第5章模拟电路

1、南阳理工学院南阳理工学院模拟电路模拟电路电子与电气工程学院电子与电气工程学院张利娜张利娜放大电路中的反馈放大电路中的反馈课程内容课程内容晶体管晶体管单晶体管电压放大电路单晶体管电压放大电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路1234单相桥式整流电路单相桥式整流电路5晶体管晶体管一、晶体管的结构和符号一、晶体管的结构和符号晶体管有三个极、三个区、两个晶体管有三个极、三个区、两个pn结。结。二、晶体管的放大原理二、晶体管的放大原理除内部条件外，还要满足外部条件。除内部条件外，还要满足外部条件。（集电结反偏），即（发射结正偏）放大的条件bececbonbe0uuuuu2、电流电流关系关系： ieibic1、

2、放大的条件、放大的条件cboceobcbc)(1 iiiiii三、晶体管的共射输入特性和输出特性三、晶体管的共射输入特性和输出特性ce)(bebuufi 1. 输入特性2. 2. 输出特性输出特性b)(ceciufi 饱和区饱和区放大区放大区截止区截止区bici常量cebcuii晶体管的三个工作区域的判断方法晶体管的三个工作区域的判断方法状态ubeicuce截止uoniceovcc放大 uonib ube饱和 uonib ube对于对于npn三极管：三极管：ucubue，即，即ub居中为放大居中为放大 ubue、ubuc，即，即ub最大为饱和最大为饱和 ubue、ub ib，即，即i1 i2；

3、因此；因此基本不随温度变化。基本不随温度变化。ebqebeqbqeqcq ruruuii2、利用、利用re稳定稳定ic若若ubqubeq,则则静态工作点的稳定过程为：静态工作点的稳定过程为：t()icue ube（ub基本不变）基本不变） ib ic 放大电路中的反馈放大电路中的反馈1. 1. 什么是反馈什么是反馈 放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入，称为反馈。引回到输入回路，影响输入，称为反馈。一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念2. 2. 反馈的类型反馈的类型（1） 正反馈和负反馈正反馈和负反馈（2） 直流反馈和交流

4、反馈直流反馈和交流反馈正负反馈的判断方法：瞬时极性法正负反馈的判断方法：瞬时极性法 任意假定动态输入信号的极性（一般为任意假定动态输入信号的极性（一般为“+”），按照从输入端），按照从输入端到到a，至输出端，再从输出端经，至输出端，再从输出端经f，回到输入端，同时根据放大电，回到输入端，同时根据放大电路的形式，判断出反馈的极性，若与假定的极性相同，则为正反路的形式，判断出反馈的极性，若与假定的极性相同，则为正反馈，否则为负反馈。馈，否则为负反馈。3 3. . 交流负反馈的四种组态交流负反馈的四种组态（1） 电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈 将输出电压的一部分或全将输出电压的一部分或全部引回

5、到输入回路来影响净部引回到输入回路来影响净输入量的为电压反馈，即输入量的为电压反馈，即ooux 将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电流反馈，即输入量的为电流反馈，即ooix 描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即反馈网络的取样对象。反馈网络的取样对象。（2） 串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。fiiuuu-串联负反馈

6、fiiiii-并联负反馈+_负反馈负反馈电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈（3） 四种反馈组态四种反馈组态4 4. . 举例举例仅有直仅有直流反馈流反馈仅有交流反馈仅有交流反馈例例1：判断下列图示中电路存在直流反馈还是交流反馈。：判断下列图示中电路存在直流反馈还是交流反馈。交、直流反馈共存交、直流反馈共存仅有直仅有直流反馈流反馈例例2：判断下列图示中电路存在正反馈还是负反馈。：判断下列图示中电路存在正反馈还是负反馈。净输入电流减小，引入了负反馈净输入电流减小，引入了负反馈净输入电流净输入电流增大，引入增大，引入了正反馈了正反馈反馈电流反馈电流电路引入了电压负反馈电路引入了

7、电压负反馈例例3：判断下列图示中电路存在电压反馈还是电流反馈。：判断下列图示中电路存在电压反馈还是电流反馈。电路引入了电流负反馈电路引入了电流负反馈反馈电流反馈电流 引入电压负反馈稳定输出电压，引入电流负反馈稳定引入电压负反馈稳定输出电压，引入电流负反馈稳定输出电流！输出电流！仅受基极电流的控制仅受基极电流的控制finiiifiduuu引入了并联反馈引入了并联反馈引入了串联反馈引入了串联反馈fu例例4：判断下列图示中电路存在串联反馈还是并联反馈。：判断下列图示中电路存在串联反馈还是并联反馈。+_+_uf引入了电流串联负反馈引入了电流串联负反馈例例5：判断图示中电路存在哪种组态的交流负反馈。：判

8、断图示中电路存在哪种组态的交流负反馈。正弦波振荡电路正弦波振荡电路一、正弦波振荡的条件和电路的组成一、正弦波振荡的条件和电路的组成1. 正弦波振荡的条件 无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。 与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦波振荡电路与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦波振荡电路中引入的是正反馈，且振荡频率可控。中引入的是正反馈，且振荡频率可控。在电扰动下，对于某一特定频率在电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈：的信号形成正反馈：oioxxx 由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，

9、最终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。1. 1. 正弦波振荡的条件正弦波振荡的条件211fanfafa 一旦产生稳定的振荡，则一旦产生稳定的振荡，则电路的输出量自维持，即电路的输出量自维持，即ooxfax幅值平衡条件幅值平衡条件相位平衡条件相位平衡条件1fa起振条件：起振条件： 要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在，且在合闸通电时对于合闸通电时对于f= f0信号有从小到大直至稳幅的过程，信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。即满足起振条件。2. 2. 基本组成部分基本组成部分1) 放大电路：放大作用放大电

