高職《汽車電工電子技術(shù)》PPT電子課件,汽車電工電子技術(shù),高職,汽車,電工,電子技術(shù),PPT,電子,課件 汽車電工電子第6章 晶體管及其應(yīng)用電路PN結(jié)晶體管及其應(yīng)用集成運算放大器應(yīng)用電路放大電路中的負反饋電子穩(wěn)壓電源本章學習目標1、掌握二極管的工作原理、應(yīng)用及相關(guān)測量2、掌握晶體管的電流放大作用，輸入和輸出特性曲線3、掌握集成運算放大器的結(jié)構(gòu)、圖形符號，電壓傳輸特性，主要參數(shù)4、掌握簡單的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成及工作原理 半導體器件是電子線路的基礎(chǔ)，它是我們必須首先學習的內(nèi)容。各種半導體器件的原理，是以半導體的特性特別是PN結(jié)的特性為基礎(chǔ)的。半導體二極管和晶體管是電子電路中最常用的半導體器件，也是構(gòu)成集成電路的基本單元。它們的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、特性和參數(shù)是學習電子技術(shù)和分析電子電路必不可少的基礎(chǔ)。6.1 PN結(jié)結(jié)6.1.1 二極管及其應(yīng)用1.半導體半導體1)本征半導體本征半導體半導體導電能力介于導體和絕緣體之間的一類物質(zhì)，如硅、鍺、硒以及大多數(shù)金屬氧化物和硫化物等都是半導體。硅和鍺是4價元素，原子的最外層軌道上有4個價電子。圖6.1 硅原子結(jié)構(gòu)簡化模型SiSiSiSiSiSiSiSiSi圖6.2硅單晶的共價健結(jié)構(gòu)2)雜質(zhì)半導體雜質(zhì)半導體(1)N型半導體型半導體 在本征半導體硅中摻入微量的五價元素，如磷，就形成了N型半導體。磷原子與硅原子組成共價鍵結(jié)構(gòu)，由于磷原子的數(shù)量比硅原子少得多，因此，整個晶體結(jié)構(gòu)基本不變，只是某些位置的硅原子被磷原子取代。又因為磷是五價元素，它用四個價電子與相鄰四個硅原子組成共價鍵后，還多余一個電子，這個電子僅受磷原子的吸引，不受共價鍵的束縛，它只要獲得很少的能量，就能擺脫束縛而成為自由電子。在室溫下，這些電子幾乎全部被激發(fā)為自由電子。因此，自由電子的數(shù)量大為增加，因此這種雜質(zhì)半導體主要靠自由電子導電，故稱為電子型半導體，簡稱N型半導體。在N型半導體中自由電子是多數(shù)載流子，而空穴是少數(shù)載流子。(2)P型半導體型半導體 在本征半導體硅中摻入微量的三價元素，如硼，就形成了P型半導體。硼原子與硅原子組成共價鍵結(jié)構(gòu)，由于硼原子的數(shù)量比硅原子少得多，因此，整個晶體結(jié)構(gòu)基本不變，只是某些位置的硅原子被硼原子取代。又因為硼是三價元素，當它與相鄰的四個硅原子結(jié)合而形成共價鍵后，因缺少一個電子而提供一個空位。相鄰硅原子的價電子很容易來填充這個空位，從而產(chǎn)生一個空穴。在室溫下，幾乎全部硼原子的空位都被填充，產(chǎn)生與硼原子數(shù)量相等的空穴。因此硅晶體摻硼后產(chǎn)生大量的空穴，這種雜質(zhì)半導體主要靠空穴導電，故稱為空穴型半導體或P型半導體。在P型半導體中自由電子是少數(shù)載流子，而空穴是多數(shù)載流子。3)PN結(jié)結(jié)(1)PN結(jié)結(jié) P型或N型半導體的導電能力雖然大大增強，但還并不能直接用來制造半導體器件。通常是在一塊晶片上，采取一定的摻雜工藝措施，在兩邊分別形成P型半導體和N型半導體，在它們的交界面附近就會形成一個具有獨特的物理性質(zhì)的PN結(jié)。PN結(jié)是構(gòu)成各種半導體器件的基礎(chǔ)。(2)PN結(jié)的形成結(jié)的形成(3)兩種運動兩種運動擴散運動由于存在濃度差異而形成的載流子運動。