模电总结复习课

模电总结复习课第十章直流电流源小功率直流稳压电源的组成功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压u4uou3u2u1交流电源负载稳压滤波整流变压整流电路的作用:

将交流电压转变为脉动的直流电压

常见的整流电路：半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等分析时可把二极管当作理想元件处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大整流原理：

利用二极管的单向导电性uDO一、单相整流电路（2）工作波形（1）电路结构–++–aTrDuoubRLiou

tOuoOu=1、半波整流（3）参数计算(1)整流电压平均值Uo(2)整流电流平均值Io（4）整流二极管的选择

平均电流ID与最高反向电压UDRM

是选择整流二极管的主要依据。选管时应满足：

IF

1.1IO，URM

1.1

2、单相桥式整流电路（2）工作波形（1）电路结构uouDttu四只管子如何接？（3）估算（4）二极管的选择考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满足：（5）参数计算1)整流电压平均值Uo2)整流电流平均值Io3)流过每管电流平均值ID4)每管承受的最高反向电压UDRMRLUORLUOI9.0o==（6）简化画法+uo

RLio~+u2

（7）整流桥把四只二极管封装在一起称为整流桥~~例1：

试分析图示桥式整流电路中的二极管D2

或D4

断开时负载电压的波形。如果D2

或D4接反，后果如何？如果D2或D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？

uo+_~u+_RLD2D4D1D3解：当D2或D4断开后电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和D3导通，负载中有电流过，负载电压uo=u；负半周时，D1和D3截止，负载中无电流通过，负载两端无电压，uo=0。

uo

u

π2π3π4πtwtwπ2π3π4πoo

如果D2或D4接反则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通，电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。

如果D2或D4因击穿烧坏而短路则正半周时，情况与D2或D4接反类似，电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。uo+_~u+_RLD2D4D1D3三、滤波电路（1）工作原理1.

电容滤波电路滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。

考虑变压器和整流电路的内阻C越大，RL越大，τ放电

将越大，曲线越平滑，脉动越小。内阻使（2）二极管的导通角导通角无滤波电容时θ＝π。有滤波电容时θ<π，且二极管平均电流增大，故其峰值很大！θ小到一定程度，难于选择二极管！

简单易行，UO（AV）高，C足够大时交流分量较小；不适于大电流负载。（3）电容的选择及UO（AV）的估算若负载开路UO（AV）＝？（4）优缺点2.电感滤波电路适合大电流负载！3.复式滤波电路为获得更好的滤波效果，可采用复式滤波电路。电感应与负载串联，电容应与负载并联。4.倍压整流电路分析时的两个要点：设①负载开路，②电路进入稳态。u2负半周，u2加C1上电压对C2充电：P→D2→C2→A，最终u2正半周C1充电：A→D1→C1→B，最终P讨论

已知变压器副边电压有效值为10V，电容足够大，判断下列情况下输出电压平均值UO（AV）≈？

1.正常工作；

2.C开路；

3.RL开路；

4.D1和C同时开路。第一章常用半导体器件1.1半导体基础知识一、本征半导体二、杂质半导体三、PN结的形成及其单向导电性四、PN结的电容效应

1.N型半导体磷（P）

杂质半导体主要靠多数载流子导电。掺入杂质越多，多子浓度越高，导电性越强，实现导电性可控。多数载流子

空穴比未加杂质时的数目多了？少了？为什么？多子与少子N型中,自由电子为多子，空穴为少子施主原子?2.P型半导体硼（B）多数载流子受主原子?

三价元素价电子与半导体原子形成共价键时,产生一个空位(呈电中性)

该空位可吸引邻近价电子来填补，使杂质原子成为带负电的离子杂质原子吸收电子,称为受主原子空穴为多数载流子，自由电子为少子PN结的形成PN结的形成PN结的单向导电性外加正向电压或正向偏置时(P区加正、N区加负电压)内电场被削弱,多子的扩散加强,能够形成较大的扩散电流

外加反向电压或反向偏置时(N区加正、P区加负电压)内电场被加强，多子的扩散受抑制，少子漂移加强。但少子数量有限，只能形成较小的反向电流PN结的伏安特性曲线1.2半导体二极管一、二极管的组成二、二极管的伏安特性及电流方程三、二极管的等效电路四、二极管的主要参数五、稳压二极管二极管的微变等效整流电路(交流变直流)a.电路；b.输入/输出波形关系理想二极管半波整流电路及波形限幅电路(削波电路，一种能把输入电压的变化范围加以限制的电路，常用于波形变换和整形)a.电路b.输入/输出波形关系二极管上限幅电路及波形a.伏安特性b.符号和等效电路稳压管的伏安特性和等效电路稳压二极管晶体三极管输入特性曲线输出特性曲线温度对晶体管特性的影响

晶体管在放大区,由于发射结正偏,输入电阻较小,不适于要求高输入阻抗的情况,且受温度影响较大(少子作用)

