模电基础知识

M C U
PWM 生成
DC-DC 变换
滤波 电路
A/D 转换
电压 电流 取样
11. VMOS场效应管原理和性能特点 场效应管原理和性能特点
VMOS场效应管，或称VMOS管功率场效应 场效应管，或称 场效应管 管功率场效应 其全称为V型槽 型槽MOS场效应管，它 场效应管， 管，其全称为 型槽 场效应管 是一种的高效、功率开关器件。 是一种的高效、功率开关器件。它不仅 继承了MOS场效应管输入阻抗高、驱动 场效应管输入阻抗高、 继承了 场效应管输入阻抗高 电流小特性，同时具有Rds小、开关功 电流小特性，同时具有 小 耗低、工作电流大、输出功率高， 耗低、工作电流大、输出功率高，将电 子管与功率晶体管之优点集于一身，获 子管与功率晶体管之优点集于一身， 得广泛应用。其次， 得广泛应用。其次，其具有负的电流温 度系数，即在栅-源电压不变的情况下 源电压不变的情况下， 度系数，即在栅 源电压不变的情况下， 导通电流会随管温升高而减小， 导通电流会随管温升高而减小，故不存 在由于“二次击穿” 在由于“二次击穿”现象所引起的管子 损坏现象。在开关DC-DC变换中，常用 变换中， 损坏现象。在开关 变换中 VMOS取代功率晶体管。 取代功率晶体管。 取代功率晶体管
L1实际取值是 实际取值是1.5-2 L1min、 实际取值是 、 C1实际取值是 实际取值是3-5 C1min 实际取值是
17. BOOST电路仿真 电路仿真
VMOS作为开关管 作为开关管
开关管输入输出波形图： 开关管输入输出波形图：
18. 单片机控制 单片机控制DC-DC模块 模块
键盘/ 键盘 液晶显示
10. 线性电源与开关电源性能比较 11. VMOS场效应管原理和性能特点 场效应管原理和性能特点 12. BUCK电路拓扑结构和原理 电路拓扑结构和原理 13. 降压电路设计举例 14. BUCK电路仿真 电路仿真 15. BOOST电路拓扑结构和原理 电路拓扑结构和原理 16. 升压电路设计举例 17. BOOST电路仿真 电路仿真 18. 单片机控制 单片机控制DC-DC模块 模块
反相放大器（单电源） 反相放大器（单电源）
A. 电压、电流增益 电压、 C. 在电路中如何应用
射极跟随器（单电源） 射极跟随器（单电源）
⑵.常用运放IC有：LM324、LM358、TL082、 、 、 、 TL084 。 ⑶. LM324 主要参数： 输入偏移电压 Input Offset Voltage 输入偏置电流 Input Bias Current 增益带宽 bandwidth (unity gain) 电源范围 supply range 详细了解运放性能和参数， 详细了解运放性能和参数，可浏览 www.national.com 以及相关的运放芯片。 以及相关的运放芯片。
B. BOOST拓扑结构简化图 拓扑结构简化图
BOOST
L1 D1
Vi
V1 C1
Vo
Vo=Tp/(Tp-Ton) x Vi
16. 升压电路设计举例
设计要求： 设计要求： 输入电压： 输入电压：12V 输出电压： 输出电压：24V/0.3A 纹波电压： 纹波电压：≤240mVpp 开关频率：100KHz 开关频率： 计算： 计算： L1min电感量 电感量 C1min电容量
12. BUCK电路拓扑结构和原理 电路拓扑结构和原理
BUCK拓扑结构简化图 拓扑结构简化图
BUCK
V1 L1
Vi
C1 D1
Vo
Vo=Ton/Tp x Vi
13. 降压电路设计举例
设计要求： 设计要求： 输入电压： 输入电压：24V 输出电压： 输出电压：5V/1A 纹波电压： 纹波电压：≤50mVpp 开关频率： 开关频率：100KHz 计算： 计算： L1min电感量 电感量 C1min电容量
三种集成稳压电路 封装都是TO-220， 封装都是 ， 输出引脚的定义是 不同的， 不同的，芯片散热 片定义也不同。 片定义也不同。
LM78XX
LM79XX
LM317
7. LDO集成稳压电路技术特点 集成稳压电路技术特点
LDO是电流控制型器件，与三端稳压器最大的 是电流控制型器件， 是电流控制型器件 不同点在于， 是一个自耗很低的稳压器。 不同点在于，LDO是一个自耗很低的稳压器。 是一个自耗很低的稳压器 LDO: Low-Dropout Linear Regulator 输出电流=800MA时， 如：LM1117 输出电流 时 Vi - Vo ≥ 1.2V 。功耗： P C = (V i −V O) × I O 功耗： 其封装主要以贴片为主， 其封装主要以贴片为主，如SOT-223、TO-252 、
（满负载时，输入电压按设计要求变化时输出 满负载时， 电压变化率） 电压变化率）
负载调整率SI 负载调整率
变到2A时 输出电压变化率） （负载从0变到 时，输出电压变化率） 负载从 变到
10. 线性电源与开关电源性能比较
1.1.2 开关电源
特点： 特点：
