简单把三个电压表示为V+,V-和Vo
电源设计原理之整流滤波稳压电源
(2)参数计算
根据图1.02(b)可知,输出电压是单相脉动电压。 通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为
1π 2 2 VO VL 2V2 sin td t V2 0.9V2 π0 π
流过负载的平均电流为 流过二极管的平均电流为
IL
即: U O(AV)
T 2U 2 ( 1 ) 4RLC
Io(AV)= Uo(AV)/RL
脉动系数S:采用近似波形计算。 以(Uomax-Uomin)为基波峰-峰值,则
U Omax U Omin T U Omax 2 4RLC T U Omax T 1 4RLC S T 4RLC 4R C T L U Omax ( 1 ) 1 4RLC T
C
RL
uo
2 U2
0.9U2
0
2
3
t
0.45U2
0
UDR
半波整流电容滤波 Io 电路的外特性
名 称 半波整流 全波整流 电容滤波 桥式整流 电容滤波 桥式整流 电感滤波
VL(空载)
VL(带载)
二极管反向 最大电压
2V 2 2 2V 2Fra bibliotek每管平均 电流 IL 0.5IL 0.5IL 0.5IL
2V2
2V 2
0.45V2
1.2V2* 1.2V2* 0.9V2
2V 2
2V 2
2V 2
2V 2
*使用条件:
T d RLC (3 ~ 5) 2
整流滤波电路设计举例
例 设计一个桥式整流电容滤波电路,用 220V、50Hz交流 供电,要求输出直流电压Uo=45V,负载电流IL=200mA。
实验二霍尔系数和电阻率的测量
实验二 霍尔系数和电阻率的测量把通有电流的半导体置于磁场中,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,这个现象称为霍尔效应。
随着半导体物理学的发展,霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。
通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。
若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系,还可以求出材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。
一、实验目的1. 了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔元件对材料要求的知识;2. 学习用“对称测量法”消除副效应的影响,测量并绘制试样的V H -I S 和V H -I M 曲线;3. 确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
二、实验原理霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。
当带电粒子(电子和空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累,从而形成附加的横向电场,即霍尔电场。
对于图 (a)所示的N 型半导体试样,若在X 方向的电极D 、E 上通以电流I S ,在Z 方向加磁场B ,试样中载流子(电子)将受洛仑兹力:B v e F g ()其中,e 为载流子(电子)电量,v 为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率,B 为无论载流子是正电荷还是负电荷,Fg 的方向均沿Y 方向,在此力的作用下,载流子发生偏移,则在Y 方向即试样A 、A ’电极两侧就开始聚集异号电荷,在A 、A ’两侧产生一个电位差V H ,形成相应的附加电场E H ——霍尔电场,相应的电压V H 称为霍尔电压,电极A 、A ’称为霍尔电极。
电场的指向取决于试样的导电类型。
N 型半导体的多数载流子为电子,P 型半导体的多(a (b图 样品示意图数载流子为空穴。
对N 型试样,霍尔电场逆Y 方向,P 型试样则沿Y 方向,有I S (X)、B (Z) E H (Y) < 0 (N 型)E H (Y) > 0 (P 型)显然,该电场是阻止载流子继续向侧面偏移。
霍尔效应(含数据处理样版)
TH-H型霍尔效应实验组合仪霍尔效应及其应用置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,这个现象是霍普斯金大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。
随着半导体物理学的迅速发展,霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。
通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。
