实用电子线路

1、设计要求：设计一个温度监测和显示报警电路，电路包括：温度监测、显示报警和供电电源3个部分。 1）设计温度监测电路。温度监测范围：0100；对应输出电压010V（参考值）。 2）设计窗口比较器电路。上下限可调整；为窗口比较器设计状态指示灯，超过上限红灯亮、低于下限绿灯亮、上下限之间黄灯亮；超限时有报警提示音。 3）为上述电路设计配套供电电源。 4）确定上述电路中所有元器件的型号或参数。电阻要给出阻值和功率；电容要给出容量和耐压；变压器要给出输出电压和功率。 5）关键元器件的参数选择要说明计算公式。如放大倍数、工作电流、设定电压等。 1、

2、电路图  电源部分  温度检测和显示报警部分2、元器件选择及参数计算 （1）变压器 UI=（整流输出+稳压器压降）×1.1（阻抗压降）×1.1（电源波动） 取整流输出为12V（即VCC），因此UI=（12+3）×1.1×1.1。取UI为18V。变压器次级电压为U2=UI/(1.11.2)=15V.电源电路电流约为60mA，取100mA。变压器功率为12×100mA=1.2W。所以变压器可选15V/3W。 （2）整流二极管 电源输出电流按0.5A计算

3、0;桥式电路中每只二极管电流为Id=1/2Iomax=0.25。每只二极管承受的最大反压U(M)=1.4U2max=24V。可选用1N4001，其参数为Io=1A,Urm=100V。 （3）滤波电容 一般来说，充电时间常数RC是其充电周期的（25）倍。 对于桥式整流电路，滤波电容的充电周期是其交流电源周期的一半，即RC(25)T/2=(25)/2f。取1.5倍，C=830µF，取C=1000µF。考虑电容的耐压值，电网电压最高为Ucmax=1.1×1.4U2max=23.33V。综合考虑，C1可选1000µF/50V的电解电

4、容。C2、C3为0.1µF的瓷片电容，用于滤去高频纹波。 （4）NTC热敏电阻的选择 测温电路输出电压Uo=R1×Vcc/(R1+RNTC)，根据要测的温度范围和设定的温度电压范围，选择合适的R1的值。若NTC选择MF53，可以选择R1为1K。 （5）窗口比较器 上限比较器的电压UH=RP1×VCC/(R2+RP1) 下限比较强的电压UL=RP2×VCC/(R4+RP2) 可以选择R2=R4=2K。RP1和RP2可以选择12K的滑线变阻器，可以调整上下限的电压。 （6）限流电阻

5、0;一般发光二极管压降为2V，电流为100mA。所以R10可选1K/（1/8W）第一章 电子线路设计基础1.2 电子线路的设计方法一般首先根据电子系统的设计任务，进行总体方案选择；然后对组成系统的单元电路进行设计、参数计算、元器件确定和实验调试：最后绘出用于指导工程的电路图。1.2.1   确定总体方案在全面分析电子系统任务书所下达的系统功能、技术指标后，根据已掌握的知识和资料，将总体系统按功能合理地分解成若干个子系统（单元电路），并画出各个单元电路框图相互连接而形成的系统原理框图。电子系统总体方案的选择，将直接决定电子系统设计的质量。因此，在进行总体方案设计时，要多思考、

6、多分析、多比较。要从性能的稳定性、工作的可靠性、电路结构、成本、功耗、调试维修等方面，选出最佳方案。1.2.2   单元电路设计在进行单元电路设计时，必须明确对各单元电路的具体要求，详细拟定出单元电路的性能指标，认真考虑各单元之间的相互联系，注意前后级单元之间信号的传递方式和匹配，尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，并应使各单元电路的供电电源尽可能地统一，以便使整个电子系统简单可靠。另外，应尽量选择现有的、成熟的电路来实现单元电路的功能。如果找不到完全满足要求的现成电路，则在与设计要求比较接近的电路基础上适当改进，或自己进行创造性设计。为使电子系统的体积小、可靠性高，单元

