等离子原理精选文档.ppt

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1、等离子原理本讲稿第一页，共一百九十八页1半导体三极管：一基本结构：三层半导体(N、P、N或P、N、P)；三个电极(基极B、发射极E、集电极C)；两个PN结(发射结、集电结)。本讲稿第二页，共一百九十八页 1类型：按频率可分为：高频管和低频管 按功率可分为：大功率管、中功率管 和小功率管 按半导体材料可分为：硅管和锗管 按结构可分为：NPN型和PNP型。目前国产的NPN型晶体管多为硅 管(3D系列)，PNP型晶体管多为锗管 (3A系列)。本讲稿第三页，共一百九十八页 2放大器中晶体管的三种接线方式：以NPN型为例 (1)共发射极接法：将发射极作为输入与输出的公共端。如下图(a)(2)共集电极接法

2、：将集电极作为输入与输出的公共端。如下图(b)(3)共基极接法：将基极作为输入与输出的公共端。如下图(c)三种接法的性能比较见P.31表3-1本讲稿第四页，共一百九十八页 3特性曲线：(1)输入特性曲线：是当集电极发射极电压UCE为常数时，基极回路中基极电流IB与基极发射极电压UBE 之间的关系曲线。即：IBf(UBE)UCE=C 如下图所示：本讲稿第五页，共一百九十八页 从图中可以看出：三极管的输入特性曲线有一段死区，只有在发射结电压大于死区电压时，三极管才会导通，出现基极电流IB，硅管的死区电压约为0.50.6V，锗管约为0.20.3V。导通后，在正常工作情况下，NPN型硅管的发射结电压U

3、BE0.60.7V，PNP型锗管的发射结电压UBE0.20.3V。本讲稿第六页，共一百九十八页(2)输出特性曲线：是当基极电流IB为常数时，集电极回路中集 电极电流IC与集电极发射极电压UCE 之间的关 系曲线。即 ICf(UCE)IB=C 如下图所示。在不同的IB下可以得到不同的曲线，所以三极管的输出特性曲线是一曲线组族。本讲稿第七页，共一百九十八页在输出特性曲线上可以划分三个区域：1截止区：IB0以下的区域。对NPN型硅管而 言，当UBE0.5V时即已开始截止。为了 截止可靠，常使UBE0，此时集电结和 发射结都处于反向电压下，称为反向偏 置。但是由于温度影响，集电极回路中 仍有很小的电流

4、ICEO称为穿透电流流 过。硅管的穿透电流很小，常温下在微 安以下。特点：集电结和发射结都处于反向偏置。本讲稿第八页，共一百九十八页2放大区：当发射结正向偏置时，曲线较平坦的 部分是放大区。对硅管来说,当UBE0.5V,而集电结又有一定的反向电压时,发射区扩 散到基区的电子绝大部分被集电极所收集,ICIE,IB很小。此时IC只随着IB而改变，和 UCE的大小基本无关。从特性曲线和电流 形成过程都可以看出，IC的变化比IB的变 化大得多，晶体管具有很强的电流放大作 用。特点：发射结正偏而集电结反偏。本讲稿第九页，共一百九十八页3饱和区：如果IC随IB增加时，使UCE下降为 UCEUBE，发射结和

5、集电结都将处于正 向偏置，此时如果IB再增大，IC也不会按 ICIB增加，晶体三极管失去放大作用，这种情况称为饱和。我们把UCEUBE的 状态称为临界饱和，把UCEUBE的状态 称为过饱和。特点：发射结和集电结皆正偏。本讲稿第十页，共一百九十八页2基本放大电路基本放大电路一共射极放大电路的组成：P136图9-1(a)本讲稿第十一页，共一百九十八页1三极管V：放大电路的放大元件，是电流控制 元件。2集电极电源UGB：直流电源，一般为几几十伏 作用：(1)为输出信号提供能量。(2)保证集电结处于反偏状态以及发射结 处于正偏状态。这样才能使三极管起 到放大作用。3集电极负载电阻Rc：一般为几几十千欧

6、。作用是将集电极电流变化成电压信号，以 实现电压放大。本讲稿第十二页，共一百九十八页4基极电阻Rb：一般为几十几百千欧。作用是提供适当的基极电流，使放 大器有适的工作状态。5耦合电容C1与C2：一般为几几十微法 作用：(1)隔直：C1隔断放大器与信号源 之间的直流通道；C2隔断放大器与负载之 间的直流通道。(2)通交：(交流耦合)沟通信号源、放大器和负载三者之间 的交流通道，使交流信 号畅行无阻。本讲稿第十三页，共一百九十八页二直流通路与交流通路：1直流通路：即放大电路的直流等效电路。也就是在静态时，放大电路输入回路和 输出回路的直流电流流过的路径。放大 电路进行静态分析时要用到直流通路。见下