若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系,还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。
如今,霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且随着电子技术的发展,利用该效应制成的霍尔器件,由于结构简单、频率响应宽(高达10GHz)、寿命长、可靠性高等优点,已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。
在工业生产要求自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广阔的应用前景。
了解这一富有实用性的实验,对日后的工作将有益处。
一、实验目的1.了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔元件对材料要求的知识。
2.学习用“对称测量法”消除副效应的影响,测量并绘制试样的V H-I S和V H-I M曲线。
TH-H 型霍尔效应实验组合仪3.确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
二、实验原理霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。
当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场,即霍尔电场。
对于图(1)(a )所示的N 型半导体试样,若在X 方向的电极D 、E 上通以电流Is ,在Z 方向加磁场B ,试样中载流子(电子)将受洛仑兹力: (1)其中e 为载流子(电子)电量, 为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率,B 为磁感应强度。
B v g e F VTH-H 型霍尔效应实验组合仪(N型) 0 (Y)E (P型)0 (Y)E H H (X)、B(Z) Is <>(a ) (b )图(1) 样品示意图无论载流子是正电荷还是负电荷,F g 的方向均沿Y 方向,在此力的作用下,载流子发生便移,则在Y 方向即试样A 、A ´电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样A 、A ´两侧产生一个电位差V H ,形成相应的附加电场E —霍尔电场,相应的电压V H 称为霍尔电压,电极A 、A ´称为霍尔电极。
基尔霍夫定律在电路分析中的应用
2016 NO.03SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION动力与电气工程25科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 1 基尔霍夫定律基尔霍夫定律由两个定律组成。
1.1 基尔霍夫节点电流定律对于复杂直流电路的任一节点,在任一时刻,流入节点的电流之和等于流出节点的电路之和。
表达式为:ΣI入=ΣI出;也可表示为ΣI=0(流入为正,流出为负)。
1.2 基尔霍夫回路电压定律对于复杂直流电路中的任一回路(回路中可以有电源,也可以没有电源),从一点出发绕回路一周回到该点时,各段电压(电压降)的代数和为零。
表达式为:ΣU=0或ΣE=ΣIR(注意电动势的方向)。
2 在简单直流电路中的应用2.1 基尔霍夫回路电压定律的应用简单直流电路如图1所示。
在进行简单直流电路的分析中,一般都是从能量守恒的角度得到闭合电路欧姆定律的表达式:I=E/(R+r)rR E。
其实从基尔霍夫回路电压定律进行分析:将此电路作为复杂直流电路中的一个回路。
从A点出发,按顺时针绕行,IR+Ir-E=0、I=E/(R+r)。
2.2 基尔霍夫节点电流定律的应用图2是一个电阻并联电路,有三条支路,我们将A点看作为电路中的节点,根据基尔霍夫定律的电流定律:ΣI入=ΣI出,I是流入节点的,而I 1、I 2、I 3是流出节点的,可得I=I 1+I 2+I 3。
3 在复杂直流电路中的使用基尔霍夫定律适用于要求得到电路中各条支路的电流大小和方向的问题。
它主要有两种方法:支路电流法和回路电流法。
主要看一下支路电流法中基尔霍夫定律的具体应用。
(1)假定各支路中的电流的方向和回路方向,回路方向可以任DOI:10.16661/ki.1672-3791.2016.03.025基尔霍夫定律在电路分析中的应用陈海明(江苏省射阳中等专业学校 江苏盐城 224300)摘 要:基尔霍夫定律在直流电路、交流电路和磁路中都有广泛的应用,该文从基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第二定律的基本概念出发,结合在电子电工电路中涉及到的应用入手,详细阐述了定律如何渗透到各个环节当中,引领大家去体会定律的奥妙,理解掌握丝丝入扣的应用之美,帮助我们更好地对电路的工作原理的领悟,对电工和电子线路有一个总体的、清晰的把握。