场效应管(FieldEffectTransistor)利用电场效应来控制电流,以半导体中的多子来实现导电特点:控制端基本上不需要电流(输入阻抗高),且受温度,幅射等外界条件影响小,便于集成绝缘栅型场效应管结型场效应管场效应管N沟道型P沟道型N沟道(增强型,耗尽型)P沟道(增强型,耗尽型)1.4场效应管转移特性曲线输出特性曲线(IDSS

饱和漏极电流)2.1.1放大的概念2.1.2放大电路的性能指标2.1放大的概念和放大电路的性能指标

现实生活中常需要将微弱的电信号进行放大.如扩音机.放大器是一种用来放大电信号的装置,是电子设备中使用最广泛的一种电路扩音机示意图2.1.1放大的概念2.2.1组成及各元件的作用2.2.2静态工作点2.2.3组成原则与其它常见共射电路2.2基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路

输入信号ui:ui=0时,称放大电路处于静态偏置电路VBB与Rb:保证发射结正向偏置.Rb起限流作用.

VCC与Rc:保证集电结反向偏置.Rc将变化的集电极电流转换为电压输出

晶体管T:放大作用以上各元件是必不可少的bceICQIBQ2.2.1结构及各元件的作用放大电路的静态工作点Q,记为IBQ,ICQ,UBEQ,UCEQ输入回路管子状态输出回路ICQIBQ2.2.2静态工作点其它常见的共射放大电路(I)--直接耦合共射放大电路

静态工作点(ui=0)输入回路管子状态输出回路直接耦合共射放大电路IBQICQ

静态工作点(ui=0)输入回路管子状态输出回路其它常见的共射放大电路(II)—阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路IBQICQ2.3.1直流通路与交流通路2.3.2图解法2.3.3等效电路法2.3放大电路的分析方法例1:基本共射放大电路直流通路交流通路整理直流通路交流通路例2:直接耦合共射放大电路直接耦合电路,静态工作点与RS,RL有关直流通路交流通路例3:阻容耦合共射放大电路阻容耦合电路,静态工作点与RS,RL无关利用晶体管的特性曲线来表示其电压与电流的关系,电路的电压与电流的关系也用曲线(或直线)来表示,然后利用作图的方法来求解.(这里所说的电流与电压均为交直流混合量)分析思路:先找出电路中电压和电流的一般关系,确定出相应的曲线,再依次分析静态与动态时的情况2.3.2分析方法(I)--图解法1.输入回路分析基本共射放大电路

虚线以左的回路方程

虚线以右输入/输出关系(晶体管的发射结)

回路方程的斜率为-1/Rb

两线的交点即是Q点工作点坐标(UBEQ,IBQ)

输入回路的静态分析:

电路参数(VBB

Rb

VCC

Rc)对输出回路Q点位置的影响VBB

增加,Q点沿输出回路方程确定的直线上移,反之下移

Rb

减小,Q点沿输出回路方程确定的直线上移,反之下移

电路参数(VCC

Rc)对Q点的影响

Rc增加,负载线的斜率改变,Q点在IB=IBQ特性曲线向左移动

VCC增加,Q点在IB=IBQ特性曲线向右移动基本共射放大电路Q点位置对波形非线性失真的影响

Q点位置过低,且输入信号幅值较小时的放大电路的波形输入回路波形输出回路波形截止失真:晶体管截止产生的失真.输出电压uo产生顶部失真解决方法:增大VBBQ点位置对波形非线性失真的影响

Q点位置过高,且输入信号幅值较小时的放大电路的波形饱和失真:晶体管饱和产生的失真.输出电压uo产生底部失真解决方法:增大Rb或减小Rc或减小输入回路波形输出回路波形Q点位置对波形非线性失真的影响

若Q点已定(放大区内),最大不失真输出电压Uom(有效值)=?最大不失真条件:uCE>UCES

iB>0Q点位置对波形非线性失真的影响

Q点设置在什么地方,能使电路不失真输出电压Uom(max)最大?

Q点应设置在放大区内负载线的中点直流通路直流负载线与交流负载线直流负载线方程交流负载线过Q点,且满足交流通路

交流负载线的画法

ui=0时,交流负载线必过Q点由交流负载线方程,得到斜率画法II(已知两点)

交流负载线必过Q点求交流负载线与横坐标的交点画法I:(已知点与斜率)

说明

对于直接耦合放大电路,直流与交流负载线重合对于阻容耦合放大电路,只有在空载情况下,两条直线才重合

带载RL后,ui不变,由于交流负载线斜率变陡,所以uo变小,从而导致电压放大倍数变小,最大不失真输出电压也变小例P931)分析基本共射电路静态工作点从Q1到Q2,从Q2到Q3,从Q3到Q4时,分别由电路中哪个参数变化造成的?2)静态工作点Q1,Q2,Q3,Q4,哪种情况下容易产生截止失真,饱和失真以及出现最大不失真输出电压?输出是以Q点为中心,在负载线上移动Q4点下电路的最大不失真输出电压最大求负载线与横,纵坐标的交点3)静态工作点