第7章分立元件放大电路
电工电子学练习题及答案
《电工电子学》练习题班级学号姓名南京工业大学二零一四年第1章 电路的基本概念1. 1 图中,五个元件代表电源或负载。
电压和电流的参考方向如图所示。
通过测量得知:A 41-=I ,A 62=I ,A 103=I ,V 1401=U ,V 902-=U ,V 603=U , V 804-=U ,V 305=U ,试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性,并指出哪些元件是电源,哪些元件是负载题的电路一电器的额定功率W 1N =P ,额定电压V 100N =U 。
今要接到V 200的直流电源上,问应选下列电阻中的哪一个与之串联,才能使该电器在额定电压下工作。
(1) 电阻值ΩK 5,额定功率2W ; (2) 电阻值ΩK 10,额定功率W 5.0; (3) 电阻值ΩK 20,额定功率W 25.0; (4) 电阻值ΩK 10,额定功率W 2。
有一直流电源,其额定功率W 200N =P ,额定电压V 50N =U ,内阻Ω=5.00R ,负载电阻R 可以调节,其电路如图所示。
试求(1) 额定工作状态下的电流及负载电阻; (2) 开路状态下的电源端电压; (3) 电源短路状态下的电流。
在图示电路中,已知V 101=U ,V 41=E ,V 22=E ,Ω=41R ,Ω=22R , Ω=53R , 1、2两点间处于开路状态,试计算开路电压2U 。
题的电路求图示电路中开关S闭合和断开两种情况下a、b、c三点的电位。
题的电路求图示电路中A点的电位。
题的电路第2章电路分析方法在图示电路中,R1=R2=R3=R4=30,R5=60,试求开关S断开和闭合时a和b之间的等效电阻。
R1aR2R3R5 SR4b题的电路图用电源等效变换法求图示电路中6电阻中的电流I。
a I 6b 38+ 12V-44A3+24V-题的电路图电路如图所示,已知U S1=24V,U S2=16V,I S=1A,R1=R2=8,R3=4。
试用支路电流法求各支路电流。
分立元件放大电路实验报告
分立元件放大电路实验报告本次实验是基于电路原理中的分立元件放大电路设计与实现。
该实验主要分为两部分,第一部分是搭建基本的放大电路,第二部分则是探究在不同放大器参数下的放大效果和变化。
我将在以下几个方面进行详细地讲解和分析。
一、实验目的本次实验的主要目的是掌握分立元件放大电路的设计和实现技术,了解放大器的基本特性,并实际感受和记录在不同参数变化下的放大效果。
二、实验原理本次实验的实验原理主要包括放大电路的基本组成部分和特性指标。
放大电路的基本组成部分包括放大器、电源和信号源,三者相互协作完成了信号的放大处理。
放大器具体由放大器管、电阻、电容等基本元件构成,其具有放大电压、电流倍数等特性指标。
三、实验器材与材料1.手持万用表2.双踪示波器3.直流稳压电源4.分立元件:电阻、电容、二极管、三极管5.实验板四、实验步骤1.首先准备好实验器材和材料,在实验板上安放分立元件(电阻、电容、二极管、三极管)并进行连线;2.将信号源接到实验板,调整直流稳压电源,让其输出电压稳定在2V左右;3.接通电源,调整信号源输出频率,观测输出波形和信号电压幅值;4.调整三极管管脚上的电阻、电容等参数,并观测输出波形的变化。
五、实验结果经过一系列实验步骤,得出以下具体实验结果:1.在未经调整的情况下,实验板仅有微弱的信号响应;2.调整三极管的参数后,实验板接收到的信号和输出波形明显增强,但存在噪声或失真;3.经过反复调整参数设置,实验板得出了一个较为清晰的输出波形并具有良好的放大效果。
六、实验分析在实验中,我们发现分立元件放大电路在调整和设置参数后能够实现信号的放大,并在特定条件下产生良好和清晰的输出波形。
然而,在实际应用中,放大电路的性能和参数调整也需要考虑多种不同的因素,比如选用合适的元器件、信号源输入频率范围、输出波形失真率等等。
总的来说,本次实验培养了我对于分立元件放大电路的初步了解和理解,在后续的实验中我也会进一步加强对于放大器理论和实践的学习。
模拟电子技术 第七章放大电路的反馈6
三、串联负反馈和并联负反馈对信号源内阻有不
同要求:
串联负反馈宜采用电压源激励,信号源内阻越小,
反馈效果越好。并联负反馈宜采用电流源激励,信号 源内阻越大,反馈效果越好。
47
RS
US
串联负反馈宜采用电压源激励,信号源内阻越小,
反馈效果越好。
48
并联负反馈宜采用电流源激励,信号源内阻越大,
反馈效果越好。
电路中许多情况为交直流共存。 直流负反馈用于稳定静态工作点。 交流负反馈用于改变电路的动态性能。 研究重点:交流反馈。