三极管工作原理(详解)
电压放大倍数
Av
vO vI
0.98V 20mV
49
放大状态下BJT的工作原理
综上所述,三极管的放大作用,主要是依 靠它的发射极电流能够通过基区传输,然后到 达集电极而实现的。
实现这一传输过程的两个条件是:
(1)内部条件:发射区杂质浓度远大于基区 杂质浓度,且基区很薄。
(2)外部条件:发射结正向偏置,集电结反 向偏置。
目录
1 三极管的结构
2 三极管的作用
3
三极管的三种放大电路
4 三极管的开关状态
三极管的结构简介
三极管的类型:
• 按频率分:高频管、低频管; • 按功率分:小、中、大功率管; • 按半导体材料分:硅、锗管;
• 按结构分:NPN和PNP管;
三极管的结构简介
(a) 小功率管 (b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管
IE = IB +IC
三极管的三种放大电路
当晶体管被用作放大器使用时,其中两个电极用作信号 (待放大信号) 的输入端子;两个电极作为信号 (放大后的 信号) 的输出端子。 那么,晶体管三个电极中,必须有一 个电极既是信号的输入端子,又同时是信号的输出端子, 这个电极称为输入信号和输出信号的公共电极。Leabharlann IEQVBQ
VB EQ Re
VCEQ VCC ICQ Rc IEQ Re VCC ICQ ( Rc Re )
IBQ
ICQ β
4.5.1 共集电极放大电路
Av 1 。 Ri Rb //[rbe (1 β)RL ]
Ro
Re
//
Rs 1
rbe β
载流子浓度参考资料-霍尔系数法
载流子浓度参考资料-霍尔系数法霍尔系数和电阻率的测量把通有电流的半导体置于磁场中,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,这个现象称为霍尔效应。
随着半导体物理学的发展,霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。
通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。
若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系,还可以求出材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。
一、实验目的1. 了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔元件对材料要求的知识;2. 学习用“对称测量法”消除副效应的影响,测量并绘制试样的V H-I S和V H-I M曲线;3. 确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
二、实验原理霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。
当带电粒子(电子和空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累,从而形成附加的横向电场,即霍尔电场。
对于图2.1 (a)所示的N 型半导体试样,若在X 方向的电极D 、E 上通以电流I S ,在Z 方向加磁场B ,试样中载流子(电子)将受洛仑兹力:Bv e F g (2.1) 其中,e 为载流子(电子)电量,v 为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率,B 为磁感应强度。
X YZ E D I S A C b l + + + + + + + + - - - - - - d F E F g v E H -e E D I S A C b l - - - - - - - - + + + + + + + + d F E F g v E H +e (a (b 图2.1 样品示意图无论载流子是正电荷还是负电荷,Fg的方向均沿Y方向,在此力的作用下,载流子发生偏移,则在Y方向即试样A、A’电极两侧就开始聚集异号电荷,在A、A’两侧产生一个电位差V H,形成相应的附加电场E H——霍尔电场,相应的电压V H称为霍尔电压,电极A、A’称为霍尔电极。
电力电子系统建模及控制7 第七章 逆变器的建模与控制
(7 4)
这里(vi)TS表示vi的开关周期平均值。而S的开关周 期平均值
S Dt Ts
式中,D(t)为占空比。
(7 5)
由图7-3得到 (规则采样法)
D
1 2
1
vm Vtri
(7 6)
式中,vm为参考正弦波信号; Vtri为三角载波峰值。
把式(7-6)代人式(7-4)有 :
vi
Ts
1C 1 s
1
s2
n2 2n s
n2
(7 11)
RC LC
式中,n
1 LC
为无阻尼自然振荡角频率,
n
1
,
LC ; 1 L 为阻尼比。
2R C
这是一个典型的二阶振荡系统,频率特性为
G
j
n2
n2
2
j
2n
1
n
1 2
j2 n