开关调整管工作在开关状态， ⑴.开关调整管工作在开关状态，开关频率工作在几十 开关调整管工作在开关状态 KHZ--几MHZ，滤波电容器、磁性元件可用较小数值的 几 ，滤波电容器ຫໍສະໝຸດ Baidu 元件；其开关管功耗小，电源效率高达70％～ ％。因 ％～95％。 元件；其开关管功耗小，电源效率高达 ％～ ％。因 开关电源体积小、重量轻，机内温升低， 此，开关电源体积小、重量轻，机内温升低，提高了整 机的稳定性和可靠性。。 机的稳定性和可靠性。。 开关电源通用性好， ⑵.开关电源通用性好，易制作多组电压输出的电源设备 。 开关电源通用性好 电网的适应能力也有较大的提高， ⑶.电网的适应能力也有较大的提高，一般串联稳压电源 电网的适应能力也有较大的提高 允许电网波动范围为220V±15％，而开关型稳压电源 ％，而开关型稳压电源 允许电网波动范围为 ± ％， 在电网电压从85V～260V范围内变化时，都可获得稳定 范围内变化时， 在电网电压从 ～ 范围内变化时 的输出电压。 的输出电压。 电源的相对成本较高。 ⑷.电源的相对成本较高。 电源的相对成本较高
4. 运放同相单电源放大器仿真
仿真实验的输入输出波形图
注：CH1：输入；CH2：输出 ：输入； ：
放大器的频率特性曲线
通过仿真实验验证电路设计的准确性。 通过仿真实验验证电路设计的准确性。
5. 三极管线性稳压电路组成和原理
线性稳压电源拓扑结构（ 线性稳压电源拓扑结构（STEP-DOWN)
组成：稳定参考电压、 组成：稳定参考电压、高增益的误差放大器和调整管 工作在放大，相当于串联可变电阻Δ （工作在放大，相当于串联可变电阻ΔU/ ∆ I）。 ）。 电路控制状态： 电路控制状态：负反馈闭环系统
3. 共发放大电路 共发放大电路Multisim仿真 仿真
A. 调节 可改变电路工 调节R6可改变电路工 作点， 作点，保证输出信号 不失真放大。 不失真放大。 B. 通过直流工作点仿真 分析， 分析，结合电路分析 工作点与电路失真的 关系。 关系。 C. 根据实测参数计算电 压增益。 压增益。
Multisim仿真波形图 仿真波形图
8. 三极管线性稳压电路仿真
A. R6是电源的负载，通过调整R6的大小来测试电源的负 是电源的负载，通过调整 的大小来测试电源的负 是电源的负载 载能力；通过调整R4的来改变输出电压的大小 的来改变输出电压的大小。 载能力；通过调整 的来改变输出电压的大小。
9. 电源的主要技术指标
输出电压 输出电流 输出噪声及纹波电压（取峰-峰值 峰值） 输出噪声及纹波电压（取峰 峰值） 电源效率η 电源效率η 电压调整率Su 电压调整率
常用线性集成稳压器属于电压控制型器件。 常用线性集成稳压器属于电压控制型器件。 普通型： 普通型： Linear Regulator， ， 如LM78XX、LM79XX、 LM317，输出电 流 、 、 ， =1A时，Vi - Vo ≥ 2.5V，功耗： P C = (V i −V O) × I O 时 ，功耗：
L1实际取值是 实际取值是1.5-2 L1min、 实际取值是 、 C1实际取值是 实际取值是3-5 C1min 实际取值是
14. BUCK电路仿真 电路仿真
VMOS作为开关管 作为开关管
晶体管作为开关管
开关管输入输出波形图： 开关管输入输出波形图：
15. BOOST电路拓扑结构和原理 电路拓扑结构和原理
2. 运算放大器常用电路
⑴. 运算放大器的常用电路有同相、反相放大 器和射极跟随器，电路由单电源和双电源 配置方式。
A. 偏置电路设置与作用 B. 电压增益的计算 C. C1、C2作用 、 作用
同相放大器（单电源） 同相放大器（单电源）
A. 偏置电路设置与作用 B. 电压增益的计算 C. 输入输出相位关系
1. 三极管共发、共集放大电路 三极管共发、
三极管共发放大电路
A. 电路工作原理 B. 原理电路与应用电路差异 C. 直流特性、交流特性 直流特性、 D. 如按β=100、Rbe=500Ω, 如按β=100、Rbe=500Ω 计算电路直流工作点、 计算电路直流工作点、交流 放大倍数和Q1的功耗。 Q1的功耗 放大倍数和Q1的功耗。
模电及DC-DC变换的基础知识 变换的基础知识 模电及
1. 三极管共发、共集放大电路 三极管共发、 2. 运算放大器常用电路 3. 三极管共发放大电路 三极管共发放大电路Multisim仿真 仿真 4. 运放同相单电源放大器仿真 5. 三极管线性稳压电路组成和原理 6. 集成稳压器原理，常用集成稳压器介绍 集成稳压器原理， 7. LDO集成稳压电路技术特点 集成稳压电路技术特点 8. 三极管线性稳压电路仿真 9. 电源的主要技术指标
三极管线性稳压电路
A. 电源的负载能力取决于 电流放大能力，当负载 电源的负载能力取决于Q1电流放大能力， 电流放大能力 能力不够时，可把Q1换成一个达林顿管 换成一个达林顿管。 能力不够时，可把 换成一个达林顿管。 B. Q1的功耗计算以及散热问题 的功耗计算以及散热问题
6. 集成稳压器原理，常用集成稳压器介绍 集成稳压器原理，
1. 三极管共发、共集放大电路 三极管共发、
三极管共集放大电路
A. 电路工作原理 B. 原理电路与应用电路差异 C. 直流特性、交流特性 直流特性、 D. 如按β=100、Rbe=500Ω, 如按β=100、Rbe=500Ω 计算电路直流工作点、 计算电路直流工作点、输 入输出阻抗、 入输出阻抗、交流放大倍 数和Q1的功耗。 Q1的功耗 数和Q1的功耗。 共集放大器特点及应用。 E. 共集放大器特点及应用。