7、电路尽可能使用集成电路组成。1.2.3   参数分析与计算在进行电子系统设计时，应根据电路的性能指标要求决定电路元器件的参数。例如根据电压放大倍数的大小，可决定反馈电阻的取值；根据振荡器要求的振荡频率，利用公式可算出决定振荡频率的电阻和电容值等。但一般满足电路性能指标要求的理论参数值不是唯一的，设计者应根据元器件的性能、价格、体积、通用性和货源等方面灵活选择。计算电路参数时应注意以下几点。1）在计算元器件工作电流、电压和功率等参数时，应考虑工作条件最不利的情况，并留有适当的余量。2）对于电阻、电容参数的取值，应选计算值附近的标称值。电阻值一般在1M内选择；非电解电容一般在1

8、00pF0.47F之间选择；电解电容一般在1F2000F之间选用。3）在保证电路达到性能指标要求的前提下，尽量减少元器件的品种。1.2.4 元器件选择在确定元器件时，应全面考虑电路处理信号的处理范围、环境温度、空间大小、成本高低等诸多因素。 1）优先选择集成电路。由于集成电路体积小、功能强，可使电子电路可靠性增强，安装调试方便，并可大大简化电子电路的设计。只要外加极少量的元器件，利用运算放大器就可构成性能良好的放大器。同样，目前在进行直流稳压电源设计时，已经很少采用分立元器件进行设计了。取而代之的时性能更稳定、工作更可靠、成本更低廉的集成稳压器。 2）电阻器和电容器选择。这是两种最常见的元器件

9、，种类很多，性能相差很大，应用的场合也不同。因此，对于设计者来说，应熟悉各种电阻器和电容器的主要性能指标和特点，以便根据电路要求，对元件做出正确选择。 3）分立半导体元件选择。首先要熟悉这些元件的性能，掌握它们的应用范围；再根据电路的功能要求和元器件再电路中的工作条件，如通过的最大电流、最大反向工作电压、最高工作频率、最大消耗的功率等，确定元器件的型号。对于元器件的极限参数必须留有足够的余量，一般取1.52倍的额定值。1.2.5  电路仿真与实验随着计算机技术的飞速发展，电子系统的设计方法发生的很大变化。目前，EDA（电子设计自动化）技术已成为现代电子系统设计的必要条件。在计算机平台

10、上，利用EDA软件，可对各种电子电路进行调试、测量、修改，这样可大大提高电子设计的效率和精确度，同时节约的设计费用。许多电子线路设计软件，例如：经典的Protel99SE，流行的Altium Designer（Protel99SE的升级版本）都具有电路仿真功能。专门的电路仿真软件，例如：Multisim（EWB的升级版本），具有强大的仿真与分析功能。电子设计要考虑的因素和问题相当多，由于电路在计算机上进行模拟时所采用的元器件参数和模型与实际器件由差别，所以对经计算机仿真过的电路，还要进行实际实验。通过实验才可以发现问题、解决问题。若性能指标达不到要求，应深入进行分析出在哪些单元或元件上，再对它

11、们重新设计和选择，直到性能完全满足要求为止。 1.2.6  整理绘制电路原理图总体电路原理图是在总框图、单元电路设计、参数计算和元器件选择的基础上绘制的，它是组装、调试、印刷电路板设计和维修的依据。目前一般是利用绘图软件绘制电路图。绘制电路图时要注意以下几点。 1）总体电路图尽可能画在一张图上，同时注意信号的流向。一般从输入端画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各单元电路。对于电路图比较复杂的，应将主电路图画在一张或数张纸上，并在各图所有端口两端注上标号，依次说明各图纸之间的连线关系。 2） 注意总体电路图的紧凑和协调，要求布局合理、排列均匀。图中元器件的

