无光照射时的反向电流）、光电流（有光照射时的反向电流）、最高工作电压（指暗电流不超过允许值的最高反向电压）。光学参数：灵敏度：给定波长的入射光产生的光电流与光照强度的比值。频谱范围：指光电二极管所能接受的光的频谱范围，锗管的光谱范围比硅管宽。峰值波长：光电二极管达到最大灵敏度时入射光的波长。锗管为1.465m、硅管为0.9m。响应时间：光电二极管将光信号转化为电信号所需要的时间 理论 技能第第1章章 元元 件件3.用万用表测试半导体二极管通常可用可用万用表来检测万用表的好坏。当使用指针式万用表测量二极管时，万用表的红表笔接二极管的阴极，黑表笔接二极管的阳极，测量的是二极管的正向电阻。将红、黑表笔对调测得的是反向电阻。对于锗小功率二极管，其正向电阻一般为100-1000欧姆之间，而硅二极管的正向电阻一般为几百到几千欧姆之间。它们的反向电阻都在几百千欧姆以上。当使用数字式万用表时，万用表的红表笔接二极管的阳极，黑表笔接二极管的阴极，测得的是二极管的正向电阻。将红、黑表笔对调测得的是反向电阻。理论 技能第第1章章 元元 件件1.5.2 三极管三极管半导体三极管可分为双极型（BJT）、场效应管（FET）和光电三极管。1双极型半导体三极管（1）概述双极型三极管的三个引脚命名为基极（B）、发射极（E）和集电极（C）。双极型三极管有多种分类方法。按材料分可分为锗管和硅管；按结构分可分为点接触型和面接触型；按工作频率分可分为高频管、低频管、开关管；按功率分可分为大、中、小型三极管；按PN结的不同可分为PNP、NPN型。（2）主要参数双极型三极管有直流参数（三极管在正常工作时需要的直流偏置，亦称直流工作点）。交流参数（放大倍数）和工作频率f等。通常三极管的外壳上会有不同的色标来表明该三极管放大倍数所处的范围。理论 技能第第1章章 元元 件件硅、锗开关管，高低频小功率管，硅低频大功率管D系列，DD系列，3CD系列的标记为：015152525404055558080120120180180270270400400600棕红橙黄绿蓝紫灰白黑锗低频大功率3AD系列的标记为：203030404060609090140棕红橙黄绿理论 技能第第1章章 元元 件件（3）双极型三极管的使用选用三极管时，需要考虑它的特征频率、电流放大倍数、集电极耗散功率、反向击穿电压等参数，三极管的生产厂家会给出这类参数。选择三极管时，应考虑以下几点。特征频率应高于工作电路频率的35倍，以保证三极管放大倍数在工作频率范围内的稳定性，但不可太高，否则易引起高频振荡。三极管电流放大倍数应根据具体电路加以选择，目前有些数字万用表可直接测得值，但会有一定的误差。三极管的集电极最大耗散功率要大于它工作时的功耗（输入电压与输入电流的乘积）。反向击穿电压应大于电源电压。用新三极管替换原来的三极管时，一般遵循就高不就低的原则，即所选管子的各种性能不能低于原来的管子。大功率管使用时散热器要和管子的底部接触良好，必要时中间可涂导热有机硅胶。理论 技能第第1章章 元元 件件2场效应管（1）概述场效应管因具有很高的输入电阻（109 1014）、小的输出电阻并且本身的功耗很小，噪声低、抗辐射能力强、便于集成而得到广泛应用。在超大规模集成电路中最小单位往往是场效应管。数字电路中常用的与门、或门等简单门电路也常用场效应管构成。场效应管的三个极分别为门极（G），也叫栅极，漏极（D）和源极(S)。场效应管按沟道注入离子的不同分为P型和N型，按其栅极的不同生成方式分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管。绝缘栅型按工作状态又可分为增强型和耗尽型。图1.11为结型场效应管和绝缘栅型场效应管的电路符号。理论 技能第第1章章 元元 件件图1.11 场效应管理论 技能第第1章章 元元 件件（2）场效应管的主要参数及注意事项 场效应管的主要参数：夹断电压（开启电压）U、饱和漏电流I、直流输入电阻、跨导和击穿电压等。除耗尽型场效应管外，其他的类型都需要一个开启电压V才能正常工作。表1.6所示为两种常用场效应管的参数。表1.6 常用场效应管的参数参数MOS管N沟道结型MOS管N沟道耗尽型3DJ23DJ43DJ63DJ73DJ013DJ023DJ04饱和电流0.3100.3100.3100.351.80.35100.35250.3510.5夹断电流191191191191191191191正向跨导2000200010003000100040002000最大漏源电压2020202020122020最大耗散功率10010010010010025100100栅源绝缘电阻108109108108108108109理论 技能第第1章章 元元 件件 注意事项。a.由于场效应管的输入电阻很高，容易造成栅极上电荷积累而导致感应电压过高而被击穿。焊接、保存及运送过程要保证场效应管有着很好的释放电荷的途径，现在好多的场效应管本身就具有保护放电电路，这样使用起来会方便些。b.结型场效应管的源极和漏极是对称的，源极和漏极互换使用不影响效果 理论 技能第第1章章 元元 件件1.6 集成运算放大器和集成稳压器1.6.1 概述概述集成电路是指把能实现一定功能的电路做在一块硅芯片上。