10
四、正反馈和负反馈
正反馈:反馈信号加强了原输入信号,使放大电路净
输入量增大的反馈。
负反馈:反馈信号削弱了原输入信号,使放大电路净
输入量减小的反馈。
研究重点:负反馈。 只有正确引入交流负反馈才能改善放大电路的 动态性能。
图7-9
电压并联 负反馈
33
例7-4 电路如图所示,分析其反馈类型。 (-)
该电路又叫集电极-基 极偏置电路。静态时
I B U CE U BE) RF U CE / RF ( /
(+)
当RF 选定后, I B和U CE 成比例。
T(C) I C U CE I B IC
7
二、反馈的类型
根据反馈存在的通路:
直流反馈 交流反馈
根据反馈的极性:
正反馈 负反馈
8
根据反馈在输出端的连接方式(取样方式):
电压反馈
电流反馈 根据反馈在输入端的连接方式:
串联反馈 并联反馈
9
三、直流反馈和交流反馈
直流反馈:反馈量只含有直流量(仅在直流通路存在)
交流反馈:反馈量只含有交流量(仅在交流通路存在)
!用分立元件设计放大器电路教程
用分立元件设计放大器教程一、功率放大器基本电路特点互补对称式OTL功率放大器基本电路如图①所示。
其中:C1为信号输入偶合元件,须注意极性应于实际电路中的电位状况保持一致。
R1和R2组成BG1的偏置电路,给BG1提供静态工作点,同时也在整个电路中起到直流负反馈作用。
要求通过R1的电流大于BG1的基极电流至少5倍,按照β为100、Ic1为2mA计算,R1应不大于6k,故给定为5.1k;C1因此也相应给定为22μ,它对20Hz信号的阻抗为362Ω;R2需根据电源采用的具体电压确定,约为R1(E/2-0.6)/0.6,按照32V电压值应取为约120K,确切值通过实际调试使BG1集电极电压为15.4V来得到。
C2与R3构成自举电路,要求R3×C2>1/10、(R3+R4)×Ic1=E/2-1.2,因R4是BG1的交流负载电阻,应尽可能取大一点,R3一般取在1k之内。
按照32V电源电压值和Ic1为2mA 进行计算,R3与R4之和为7.2k,实际将R3给为820Ω、R4给为6.8k,Ic1则为1.94mA;C2因此可取给为220μ。
R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件,给BG2、BG3共同提供一个适当静态工作点,在能够消除交越失真情况下尽量取小值,根据实验结果一般取在3mA~4mA;改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而实现对其静态工作的调整,与R5串联的D是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化,最好采用两只二极管串联起来补偿互补管发射结门坎电压随温度发生的变化,使互补管静态工作点稳定。
简化电路中省略使用一只二极管。
并联在BG2、BG3基极间的C4,可使动态工作时的ΔUAB减小,一般取为47μ;C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容,一般取为47P~200P。
BG1起电压放大作用,在该电路中被称为激励级,要求Buceo>E、Iceo≤Ic1/400=5μA、β=100~200,所以应选用小功率低噪声三极管。
分立元件运算放大器电路工作原理
操作放大器,常被称为op—amp,是许多电子电路的关键构件。
在本篇文章中,我们将探讨具有离散组件的基本op—amp电路的工作原则。
让我们看看一个op—amp的内部结构。
它一般由三个终端组成:倒置输入(标签为"−"),非倒置输入(标签为"+"),输出。
它还包含正负电压的供电连接。
op—amp的关键特征是其高增益和差分输入,这意味着输出电压对两个输入电压的差异高度敏感。
op—amp可以用于多种配置,例如反向放大器,非反向放大器,差分放大器,以及集成器等等。
在这里,我们将专注于反向放大器配置,这是op—amp的基本和广泛应用。
在简单的反向放大器电路中,op—amp与一个反馈网络相连接,通常包括一个电阻器。
op—amp的反向输入通过电阻器与输入信号连接,反馈电阻器将输出与反向输入连接。
非倒置输入常被定位为单限输入信号。
当一个电压信号被应用到反转输入时,Op—amp会放大电压并产生输出信号。
放大器的增益由反馈电阻器与输入电阻器的比量决定,这可以用公式Av=—Rf、Rin计算,其中Av是电压增益,Rf是反馈电阻器,Rin是输入电阻器。
