电子课件-《电工学(第二版)》-B01-4017 05-常用电子元器件及其应用电路

饱和区
条件 发射结反偏或 发射结正偏且集 发射结和集电结都
零偏
电结反偏
正偏
特点 ΔIB=0、IC≈0
ΔIC=βΔIB
iC不再受iB控制
第五章 常用电子元器件及其应用电路
三、固定偏置放大电路
1 .电路原理图
第五章 常用电子元器件及其应用电路
固定偏置放大电路中各元件的作用
第五章 常用电子元器件及其应用电路
第五章 常用电子元器件及其应用电路
一、三极管的结构、分类及符号与主要参数 二、三极管的电流放大作用 三、固定偏置放大电路
第五章 常用电子元器件及其应用电路
一、三极管的结构、分类与主要参数
1．三极管的结构
三极管由两个相距很 近的PN结组成，它有三个 区：发射区、基区和集电 区，各自引出一个电极称 为发射极、基极和集电极， 分别用字母E(e)、B(b) 、 C(c)表示。
三极管集电极电流变化量 与相应的基极电流变化 量 的比值也几乎是固定不变的，称为共发射极交流放 大系数，用β表示。
定义：当IB有一微小的变化时,就能引起IC较大的变化， 这种现象称为三极管的电流放大作用。
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4．三极管的三种工作状态
以NPN型三极管为例
状态 截止区
放大区
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二、三极管的电流放大作用
1．三ຫໍສະໝຸດ Baidu管的工作电压
要使三极管 具有电流放 大作用，必 须在它的发 射结加正向 电压，集电 结加反向电
压。
NPN型三极管电源接 法，c、b、e三个电 极的电位应符合：
UC＞UB＞UE
PNP型三极管电源接 法， c、b、e三个电 极的电位应符合：
3. 动态工作情况 当放大电路输入交流信号，即ui≠0时，称为动态。 这里所加的ui为低频小信号，在此段范围内电压与电流 近似成线性关系，也就是三极管工作在线性区。放大电路 uBE和uCE以及uo的波形如下图所示。
第五章 常用电子元器件及其应用电路
结论： 在单级共发射极放大电路中，输出电压uo与输入电 压ui频率相同，波形相似，幅度得到放大，而它们的相位 相反。
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2．工作原理
当u2 为正半周时，假设a点为正(+)、b点为负(-)，二 极管V1和V3承受正向电压而导通，V2和V4承受反向电压
而截止，电流iL1自a点流过V1、RL、V3到b点，它是自上
而下流过负载RL。若忽略二极管的正向压降，uL = u2。
当u2为负半周时，a点为负(-)，b点为正(+),二极管V2 和V4承受正向电压而导通， V1和V3承受反向电压而截止， 电流iL2自b点流过V2 ，也是自上而下流过负载RL，经V4 到a点。若忽略二极管的正向压降，uL = -u2。
１．了解三极管的结构与特性。 ２．了解三极管的应用。 3. 掌握三极管基本放大电路的工作原理。
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第五章 常用电子元器件及其应用电路
照明电灯开关在 生活中司空见惯，一 般用的是机械开关。
随着电子技术的发展，声控、 光控和遥控电灯开关也相继出现， 极大地方便了人们的生活，在这些 新型的电灯开关电路中有的就使用 了三极管驱动电路。
第五章 常用电子元器件及其应用电路
目录
第一节 二极管 第二节 三极管及放大电路 第三节 直流稳压电源
实验与实训5 串联型直流稳压电源测试
第四节 集成运算放大器 第五节 晶闸管
第五章 常用电子元器件及其应用电路
第一§节6-1 二二极极管管
１．了解二极管的结构和特性。 ２．了解二极管的应用。
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第五章 常用电子元器件及其应用电路
3．电路输入输出波形
单相桥式整流 电路输入交流
电波形
单相桥式整 流电路输出 直流电波形
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4．电路参数计算
RL两端电压是全波脉动直流电压，其平均值为
UL = 0.9U2
负载上的平均电流为
IL
UL RL
0.9 U2 RL
流过每只二极管的平均电流为
2. 静态工作点的设置 当放大电路未加信号，即ui=0时，称为静态。 定义：这时的直流电流IB、IC和直流电压UBE、UCE，称 为静态工作点，或者简称为Q点。 由于UBE基本恒定，所以在讨论静态工作点时主要是考 虑IB、IC和UCE三个量，并且分别用IBQ、ICQ和UCEQ表示。