12、符号应标准化，元件符号旁边应标出型号和参数。 3）连线一般画成水平线或垂直线，并尽可能减少交叉和拐弯。对于连接电源负极的连线，一般用接地符号表示；对于连接电源正极的连线，仅需标出电压值。1.2.7  印刷电路板设计印刷电路板设计需要丰富的实践经验，主要问题是如何将单元电路和元器件合理布局，其次是布线。布局时要注意元器件的外型尺寸、散热需求、信号流向、极性或标志方向等。布线时要注意电流大小、信号强度、接地要求、绝缘间距、甚至制造难度等。1.2.8  安装与调试1.3   电子线路的安装与调试1.3.1 电子线路的安装 设计电路完成以后要进行电路的

13、安装，一般采用印刷电路板、通用电路板和面包板，在进行安装时注意以下方面： 1）准备工具：准备好常用的工具和材料。要将各种各样的电子元器件及结构各异的零部件装配成符合要求的电子产品，一套基本的工具是必不可少的。如烙铁、钳子、改锥、镊子和焊锡。磨刀不误砍柴工！正确使用得心应手的工具，可大大提高工作效率，保证装配质量。 2）元件测试：所有电子元器件在安装前要全部测试一遍，有条件的还要进行老化，以保证元器件的质量。 3）极性一致：有极性的电子元器件安装时其标志最好方向一致，以便于检查和更换。集成电路的方向要保持一致，以便正确布线和查线。 4）颜色规范：在面包板上组装电路时，为了便于查线，可根据连线的不

14、同作用选择不同颜色的导线。如正电源采用红色线、负电源采用蓝色导线、地线采用黑色导线、信号线采用黄色导线等。5）布线有序：布线要按信号的流向有序连接，连线要做到横平竖直，不允许跨接在集成电路上方。另外，选择导线粗细要适中，避免导线与面包板插孔之间接触不良。1.3.2 电子线路的调试1）调试仪器万用表。它可以测量交直流电压、电阻、二极管。具有精度高，使用方使，应用广泛等特点。 示波器。示波器可以对电路中的各点电位进行测量，同时可以观察比较任意两点的波形与相位关系。具有灵敏度高、对负载影响小等特点。应注意所用示波器的频带一定要大于被测信号的频率。 信号源。因为经常要在加信号的情况下进行测试，在调试和

15、故障诊断时最好备有信号发生器。如函数发生器，它可产生正弦波、三角波、方波等波形。2）调试步骤对于电子系统的调试一般采用化整为零，分块调试，一般步骤为：调试前检查。电路安装完毕后，不要急于通电，首先要根据电路原理图认真检查电路接线是否正确。主要直观检查电源、地线、信号线、元器件引脚之间有无短路，连线有无接触不良，元器件有无漏焊，二极管、三极管和电解电容极性有无错误。查线时最好用万用表的蜂呜器挡来测量。 通电观察。任确认电路连接没有错误的情况下，接通电源。电源接通后不要先急于测量数据，而应首先观察有无异常现象，如有无冒烟，是否闻到异常气味，手摸元器件是否发烫，电源是否有短路现象等。如有异常，应立即

16、关断电源，待故障排除后方可重新通电。 分块调试。把电路按功能分成不同的模块，分别对各模块进行调试。通常调试顺序是按照信号的流向进行，这样可把前级测试过的输出作为后级的输入信号，为最后联调创造条件。分块调试包括静态和动念调试。静态测试是在没有外加信号的条件下测量电路各点电位，通过静态测试可以及时发现已经损坏的元器件或其他故障。动态测试是在信号源的作用下，借助示波器观察各点波形，进行波形分析，测量动态指标。把静态和动态测试的结果与设计的指标加以比较，经深入分析后对电路与参数做出合理的调整。整机联调。各单元电路调试好以后，还要将它们连接成整机进行统调。整机统调主要观察和测量动态特性，把测量的结果与设

