模拟电子技术项目化教程

项目一直流稳压电源电路模拟电子技术项目化教程项目概述当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源，它可以直接采用蓄电池、干电池或直流发电机获得直流电能，还可以将电网的380/220V交流电通过电路转换的方式来获取直流电。由于直流稳压电源应用的普遍性，本项目选择制作一款简易的直流稳压电源，先学习分析交流电转换成为直流电的方法，再掌握直流稳压电路的焊接和制作技术。项目引导教学目的：1．半导体二极管的结构、图形符号、导电特性和相关参数。2．单相整流、电容滤波、稳压、电源指示电路的组成及工作原理及分析计算方法。3．电路仿真软件Multisim的使用，仿真电路的连接与调试。4．面包板的使用方法，实际电路图的连接与调试；万用表、双踪示波器的使用方法。5．电路常见故障排查。项目引导项目要求：1．工作任务：直流稳压电源电路的设计、制作与调试2．性能指标：输出直流电压±5V。项目引导参考电路：项目引导项目咨询：工作任务学习目标任务一整流电路1．了解半导体及PN结的特性；掌握二极管的结构、图形符号、伏安特性和相关参数；2．熟悉单相半波整流、桥式整流电路的组成及工作原理；会估算整流电路的直流电压、选择整流二极管；3．能正确使用万用表对半导体二极管进行检测；4．掌握桥式整流电路中二极管的正确安装方法；能正确使用双踪示波器观察信号波形；5．能排除整流电路常见故障。任务二滤波电路1．熟悉电容滤波的电路组成和工作原理；会估算输出电压，正确选用二极管和电解电容；2．能应用仿真软件Multisim进行仿真电路的连接，并使用示波器观察、测量整流、滤波后波形。任务三稳压电路1．熟悉并联稳压的电路组成、适用场合、稳压原理和元器件选择方法，会分析并联稳压电路的简单故障；2．简单了解串联型分立元件稳压电路的组成和稳压原理。3．掌握并联型稳压电路的连接及调试方法。任务四线性集成稳压电路1．熟悉三端线性集成稳压器分类、主要参数、型号命名含义、管脚排列；掌握三端固定集成稳压器电路的组成及基本应用；2．熟悉三端可调集成稳压器基本应用电路组成、外接元器件作用；会估算输出电压调节范围，会正确选用元器件。任务五电源指示电路1．熟悉LED的分类特点；2．掌握常见的LED电源指示灯应用电路组成及工作原理。半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。常用的半导体材料有硅（Si）、锗（Ge）、硒（Se）和砷化镓（GaAs）等。1．半导体及其特性任务1：整流电路1.1.1半导体基础知识半导体具有以下特性：（1）热敏特性：温度升高，大多数半导体的电阻率下降。利用这种特性就可以做成各种热敏元件。（2）光敏特性：许多半导体受到光照辐射，电阻率下降。利用这种特性可制成光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管光电元件等。（3）掺杂特性：当在纯净的半导体中掺入微量的其它杂质元素时，其导电能力会增加几十万甚至几百万倍，利用这个特性可制成半导体二极管、半导体三极管、场效应管、晶闸管等等。2．本征半导体任务1：整流电路1.1.1半导体基础知识具有晶体结构的纯净半导体就称为本征半导体（Insrinsicsemiconductor）。在绝对零度和未获得外加能量时，半导体不具备导电能力。共价键失去电子后留下空位称为空穴，电子和空穴成对出现，称为载流子。空穴参与导电是半导体导电的特点，是与导体导电最根本的区别。3．杂质半导体任务1：整流电路1.1.1半导体基础知识在本征半导体中掺入微量的其它元素（称为掺杂），形成杂质半导体。增加了载流子的数目，提高了本征半导体导电能力。N型半导体—在本征半导体硅或锗中掺入微量五价元素，如磷、砷（杂质）所构成。正离子多数载流子少数载流子电子为多子，空穴为少子P型半导体—在本征半导体硅或锗中掺入微量三价元素，如棚、铟（杂质）所构成。负离子多数载流子少数载流子空穴为多子，电子为少子电中性1.1.2PN结

单纯的P型或N型半导体并不能做成半导体器件.，若在一块本征半导体上，两边掺入不同的杂质，并分别成为P型和N型半导体，则在两种半体的交界面附近形成一层很薄的特殊导电层-----PN结。PN结是构成各种半导体器件的基础。4．PN结及其单向导电性任务1：整流电路1.1.1半导体基础知识1）PN结的形成在一块完整的晶片上,通过一定的掺杂工艺,一边形成P型半导体,另一边形成N型半导体。在P型和N型半导体交界面的两侧,由于载流子浓度的差别,N区的电子必然向P区扩散,而P区的空穴要向N区扩散。P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子,N区一侧则因失去电子而留下不能移动的正离子,这些离子被固定排列在晶格上,不能自由运动,所以并不参与导电,这样,在交界面两侧形成一个带异性电荷的离子层,电荷的离子层,称为空间电荷区。4．PN结及其单向导电性任务1：整流电路1.1.1半导体基础知识4．PN结及其单向导电性任务1：整流电路1.1.1半导体基础知识1）PN结的形成（1）载流子的浓度差引起多子的扩散（2）交界面形成空间电荷区(PN结)，建立内电场

空间电荷区特点:无载流子，阻止扩散进行，利于少子的漂移。（3）

扩散和漂移达到动态平衡，形成PN结。总电流

I=0内建电场载流子在电场作用下的定向运动4．PN结及其单向导电性任务1：整流电路1.1.1半导体基础知识2）PN结的偏置（1）PN结正向偏置P区N区内电场+

UR外电场IF限流电阻扩散运动加强形成正向电流

IF=I多子

I少子

I多子外电场使多子向PN结移动，中和部分离子使空间电荷区变窄。外加正向电压（P+、N–）4．PN结及其单向导电性任务1：整流电路1.1.1半导体基础知识2）PN结的偏置PN结的单向导电性：正偏呈低阻导通，正向电流IF较大;

反偏呈高阻截止，反向电流IR很小。外加反向电压（P–、N+）P

区N

区

+UR内电场外电场外电场使少子背离PN结移动，空间电荷区变宽。IR漂移运动加强形成反向电流IR=I少子

0（2）PN结反向偏置1．二极管的结构任务1：整流电路1.1.2认识半导体二极管通过一定的生产工艺把半导体的P区和N区部分结合在一起，则它们的交界处就会形成一个具有单向导电性的薄层，称为PN结（PNJuntion）。以PN结为管芯，在P区和N区均接上电极引线，并以外壳封装，就制成了半导体二极管，简称二极管。二极管电路符号：箭头方向表示二极管导通时的电流方向。