7、图本讲稿第十四页，共一百九十八页(1)静态没有加入交流信号的放大电路。(2)静态分析求静态工作点Q，即分析静 态时放大电路中各处的直流电流和直流电 压。即I bQ，I CQ，UceQ三个值。(3)直流通路的画法：直流通路中，所有的电容器作开路处 理，其余的不变。(4)直流通路的作用：用来求放大电路的静态工作点Q (即I bQ，I CQ，UceQ)。本讲稿第十五页，共一百九十八页2交流通路：即放大电路的交流等效电路。也就是在动态时，放大电路输入回路和输 出回路的交流电流流过的路径。放大电路 进行动态分析时要用到交流通路。见下图本讲稿第十六页，共一百九十八页(1)动态加入交流信号后的放大电路。(2

8、)动态分析求动态时(交、直流信 号的迭加)的变化量。(3)交流通路的画法：在交流通路中，将电容器和直 流电源都作短路处理(直流电源接地)。(4)交流通路的作用：交流通路用来计算放大电路的 放大倍数，输入电阻，输出电阻等 交流电量。本讲稿第十七页，共一百九十八页三近似估算法：以分压式偏置电路为例：P137图9-2。本讲稿第十八页，共一百九十八页 1静态工作点：由直流通路求，即求IbQ，ICQ，UceQ三个值。其直流通路如下图所示：本讲稿第十九页，共一百九十八页本讲稿第二十页，共一百九十八页2电压放大倍数、输入电阻与输出电阻：由交流通路求。如下图本讲稿第二十一页，共一百九十八页A求出三极管的输入电

9、阻rbe：rbe300(1)26mVIeQmAB求出交流负载电阻RL：RL RcRLC求输入电阻Ri：RiRb1Rb2rbe rbe （Rb1 rbe，Rb2 rbe，Ri rbe）D求输出电阻R0：R0 Rc本讲稿第二十二页，共一百九十八页 其中：RL RcRL “”号表示U0与Ui反相位。本讲稿第二十三页，共一百九十八页 计算放大电路的静态工作点时，应考 虑电路的名称正确的是 A、C 。A直流通道 B交流通道 C直流电路 D交流电路 估算放大电路的电压放大倍数，原则 上应考虑电路的名称正确的是 B、D。A直流通道 B交流通道 C直流电路 D交流电路本讲稿第二十四页，共一百九十八页 四图解分

10、析法：运用三极管的输出、输入特性曲 线簇，通过做图的方法，直观的分析放大电路 性能的方法，称为图解分析法。1静态分析：下图为三极管的输出特性曲线。本讲稿第二十五页，共一百九十八页（1）直流负载线：由UceUGBIcRc知，当Ic0时，UceUGB，当Uce0时，IcUGBRc，连接UGB与UGBRc两点所作的直线称为直流负载线。见上图 (因为它是在静态时得到的而且又与集电极负载电阻Rc有关)，其斜率为tg1Rc。本讲稿第二十六页，共一百九十八页（2）静态工作点Q：直流负载线与三极管输出 特性曲线的交点即为静态工作 点。它与基极电流Ib的大小有 关。Q点在两个坐标轴上所对 应的点即为其静态值IC

11、Q与 UCeQ，再加上IbQ，即为Q值。本讲稿第二十七页，共一百九十八页 2动态分析：(1)交流负载线：放大器加入交流信号后，交流 信号迭加在直流信号上，如P.138图9-5所示。当电路接入负载RL后，反映交流 电压uce、交流电流ic之间关系的直线 称为交流负载线。其斜率为 tg1RL。（而RL RcRL）本讲稿第二十八页，共一百九十八页(2)直流负载线与交流负载线的比较本讲稿第二十九页，共一百九十八页：RL RcRL，RL Rc，1RL 1Rc，tg tg 交流负载线比直流负载线要陡一些（即其斜率要大一些）。也就是说，放大器带的负载RL 越小，RL就越小，其交流负载线的斜率tg就越大，而电

12、压放大倍数Au就越小。交流放大器带负载后，电压放大倍数会降低。本讲稿第三十页，共一百九十八页3多级放大电路：一.耦合多级放大电路中，每两个单 级放大电路之间的连接方式 叫耦合。二.多级放大器的耦合方式：三种。1阻容耦合：如P139图9-8所示。(1)电路组成：第一级和第二级之间用 耦合电容C2和电阻Rb22连接，即为 阻容耦合。主要用于交流放大电路的前置级。本讲稿第三十一页，共一百九十八页(2)电路特点：A由于电容的“隔直”作用，前后级的静态工 作点各自独立，互不影响，便于设置和调 整各级的静态工作点。B由于电容的“通交”作用，并不影响前后级 交流信号的传递。C结构简单，体积小，成本低。D耦合

13、电容的容量对交流信号的传输有一 定的影响缺点。(3)电压放大倍数：电路总的电压放大倍数等 于各个单级放大器电压放大倍数的乘积。即AuAu1Au2Au3 本讲稿第三十二页，共一百九十八页2直接耦合：如P144图9-19所示（1）电路组成：把前一级的输出端直接接 到后一级的输入端，即为直接 耦合。主要用于放大直流信 号。本讲稿第三十三页，共一百九十八页（2）电路特点：A前后级静态工作点的相互影响：其解决方法为：1提高后一级的发射极电位：即在后一 级三极管发射极中接入电阻或硅稳压 管即可。如P.144图9-20(a)(b)所示。2采用NPNPNP管直接耦合：利用 两只三极管的极性不同，使得两级都 能

