模电第十章精品PPT课件
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模拟电子技术基础(第四版)22模电第十章PPT课件
10.3.1 Bridge Rectifier and Capacitance
Filter Circuit 电容
电容
充电
放电
D4
D1
+
~
u
D3
D2
C
RL
+
uo= uc
uO u
2U 2U
o
2
t
O
2
t
10.3.1 Bridge Rectifier and Capacitance
Filter Circuit 电容
Transformer Rectifier Filter Regulator
AC Power
Load
u
u
u
u
u
O
tO
tO
tO
tO
t
Chapter 10 DC Power Supply
10.1 Block Diagram of DC Power Supply 10.2 Rectifier Circuit 10.3 Filter Circuit
1
U
ID(AV)
2IO(AV)
0.45 RL
Peak inverse voltage of Diode
IF
1.1 IO(AV ) 2
UDRmax 2U
UR 1.1 2U
Brachylogy of Bridge Rectifier
+
D4
~
u
D3
D1
io
+
RL uo
D2
+
~
u
io
+ RL uo
整流桥堆
10.2 Rectifier Circuit
模电 第10章直流电源
第10章 直流电源
二极管正向平均值 ID
I O 0.27 ID 0.135 A 2 2
二极管的反向电压最大值URM
U RM 2U 2 2 30 V 42.4 V
（2）若二极管VD1断开，则会出现什么现象？ 若二极管VD1开路，电路
变为半波整流，如变压器二次
电压的有效值不变，输出电压 的平均值为13.5V，仅为原来 的一半。
(1)变压器二次电压的有效值U2、二极管正向平均电流ID、
(2)若二极管VD1断开，则会出现什么现象？
第10章 直流电源
解： (1) U2、ID、URM
变压器二次电压的 有效值U2
输出电流的平均值 IO
U O 27 U2 V 30 V 0.9 0.9
U O 27 IO A 0.27 A RL 100
UO U2
第10章 直流电源
IO增加，RL减小，脉动成分增加，UO减小。 UO与IO之间的关系曲线称为外特性，如图10.3.4所示， 与无电容滤波时比较，输出电压UO随负载的变化而变， 外特性较差，带负载能力较差。 因此电容滤波适合于要
第10章 直流电源
2.直流稳压电源的种类及特点
直流稳压电源输出直流电压，可分为化学电源，线
性稳压电源和开关型稳压电源等。
(1)化学电源
我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、
锂离子电池均属于这一类，这类电源小巧，灵活，但供
电能力有限，污染环境。随着科学技术的发展，又产生 了智能化电池；在充电电池材料方面，发现了锰的一种 碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、多次充电后仍保 持性能良好的环保型充电电池。
10.2.2 单相桥式整流电路
Hale Waihona Puke 第10章 直流电源10.2.1 单相半波整流电路
实用模拟电子技术教程第10章电子课件PPT精品文档40页
增益 旁路 +Vcc 输出 增益 反相 同相 地
输入 输入
采用LM386，设计工作变得十简单：
10.1 模拟集成电路按照制造工艺分类
选用集成电路来构成上述放大电路，情况就有所不同。 集成电路应用电路设计
除上述技术参数以外，电路生产厂家还提供典型应用电路， 只要根据设计要求选定电路中的外接元器件参数，设计任务 即告完成。
10.1 模拟集成电路按照制造工艺分类
10.1.2厚膜集成电路 采用丝网印刷、烧结等厚膜技术将组成电路的元器件
（主要是电阻）及其连线以厚膜的形式制作在绝缘基板 （主要是氧化铝陶瓷）上所构成的整体电路即为厚膜电路。 与半导体集成电路中的电阻不同，厚膜制作的膜式元件— 电阻及连线能承受较大的电流，因而能用于大功率的场合。
如果进一步采用厚膜组装技术外贴微型晶体管、单片半 导体集成电路等器件，所形成的电路就称为厚膜混合集成 电路。厚膜混合集成电路有以下特征：
（1）可与半导体集成电路芯片进行二次集成，制作多功 能的组件。
（2）由于印刷元件能承受的电流较大，基板的导热率高， 组件具有ห้องสมุดไป่ตู้大的功率负载能力，能适应于大功率和高压电路。 （3）可采用多层布线，互连线短，信号延迟减小。
用分立元器件来实现： 根据框图，确定各单元 的电路、计算各级放大 电路的静态工作点、负 载线、动态范围，选择 必要的负反馈、计算反馈系数、计算放大倍数是否符合要 求等等。设计之后进行安装调试，调试中发现问题时还要 对设计作必要的修改，整个设计、调试过程显得相当复杂。
10.1 模拟集成电路按照制造工艺分类
10.1 模拟集成电路按照制造工艺分类
下面以音频信号放大电路的设计为例说明模拟集成电路的发 明如何导致电子产品设计、调试、生产和维护工作的深刻变 化。 已知信号源的幅度10mV左右，频率范围50～2000Hz，信号源 内阻20kΩ，要求设计一个放大电路，将其放大到1伏左右， 以便用喇叭将音频信号播放出来。
最新模拟电子技术课件第10章振荡器
电路Ao
反馈电路
F
Xo