A e j
(7 12)
式中
式中,R=15Ω,L=660μH,C=22μF, Kpwm=E=380 (在设计时把三角载波的幅值当成1)。
由 式 (7-28) 可 以 解 得 内 环 PI 控 制 器 的 参 数 : Kip=2.63×10-4,Kii=2.18。设计的内环PI控制器如下:
H1
s
2.63104 s
s
2.18
7 29
考察一个滤波器性能的优劣:
➢ 对谐波的抑制能力,可以由THD值体现; ➢ 尽量减小滤波器对逆变器的附加电流应力。
电流应力增大,除使器件损耗及线路损耗加大外,另一 方面也使对功率元件的容量的要求增大。
附
T
加
H
电
D 矛盾 流
值
串联电路各电压计算公式
串联电路各电压计算公式在电路中,串联电路是一种基本的电路连接方式,它由多个电阻、电容或电感等元件依次连接而成。
在串联电路中,电流只有一条路径可以流动,因此电流是相同的,而电压则会依次分布在各个元件上。
为了计算串联电路中各个元件的电压,我们可以利用一些基本的公式来进行计算。
总电压计算公式。
在串联电路中,各个元件的电压之和等于总电压。
因此,我们可以使用以下公式来计算串联电路中的总电压:Vt = V1 + V2 + V3 + ... + Vn。
其中,Vt代表总电压,V1、V2、V3等代表各个元件的电压。
通过这个公式,我们可以将串联电路中各个元件的电压相加,得到总电压的数值。
电阻电压计算公式。
在串联电路中,电阻的电压可以使用以下公式来计算:V = I R。
其中,V代表电压,I代表电流,R代表电阻。
根据欧姆定律,电压等于电流乘以电阻,因此我们可以通过这个公式来计算串联电路中各个电阻的电压。
电容电压计算公式。
在串联电路中,电容的电压可以使用以下公式来计算:V = Q / C。
其中,V代表电压,Q代表电荷,C代表电容。
根据电容的定义,电压等于电荷除以电容,因此我们可以通过这个公式来计算串联电路中各个电容的电压。
电感电压计算公式。
在串联电路中,电感的电压可以使用以下公式来计算:V = L di/dt。
其中,V代表电压,L代表电感,di/dt代表电流的变化率。
根据电感的定义,电压等于电感乘以电流的变化率,因此我们可以通过这个公式来计算串联电路中各个电感的电压。
实际应用。
以上公式可以在实际的串联电路中得到广泛的应用。
例如,在电子电路设计中,我们可以利用这些公式来计算各个元件的电压,从而确保电路的正常工作。
此外,在电路故障排查中,我们也可以通过测量各个元件的电压来判断元件是否正常工作。
总结。
串联电路中各个元件的电压计算是电路分析中的重要内容,通过上述公式,我们可以方便地计算串联电路中各个元件的电压。
在实际应用中,这些公式可以帮助我们设计和排查电路,确保电路的正常工作。
与门电路和与非门电路原理
什么是与门电路从小巧的电子手表,到复杂的电子计算机,它们的许多元件被制成集成电路的形式,即把几十、几百,甚至成干上万个电子元件制作在一块半导体片或绝缘片上。
每种集成电路都有它独特的作用。
有一种用得最多的集成电路叫门电路。
常用的门电路有与门、非门、与非门。
什么是门电路“门”顾名思义起开关作用。
任何“门”的开放都是有条件的。
例如.一名学生去买书包,只买既好看又给买的,那么他的家门只对“好看”与“结实”这两个条件同时具备的书包才开放。
门电路是起开关作用的集成电路。
由于开放的条件不同,而分为与门、非门、与非门等等。
与门我们先学习与门,在这之前请大家先看图15-16,懂得什么是高电位,什么是低电位。
图15-17甲是我们实验用的与用的与门,它有两个输入端A、B和一个输出端。
图15-17乙是它连人电路中的情形,发光二极管是用来显示输出端的电位高低:输出端是高电位,二极管发光;输出端是低电位,二极管不发光。
实验照图15-18甲、乙、丙、丁的顺序做实验。
图中由A、B引出的带箭头的弧线,表示把输入端接到高电位或低电位的导线。
每次实验根据二极管是否发光,判定输出端电位的高低。
输入端着时,它的电位是高电位,照图15-18戊那样,让两输人端都空着,则输出瑞的电位是高电位,二极管发光。
可见,与门只在输入端A与输入端B都是高电位时,输出端才是高电位;输入端A、B只要有一个是低电位,或者两个都是低电位时,输出端也是低电位。
输人端空着时,输出端是高电位。
与门的应用图15-19是应用与门的基本电路,只有两个输入端A、B同低电位间的开关同时断开,A与B才同时是高电位,输出端也因而是高电位,用电器开始工作。
实验照图15-20连接电路。
图中输入端与低电位间连接的是常闭按钮开关,按压时断开,不压时接通。
观察电动机在什么情况下转动。
如果图15-20的两个常闭按钮开关分别装在汽车的前后门,图中的电动机是启动汽车内燃机的电动机,当车间关紧时常闭按钮开关才能被压开,那么这个电路可以保证只有两个车门都关紧时汽车才能开动。
基本放大电路其分析方法
二、基本放大电路及其分析方法一个放大器一般是由多个单级放大电路所组成,着重讨论双极型半导体三极管放大电路的三种组态,即共发射极,共集电极和共基极三种基本放大电路。