14、获得合适的静态工作点。如P.145图9-21所示。本讲稿第三十四页，共一百九十八页 B零点漂移的影响：1零点漂移指放大器的输入端短路 （即无输入信号）时，其输出端仍有缓 慢而无规则的输出电压。2引起零点漂移的原因：电源电压波动；电路元件的参数 和晶体管特性的变化；温度的变化。3零漂的种类：时漂和温漂。4零漂的抑制：输入级采用差动放大电路本讲稿第三十五页，共一百九十八页 3变压器耦合：前后级之间采用变压器连接。主要用于交流放大器的功率输出 级。多级放大器的级间耦合方式一般有 A、D、E 。A阻容耦合 B电容耦合 C电感耦合 D变压器耦合 E直接耦合本讲稿第三十六页，共一百九十八页4差动放大电路：

15、一电路组成：P145图9-22 本讲稿第三十七页，共一百九十八页1两只三极管V1与V2的型号、特性、参数 完全相同。2电路结构对称，各电阻元件参数也对称 3两只三极管的静态工作点相同。即Ic1Ic2，Uce1Uce2，4发射极电流为两管发射极电流之和。即IeIe1Ie2 二差动放大电路的特点：静态时（无输入信号，即Ui0），输出电压Uo0，（Rc1Ic1Rc2Ic2，UoRc1Ic1Rc2Ic20）本讲稿第三十八页，共一百九十八页三共模输入与差模输入：1共模信号与差模信号：(1)共模信号差动放大器的两输入信号 ui1与ui2的大小相等，极性相同，则称为 共模信号。这种输入方式称为共模输入方式。

16、(2)差模信号差动放大器的两输入信号 ui1与ui2的大小相等，极性相反，则称为 差模信号。这种输入方式称为差模输入方式。本讲稿第三十九页，共一百九十八页2放大电路对共模信号抑制能力的大小，反 映了它对零漂的抑制水平，而对差模信 号则进行放大。3若输入的两个信号既非共模信号又非差模 信号，则差动放大器只对其中的差模信 号进行放大，同时又对共模信号进行抑 制。差动放大器的输入信号方式可分为 A、B 。A共模输入 B差模输入 C同向输入 D反向输入本讲稿第四十页，共一百九十八页四对零漂的抑制：1.利用电路的对称性来抑制零漂：由于电路完全对称，输出电压Uo0，零漂被抑制。有时还可加一调零电位器RP，

17、通过调整以确保输出电压Uo0。如上图所示。本讲稿第四十一页，共一百九十八页*注意：差动放大电路中利用电路的 对称性，只能抑制零漂，而不能完全消除零漂。所以 差动放大电路中并不是没有 零漂。2利用发射极电阻Re的深度负反 馈来抑制零漂。本讲稿第四十二页，共一百九十八页五共模抑制比：放大电路的差模信号放大倍数Ad 与共模信号放大倍数Ac之比。即KCMRRAdAc 它反映了放大器质量的好坏，即对 零漂的抑制水平。六差动放大电路的输出方式与电压放大倍 数的关系：1双端输出：电压放大倍数与每个单管 放大器的电压放大倍数相等。2单端输出：电压放大倍数是每个单管 放大器的电压放大倍数的一半。本讲稿第四十三页

18、，共一百九十八页5放大电路中的反馈：一反馈：将放大器输出信号的一部分或全 部，经一定的电路送回到输入端，与 输入信号合成的过程，称为反馈。其中：Xi 原输入信号；Xd 净输入信号 Xf 反馈信号；Xo 输出信号 本讲稿第四十四页，共一百九十八页二反馈的分类：正反馈引回的反馈信号加强输入信号，使放大器能 力上升。负反馈引回的反馈信号削弱输入信号，使放大器能 力下降。直流反馈对直流量起反馈作用。交流反馈对交流量起反馈作用。电压反馈反馈信号与输出电压成正比。电流反馈反馈信号与输出电流成正比。串联反馈放大器的净输入信号由原输入信号和反馈 信号串联而成。并联反馈放大器的净输入信号由原输入信号和反馈 信号

19、并联而成。本讲稿第四十五页，共一百九十八页 由反馈网络与放大器的输入、输出信号的不同而组成以下四种负反馈：1串联电压负反馈 2并联电压负反馈 3串联电流负反馈 4并联电流负反馈本讲稿第四十六页，共一百九十八页三反馈的判断：瞬时极性法 1.正反馈与负反馈的判断：2.并联负反馈与串联负反馈的判断：从输入端判断。3.电流负反馈与电压负反馈的判断：从输出端判断。本讲稿第四十七页，共一百九十八页四负反馈对放大电路性能的影响：1使电路的放大倍数降低。2使电路放大倍数的稳定性得到提高 3使放大信号的非线性失真减小。4改变输入、输出电阻。输入电阻Ri 的变化与反馈的串联或并联有关；输出电阻RO的变化与电压反馈