在理想的op—amp中,收益是无限的,输入阻碍是无限的,意味着没有流流流入倒置输入。
然而,在现实中,op—amp具有有限的收益和输入阻力,以及抵消电压和电流,这需要在实用电路设计中加以考虑。
让我们考虑一个应用,一个反向放大器用来放大传感器的弱信号。
op—amp电路为提升传感器信号提供了必要的收益,使其适合电子系统中的进一步处理。
简而言之,具有离散组件的基本op—amp电路以高收益和差分输入的原则运作。
特别是反向放大器的配置,为扩展输入信号,精确控制收益提供了方便的方法。
了解op—amp电路的工作原则对电子系统的设计和故障排除至关重要。
操作放大器是多功能组件,在电子电路中发挥关键作用,其工作原理是工程师和电路设计师的基本知识。
反向放大器的电路尤其表明在信号放大中应用了op—amp,对收益有精确的控制。
分立元件,完美音质【功率放大电路】
组装与调试项目6 功率放大电路第一部分:“功率放大电路”电路功能和原理简介一、功能说明该功率放大电路从结构上由电源板、左声道板、右声道板三块电路板组成(左、右声道电路完全相同),电源板负责供电,左、右声道板实现左、右声道信号功率放大。
二、原理简介功放电路由电源电路、音量调控电路、音调调控电路、滤波与前级放大电路、功率放大电路组成。
1. 电源电路从安全方面考虑,电源输入不采用电源变压器,而是从稳压源直接输入某数值的正、负直流电压,正电压由P1的1脚输入,经可调稳压模块LM317和扩流电流(Q1、R1)后得到功放电路需要的正电压值(+VCC=12V)和电流值(+I≥1.5A)。
同理,负电压由P1的3脚输入,经可调稳压模块LM337和扩流电流(Q2、R5)后得到功放电路需要的负电压值(-VCC=-12V)和电流值(-I≥-1.5A)。
正、负电源从P2的1、3脚输出给功放板供电。
2.音量调控电路该电路主要由R1、RL1、RW1、C1和C2组成,其中RL1为匹配电阻,实现输入匹配,RW1为音量调节电位器。
3.音调调控电路该电路主要由R2、R3、R4、R5、R6、C3、C4、C5、C6、RW2和RW3组成,RW2和RW3为音调调节电位器。
4.滤波和前级放大电路滤波电路由R7、R8、R9、R10、C7和C8组成,实现前级放大前的信号滤波。
前级放大电路由NE5532及其外围元件构成,采用同相比例运算放大电路模式,实现前级信号放大。
5功率放大电路部分功率放大电路的输入级采用差分放大电路,主要由Q1、Q2组成,输出级由两只型号相同的NPN型大功率晶体管Q6、Q7组成,而没有采用互补对称推挽电路。
输出管Q7对于负载(扬声器)来说是共发射极电路,而Q6则是射极输出电路,因此是不对称放大。
三、NE5532芯片介绍NE5532是双运放集成电路,它内部包含两组形式完全相同的运算放大器,其封装和内部结构分别如图1(a)(b)所示,其管脚说明如表1所示。
分立元件放大电路 (7)
uT 0
(2)波形分析
30o时的波形分析
(a)输出电压波形
(b)晶闸管两端电压波形
图1-11 30o 波形图
分析:
在 30o 时,晶闸管承受正向电压,此时加入触发脉冲晶闸
2.工作原理
结论: 1.晶闸管导通条件:阳极加正向电压、门极加适当正向电压。 2.关断条件:流过晶闸管的电流小于维持电流。
二、 晶闸管特性与主要参数
1.晶闸管的阳极伏安特性 晶闸管的阳极与阴极间电压和阳极电流之间的关系,称为阳极
伏安特性。
图1-7晶闸管阳极伏安特性曲线
2.晶闸管的主要参数
1)晶闸管的电压定额 (1)断态重复峰值电压UDRM
2.晶闸管的主要参数
(2)维持电流IH 在室温下门极断开时,元件从较大的通态电流降到刚好能保
持导通的最小阳极电流称为维持电流IH。 (3)擎住电流IL
在晶闸管加上触发电压,当元件从阻断状态刚转为导通状态 就去除触发电压,此时要保持元件持续导通所需要的最小阳极 电流,称擎住电流IL。 (4)断态重复峰值电流IDRM和反向重复峰值电流IRRM
(3)其他角度时的波形分析
120o 时的波形分析
(a)输出电压波形
(b)晶闸管两端电压波形
图1-17 120o 波形图
120o 时输出电压和晶闸管两端电压的实测波形
(a)输出电压波形 (b)晶闸管两端电压波形
图1-18 实测波形图
2)单相半波可控整流带电阻性负载电路 参数的计算
门极触发电压产生门极触发电流所必需的最小门极电压,称 为门极触发电压。
7 集成运算放大器
型取决于第一级管子的型号。在集
成运放中,复合管不仅用于中间级, 也常用于输入级和输出级。
7.1.4输出级电路