漂移運動載流子在電場力作用下的運動。在PN結(jié)中，載流子的擴散運動的方向與漂移運動的方向相反，擴散運動使空間電荷區(qū)加寬，電場增強，于是擴散的阻力增大；漂移運動使空間電荷區(qū)變窄，電場減弱，于是擴散容易進行。當擴散運動與漂移運動的作用相等時，就達到了動態(tài)平衡。達到平衡后，空間電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定下來，PN結(jié)就處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。(4)PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?a)給PN結(jié)加“正向電壓”或“正向偏置”:導通(b)給PN結(jié)加“反向電壓”或“反向偏置”：截止2.二極管二極管1)二極管的構(gòu)成二極管的構(gòu)成 一個PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并用管殼封裝起來，就構(gòu)成了半導體二極管，簡稱二極管。從P區(qū)引出的電極稱為陽極或正極，從N區(qū)引出的電極稱為陰極或負極。2)二極管的分類二極管的分類名稱優(yōu)缺點適應(yīng)范圍例點接觸型PN結(jié)的面積很小，工作頻率較高，但不能承受較高的反向電流可作高頻檢波和脈沖數(shù)字電路中的開關(guān)元件點接觸型鍺二極管2AP1，最大電流為16mA，而最高工作頻率為60MHz面接觸型PN結(jié)的面積大，允許通過較大的電流，但極間電容也大可作整流等低頻電路中的元件硅面接觸型整流二極管2CP1，最大電流為400mA，而最高工作頻率為3KHz按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為點接觸型和面接觸型兩種。名稱優(yōu)缺點適應(yīng)范圍硅管熱穩(wěn)定性好，反向電流小適應(yīng)于功率稍大的整流電路鍺管反向電流比硅管大，熱穩(wěn)定性較差，但工作頻率高適應(yīng)于高頻整流與極波電路按其PN結(jié)的材料不同可分為硅管和鍺管兩類。3)二極管的伏安特性二極管的伏安特性 所謂伏安特性是二極管中的電流與其兩端的電壓之間的關(guān)系。(1)正向特性正向特性 當正向電壓較小時，由于外電場還不足以克服內(nèi)電場對載流子擴散運動所造成的阻力，故正向電流仍然很小，幾乎為零，二極管呈現(xiàn)較大的電阻。(2)反向特性反向特性 在反向電壓作用下，只有少數(shù)載流子的漂移運動形成微小的反向電流。溫度一定時，少數(shù)載流子的數(shù)量是一定的，因此反向電壓在一定范圍內(nèi)上升時，反向電流幾乎不變，故反向電流通常為反向飽和電流。溫度對反向電流的影響很大。二極管的反向飽和電流很小，但它隨溫度的升高急劇增加。因為溫度上升，熱運動加劇，少數(shù)載流子增多，反向電流上升。(3)反向擊穿特性反向擊穿特性 當反向電壓增加到一定大小時，反向電流劇增，這種現(xiàn)象稱為二極管的反向擊穿。此時的電壓稱為擊穿電壓。二極管擊穿后，若PN結(jié)的溫度超過允許結(jié)溫，管子會因過熱而損壞。4)二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù)二極管的參數(shù)是用來定量描述二極管性能的。（1）最大整流電流IFM：是作為整流元件的二極管，管子長期工作允許通過的最大正向平均電流。它的大小決定于PN結(jié)的面積、材料和散熱條件。電流太大將使PN結(jié)過熱而燒毀。因此使用時不要超過IFM值。（2）最高反向工作電壓URM是指二極管長期工作時能承受的最大反向電壓值。為了確保管子安全工作，通常取擊穿電壓的一半為最大反向工作電壓。如2CZ12A硅二極管的URM為50伏，而反向擊穿電壓則為100伏左右。