20、或电 流反馈有关。5展宽通频带。本讲稿第四十八页，共一百九十八页 五射极输出器：P141图9-10 1组成：输出信号由发射极取出，实际 上为共集电极电路。本讲稿第四十九页，共一百九十八页 2特点：(1)放大电路的反馈系数为1，具有深度 负反馈。(2)电压放大倍数接近于1,但略小于1。(3)具有电流放大作用。(4)输出电压与输入电压同相位。(5)输入电阻大，输出电阻小。(6)属于串联电压负反馈。本讲稿第五十页，共一百九十八页6正弦波振荡电路：一振荡的基本概念：1.自激振荡：放大器的输入端不接入外加信号 时，其输出端可以出现一定频率和 幅度的交流信号的现象叫自激振荡。或者说，能够自动地将直流电能

21、转换成具有一定频率和一定幅度的 交变振荡的电路，称为自激振荡。本讲稿第五十一页，共一百九十八页 2自激振荡产生的原因：主要是在电路中引入了正反馈。3产生自激振荡的条件：（1）相位平衡条件：反馈信号必须与输入信号同相位 （电路必须有正反馈性质）。（2）振幅平衡条件：反馈信号的幅值必须等于输入信 号的幅值。本讲稿第五十二页，共一百九十八页 4正弦波振荡器的组成：（1）放大部分：利用晶体管的放大作 用，使电路有较大的输出电压。（2）反馈部分：把输出信号反馈到输入 端，让电路产生自激振荡。（3）选频部分：使电路只对某种频率的 信号能满足自激振荡和条件。本讲稿第五十三页，共一百九十八页二LC正弦波振荡器

22、：用LC谐振回路作 为选频网络的反馈振荡器。1变压器反馈式振荡器：通过互感实现耦合和反馈，很 容易实现阻抗匹配和达到起振要 求，效率高，应用普遍。但频率稳 定度不高，输出波形不够理想。如P143图9-15（a）本讲稿第五十四页，共一百九十八页2.电感三点式振荡器：采用Lb和Lc紧耦合方式，容易起 振，频率调整范围较宽。但输出电压 中含有高次谐波，波形较差，频率稳 定度不高。如P143图9-15（b）3.电容三点式振荡器：电容Cb和Cc的容量可以选得很小，使电路的振荡频率较高，输出波形较 好。如P143图9-15（c）本讲稿第五十五页，共一百九十八页三RC正弦波振荡器：用RC谐振回路作为选频网络

23、的振荡器。用于较低频率(几赫兹到几千赫兹)的振荡信号 1RC桥式正弦波振荡器：P.143图9-16 (a)2RC移相式正弦波振荡器：P.143图9-16 (b)四石英体振荡器：用石英晶体作为选频网络。其频率稳定性较高。1并联型石英体振荡器：P144图9-17 2串联型石英体振荡器：P144图9-18 石英体振荡器可分为 A、D 两种。A.串联 B.串并联 C.并联 D.混联本讲稿第五十六页，共一百九十八页7集成运算放大器：P255 一运算放大器的定义：是一种具有深度负反馈的、高 增益(105以上)的多级直流放大器。本讲稿第五十七页，共一百九十八页二运算放大器的输入端与输出端：1输入端：运算放大

24、器有两个输入端(1)反相输入端u：当输入电压由反相输入端u输 入时，输出电压u0与输入电压u 反相位。(2)同相输入端u+：当输入电压由同相输入端u+输 入时，输出电压u0与输入电压u+同相位。2输出端u0：本讲稿第五十八页，共一百九十八页三运算放大器的内部结构：1输入级：采用差动放大电路，有两个输 入端。要求Ri较大，为了抑制 零漂。2中间级：由一级或多级放大器组成，主 要用于电压放大,要求Au较高。3输出级：有一个输出端，与负载相连,要 求Ro较小,以提高带负载能力。集成运算放大器的内部电路主要由 B、C、D 组成。A差动级 B中间级 C输入级 D输出级本讲稿第五十九页，共一百九十八页四主

25、要技术参数：P255（1）（9）集成运算放大器的输入失调电压和输入失 调电流愈小愈好。（判断）衡量一个集成运算放大器的内部电路对称程度的高低，是用输入失调电压来进行判断。运算放大器的 A、B 随温度改变而发生变化 的漂移叫温度漂移。A.输入失调电压 B.输入失调电流 C.输出失调电压 D.输出失调电流 运算放大器的 A、B 所能承受的最高电压值 称为最大差模输入电压。A反相输入端 B同相输入端 C输出端 D接地端本讲稿第六十页，共一百九十八页五分析理想运算放大器的两条规则：1理想运算放大器：（1）电压放大倍数AV （2）输入电阻Ri （3）输出电阻RO 02分析理想运算放大器的两条规则：（1）

