第5章 反馈与集成运算放大器的应用

1、5.1.1 ：将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过某种电路（反馈电路）送回到输入回路，从而影响输入信号的过程。反馈信号：反馈信号：反馈到输入回路的信号称为反馈信号反馈信号。xi + xd基本放大电路A反馈网络Fxfxo负反馈放大电路的原理框图ooFxxAxxxxxfdfid 若xi、xf和xd三者同相，则xd xi ，即反馈信号起了削弱净输入信号的作用，引入的是负反馈。2 反馈的分类反馈的分类 反馈的分类：反馈的分类： 1)根据反馈信号对输入信号作用的不同，反馈可分为正反馈和负反馈两大类型。 反馈信号增强输入信号的叫做正反馈正反馈； 反馈信号削弱输入信号的叫做负反馈负反馈。反馈

2、的正、负极性通常采用瞬瞬时时极极性性法法判判别别。晶体管、场效应管及集成运算放大器的瞬时极性如图所示。晶体管的基极（或栅极）和发射极（或源极）瞬时极性相同，而与集电极（或漏极）瞬时极性相反。集成运算放大器的同相输入端与输出端瞬时极性相同，而反相输入端与输出端瞬时极性相反。 A +(a) 晶体管 (b) 场效应管 (c) 集成运算放大器+uiRL+uo+UCCRCC1C2VRB1RB2RE+uf+ ube +判断图示电路的反馈极性。解：解：设基极输入信号ui的瞬时极性为正，则发射极反馈信号uf的瞬时极性亦为正，发射结上实际得到的信号ube（净输入信号）与没有反馈时相比减小了，即反馈信号削弱了输入

3、信反馈信号削弱了输入信号的作用，故可确定为负反馈。号的作用，故可确定为负反馈。Rpui +uoR1RF+uf+ud判断图示电路的反馈极性。解：解：设输入信号ui瞬时极性为正，则输出信号uo的瞬时极性为负，经RF返送回同相输入端，反馈信号uf的瞬时极性为负，净输入信号ud与没有反馈时相比增大了，即反馈信号增强了输入信号的作用，故可确定为正反馈。反馈信号增强了输入信号的作用，故可确定为正反馈。Rpui + +uoR1RF+uf+ud判断图示电路的反馈极性。解：设输入信号解：设输入信号ui瞬时极性为正，则输出信号瞬时极性为正，则输出信号uo的瞬时的瞬时极性为正，经极性为正，经RF返送回反相输入端，反

4、馈信号返送回反相输入端，反馈信号uf的瞬时的瞬时极性为正，净输入信号极性为正，净输入信号ud与没有反馈时相比减小了，即与没有反馈时相比减小了，即反馈信号削弱了输入信号的作用，故可确定为负反馈。反馈信号削弱了输入信号的作用，故可确定为负反馈。反馈类型：反馈类型：根据反馈网络与基本放大电路在输入端的连接方式，可分为串联反馈和并联反馈。：反馈信号和输入信号以电压串联方式叠加，ud=uiuf，以得到基本放大电路的输入电压ud。反馈信号和输入信号以电流并联方式叠加，id=iiif，以得到基本放大电路的输入电流ii。电压反馈：电压反馈：反馈信号取自输出电压。电流反馈：电流反馈：反馈信号取自输出电流。 反馈

5、类型的判别方法：反馈类型的判别方法： 串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈可以根据电路结构判别。当反馈信号和输入信号接在放大电路的同一点（另一点往往是接地点）时，一般可判定为并联反馈； 当反馈信号和输入信号接在放大电路的不同点时，一般可判定为串联反馈。 电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈的判别方法：交流短路法，具体是：假定将放大电路输出端交流短路，如果反馈信号Xf消失，表明引入的是电压反馈，反之，则为电流反馈 综合以上两种情况，可构成、和4种不同类型的放大电路。Rpui + +uoR1RF+uf+ud1 1、电压串联负反馈、电压串联负反馈设ui瞬时极性为正，则uo的瞬时极性为正，经RF返送回