17、计指标逐一对比，找出问题及解决办法，然后对电路及参数进行修正，直到整机的性能完全符合设计要求为止。3）调试记录调试电路过程中，应对测试结果作详尽记录，以便分析总结电路的合理性及可靠性，为以后的维修、维护及类似的电路设计提供参考。调试记录也是工作经验的积累。常用电子元件电子元件是组成一个电子产品的重要部分。对于电子工程技术人员来说，全面了解各类电子元器件的结构及特点，正确选择并合理地应用它们，是成功研制电子产品的重要因素之一。2.1 电阻器2.1.1 电阻器的种类及特点1）薄膜类薄膜类电阻是在玻璃或陶瓷基体上，沉积一层导电薄膜形成的，薄膜的厚度一般为几个微米。常用的薄膜类电阻有：碳膜电阻（型号：

18、RT）。在陶瓷骨架表面上，将碳氢化合物在真空中通过高温蒸发分解沉积成碳结晶导电膜。碳膜电阻价格低廉，阻值范围宽，温度系数为负值。在一般电子产品中大量使用。 金属膜电阻（型号：RJ）。在陶瓷骨架表面，经真空高温或烧渗工艺蒸发沉积一层金属膜或合金膜。其特点是：精度高、稳定性好、噪声低、体积小、高频特性好。在电子电路中应用广泛。金属氧化膜电阻（型号：RY）。在玻璃、瓷器等材料上，通过高温以化学反应形式生成以二氧化锡为主体的金属氧化层。该电阻器由于氧化膜膜层比较厚，因而具有极好的脉冲、高频和过负荷性能，且耐磨、耐腐蚀、化学性能稳定。但阻值范围窄，温度系数比金属膜电阻差。2）合金类用块状电阻合金拉制成合

19、金线或碾压成合金箔制成电阻，典型产品是线绕电阻（型号：RX）。将康铜丝或镍铬合金丝绕在磁管上，并将其外层涂以珐琅（读音：发蓝）或玻璃釉加以保护。线绕电阻具有高稳定性、高精度、大功率等特点。温度系数小，精度高，最大功率可达200W。但线绕电阻的缺点是自身电感和分布电容比较大，不适合在高频电路中使用。3）合成类将导电材料与非导电材料按一定比例混合成不同电阻率的材料后制成的电阻。合成类电阻种类比较多，按用途可分为通用型、高阻型和高压型等。如金属玻璃釉电阻（型号：RI）、实芯电阻（型号：RS）、合成膜电阻（型号：RH）及厚膜电阻网络（电阻排）。厚膜电阻网络，也叫集成电阻，其特点是温度系数小，阻值范围宽

20、，参数对称性好。目前己越来越多的被应用在各种电子设备中。4）贴片电阻近几年广泛流行的封装形式，有多种类型的电阻采用这种封装。例如玻璃釉电阻、薄膜类电阻、合金类电阻等。2.1.2 电阻器的标识方法1）直标法把元件的主要参数直接印制在元件的表面上，这种方法主要用于功率比较大的电阻。2）文字符号法随着电子元件的不断小型化，特别是表面安装元器件（SMD）的大量使用，使得电阻器的体积越来越小，其元件表面上标注的文字符号也做出了相应调整。一般仅用三位数字标注电阻器的数值，精度等级不再表示出来。前两位数字表示数值的有效数字，第三位数字表示数值的倍率。如101表示其阻值为10×101100；223表

21、示其阻值为22×10322k。也有用第一位、第三位数字表示数值的有效数字，第二位用字母“R”表示小数点或用字母“k”表示k标识方法。如3R9表示其阻值为3.9；如1k5表示其阻值为1.5k。3）色环法小功率电阻器使用最广泛的是色环法，一般用背景区别电阻器的种类：如浅色（淡绿色、谈蓝色、浅棕色）表示碳膜电阻，用红色表示金属或金属氧化膜电阻，深绿色表示线绕电阻。一般用色环表示电阻器的数值及精度。普通电阻器大多用四个色环表示其阻值和允许偏差。第一、二环表示有效数字，第三环表示倍率（乘数），与前三环距离较大的第四环表示精度。精密电阻器采用五个色环标志，第一、二、三环表示有效数字，第四环表示倍