第五章 常用电子元器件及其应用电路
第五章 常用电子元器件及其应用电路
1．桥式整流电容滤波电路原理图
桥式整流电容滤波电路
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2．工作原理 当电路接通电源时，假设u2从为正半周的零值开始增
大，此时图中的a点为正(+)、b点为负(-)。二极管V2、V4 反偏而截止，V1、V3正偏导通。导通电流分作两路，一路
向负载RL供电，一路向电容C充电而储存能量。由于二极 管正向导通电阻很小，变压器次级绕组上的电阻也很小， 所以充电时间常数τ1很短，电容充电的速度很快。电容上 的电压uC随u2 而增大，当u2达到峰值U2时，uC≈U2，即图中 曲线Oa段。
＞V4仍u以2的能后情截u况止2下，）降使，，二这由极样于管电电V容容1C、两与V端变3处电压于压器反不被偏能隔的突断截变。止，于状出是态现电（了容Vu器c2、 C比释充放电能时量间，常它数经τ1负大载得R多L，放所电以。u由C即于U放L电下时降间很常缓数慢τ。2＝RLC
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§第6三-节3 直直流流稳稳压压电电源路
了解直流稳压电源各部分电路的工作原理。
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电子血压计工作时需要直 流电源，可以用干电池供电， 但干电池用的时间不长，一段 时间后电池的电用完了就必须 更换新的电池。
有一个稳压电源的装 置，它可以将插座上的交 流电转化为稳定的直流电， 用它就可以避免了经常更 换电池的麻烦。
UC＜UB＜UE
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2．三极管内电流分配规律 三极管的发射极电流=集电极电流+基极电流
IE=IC+IB
集电极电流与发射极电流近似相等
IC≈IE
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3．三极管的电流放大作用 三极管集电极直流电流IC与相应的基极直流电流IB 之间的比值几乎是固定不变的，称为共发射极直流电流 放大系数，用 表示。
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我们经常会看到如图所示的电子显示屏， 为什么这些电子显示屏会有字或图显示出来 呢？原来这个显示屏是由很多个二极管构成 的，二极管是常用的电子元件之一,下面让 我们来认识一下二极管吧。
第五章 常用电子元器件及其应用电路
一、二极管的结构与特性 二、二极管的主要参数和分类 三、二极管的应用举例
1．工作原理
当u2为正半周时，极性如图所标，即a点为正(+)、b点 为负(-)，整流二极管VD承受正向电压而导通，有电流iL流 过负载RL。
其路径是a →VD → RL→ b，若忽略二极管的正向压 降，UL = U2；
当u2 为负半周时，a点为负(-)，b点为正(+), 二极管承 受反向电压而截止，负载RL上无电流，UL = 0。
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（4）光电二极管 能将光照强弱的变化转变成电信号。
（5）变容二极管 利用反向偏压改变PN结的结电容。
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三、二极管的应用举例
二极管主要应用于整流电路 。
输入交流 电压波形
单相半波整流 电路
输出直流电压 波形
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第五章 常用电子元器件及其应用电路
第五章 常用电子元器件及其应用电路
2．三极管的分类及符号
NPN型三极管，发射极箭头 应指向管外（由基区指向发 射区）
PNP型三极管，发射极的箭 头应指向管内（由发射区指 向基区）
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3．三极管的主要参数
（1）共射交流电流放大系数β β 值一般在20～200之间。 β值太大时工作性能不稳定， 通常选用β值在60 ～100之间。 （2）穿透电流ICEO 当基极开路（IB=0）时，集电极和发射极之间的反向 电流。ICEO随温度的升高明显增大，所以希望它越小越好。
IV
=
1 2
IL
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截止管所承受的最大反向电压为变压器次级绕组电 压的峰值。即