从共发射极电路入手,推及其他二种电路,其中将图解分析法和微变等效电路分析法,作为分析基础来介绍。
分析的步骤,首先是电路的静态工作点,然后分析其动态技术指标。
对于放大器来说,主要的动态技术指标有电压放大倍数、输入阻抗和输出阻抗。
.共射极基本放大电路的组成及放大作用在实践中,放大器的用途是非常广泛的,它能够利用三极管的电流控制作用把微弱的电信号增强到所要求的数值,为了了解放大器的工作原理,先从最基本的放大电路学习:图称为共射极放大电路,要保证发射结正偏,集电极反偏Ib=(V BB-V BE)/Rb,对于硅管V BE约为左右,锗管约为左右,I B=/Rb这个电路的偏流I B决定于V BB和Rb的大小,V BB和Rb 一经确定后,偏流I B就固定了,所以这种电路称为固定偏流电路,Rb又称为基极偏置电阻,电容Cb1和Cb2为隔直电容或耦合电容,在电路中的作用是“传送交流,隔离直流”,放大作用的实质是利用三极管的基极对集电极的控制作用来实现的.如下图上图是共射极放大电路的简化图,它在实际中用得比较多的一种电路组态,放大电路的主要性能指标,常用的有放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、非线性失真、频率失真以及输出功率和效率等。
对于不同的用途的电路,其指标各有侧重。
初步了解放大电路的组成及简单工作原理后,就可以对放大电路进行分析。
主要方法有图解法和微变等效法。
.图解分析法静态工作情况分析当放大电路没有输入信号时,电路中各处的电压,电流都是不变的直流,称为直流工作状态简称静态,在静态工作情况下,三极管各电极的直流电压和直流电流的数值,将在管子的特性曲线上确定一点,这点称为静态工作点,下面通过例题来说明怎样估算静态工作点。
解:Cb1与Cb2的隔直作用,对于静态下的直流通路,相当于开路,计算静态工作点时,只需考虑图中的Vcc、Rb、Rc及三极管所组成的直流通路就可以了,I B=(Vcc-)/Rb(I C=βI B+I CEO )I C=βI B,V CE=V CC-I C R C如已知β,利用上式可近似估算放大电路的静态工作点。
PFC的数字设计总结
1 0.002424 3.3 1 电流环反馈系数: K i g cur _ sen g AD 0.24 0.0725 3.3 1 电压环反馈系数: K o g vo _ sen g AD 0.0066 0.002 3.3
前馈电压系数:
K in g vin _ sen g AD 0.008
根据假设①和②有
(7)
I in kVinVc
其中 k 为比例因子,与输入电压有效值有关,Vc 为电压控制器的输出。 在稳态条件下,定义电压增益 M 和输出阻抗 ro 为
(8)
Vo M V in r Vo o Io
(9)
联立(7),(8)两式,加入扰动项,并线性化参数,忽略高次项,可以得到以下 小信号方程:
函数时,可以得到
o ro // Z v gc 1 sCro // Z vc
根据假设④,负载 Z
Vo ro ,传函可以转化为: Io
(12)
Gvc ( s )
由(8)式,可以得到
iL K m
o v 1 gc c sC v
(13)
K in | vin | Vc K K I L in 2 m Vc 2 K i ( K ffVin ) K i K ff Vin
(2)电压环的设计
由(13)式,可知 PFC 的电压功率级电路的低频等效模型是一个电流源驱 动的电容器,可等效为一个积分器,它的增益特性在超过转折频率以上时,衰减 比例为 20dB,所以不加电压补偿电路系统也能稳定,但考虑到系统的电压环对 电流参考信号的影响,采用 PI 电压调节器,使电压环的带宽通常取 5~25Hz。
L
+
ˆ i
13级《计算机电路基础》半导体 晶体二极管习题一答案2021 10 2
13级《计算机电路基础》半导体晶体二极管习题一答案2021 10213级《计算机电路基础》半导体晶体二极管习题一答案2021-10-213级“计算机电路基础”练习1的答案§2.1半导体的基本知识§2.2晶体二极管一、填空(1)二极管按所用材料可分为硅和锗两类;按pn结的结构特点可分为点接触和面接触两种。
(2)pn结的正向接法是p型区接电路源的正极,n型区接电源的负极。
(3)二极管的电压-电流关系可以简单地理解为正偏压(二极管两端的正电压)开启和反向偏压(二极管两端的反向电压)关闭的特性。
导通后,硅管压降约为0.6~0.7V,锗管压降约为0.2~0.3V。
(4)在判别锗硅二极管时,当测出正向压降为0.2~0.3v,此二极管为锗二极管;当测出正向压降为0.6~0.7v,此二极管为硅二极管。
(5)当施加在二极管上的反向电压增加到一定值时,反向电流将突然增加。
这种现象被称为反向击穿现象。
(6)理想二极管正向导通时,管压降为0V。
反向截止时,其电流为0μa7半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”,称为载流子8载流子包括自由电子和空穴二极管的导电性由施加在二极管两端的电压和流过二极管的电流决定。