22、率，与前四环距离较大的第五环表示精度。有关色环标注的定义见教材P18。2.1.3 电阻器的标称值及选用方法1）标称电阻值E6系列：允许误差为±20，标称电阻值为1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8。 E12系列：允许误差为±10，标称电阻值为1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2。E24系列：允许误差为±5，标称电阻值为1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2

23、、9.1。标称电阻值与产品制造的关系任何阻值都不是废品。更高精度的电阻系列还有：E96，E196等。2）标称功率在一般电子产品中常用的电阻标称功率为1/16、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10等。色环电阻的标称功率没有直接标注在电阻上，标称功率一般可以从电阻的体积（物理尺寸）识别出来。3）选用原则一般电路选用碳膜电阻、精密仪器选用金属膜电阻。电阻值优选E6系列，容易选购。电阻的功率选择，留有1.52倍余量。电阻的耐压问题，普通电阻不宜用在高压电路。2.1.4 电位器和特种电阻介绍电位器是一种可调电阻，也是电子电路中用途最广泛的元器件之一。它对外有三个引出端，其个两个为固定端，另一个是中心

24、抽头。转动或调节电位器转动轴，其中心抽头与固定端之间的电阻将发生变化。常见的有碳膜电位器、线绕电位器和多圈电位器，阻值变化规律有线性变化型、指数变化型和对数变化型。注意问题：电位器的标称功率是总电阻（两个固定端之间）允许功率。应按标称功率计算出最大的工作电流，应用时不能超过此值。热敏电阻：低精度温度检测最常用；光敏电阻：路灯自动控制系统中的光亮度检测；压敏电阻：电子设备的过压保护电路。2.2 电容器2.2.1 常用电容器的种类及特点1）瓷片、独石电容：高频特性好，价格便宜。容量较小、误差大、温度系数高。独石电容价格较高。适合高频耦合及退耦，电源滤波应用。2）云母、涤纶、聚酯薄膜电容：容量误差小

25、、温度系数低。适合定时电路应用。云母价格高。3）铝、钽电解电容。体积小、容量大。耐压性能差，误差大。低频及电源滤波应用。铝电解电容，高温易干涸，失效。容量与工作电压有关系。工作电压为80%额定电压。2.2.2 电容器的标识方法1）容量较小的瓷片、独石及薄膜电容，用直接标注和文字符号标注。单位为pF时（通常在1 pF以上），直接标注容量，不标单位。例如47，表示47pF。单位为F时（通常在1F以下），直接标注容量，不标单位。例如0.01，表示0.01F。可能出现的0.68标识，单位为pF还是F，可以由体积大小识别。文字符号标注时，前两位数字表示数值的有效数字，第三位数字表示数值的倍率，单位多为p

26、F。例如：471表示容量为47×101470pF；常用的容量为0.1F的瓷片或独石电容，标注为104，其容量为10×104105pF0.1F。也有用字母“n”表示nF（纳法，109F）标识方法。如4n74700 pF；100n0.1F。2）容量较大的电解电容，一般用直接标注法。由于电解电容的体积较大，可标注更多的文字，多数都标出单位。例如：0.47F、4.7F、220F等。3）电容器的体积比较大，通常都标出工作电压。容量较大的电解电容还标出型号、工作温度范围、容量误差等。2.2.3 电容器的参数及选用方法电容器的参数很多，除了标称容量和额定电压以外，还有温度系数、绝缘电阻、

27、损耗角正切、容量偏差、等效串联电感等。电容器的标称容量和电阻的阻值系列值基本相同，其额定工作电压等级为：6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、75V、100V、160 V、200 V、250 V、400 V等。电容器的额定工作电压一般按实际电路的电压等级确定。如12V电源滤波，选16V或25V的耐压。瓷片、独石及薄膜电容额定工作电压一般在25V以上，并且过电压能力较好。电解电容的额定工作电压等级划分很细，过电压能力很差，一般不超过上一个等级。不同电压等级、容量相同的电容器，体积和价格有很大的差异。薄膜电容的容量偏差较小；瓷片和独石电容次之；电解电容的偏差很大，可达50100