集成运放的输出级直接与负载相连 接,为了提高它的带负载能力,要求输出 电阻较低。此外,输出级的交流电压和 电流和幅度都比较大,故还要求它有较 大的输出功率。显然,在放大器的3种组 态中,具有低输出电阻的共集(或共漏)放 大器最适合作为输出级的电路。但是, 一般的射级输出器因为功耗大、效率低, 输出电压范围不够大,还不能直接作为 输出级电路,而必须加以改进。
(1) 开环差模电压放大倍数Aod (2) 输入失调电压UIO (3) 输入失调电压温漂αUIO (4) 输入偏置电流IIb和输入失调电流IIO (5) 输入失调电流温漂αIIO
(6) 差模输入电阻rId (7) 共模抑制比KCMR (8) 最大共模输入电压UICM (9) 最大差模输入电压UIDM (10) -3 dB带宽fH
该电路的特点是用很小的Re就可以获
得很弱的输出电流,一般在毫安级,适
合用于小电流场合。
7.1.2输入级
输入级的好坏对提高集成运放的整 体质量至关重要,如输入电阻、共模抑 制比、输入电压范围以及电压放大倍数 等许多性能指标的优劣,输入级都起决 定性作用。 输入级大都采用差分放大电路的形 式,最常见的有3种:基本形式、长尾 式和恒流源式。
7.1.1偏置电路
集成运放为设置合适、稳定的直流偏 置电路以保证其正常工作中,常采用恒 流源电路。
1. 基本镜像电流源电路
基本镜像电流源电路如图7.4所示,它 是由两个特性对称的三极管VT1和VT2及一 个电阻R构成的。
分立元件组成的基本放大电路
7(10)
第7章
分立元件组成的基本放大电路
在小信号作用下,静态工作点Q邻近工作范围内的曲线 可视为直线,两变量的比值称为晶体管的输入电阻,即
rbe
U BE I B
UCE 常数
ube ib
由晶体管的特性曲线求rbe、 和rce
第7章Байду номын сангаас
分立元件组成的基本放大电路
7(13)
第7章
分立元件组成的基本放大电路
3.动态性能指标的计算 (1)电压放大倍数Au
设输入为正弦信号,用相量法计算,可列出
Uo Ib (RC // RL )
Ui Ibrbe
则
Au
U&o U&i
I&b (RC // RL )
I&b rbe
RL
rbe
Au为复数,反映了输出电压与输入电压之间的大小和相位关 系,负号表示共射放大电路的输出电压与输入电压相位相反。
IB
UCC UBE RB
UCC RB
IC IB
UCE UCC IC RC
由式可近似估算静态工作点。在晶体管
导通后,硅管UBE约为0.6~0.7V(锗管约为 0.2~0.3V)。
7(6)
第7章
分立元件组成的基本放大电路
2.由图解法求静态工作点Q
(1)用输入特性曲线确定IBQ和
UBEQ 由输入回路,晶体管输入特性
电工电子技术
陈佳新 主编 周理 陈炳煌 卢光宝 鄢仁武 编
福建工程学院 2013年
第7章
分立元件组成的基本放大电路
《电工电子学》期末复习题下篇
《电工电子学》期末复习题(下篇)本复习题使用说明:复习题内容是按照知识点编写的非按章节编写请同学们阅读时注意!第Ⅱ大部分:下篇一、客观题(选择题)单项选择题部分:在下列各题中,将唯一正确的答案代码填入括号内 (一)、二极管三极管1、17、 电 路 如 图 所 示,二 极 管D 1、D 2为 理 想 元 件, 则 在 电 路 中( )。
(a) D 1起 箝 位 作 用,D 2起 隔 离 作 用 (b) D 1起 隔 离 作 用,D 2起 箝 位 作 用(c) D 1、D 2均 起 箝 位 作 用 (d) D 1、D 2均 起 隔 离 作 用D 1V 2V u O2、45、 电路如图所示,二极管 D 1,D 2,D 3 均为理想元件, 则 输 出 电 压 u O =( )。
(a) 0V (b) -6V (c) -18V0V3--3、51、电 路 如 图 所 示,二 极 管 D 1,D 2 均 为 理 想 元 件, 则 电 压 u AO =( )。
(a) 12V (b) 0V (c) -15V4、33、 电 路 如 图 所 示,二 极管 为 理 想 元 件,u i =6sin ωt V ,U =3V ,当ωt =π2瞬 间, 输 出 电 压 u O 等 于( )。
(a) 0 V (b) 6 V (c) 3 VDu O5、35、 电路如图所示,D 为理想 二 极管,u i = 6sin ωt V ,则输出电压的最大值 u OM = ( )。
(a) 6 V (b) 3 V (c) ?3 V6、37、电 路 如 图 所 示, 二 极 管D 为 理 想 元 件, 当 输 入 信 号 u i =12sin ωt V 时, 输 出 电 压 的 最 大 值 为( )。