二极管的分类(1)按所用材料不同划分：硅管和锗管；(2)按制造工艺不同划分：①点接触型：结电容（Junctioncapacitance）很小，允许通过的电流也很小（几十毫安以下），适用于高频检波、变频、高频振荡等场合。2AP系列和2AK系列；②面接触型：允许通过的电流较大，结电容也大，工作频率较低，用作整流器件。如国产硅二极管2CP和2CZ系列；③硅平面型，2CK系列开关管。1．二极管的结构任务1：整流电路1.1.2认识半导体二极管

二极管阳极电位高于阴极电位，称为二极管(PN结)正向偏置，简称正偏(Forwardbias)；二极管阳极电位低于阴极电位，称为二极管(PN结)反向偏置，简称反偏(Reversebias)。二极管正偏导通，反偏截止的这种特性称为单向导电性(Onilateralconductivity)。1．二极管的伏安特性任务1：整流电路1.1.2认识半导体二极管

二极管的伏安特性曲线如图所示，分为三部分：(a)正向特性；(b)反向特性；(c)反向击穿特性。1．二极管的伏安特性任务1：整流电路1.1.2认识半导体二极管(a)正向特性：①OA段为死区，此时正偏电压称为死区电压Uth，硅管0.5V，锗管0.1V。②AB段为缓冲区。③BC段为正向导通区。当u≥Uth时，二极管才处于完全导通状态，导通电压UF基本不变。硅管为0.7~0.8V,一般取0.7V，锗管为0.2~0.3V，通常取0.2V。当二极管为理想二极管时，UF＝0。

(b)反向特性：如图OD段所示，二极管处于截止状态，在电路中相当于开关处于关断状态。

(c)反向击穿特性：如图所示，反向电流在E处急剧上升，这种现象称之为反向击穿（Reversebreakdown），此时所对应的电压为反向击穿电压UBR。对于非特殊要求的二极管，反向击穿时会使二极管PN结过热而损坏。1．二极管的伏安特性任务1：整流电路1.1.2认识半导体二极管3．二极管的主要参数任务1：整流电路1.1.2认识半导体二极管1）最大整流电流IFIF为指二极管长期运行时允许通过的最大正向直流电流。

IF与PN结的材料、面积及散热条件有关。大功率二极管使用时，一般要加散热片。在实际使用时，流过二极管最大平均电流不能超过IF，否则二极管会因过热而损坏。

2）最高反向工作电压URM（反向峰值电压）

URM为二极管在使用时允许外加的最大反向电压。URM=UBR。实际使用时，二极管所承受的最大反向电压值不应超过URM，以免二极管发生反向击穿。3）反向电流IRIR是指在室温下，二极管未击穿时的反向电流值。4）最高工作频率二极管的工作频率若超过一定值，就可能失去单向导电性，这一频率称为最高工作频率。主要由PN结的结电容的大小来决定。点接触型二极管结电容较小，可达几百兆赫兹。面接触型二极管结电容较大，只能达到几十兆赫兹。3．二极管的主要参数任务1：整流电路1.1.2认识半导体二极管任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路本项目制作的直流稳压电源电路是将电网220V的交流电通过变压器降压为12V左右的低压交流电后，再转换为直流电的方式来实现。其中，将大小和方向都随时间变化的交流电变换成单方向的脉动直流电的过程称为整流。利用二极管的单向导电性，就能组成整流电路。常见的整流电路有半波整流、全波整流、桥式整流和倍压整流，本任务主要介绍单相半波整流电路和单相桥式整流电路。任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路1．单相半波整流电路单相半波整流电路如图所示，图中T为电源变压器,RL为电阻性负载。

设变压器二次绕组的交流电压u2=√2U2sinωt，式中，U2为二次电压有效值。u2的波形如图（a）所示。

任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路1．单相半波整流电路

(1)正半周u2瞬时极性a(+)，b(-)，VD正偏导通，二极管和负载上有电流流过。若向压降UF忽略不计，则uo=u2。

(2)负半周u2瞬时极性a(-)，b(+)，VD反偏截止，IF≈0，uD=u2。

负载RL上电压和电流波形见图1.3.2（b）、（c）。uo为u2的半个周期，故称半波整流电路。uo、iL为单向脉动直流电压、电流。

任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路1．单相半波整流电路负载上的直流电压是指一个周期内脉动电压的平均值。任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路1．单相半波整流电路

纹波系数γ

整流二极管的选择（1）IF

二极管的最大整流电流IF≥ID，即IF≥ID=IL=0.45U2/RL。

（2）URM任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路1．单相半波整流电路单相桥式整流电路如图所示，其中图（b）为简化画法，图（c）为另一种画法。任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路2．单相桥式整流电路1）电路工作原理（1）u2正半周u2瞬时极性a(+)，b(-)。二极管VD1、VD3正偏导通，VD2、VD4反偏截止。导电回路为a→VD1→RL→VD3→b,负载上电压极性上正下负。（2）u2负半周u2瞬时极性a(-)，b(+)。二极管VD1、VD3反偏截止，VD2、VD4正偏导通，导电回路为b→VD2→RL→VD4→a，负载上电压极性同样为上正下负。任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路2．单相桥式整流电路波形图：

