第5章模拟电路.ppt

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1、12/6/2022第5章模拟电路 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望12/6/2022放大电路中的反馈放大电路中的反馈放大电路中的反馈放大电路中的反馈课程内容课程内容课程内容课程内容晶体管晶体管晶体管晶体管单晶体管电压放大电路单晶体管电压放大电路单晶体管电压放大电路单晶体管电压放大电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路1 12 23 34 4单相桥式整流电路单相桥式整流电路单相桥式整流电路单相桥式整流电路5 512/6/2022晶

2、体管晶体管晶体管晶体管 一、晶体管的结构和符号一、晶体管的结构和符号晶体管有三个极、三个区、两个晶体管有三个极、三个区、两个PN结结。12/6/2022二、晶体管的放大原理二、晶体管的放大原理除内部条件外，还要满足外部条件。除内部条件外，还要满足外部条件。2、电电流流关系关系：IEIBIC1、放大的条件、放大的条件12/6/2022三、晶体管的共射输入特性和输出特性三、晶体管的共射输入特性和输出特性1.输入特性12/6/20222.2.输出特性输出特性饱饱和区和区放大区放大区截止区截止区12/6/2022晶体管的三个工作区域晶体管的三个工作区域的判断方法的判断方法状状态态uBEiCuCE截止截

3、止UonICEOVCC放大放大 UoniB uBE饱饱和和 UoniB uBE对于对于NPN三极管：三极管：UcUbUe，即，即Ub居中为放大居中为放大 UbUe、UbUc，即，即Ub最大为饱和最大为饱和 UbUe、Ub IB，即，即I1 I2；因此；因此基本不随温度基本不随温度变变化。化。2、利用、利用Re稳定稳定IC若若UBQUBEQ,则则静态工作点的稳定过程为：静态工作点的稳定过程为：T()ICUE UBE（UB基本不基本不变变）IB IC 12/6/2022放大电路中的反馈放大电路中的反馈放大电路中的反馈放大电路中的反馈1.1.什么是反馈什么是反馈 放大放大电电路路输输出量的一部分或全

4、部通出量的一部分或全部通过过一定的方式一定的方式引回到引回到输输入回路，影响入回路，影响输输入，称入，称为为反反馈馈。一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念12/6/20222 2.反馈反馈的类型的类型（1）正反正反馈馈和和负负反反馈馈（2）直流反直流反馈馈和交流反和交流反馈馈正负反馈的判断方法：瞬时极性法正负反馈的判断方法：瞬时极性法 任意假定动态输入信号的极性（一般为任意假定动态输入信号的极性（一般为“+”），按照从输入端），按照从输入端到到A，至输出端，再从输出端经，至输出端，再从输出端经F，回到输入端，同时根据放大电，回到输入端，同时根据放大电路的形式，判断出反馈的极性，若与假定的极性相

5、同，则为正反路的形式，判断出反馈的极性，若与假定的极性相同，则为正反馈，否则为负反馈。馈，否则为负反馈。12/6/20223 3.交流负反馈的四种组态交流负反馈的四种组态（1）电压电压反反馈馈和和电电流反流反馈馈 将将输输出出电压电压的一部分或全的一部分或全部引回到部引回到输输入回路来影响入回路来影响净净输输入量的入量的为电压为电压反反馈馈，即，即 将将输输出出电电流的一部分或全部引回到流的一部分或全部引回到输输入回路来影响入回路来影响净净输输入量的入量的为电为电流反流反馈馈，即，即 描述放大描述放大电电路和反路和反馈馈网网络络在在输输出端的出端的连连接方式，即接方式，即反反馈馈网网络络的取的

6、取样对样对象。象。12/6/2022（2）串串联联反反馈馈和并和并联联反反馈馈 描述放大描述放大电电路和反路和反馈馈网网络络在在输输入端的入端的连连接方式，接方式，即即输输入量、反入量、反馈馈量、量、净输净输入量的叠加关系。入量的叠加关系。-串联负反馈-并联负反馈+_负负反反馈馈12/6/2022电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈（3）四种反四种反馈组态馈组态12/6/20224 4.举例举例仅仅有直有直流反流反馈馈仅仅有交流反有交流反馈馈例例1：判断下列图示中电路存在直流反馈还是交流反馈。：判断下列图示中电路存在直流反馈还是交流反馈。交、直流反交、直流反馈馈共存共存仅仅