(a) 12 V (b) -6 V (c) 0 V (d) 6 Vu AOD 1Du O7、49、电路如图所示, D 1,D 2 均为理想二极管, 当输入电压 u i > 6V 时, 则u O =( )。
分立元件运算放大器电路工作原理
分立元件运算放大器电路工作原理
运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-amp)是一种用于电路设计和信号处理的基本元件。
它是一种高增益、差分输入、单端输出的电子放大器,用于将输入信号放大到一个更高的电压水平。
Op-amp通常被用作反馈放大器、比较器、滤波器等等。
Op-amp的工作原理可以用一个简单的数学模型来描述,其基本性质包括很高的增益、很大的输入阻抗、很小的输出阻抗。
Op-amp的典型运算放大器电路包括一个反馈电阻网络,负反馈将输出信号直接返回到输入端,通过调节输入信号的两个节点之间的电压差实现放大器的功能。
Op-amp的典型工作模式是线性运算,即在输入端的电压信号线性增加时,输出端的电压信号也会以同样的方式增加。
在非线性运算时,输入端的电压信号变化可能会导致输出端的电压信号呈现非线性情况,例如饱和、失真等。
Op-amp在电路设计中有着广泛的应用,常见的电路包括反馈放大器、比较器、积分器、微分器、滤波器等。
其中,反馈放大器是最常见的应用,它通过负反馈网络实现输出信号与输入信号之间的稳定关系,可以实现信号放大、滤波、积分、微分等功能。
Op-amp还具有很多其他优点,例如高输入阻抗、低输出阻抗、低温漂移、高共模抑制比等。
这些特性使得Op-amp在很多应用场合都有着很好的性能表现,因此得
到了广泛的应用。
总的来说,Op-amp是一种功能强大、性能稳定的电子元器件,具有广泛的应用前景。
通过合理地设计Op-amp电路,可以实现很多种不同的功能,满足各种各样的
应用需求。
Op-amp在电子领域具有非常重要的地位,是电路设计师们必不可少的工具。
OCL分立元件功率放大电路的安装与调试原理分析
课题二、OCL分立元件功率放大电路的安装与调试一、原理图二.工作原理分析:如图OCL功放电路工作电压为±15V,在电路中互补管采用小功率和中功率组成的复合管,负载为8Ω喇叭。
电路前级采用双运算放大器LM358(可用其它的双运算放大器μA741或NE5532等运放代替),运算放大器的工作电压为±12V。
LM358的第一级接成电压跟随器以增大输入电阻,提高带负载能力,而第二级起信号放大作用,中间采用小功率管C945组成UBE倍增电路起整个电路的电压调整、及静态工作点的调整,使输出功率管预导通,克服交越失真。
后级采用复合管形式组成对管起整个电路的电流放大作用(用8050D 与B834复合管及8550与D880复合管),此电路采用集电极输出结构不是纯电流放大,具有一定的电压增益,以提高输出功率,增加动态范围。
因成本原因此电路所采用的工作电压较低(一般此类功放电路电源电压为±35V左右),所用的功率管和其它元器件功率较小,要提高输出功率必须提高相应的元器件的功率,可对其它参数进行相对的调整。
C11、C12、C13、C14退耦电容(滤波电容),R26、R27限流电阻C7、C8、C9、C10退耦电容(滤波电容)其中0.1 uf小电容的作用为消除电源的高频干扰信号C1、C2、C3、信号耦合电容RP1-音量电位器,调节改变声音大小R3是平衡电阻(匹配电阻)V1、RP2 、R12、R13-构成UBE倍增电路,调节RP2可改变输出功率管的静态电流R16、R17、R20、R23-功率管的发射极电阻,为输出功率管提供较强的直流负反馈(也存在交流负反馈),以稳定功率管的静态电流。
R24、C6-构成贝茹尔网络,用来补偿扬声器的感抗,限制高频输出阻抗,使功放接近于纯电阻,不易产生自激。
R25是阻尼电阻L-高频扼流圈,可以吸收扬声器产生的反峰电压和抑制超高频电信号送入扬声器。
三.安装步骤(1)元器件测量:根据图纸要求的元器件,进行性能、参数的测量。
模电第七章07信号处理电路
正弦波振荡信号的频率范围:一赫以下至几百 兆赫。
3
正弦波振荡电路的应用
1. 作为信号源,广泛用于量测、自动控制、通讯、 广播电视及遥控等方面。 2. 作为高频能源,用于高频感应加热、冶炼、淬 火以及超声波焊接等工业加工方面。
放大电路中存在噪声即瞬态扰动,这些扰动可分 解为各种频率的分量,其中也包括有fo分量。 选频网络:把fo分量选出,把其他频率的分量
衰减掉。这时,只要:
|AF|>1,且A+ B =2n,即可起振。
9
问题2:如何稳幅?
起振后,输出将逐渐增大,若不采取稳幅,这 时若|AF|仍大于1,则输出将会饱和失真。