u2、iD、uo及iL波形如图所示。二极管正确接法：错接二极管会形成很大短路电流而烧毁。正确接法：共阳端和共阴端接负载，而另外两端接变压器二次绕组。1）电路工作原理任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路2．单相桥式整流电路2)负载上电压、电流值及纹波系数的计算输出电压的平均值Uo(AV)和电流平均值IL（AV）及系数等均与全波整流电路相同，即UO(AV)=0.9U2，IL(AV)=0.9U2/RL，γ=0.48。3)整流二极管的选择选择二极管时，任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路2．单相桥式整流电路任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路知识拓展：二极管的应用电路极性保护电路为了防止电源极性接反而损坏集成芯片，可以利用二极管的单向导电性进行极性保护。VD1、VD2选择原则：最大整流电流大于集成耗电电流，最高反向工作电压大于电源电压，反向电流尽量小。一般选1N4001、1N4148、2CZ系列均可。C1、C2为高频滤波电容。1.二极管的保护电路应用继电器驱动电路中的二极管保护电路继电器内部具有线圈的结构，所以它在断电时会产生电压很大的反向电动势，会击穿继电器的驱动三极管，为此要在继电器驱动电路中设置二极管保护电路，以保护继电器驱动管。任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路知识拓展：二极管的应用电路1.二极管的保护电路应用二极管与门电路将电路中某点电位值钳制在选定的数值上而不受负载变动影响的电路称为钳位电路。这种电路可组成二极管门电路，实现逻辑运算。如图所示的电路只要有一条电路输入为低电平，输出即为低电平，仅当全部输入为高电平时，输出才为高电平，从而实现逻辑与运算。任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路知识拓展：二极管的应用电路2.二极管的钳位电路应用二极管钳位电路两只二极管反向并联组成了简单而有效的钳位电路，它们将干扰信号钳制在0.7V以内，使放大器免于被击穿，在干扰消失后对于需要接收的有用信号，其幅值只有几个毫伏，小于这两个二极管的死区电压，所以不影响放大器的正常工作。任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路知识拓展：二极管的应用电路2.二极管的钳位电路应用3.二极管的限幅电路应用1）单向限幅电路若二极管具有理想的开关特性，那么，当ui低于E时，VD不导通，uo=E；当ui高于E以后，VD导通，uo=ui。当输入正弦波的振幅大于E时，输出电压波形如图1-16(c)所示。可见，该电路将输出信号的下限电平限定在某一固定值E上，所以称这种限幅器为下限幅器。任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路知识拓展：二极管的应用电路若将下限幅器中的二极管与电阻位置对调，则可得到将输出信号上限电平限定在某一数值上的上限幅器。3.二极管的限幅电路应用1）单向限幅电路任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路知识拓展：二极管的应用电路3.二极管的限幅电路应用2）双向限幅电路任务1：整流电路1.1.3二极管整流电路知识拓展：二极管的应用电路任务2：滤波电路1.2.1电容滤波用电容器做滤波电路时，利用电容对直流和交流会反映出不同的阻抗的特性，可以把交流分量滤去，使负载两端得到脉动较小的直流电，从而达到滤波的目的。电容器C对于直流相当于开路，对于交流却呈现较小的阻抗（XC=1/ωC）。若将电容C与负载电阻并联，则整流后的直流分量全部流过负载，而交流分量则被电容器旁路，因此，在负载上只有直流成分，波形得到平滑，实现了滤波的功能。单相桥式整流电容滤波电路图及波形图任务2：滤波电路1.2.1电容滤波任务2：滤波电路1.2.1电容滤波1．负载RL未接入时的情况设电容器两端初始电压为零，接入交流电源后，当u2为正半周时，电流通过VD1、VD3向电容器C充电；u2为负半周时，经VD2、VD4向电容器C充电，电容器很快就充电到交流电压u2的最大值√2U2，极性如图1-25所示。由于电容器无放电回路，故输出电压（即电容器C两端的电压UC）保持在√2U2，输出为一个恒定的直流。任务2：滤波电路1.2.1电容滤波2．接入负载RL的情况设变压器副边电压u2从0开始上升（即正半周开始）时接入负载RL，由于电容器在负载未接入前充了电，故刚接入负载时u2的数值小于UC，二极管受反向电压作用而截止，电容器C经RL放电。无论u2是正半周还是负半周，电路中总有而就干导通，在一个周期内对电容C充电两次，电容对负载放电的时间大大缩短，输出电压更加平滑，波形如上图所示。图中虚线为不接滤波电容时的波形，实线为滤波后的波形，在工程实际中，一般取输出电压为UO≈1.2U2

电容滤波电路简单，负载直流电压UO较高，纹波也较小，它的缺点是输出特性较差，故适用于负载电流较小或负载变动不大的场合。任务2：滤波电路1.2.2电感滤波在桥式整流电路和负载电阻RL之间串入一个电感L，就组成了一个电感滤波电路，如图所示。电感L对直流阻抗为零（线圈电阻忽略不计），对于交流却呈现较大的阻抗（XL=ωL）。若把电感L与负载RL串联，则整流后的直流分量几乎无衰减地传到负载，交流分量却大部分降落在电感上。负载上的交流分量很小，因此负载上的电压接近于直流，从而达到了滤波的目的。当忽略电感L的电阻时，负载上输出的电压平均值和纯电阻（不加电感）负载基本相同，即UO≈0.9U2

任务2：滤波电路1.2.2电感滤波电感滤波的特点是，整流管的导电角较大（电感L的反电势使整流管导电角增大），峰值电流很小，输出特性比较平坦。其缺点是电感体积大，易引起电磁干扰，因此，电感滤波一般只适用于低电压，大电流场合。复式滤波电路任务2：滤波电路1.2.2RC-π滤波电路为了进一步减小负载脉动电压中的交流成分，实际中常用由电容和电感组成的复式滤波电路。如图所示，由电感L、电容C构成的Γ型或π型滤波电路，由RC构成的装型滤波电路等，这些电路组成的原则是，把对交流阻抗大的元件（如电感、电阻）与负载串联，以降落较大的纹波电压，而把对交流阻抗小的元件（如电容）与负载并联，以旁路较大的纹波电流。其性能和应用场合分别与电感滤波电路及电容滤波电路相似。任务3：稳压电路整流滤波后得到的直流输出电压往往会随电网的波动及负载的变化而变化，为了获得稳定的直流输出电压，必须加一级稳压电路，稳压电路具有自动维持输出电压稳定的功能。稳压电路之所以能够自动稳压，关键是在电路中有一个自动可调的调整元件。当输出电压升高时，调整元件会自动调整使输出电压降低；当输出电压降低时，调整元件又会自动调整使输出电压升高，从而使输出电压达到基本稳定。按照调整元件在电路中与负载的连接方式，稳压电路分为并联型和串联型。本节先介绍比较简单的并联型硅稳压管稳压电路。任务3：稳压电路1.3.1稳压二极管稳压二极管就是通过半导体特殊工艺处理后，使它具有很陡峭的反向击穿特性的二极管。又称齐纳二极管（Zenerdiode），简称稳压管。稳压二极管的电路符号与其伏安特性如图所示。常用稳压二极管有2CW和2DW系列。稳压二极管实物图任务3：稳压电路1.3.1稳压二极管1．稳压管的工作条件(1)外加电压反偏且大于反向击穿电压，即工作在反向击穿区。

(2)工作电流I必须满足：IZ＜I＜IZmax。任务3：稳压电路1.3.1稳压二极管2．稳压管主要参数(1)稳定电压UZ它是指稳压管中电流为规定值IZ时的反向击穿电压。

(2)稳定电流IZ它是指保持稳定电压UZ时的电流。也就是管子的最小稳定电流IZmin＝IZ。当反向击穿电流小于IZmin时，管子不能稳压或效果不好。

(3)最大耗散功率PM和最大工作电流IZMPM为稳压管所允许的最大功率，IZM为稳压管允许流过的最大工作电流，超过PM或IZM时，管子因温度过高而损坏。

PM＝UZIZM

任务3：稳压电路1.3.1稳压二极管(4)动态内阻rZ

它是指稳压管两端电压变化量ΔUZ与相应电流变化量ΔIZ之比值。它反映管子的稳压性能，rZ越小，稳压性能越好。通常UZ＜5V的稳压管具有负温度系数，UZ＞8V的稳压管具有正温度系数，而UZ在6V左右时稳压管（如2DW7型）的温度系数最小。(5)稳定电压的温度系数CTV