6、反相输入端，uf的瞬时极性为正，ud与没有反馈时相比减小了，即反馈信号削弱了输入信号的作用，故为。将输出端交流短路，RF直接接地，反馈电压uf=0，即反馈信号消失，故为。ui加在集成运算放大器的同相输入端和地之间，而uf加在集成运算放大器的反相输入端和地之间，不在同一点，故为。5.1.2 Rp +uouiRFR1iiifid2 2、电压并联负反馈、电压并联负反馈设ui（ii）瞬时极性为正，则uo的瞬时极性为负，if的方向与图示参考方向相同，即if瞬时极性为正，id与没有反馈时相比减小了，即反馈信号削弱了输入信号的作用，故为。将输出端交流短路，RF直接接地，反馈电流if=0，即反馈信号消失，故为

7、。ii加在集成运算放大器的反相输入端和地之间，而if也加在集成运算放大器的反相输入端和地之间，在同一点，故为。+uoRpui + +R+uf+udRLio3 3、电流串联负反馈、电流串联负反馈设ui瞬时极性为正，则uo的瞬时极性为正，经RF返送回反相输入端，uf的瞬时极性为正，ud与没有反馈时相比减小了，即反馈信号削弱了输入信号的作用，故为。将输出端交流短路，尽管uo=0 ，但io仍随输入信号而改变，在R上仍有反馈电压uf产生，故可判定不是电压反馈，而是。ui加在集成运算放大器的同相输入端和地之间，而uf加在集成运算放大器的反相输入端和地之间，不在同一点，故为。设ui（ii）瞬时极性为正，则u

8、o的瞬时极性为负，if的方向与图示参考方向相同，即if瞬时极性为正，id与没有反馈时相比减小了，即反馈信号削弱了输入信号的作用，故为。Rp +uiRFR1iiifidRRL+uoio4 4、电流并联负反馈、电流并联负反馈将输出端交流短路，尽管uo=0 ，但io仍随输入信号而改变，在R上仍有反馈电压uf产生，故可判定不是电压反馈，而是。ii加在集成运算放大器的反相输入端和地之间，而if也加在集成运算放大器的反相输入端和地之间，在同一点，故为。5.1.3 1 1、稳定放大倍数、稳定放大倍数AFAAf1AdAAFAdAff11AAAFAFAFAFAFdAdAff11)1 (1)1 (122引入负反馈

9、后，闭环放大倍数的相对变化率为开环放大倍数相对变化率的1+AF分之一，因1+AF1，所以即闭环放大倍数的稳定性优于开环放大倍数。负反馈越深，放大倍数越稳定。在深度负反馈条件下，即1+AF1时，有：FAFAAf11表明深度负反馈时的闭环放大倍数仅取决于反馈系数F，而与开环放大倍数A无关。通常反馈网络仅由电阻构成，反馈系数F十分稳定。所以，闭环放大倍数必然是相当稳定的，诸如温度变化、参数改变、电源电压波动等明显影响开环放大倍数的因素，都不会对闭环放大倍数产生多大影响。2 2、减小非线性失真、减小非线性失真AxixoAFxixoxdxf+无负反馈时产生正半周大负半周小的失真。引入负反馈后，失真了的信

10、号经反馈网络又送回到输入端，与输入信号反相叠加，得到的净输入信号为正半周小而负半周大。这样正好弥补了放大器的缺陷，使输出信号比较接近于正弦波。3 3、展宽通频带、展宽通频带AA0.707AfHfLfAf0.707AffLffHf因为放大电路在中频段的开环放大倍数A较高，反馈信号也较大，因而净输入信号降低得较多，闭环放大倍数Af也随之降低较多；而在低频段和高频段，A较低，反馈信号较小，因而净输入信号降低得较小，闭环放大倍数Af也降低较小。这样使放大倍数在比较宽的频段上趋于稳定，即展宽了通频带。4 4、改变输入电阻、改变输入电阻对于，由于反馈网络和输入回路串联，总输入电阻为基本放大电路本身的输入电