反馈信号代替了放大 电路的输入信号。
自激振荡条件的推导
Xi +
Xd
+
基本放大
电路Ao
Xo
Xf
反馈电路
F
X o = Ao X d X f = FX o Xd = Xi + X f
Af
=
Xo Xi
= Ao 1- AoF
自激振荡条件的推导（续）
X d 基本放大
Xo
电路Ao
Xf
反馈电路
uo1 uo
UOM U+H
uo 0 t1
U+L - UOM
t2
t
(3)t= t1~ t2: uo1 (t1) =-UOM , uo (t1) = U+L
uo
=
uo (t1) -
1 RC
t
uo1dt=
t1
-
R1 R2
U OM +
UOM RC (t-t1)
t=t2: uo (t=t2) =U +H =
F
X o = Ao X d =FAoXo X f = FX o Xd =X f
FAo=1
自激振荡的条件
自激振荡条件的推导（续）
Af
=
Ao
1- AoF
当xi=0时，AoF=1
1-A oF=0则 :A f =
(1)正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有
信号输出，这就是产生了自激振荡。
(2)要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必 须有RC积分电路。
=o时
文氏桥选频电路 如果：R1=R2=R，C1=C2=C
Uo =
1
反馈电路
F
Xo
反馈信号代替了放大 电路的输入信号。
自激振荡条件的推导
Xi +
Xd
+
基本放大
电路Ao
Xo
Xf
反馈电路
F
X o = Ao X d X f = FX o Xd = Xi + X f
Af
=
Xo Xi
= Ao 1- AoF
自激振荡条件的推导（续）
X d 基本放大
Xo
电路Ao
Xf
反馈电路
uo1 uo
UOM U+H
uo 0 t1
U+L - UOM
t2
t
(3)t= t1~ t2: uo1 (t1) =-UOM , uo (t1) = U+L
uo
=
uo (t1) -
1 RC
t
uo1dt=
t1
-
R1 R2
U OM +
UOM RC (t-t1)
t=t2: uo (t=t2) =U +H =
F
X o = Ao X d =FAoXo X f = FX o Xd =X f
FAo=1
自激振荡的条件
自激振荡条件的推导（续）
Af
=
Ao
1- AoF
当xi=0时，AoF=1
1-A oF=0则 :A f =
(1)正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有
信号输出，这就是产生了自激振荡。
(2)要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必 须有RC积分电路。
=o时
文氏桥选频电路 如果：R1=R2=R，C1=C2=C
Uo =
1
模拟电子技术基础第10章PPT课件
7
与此同时，U2仍按U2sint的规律上升，
一旦当U2＞UC
时，D1、D3导通，
U2→D3→C→D1对C充电。然后，U2又按
U2sint的规律下降，当U2＜UC 时，二极管均
截止，故C又经RL放电。不难理解，在U2的负半
周期也会出现与上述基本相同的结果。这样在U2
的不断作用下，电容上的电压不断进行充放电，
U2一方面向RL供电，另一方面对电容C进行充电，
由于充电时间常数很小（二极管导通电阻和变压器 内阻很小），所以，很快充满电荷，使电容两端电
压UC基本接近U2m，而电容上的电压是不会突变的 。现假设某一时刻U2的正半周期由零开始上升， 因为此时电容上电压UC基本接近U2m，因此U2＜ UC，D1、D2、D3、D4管均截止，电容C通过RL放 电，由于放电时常数d=RLC很大（RL较大时）， 因此放电速度很慢，UC下降很少。
2、整流电路：
作用是利用单向导电性能的整流元件,将正 、负交替的正弦交流电压整流成为单向的 脉动电压，这种单向脉动电压包含着很大 的脉动成分(含有许多谐波分量)，所以还不 符合一般电子设备的供电要求。
3
3、滤波电路：
由CL等储能元件组成，它的作用是尽可能 地将单向脉动电压中脉冲成分滤掉(用来滤 除单向脉动电压中的谐波分量)从而得到比 较平滑的直流电压。
UL0≈(1.1～1.2)U2 总之，电容滤波适用于负载电压较高、负载变化不大的场合
9
2.电感滤波（inductance filter）1、组成
电感滤波电路如图所示，由于市电交流电频率 较低（50HZ），图中电感L一般取值较大，约几H 以上。
+
L
+
R L
UL
-
与此同时，U2仍按U2sint的规律上升，
一旦当U2＞UC
时，D1、D3导通，
U2→D3→C→D1对C充电。然后，U2又按
U2sint的规律下降，当U2＜UC 时，二极管均
截止，故C又经RL放电。不难理解，在U2的负半
周期也会出现与上述基本相同的结果。这样在U2
的不断作用下，电容上的电压不断进行充放电，
U2一方面向RL供电，另一方面对电容C进行充电，
由于充电时间常数很小（二极管导通电阻和变压器 内阻很小），所以，很快充满电荷，使电容两端电
压UC基本接近U2m，而电容上的电压是不会突变的 。现假设某一时刻U2的正半周期由零开始上升， 因为此时电容上电压UC基本接近U2m，因此U2＜ UC，D1、D2、D3、D4管均截止，电容C通过RL放 电，由于放电时常数d=RLC很大（RL较大时）， 因此放电速度很慢，UC下降很少。
