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文档简介

1、黑龙江大学电子工程学院专业英语翻译及考试重点§1.11.电路中的一个点入电流的总和等于出电流的总和。这有时被称为基尔霍夫电流定律。工程师习惯称这样一个点作为一个节点。由此,我们得到如下:对串联电路(二端的东西一堆所有连接的终端 - 到 - 端)的电流在每个地方是一样的。2.并联的things两端有相同的电压。重复一遍,一条路径通过回路从A到B电压降的总和等于通过任何其他路径A与B之间电压的总和。有时候表述如下:任何闭合回的电压降之总和为零。这是基尔霍夫电压定律。(对应教材p2)3.功耗(每单位时间工作)由电路设备是P = VI.这是简单的.功率转化为热能(通常情况下),或有时机械能(

2、电机),辐射能量(灯,发射器),或储存的能量(电池,电容器)。管理一个复杂的系统的热负荷(例如,一台电脑,在多少千瓦的电能转换为热能,大力微不足道产品的页面数的计算结果)是系统设计的重要组成部分。不久,当我们处理周期性变化的电压和电流,?我们必须概括简单的公式P = VI来处理平均功率,但它的正确的声明只是它的瞬时功率。顺便说一句,不要叫电流“安培”;这是严格布什 - 联盟。我们在下一节中提到电阻时,相同的注意将适用于"欧姆"一词。当缩写单位为一个前缀,该单位的符号紧接着前缀。注意大写、小写和字母在前缀和单词中:。在一般情况下,单位用小写字母拼写,即使他们是来自正确的名称。

3、当单词拼写出来时单词不用大写,只有当缩写时,使用前缀。因此: 赫兹和千赫,但 Hz 和千赫 ;瓦特、 毫瓦,和兆瓦,但 W、 mW 和 MW。§1.2 Resistor这是漫长而有趣的故事。这是电子产品的心脏。粗略地说,本场比赛的名称是制作和使用的小工具,有趣的和有用的电流 - 与 - 电压特征。我们将逐步进入这些外来的一些设备,现在,我们将开始与最平凡的电路元件,电阻器。Resistance and resistors这是一个有趣的事实,通过金属导体的电流和它两端的电压成比例(在电路中使用的导线的情况下,我们通常会选择一个足够厚规的电线,这些“电压降”可以忽略不计)。这绝不是一个对

4、所有的对象都普遍的规律。比如,通过氖灯泡的电流与所施加的电压呈高度非线性函数(它是零到一个临界电压,在该点它产生了显着的增长)。这同样适用于各种有趣的特殊设备 - 二极管,三极管,灯泡等。电阻是由导电材料(碳,或薄的金属或碳的膜,或金属丝的导电不良),用线出来的每一端。R = V/IR 是欧姆 v 是伏特,和 I是安培。这被称为欧姆定律。最经常使用的类型的典型电阻值来从1欧姆至约22兆欧。电阻器的特点是他们可以安全地消散多少的功率(最常用的是额定功率为1/4瓦)和其他参数,如耐受性(准确性),温度系数小,噪声,电压系数,稳定性随着时间的推移,电感等。粗略地讲,电阻器被用来把电压转换为电流,反之

5、亦然。这可能听起来非常老套,但你很快就会懂我们的意思。一些更多的home - grown的理念:有一种倾向,初学者要计算的电阻值和其他电路元件值了许多重要的地方,以及提供价格低廉的计算器只是使事情变得更糟。有两个原因,你应该尽量避免陷入这样的习惯:(a)组件本身精度有限(典型的电阻是5;特征晶体管的参数,例如,经常是已知的只有两个因素);(b)一个优秀的电路设计的一个标志是不敏感的成品电路的元件的精确值(也有例外,当然)。您还将学习电路的直觉更迅速如果你养成在头脑中近似计算的习惯,而不是看毫无意义的数字在计算器上显示弹出。在试图开发直觉电阻,有些人觉得它认为导,G = 1 / R。通过设备的电