7、有直有直流反流反馈馈12/6/2022例例2：判断下列图示中电路存在正反馈还是负反馈。：判断下列图示中电路存在正反馈还是负反馈。净输净输入入电电流减小，引入了流减小，引入了负负反反馈馈净输净输入入电电流流增大，引入增大，引入了正反了正反馈馈反反馈电馈电流流12/6/2022电电路引入了路引入了电压负电压负反反馈馈例例3：判断下列图示中电路存在电压反馈还是电流反馈。：判断下列图示中电路存在电压反馈还是电流反馈。12/6/2022电电路引入了路引入了电电流流负负反反馈馈反反馈电馈电流流 引入引入电压负电压负反反馈稳馈稳定定输输出出电压电压，引入，引入电电流流负负反反馈稳馈稳定定输输出出电电流！流！

8、仅仅受基极受基极电电流的控制流的控制12/6/2022引入了并引入了并联联反反馈馈引入了串引入了串联联反反馈馈例例4：判断下列图示中电路存在串联反馈还是并联反馈。：判断下列图示中电路存在串联反馈还是并联反馈。12/6/2022+_+_uF引入了引入了电电流串流串联负联负反反馈馈例例5：判断图示中电路存在哪种组态的交流负反馈。：判断图示中电路存在哪种组态的交流负反馈。12/6/2022正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路一、正弦波振荡的条件和电路的组成一、正弦波振荡的条件和电路的组成1.正弦波振荡的条件 无外加信号，无外加信号，输输出一定出一定频频率一定幅率一定幅值值的信号。

9、的信号。与与负负反反馈馈放大放大电电路振路振荡荡的不同之的不同之处处：在正弦波振：在正弦波振荡电荡电路路中引入的是正反中引入的是正反馈馈，且振，且振荡频荡频率可控。率可控。在在电扰动电扰动下，下，对对于某一特定于某一特定频频率率f0的信号形成正反的信号形成正反馈：由于半由于半导导体器件的非体器件的非线线性特性及供性特性及供电电电电源的限制，最源的限制，最终终达到达到动态动态平衡，平衡，稳稳定在一定的幅定在一定的幅值值。12/6/20221.1.正弦波振荡的条件正弦波振荡的条件 一旦一旦产产生生稳稳定的振定的振荡荡，则则电电路的路的输输出量自出量自维维持，即持，即幅幅值值平衡条件平衡条件相位平衡

10、条件相位平衡条件起振条件：起振条件：要要产产生正弦波振生正弦波振荡荡，必，必须须有有满满足相位条件的足相位条件的f0，且在，且在合合闸闸通通电时对电时对于于f=f0信号有从小到大直至信号有从小到大直至稳稳幅的幅的过过程，程，即即满满足起振条件。足起振条件。12/6/20222 2.基本组成部分基本组成部分1)放大放大电电路：放大作用路：放大作用2)正反正反馈馈网网络络：满满足相位条件足相位条件3)选频选频网网络络：确定：确定f0，保保证电路路产生正弦波振生正弦波振荡4)非非线性性环节（稳幅幅环节）：）：稳幅幅1)是否存在主要是否存在主要组组成部分；成部分；2)放大放大电电路能否正常工作，即是否

11、有合适的路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是否可点，信号是否可能正常能正常传递，没有被短路或断路，没有被短路或断路；3)是否是否满满足相位条件，即是否存在足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振，是否可能振荡荡；4)是否是否满满足幅足幅值值条件，即是否一定振条件，即是否一定振荡荡。常合二常合二为为一一4、分析方法12/6/2022相位条件的判断方法相位条件的判断方法：瞬瞬时时极性法极性法 断开反断开反馈馈，在断开，在断开处给处给放大放大电电路加路加 ff0的信号的信号Ui，且且规定其极性，然后根据定其极性，然后根据 Ui的极性的极性 Uo的极性的极性 Uf的极性的极性若若Uf与与Ui极性