RC移相式正弦波振荡电路
三、用分立元件组成的RC振荡器
+
RF
R
R1
R–C1 R2
C +
C1 + – + T1 C2
R
C
+
RE1 R3
+UCC
RC2 +
+
– –
+
T2
C3
+
RE2 CE
RC网络正反馈,RF、RE1组成负反馈,调整到合
适的参数则可产生振荡。
30
7.1.4 LC 振荡电路
1 .变压器反馈式振荡电路 2 .三点式振荡电路
• 电路组成
放大电路: 三极管共发射极放大电路 选频网络:
LC并联回路作为共发射极放大电路三 极管的集电极负载,起选频作用
反馈网络:
由变压器副边绕组N2上的电压 作为反馈信号
• 用瞬时极性法分析振荡相位条件
分立元件OCL功率放大电路原理分析
分立元件OCL功率放大电路原理分析OCL是英文Output Capacitor Less的缩写,意思是没有输出电容器。
OCL功率放大电路一般采用正、负对称的两组电源供电,电路内部直到负载扬声器全部采用直接耦合,中间无输入、输出变压器(人们将不用输入和输出变压器的功率放大电路称为单端推挽电路),也不需要输出电容器,其好处是通频带宽,信号失真最低。
(1)OCL功率放大器的结构组成功率放大器的结构如图1所示。
OCL功率放大电路分为输入级、激励级、功率输出级三级,此外还有为稳定电路工作而设置的负反馈网络和各种补偿电路,有些还设置有过载保护电路。
图2是一种实际的功放电路,早期一些低档功放机器采用了这一电路。
下面结合该电路来认识一下功率放大器的各组成部分。
1)输入级:输入级主要起缓冲作用。
输入级多采用差分对管放大电路(也有采用运算放大电路的),通常引入一定量的负反馈,增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。
差分放大器由两个特性相同的放大电路组成,其左、右两管的参数几乎完全相同。
这种电路具有很高的稳定性,能抑制“零点漂移”,保证输出级中点电压的稳定。
有些功放机器的差动管发射极采用恒流源电路,常见的有二极管和三极管组成的恒流源和两个三极管组成的镜像恒流源。
输入级采用小功率管,工作在甲类状态,静态电流较小。
2)激励级:激励级的作用是给功率输出级提供足够的激励电流及稳定的静态偏压,整个功率放大器的增益主要由这一级提供。
多数功放机的激励级采用单管放大电路,也有少数机器采用差分对管放大电路。
这一级常采用恒流源负载,不仅能得到较高的电源抑制特性,而且具有工作状态稳定、线性好、失真度低等优点。
激励级也是用小功率管,工作在甲类状态。
另外,激励级还要为后一级(功率输出级)提供稳定的偏置电压。
功率输出级的偏置电压电路有多种类型。
最简单的偏置电路是由激励管的集电极负载电阻构成的,其热稳定性和稳压性都比较差;有些功放采用恒压偏置电路,即由多个二极管串联而成的稳压钳位电路,使功率输出级的偏置电压保持稳定;而更多的则是采用带温度补偿的恒压偏置电路,这种偏置电路由一个三极管和几个电阻组成。
由分立元件构成的负反馈放大电路实验报告
1、实验中引入负反馈后会对电路的放大倍数和输入输出电阻造成较大的影响,下面这张表格可以看出
项目
Ausf
Rif
Rof
开环电路
-163
89.7kΩ
3675Ω
闭环电路
-9.1
667Ω
241.7Ω
2、从静态工作点的偏差和动态参数的偏差中我们可以看出我们理论计算或者仿真中所用的交流模型和实际模型有差别,这就造成动态参数的偏差普遍较大。
0.25%
1.28%
0.28%
0.11%
7.14%
分析:从偏差大小来看,静态工作点与仿真值的偏差是较小的,都在1.5%一下,这在误差允许范围内可以视为相同,而UGDQ的偏差较大主要是由于1、万用表的本身电阻较小,在测量时会出现较大的误差2、这里由于前面的IDQ就出现了偏差,因而这里UGDQ还要通过 的放大,因而偏差较大。
2.提高要求:电流并联负反馈放大电路
参考实验电路如图3所示,其中第一级为N沟道结型场效应管组成的共源放大电路;第二级为NPN型晶体管组成的共射放大电路。
输入正弦信号Us,幅度为100mV,频率为10kHz,测量并记录闭环电压放大倍数 、输入电阻Rif和输出电阻Rof。
四、理论计算
1、参数设定
第一级放大电路:
第二级:
项目
ICQ
UCEQ
理论值
2.03mA
2.256V
仿真结果
2.03mA
2.26V
实验结果
1.98mA
2.63V
实验仿真偏差
2.5%
14.1%