6、导率 G 桥接 V 的电压的电流由下式给出I = GV。一个小的电阻是大电导,在所施加的电压的影响下产生相应的大电流。从这个角度来看,并联电阻的公式是显而易见的:当几个电阻或导电通路连接在相同的电压,总电流是各个电流的总和。因此净电导只是个别电导的总和,这与并联电阻的公式早期衍生的相同。工程师们喜欢的定义互惠的单位,和他们指定的单位电导西门子,也被称为姆欧(欧姆拼写落后,符号U)。电导的概念,虽然在发展中的直觉是有帮助的,它不使用广泛,大多数人更喜欢谈论电阻代替。Resistors电阻器是真正的无处不在。有几乎同样多的类型,也有应用。在偏置网络,放大器作为有源器件的负载电阻器的使用,和作为反馈

7、元件。它们建立的时间常数与电容器相结合,并作为滤波器。它们被用来设置工作电流和信号电平。在电源电路中使用电阻器消耗功率降低电压,来测量电流,并断开电源后电容器放电。它们被用在精密电路建立电流,以提供精确的电压比率,并精确设定增益值。在逻辑电路中,他们充当母线和线路终端器和上拉和下拉电阻。在高电压的电路中,它们被用来测量电压和equalize二极管和串联连接的电容器之间的漏电流。在射频电路中,他们甚至作为电感线圈形式。p4电阻器电阻0.01欧姆到10欧姆,额定功率标准从1/8瓦至250瓦,精度为从0.005到20。电阻可从碳- 组成成型,金属薄膜,绕在窗体上的线或类似的场效应晶体管的半导体元件。

8、但到目前为止,最熟悉的电阻是1/4或1/2瓦的碳 - 组合物的电阻。这些都可以在一套标准的值的范围从1欧姆到100兆欧为5容差为10的可用值的两倍多。我们喜欢的艾伦 - 布拉德利AB型电阻器一般使用,因为其明确标识,安全引线座位,性能稳定。电阻器是很容易使用,他们常常被认为是理所当然。虽然,他们不是完美的,它是值得看一些他们的失败。流行的5的成分类型,尤其是,虽然罚款几乎所有的非关键电路的应用,是不够稳定的精密应用。你应该知道它的局限性,总有一天你不会感到惊讶。其主要缺陷是电阻与温度,电压,时间,和湿度的变化。其他缺陷可能涉及到电感(这可能是严重的高频率),在电力应用中的热点的发展,或电气噪声

9、的产生 - 低噪声放大器。§1.3 Signals 正弦信号大约是最受欢迎 ;他们是你的墙壁插座。如果有人说类似“10微伏信号在1兆赫”,他指的是正弦波。数学上,你有什么是电压描述,称为振幅和频率,是在每秒的周期,或赫兹。如图1.1.1所示的波形看起来像一个正弦波。有时它是重要的是要知道的信号值在一些任意时间t = 0时,在这种情况下,可能会看到的表达式中的一个阶段。另一种方法是,得到的根均方的幅度,这是。它可能看起来奇怪,这是常规方法,因为均方根电压被用来计算功率。墙上的插座两端的终端电压是117伏rms,60赫兹。振幅为165伏。Decibels你如何比较两个信号的相对振幅?你可

10、以说,例如,信号X是作为信号Y两倍大。这很好,可用于多种目的。但是,因为我们经常处理一百万一样大的比例,它是更容易使用对数的措施,为此,我们提出的分贝。根据定义,两个信号的比率,用分贝(dB),其中A1和A2是两个信号的振幅。所以,举例来说,一个信号的两倍的振幅另一个相对它6分贝。一个信号的10倍大是20分贝;信号十分之一的大是- 20分贝。它也是用于表示两个信号的功率水平的比例:其中p1和p2表示在这两个信号的功率。由于只要两个信号具有相同的种波形,例如,正弦波,两个定义给出相同的结果。当比较不同的波形,例如:,正弦波与“噪音”,必须使用动力方面的定义。虽然分贝通常用于指定两个信号的比率,它

11、们有时也用作振幅的绝对度量。正在发生的事情是,你假设有一定的参考信号的幅度和表达任何其他的振幅相对于它的分贝数。有几种标准的振幅(这是不成文的,但理解)以这种方式使用;最常见的参考文献是 (a) dB V ;1 伏 rms ;(d) dBm ;电压相对应1 兆瓦到一些假设的负载阻抗,它用于射频通常是50欧姆,但用于音频往往是600欧姆(相应的0 dBm的幅度,时加载这些阻抗,然后0.22V RMS和0.78V RMS);(c)小的噪声电压在室温下的电阻器所产生的。除了这些,还有用于测量在其他领域的参考振幅。例如,在音响器,0dB SPL是一种波,其有效值压力为0.0002酒吧(酒吧是10达因每