（3）反向擊穿電壓UB：指管子反向擊穿時的電壓值。（4）反向電流IR：指管子未擊穿時的反向電流，其值越小，則管子的單向?qū)щ娦栽胶?。?）最高工作頻率fm：主要取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小。6.1.2特殊二極管特殊二極管1.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管的表示符號穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)，從反向特性曲線上可以看出，反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時，反向電流很小，當反向電壓增高到擊穿電壓時，反向電流突然劇增，穩(wěn)壓管反向擊穿。此后，電流雖在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小，利用這一特性，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。3)硅穩(wěn)壓管的主要參數(shù)硅穩(wěn)壓管的主要參數(shù)(1)穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓Vz穩(wěn)定電壓Uz是指穩(wěn)壓管在正常工作(即產(chǎn)生了反向擊穿)時管子兩端的電壓。(2)穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓Iz穩(wěn)定電壓Iz是穩(wěn)壓管正常工作時的電流，它允許在一定的范圍內(nèi)變化。當流過穩(wěn)壓管的電流小于下限值IZMM時，管子不能穩(wěn)壓。(3)最大穩(wěn)定電流最大穩(wěn)定電流IZM最大穩(wěn)定電流IZM是穩(wěn)壓管允許長期通過的最大電流值，當流過的電流超過此值時，穩(wěn)壓管可能會因過熱而損壞。(4)動態(tài)電阻動態(tài)電阻rz動態(tài)電阻rz是反映穩(wěn)壓管性能的一個參數(shù)，動態(tài)電阻rz越小，穩(wěn)壓效果越好。(5)電壓溫度系數(shù)電壓溫度系數(shù)r發(fā)光二極管的符號發(fā)光二極管的符號電壓溫度系數(shù)r是表示穩(wěn)壓管溫度穩(wěn)定性的參數(shù)，穩(wěn)定電壓在6V左右的管子；穩(wěn)壓值受溫度的影響最小。2.發(fā)光二極管發(fā)光二極管 發(fā)光二極管的符號LED驅(qū)動電路(a)直流驅(qū)動電路 (b)交流驅(qū)動電路（1）發(fā)光二極管的符號（2）發(fā)光二極管的驅(qū)動電路及簡單應(yīng)用6.1.3整流、濾波及穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路整流、濾波及穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路1.二極管的導電特性交流電源變壓整流濾波穩(wěn)壓負載1)、整流變壓：將交流電源電壓變換為符合整流需要的電壓。2)、整流電路：將交流電壓變換為單向脈動電壓，整流電路中的二極管或晶閘管是整流元件，它們具有單向?qū)щ娦?，所以可以整流?)、濾波器：減小整流電壓的脈動程度，以適合負載的需要。4)、穩(wěn)壓環(huán)節(jié)：在交流電源電壓波動或負載變動時，使直流輸出電壓穩(wěn)定。1.常用的整流電路常用的整流電路1)單相半波整流電路bau0 RLDTru(1)電路的組成(2)工作原理 2 3u0 i0u0 i0utt負載電阻RL上得到的電壓u0除了可以用波形圖表示外，還可以用代數(shù)式表示：整流輸出電壓是一個單脈動電壓，常用一個周期的平均值來表示它的大小，即：則整流電流的平均值為：2)單相橋式整流電路單相橋式整流電路uD4D3D2bau0 RLD1Trubau0 RLTr 單相半波整流的缺點是只利用了電源的半個周期，同時整流電壓的脈動較大。