11、阻与反馈网络的等效电阻两部分串联相加，故可使放大电路的。对于，由于反馈网络和输入回路并联，总输入电阻为基本放大电路本身的输入电阻与反馈网络的等效电阻两部分并联，故可使放大电路的。5 5、改变输出电阻、改变输出电阻对于，由于反馈信号正比于输出电压，反馈的作用是使输出电压趋于稳定，使其受负载变动的影响减小，即使放大电路的输出特性接近理想电压源特性，故而使。对于，由于反馈信号正比于输出电流，反馈的作用是使输出电流趋于稳定，使其受负载变动的影响减小，即使放大电路的输出特性接近理想电流源特性，故而使。5.2 5.2 集成电路运算放大器集成电路运算放大器 5.2.1集成电路运算放大器的结构和传输特性集成电

12、路运算放大器的结构和传输特性 1集成电路运算放大器的组成集成电路运算放大器的组成 集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，一般由四部分组成。（1）输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。（2）.电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成（3）.输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。（4）偏置电路是为各级提供

13、合适的工作电流。此外还有一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等 2简单的运算放大器简单的运算放大器 简单运算放大器的原理电路如图所示。 （1）T1,T2对管组成差分式放大电路，信号双端输入、单端输出。（2）复合管T3,T4组成共射极电路，形成电压放大级，以提高整个电路的电压增益。（3）T5,T6组成两级电压跟随器，构成电路的输出级，它不仅可以提高带负载的能力，而且可进一步使直流电位下降，以达到输入信号电压vid=vi1-vi2为零时，输出电压vO=0的目的。（4）R7和D组成低电压稳压电路以供给的基准电压，它与T9一起构成电流源电路以提高T5的电压跟随能力。工作原理如下图

14、所示：5.2.2集成电路运算放大器的主要参数集成电路运算放大器的主要参数 1输入失调电压输入失调电压VIO 输入电压为零时，为了使集成运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压叫做失调电压VIO。实际上指输入电压VI=0时，输出电压VO折合到输入端的电压的负值。 2 2输入偏置电流输入偏置电流I IIBIB BJT的集成运放的两个输入端是差分对管的基极，因此两个输入端总需要一定的输入电流IBN和IBP。输入偏置电流是指集成运放输出电压为零时，两个输入端静态电流的平均值。 3 3输入失调电流输入失调电流I IIOIO 在BJT集成电路运放中，输入失调电流IIO是指当输出电压为零时流入放大器两输入端

15、的静态基极电流之差。 4.4.最大差模输入电压最大差模输入电压V Vidmaxidmax所指的是集成运放的反相和同相输入端所能承受的最大电压值。超过这个电压值，运放输入级某一侧的BJT将出现发射结的反向击穿，而使运放的性能显著恶化，甚至可能造成永久性损坏。5 5最大共模输入电压最大共模输入电压V Vicmaxicmax这是指运放所能承受的最大共模输入电压。超过Vicmax值，它的共模抑制比将显著下降。6.6.开环差模电压增益开环差模电压增益A AV VO O 是指集成运放工作在线性区，接入规定的负载，无负反馈情况下的直流差模电压增益。 7.共模抑制比共模抑制比 8.差模输入电阻和输出电阻差模输

16、入电阻和输出电阻5.2.3 理想运算放大器理想器件的主要特征： （1）开环电压增益 Au = （2）输入电阻Ri= ，输出电阻Ro=0， （3）开环带宽 BW= （4）同相输入端端压与反相输入端端压v P = v N 时，输出电压v o =0，无温漂 对于工作在线性区的理想运放应满足： “虚短”：即v - = v + ； “虚断”：即i- =i+= 05.3.1 1 1、反相输入比例运算电路反相输入比例运算电路Rp +uouiRFR1i1if根据运放工作在线性区的两条分析依据可知：f1ii ，0uu而FoFof111RuRuuiRuRuuiii由此可得：iuRRu1Fo式中的负号表示输出电压与