12、平方厘米,约1个大气压),通讯中,水平可以说在dBrnC。一个法拉是非常大的,你通常处理微法或皮法。(对新手为了使问题混乱,电容值的原理图中指定的单位往往省略。你必须从上下文弄清楚。)例如,如果你提供的电流为1微安到1皮法,电压会以1000伏每秒上升。毫秒级脉冲电流将增加电容器两端的电压10伏。一个惊人的各种形状和尺寸的电容器,随着时间的推移,你会逐渐认识到他们更常见的变身。基本结构是两个导体的简单彼此靠近,事实上,只是最简单的电容器。对于更大的电容,则需要更多的区域和更近的间距,通常的做法是在一个薄的绝缘材料上覆盖一些导体,例如,镀铝的聚酯薄膜卷起成一个小的圆筒形结构。其他流行的类型是薄的陶

13、瓷晶片;金属箔与氧化物绝缘体,和金属云母。这些类型中的每一个具有独特的性能。在一般情况下,陶瓷和聚酯薄膜的类型被用于大多数非关键应用,钽电容用在需要更大的电容,和用于电源滤波电解。Capacitors in parallel and series几个并联电容器的电容是其单个电容的总和。这是很容易看到的:将电压V的并联组合。对于串联的电容器,计算公式是这样的并联电阻。在电容器中流动的电流在充电过程中有一些不寻常的特征。与阻性电流的不同,它不是与电压成比例,而是与电压的变化率。此外,在一个电阻器的情况不同,与电容电流相关联的功率不转化为热能,而是作为在电容器的内部电场的能量被存储。当你将电容器放电

14、,你得到所有的能源回来。p8Inductors如果您了解电容器,你对电感不会有任何困难。他们有电容器有关,电感器中的电流的变化率取决于它两端施加的电压,而在电容器中的电压变化的速率依赖于通过它的电流。一个电感器的定义式是,其中L被称为电感和测量亨利。把电感器两端的电压引起的电流作为一个斜坡上升(供给恒定电流的电容器,使电压上升作为坡道),1 伏跨1亨利所产生的电流,以每秒一安培增加。作为与容性电流,感应电流不是简单地与电压成比例。此外,与电阻器中的情况不同,与电感的电流相关联的功率不转化为热能,但作为能量存储在电感器的磁场。当你中断电感的电流时,你得到的所有的能量。电感器的符号看起来像一个线圈

15、,这是因为,在其最简单的形式中,这就是它的全部。变化包括各种缠绕着线圈的核心材料,最流行的是铁(铁合金,叠片,或粉末)和铁素体,一个黑色的,非导电性的,脆性的磁性材料。所有的策略是给定线圈的电感乘以核心材料的“渗透率”。该芯可以是一个杆,一个环形,或更离奇的形状,如一个“壶形磁芯”的形状(这已被视为可以理解,我们可以想到的是最好的描述是如果在模具中做环形圈,一个圆环模具水平拆分为一半)。电感器找到大量使用在射频电路中,作为RF“电抗器”,并作为调谐电路的部分。一对紧密耦合电感构成了有趣的物件,被称为变压器。在下一节中,我们将简单介绍一下他们。Transformers变压器是一个由两个紧密耦合线

16、圈组合的装置(初级和次级)。施加到初级侧的交流电压出现在次级,电压的乘积与变压器的匝数成正比,电流的乘积与匝数比成反比。以节省电能。图1.1.3显示层叠铁心变压器的电路符号。变压器是相当有效的(输出功率是非常接近等于输入功率),因此,升压变压器在较低的电流提供了更高的电压。向前跳跃了一会儿,变压器的匝数比N的阻抗增加N2。如果次级被卸载,有非常小的初级电流。变压器在电子仪器中有两个重要的功能:它们改变交流线电压为一个可以被电路使用的有用的(通常较低)值,并且他们把电子装置从实际连接“隔离”到电力线,因为绕组变压器电彼此绝缘。电力变压器对无数种次级电压和电流起作用:低至1伏左右到几千伏的输出,从