10、路：放大作用2) 正反馈网络：满足相位条件正反馈网络：满足相位条件3) 选频网络：确定选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振荡，保证电路产生正弦波振荡4) 非线性环节（稳幅环节）：稳幅非线性环节（稳幅环节）：稳幅1) 是否存在主要组成部分；是否存在主要组成部分；2) 放大电路能否正常工作，即是否有合适的放大电路能否正常工作，即是否有合适的q点，信号是否点，信号是否可能正常传递，没有被短路或断路；可能正常传递，没有被短路或断路；3) 是否满足相位条件，即是否存在是否满足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振荡，是否可能振荡 ；4) 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。是否满足幅值条件，即是否一定

11、振荡。常合二为一常合二为一4、分析方法相位条件的判断方法相位条件的判断方法：瞬时极性法断开反馈，在断开处给放大电路加断开反馈，在断开处给放大电路加 ff0的信号的信号ui，且规，且规定其极性，然后根据定其极性，然后根据 ui的极性的极性 uo的极性的极性 uf的极性的极性若若uf与与ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不可能产生自激振荡。可能产生自激振荡。 在多数正弦波振荡电路在多数正弦波振荡电路中，输出量、净输入量和中，输出量、净输入量和反馈量均为电压量。反馈量均为电压量。 iu极性？极性？二、变压器反馈式振荡器二、变压器反馈式振荡器)(

12、0iffufu分析电路是否可能产生正弦分析电路是否可能产生正弦波振荡的步骤：波振荡的步骤：1) 是否存在四个组成部分是否存在四个组成部分2) 放大电路是否能正常工作放大电路是否能正常工作3) 是否满足相位条件是否满足相位条件4) 是否可能满足幅值条件是否可能满足幅值条件 为使为使n1、n2耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式电路。电路。必须有合适的同铭端！必须有合适的同铭端！三、电感反馈式振荡器三、电感反馈式振荡器反馈电压取自哪个线圈？反馈电压取自哪个线圈？反馈电压的极性？反馈电压的极性？)(0iffufu 电感的三个抽头分别接晶电感的三个抽头分别接

13、晶体管的三个极，故称之为电体管的三个极，故称之为电感三点式电路。感三点式电路。四、电容反馈式（电容三点式）电路四、电容反馈式（电容三点式）电路iufu)(2121210cccclf 若要振荡频率高，则若要振荡频率高，则l、c1、c2的取值就要小。当电容减的取值就要小。当电容减小到一定程度时，晶体管的极间电容将并联在小到一定程度时，晶体管的极间电容将并联在c1和和c2上，影上，影响振荡频率。响振荡频率。lcfcccc21 021，则且若特点：波形好，振荡频率调整范围小，适于频率固定的场合。特点：波形好，振荡频率调整范围小，适于频率固定的场合。c与放大电路参数无关与放大电路参数无关一、直流电源的组

14、成及各部分的作用一、直流电源的组成及各部分的作用改变电压值改变电压值通常为降压通常为降压交流变脉交流变脉动的直流动的直流减小脉动减小脉动1) 负载变化输出电压负载变化输出电压基本不变；基本不变；2) 电网电压变化输出电网电压变化输出电压基本不变。电压基本不变。半波整流半波整流全波整流全波整流 在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动压波动10，且负载有一定的变化范围。，且负载有一定的变化范围。单相桥式整流稳压电路单相桥式整流稳压电路二、对整流电路要研究的问题二、对整流电路要研究的问题1. 电路的工作原理：即二极管工作状态、电路波形的

15、分析：即二极管工作状态、电路波形的分析2. 输出电压和输出电流平均值：即：即输出脉动直流电压输出脉动直流电压和和电流电流平均值平均值的求解方法的求解方法3. 整流二极管的选择：即二极管承受的最大整流平均电流：即二极管承受的最大整流平均电流和和最高反向工作电压最高反向工作电压的分析的分析整流二极管的伏安特性：整流二极管的伏安特性： 理想二极管的正向导通电压为理想二极管的正向导通电压为0，即正向电阻为，即正向电阻为0；反向电流为反向电流为0，即反向电阻为无穷大。，即反向电阻为无穷大。三、单相半波整流电路三、单相半波整流电路1. 工作原理u2的正半周，的正半周，d导通，导通， adrlb，uo= u

16、2 。 2uu2的负半周，的负半周，d截止，承受反向电压，为截止，承受反向电压，为u2； uo=0。2u2. uo（av）和和 il（av）的估算的估算 已知变压器副边电压有效值为u2) (d sin2212 0 o(av)ttuul2lo(av)l(av)45. 0ruruil2l(av)d(av)45. 0ruii2maxr2uu2rl2f21 . 1 45. 01 . 1 uurui22o(av)45. 02uuu 考虑到电网电压波动范围为考虑到电网电压波动范围为10，二极管的极限参数应满足：，二极管的极限参数应满足： （3）二极管的选择）二极管的选择四、单相桥式整流电路四、单相桥式整流电路u2的正半周的正半周 ad1rld3b，uo= u2u2的负半周的负半周 b d2rld4 a，uo= -u2四只管子如何接？四只管子如何接？ 集成的桥式整流电集成的桥式整流电路称为整流堆。路称为整流堆。1. 工作原理uou2oo若接反了呢？若接反了呢？2. 2. 输出电