26、两输入端电流近似为零，即i+0，i-0 虚断路（2）两输入端电压近似相等，即u+u-虚短路 若为反相输入，则u-0 虚地本讲稿第六十一页，共一百九十八页六几种典型的运算电路：将运算放大器接上一定的 反馈电路和外接元件。主要是求输出电压U0与输 入电压Ui的关系。本讲稿第六十二页，共一百九十八页1反相比例运算：（1）电路构成：1输入信号Ui由反相输入端经电 阻R1输入。2同相输入端接地。3输出信号经反馈电阻Rf反馈 到反相输入端。本讲稿第六十三页，共一百九十八页（2）输出电压U0与输入电压Ui的关系 反相比例运算放大器输出电压Uo与输入电压Ui 的关系为 A、B。本讲稿第六十四页，共一百九十八页

27、 2同相比例运算：（1）电路构成：1输入信号Ui由同相输入端输 入。2反相输入端经电阻R1接地。3输出信号经反馈电阻Rf反馈 到反相输入端。本讲稿第六十五页，共一百九十八页（2）输出电压U0与输入电压Ui的关系 同相比例运算放大器输出电压Uo与输入电压Ui 的关系为 B、C 。本讲稿第六十六页，共一百九十八页 3加法运算：（1）电路构成：1所有的输入信号U1、U2、U3由 反相输入端输入。2同相输入端接地。3输出信号经反馈电阻Rf反馈到 反相输入端。本讲稿第六十七页，共一百九十八页（2）输出电压U0与输入电压Ui的关系 本讲稿第六十八页，共一百九十八页 已知：Ui10.5V，Ui21V，Ui3

28、1V，则UO C、E 。A.12.5V B.2.5V C.-2.5V D.-1V E.-5/2V本讲稿第六十九页，共一百九十八页 4减法运算：（1）电路构成：1输入信号U1、U2分别由反相 输入端和同相输入端经电阻 R1和R2输入。2输出信号经反馈电阻Rf反馈 到反相输入端。本讲稿第七十页，共一百九十八页（2）输出电压U0与输入电压Ui的关系本讲稿第七十一页，共一百九十八页8直流稳压电源：直流稳压电源：本讲稿第七十二页，共一百九十八页一整流电路：1单相半波整流：(1)电路构成及工作原理：电路图与波形图如下：只有一只二极管，利用二极管的单向导电性 正向导通，反向截止。本讲稿第七十三页，共一百九十

29、八页（2）输出直流电压平均值：UL0.45U2 其中：U2为变压器副边交流 电压的有效值。（3）二极管承受最高反向电压：本讲稿第七十四页，共一百九十八页2单相全波整流：（1）电路构成及工作原理：P28图3-9本讲稿第七十五页，共一百九十八页 利用两只二极管在一个周期内轮流 导通，(正半周V1导通，负半周V2导通)，故负载上可得到较高的输出电压。（2）输出直流电压平均值：UL0.9U2 其中：U2为变压器副边交流电压的 有效值。（3）二极管承受最高反向电压：本讲稿第七十六页，共一百九十八页3单相桥式整流：（1）电路构成及工作原理：P29图3-10 本讲稿第七十七页，共一百九十八页 利用四只二极管

30、在一个周期内两两轮流 导通，(正半周V1、V2导通，负半周V3、V4 导通)，故负载上可得到较高的输出电压。(2)输出直流电压平均值：UL0.9U2 其中：U2为变压器副边交流电压的有效值。(3)二极管承受最高反向电压：每只管子：单相桥式整流电路中，输出直流电压平均值UL 和变压器副边交流电压有效值U2的关系是 B、D 。AUL=0.45U2 BUL=0.9U2 CUL=0.7U2 DUL=1/1.11U2 本讲稿第七十八页，共一百九十八页二滤波电路：滤波把脉动的直流电变为平滑的直流电，保留脉动电压的直流成分尽量滤除它的交流成分称为滤波。1电容滤波电路：（1）电路构成及工作原理：P29图3-1

31、2本讲稿第七十九页，共一百九十八页 利用电容的充、放电作用，使输 出电压的平均值得到提高，并且脉动系 数减小。（2）输出直流电压平均值：UL（1.11.4）U2 一般地：UL1.2U2，所以提高了输出直流电压平均值。波形见上页图所示。（3）适用场合：只适用于负载电流较小并保 持不变的场合。本讲稿第八十页，共一百九十八页2电感滤波电路：（1）电路构成及工作原理：P30图3-13本讲稿第八十一页，共一百九十八页 利用电感元件对交流的“阻碍”作 用，使流过电感元件的电流的变化变 慢，达到减小脉动电流的脉动程度的 目的。（2）输出直流电压平均值：UL（0.70.8）U2 虽然降低了输出电压，但波形平滑