17、几毫安到几百安培的电流额定值。在电子仪器中使用的典型变压器次级电压可能具有从10到50伏,0.1至5安培左右的电流额定值。变压器也可以在音频频率和无线电频率中使用。在你有时会使用的无线电频率调谐变压器,只要很窄的频率范围内是存在的。在一般情况下,在高频率使用的变压器必须使用特殊的核心材料或施工,以尽量减少磁芯损耗,而低频变压器的负担,而不是由大而重的核心。这两种变压器一般不能互换。Impedance And Reactance有电容器和电感器的电路比我们前面谈到的电阻电路更复杂,因为他们的行为取决于频率:包含电容器或电感器的一个“分压器”,将有一个与频率有关的分频比。此外,电路包含这些组件(统

18、称为活性成分)“腐败”的输入波形,如方波,正如我们刚才看到的。但是,电容器和电感器两个都是线性元件,这意味着输出波形的振幅,不管它的形状是什么,增加完全与输入波形的振幅成比例。此线性有许多后果,其中最重要的可能是以下:一个线性电路的输出,由在一定频率f的正弦波驱动,其本身是相同频率的正弦波。由于包含电阻器,电容器和电感器的电路有这一显着的属性,对任何这样的电路进行分析,通过寻求输出电压如何依赖于输入电压,是特别方便的,对于单一频率的正弦波输入,即使这样无法预期的用途。所得到的频率响应的曲线图,输出到输入的比例绘制为每个正弦波的频率,考虑许多种波形的是非常有用的。所得到的频率响应的曲线图,其中输

19、出到输入的比例绘制为每个正弦波的频率,考虑许多种波形的是非常有用的。作为一个例子,有一定的“悬臂框”扬声器可能具有所示的频率响应在图1.1.4,其中在这种情况下的“输出”是当然的声压,而不是电压。理想的是扬声器有一个“平”的响应,即声压对频率的曲线图是恒定的可听频率的频带。在这种情况下,扬声器的缺陷可以通过引入有无线放大器的逆响应的无源滤波器被校正。正如我们将看到的,它是可以概括欧姆定律,替换词“反抗”与“阻抗”,为了描述包含这些线性无源器件的电路。你能想到阻抗和电抗的主题,如电容器和电感器电路的欧姆定律。一些重要的术语:阻抗是“广义抵抗”;电感器和电容器有电抗,电阻电阻。换言之,阻抗=电阻+

20、电抗。但是,你会看到陈述“在这个频率阻抗的电容是.”在这种情况下,你没有使用“电抗”字的原因是阻抗涵盖了。事实上,你经常使用的“阻抗”,即使你知道这是你在谈论的电阻,当你指的是戴维宁等效电阻的一些源时,你说“信号源阻抗”或“输出阻抗”。下面所有,我们将讨论在单一频率的正弦波驱动电路。通过分析复杂的波形驱动的电路是更详细的,涉及我们前面使用的方法或分解波形成正弦波。Electrical Networks一种电气电路或网络组成的元素例如电阻器,电感器和电容器以某种方式连接在一起。如果网络不包含能量源,例如电池或发电机,它被称为无源网络。另一方面,如果存在一个或多个能量源,将所得的组合是一个活跃的网

21、络。在研究电网络的行为,我们有兴趣在确定内部电路的电压和电流存在。由于网络的无源电路元件组成的,我们必须先定义这些元素的电气特性。在一个电阻器的情况下,由下式给出的电压 - 电流关系欧姆定律,其中指出,电阻两端的电压等于通过电阻器的电流与电阻值相乘。一个纯电感器两端的电压被定义由法拉第定律,其中指出电感两端的电压与通过电感随时间的变化率的电流成比例。由于电荷的积累,可以被表示为求和或积分,电荷增量dq,我们有方程,其中的电容C与电压和电荷比例常数相关。根据定义,电流等于电量随时间的变化率,并且表示为i = dq / dt。因此,一个电荷dq增量等于电流乘以由相应的时间增量,或dq = i dt