17、输入电压的相位相反。Rp +uouiRFR1i1if闭环电压放大倍数为：1FoRRuuAiuf当1FRR时，iuuo，即1ufA，该电路就成了反相器。图中电阻 Rp称为平衡电阻，通常取F1p/ RRR ，以保证其输入端的电阻平衡，从而提高差动电路的对称性。R2 +R1uoRf1Rf2Rf3uii1if1if2if3f3f2f1f21f1o1RRRRRRuuAiuf图示电路既能提高输入电阻，也能满足一定放大倍数的要求。根据运放工作在线性区的虚短和虚断两条分析依据，可以推出图4-2所示电路的闭环电压放大倍数为：例例 在图4-2所示电路中，已知R1=100k，Rf1=200k，Rf2=200k， R

18、f3=1k，求：（1）闭环电压放大倍数Auf、输入电阻ri及平衡电阻R2；（2）如果改用图4-1的电路，要想保持闭环电压放大倍数和输入电阻不变，反馈电阻Rf应该多大？R2 +R1uoRf1Rf2Rf3uii1if1if2if3解解（1）闭环电压放大倍数为：5 .1021502005020010011f3f2f1f2f11RRRRRRAuf输入电阻为：k 10011111RiiRiurii平衡电阻为：k 8 .661/50200/100/f3f2f112RRRRR（2）如果 改用图 4-1 的 电路，由5 .102ufA，k 1001irR及闭环电压放大倍数的公式1fRRAuf，可求得反馈电阻

19、Rf为：M 10k 102501005 .1021RARuff此值过大，不切实际。Rpui +uoRFR1i1if2 2、同、同相输入比例运算电路相输入比例运算电路根据运放工作在线性区的两条分析依据可知：f1ii ， iuuu而FoFof1110RuuRuuiRuRuiii由此可得：iuRRu1Fo1输出电压与输入电压的相位相同。同反相输入比例运算电路一样，为了提高差动电路的对称性，平衡电阻F1p/ RRR 。闭环电压放大倍数为：1Fo1RRuuAiuf可见同相比例运算电路的闭环电压放大倍数必定大于或等于 1。当0fR或1R时 ，iuuo， 即1ufA，这时输出电压跟随输入电压作相同的变化，称

20、为电压跟随器。ui +uo例例 在图示电路中，已知R1=100k， Rf=200k ，ui=1V，求输出电压uo，并说明输入级的作用。ui +R2 +uoRfR1uo1解解 输入 级为电 压跟随 器， 由于是 电压串 联负反 馈， 因而具 有 极 高 的 输 入 电 阻 ， 起 到 减 轻 信 号 源 负 担 的 作 用 。 且V 1o1iuu，作为第二级的输入。第二级为反相输入比例运算电路，因而其输出电压为：(V) 21100200o11ouRRuf例例 在图示电路中，已知R1=100k， Rf=200k ， R2=100k， R3=200k ， ui=1V，求输出电压uo。R2 +uoRf

21、R1uiR3解解 根据虚断，由图可得：ifuRRRuuRRRu323o11R2 +uoRfR1uiR3又根据虚短，有： uu所以：ifuRRRuRRR323o11ifuRRRRRu3231o1可见图 4-6 所示电路也是一种同相输入比例运算电路。代入数据得：(V) 212001002001002001ou5.3.2 1 1、加法运算电路加法运算电路i2ui2Rp +uoui1RFifR1i1R2根据运放工作在线性区的两条分析依据可知：21fiii111Ruii，222Ruii，FofRui由此可得：)(22F11FoiiuRRuRRu若F21RRR，则：)(21oiiuuu可见输出电压与两个输