两者之间的关系称为二极管的伏安特性10自然界的物质,就其导电性能,大致分为三类:一类是导电性能良好的物质叫导体,如银、铜、铝、铁等金属;另一类是在一般条件下不能导电的物质叫绝缘体,如陶瓷、塑料、橡胶、玻璃等;还有一类物质,其导电性能介于导体和绝缘体之间称之为半导体,如硅、锗、砷化镓等。
11没有任何杂质的单晶半导体称为本征半导体。
本征半导体被加热或获得其他能量以激发电子-空穴对的现象称为本征激发。
在本征半导体中,自由电子和空穴总是成对出现,称为电子空穴对。
12在本征半导体硅或锗的晶体内掺入微量的五价元素杂质,如磷或锑等,就形成了n型半导体。
经过特殊处理后,如果p型半导体和n型半导体紧密结合,在两个半导体的界面上将出现一个具有特殊物理现象的极薄区域,称为PN结14当p型半导体与n型半导体结合在一起时,由于p型半导体中空穴为多子,n型半导体中空穴为少子,这样就形成了一个空穴浓度差。
几种运算放大器及经典电路的简单分析
运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花了乱,是模拟电路中学习的重点。
在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。
为此本人特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛”,希望各位从事电路板维修的同行,看完后有所斩获。
遍观所有模拟电子技术的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。
今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。
虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。
常见电子元器件的识别(图片)
常见电子元器件的识别(单位,标识方法等)电阻的识别(电阻的单位,标识方法等)一、电阻电阻在电路中用“R 〞加数字表示,如:R15表示编号为15的电阻。
电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置、滤波〔与电容器组合使用〕和阻抗匹配等。
1、参数识别:电阻的单位为欧姆〔Ω〕,倍率单位有:千欧〔K Ω〕,兆欧〔M Ω〕等。
换算方法是:1兆欧=1000千欧=1000000欧电阻的参数标注方法有3种,即直标法、色标法和数标法。
a 、数标法主要用于贴片等小体积的电路,如:472 表示 47×102Ω〔即 4.7K 〕; 104那么表示100Kb 、色环标注法使用最多,现举例如下: 四色环电阻 五色环电阻〔精细电阻〕2、电阻的色标位置和倍率关系如下表所示: 颜色 有效数字 倍率 允许偏差〔%〕 银色 / 10-2 ±10 金色 / 10-1 ±5 黑色 0 100 / 棕色 1 101 ±1 红色 2 102 ±2 橙色 3 103 / 黄色 4 104 / 绿色 5 105 ±0.5 蓝色 6 106 ±0.2 紫色 7 107 ±0.1 灰色 8 108 /白色 9 109 +5至 -20 无色 / / ±204常见电阻器的外形及电路符号金属膜电阻光敏电阻热敏电阻可变电阻(电位器)11③色标法:用不同颜色的色环表示电阻器的阻值和误差。
四环电阻器、五环电阻器四环电阻器色环颜色与数值对照表±10%×10-2银±5%×10-1金×1000黑×10999白±0.05%×10888灰±0.1%×10777紫±0.25%×10666蓝±0.5%×10555绿×10444黄×10333橙±2%×10222红±1%×10111棕误差倍率第2位数第1位数第4色环第3色环第2色环第1色环色环颜色12五环电阻器色环颜色与数值对照表×100黑×109999白±0.05%×108888灰±0.1%×107777紫±0.25%×106666蓝±0.5%×105555绿×104444黄±2%×102222红±1%×101111棕误差倍率第3位数第2位数第1位数第5色环第4色环第3色环第2色环第1色环色环颜色16一种阻值可以连续调节的电阻器,用来进行阻值、电位的调节。
第八章 直流稳压电源
4. 三端固定稳压器的功能扩展。 A、扩流电路 把两个参数完全相同的 CW7800 系列的集成块并联,则最大输出电流 可扩展为 1.5 A 2。
B、输出电压可调电路 设稳压器输出电压 VX,即 VBA = VX,而 VA= VO VX 得 R2 R2 VO VX VO 解得 VO (1 )VX R1 R2 R1 可见,调节 R2 之值,即可调 VO 的值 。
解 设 VBE2 = 0.7 V,根据
VOmin R1 RP R2 (VBE2 VZ ) RP R2
则
VO min
R1 RP R2 1 0.2 0.68 (VBE2 VZ ) (0.7 7)V 16.5 V RP R2 0.2 0.68
VO K VO 电网电压不变 一般常用稳压系数 sr 和输出电阻 ro 这两个主要指标。其 数值越小,电路稳压性能越好。