22、。注意垫使用常规的电流量,因此电流在每个元素中所示的方向上衰减电压。有源电子设备涉及的能量转换成电子形式。例如,在电池中的电能来自其存储的化学能。发电机的电能源是旋转电枢产生机械能的结果。使用方程在有电压下降的电阻器和电感器中,我们有方程。(1-1-6)是电路中的电流的差分方程。这可能是电感器电压,而不是当前是电路中的感兴趣的变量。图1.1.7b显示一个包含电阻器,电感器和电容器的串联电路。按照上面概述的网状分析方法,电路方程式是Diodes and diode CircuitsDiodes到目前为止,我们已经讨论过的电路元件都是线性的,这意味着增加一倍的信号产生了倍增的响应。这是真实的,即使

23、用于电抗性的设备。这些器件也无源的,这意味着他们没有一个内置的能量源。他们都是两个终端设备,这是不言自明的。二极管是非常重要和有用的二端无源非线性器件。二极管的正向电流流动方向是箭头指向。例如,如果二极管在一个电路中,该电路的电流为10毫安从正极流向阴极,那么阳极大约0.5伏比阴极更活跃,这被称为“正向压降”。反向电流被用来在纳安范围内衡量通用二极管,直到到达反向击穿电压几乎从来没有任何结果,通常为75伏的通用二极管,如1N914(通常情况下,你从来没有遇到大到足以引起反向击穿电压的二极管,唯一的例外是我们前面提到的齐纳二极管)。通常情况下,也为约0.5的0.8伏的正向电压降是很少被关注,二极

24、管可以很好近视被视为一个理想的单向导体。还有其他一些重要的特点,区分成千上万的二极管类型,例如:最大正向电流,电容,漏电流,以及反向恢复时间。在分析一些有二极管的电路前,我们应该指出两点:(一)二极管实际上没有电阻,(二)如果放了一些二极管到电路中,它不会有戴维南等效电路。Rectification整流器把交流变为直流,这是二极管的最简单和最重要的应用之一。“AC”符号代表一个电源的交流电压,在电子电路中,它通常是由一个变压器从交流电源线路供电。对于一个正弦波输入是远远大于正向压降,输出看起来像图1.1.11。如果你认为一个单向导体二极管,你不会有任何问题,了解电路的工作原理。该电路被称为半波

25、整流,因为只有一半的输入波形被使用。图1.1.12显示了另一个全波桥式整流电路。图1.1.13显示用于整个输入波形在负载两端的电压。在零电压产生的间隙,因为二极管的正向电压降。在这个电路中,二极管通常是一系列的输入,当你设计的低电压电源供应器,你必须记住这一点。Power-supply filtering前面的整流波形是非常重要的,因为他们的立场。他们只有在这个意义上是直流,他们不改变极性。但是,他们仍然有很多的“涟”(电压的稳定值周期性变化)号进行平滑处理,以产生真正的直流。这是我们做套结上低通滤波器。其实,该串联电阻是不必要的,总是被省略(虽然你有时会看到一个非常小的电阻,来限制峰值整流电

26、流)。原因是二极管防止电流返流回电容器,这恰恰是服务作为比作为一个典型的低通滤波器的一部分的能量存储设备。电容值选择,使RC> 1 / F是为了确保小纹波,通过使放电的时间常数比充电之间的时间更长的时间。在下一节我们会使这种模糊的说法更清晰。Calculation of ripple voltage这是很容易计算近似纹波电压,特别是如果它是比较小的直流。负载导致有些电容放电周期之间的。如果你假设负载电流保持不变,你可以得到。在教学电子产品过程中,我们已经注意到,学生的喜欢记住这些公式!非正式调查显示,三分之二的两位工程师不记住他们的作者。请不要浪费脑细胞的方法,而是学习如何推导出它们。如

27、果你想要做没有任何近似的计算,你可以使用精确指数拔染公式。1.放电是一个指数仅当负载是一个电阻;许多负载不是。事实上,最常见的负载,电压调节器,看起来像一个恒定电流负载。2.电源构建与电容器20或以上的典型公差。实现制造传播,保守的设计,从而为最坏情况下的组合元件值。在这种情况下,观看的初始部分的放电作为一个坡道是实际上的相当准确的,尤其的当该脉动是小的,并在任何情况下的它的错误在保守的设计的方向 - 它高估纹波。1.6 Transistor非常简单的半导体材料是一种可以被“掺杂”,以产生的电子或移动负电荷为主;或“洞”或正电荷。锗或硅处理过的与N-型掺杂和P型掺杂的单晶形成一个半导体二极管,