22、入电压之间是一种反相输入加法运算关系。这一运算关系可推广到有更多个信号输入的情况。平衡电阻F21p/RRRR 。R2 +uoRFR1ui1ui2R32 2、减法、减法运算电路运算电路由叠加定理：ui1单独作用时为反相输入比例运算电路，其输出电压为：11FoiuRRuui2单独作用时为同相输入比例运算，其输出电压为：23231Fo1iuRRRRRu ui1和 ui2共同作用时，输出电压为：23231F11Fooo1iiuRRRRRuRRuuu R2 +uoRFR1ui1ui2R3若3R（断开），则：21F11Fo1iiuRRuRRu若21RR ，且F3RR ，则：)(121FoiiuuRRu若F

23、321RRRR，则：12oiiuuu由此可见，输出电压与两个输入电压之差成正比，实现了减法运算。该电路又称为差动输入运算电路或差动放大电路。Rp2RP1 +uoui1RF +uo1RRR1R2ui2：电路由第一级的反相器和第二级的加法运算电路级联而成。11F22Fo12F11Fo2o1)(iiiiuRRuRRuRRuRRuuuR4R3 +uoui1R1 +uo1R2R1R2ui1A1A2：电路由第一级的同相比例运算电路和第二级的减法运算电路级联而成。112o11iuRRu1221221112212211o21o1111iiiiiuuRRuRRuRRRRuRRuRRu321o82010iiiuu

24、uu解解 由题中给出的运算关系可知ui3与uo反相，而ui1和ui2与uo同相，故可用反相加法运算电路将ui1和ui2相加后，其和再与ui3反相相加，从而可使ui3反相一次，而ui1和ui2反相两次。根据以上分析，可画出实现加减运算的电路图，如图所示。ui2R3 +uo1ui1Rf1R1R2R6 +uoui3Rf2R4R5A1A222f111f1o1iiuRRuRRu34f222f111f15f2o15f234f2oiiiiuRRuRRuRRRRuRRuRRu根据题中的运算要求设置各电阻阻值间的比例关系：15f2RR，101f1RR，202f1RR，84f2RR若选取k 100f2f1RR，则

25、可求得其余各电阻的阻值分别为：k 101R，k 52R，k 5 .124R，k 1005R平衡电阻 R3、R6的值分别为：k 5 . 2100/5/10/f1213RRRRk 10100/100/5 .12/f2546RRRRR3 +uoui1R4 + +uo1R3ui2 +R1R2R2R4uo2A1A2A3解：解：电路由两级放大电路组成。第一级由运放 A1、A2组成，它们都是同相输入，输入电阻很高，并且由于电路结构对称，可抑制零点漂移。根据运放工作在线性区的两条分析依据可知：)(2o2o12112121222111uuRRRuuuuuuuuuuiiii故： )(212112o2o1iiuuR

26、Ruu第二级是由运放 A3构成的差动放大电路，其输出电压为：)(21)(2112341o2o34oiiuuRRRRuuRRu电压放大倍数为：123421o21RRRRuuuAiiuf5.3.3 1 1、积分运算电路积分运算电路uiRP +CRiCiRuo由于反相输入端虚地，且 ii，由图可得：CRiiRuiiR，dtduCdtduCiCoC由此可得：dtuRCui1o输出电压与输入电压对时间的积分成正比。若 ui为恒定电压 U，则输出电压 uo为：tRCUuououiUUOMtt00积分电路用于方波三角波转换0uit0uot例例 在图示的电路中。（1）写出输出电压uo与输入电压ui的运算关系。

27、（2）若输入电压ui=1V，电容器两端的初始电压uC=0V，求输出电压uo变为0V所需要的时间。10kuiR1 +CRR4 +uoRfR2R3A1uo11M10F10k10kiCuiRP +CRiRuououiUtt00由于反相输入端虚地，且 ii，由图可得：CRiiRuiRo，dtduCdtduCiiCC由此可得：dtduRCuio输出电压与输入电压对时间的微分成正比。若 ui为恒定电压 U，则在 ui作用于电路的瞬间，微分电路输出一个尖脉冲电压，波形如图所示。2 2、微、微分运算电路分运算电路5.4.1 1、具有不同比例系数的比例运算电路5.4.2 运算放大器处在开环状态，由于电压放大倍数