28、。不同类型电容器的电气性能差异很大，一定要按照电路结构和工作性质选用。瓷片、独石电容，适合用于高频耦合、滤波及退偶电路； 电解电容，适合用于低频耦合、滤波及退偶电路； 薄膜电容，适合用于定时及振荡器电路；必要时可以把不同特性的电容器并联使用，以便达到要求的技术指标。如低频滤波高频退耦，采用电解电容瓷片电容并联结构。17第 页2.3 二极管 二极管通常是指由一个PN结（也有特殊结构）组成的二端（2个引脚）半导体元件。按其用途可分为：整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。2.3.1 常用二极管的种类及特点 1）整流二极管 整流二极管结构主

29、要是平面接触型，其特点是允许通过的电流比较大，反向击穿电压比较高，但PN结电容比较大，一般广泛应用于频率不高的电路中。例如整流电路、钳位电路、保护电路等。整流二极管在使用中主要考虑的问题是最大整流电流和最高反向工作电压应大于实际工作中的值。常用的整流二极管有1N40011N4007系列（1A），1N54011N5407系列（3A）。 2）开关二极管开关二极管主要应用于高频电路、开关电源、阻容吸收电路、逆变电路等，其反向恢复时间短。在开关电源中还普遍使用肖特基二极管和快恢复二极管。肖特基二极管的主要特点是正向导通压降小(约0.45V)，反向恢复时间短和开关损耗小。但是反向工作电压（耐压）比较低。

30、快恢复二极管在制造上采用掺金、单纯的扩散等工艺，可获得较高的开关速度，同时也能得到较高的耐压。主要应用在开关电源中（如整流电路、阻容吸收电路）。常用的开关二极管有1N4148（100mA），1N914；肖特基二极管有1N58171N5819；快恢复二极管有FR107等。3）稳压二极管稳压二极管是利用PN结反向击穿特性所表现出的稳压性能制成的器件。稳压管的主要参数有：稳压值。指当流过稳压管的电流为某一规定值时，稳压管两端的压降。目前各种型号的稳压管其稳压值在2200V，以供选择。电压温度系。稳压管的温度系数在稳压值低于4V时为负温度系数；当稳压值大于7 V时，其温度系数为正值；稳压值在6V左右时

31、，其温度系数近似为零。目前低温度系数的稳压管是由两只稳压管反向串联而成，利用两只稳压管处于正反向工作状态时具有正、负不同的温度系数，可得到很好的温度补偿。例如2DW7型稳压管是稳压值为67V的双向稳压管。动态电阻。表示稳压管稳压性能的优劣，一般工作电流越大，动态电阻越小。允许功耗。由稳压管的封装决定，常用稳压管的功率有1/4 W、1/2W、1 W和3W等。稳定电流。测试稳压管参数时所加的工作电流。动态电阻会随工作电流变化。4）发光二极管发光二极管（LED）的伏安特性与普通二极管类似，所不同的是当发光二极管通过正向电流时能发出某种颜色的光。在使用LED时应注意两点：一是若用直流电源电压驱动LED

32、时，在电路中一定要串联限流电阻，以防止通过LED的电流过大而烧坏管子，注意发光二极管的正向压降较大。红外线LED为1V左右；红、绿、黄色LED为2V左右；白色LED为3V左右。二是发光二极管的反向击穿电压比较低，一般仅有5V左右。因此当用交流电压驱动LED时，可在LDE两端反极性并联整流二极管，使其反向偏压不超过0.7V，以便保护发光二极管。二极管的标识中一般只有型号，型号中隐含了二极管的特性参数。但要注意：不同厂家（公司）生产的相同型号产品参数可能略有差别。2.3.2 二极管的主要参数及选用方法1）正向电流IF：二极管长期工作时，根据允许温升折算出来的平均电流值。2）正向压降VF：二极管通过