稳压管中流过的电流为IZ时，环境温度每变化1℃，稳定电压相对变化量（用百分数表示）称为稳定电压的温度系数。它表示温度变化对稳定电压UZ的影响程度。2．稳压管主要参数任务3：稳压电路1.3.1稳压二极管

因稳压管与负载并联而得名，又称硅稳压管稳压电路（Zenervoltageregualator）。图中R为限流电阻（Limitingcurrentresistance）,限制IZ，防止超过IZM而损坏。1.电路组成任务3：稳压电路1.3.2并联型稳压电路稳压条件：稳压管正常工作时必须反偏，且反偏电流IZ必须满足：IZmin≤IZ≤IZM式中，Izmin为使稳压管稳压的最小电流，在元件手册中查得的IZ即为Izmin。任务3：稳压电路1.3.2并联型稳压电路2.工作原理（1）电源不稳定的主要原因①电网电压波动；②RL变化。（2）稳压原理①UI↑②UI↓任务3：稳压电路1.3.2并联型稳压电路当输入直流电压最低（UImin）而负载电流最大（ILmax）时，IZ最小，其值应大于Izmin，否则稳压管不能可靠地稳压。

3.限流电阻的选择任务3：稳压电路1.3.2并联型稳压电路当输入直流电压最高(UImax)而负载电流最小时（IL=0），IZ最大，其值小于IZM，否则，会使稳压管过热而损坏。即故R应满足：3.限流电阻的选择任务3：稳压电路1.3.2并联型稳压电路任务4：线性集成稳压电路1.4.1三端固定式集成稳压器1．7800、7900系列集成稳压器电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。输出正电压系列（78××）的集成稳压器其电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V七种。例：7805、7806、7809等，其中字头78表示输出电压为正值，后面数字表示输出电压的稳压值。任务4：线性集成稳压电路1.4.1三端固定式集成稳压器1．7800、7900系列集成稳压器LM无字THP0.1A0.5A1.5A3A5A10A固定三端稳压器的封装形式：有金属外壳封装和塑料封装，外形图参见下图所示。任务4：线性集成稳压电路1.4.1三端固定式集成稳压器2．三端稳压器的内部电路结构内部组成在串联型稳压电路基础上增加了启动电路、过热过流保护电路和电流源电路。任务4：线性集成稳压电路1.4.1三端固定式集成稳压器3．三端稳压器的应用电路（1）基本应用电路为了保证稳压性能，使用三端稳压器时，输入电压与输出电压相差至少2V以上，但也不能太大，太大则会增大器件本身的功耗以至于损坏器件。在输入与公共端之间接了0.33μF左右的电容Ci，可以防止自激振荡。在输出端与公共端之间接了0.1μF左右的电容Co，可以消除高频噪声。还可在输入端和输出端反向接一个二极管，这样在输出电压高于输入电压时使Co不通过稳压器放电，从而起到保护作用。任务4：线性集成稳压电路1.4.1三端固定式集成稳压器3．三端稳压器的应用电路如下图图所示采用7805和7905组成具有+5V和-5V输出的稳压电路。（2）输出正、负电压的电路任务4：线性集成稳压电路1.4.1三端固定式集成稳压器3．三端稳压器的应用电路（2）扩大输出电流电路为使负载电流大于三端稳压器的输出电流，可采用射极输出器进行电流放大，如图所示。在稳压器的公共端接了一个二极管的作用是消除UBE对UO的影响，如果三端稳压器的输出电压为UO’，则电路的输出电压UO=UO’+UD-UBE，若UBE=UD，则UO=UO’。此时负载上的输出电流为：1.4.1三端固定式集成稳压器3．三端稳压器的应用电路（4）扩大输出电压电路任务4：线性集成稳压电路1.4.2三端可调稳压器1．三端可调集成稳压器的型号、外形及引脚排列任务4：线性集成稳压电路三端可调式集成稳压器输出电压可调，稳压精度高，输出纹波小，只需外接两只不同的电阻，即可获得各种输出电压。它可分为三端可调正电压与负电压稳压器，产品分类见表所示。类型类型产品系列或型号最大输出电流IOM/A输出电压UO/V正电压输出LM117L/217L/317L0.11.2～37LM117M/217M/317M0.51.2～37LM117/217/3171.51.2～37LM150/250/35031.2～33LM138/238/33851.2～32LM196/396101.25～15负电压输出LM137L/237L/337L0.1-1.2～-37LM137M/237M/337M0.5-1.2～-37LM137/237/3371.5-1.2～-371.4.2三端可调稳压器1．三端可调集成稳压器的型号、外形及引脚排列任务4：线性集成稳压电路1.4.2三端可调稳压器2．LM317集成稳压器的应用电路任务4：线性集成稳压电路1.5.1认识发光二级管任务5：电源指示电路发光二极管（Lightemittingdiode，缩写LED）是最常见的电-光转换器件。1.发光二极管的分类(1)按发光颜色划分：红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。(2)按掺或不掺散射剂、有色还是无色划分：有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种。其中，散射型发光二极管常用来做指示灯。(3)按发光管出光面特征划分为：圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。其中，圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等，且外形尺寸以ф3mm、ф5mm最为常见。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。1.5.1认识发光二级管任务5：电源指示电路1.发光二极管的分类(4)按发光强度划分：普通亮度的LED（发光强度<10mcd）；超高亮度的LED（发光强度>100mcd）；高亮度的LED(发光强度在10～100mcd间)。(5)按工作电流划分：①一般LED(工作电流在十几毫安至几十毫安)；②低电流LED(工作电流在2mA以下，其亮度与普通发光管相同）。除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。1.5.1认识发光二级管任务5：电源指示电路1.发光二极管的分类发光二极管的外形封装、图形符号、伏安特性曲线如图7.1.1所示。当所施加正向电压（UF）未达开启电压时，正向电流IF几乎为零，但电压一旦超过开启电压时，电流急剧上升，电流、电压几乎成线性关系，即发光二极管呈欧姆导通特性。发光二极管的外形封装、图形符号、伏安特性曲线1.5.1认识发光二级管任务5：电源指示电路2.发光二极管的外形封装、图形符号、伏安特性曲线

1.5.1认识发光二级管任务5：电源指示电路2.发光二极管的外形1.5.2常见的LED电源指示灯电路任务5：电源指示电路1．交流电源指示灯1.5.2常见的LED电源指示灯电路任务5：电源指示电路2.交流开关指示灯1.5.2常见的LED电源指示灯电路任务5：电源指示电路3．交流电源插座指示灯1.5.2常见的LED电源指示灯电路任务5：电源指示电路4．保险管座指示灯1.5.2常见的LED电源指示灯电路任务5：电源指示电路5．直流电源指示灯项目实施一、设计任务要求该直流稳压电源输出电压为±5V（或±9V），输出电流为200mA~500mA。二、电路设计完成电路设计，使用Multisim完成电路仿真调试。三、元件与材料清单四、完成PCB的设计五、电路装配与调试项目考核项目一直流稳压电源的制作与调试班级