2、整流电路：
作用是利用单向导电性能的整流元件,将正 、负交替的正弦交流电压整流成为单向的 脉动电压，这种单向脉动电压包含着很大 的脉动成分(含有许多谐波分量)，所以还不 符合一般电子设备的供电要求。
3
3、滤波电路：
由CL等储能元件组成，它的作用是尽可能 地将单向脉动电压中脉冲成分滤掉(用来滤 除单向脉动电压中的谐波分量)从而得到比 较平滑的直流电压。
UL0≈(1.1～1.2)U2 总之，电容滤波适用于负载电压较高、负载变化不大的场合
9
2.电感滤波（inductance filter）1、组成
电感滤波电路如图所示，由于市电交流电频率 较低（50HZ），图中电感L一般取值较大，约几H 以上。
+
L
+
R L
UL
-
模电第10讲 场效应管及其放大电路
三、场效应管放大电路的动态分析
1. 场效应管的交流等效模型
与晶体管的h参数等效模型类比：
近似分析时可认 为其为无穷大！
iD gm uGS
U DS
根据iD的表达式或转移特性可求得gm。
i D 2 I DSS 1 uGS gm uGS U U GS(off) U GS(off)
U
DS
2 I
2 DSS
1 uGS U GS(off) U GS(off)
2
U DS
2 U GS(off)
2 U GS(off)
2 UGS(th)
I DSS iD
当小信号作用时，可以用来 I DQ近似id，所以
gm
I DSS I DQ
同理，对于增强型MOS管
gm
I DO I DQ
2. 基本共源放大电路的动态分析
• 例2.7.1 已知图中所示电路 VGG 6V VDD 12V Rd 3kΩ
VGS(th) 4V I DO 10mA
试估算电路的Q点
Au
Ro
解：（1）求Q：
VGS VGG 6V 2 U GSQ I DQ I DO 1 2.5mA U GS(th) UDSQ VDD I DQ Rd 4.5V
优点：输入电阻高、噪声系数低、温度稳定性好、 抗辐射能力强、便于集成化。缺点：放大能力差。
输入 输出 公共极
Au
gm Rd 大 倒相
Ri
Ro
共源 g
d
s
很大 大几千欧 几倍~几十倍
gm Rs 1 gm Rs 小同相
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清华大学 王宏宝
所以，脉动系数为
S 4RTLCUOmax
T
1
UOmax14RTLC
4RLCT
4RLC1 T
四、整流二极管的导通角
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图10.3.4
五、电容滤波电路的输出特性和滤波特性
10.3.2 倍压整流电路
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图10.3.5 图10.3.6
多倍压整流电路
10.3.3 其它形式的滤波电路 一、电感滤波电路
图10.4.3
10.4.4 电路参数的选择
1、稳压电路输入电压UI的选择 UI=(2～3)UO
2、稳压管的选择 UZ=UO; IZM－IZ＞ILmax－ILmin; IZM≥ILmax+IZ
3、限流电阻R的选择
UImin UZ R
ILmax IZ Rmax
UImin UZ IZ ILmax
R1
R2 R3
R3
UZ
4、调整管的选择
ICM＞Ilmax U(BR)CEO＞UImax－Uomin PCM＞Ilmax(UImax－Uomin)
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三、串联型稳压电路的方框图
图10.5.3
图10.5.4
10.5.2 集成稳压器中的基准电压电路和保护电路 一、基准电压电路
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图10.3.1
二、输出电压平均值
UOAV UOma2 xUOmin
按相似三角形关系可得:
U O max U O min T ／ 2
U O max
R LC
U O AV U O max
U O min 2
U O max
U O max
U O min 2
U O max
1
T 4R LC
图10.3.3
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UOAV 2U214R TLC 当RL=∞时， UO(AV)= 2U 2；当RLC=(3～5)T／2时
三、脉动系数
UOAV 1.2U2
输出交流分量基波峰-峰值为(Uomax-Uomin)， 而基波峰值为
UOma2 xUOmi n 4R T LCUOmax
电容
电感
LC
UO(AV)/U2 1.2
0.9
0.9
RC、LC 或π
1.2
θ
小
大
大
小
适用场合 小电流 大电流 适应性强 小电流
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10.4 稳压二极管稳压电路
10.4.1 稳压管稳压电路的组成
图10.4.1
UI UR UO IR IDZ IL
图10.4.2
若保证 IZIDZ IDM ，则输出电压 UO 就基本稳定。
稳压系数Sr和输出电阻Ro。
Sr
U
／
O
U
／
I
UO UI
R LC
UI UO
U O U I
R LC
RO
U O IO
U IC
U O U I
rZ ∥ R L R rZ ∥ R L
rZ R rZ
Sr
U O U I