28、极高，因而输入端之间只要有微小电压，运算放大器便进入非线性工作区域，输出电压uo达到最大值UOM。RUui时，OMoUu；RUui时，OMoUu。1.单限比较器基准电压UR=0时，输入电压ui与零电位比较，称为过零比较器。输出端接稳压管限幅。设稳压管的稳定电压为UZ，忽略正向导通电压，则uiUR时，稳压管正向导通， uo=0；uiUR时，稳压管正向导通， uo=UZ；uiUR时，稳压管反向击穿， uo=UZ时。电压比较器广泛应用在模-数接口、电平检测及波形变换等领域。如图所示为用过零比较器把正弦波变换为矩形波的例子。3.双向限幅比较器：在无输入信号（xi=0）时，电路中的噪扰电压（如元件的热噪

29、声、电路参数波动引起的电压、电流的变化、电源接通时引起的瞬变过程等）使放大器产生瞬间输出xo，经反馈网络反馈到输入端，得到瞬间输入xd，再经基本放大器放大，又在输出端产生新的输出信号xo，如此反复。在无反馈或负反馈情况下，输出xo会逐渐减小，直到消失。但在正反馈情况下，xo会很快增大，最后由于饱和等原因输出稳定在xo，并靠反馈永久保持下去。 uC ，当，当 uC = -UT 时，时， uO = +UZ ，则，则u+ = +UT ，uO 通过通过R3向向C充电充电 。 uC ，当，当 uC = +UT 时，时， uO = - UZ ，则，则u+ = -UT ，uO 通过通过R3向向C反向充电反向

30、充电（放电）（放电） 。HomeNext1 C R3 uC R4 Uz A - - + uo R2 R1 工作原理：工作原理： 设初态设初态 uC = u- = 0，uO = +UZ ，则，则u+ = +UT ，uO 通过通过R3向向C充电充电 。由带正反馈的运放和由带正反馈的运放和RC充放充放电路构成电路构成仿真仿真1. 方波发生器方波发生器 因为电容因为电容C 的正、反的正、反反向充电时间相等，所反向充电时间相等，所以其占空比为以其占空比为50%，即，即输出方波信号输出方波信号。2波形分析及主要参数：波形分析及主要参数： uC(0) = -UT ， uC( ) = +UZ ， =R3C ，

31、则：，则： t O +UT -UT uC t O +UZ -UZ uO Tw T TCRtTZCtCCCUeUUueuutu31) 0 (1) 0 ()()(ZTURRRU211TCUTu) 2/(TfRRCRT121ln2213BackNextHome3 Rw1 Rw2 D1 D2 Rw C R3 uC R4 Uz A - - + uo R2 R1 改变电路中改变电路中C 的正反向充的正反向充电时间常数，从而改变占空比。电时间常数，从而改变占空比。仿真仿真BackNext占空比可调电路：占空比可调电路：CRRw311CRRw322211121lnRRT212221lnRRT2132121ln

32、)2(RRCRRTTTwHome2 R +RFR1CuoRC放大器 反馈网络Z1Z2正弦波振荡器的基本组成部分：基本放大电路正反馈网络选频网络正弦波振荡器的分类：RC正弦波振荡器LC正弦波振荡器R +RFR1CuoRC放大器 反馈网络Z1Z21F1RRARCRCjZZZF131212放大器的电压放大倍数为：反馈网络具有选频作用。RC反馈网络的反馈系数为：1 通常是根据实际要求来选用运算放大器。如测量放大器的输人信号微弱它的第一级应选用高输入电阻、高共模抑制比、高开环电压放，大倍数、低失调电压及低温度漂移的运算放大器。选好后，根据管脚图和符号图联接外部电路，包括电源、外接偏置电阻、消振电路及调零