姓名

学号

组别

项目配分考核要求评分标准扣分得分电路分析20能正确分析电路的工作原理分析错误，扣5分/处

元件清点1010min内完成所有元器件的清点、检测及调换①超出规定时间更换元件，扣2分/个②检测数据不正确，扣2分/处

组装焊接20①工具使用正确，焊点规范②元件的位置、连线正确③布线符合工艺要求①整形、安装或焊点不规范，扣1分/处②损坏元器件，扣2分/个③错装、漏装元器件，扣2分/个④布线不规范，扣1分/处

通电测试20直流输出电压约为±5V（或±9V）①直流无输出或输出偏差太大，扣5分②不能正确使用测量仪器，扣5分/次

故障分析检修20①能正确观察出故障现象②能正确分析故障原因，判断故障范围③检修思路清晰、方法得当④检修结果正确①故障现象观察错误，扣2分/次②故障原因分析错误，或故障范围判断过大，扣2分/次③检修思路不清，方法不当，扣2分/次；仪表使用错误，扣2分/次④检修结果错误，扣2分/次

安全、文明工作10①安全用电，无人为损坏仪器、元件和设备②操作习惯良好，能保持环境整洁，小组团结协作③不迟到、早退、旷课①发生安全事故，或人为损坏设备、元器件，扣10分②现场不整洁、工作不文明，团队不协作，扣5分③不遵守考勤制度，每次扣2~5分

合计

项目二电子生日蜡烛控制电路模拟电子技术项目化教程项目概述无论在工农业生产，还是在日常生活中，经常需要将微弱的非电信号转换成成较大的电信号，以推动设备进行工作。例如：声音通过话筒转换成的信号电压往往在几十毫伏以下，它不可能使扬声器发出足够音量的声音；而从天线接收下来的无线电信号电压更小，只有微伏数量级。因此信号放大电路是电路系统中最基本的电路，应用十分广泛。控制电路在实际应用中非常普遍，本项目选择制作一款简易的电子生日蜡烛控制电路，该电路主要依靠三极管的放大、开关作用实现电路功能。项目引导教学目的：1．半导体三极管的结构、图形符号、特性曲线、主要参数及三极管的工作原理。2．半导体三极管管型号命名方法、管脚识别方法。3．放大电路的基本概念、一般组成、其性能指标和工作原理。4．多级放大器的级间耦合方式、性能特点及放大电路的频率特性。5．电路仿真软件Multisim的熟练使用，仿真电路的连接与调试。6．电路装配与调试；仪器仪表的使用方法。7．电路常见故障排查。项目引导项目要求：1．工作任务：电子生日蜡烛控制电路的设计、制作与调试2．电路功能：当用火给热敏器件加热，点亮LED，并使得音乐IC演奏乐曲；当嘴对着MIC吹气时，LED断电熄灭,音乐IC也断电停止播放音乐。项目引导参考电路：项目引导项目咨询：工作任务学习目标任务一认识三极管1．掌握三极管两种类型的结构、符号及分类；2．掌握三极管的电流放大作用及其放大基本条件；3．理解三极管的输入、输出特性曲线、主要参数及温度对三极管参数的影响；4．掌握三极管型号的命名方式，能使用仪表熟练判别三极管管脚和质量好坏。任务二基本放大电路1．理解放大电路的基本概念、一般组成、要求及其性能指标；2．理解共射放大电路的工作原理；3．掌握共射放大电路的分析方法（估算法、图解法、小信号模型法），进行电路分析，完成参数计算；4．理解温度对放大电路性能的影响，并能采取相应措施改善电路性能；5．掌握共集、共基电路的结构、性能特点及其应用。6．能独立完成放大电路仿真调试，实物搭接与性能测试；任务三多级放大电路1．掌握多级放大器的常见耦合方式及特点；2．掌握多级放大器的主要性能指标的估算方法；3．理解频率特性的一般概念，掌握三极管共射放大电路的频率特性；4．能独立完成多级放大电路的仿真调试，电路搭接与性能测试。任务1：认识半导体三极管2.1.1三极管的结构与类型1．三极管的分类

(1)按结构(导电类型)划分：NPN和PNP。

(2)按所用半导体材料划分：硅管和锗管。

(3)按用途划分：放大管和开关管。

(4)按工作频率划分：低频管和高频管。

(5)按功率大小划分：小功率管、中功率管、大功率管。2．三极管的结构、电路符号

三极管结构与符号如图所示。它们有三区：集电区、基区、发射区；三极：各对应引出的电极分别称为集电极c（Collector）、基极b（Base）和发射极e（Emitter）；两结：发射区与基区之间的PN结称为发射结Je，基区与集电区之间的PN结称为集电结Jc。（a）NPN型（b）PNP型任务1：认识半导体三极管2.1.1三极管的结构与类型2．三极管的外形结构任务1：认识半导体三极管2.1.1三极管的结构与类型注意：(1)两种管子的电路符号用发射极箭头方向的不同以示区别，箭头方向表示发射结正偏时发射极电流的实际方向。

(2)三极管具有信号放大作用。

(3)保证放大的制造工艺：基区很薄且掺杂浓度低，发射区掺杂浓度高，集电结的面积比发射结的面积大等。

(4)在使用时三极管的发射极和集电极不能互换。一、三极管放大的基本条件（1）放大的偏置条件：Je正偏，Jc反偏。（2）NPN管具有放大作用时的电位关系：UC＞UB＞UE；

PNP管：UC＜UB＜UE。任务1：认识半导体三极管2.1.2三极管的电流分配与放大原理二、三极管各电极上的电流分配NPN型三极管的电流分配实验电路如图所示，图中，IB为基极电流，IC为集电极电流，IE为发射极电流，它们的方向如图中箭头所示。UBE为发射结的正偏压，UCE为集电极与发射极之间的电压。任务1：认识半导体三极管2.1.2三极管的电流分配与放大原理

调节实验电路的电位器RP可以改变UBE并产生相应的基极电流IB，而IB的变化又将引起IC和IE的变化。每产生一个IB值，就有一组IC和IE值与之对应，该实验所得数据见下表。

由上表得出规律：IE=IB+IC，即发射极电流等于基极电流与集电极电流之和。三极管三个电极上的电流分配表任务1：认识半导体三极管2.1.2三极管的电流分配与放大原理由上表可知，当IB从0.02mA变化到0.03mA时，