[例题] 稳压电路,设额定输出电压 VO = 12 V,当负载 不变时,电网电压波动 10%,其输出电压变化量 VO = 45 mV ;若电网电压不变,负载电流由零变到最大值,其输出电 压变化量 VO = 108 mV。求稳压电源的电压调整率 KV 和电流 调整率 KI。
复习巩固——稳压二极管
1、稳压二极管又叫齐纳二极管。 2、文字符号:V 3、图形符号: 4、伏安特性曲线: 与普通二极管相似, 在反向击穿区,曲线 更陡峭! 5、稳压二极管主要参数
FT电路
小功率晶体管fT测量电路一、电路原理:电路由27M正弦中频信号发生器,待测管及其偏置电路,高频毫伏表,电源四个模块组成。
测量的基本原理:三极管的特征频率fT也称作增益带宽积,即fT=βfo,也就是说,如果已知当前三极管的工作频率fo以及高频电流放大倍数,就可算出特征频率fT。
使用石英晶振可得到准确的信号频率fo,关键问题在于测出电流放大倍数β。
V2是待测晶体管,它的基极电流Ib=Ui/R3,集电极电流为Ic=Uo/R4,那么β=Ic/Ib=(Uo*R4)/(Ui*R3),R3与R4是已知量,所以只须测得Uo与Ui的比值即可。
当然,发此计算不很精确,还需进一步修正。
毫伏表输入端接R2a(即C点的电压值)上可测得Ui值,由于此时毫伏表已超量程,所以测得的Ui不准确,因此应间接测量,可测量R2b(D点)的电压值Uib,Ui=2*Uib,这样不但可防止超量程,而且可减少信号源内阻引起的测量误差,实测的Ui=2*2.67=5.34个单位。
那么次级绕组E点电压为Ui*140/40=18.7个单位,F点电压为37.4个单位。
信号发生器:它是电容三点式振荡电路。
其中27M晶振等效为电感,晶振工作在泛音谐振状态,所以V1集电极输出须有选频回路。
选频回路由B1、C1构成。
B1的初级电感量为3.2uH,初级是在高频小磁环上绕7匝,次级两个绕组者是1匝。
B1与10pF电容并联时谐振频率为27M,而C1取值20pF,剩余10pF,所以频率为27M时B1、C1构成的谐振回路为容性,等效为10pF电容,该电容与晶振及68pF构成电容三点式振荡电路。
待测管电路:分两步分测量,一是电流放大倍数的测量,二是cb结势垒电容的测量。
测量出cb结势垒电容后可对电流放大倍数进行修正,如果不修正,测量出的小功率管电流放大倍数会偏小10%—30%,中功率管的会偏小数倍。
如果只是粗略测量,不必测出势垒电容,直接对电流放大倍数修正15%即可。
待测管的发射极接100欧电阻,对该电阻的功率有一定要求,可用4个390欧电阻并联得到。
功放和运放的区别
运放运放可以做放大器也可以做比较器或者震荡器,其实做什么无所谓,原理都是一个.简单把三个电压表示为V+,V-和Vo运放能正常工作的条件是,V+,V-电压近似相等,Vo的电压总是近似于V+(这就是运放的V+为什么要接Vcc/2的原因,V+接上Vcc/2后Vo也是在Vcc/2附近,这样就可以单电源放大交流信号了)功放功率放大器简称功放,可以说是各类音响器材中最大的一个家族了,其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后,产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。
由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能,不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。
以其主要用途来说,功放可以分做两大类别,即专业功放与家用功放。
在体育馆场、影剧场、歌舞厅、会议厅或其它公共场所扩声,以及录音监听等场所使用的功放,一般说在其技术参数上往往会有一些独特的要求,这类功放通常称为专业功放。
而用于家庭的Hi-Fi音乐欣赏,AV系统放音,以及卡拉OK 娱乐的功放,通常我们称为家用功放。
本期只介绍跟我们家庭息息相关的家用功放。
〔按器材分类〕电子管/晶体/集成电路功放按电路所用的器材分类,功放可以分为电子管放大器、晶体放大器和集成电路放大器。
电子管放大器(俗称“胆机”)采用电子管作为放大器,其主要优点是动态范围大、线性好、音色甜美悦耳。
但电子管功放也存在两个问题,一是内阻大导致放大器阻尼系数小,影响瞬态特性,二是电子管需高压供电,离不开变压器,变压器不仅功耗大、体积大,还会导致失真。
克服电子管功放的两个缺点,晶体管放大器阻尼系数可做得很高,有良好的瞬态特性,在声音的节奏感、力度上要比胆机明快、爽朗、有力;而且无需变压器,不仅节省成本,缩小体积,而且避免了由变压器所引起的失真。
最后一种是集成电路放大器,它最突出的优点是可靠性高、外围电路简单、组装方便,不足之处是电声指标(功率、频响、失真度、信噪比等)和音质皆不如前两类放大器。
三相电压和单相电压的等式关系
三相电压和单相电压的等式关系
在理想情况下,三相电压和单相电压之间的关系可以通过以下等式表示:
三相电压(U) = 单相电压(V)× √3
其中,三相电压是指三相电源中的线电压,单相电压是指单相电源中的相电压。
这个等式成立是因为在三相电源中,每个相之间的电压相差120度,所以总的电压可以通过相邻两个相电压之间的关系推导出来。
需要注意的是,这个等式只适用于理想的对称三相电源和单相电源,实际中可能会存在一些误差。
此外,由于三相电源和单相电源的使用场景和电路连接方式不同,所以在实际应用中需要根据具体情况进行计算和调整。
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〔按器材分类〕
电子管/晶体/集成电路功放
按电路所用的器材分类,功放可以分为电子管放大器、晶体放大器和集成电路放大器。
电子管放大器(俗称“胆机”)采用电子管作为放大器,其主要优点是动态范围大、线性好、音色甜美悦耳。但电子管功放也存在两个问题,一是内阻大导致放大器阻尼系数小,影响瞬态特性,二是电子管需高压供电,离不开变压器,变压器不仅功耗大、体积大,还会导致失真。
〔按功能分类〕
前级/后级/合并式功放
按照功能分类,功放可以分为前级功放、后级功放和合并式功放。
前级功放,主要作用是对信号源传输过来的节目信号进行必要的处理和电压放大后,再输出到后级功放。它就像铁路岔道一样,控制切换哪一路音源信号接入功放,哪一路音源信号与功放断开。
后级功放是进行单纯功率放大的部分,它的作用就是尽可能原原本本地放大来自于前级的信号,我们对后级的要求是,放大倍数尽可能高,而放大后信号的失真程度应尽可能低。除放大电路外,还设计有各种保护电路,如短路保护、过压保护、过热保护、过流保护等。这两类功放一般只在高档机采用。
就功放的用途来区分,家用功放分为Hi-Fi功放和AV功放。
Hi-Fi是英语High-Fidelity 的缩写,意指高度保真,即纯音乐功放,是音乐发烧友的最爱。Hi-Fi功放的输出功率大都在2×150瓦以下。Hi-Fi在设计上强调最低的信号失真,忠实地表现出音乐的场面、细节和演奏、录制的技巧等来满足人们对音乐的最佳欣赏要求。一般用于Hi-Fi的功放都是胆机。Hi-Fi功放就扩声形式而言,只适用于两声道立体声的重播。
克服电子管功放的两个缺点,晶体管放大器阻尼系数可做得很高,有良好的瞬态特性,在声音的节奏感、力度上要比胆机明快、爽朗、有力;而且无需变压器,不仅节省成本,缩小体积,而且避免了由变压器所引起的失真。
最后一种是集成电路放大器,它最突出的优点是可靠性高、外围电路简单、组装方便,不足之处是电声指标(功率、频响、失真度、信噪比等)和音质皆不如前两类放大器。
运放
运放可以做放大器也可以做比较器或者震荡器,其实做什么无所谓,原理都是一个.
简单把三个电压表示为V+,V-和Vo
运放能正常工作的条件是,V+,V-电压近似相等,Vo的电压总是近似于V+(这就是运放的V+为什么要接Vcc/2的原
因,V+
接上Vcc/2后Vo也是在Vcc/2附近,这样就可以单电源放大交流信号了)
AV功放是Audio&Video的缩写,即影音功放,它能同时连接5-6个音箱(左右主音箱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中置音箱、左右环绕音箱、超重低音)并驱动它们发出声音。AV功放从诞生到现在,经历了杜比环绕,杜比定向逻辑,AC-3,DTS(均是音频解码方式)的发展进程。AV功放与普通功放的区别,在于AV功放有AV选择杜比定向逻辑解码器,AC-3,DTS解码器和五声道功率放大器,以及画龙点睛的数字声场DSP电路。鉴于欣赏碟片中多声道录音效果的需要,AV功放的每声道功率输出也会不同,一般来说主声道功率最大,中置次之,环绕最小,这方面的代表是带有杜比定向逻辑环绕声放的功放。为了增加使用乐趣,大多数AV功放都附有DSP,为各种节目播放提供不同的声场效果。
功放
功率放大器简称功放,可以说是各类音响器材中最大的一个家族了,其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后,产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能,不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。
以其主要用途来说,功放可以分做两大类别,即专业功放与家用功放。在体育馆场、影剧场、歌舞厅、会议厅或其它公共场所扩声,以及录音监听等场所使用的功放,一般说在其技术参数上往往会有一些独特的要求,这类功放通常称为专业功放。而用于家庭的Hi-Fi音乐欣赏,AV系统放音,以及卡拉OK娱乐的功放,通常我们称为家用功放。本期只介绍跟我们家庭息息相关的家用功放。
合并式放大器,将前级放大器和后级放大器合并为一台功放,兼有前二者的功能,通常所说的放大器都是合并式的,应用的范围较广。一般来看,合并式功放的功率较前、后级功放小,重放的效果也比前、后级功放差,但合并式功放价钱较便宜,且使用方便,完全能够满足一般的家庭需要。
〔按用途分类〕
Hi-Fi功放/AV功放