UI UO
rZ R rZ
UI UZ
R o R ∥ rZ rZ R rZ
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URmax 2U2
选择二极管的最大整流平均电流IF和最高 反向工作电压UR时均应至少留有10％的 余量。
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10.2.2 单相桥式整流电路 一、单相桥式整流电路的组成
图10.2.4
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图10.2.5 图10.2.6
二、工作原理 三、输出电压平均值UO(AV)和输出电流
平均值IO(AV)
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10.4.2 稳压原理 电网电压↑→UI↑→UO(UZ) ↑→IDZ↑→IR↑→UR↑
UO↓ 电网电压↓→UI↓→UO(UZ) ↓→IDZ↓→IR↓→UR↓
UO↑
RL↓→UO(UZ) ↓→IDZ↓→IR↓→△IDZ≈－△IL IL￪→IR↑
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IR、UO 基本不变
10.4.3 稳压管稳压电路的性能指标
UImax UZ R
ILmin IZM Rmin
UImax UZ IZM ILmin
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10.5 串联型稳压电路
10.5.1 串联型稳压电路的工作原理
一、基本调整管电路
调整管的基极
电位UB固定， 当输出电压UO 不稳时，引起
UBE的变化，而 UCE的变化和UBE 的变化是反相的，
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图10.3.7 图10.3.8
如果电感的电阻为R，则输出电压平均值为
U O AV R R L R LU D AV R R L R L0.9U 2
输出电压的交流分量为
uo L R2LRL 2 ud RL Lud
二、复式滤波电路
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图10.3.9
三、各种滤波电路的比较
0.45U2
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2、负载电流平均值
IOAV UR OL AV 0.4RL 5U2
3、整流输出电压的脉动系数 S UO1M U O AV
对于半波整流，可得 S U2／2 1.57 2U2／ 2
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三、二极管的选择 1、正向平均电流 IDAV IOAV 0.4RL 5U2 2、最大反向电压
IF
1 . 1 I O AV 2
1.1
2U 2 R L
U R 1 .1 2 U 2
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图10.2.7是利用桥式整流电路实现正、负电源的电路； 图10.2.8是三相桥式整流电路。
图10.2.7
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图10.2.8
10.3 滤波电路
10.3.1 电容滤波电路 一、滤波原理
图10.3.2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
U O AV
1
0
2 U 2 sin td t
2
2U 2
0 .9 U 2
I O AV
U O AV RL
0 .9 U 2 RL
S U O 1 M 2 0 . 67 U O AV 3
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四、二极管的选择
I D AV
I O AV 2
0 .45 U 2 RL
U R max 2 U 2
因而能够使得输
图10.5.1
出电压UO基本保 持不变。
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二、具有放大环节的串联型稳压电路 1、电路构成
2、稳压原理 UO↑→UN↑→UB↓→UO↓
UO↓→UN↓→UB￪→UO↑
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图10.5.2
3、输出电压的可调范围
UOmin
R1 R2 R3 R2 R3
UZ
UOmax
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10.1 直流电源的组成及 各部分的作用
图10.1.1
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10.2 整流电源
10.2.1 整流电路的分析方法及基本参数 一、工作原理
图10.2.1
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图10.2.2
二、主要参数
图10.2.3
1、输出电压平均值
UOAV
1 2
0
2U2 si ntdt
2U2