28、与描述工作特性。晶体管都以类似的方式形成,但类似两个二极管后端到与一个共同的中间层的两个端层以相反的方式掺杂,从而中间层变得更薄的两个端部的层或区域。显然可以有两种配置,PNP或NPN。这些描述是用来描述两种基本类型的晶体管。由于晶体管包含两个不同极性的元件,它被称为作为双极型器件,或双极型晶体管。因此,晶体管具有三根导线连接到那里的元件有三个要素。要操作工作电路中,它连接两个延伸的电压或极性。作为一个二极管,一个外部电压有效运行。事实上,晶体管将作为一个二极管工作,只使用此连接和遗忘的上半部分。一个例子是一个晶体管,用于替代二极管作为检测器,在一个简单的无线电。它会工作得很好,因为它是作为一

29、个二极管工作在这种情况下,作为一个二极管。二极管电路可以被给定正向或反向偏置。正向偏置的连接,如在图1.1.17,绘制一个PNP晶体管,电流将从P流向底部N.如果第二电压被施加到晶体管的顶部和底部部分,具有相同的极性施加于底部,将促进电子已经流经底部N断面通过晶体管流动的电流底部向最多。通过控制晶体管在制造过程中不同层中的掺杂程度,这种能力进行通过所述第二电路的电流通过电阻器可以很显着。有效,当底半部是正向偏置时,底部作为一个慷慨一些自由电子。收集容易的上半部,从而被称为所收集的,但在中心层,这就是所谓的基地施加的偏压控制流经这个特定电路的电流的实际量。有效的,因此,有两个单独工作的电路当晶体

30、管使用正确连接的极性。其一是形成回路包围的发射极和基极偏置电压供给。这被称为基底电路或输入电路。第二个是由集电极电压电源和全部三个元素的晶体管形成的电路。这就是所谓的集电极电源电压和晶体管的所有三个要素。(Note:此描述适用于仅当两个电路被称为共发射极配置共同的发射极连接。)这是最广泛使用的方式连接的晶体管,但也有,当然,其他两个备选的配置共基极和共发射极。但是,同样的原则也适用于在各种情况下的晶体管工作。此电路中所提供的独特优势,是一个相对较小的基极电流可以控制和煽动一个非常大的集电极电流。换言之,作为放大器的晶体管工作。用此模式的工作在基极 - 发射极电路的输入端;穿过底座的发射极集电极

31、电路的输出端。尽管这些具有基极和发射极通过一个共同的路径,这两个电路都有效地分离的事实,即尽可能基底电路的极性而言,作为一个反向偏置的二极管连接的晶体管的基极和上半部。因此,没有电流流过从到的集电极电路中的基极电路。为了使电路工作,当然,两者的基极和集电极电路极性必须是正确的(正向偏压施加到基极电路,和集电极电源连接,以使从两个电压源的共同元件极性是相同的)。在一个PNP晶体管作为描述的情况下,发射极电压必须为正值。因此,呈负相对于发射极连接基极和集电极。PNP晶体管的发射极上的箭头表示电流的流动方向,总是向底座。在一个NPN晶体管的情况下,完全一样的工作原则适用,但两个电源的极性是相反的。也

32、就是说,发射器总是负相对基极和集电极。这也由一个NPN晶体管,即,电流流远离基座的符号中的发射极上的箭头的相反方向推断。虽然晶体管由成千上万的不同类型,在其中生成的形状的数量是更为有限和更多或更少标准化在简单代码中跟一个数字。TO1原晶体管的形状是圆柱形“能”用三根导线中出现的三角形图案形成底部。展望在基地,上部引线在'etrangle'是基础,一个右侧集电极和一个左侧的发射极。集电极还可能比发射极从基极极得到更广泛的间隔。在其他的形状,三个极可能会出现类似的三角形图案,或在网上。仅仅是用来迷惑的问题,也有同类型的数形状不同的极指定的。TO92,例如,有三根引线中出现的线平行的