IC随之从1.14mA变化到了1.74mA，则两变化量之比（1.74-1.14）/（0.03-0.02）=60，说明此时三极管IC的变化量为IB的变化量的60倍。（1）三极管的电流放大作用就是基极电流IB的微小变化控制了集电极电流IC较大的变化。（2）三极管放大电流时，被放大的IC是由电源VCC提供的，并不是三极管自身生成的，放大的实质是小信号对大信号的控制作用。（3）三极管是一种电流控制器件。任务1：认识半导体三极管2.1.2三极管的电流分配与放大原理任务1：认识半导体三极管2.1.3三极管的伏安特性及主要参数三极管的各个电极上电压和电流之间的关系曲线称为三极管的伏安特性曲线或特性曲线。常用的是输入特性曲线和输出特性曲线。三极管在电路中的连接方式（组态）不同，其特性曲线也不同。用NPN型管组成的共射特性曲线测试电路如图所示。三极管共射特性曲线测试电路

三极管的各个电极上电压和电流之间的关系曲线称为三极管的伏安特性曲线或特性曲线。常用的是输入特性曲线和输出特性曲线。三极管在电路中的连接方式（组态）不同，其特性曲线也不同。用NPN型管组成的共射特性曲线测试电路如图所示。三极管共射特性曲线测试电路任务1：认识半导体三极管2.1.3三极管的伏安特性及主要参数

一、输入特性曲线（Inputcharacteristiccurves）

共射输入特性曲线方程式：iB=f(uBE)∣uCE=常数。下图为NPN型硅管3DG4的共射输入特性曲线。共射输入特性曲线任务1：认识半导体三极管2.1.3三极管的伏安特性及主要参数(1)uCE＝0：c极与b极相连，相当于两个二极管并联，输入特性曲线与二极管伏安特性曲线的正向特性相似。

(2)uCE＝1V：曲线右移。

(3)uCE＞1V：曲线与uCE=1V时的曲线近乎重合。实际中，通常就用uCE＝1V这条曲线来代表。

(4)三极管放大状态的依据：硅管│uBE│=0.7V，锗管│uBE│=0.2V。

一、输入特性曲线（Inputcharacteristiccurves）任务1：认识半导体三极管2.1.3三极管的伏安特性及主要参数二、输出特性曲线（Outputcharacteristiccurves）1．方程输出特性曲线方程式：iC=f(uBE)∣iB=常数。2．输出特性曲线测试测试时，先调节RP1使iB为某一值固定不变，再调节RP2，得到与之对应的uCE和iC值，根据所对应的值可在直角坐标系中画出一条曲线。重复上述步骤，可得不同IB值的曲线族，如下图所示。任务1：认识半导体三极管2.1.3三极管的伏安特性及主要参数射输出特性曲线

由图可知：

(1)曲线起始部分较陡，且不同iB曲线的上升部分几乎重合。(2)对一条曲线而言，uCE增大，iC增大，但当uCE大于0.3V左右以后，曲线较平坦，只略有上翘。这说明三极管具有恒流特性。(3)输出特性曲线不是直线，是非线性的，说明三极管是一种非线性器件。二、输出特性曲线（Outputcharacteristiccurves）任务1：认识半导体三极管2.1.3三极管的伏安特性及主要参数3．三极管输出特性曲线的四个区

(1)放大区（Activeregion）

(2)饱和区（Saturationregion）(3)截止区(Cutoffregion)(4)击穿区(Breakdownregion)4．PNP管特性曲线由于电源电压极性和电流方向不同，PNP管与NPN管的特性曲线是相反、“倒置”的。二、输出特性曲线（Outputcharacteristiccurves）任务1：认识半导体三极管2.1.3三极管的伏安特性及主要参数三、三极管的主要参数及温度对特性的影响三极管的参数用来表征管子性能优劣和适用范围，它是合理选用三极管的依据。1、电流放大系数（Currentamplificationfactor）电流放大系数是表征三极管放大能力的参数。电路工作状态有两种：电路无交流信号输入而工作在直流状态时，称为静态；电路有交流信号输入而工作在交流状态时，称为动态。1)共发射极电路直流电流放大系数

它反映静态时集电极电流与基极电流之比值。任务1：认识半导体三极管2.1.3三极管的伏安特性及主要参数温度升高，β值增大。每升高1℃，β值增加0.5%～1%，反映在输出特性曲线上就是各条曲线的间距增大。3)共基极电路电流放大系数2)共发射极电路交流电流放大系数在共基极电路（即信号从发射极输入，集电极输出，基极为输入输出的公共端）中，三极管的集电极电流IC与发射极电流IE之比称为共基极电路直流电流放大系数。三、三极管的主要参数及温度对特性的影响任务1：认识半导体三极管2.1.3三极管的伏安特性及主要参数2、极间反向电流（1）ICBO指发射极开路时集电极和基极之间的反向饱和电流。ICBO很小，温度升高，ICBO增加。一般硅管热稳定性比锗管好。下图（a）为该参数的测试电路。（2）ICEO是指基极开路时，集电极和发射极之间的反向饱和电流，又称为穿透电流。ICEO=(1+β)ICBO。下图（b）为该参数的测试电路。

极间反向电流是由少数载流子形成的，其大小表征了管子的温度特性。三、三极管的主要参数及温度对特性的影响任务1：认识半导体三极管2.1.3三极管的伏安特性及主要参数3、极限参数（1）集电极最大允许电流ICM(Maximumallowablecollectorcurrent)：是指当β下降到正常β值的2/3时所对应的IC值。当IC超过这个值时，放大性能下降或损坏管子。（2）反向击穿电压（Reversebreakdownvoltage）U(BR)CBO：发射极开路时，集电极－基极之间允许施加的最高反向电压，超过此值，集电结发生反向击穿。U(BR)EBO：集电极开路时，发射极－基极之间允许施加的最高反向电压。U(BR)CEO：基极开路时，集电极与发射极之间所能承受的最高反向电压。为可靠工作，使用时VCC取U(BR)CEO的1/2或2/3。在输出特性曲线中，iB＝0的曲线开始急剧上翘所对应的电压即为U(BR)CEO