按功能可划分为数字集成电路、模拟集成电路和微波集成电路等。图1.12 运算放大器电路符号在模拟集成电路方面主要有集成运算放大器、集成稳压电源及一些音像、图像专用集成电路。1集成运算放大器集成运算放大器按用途分为通用性和专用性。通用性有低、中、高增益三类。其功耗、精度、输入阻抗等各项指标比较均匀，适合通用型电子线路。专用型一般在某些指标上比较突出，适用于专用领域。理论 技能第第1章章 元元 件件（1）集成运算放大器的分类专用型运算放大器主要有以下几种：高精度型。高精度型运算放大器具有低温漂、低噪声的优点。一般用于精密测量、自控仪表等信号量为毫伏级或微伏级的信号处理电路中。低功耗型。这类运算放大器的功耗很小，一般采用有源负载（即用一些场效应管或三极管构成一个需要静态偏置电流但又具有很高的交流电阻的电路）替代高阻电阻，以此来保证小的静态偏置电流和小的功耗。高速型。高速型运算放大器一般具有大的工作频带和高的转换速率，国产型号有：F715、F722、F318、4E321。国外型号有A207，它的 500V/s。高速型主要用于快速A/D、D/A转换、有源滤波、高速采样保持电路及锁相环等高速电路中。大功率型。大功率型的输出电流可达到安培级，功率在几十瓦。一般集成运算放大器的输出电流在毫安级。大功率运算放大器一般可直接向负载输出信号电流。程控型。程控型运算放大器的参数会随外部偏置电流的改变而改变。可用在要求电参数变化的电路中。理论 技能第第1章章 元元 件件（2）集成运算放大器的测试集成运算放大器的具体性能及参数需采用相应的测试电路来确定，现在介绍用万用表粗测LM324各引脚的电阻值。图1.13为LM324的管脚排列和内部的简化电路。图中VCC+、GND分别为正电源端和地，IN、IN分别为同相输入端和反相输入端，OUT为输出端。图1.13 LM324管脚排列理论 技能第第1章章 元元 件件表1.7是用R1k挡测得的各引脚电阻值的典型资料。（万用表的正极所在）（万用表的负极所在）正常电阻/k不正常电阻V CC+GND1617GNDV CC+56VCC+IN+500或续表（万用表的正极所在）（万用表的负极所在）正常电阻/k不正常电阻V CC+IN-55OUTV CC+20OUTGND6065表1.7 LM324各引脚电阻值的典型值理论 技能第第1章章 元元 件件1.6.2 集成稳压电源集成稳压电源集成稳压电源常用在电子设备的电源电路中，当输入电压在一定范围内变化时集成稳压电源可输出一个稳定的电压。集成稳压电源有三端固定式、三端可调式和单片开关电源等。1三端固定式三端固定式是一种串联调整式稳压器，把取样、补偿、保护电路做在一个片子上，有三个引脚。根据不同电路要求可选择具有不同输出电压的三端固定式稳压器。三端固定式稳压器使用非常方便，因此获得广泛应用。其典型产品有输出正电压的W7800系列和输出负电压的W7900系列。每个系列按其输出电压值的大小分为5V、6V、7V、8V、9V、10V、11V、12V、15V、18V、24V等11种。2三端可调式与三端固定式相比，三端可调式的输出电压为可调，且输出电压纹波小，只需变换两只外接电阻的阻值就可获得不同的输出电压。理论 技能第第1章章 元元 件件3开关式集成稳压电源开关式集成稳压电源的效率特别高，工作时先把直流变成高频交流再变回直流。这样做并非多此一举，开关电源内部的各个管子工作于开关状态，使得片子本身损耗的功率很小。开关式集成稳压电源的控制方式有脉宽调制和脉冲控制两种方式。1.7 接插件接插件俗称插座又称连接器。在现代电子系统中为了便于组装、维修、置换、扩充而设计了许多类型的接插件，用在集成电路、印制电路板与分立元器件、基板与面板等之间。接插件主要用于传输信号和电流及控制所连接的电路的接通和断开。在具体应用中要求接插件接触可靠、好的导电性、高的绝缘性、足够的机械强度和适当的插拔力。1.7.1 接插件介绍接插件介绍1矩形连接器矩形连接器如图1.14所示，矩形排列能充分利用空间，所以广泛用于机内互联，当带有外壳或锁紧装置时也可用于机外电缆的连接，我们可以看到计算机的显示器和显示卡相连的部位就采用带有锁紧螺丝的矩形连接器。理论 技能第第1章章 元元 件件2带状扁平电缆接插头带状电缆是一种由多条导线做成的扁平电缆，如图1.15所示。它占用空间小容易实现跳线和模块互联，在高密度的印制电路板中用得很多，带状电缆连接器的断头靠刀头刺破绝缘层来实现接点连接。目前广泛应用的有D型9心、25心、37心；用于计算机系统的10、20等偶数引脚的矩形插头和插座。图1.14 矩形连接器 理论 技能第第1章章 元元 件件 图1.15 带状电缆接插头 图1.16 圆形连接器理论 技能第第1章章 元元 件件3圆形连接器圆形连接器如图1.16所示。它有一个标准的旋转锁紧机构，具有防水、密封及电磁场的屏蔽功能。故在恶劣的环境下这种连接器用得较多。4印制板连接器印制板连接器的结构形式有直接型、绕接型、间接型和铰链型，如图1.17所示。