12、相同，极性相同，则电路可能路可能产生自激振生自激振荡；否；否则电路不路不可能可能产生自激振生自激振荡。在多数正弦波振在多数正弦波振荡电荡电路路中，中，输输出量、出量、净输净输入量和入量和反反馈馈量均量均为电压为电压量。量。极性？极性？12/6/2022二、变压器反馈式振荡器二、变压器反馈式振荡器分析分析电电路是否可能路是否可能产产生正弦生正弦波振波振荡荡的步的步骤骤：1)是否存在四个是否存在四个组组成部分成部分2)放大放大电电路是否能正常工作路是否能正常工作3)是否是否满满足相位条件足相位条件4)是否可能是否可能满满足幅足幅值值条件条件 为为使使N1、N2耦合耦合紧紧密，将它密，将它们们合二合

13、二为为一，一，组组成成电电感反感反馈馈式式电电路。路。必必须有合适的同有合适的同铭端！端！12/6/2022三、三、电感反馈式电感反馈式振荡器振荡器反反馈电压馈电压取自哪个取自哪个线线圈？圈？反反馈电压馈电压的极性？的极性？电电感的三个抽感的三个抽头头分分别别接晶接晶体管的三个极，故称之体管的三个极，故称之为电为电感三点式感三点式电电路。路。12/6/2022四、电容反馈式（电容三点式）电路四、电容反馈式（电容三点式）电路 若要振若要振荡频荡频率高，率高，则则L、C1、C2的取的取值就要小。当就要小。当电电容容减减小到一定程度小到一定程度时时，晶体管的极，晶体管的极间电容将并容将并联在在C1和

14、和C2上，影上，影响振响振荡频率。率。特点：特点：波形好，振波形好，振荡频率率调整范整范围小，适于小，适于频率固定的率固定的场合。合。与放大与放大电电路参数无关路参数无关12/6/2022一、一、直流电源的组成及各部分的作用直流电源的组成及各部分的作用改改变电压值变电压值通常通常为为降降压压交流交流变变脉脉动动的直流的直流减小脉减小脉动动1)负载变负载变化化输输出出电压电压基本不基本不变变；2)电电网网电压变电压变化化输输出出电压电压基本不基本不变变。半波整流半波整流全波整流全波整流 在分析在分析电电源源电电路路时时要特要特别别考考虑虑的两个的两个问题问题：允：允许电许电网网电电压压波波动动1

15、0，且，且负载负载有一定的有一定的变变化范化范围围。单相桥式整流稳压电路单相桥式整流稳压电路单相桥式整流稳压电路单相桥式整流稳压电路12/6/2022二二、对整流电路要研究的问题、对整流电路要研究的问题1.电路的工作原理：即二极管工作状：即二极管工作状态态、电电路波形的分析路波形的分析2.输出电压和输出电流平均值：即：即输输出脉出脉动动直流直流电压电压和和电电流流平均平均值值的求解方法的求解方法3.整流二极管的选择：即二极管承受的最大整流平均：即二极管承受的最大整流平均电电流流和和最高反向工作最高反向工作电压电压的分析的分析整流二极管的伏安特性：整流二极管的伏安特性：理想二极管的正向理想二极管

16、的正向导导通通电压为电压为0，即正向，即正向电电阻阻为为0；反向反向电电流流为为0，即反向，即反向电电阻阻为为无无穷穷大。大。12/6/2022三三、单相半波整流电路、单相半波整流电路1.工作原理u2的正半周，的正半周，D导通，通，ADRLB，uO=u2。u2的的负半周，半周，D截止，承受反向截止，承受反向电压，为u2；uO=0。12/6/20222.2.UO（AV）和和 IL（AV）的估算的估算 已知已知变压器副器副边电压有效有效值为U2 考考虑虑到到电电网网电压电压波波动动范范围为围为10，二极管的极限参数，二极管的极限参数应满应满足：足：（3）二极管的）二极管的选择选择12/6/2022四、单相桥式整流电路四、单相桥式整流电路u2的正半周的正半周 AD1RLD3B，uO=u2u2的的负半周半周 B D2RLD4 A，uO=-u2四只管子如何接？四只管子如何接？集成的集成的桥桥式整流式整流电电路称路称为为整流堆。整流堆。1.工作原理若接反了呢？若接反了呢？12/6/20222.2.输出电压和电流平均值的估算输出电压和电流平均值的估算12/6/20223 3.二极管的选择二极管的选择 考考虑虑到到电电网网电压电压波波动动范范围为围为10，二极管的极限参数，二极管的极限参数应满应满足：足：与半波整与半波整流流电电路路对对二极管的二极管的要求相同要求相同该课程结束该课程结束!