32、了。见上页图。（3）适用场合：适用于负载电流较大且经常 变化的场合。本讲稿第八十二页，共一百九十八页 3复式滤波电路：将电容滤波和电感滤波结合 在一起。（1）LC滤波：P.30图314（a）（2）型滤波：分LC-型滤波和 RC-型滤波两种 见P.30图314（b）（c）4电子滤波电路：本讲稿第八十三页，共一百九十八页三稳压电路：1硅稳压管稳压电路：P.31图317 2串联型晶体管直流稳压电路：由四部分组成 （1）取样环节 （2）基准环节 （3）比较放大环节 （4）调整环节 晶体管串联反馈式稳压电源中的调整晶体管串联反馈式稳压电源中的调整 管起调整管压降来保证输出电压稳定的作管起调整管压降来保证

33、输出电压稳定的作 用。用。（单选）（单选）3 3开关型直流稳压电路：效率最高开关型直流稳压电路：效率最高。串联型晶体管直流稳压电路的四个组成 部分是 B、C、D、E 。A变压器环节 B取样环节 C基准环节 D比较放大环节 E调整环节本讲稿第八十四页，共一百九十八页 4三端集成稳压器：就是把调整管、取样放大、基准电压、启动和保 护电路全部集成在一个半导体芯片上，对外只有三个 端头的集成稳压电路。(1)分类：1三端固定电压输出稳压器：分为正极输出和负极输出 2三端可调电压输出稳压器：分为正极输出和负极输出(2)主要参数：P256(3)使用注意事项：有金属封和塑料封两种结构，引脚的排列顺序不 尽相同

34、，使用时须加以认清，应按要求装上散热片。三端集成稳压器可分为 A、B 稳压器两类。A三端固定电压输出 B三端可调电压输出 C三端固定电流输出 D三端可调电流输出本讲稿第八十五页，共一百九十八页9晶闸管及其应用：晶闸管及其应用：一晶闸管的构造和工作原理：1结构和符号：P.146图9-23(b)、(c)本讲稿第八十六页，共一百九十八页（1）结构：为三端四层元件 四层半导体（P1、N1、P2、N2）三个PN结（P1N1、N1P2、P2N2）三个电极（阳极A、阴极K、门极G）（2）符号：见上页图 2工作原理：有电流流过晶闸管时称为导 通；反之称为截止。本讲稿第八十七页，共一百九十八页（1）晶闸管阳极接

35、直流电源正极，阴极接电源负极，此时晶闸管承受正向电压。而门极电路开关S断开，如下图所示，此时电灯不亮，说明晶闸管不导通。本讲稿第八十八页，共一百九十八页（2）晶闸管阳极接直流电源正极，阴极接电源负极，而门极电路开关S接通，即门极也加正向电压，如下图所示，此时电灯亮，说明晶闸管导通（3）晶闸管一旦导通后，如果去掉门极上的电压，（即将开关S断开，如下图所示），电灯仍然亮，这表明晶闸管仍然导通。即晶闸管一旦导通后，门极就失去了控制作用。本讲稿第八十九页，共一百九十八页（4）在晶闸管阳极和阴极之间加反向电压，如下图所示，无论门极加不加电压，晶 闸管都不导通。（5）在门极加反向电压，而阳极回路无论加 正

36、向电压还是方向电压，晶闸管都不导 通。本讲稿第九十页，共一百九十八页 3晶闸管导通的条件：（1）晶闸管主电路必须加正向电压。（2）门极加上适当的正向电压。（3）流过晶闸管的阳极电流必须大于 挚(擎)住电流。挚(擎)住电流晶闸管导通后去掉控制信号,要保持元件维持通态所需要的最小电流。约为维持电流的24倍。本讲稿第九十一页，共一百九十八页 使晶闸管导通必须具备的条件是 A、B、C 。A晶闸管主电路必须加正向电压 B门极加上适当的正向电压 C流过晶闸管的阳极电流必须 大于挚住电流 D晶闸管主电路必须加反向电压本讲稿第九十二页，共一百九十八页 4晶闸管的特点：（1）晶闸管不仅具有反向阻断能力，还具有正

37、向 阻断能力，其正向导通受门极控制。（2）晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。要 重新关断晶闸管，必须让阳极电流减小到低 于其维持电流。维持电流晶闸管导通后，从较大的 通态电流下降到维持通态所必须的最小电 流。二晶闸管的主要参数：P.145三晶闸管型号：P.146 本讲稿第九十三页，共一百九十八页四晶闸管可控整流电路：以接电阻性负载为例。1单相半波可控整流电路：（1）电路构成及工作原理：P147图9-24 本讲稿第九十四页，共一百九十八页(2)输出电压平均值：UL0.45U2（1COS）2 其中:控制角，即晶闸管在正向 阳极电压下的不导通范围。导通角，即晶闸管在正向 阳极电压下的导通范围。且1