图1.17 印制板连接器理论 技能第第1章章 元元 件件1.7.2 接插件注意事项接插件注意事项（1）选用接插件应根据具体使用环境和电气、机械要求，留有一定余量。比如一个地方的环境温度为-3040，那么最好使用工作温度在-5050的接插件。（2）接插件接触表面要保持干净，避免不必要的插拔。（3）在一些对安全性要求较高的互联电路中，可并联多个接插件以提高可靠性。（4）应尽量减少使用接插件的数量。理论 技能第第6章章 电子电路基础实验电子电路基础实验4实验内容和步骤（1）按图6.49接好电路，通电后观察，记录R4=2k、10k时的Uo波形，并测量周期及幅值。（2）观察并记录R1=4.7k及15k 时的波形变化情况。5实验报告要求（1）自拟实验表格，并将整理好的实验数据和波形填入表中。（2）总结运放非线性应用及波形发生电路的安装、调试方法。（3）总结试验中出现的故障及分析排除方法。理论 技能第第6章章 电子电路基础实验电子电路基础实验6思考题（1）在图6.49中，双向稳压管起什么作用？如将其去掉，输出电压将如何变化？（2）若在实验中将运放的同相输入端和反相输入端接错，输出将如何变化？说明原因。（3）说明集成运放输出端与双向稳压管之间所接电阻R3的作用。（4）在图6.49电路中，若改变输出的三角波频率，可采取什么措施？理论 技能第第7章章 课程设计课程设计第第7章章 课课 程程 设设 计计7.1 综合性实验和课程设计总论7.1.1 概述概述综合性实验和课程设计的教学任务是使学生通过一、两个实际问题，巩固和加深在“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”课程中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般分析和设计方法，提高对电子电路的分析、设计和实验能力，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。实践证明，经过此实践性环节训练的学生，对毕业设计和毕业后从事电子技术方面的工作有很大帮助。通常所说的电子电路设计，一般包括，拟定性能指标、电路的预设计、实验和修改设计四个环节。衡量设计的标准是：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的余量；电路简单、成本低、功耗低；所采用元器件的品种少、体积小且货源充足；便于生产、测试和维修等。这里介绍常用电子电路的一般设计方法，列出课程设计的题目和要求。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计7.1.2 常用电子电路的一般设计方法常用电子电路的一般设计方法常用电子电路的一般设计方法和步骤是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。由于电子电路种类繁多，千差万别，设计方法和步骤也因情况不同而不同，因而上述设计步骤需要交叉进行，有时甚至会出现反复。因此在设计时，应根据实际情况灵活掌握。1总体方案的选择设计电路的第一步就是选择总体方案，所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计选择方案应注意的几个问题：应当针对关系到电路全局的问题，开动脑筋，多提些不同的方案，深入分析比较。有些关键部分，还要提出各种具体电路，根据设计要求进行分析比较，从而找出最优方案。既要考虑方案的可行性，还要考虑性能、可靠性、成本、功耗和体积等实际问题。选定一个满意的方案并非易事，在分析论证和设计过程中需要不断改进和完善，出现一些反复是再所难免的，但应尽量避免方案上的大反复，以免浪费时间和精力。2单元电路的设计在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。设计单元电路的一般方法和步骤：根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。注意各单元电路之间的相互配合，但要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。理论 技能第第7章章 课程设计课程设计 拟定出各单元电路的要求后，应全面检查一遍，确实无误后方可按一定顺序分别设计各单元电路。选择单元电路的结构形式。一般情况下，应查阅有关资料，以丰富知识、开阔眼界，从而找到适用的电路。当确实找不到性能指标完全满足要求的电路时，也可选用与设计要求比较接近的电路，然后调整电路参数。3总电路图的画法设计好各单元电路以后，应画出总电路图。总电路图是进行实验和印制电路板设计制作的主要依据，也是进行生产、调试、维修的依据，因此画好一张总电路图非常重要。画总电路图的一般方法如下：画总电路图应注意信号的流向，通常从输入端或信号源画起，由左到右或由上到下按信号的流向依次画出各单元电路。但一般不要把电路画成很长的窄条，必要时可按信号流向的主通道依次把各单元电路排成类似字母“U”的形状，