，其值比U(BR)CBO小。T↑，U(BR)↓。三、三极管的主要参数及温度对特性的影响任务1：认识半导体三极管2.1.3三极管的伏安特性及主要参数

（3）集电极最大允许耗散功率PCM(Maximumallowablepowerdissipation)：PCM的大小主要决定于允许的集电结结温。一般硅管约为150℃，锗管约为70℃。显然，PCM的大小与管子的散热条件及环境温度有关。且PCM=iCuCE，由此可画出三极管的安全工作区。三极管的安全工作区3、极限参数三、三极管的主要参数及温度对特性的影响2.1.3三极管的伏安特性及主要参数任务1：认识半导体三极管4、温度对三极管参数的影响温度升高，UBE下降，三极管提前导通温度升高，极间反向电流增大温度升高，放大倍数变大温度升高，反向击穿电压下降三、三极管的主要参数及温度对特性的影响2.1.3三极管的伏安特性及主要参数任务1：认识半导体三极管要准确地了解一只三极管类型、性能与参数,可用专门的测量仪器进行测试,但一般粗略判别三极管的类型和管脚,可直接通过三极管的型号简单判断,也可利用万用表测量方法判断.下面具体介绍其型号的意义及利用万用表的简单测量方法。1．三极管型号的意义三极管的型号一般由五大部分组成,如3AX31A、3DG12B、3CG14G等。下面以3DG110B为例说明各部分的命名含义。半导体三极管的判别与检测方法技能训练半导体三极管的直观识别(1)第一部分由数字组成，表示电极数。“3”代表三极管。(2)第二部分由字母组成，表示三极管的材料与类型。如A表示PNP型锗管，B表示NPN型锗管，C表示PNP型硅管，D表示NPN型硅管。(3)第三部分由字母组成，表示管子的类型，即表明管子的功能。(4)第四部分由数字组成,表示三极管的序号。(5)第五部分由字母组成,表示三极管的规格号。

半导体三极管的判别与检测方法技能训练半导体三极管的直观识别典型三极管的管脚排列图半导体三极管的判别与检测方法技能训练半导体三极管的直观识别半导体三极管的判别与检测方法技能训练万用表检测三极管①基极的判别三极管基极的测试②集电极和发射极的判别。具体测试方法如图2.12所示,图（a）、（b）为PNP管的测试图,图（c）为NPN管的测试图。③根据硅管的发射结正向压降大于锗管的正向压降的特点,来判断其材料。一般常温下,锗管正向压降为0.2～0.3V,硅管的正向压降为0.6～0.7V。根据如图所示电路进行测量,由电压表的读数大小确定是硅管还是锗管。半导体三极管的判别与检测方法技能训练万用表检测三极管4．三极管的质量粗判及代换方法1）判别三极管的质量好坏2）三极管的代换方法通过上述方法的判断,如果发现电路中三极管已损坏,更换时一般遵循下列原则:（1）更换时,尽量更换相同型号的三极管。（2）无相同型号更换时,新换三极管的极限参数应等于或大于原三极管的极限参数,如参数ICM、PCM、U（BR）CEO等。（3）性能好的三极管可代替性能差的三极管。如穿透电流ICEO小的三极管可代换ICEO大的,电流放大系数β高的可代替β低的。（4）在集电极耗散功率允许的情况下,可用高频管代替低频管，如3DG型可代替3DX型。（5）开关三极管可代替普通三极管,如3DK型代替3DG型,3AK型代替3AG型管。

半导体三极管的判别与检测方法技能训练万用表检测三极管任务2：基本放大电路2.2.1基本共射放大电路的组成

一、BJT放大电路的基本要求

要使BJT放大电路完成预定的放大功能，必须满足以下要求：

(1)有直流电源。三极管Je正偏，Jc反偏，工作在放大区。

(2)输入信号能输入。

(3)输出信号能输出。

(4)信号不失真地放大，满足放大电路的性能指标要求。1．放大倍数（Amplification）

放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标，常用A表示。放大倍数可分为电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数等。放大电路框图如图所示。二、放大电路的主要性能指标放大电路框图任务2：基本放大电路2.2.1基本共射放大电路的组成放大电路输出电流与输入电流之比，称为电流放大倍数。工程上常用对数来表示放大倍数，称为增益G，单位为分贝(dB)

Gu=20lg│Au│Gi=20lg│Ai│放大电路输出电压与输入电压之比，称为电压放大倍数任务2：基本放大电路2.2.1基本共射放大电路的组成1．放大倍数（Amplification）二、放大电路的主要性能指标

相当于信号源的负载，

越大，信号源的电压更多地传输到放大电路的输入端。在电压放大电路中，希望大一些。2．输入电阻（Inputresistance）

输入电阻就是向放大电路输入端看进去的交流等效电阻，在数值上等于输入电压与输入电流之比，即任务2：基本放大电路2.2.1基本共射放大电路的组成3．输出电阻（Outputresistance）输出电阻的求法

输出电阻就是从放大电路输出端（不包括负载）看进去的交流等效电阻。输出电阻的求法如图2.2.2所示，即先将信号源短路，保留内阻，将负载开路，在输出端加一交流电压uo，产生电流io，输出电阻等于uo与io之比，即任务2：基本放大电路2.2.1基本共射放大电路的组成三、共射基本放大电路的组成任务2：基本放大电路2.2.1基本共射放大电路的组成1．三极管VT三极管是电路中的核心元件，利用它的电流放大作用，放大电路在集电极电路获得放大了的电流。2．集电极电源VCC为放大电路提供电源；保证集电结处于反向偏置。3．集电极负载电阻RC将集电极电流的变化转换为电压的变化，以实现电压放大。即uCE=VCC-iCRC。4．基极电源VBB和基极电阻RB使发射结处于正向偏置，并提供大小合适的基极电流IB，以使放大电路获得合适的静态工作点。5．耦合电容C1和C2C1用来隔断放大电路与信号源之间的直流通路，C2用来隔断放大电路与负载之间的直流通路。C1和C2起到交流耦合作用，保证交流信号畅通无阻地经过放大电路。三、共射基本放大电路的组成任务2：基本放大电路2.2.1基本共射放大电路的组成6．放大电路的静态与动态由以上电路的工作情况可知，在放大电路中，首先必须先对晶体管建立直流偏置电压，形成直流电流，使放大器处于放大（工作）状态，然后才能对输入的交流小信号进行放大，因此，在工作状态下的放大电路中，既存在直流电流也存在交流电流。通常把放大电路在没有交流信号输入时的状态称为静态，有交流信号输入时的状态则称为动态。7．放大电路中电压、电流的方向及符号规定①小写字母小写下标（如ube，ic）为交流量；②大写字母大写下标（如UBE，IC）为直流量；③小写字母大写下标（如uBE，iC）为总的瞬时量（直流＋交流）；④大写字母小写下标（如Ube，Ic）为有效值。1．估算法计算静态工作参数任务2：基本放大电路2.2.2共射基本放大电路的静态分析所有电容对于直流信号而言相当于开路。因此，将耦合电容C1、C2