33、一个平面侧上的,否则圆形可以读取1,2,3弗罗姆从上到下的权利寻找在基地的平面侧。更为复杂的是,一些晶体管可能只有两个新兴的详细信息,以及一些晶体管大纲的形状发现有三个以上的线索新兴的基础。事实上,在那里,在封装的集成电路,作为晶体管在相同的外形轮廓。功率晶体管的形状很容易识别。它们是金属壳具有一个细长的底部有两个安装孔。只会有两条引线,而这些通常会被标记。集电极内部连接可以使集电极的连接是通过一个安装螺栓或底部可以。Uint2 Electronics Circuits2.1 Operational Amplifiers1934年,哈里黑色改用铁路方式,从他在纽约的家到在新泽西州的贝尔实验室工

34、作。乘坐渡轮使哈利感到放松,让他有一些概念性的思想。哈利不得不解决的一个棘手的问题,当电话线被延伸很长的距离,他们需要放大器,和不可靠的放大器局限了电话服务。首先,初始增益的忍耐力很差,但一个调整就很快解决了这个问题。其次,在工厂中即使正确调整放大器,增益漂移很多,在现场操作的音量过低或传入的讲话被扭曲了。作出了许多尝试,以使放大器稳定,但温度的变化和电源电压的极端对电话线经历造成无法控制的增益漂移。无源元件有比有源元件更好的漂移特性,因此,如果放大器的增益可以作出比有源元件更好的漂移特性,这个问题将被解决。哈里在他的一个坐船旅行中,肥沃的大脑中构思了一个新的解决方案,放大器的问题,他提供了解

35、决方案,当乘坐在渡船上。解决的办法是先建立一个放大器,比需要的应用程序有更多的增益。然后一些放大器的输出信号反馈到输入的方式,使得电路的增益依赖于反馈电路,而不是放大器的增益。现在电路增益是依赖于无源反馈组件,而不是有源放大器。这就是所谓的负反馈,这是基本的操作原理,对现代所有的运算放大器。乘坐渡轮时,哈利记录了首次有意反馈电路。我相信意外的反馈电路,在此之前已建成,但是设计者忽略了效果!我可以听到尖叫的痛苦,来自于管理人员和放大器设计人员。我想,他们说类似这样,“这是有够难的达到30 kHz的增益带宽(GBW),现在要我这个傻瓜设计的放大器,具有3 MHz增益带宽,但他仍然会得到一个电路的增

36、益带宽为30 kHz“。好了,时间已经证明哈利正确,但这些是一个小问题,哈利并没有详细讨论,并且是振荡问题。它似乎与大的开环增益电路设计,有时振荡当在环路闭合的时候。很多人研究不稳定的影响,并在20世纪40年代,这是非常好理解的,但解决稳定性问题涉及长期的,乏味,和复杂的计算。1945年亨德里克·韦德博德提出了系统的稳定性分析反馈系统通过使用图形化的方法直到这个时候,反馈分析做乘法和除法,所以传递函数的计算是一个耗时和费力的任务。请记住,工程师们没有计算器或计算机,直到上世纪70年代。波特提出了一个改变了激烈的数学过程的记录技术,计算一个反馈系统的稳定性到很简单和敏锐的图形分析。反馈

37、系统的设计仍然复杂,但它是一门艺术不再占主导地位的几个电气工程师保持在一个黑暗的小房间。任何电气工程师可以使用博德的方法来找到一个反馈电路的稳定性,应用的反馈给机器开始增长。真的是没有太大的要求的电子反馈设计,直到计算机和传感器成为时代。第一个实时的计算机是模拟计算机!这台计算机使用了预编程的方程和输入数据计算控制系统的行动。编程是硬接线的一系列电路上的数据进行数学运算,和硬接线限制最终导致下降的模拟计算机的普及。编程是一系列硬连接的电路上的数据进行数学运算,和硬接线限制最终导致模拟计算机的普及下降。模拟计算机的心脏设备称为一个运算放大器,因为它可以被配置为对输入信号执行许多数学运算,例如乘法

38、,加法,减法,除法,积分和微分。这个名字被缩短为熟悉的运算放大器,因为我们都知道并喜欢他们。该运算放大器采用一个大的开环增益放大器,当回路闭合时,放大器执行数学运算取决于外部无源元件。该放大器是非常大的,因为它用真空管建立的,它需要一个高电压的电源,但它的心脏是模拟计算机,因此,其庞大的规模和巨大的力量要求被接受。许多早期的运算放大器为模拟计算机设计的,它很快就被发现运算放大器有其他用途和对大多数物理实验室非常方便。p23在这个时候,通用模拟计算机在大学和大公司的实验室中被发现,因为他们对研究工作是至关重要的。有一个平行的传感器信号调理要求在实验室实验中,并运算放大器发现他们的方式进入信号调理