33、规定正向电流时的电压降落。3）反向电压VR：二极管正常工作时允许施加的反向电压。4）反向电流IR：二极管施加的规定反向电压时的漏电流，一般在10A以下。5）反向恢复时间trr：二极管由导通状态突然施加反向电压时，反向电流由很大衰减到接近IR时所需要的时间。大功率开关二极管工作在高频开关状态时，此项指标至为重要。选择二极管的时候首先考虑电路类型，然后是工作电流，最后是反向电压（耐压）。对于整流二极管和开关二极管正向电流IF和反向电压VR应留有1.52倍的余量。大功率二极管使用时还要安装足够大的散热器，保证其PN结温度不超过允许值。对于稳压二极管和发光二极管应按推荐的工作电流使用。2.4 三极管三

34、极管通常是指由两个PN结组成的三端（3个引脚）半导体元件，即双极型晶体管。具有放大作用的三端半导体元件还有场效应晶体管，其中包括结型场效应管，绝缘栅场效应管。还有N沟道、P沟道、增强型和耗尽型之分。双极型晶体管种类非常多。按照极性可分为PNP型和NPN型；按照制造材料分类，有锗管和硅管；按照工作频率分类，有低频管和高频管；按照允许耗散的功率大小分类，有小功率管和大功率管。下面以双极型晶体管（简称三极管）为例，介绍三极管的选用方法。2.4.1三极管的特点双极型晶体管是电流控制型半导体元件，在三极管的基极施加较小的正向电流，就可以在集电极产生较大的电流。三极管的型号很多，价格便宜，控制方便，应用广

35、泛。2.4.2 三极管的参数双极型晶体管的参数很多，从实用的角度出发，选择和使用三极管时应了解以下常用的参数：1）集电极-发射极击穿电压（BVCEO）三极管基极开路时加在集电极和发射极两端电压的最大允许值，一般为几十伏，高压大功率管可达千伏以上。2）集电极最大电流（ICM）三极管集电极允许的最大电流，超过该电流可能造成器件的永久性损坏。集电极负载的工作电流应小于此数值。3）集电极最大功耗（PCM）在规定的条件下，三极管集电极允许的最大功率损耗。实际允许的耗散功率还与三极管的最高允许结温有关。在实际工作中三极管的功率损耗为集电极-发射极电压（VCE）与集电极电流（IC）的乘积。4）集电极-发射极

36、饱和压降（VCE（SAT）在规定的条件下（IC为10倍的IB），三极管饱和导通时，集电极和发射极之间的电压降落。5）基极-发射极压降（VBE）在规定的条件下（IC为某一工作电流），三极管基极和发射极之间的电压降落。6）直流放大系数（FE）在规定的条件下（IC为某一工作电流），三极管集电极电流与基极电流的比值，即值。它是表征三极管电流放大作用的最主要的参数。常用的中小功率三极管，该值在50300之间，普遍在150左右。7）特征频率（fT）在规定的条件下（IC为某一工作电流），三极管直流放大系数下降到1时的输入信号频率值。它是表征三极管具有放大作用时的最高工作频率。常用的中小功率三极管，该值多在5

37、0MHz以上。在高频电路应用中，该值非常重要。fT应选工作频率的10倍以上。三极管的标识中一般也只有型号，型号中隐含了三极管的特性参数。要特别注意：不同厂家（公司）生产的相同型号产品参数可能差别较大。2.4.3 三极管的选用方法选择三极管的时候首先考虑电路类型（线性放大/电子开关），然后是击穿电压（耐压），最后是工作电流。集电极-发射极击穿电压（BVCEO）应是电源电压的1.5倍以上；集电极最大电流（ICM）应是集电极负载电流的2倍以上。其他参数可为电路中其他元件参数计算提供依据。需要说明：直流放大系数（FE）在集电极电流很小和很大时，工作频率较高时，都会有明显的降低。2.5.1场效应晶体管的