為了克服這些缺點，常常用全波整流電路，其中最常用的是單相橋式整流電路。它是由四個二極管接成電橋的形式構(gòu)成的，2 3u0 i1u0 i0utt設(shè)變壓器副邊電壓為 全波整流電路的整流電壓的平均值U0比半波整流時增加了一倍，即 2.常用的濾波電路常用的濾波電路u0 RLubaTr橋式整流電容濾波電路1)電容濾波電路nmtu0D導通D截止D導通D截止D導通u0橋式整流電容濾波電路的輸出波形 加入濾波電容后，負載兩端電壓u0的脈動程度大大減小，平均值U0得以增大，負載電壓的平均值：U01.2U2 RC 型濾波電路型濾波電路 C2C1u0 RLubaTrRC型濾波電路它一般用于負載平均電流為幾十毫安以下，而又要求輸出電壓脈動很小的場合。電阻對于交、直流都具有同樣的降壓作用，但當它和電容配合之后，就使脈動電壓的交流分量較多地降落中負載上，從而起了濾波作用。3.硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路UIIZI0RU0 RLDZC1ubaTr硅穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓電路簡單并聯(lián)型硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路、交流電壓經(jīng)過橋式整流電路整流和電容濾波器濾波得到直流電壓UI，再經(jīng)過限流電阻R和穩(wěn)壓管DZ，組成的穩(wěn)壓電路接到負載電阻RL上。從而在負載上得到的就是一個比較穩(wěn)定的電壓。2)引起電壓不穩(wěn)定的原因引起電壓不穩(wěn)定的原因(1)電網(wǎng)電壓的波動(2)負載電阻的變化3)穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理(1)設(shè)負載電阻RL不變(2)設(shè)電網(wǎng)電壓不變 總結(jié)：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路是通過IZ的自動調(diào)節(jié)作用和限流電阻R的電壓補償作用來使輸出電壓穩(wěn)定的。6.2 晶體管及其應(yīng)用 6.2.1 晶體管的電流放大特性1.晶體管的基本結(jié)構(gòu)晶體管的基本結(jié)構(gòu)晶體管由三個半導體導電區(qū)組成。因此晶體管有：三區(qū)(三個半導體電區(qū))發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)；三極(三個電極)發(fā)射極(E)、基極(B)和集電極(C)，這三個電極是分別從三個導電區(qū)引出來的；兩結(jié)(兩個結(jié))發(fā)射結(jié)和集電結(jié)。晶體管有兩個基本類型即NPN型和PNP型。2.晶體管的電流放大特性晶體管的電流放大特性1)晶體管具有電流放大作用的條件 共發(fā)射極接法的晶體管要具有放大作用，需滿足兩個條件：(1)內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)的載流子濃度遠大于基區(qū)的載流子濃度，此條件在作晶體管時已實現(xiàn)。(2)外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。3)晶體管電流放大作用的幾點結(jié)論晶體管電流放大作用的幾點結(jié)論3.晶體管的特性曲線晶體管的特性曲線1)輸入特性曲線輸入特性曲線當集電極與發(fā)射極之間的電壓UCE為某一恒定值時，輸入回路中基極與發(fā)極間的電壓UBE與其產(chǎn)生的基極電流IB的關(guān)系曲線，稱為輸入特性曲線。