20个经典模拟电路及详细分析答案

一、 桥式整流电路
1 二极管的单向导电性：二极管的 PN 结加正向电压，处于导通状态；加反向电 压，处于截止状态。
伏安特性曲线; 理想开关模型和恒压降模型： 理想模型指的是在二极管正向偏置时,其管压降为 0,而当其反向偏置时,认为它 的电阻为无穷大,电流为零.就是截止。恒压降模型是说当二极管导通以后,其管 压降为恒定值,硅管为 0.7V，锗管 0.5 V 2 桥式整流电流流向过程： 当 u 2 是正半周期时，二极管 Vd1 和 Vd2 导通；而夺极管 Vd3 和 Vd4 截止，负载 RL 是的电流是自上而下流过负载，负载上得到了与 u 2 正半周期相同的电压；在 u 2 的负半周，u 2 的实际极性是下正上负，二极管 Vd3 和 Vd4 导通而 Vd1 和 Vd2 截止，负载 RL 上的电流仍是自上而下流过负载，负载上得到了与 u 2 正半周期 相同的电压。 3 计算:Vo,Io,二极管反向电压 Uo=0.9U2, Io=0.9U 2/RL,URM=√2 U 2 二.电源滤波器
RC≥Tk,充电很慢，所以认为 Ui=UR=Ric,即 ic=Ui/R,故
Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫Uidt
微分：iF=iC=Cdui/dt
Uo=-iFR=-RCdui/dt
电阻和电容参数的选择：
五.共射极放大电路
1 三极管的结构,
三极管各极电流关系：Ie=Icn+Ibn=Ic+Ib Ic=Icn+Icbo≈βIb Ib =Ibn-Icbo 特性曲线：
180o，并且输出电压幅度比输入电压大。
交流和直流等效电路图：
3 静 态 工 作 点 的 计 算 ： 基 极 电 流 IBQ=UCC-UBE/Rb （ UBE=0.6~0.8V 取 0.7V UBE=0.1~0.3V 取 0.2V）集电极电流 ICQ=βIBQ，UCEQ=UCC-ICQRc。 电压放大倍数的计算：输入电压 Ui=Ibrbe 输出电压 Uo= --βIbR`L(R`L=RcRL/Rc+RL) 电压放大倍数 Au=--βR`L/rbe=--βRCRL/rbe(RC+RL) 六.分压偏置式共射极放大电路
信号电压有效值的比值，即 Au=Uo/Ui。Uo 与信号源开路电压 Us 之比称为考虑信
号源内阻时的电压放大倍数，记作 Aus，即 Aus=Uo/Us。根据输入回路可得 Ui=Us
ri/(rs+ri)，因此二者关系为 Aus=Au ri/(rs+ri) 输入输出的信号电压相位关系：输出电压与输入信号电压波形相同，相位相差
从图 4-20 波形还可看出， 是对 积分的结果，故称这种电路为积分 电路。
RC 积分电路应满足三个条件：① 为一周期性的矩形波；② 输出电
压是从电容两端取出；③电路时间常数远大于脉冲宽度，即 。
图 画出变化波形图
图 4-19 积分电路
.
3 计算:时间常数：RC
电压变化方程：
积分：Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因 Ui=UR+Uo,当 t=to 时，Uc=Uo.随后 C 充电，由于
工程师应该掌握的 20 个模拟电路 对模拟电路的掌握分为三个层次。初级层次是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱好者，只 要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。中级层次是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的 变化规律，掌握对故障元器件的处理方法；定性分析电路信号的流向，相位变化；定性分析信号波形的变化过程；定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。有了这些电路知识，您极有可能成长 为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关 系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业 －－电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。
联电路的零状态响应：
。由于
，则由图 4-17 电路可知
。所以
，即：输出电压产生了突变，从 0 V 突跳到 。
因为 ，所以电容充电极快。当 时，有
，则
。
故在
期间内，电阻两端就输出一个正的尖脉冲信号，如图 4-18 所示。
在 时刻， 又突变到 0 V，且在
期间有： = 0 V，相当于将
RC 串联电路短接，这实际上就是 RC 串联电路的零输入响应状态：