38、特点及选用场效应晶体管（MOSFET，简称场效应管或者MOS管）是电压控制型半导体元件，在MOS管的栅极施加一定的电压，就可以在漏极产生较大的电流。一般N沟道增强型场效应管应用较多。应用电路与NPN型三极管类似。2.5.2 晶闸管的特点及选用一般灵敏门极型双向晶闸管应用较多。2.6 分立元件电路分析与设计分立电子元件组成的电路是一个电子产品的重要部分。对于电子工程技术人员来说，全面了解各类分立电子元件的连接方法及特点，正确选择并合理地使用它们，是电子线路设计的重要环节之一。2.6.1 电阻器电路连接与特点1 电阻器串联与并联的目的1）获得标称电阻值以外的参数值。如9.5k，7.52，6.2+3

39、.3；10200等。 2）降低单只电阻器的功率消耗。2 电阻器串联与并联的特性1）电阻值的误差变化。多只电阻串联与并联后的误差一般小于单只电阻。2）电阻器的失效分析。开路失效为主。3）功率消耗分配。串联时，阻值大则功率消耗大；并联时，阻值大则功率消耗小。常用两只相同阻值的小功率电阻器串联与并联后提高总的允许功率。3 电位器的连接方式与特性1）分压器应用失效问题。开路为主。失效的后果。有时候很严重。解决方法。增加连接线。2）增益调节应用失效问题。开路为主。干扰问题。引入噪声干扰。解决方法。增加连接线；调整元件位置。3）微调应用失效问题。开路为主。稳定性与可靠性。适应能力差。解决方法。改变电路结构

40、。2.6.2 三极管电路的应用与特性1线性放大器的应用1）建立静态工作点。合适的VCE。2）稳定静态工作点。合理的负反馈。3）参数计算简易方法通常VCE选择为1/2VCC。选择RbRc按100计算即可满足多数应用。Ic（VbVbe）/Re通常Rb选择为20Rc，VCEVCC（RcRe）·Ic。50时，AvRc/Re，与值关系不大。2 开关电路的应用1）三极管的工作点。如何保证饱和状态。2）三极管的功耗问题。饱和状态功耗不大。不饱和的后果。功耗变大，容易过热损坏。3）三极管的失效分析。C、E短路失效为主。2.6.3 分立元件电路的参数计算1指示灯电路的参数计算1）最简单的电源指示灯电路

41、LED串联限流电阻。缺点：对电源电压变化不敏感。2）带稳压管的电源指示灯电路上述电路中串联合适的稳压管。优点：对电源电压变化敏感，可用于电压监测。3）三极管驱动的指示灯电路发光二极管（LED）限流电阻的确定R（VccVFVces）/IC。一般可以忽略Vces。2三极管电路的参数计算三极管开关电路的参数计算可以采用倒推法，先由负载工作电流入手进行计算。1）集电极负载电流的计算IcVCC / Rc。有时直接按给定的负载的工作电流（IL）计算。电磁继电器（电感）负载时。加保护二极管。2）基极电流的计算IbIc /。按50计算，可以满足多数要求。需要较大余量时，按20计算。3）基极电阻的确定Rb（VO

42、HVbe）/Ib。注意驱动信号的特性， VOH/VOL会因为Ib不同有很大的变化。4）三极管的选择根据负载（电源）电压（VCC）和工作电流（IL），对应于三极管的集电极-发射极击穿电压（BVCEO）和集电极最大电流（ICM）进行选择。BVCEO大于1.5倍VCC。ICM大于2倍IL。第三章 模拟集成电路模拟集成电路有很多类型，如运算放大器、电压比较器、电压调节器、集成功率放大器、基准电压源等，其中应用最广泛的就是运算放大器。其他模拟集成电路中，有些和运算放大器工作原理相似（电压比较器，功率放大器）；有些则是运算放大器和其他元器件的应用组合（电压调节器、基准电压源）。3.1 运算放大器的参数与工作特性1.输入失调电压Vio（V