即2)輸出特性曲線輸出特性曲線輸出特性曲線是指當基極電流IB固定為某一常數(shù)時，輸出回路中集.射間電壓UCE與集電極電流ICE之間的關(guān)系曲線。即：三個工作區(qū)(1)放大區(qū)放大區(qū) 輸出特性曲線的近于水平部分是放大區(qū)。在放大區(qū)，IC=IB。放大區(qū)也稱為線性區(qū)，因為IC和IB成正比的關(guān)系。如前所述，晶體管工作于放大狀態(tài)時，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，即對NPN型管而言，應(yīng)使UBE0，UBC0。(2)截止區(qū)截止區(qū) IB=0的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。IB=0時，IC=IE=ICEO=0。由于IC、IE均近似為0，因此集電極C與發(fā)射極E之間如同開路，即相當于開關(guān)的斷開。(3)飽和區(qū)飽和區(qū) 當UCEUBE時，晶體管工作于飽和狀態(tài)，集電結(jié)和發(fā)射結(jié)均處于正向偏置。此時集.射間的電壓降稱為飽和壓降，飽和壓降很小，因此可把集電極C與發(fā)射極E之間看作開關(guān)的閉合。在飽和區(qū)，IB的變化對IC的影響較小，兩者不成正比，放大區(qū)的不能適用于飽和區(qū)。4)主要參數(shù)主要參數(shù)(1)電流放大系數(shù)()(2)集-基極反向漏電流ICBO和集-射穿透電流ICEO(3)極限參數(shù)集電極最大允許電流ICM集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO集電極最大允許耗散功率PCM6.2.2共發(fā)射極放大電路 晶體管的主要用途之一是利用其放大作用組成放大電路。在生產(chǎn)和科學實驗中，往往要求用微弱的信號去控制較大功率的負載。例如，在自動控制機床上，需要將反映加工要求的控制信號加以放大，得到一定輸出功率以推動執(zhí)行元件(電磁鐵、電動機、液壓機構(gòu)等)。就是在常見的收音機和電視機中，也是將天線收到的微弱信號放大到足以推動揚聲器和顯像管的程度?？梢姺糯箅娐返膽?yīng)用十分廣泛，是電子設(shè)備中最普遍的一種基本單元。1.共發(fā)射極放大電路的組成及工作原理共發(fā)射極放大電路的組成及工作原理 由NPN管組成的共射放大電路如圖所示，該電路以晶體管V為核心，它是由輸入電路C1、RB；輸出電路C2、RC、UCC和RL以及晶體管三部分組成。放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析(1)用估算法確定靜態(tài)值（直流通路）IEQUBEQICQRBRCUCCIBQUBE（V）IB（A）QQUCE(V)IC(2)用圖解法確定放大電路的靜態(tài)工作點用圖解法確定放大電路的靜態(tài)工作點用圖解法求靜態(tài)值的一般步驟：給出晶體管的輸出特性曲線組作出直流負載線由直流通路求出偏流IB得出合適的靜態(tài)工作點找出靜態(tài)值(3)靜態(tài)工作點的位置對輸出波形的影響靜態(tài)工作點的位置對輸出波形的影響放大狀態(tài)輸入輸出波形(1)ICQ太大，會引起飽和失真。(2)ICQ太小，會引起截止失真。改變靜態(tài)工作點的位置對輸出波形有影響 4)放大電路的動態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析(1)微變等效電路法 所謂放大電路的小信號等效電路，就是把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路，也就是把晶體管等效為一個線性電路。這樣就可以像處理線性電路那樣來處理晶體管放大電路。