38、80(3)每只晶闸管承受的最大峰值电压为：U2本讲稿第九十五页，共一百九十八页 2单相全波可控整流电路：(1)电路构成及工作原理：P.174图9-25(2)输出电压平均值：UL0.9U2(1COS)2(3)每只晶闸管承受的最大峰值电压为2 U2本讲稿第九十六页，共一百九十八页 3单相半控桥式整流电路：(1)电路构成及工作原理：P.147图9-26(2)输出电压平均值：UL0.9U2(1COS)2(3)每只晶闸管承受的最大峰值电压为 U2本讲稿第九十七页，共一百九十八页4三相半波可控整流电路：(1)电路构成及工作原理：P.147图9-27本讲稿第九十八页，共一百九十八页(2)输出电压平均值：UL

39、2.34U2（1COS）2(3)每只晶闸管承受的最大正反向峰值 电压为：U2 U2 其中：U2为变压器副边（二次侧）相电压的有效值。每只晶闸管流过的平均电流是 负载电流的1/3。(4)每只晶闸管的最大导通角为120。(5)当负载为电感性时，负载电感量越 大，导通角越大。本讲稿第九十九页，共一百九十八页 单相半波可控整流电路中，输出直流电压平均 值UL和变压器副边交流电压有效值U2的关系是 A、D 。AUL=0.45U2(1+COS)/2 BUL=0.9U2(1+COS)/2 CUL=0.7U2(1+COS)/2 DUL=1/2.22U2(1+COS)/2 5三相桥式半控整流电路：(1)电路构成

40、及工作原理：P.256图15-2本讲稿第一百页，共一百九十八页 二极管V4、V5、V6的阳极接在一起，阴极分别与对应的晶闸管阳极相连，并接到三相电源上；三只晶闸管V1、V2、V3的阴极接在一起，对外为正极，在三相电源作用下，任何时刻都有一只二极管的阴极电位最低而处于导通状态，当三只晶闸管中阳极电位最高者又加上合适的触发脉冲而导通时，整流电路就有整流电压UL输出。改变触发脉冲出现的角度(即控制角)，就可以改变整流输出电压的高低。(2)输出电压平均值：UL2.34U2(1COS)2(3)每只晶闸管承受的最大峰值电压为线电压的最 大值，即：URM U22.45U2 其中：U2为变压器副边相电压的有效

41、值。(4)每只晶闸管流过的平均电流是负载电流的1/3。本讲稿第一百零一页，共一百九十八页6晶闸管可控整流电路接电感性负载时，必须加接续流二极管。因为电感性负载中自感电动势的作用,使电流总是滞后于电压的变化，当电压下降到零时，电流却并不到零，在电压过零变负后，只要电流大于维持电流，晶闸管便不能关断，即当负载上出现了负电压后，晶闸管仍然导通，只有当电流下降到维持电流以下时，晶闸管才能关断。这种现象称为“失控”。为防止“失控”的出现，必须加接续流二极管。如下图：本讲稿第一百零二页，共一百九十八页 对称三相半控桥式整流电路带大电感负载时,为 防止失控，并接了续流二极管。已知：U2=100V，RL=10

42、，求=120时输出的平均电压UL及 负载的平均电流IL，分别为 B、C 。A585V B58.5V C5.85A D0.585A 本讲稿第一百零三页，共一百九十八页五带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路：1电路构成与工作原理：P.257图15-3。变压器二次侧有两个绕组，都接成星形(同名端相反)。平衡电抗器LP中心抽头作为输出电压的负极，使两组三相半波可控整流以180相位差并联，使得两组可控整流电路中各有一只晶闸管导通且并联工作（即每时刻都有两只晶闸管导通），同时向负载供电。本讲稿第一百零四页，共一百九十八页2.输出电压平均值(两组输出电压相加的平均值)：UL1/2(ULIUL)1.17U2

43、当控制角为060时，UL1.17U2COS 当控制角为60120时，UL1.17U21COS(60)3.每只晶闸管承受的最高正反向电压为线电压的 最大值，即URM2.45U2 每只晶闸管流过的平均电流为负载电流的1/6。4.应用:应用在需要直流低压大电流的电工设备中 带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路一般 应用在需要 A、C 的电工设备中。A直流电压较低 B直流电压较高 C电流较大 D电流较小 本讲稿第一百零五页，共一百九十八页六斩波器：将直流电源的恒定电压UG变换为可调直 流电压Ud的装置称为直流斩波器。1电路组成与工作原理：P.257图15-4 斩波器内以晶闸管作为直流开关，控制其 接通

44、与关断，在负载上可得到大小可调的直流 平均电压Ud，其方框图如下，其控制电路可改 变斩波器的输出脉冲宽度和通断时间T(1/f)。本讲稿第一百零六页，共一百九十八页2输出电压平均值：Ud（/T）UG 其中：/T 为电路的导通比 为输出脉冲电压的宽度 T 为通断时间3直流斩波器的作用：把直流电源的电压由固定的电压变为可调的电压。本讲稿第一百零七页，共一百九十八页 七逆变器：把直流电变换成交流电的过程称为 逆变。逆变器是变频器的一种。晶闸管逆变器是一种将直流电能转 变为交流电能的装置。可分为以下两种：A.电源逆变：由直流电 逆变器 交流电 交流电网 B.无源逆变：由直流电 逆变器 交流电(频率可调)