开路，放大电路简化为如图(b)所示，称为直流等效电路。由VCC、Rb和三极管VT构成的基极回路可得1．估算法计算静态工作参数任务2：基本放大电路2.2.2共射基本放大电路的静态分析UBEQ（硅管约为0.6~0.8V，锗管约为0.2~0.3V）比VCC小得多，因此为分析计算方便，UBEQ可以忽略不计。利用IC=βIB的关系，可以求得：从VCC、Rc和三极管VT构成的集电极回路可得UCEQUCEQ=VCC－ICQRc1．用图解法确定Q点任务2：基本放大电路2.2.2共射基本放大电路的静态分析由上式可得在令IC=0，得UCE=VCC，可确定直线经过点（VCC，0）；令UCE=0，得IC=VCC/Rc，可知直线也经过点（0，VCC/Rc）。三极管输出特性曲线的图中画出经过（VCC，0）和（0，VCC/Rc）两点决定的直线，称为直流负载线。由图可知，IB不同，静态工作点在负载线上的位置亦不同。因此，在VCC和Rc等参数均保持不变时，只需要调整Rb，即可改变IB的大小，从而调整静态工作点Q的位置。Q沿直流负载线变化情况如下：Rb↑→IB↓→Q点沿负载线下移；Rb↓→IB↑→Q点沿负载线上移。【例2-1】在下图(a)所示的电路中，已知晶体管的β=50，UBEQ=0.7V，其他参数如图中所示，试估算电路的静态工作点IBQ，ICQ，UCEQ。解:根据已知条件，估算电路的静态工作点可分四个步骤：第1步：画出电路的直流通路，如图(b)所示。第2步：根据基极回路计算基极电流IBQ，则：第3步：利用基极电流与集电极电流之间的关系，可得：ICQ=βIBQ=50×40μA=2mA第4步：根据集电极回路可得UCEQ，即：UCEQ=VCC-ICQRc=12–2×4=4V

【例2-2】在图2-18(a)所示的电路中，已知VCC=12V，Rb=120kΩ，Rc=3kΩ，RL=3kΩ，晶体管电流放大系数β=50，试求放大电路的静态工作点ICQ，IBQ，UCEQ。解：根据已知条件，估算电路的静态工作点，首先画出电路的直流通路，如图2-18(b)所示。其次，根据基极回路有：IBQRb+RcIBQ+RcβIBQ=VCC-UBEQ根据上式可得：再次，利用基极电流与集电极电流之间的关系，可得：ICQ=βIBQ=50×41μA=2.1mA最后，根据集电极回路，可得：UCEQ=VCC-Rc（IBQ+ICQ）=[12-3×(41×10-3+2.1)]V=5.67V任务2：基本放大电路2.2.3共射基本放大电路的动态分析1．图解法动态分析1）画交流通路根据前面所学内容，很显然在静态时，由于隔直电容C2的作用，RL对电路的Q点没有影响。而动态工作时的情况则不同，隔直电容C1和C2在具有一定频率的信号作用下，其容抗可以忽略；同时考虑到电源VCC的内阻很小，可视为短路。这样便可画出如下图(a)所示电路的交流通路2）交流负载电阻的计算任务2：基本放大电路2.2.3共射基本放大电路的动态分析1．图解法动态分析放大电路的交流负载电阻为RL与Rc的并联值，即：直流负载线的斜率是－1/Rc，显然，交流负载线的斜率为－1/R´L，由此可见，交流负载线要比直流负载线更陡峭一些。交流负载线和直流负载线必然在Q点相交，由此可知：经过点Q（UCEQ，ICQ）和点UCEM（UCEM，0）作直线，即交流负载线。2.2.3共射基本放大电路的动态分析1．图解法动态分析任务2：基本放大电路当接入交流信号时，放大电路将处在动态工作情况，可以根据输入信号电压ui的波形，通过图形变换过程确定输出电压uo的波形，从而可以得出ui与uo之间的相位关系和动态范围。图解法动态分析的步骤是先根据输入信号电压ui在输入特性上画出iB的波形，然后根据iB的变化，可以在输出特性上画出iC和uCE的波形，即可得到uo的波形。可将图解动态分析总结如下：①没有输入交流信号时，三极管各电极都是恒定的电流和电压（IB、IC、UCE

），当在放大电路输入端加入输入信号电压后，iB、iC、uCE都在原来静态直流量的基础上叠加了一个交流量，即：iB=IB+ib，iC=IC+ic，uCE=UCE+uce因此，放大电路中电压、电流包含两个分量：一个是静态工作情况决定的直流成分IB、IC、UCE；另一个是由输入电压引起的交流成分ib、ic和uce。虽然这些电流、电压的瞬时值是变化的，但它们的方向始终是不变的。②uCE中的交流分量uce（即经C2隔直后的交流输出电压uo）的幅度远远比ui大，且同为正弦波电压，体现了放大作用。③从图2-22中还可以看到，uo（uce）与ui相位相反。这种现象称为放大电路的反相作用，因而共射极放大电路又叫做反相电压放大器，它是一种重要的三极管电路组态。④合适的静态工作点是电路实现不失真放大的必要条件。任务2：基本放大电路2.2.3共射基本放大电路的动态分析2．三极管小信号微变等效电路模型在实际应用中，如果放大电路的输入信号电压很小，就可以设想把三极管小信号范围内的特性曲线近似地用直线来代替，三极管的小信号微变等效电路模型如图所示。利用这个简化模型来分析低频放大电路，可以得放大电路的各主要指标，如电压、电流放大倍数、放大电路的输入电阻及输出电阻等，其误差很小，在工程上是可以满足要求的。rbe是对交流而言的一个动态电阻，在小信号情况下为常数任务2：基本放大电路2.2.3共射基本放大电路的动态分析2．三极管小信号微变等效电路模型式中，rbb´为基区体电阻，对于低频小功率管，rbb´约为300Ω左右。式中UT

为温度相关的常量，在室温（300K）时，其值为26mV，这样在工程上，上式就简化为：任务2：基本放大电路2.2.3共射基本放大电路的动态分析3．发射极放大电路的微变等效电路分析基本共射放大电路的微变等效电路如图(b)所示，画出微变等效电路的基本步骤如下：①将电源和电容器视为短路，画出交流通路，如图(a)所示。②用三极管的小信号模型代替交流通路中的三极管符号（注意管脚），如图(b)所示。③标出各支路和节点之间的电流、电压关系，如图(b)所示。求解电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro。任务2：基本放大电路2.2.3共射基本放大电路的动态分析①求电压放大倍数Au，根据电压放大倍数的定义，有：②计算输入电阻ri任务2：基本放大电路2.2.3共射基本放大电路的动态分析③计算输出电阻ro1、温度对静态工作点的影响1）温度升高使反向饱和电流ICBO增大2）温度升高使电流放大系数β增大3）温度升高使发射结电压UBE减小任务2：基本放大电路2.2.4稳定静态工作点的放大电路——射极偏置电路1、分压式工作点稳定电路的组成图中，Rb1为上偏置电阻，Rb2为下偏置电阻，Re为发射极电阻，Ce为射极旁路电容