分析:这里我们在理论计算以及仿真中所用到的β值都是用上一次实验的β值,而从理论计算中可以看出这里β值对于整个结果的影响是较大的,因而ICQ的偏差主要是来自于实际操作时晶体管的β值与我们理论计算和仿真的β值的差异,而UCEQ误差如此之大是因为ICQ的误差经过Rc和Re的放大了这一误差。
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P 型半导体
N 型半导体
无论N型或P型半导体都是中性的,对外不显电性。
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1. 在杂质半导体中多子的数量与 a (a. 掺杂浓度、b.温度)有关。
2. 在杂质半导体中少子的数量与 b (a. 掺杂浓度、b.温度)有关。
3. 当温度升高时,少子的数量 c (a. 减少、b. 不变、c. 增多)。
态工作点的作用和微变等效电路的分析方 法; 4、了解多级放大的概念。
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对于元器件,重点放在特性、参数、技术 指标和正确使用方法,不要过分追究其内部机 理。讨论器件的目的在于应用。
学会用工程观点分析问题,就是根据实际 情况,对器件的数学模型和电路的工作条件进 行合理的近似,以便用简便的分析方法获得具 有实际意义的结果。
对电路进行分析计算时,只要能满足技术 指标,就不要过分追究精确的数值。
器件是非线性的、特性有分散性、RC的 值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理 估算的方法。
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7.1 半导体器件
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导体:导电能力很强
物
质
(导电能力)
半导体:导电能力介于导体和
绝缘体之间
绝缘体:不导电
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半导体的特性: 热敏性:当环境温度升高时,导电能力显著增强。
N 型半导体
变为自由电子
掺入五价元素
多余电子 自由电子浓度远
+4
+4
大于空穴浓度,电子
导电是这种半导体的
+54
+4
主要导电方式。 自由电子称为多数
载流子(多子),
失去一个 电子变为 正离子
磷原子
空穴称为少数载流 子(少子)。
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P 型半导体
掺入三价元素
+4 +34 接受一个 电子变为 负离子
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PN 结的单向导电性
1、PN 结加正向电压(正向偏置,P 接正、N 接负 )时, PN 结处于正向导通状态,PN 结正向电阻较小,正向电流较大。
2、PN 结加反向电压(反向偏置,P接负、N 接正 )时, PN 结处于反向截止状态,PN 结反向电阻较大,反向电流很小。
4. 在外加电压的作用下,P 型半导体中的电流 主要是 b , N 型半导体中的电流主要是 a
(a. 电子电流、b.空穴电流)
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3. PN结的形成
内电场越强,漂移运动 少子的漂移越运强动,而漂移使空间电荷
空间电荷区也称 PN 结
区变窄。
P 型半导体
内电场E N 型半导体
---- - - ---- - - ---- - - ---- - -
(可制成温度敏感元件,如热敏电阻) 光敏性:当受到光照时,其导电能力明显变化。
(可制成各种光敏元件,如光敏电阻、 光敏二极管、光敏三极管、光电池等)。 掺杂性:往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使 其导电能力明显改变。
7.1.1 PN结
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1. 本征半导体 完全纯净的、结构完整的半导体晶体,称为
空穴
+4 +4
硼原子
空穴浓度远大于 自由电子浓度,空穴 导电是这种半导体的 主要导电方式。
空穴称为多数载 流子(多子),
自由电子称为少数 载流子(少子)。
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杂质半导体的示意表示法
---- - - ---- - - ---- - - ---- - -