45、用电器 本讲稿第一百零八页，共一百九十八页1负载谐振式逆变器：P.257图15-5 是利用负载回路谐振特性来实现逆变 器中的换流。在国内生产的晶闸管中频电源等装置 中多采用负载谐振式逆变器。(1)电路构成：下图为并联谐振逆变器主电路：本讲稿第一百零九页，共一百九十八页 V1、V4和V2、V3两对晶闸管构成单相全控桥式电路。Ud为整流电路提供的直流电源，Ld为滤波电抗器，可使输出直流Id保持连续，减小电流波纹，并限制中频电流进入电网。电感线圈L是负载，电容C是偿电容，为了使负载呈容性。(2)工作原理：四只晶闸管中，V1和V4，V2和 V3分别被同时触发导通，使得负载上得到 与交替触发脉冲频率相等

46、的交变电压ua，改变两组晶闸管的导通、截止时间，就可 改变交变电压ua的频率。本讲稿第一百一十页，共一百九十八页2脉冲换流式逆变器：P.258图15-6(1)电路构成：下图为单相电流型脉冲换流式逆变 器的主电路图。电抗器Ld的作用是使输入电流Id维持恒定；C1与C2相等，称为换流电容；V1V4为两对晶闸管构成单相全控桥式电路；V5V8为隔离二极管。RL为负载电阻。本讲稿第一百一十一页，共一百九十八页(2)工作原理：V1、V4同时被触发导通，V2、V3也是同时 被触发导通。在这两组晶闸管被轮流触发导通 时，利用换流电容的作用，在负载RL上获得频 率可调的交流电压。(3)特点：逆变器输出的波形由负

47、载性质决定。负载为电阻性RL时其波形接近正弦波，只 要改变触发脉冲的频率即可改变输出电压的频 率。目前，在笼型异步电动机的变频调速器中 多采用这种逆变器。常用逆变器根据换流方式的不同，分为 A、B。A负载谐振式 B脉冲式 C电源波动 D斩波式本讲稿第一百一十二页，共一百九十八页10数字电路基础：数字电路基础：模拟信号信号随时间连续变化 数字信号信号不连续变化的脉冲信号 数字电路用来处理数字信号的电路 脉冲信号变化不连续，持续时间可短 至几个微秒甚至几个纳秒。如：矩形波，锯齿波，三角波，尖峰波 等。本讲稿第一百一十三页，共一百九十八页一晶体管的开关特性：1二极管：正向导通(相当于开关接通)，反向

48、截止(相当于开关断开)。二极管由截止到导通所需的时间极短，可以忽略，但由导通转为截止 过程（称反 向恢复过程）所需的时间（反向恢复时间）则不可忽略。本讲稿第一百一十四页，共一百九十八页2三极管：以NPN管共射极接法为例 P149图9-32本讲稿第一百一十五页，共一百九十八页 （1）饱和状态：发射结与集电结皆处于正偏。当基极输入一定幅值的正脉冲时，三极管进入饱和导通状态。此时Ube0.7V，而Uces0.3V，c、e极之间近似短路，相当于一个开关的接通，电路中有稳定的电流流过。本讲稿第一百一十六页，共一百九十八页（2）截止状态：发射结与集电结皆处于反偏。当基极输入负脉冲时，三 极管进入截止状态。

49、此时Ube0.5V，而 Ib0，Ic0，UceUGB，c、e极之间近似开路，相当于 一个开关的断开。本讲稿第一百一十七页，共一百九十八页 在数字电路中,三极管主要工作在 A、B 区。A饱和 B截止 C放大 D快速转换 在数字电路中，三极管主要在 A、B 两 个区域之间进行快速转换，经过放大区的 时间是很短的。A饱和 B截止 C放大 D基区本讲稿第一百一十八页，共一百九十八页二基本逻辑门电路：1“与”门电路：（1）逻辑“与”：只有当条件都具备时，事件才能实现。表示为：P A B C 在正逻辑中以“1”表示 A，以“0”表示 B。A高电平 B低电平 C升高 D降低本讲稿第一百一十九页，共一百九十八

50、页（2）“与”门电路：由二极管组成 P150图9-33（a）本讲稿第一百二十页，共一百九十八页 当输入端A与B与C全为高电平“1”（+3V）时，电源UGB（+5V）经电阻R向这三个输入端流通电流，三管都导通，输出端P的电位比3V略高，（因二极管的管压降硅管为0.7V，锗管为0.3V，此处一般采用锗管）但仍属于“3V左右”这一范围，因此输出端P为“1”，即其电位被钳制在3V左右。本讲稿第一百二十一页，共一百九十八页 当输入端不全为“1”，而有一个或两个为“0”（电位为0V）时，例如A端为“0”，因为“0”电位比“1”电位低，正电源将经电阻R向处于“0”态的A端流通电流，V1优先导通。这样，二极管