对整流二极管的要求是，它的最大整流电流IOM应大于 I V，最大反向工作电压URM应大于U2，即
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二、滤波电路
交流电压经过整流后的单相脉动直流电压中，仍含有 较多的交流成分。为了获得平滑的直流电压，需要在整流 电路和负载之间接入能把脉动直流电中脉动成分滤掉的电 路，这种电路称为滤波电路。
最高反向工作电压URM 是指二极管允许承受的最高反 向电压。
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2．二极管的分类
（1）整流二极管 利用二极管的单向导电性把交流电变换成直流电。
（2）硅稳压二极管 利用二极管反向击穿时两端的电压保持稳定的特性 来稳定电路两点之间的电压。 （3）发光二极管
直接将电能转变为光能。
的某个瞬间,u2≥uc,二极管V1、V3重新导通，再次向电容C充
电。如此周而复始地进行下去。
第五章 常用电子元器件及其应用电路
三、稳压管并联型稳压电路
1．电路组成
R为限流电阻
并联型稳压电路
第五章 常用电子元器件及其应用电路
2．稳压原理 当电网电压升高或负载阻值变大时，输出电压Uo随 之增大，即稳压管两端电压UZ增大。UZ增大引起稳定电 流IZ急剧增大，而I = IZ+IL，故I也随之增大。由于UR =
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一、单相整流电路 二、滤波电路 三、稳压管并联型稳压电路
第五章 常用电子元器件及其应用电路
小功率直流稳压电源 原理框图
第五章 常用电子元器件及其应用电路
电源变压器 在整流前首先把220V电网电压变换成所需要的交 流电压值。
整流电路 利用二极管的单向导电性，将交流电压变换成脉 动直流电压。
第五章 常用电子元器件及其应用电路
一3 、二极管的结构与特性4
5
1．二极管的结构与符号
二极管是半导体器件，所谓半导体材料是指导电性能介 于导体和绝缘体之间的物体 。
正极
P
管壳
负极
N
PN结
A VK
正极
负极
电流方向
二极管的结构和符号
几种常见的二极管 的外形
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2．二极管的单向导电性
第五章 常用电子元器件及其应用电路
滤波电路
利用电容器、电感线圈的贮能特性，把脉动直流 电压中纹波成分滤除，从而得到平滑的直流电压，以 适应负载的需要。
稳压电路
使直流电源的输出电压稳定，不受电网电压或 负载变动的影响。
第五章 常用电子元器件及其应用电路
一、单相整流电路
1．单相桥式整流电路原理图
单相桥式整流电路是由四只整流二极管接成电桥 的形成构成。桥的一对角接变压器的次级绕组，得交 流电压u2 = U2 sinωt，桥的另一对角接负载RL。
第五章 常用电子元器件及其应用电路
2．参数计算 RL上半波脉动直流电压平均值为
负载上的平均电流为
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3．对整流二极管的要求 最大整流电流IFM应大于负载电流
最大反向工作电压URM应大于u2的峰值电压
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第二§节6-2 三三极极管管及放大电路
第五章 常用电子元器件及其应用电路
在u2的负半周即t＞T/2 后，｜u2｜又开始增大，只要它
小于uc，二极管均处于反偏而截止，即图中曲线ab段。当｜
u2｜≥uc,二极管V2、V4正偏而导通。电源一方面向负载RL供
电，另一方面再次向电容C充电。在t= T时，充电达到最大 值,uc=U2,即曲线bc段。此后，｜u2｜下降，二极管又均反偏 而截止，电容再次经负载放电,一直维持到u2的下个正半周
（3）集电极允许最大电流ICM 三极管工作时，若IC超过ICM， β值明显下降，其特性 将变差。
第五章 常用电子元器件及其应用电路
（4）反向击穿电压U(BR)CEO 当三极管的管压降UCE>U(BR)CEO时，集电极电流IC急 剧增大。 （5）集电极最大允许耗散功率PCM 正常时应使UCE IC< PCM,否则三极管将过热。
（1）加正向电压时，二极管导通 闭合开关指示灯亮， 说明此
时二极管的电阻很小，导电性能 良好，称为“导通”状态。
（2）加反向电压时，二极管截止 闭合开关后，指示灯不亮，说
明此时二极管的电阻很大，导电性 能极差，称为“截止”状态。
第五章 常用电子元器件及其应用电路
二、二极管的主要参数和分类
1．二极管的主要参数 最大整流电流IFM 是指二极管允许通过的最大正向工 作电流的平均值。