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
离共价键的束缚,成为
+4
+4
自由电子(带负电), 同时共价键上留下一个
空位,称为空穴(带正
电)。自由电子和空穴
都称为载流子。 这一现象称为本征激发。
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+4
+4
+4
+4
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本征半导体的导电机理 当在半因其导常它体温力外下的加束作电缚用压
时下电,子在空很电穴难场吸脱的引离作临共用近价下的 将电键出子成现来为两填自部补由分,电电其子流结,:果 向相因 的 很1移空当此 自 少)动穴于本 由 ,自的空征电所由迁穴半子以电电移的导和本子子相迁体空征电作当移中穴半流定于。 穴正 可导 弱2以电体 。)认荷的空价为的导穴电是移电电子空动能流递穴,力补电因很空流此。
电工电子学C
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第七章 分立元件放大电路
7.1 半导体器件 7.2 基本放大电路 7.3 放大电路中静态工作点的稳定 7.4 共集电极放大电路 7.5 多级放大电路
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本章要求: 1、了解半导体二极管、稳压二极管、晶体三
极管和MOS场效应管的特性和主要参数; 2、了解放大电路的基本性能指标; 3、掌握共发射极、共集电极单管放大电路静
温度越高少子的数量P越N多结,变反宽向电流将随温度增加
---- - - ---- - - ---- - -
+ + ++ + + + + ++ + + + + ++ + +
P IR
内电场 N
外电场
P接负、N接正
U
内PN电结场反被加向强电,阻少较子大, 的数反反处漂量向向于移很电电截加少流流止强,。很 状,形小 态由成, 。于很少小PN子的结返回
+ + + + + +扩散和漂移 + + + + +这+一对相反的
运动最终达到 + + + + +动+态平衡,空 + + + + +间+电荷区的厚
度固定不变。
间空扩电散荷间的区电结变荷果宽区使。空浓度
多子的扩散运动
差 返回
P4N、结P加N正结向的电导压电(特正性向偏置) PN 结变窄
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本征半导体的导电机理
本征半导体中存在数量相等的两种载流 子,即自由电子和空穴。
本征半导体的导电能力取决于载流子的 浓度。
温度越高,载流子的浓度越高,本征半 导体的导电能力越强。温度是影响半导体性 能的一个重要的外部因素,这是半导体的一 大特点。
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2. N型半导体和P型在半常导温体下即可
本征半导体。
硅和锗的晶体结构
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共价键共 用电子对
+4
+4
+4
+4
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硅和锗的共价键结构
共价键中的 两个电子被紧紧 束缚在共价键中, 称为束缚电子。
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自由电子
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本征半导体的导电机理
在常温下,共价键
结构较稳定。但如果受
空穴 +4
+4
ห้องสมุดไป่ตู้到热激发,一些价电子 可获得足够的能量而脱
---- - - ---- - - ---- - -
+ + ++ + + + + ++ + + + + ++ + +
P IF
P接正、N接负
内电场 N
外电场
P内N电结场正被向削电弱阻,较多小, 正子向的电扩流散较加大强,P形N成结
U 处较于大导的通扩状散态电。流。
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PN 结加反向电压(反向偏置)
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