晶體管的小信號等效電路晶體管的小信號等效電路 在晶體管的輸入特性曲線上選定合適的靜態(tài)工作點，在Q點附近的線段近似為直線，因此，以Q點為中心的微小變化量uBE與iB的比值可用一電阻rBE表示，這就是晶體管的輸入電阻，而在交流放大器中uBE與iB 就是交流信號分量uBE與iB，則：進一步，對微小變量而言，rBE可用下列公式求得：放大電路的小信號等效電路放大電路的小信號等效電路iiibubeuceeRLRcicUoUiRb放大電路的交流通路 由晶體管的小信號等效電路和放大電路的交流通路可得出放大電路的小信號等效電路。iiRBRLuoibbieibrbeuiRC畫交流通路的原則：（1）電容C1、C2可看成是短路（2）直流電源也可看成是短路(2)放大電路的動態(tài)性能分析放大電路的動態(tài)性能分析(a)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)反映了放大電路對信號電壓的放大能力。負號表示輸出信號電壓與輸入信號電壓的相位相反。(b)輸入電阻輸入電阻 放大器的輸入端總要連信號源，而輸出端總要接上負載，運用放大器輸入電阻和輸出電阻的概念，可以幫助我們分析放大器與信號源之間以及放大器與負載之間的影響。對信號源來說，放大電路相當于它的負載，這可用一電阻等效代替，這電阻就是放大電路的輸入電阻(r i)，它是從放大器的輸入端看進去的交流等效電阻。(c)輸出電阻輸出電阻 對負載而言，放大電路相當于一個具有內(nèi)阻r0的信號源，r0稱為放大電路的輸出電阻，它是從放大電路的輸出端看進去的等效電阻。根據(jù)r0的定義，求r0時應(yīng)令信號電壓源u i等于零和負載RL 開路。因為ui=0，故IB=0，I C=0，受控源支路電流為0，相當于該支路的電阻無窮大，故從輸出端看進出的電阻就是R C。6.3 集成運算放大器應(yīng)用電路集成運算放大器應(yīng)用電路6.3.1運算放大器簡介運算放大器圖形符號(a)運放符號(b)運放的另一種表示符號 兩個輸入端，一個輸出端，其中標“-”號端，稱為反相輸入端，表示僅從這一端加輸入信號時，輸出電壓與輸入電壓相位相反，標“+”號端，稱為同相輸入端，表示僅從這一端加輸入信號時，輸出電壓與輸入電壓相位相同。2.運算放大器的主要技術(shù)參數(shù)運算放大器的主要技術(shù)參數(shù)1)開環(huán)電壓放大倍數(shù)開環(huán)電壓放大倍數(shù)Au0 輸出端開路，且工作于線性放大區(qū)時輸出電壓與兩輸入端信號電壓之差的比值，稱為集成運放開環(huán)電壓放大倍數(shù)，又稱為差模電壓放大倍數(shù)。即：Au0=V0/(V+-V-)2)開環(huán)輸入電阻開環(huán)輸入電阻(差模輸入電阻差模輸入電阻)ri ri為開環(huán)工作時，兩輸入端的電壓變化與其引起的電流變化之比，也就是從兩輸入看進去的等效動態(tài)電阻，典型值為106。3)開環(huán)輸出電阻開環(huán)輸出電阻r0 r0為從集成運放輸出端看進去的等效電阻，r0的典型值是100。4)最大輸出電壓幅度最大輸出電壓幅度VOpp 輸出端開路時，能使輸出和輸入電壓保持線性放大關(guān)系的最大輸出電壓值。5)電源電壓范圍電源電壓范圍 集成運放一般都用正負電源電壓同時供電，其電壓值可在一定范圍內(nèi)選擇，典型值為15V。6)共模抑制比共模抑制比KCMR 集成運放的共模抑制比較高典型值為80-90dB。7)共模輸入電壓范圍共模輸入電壓范圍 Vicm 集成運放對共模信號具有抑制能力，但這個能力是在規(guī)定的共模電壓范圍內(nèi)才具備，如超出這個電壓，運算放大器的共模抑制能力就大為下降，甚至造成器件損壞。3.理想運算放大器及其分析依據(jù)理想運算放大器及其分析依據(jù)1)理想化的條件主要是：理想化的條件主要是：(1)開環(huán)電壓放大倍數(shù)Au0(2)開環(huán)輸入電阻rid(3)開環(huán)輸出電阻r0 0(4)共模抑制比KCMRR 在分析運算放大器時，一般可以將它理想化。