1 信号滤波器的作用:把输入信号中不需要的信号成分衰减到足够小的程度，但 同时必须让有用信号顺利通过。 与电源滤波器的区别和相同点：两者区别为：信号滤波器用来过滤信号，其通带 是一定的频率范围，而电源滤波器则是用来滤除交流成分，使直流通过，从而保 持输出电压稳定；交流电源则是只允许某一特定的频率通过。 相同点：都是用电路的幅频特性来工作。 2LC 串联和并联电路的阻抗计算:串联时，电路阻抗为 Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/
的电压，即 ，且电路时间常数大于脉冲信号的脉宽，通常取
。
因为 时，
，在 t =0 时刻 突然从 0 V 上升到 时，仍有
，
故
。在
期间内， ，此时为 RC 串联状态的零状态响
应，即
。
由于
，所以电容充电极慢。当 时，
。电容尚未充电
至稳态时，输入信号已经发生了突变，从 突然下降至 0 V。则在
期间内，
，此时为 RC 串联电路的零输入响应状态，即
。
由于 时，
，故
。
因为 ，所以电容的放电过程极快。当 时，有
，使
，故在 所示。
期间，电阻两端就输出一个负的尖脉冲信号，如图 4-18
图 4-18 微分电路的 ui 与 uO 波形 由于 为一周期性的矩形脉冲波信号，则 也就为同一周期正负尖脉冲波信 号，如图 4-18 所示。
尖脉冲信号的用途十分广泛，在数字电路中常用作触发器的触发信号；
转换成电压的变化。晶体管 V 具有放大作用，是放大器的核心。必须保证管子工
作在放大状态。电容 C1 C2 称为隔直电容或耦合电容，作用是隔直流通交流，即
保证信号正常流通的情况下，使交直流相互隔离互不影响。
电路的用途：将微弱的电信号不失真（或在许可范围内）地加以放大，把直流电
能转化成交流电能。
电压放大倍数：电压增益用 Au 表示，定义为放大器输出信号电压有效值与输入
发射极接电阻时的交流等效电路 电流放大倍数 Ai 流过 RL 的电流 Io 和输入电流 Ii 分别为 Io=IcRc/Rc+RL= β IbRc/Rc+RL Ii=Ib(RB+rbe)/RB 式 中 RB=RB1 ∥ RB2 ， 由 此 可 得 Ai=Io/Ii=βRBRc/(RB+rbe)(RC+RL)若满足 RB>>rbe,RL<<Rc,则 Ai≈β 输入电阻 Ri=Ui/Ii=RB∥rbe 若 RB>>rbe,则 Ri≈rbe 输出电阻 Ro=Uo/Io│Us=0=Rc 源 电 压 放 大 倍 数 Aus, 定 义 为 输 出 电 压 Uo 与 信 号 源 电 压 Us 的 比 值 ， 即 Aus=AuRi/(Rs+Ri)若满足 Ri>>Rs,则 Aus≈Au 若旁路电容 CE 开路时的情况，旁路电容 CE 开路，发射极接有电阻 RE，此时直流 通路不变，静态点不变，Ui=Ibrbe+(1+β)IbRE,Uo 仍为-βIbR`L,电压放大倍数将变 为 Au=Uo/Ui=-βR`L/rbe+(1+β)RE, 对比知放大倍数减小了，因为 RE 的自动调节作 用，使得输出随输入变化受到抑制，导致 Au 减小。当(1+β)RE>>rbe,则有 Au≈ -R`L/RE, 与 此 同 时 ， 从 b 极 看 去 的 输 入 电 阻 R`L （ 不 包 括 Rb1Rb2 ） 变 为 R`L=Ui/Ib=rbe+(1+β)RE,即射极电阻 RE 折合到基极支路应扩大(1+β)倍，因此， 放大器的输入电阻 Ri=Rb1∥Rb2∥R`i，输入电阻明显增大了。
ωC) 并联时电路阻抗为 Z=1/jωC∥(R+jωL)=
考滤到实际中，常
有 R<<ωL,所以有 Z≈
幅频关系和相频关系曲线：
3 画出通频带曲线： 计算谐振频率：fo=1/2π√LC 四.微分电路和积分电路
1 电路的作用：积分电路： 1.延迟、定时、时钟 2.低通滤波 3.改变相角（减） 积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波，还可将锯齿波转换为抛物波。 微分电路： 1.提取脉冲前沿 2.高通滤波 3.改变相角（加） 微分电路是积分电路的逆运算，波形变换。微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波。 与滤波器的区别和相同点：原理相同，应用场合不同。 2 微分和积分电路电压变化过程分析,
1 元器件的作用:CE 为旁通电容，交流短路 R4。RB1RB2 为基极偏置电阻，作用是为 基极提供合适的偏置电流。 电路的用途：既有电压增益，也有电流增益，应用最广，常用作各种放大器的主 放大级。 电压放大倍数：输入交流电压 Ui=Ibrbe 输出交流电压为 Uo= --Ic(RC∥RL)=--β Ib(RC∥RL)故得电压放大倍数 Au=--β(RC∥RL)/rbe=-- βR`L/rbe 式中 R`L= RC∥RL rbe=rbbˊ+(1+β)26mV/IEQ 输入输出的信号电压相位关系: 输出电压与输入信号电压波形相同，相位相差 180o，并且输出电压幅度比输入电压大。 交流和直流等效电路图:
。
由于
，所以电容从 处开始放电。因为
，放
电进行得极慢，当电容电压还未衰减到 时， 又发生了突变并周而复始地进 行。这样，在输出端就得到一个锯齿波信号，如图 4-20 所示。