33、电路等。2 通常是外接RC消振电路或消振电容，用它来破坏产生自激振荡的条件。是否已消振，可将输入端接地，用示波器观察输出端有无自激振荡。目前由于集成工艺水平的提高，运算放大器内部已有消振元件，毋须外部消振。3 4 调零时应将电路接成闭环。调零分两种，一种是在无输入时调零，即将两个输入端接地，调节调零电位器，使输出电压为零。另一种是在有输入时调零，即按已知输入信号电压计算输出电压，而后将实际值调整到计算值。R2 +uouiRfR1 +uiR2 +R1uoRRf5 +uiRLV1V2+UCCUCC+uoR2R3D1D2RFR15.5 负反馈在直流稳压电源中的应用u1 u2 u3 u4 u5t t

34、t t t 变压 整流 滤波 稳压u1 u2 u3 u4 u50 0 0 0 05.5 负反馈在直流稳压电源中的应用5.5.1 整流电路当u2为正半周时，二极管D承受正向电压而导通，此时有电流流过负载，并且和二极管上的电流相等，即io= id。忽略二极管的电压降，则负载两端的输出电压等于变压器副边电压，即uo=u2 ，输出电压uo的波形与u2相同。当u2为负半周时，二极管D承受反向电压而截止。此时负载上无电流流过，输出电压uo=0，变压器副边电压u2全部加在二极管D上。例例 有一单相半波整流电路，如图 5-2（a）所示。已知负载电阻 750LR，变压器副边电压V 202U，试求 Uo、Io，并

35、选用二极管。解解V)( 92045.045.02oUU(mA) 12(A) 012. 07509LooRUI(mA) 12oD II(V) 2 .2820222DRMUU查半导体手册，二极管可选用 2AP4，其最大整流电流为16mA，最高反向工作电压为 50V。为了使用安全，二极管的反向工作峰值电压要选得比 UDRM大一倍左右。u2为正半周时，a点电位高于b点电位，二极管D1、D3承受正向电压而导通，D2、D4承受反向电压而截止。此时电流的路径为：aD1RLD3b。abVD3+u1+u2VD1RL+uoab+u1+u2VD4VD2RL+uou2为负半周时，b点电位高于a点电位，二极管D2、D4

36、承受正向电压而导通，D1、D3承受反向电压而截止。此时电流的路径为：bD2RLD4a。整流变压器副边电压有效值为：oo211. 10.9UUU整流变压器副边电流有效值为：o22211. 111. 1IRURUILL由以上计算，可以选择整流二极管和整流变压器。5.5.2 滤波电路Uo1.4Uo0.9Uo0Io单相桥式整流、电容滤波电路的输出特性曲线如图所示。从图中可见，电容滤波电路的输出电压在负载变化时波动较大，说明它的带负载能力较差，只适用于负载较轻且变化不大的场合。+u1+u2RL+uoL电感滤波适用于负载电流较大的场合。它的缺点是制做复杂、体积大、笨重且存在电磁干扰。LCCCLCCR(a)

37、 LC 滤波电路 (b) CLC 滤波电路 (c) CRC 滤波电路LC、CLC型滤波电路适用于负载电流较大，要求输出电压脉动较小的场合。在负载较轻时，经常采用电阻替代笨重的电感，构成CRC型滤波电路，同样可以获得脉动很小的输出电压。但电阻对交、直流均有压降和功率损耗，故只适用于负载电流较小的场合。5.5.3 直流稳压电路+Ui+UoRLDZ+UZR+ UR IoIZI工作原理：输入电压Ui波动时会引起输出电压Uo波动。如Ui升高将引起随之升高，导致稳压管的电流IZ急剧增加，使得电阻R上的电流I和电压UR迅速增大，从而使Uo基本上保持不变。反之，当Ui减小时，UR相应减小，仍可保持Uo基本不变。当负载电流Io发生变化引起输出电压Uo发生变化时，同样会引起IZ的相应变化，使得Uo保持基本稳定。如当Io增大时，I和UR均会随之增大使得Uo下降