39、应用。信号调理应用不断扩大,运算放大器的需求增长超出了模拟计算机的要求,即使当对于数字电脑模拟计算机不再被人们喜爱,运算放大器因为它在通用模拟应用中的重要性幸存下来。最终,数字计算机取代模拟计算机,但运算放大器的需求增加作为测量应用增加。第一个信号调理运算放大器由真空电子管构造的,之前介绍的晶体管,所以它们大而笨重。在上世纪50年代,微型真空管依靠低电压电源供应工作,启用生产的运算放大器,就像在房屋建造中缩小砖的大小,所以给运算放大器起了个砖的绰号。真空集热管的尺寸和元件的尺寸减小,直到运算放大器的规模缩小到一个单一的。在20世纪60年代晶体管被商业开发,并进一步把运算放大器的大小降低为几立方

40、英寸。这些早期的大多数运算放大器被用作具体应用,所以他们必然是一般的目的。早期的运算放大器担任特定目的,但每个厂商有不同的规格和封装,因此,第二个源在早期的运算放大器。在20世纪50年代末和60年代初集成电路被开发,但还不到不到20世纪60年代中期,飞兆半导体公司推出了A709。这是第一个商业成功的集成电路运算放大器。A709有其自身的问题,但任何有能力的模拟工程师可以使用它,它在许多不同的模拟应用程序中服务。A709的主要缺点是稳定,它需要外部补偿和胜任的模拟工程师申请。此外,A709是非常敏感的,因为它有一个自我毁灭的习惯在任何不利的条件下。A741沿袭了A709,它是一个内部补偿运算放大

41、器,如果数据表条件下操作,不需要外部补偿。有一种永无止境的,从那时起每年发布一系列新的运算放大器,其性能和可靠性已经提高到这种地步,一道坎一天运算放大器,任何人可用于模拟应用程序。该集成电路运算放大器是在这里留下;最新一代运算放大器频谱覆盖从5 kHz的增益带宽超越到1GHz增益带宽。从保证运作在0.9 V的电源电压范围内绝对最大额定电压为1000V。输入电流和输入失调电压已经下降如此之低以至于顾客在进货检验规范验证有问题。运算放大器具有真正成为通用模拟1C,因为它执行所有的模拟任务。它可以作为一个线路驱动器,比较器,放大器,电平移位器,振荡器,滤波器,信号调节器,致动器驱动,电流源,电压源等

42、。设计师的问题是如何快速地选择正确的电路/运算放大器组合,那么,如何计算被动元件值的产生所需传输。运算放大器将继续以模拟设计的一个重要组成部分,因为它是这样一个被动的一个基本组成部分。每一代的电子设备在硅片上集成了更多的功能,需要在内部的集成电路模拟电路。随着数字应用的增加,模拟应用程序也增加,因为供应的主要数据和接口应用是在现实世界中,与现实世界是模拟的世界。因此,每一代新的电子设备创建新的模拟电路要求,因此,新一代的运算放大器必须满足这些要求。模拟设计和运算放大器的设计,在一个遥远的未来,将需要基本技能。2.2 Low-pass Filters First-Order Filter积分器是

43、简单的过滤器在数学上,并且它形成最现代的集成滤波器的构造块。考虑我们本能地知道的关于一个积分器。如果您应用在输入端的直流信号,该输出将被限制,在零频率处一个积分器的响应是无限的,这意味着它在零频率处有一个极点(在任何频率下存在一个极点,传递函数值变为无穷大)。我们也知道,积分器的增益减少伴随着频率越来越快,在高频率下的输出电压变得几乎为零。增益与频率成反比,所以它绘制在对数坐标的斜率为-1。您可以很容易地导出传递函数为,其中s是复杂的频率变量。如果我们把S作为频率,这个公式印证了直观的感受,增益与频率成反比。下一个最复杂的过滤器是一个简单的低通RC类型。当s趋向于无穷大时,该函数趋向于零,所以,这是一个低通滤波器。传递函数的幅度绘制在图1.2.4,S的向我们的实部和正虚

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