這種集成運算放大器我們稱之為理想運算放大器。兩個重要結(jié)論兩個重要結(jié)論(1)I-=0、I+=0（虛斷）因為理想運放的輸入電阻rid=，所以它從信號源汲取的電流為零，即I-=I+=0(2)u-=u+(虛短)當運放工作在線性范圍內(nèi)時，其輸出電壓u0 和輸入差動電壓u+u-的關(guān)系為u0=Au0(u+u-)若運放是理想的，則Au0=，且工作在線性范圍，輸出電壓u0 必為有限數(shù)值，則差動輸入電壓u+u-=0，或u+=u-6.3.2運算放大器應(yīng)用電路運算放大器應(yīng)用電路 1.運算放大器基本線性運算電路1)反相運算電路(又稱反相比例電路)Auf=U0/Ui=-Rf/R1 即Auf 為負值，表明這是一個反相放大器，Auf 值也與運放的參數(shù)無關(guān)，只由比值Rf/R1決定。當 Rf=R1時，Auf=-1，我們稱其為反號器或反相器?？捎糜谧兲栠\算。2)同相運算放大電路同相運算放大電路 信號通過RP加到運放同相端的電路，稱為同相輸入放大器。其反饋信號加至反相端，是一個電壓串聯(lián)負反饋電路。閉環(huán)電壓放大倍數(shù)，用Af表示，則 Af=1+Rf/R1 表明Af為正，即同相輸入放大器的輸出與輸入同相，且Af總大于1，它取決于外電路的Rf 與 R1，而與運放的參數(shù)無關(guān)。3)反相加法運算電路反相加法運算電路R4Ui3R3I3Ui2R2I2Ui1R1I1IfU0Rf-+加法運算電路加法運算電路是用來對若干輸入信號進行求和運算的。(1)當R1=R2=R3=R時，(2)當R1=R2=R3=Rf=R時,U0=-(Ui1+Ui2+Ui3)4)差分運算電路差分運算電路 信號Ui1，Ui2經(jīng)R1，R2分別加到反相輸入端與同相輸入端，就構(gòu)成減法運算電路。根據(jù)I+=I-=0U+=U-可得：(a)當R1=R2且Rf=R3時，(b)當Rf=R1時，U0=Ui2-Ui12.集成運算放大器非線性應(yīng)用電路集成運算放大器非線性應(yīng)用電路電壓比較器(a)電路組成 (b)傳輸特性1)電壓比較器 電壓比較器的作用是用來比較輸入電壓和參考電壓，UR是參考電壓，加在同相輸入端，輸入電壓ui加在反相輸入端。運算放大器工作于開環(huán)狀態(tài)，由于開環(huán)電壓放大倍數(shù)很高，即使輸入端有一個非常微小的差值信號，也會使輸出電壓飽和。2)過零比較器過零比較器過零比較器(a)電路組成 (b)傳輸特性將正弦波電壓信號變換為矩形波電壓信號 當UR=0時，即輸人電壓和零電平比較，稱為過零比較器。其電路和傳輸特性如圖。當ui為正弦波電壓時則u0為矩形波電壓。6.4 放大電路中的負反饋放大電路中的負反饋6.4.1負反饋的定義與原理如圖所示分壓式偏置電路，它能穩(wěn)定靜態(tài)工作點的本質(zhì)原因是在電路中引入了負反饋，負反饋的目的是為了改善電路的某些性能。1.負反饋的定義 所謂反饋，就是將放大器輸出信號（電壓或電流）的一部分或全部，通過一定方式送回到輸入回路中去影響輸入信號。放大電路方框圖（a）無負反饋 （b）帶有負反饋2.負反饋原理如圖Xd=Xi-Xf3.反饋的類型及判別反饋的類型及判別 按反饋電量的性質(zhì)分有直流反饋、交流反饋或電壓反饋、電流反饋類型。按反饋信號的相位分，有正反饋和負反饋。正反饋和負反饋有截然不同的差別。1）正、負反饋（1）定義及作用 反饋信號增強輸入信號的叫做正反饋，正反饋多用于振蕩電路及脈沖數(shù)字電路中。反饋信號削弱輸入信號的叫做負反饋，負反饋使放大倍數(shù)降低，但卻換來其他性能的改善。如在射極輸出器中，輸出電壓全部反饋至輸入回路，極大地削弱了對發(fā)射結(jié)的作用，是一種深度負反饋，結(jié)果電壓放大倍數(shù)降低到接近于1，但換來了輸入、輸出電阻的改善。（2）判斷正、負反饋的方法）判斷正、負反饋的方法 判斷反饋極性可采用瞬時極性法，即先假定信號處于某一瞬時極性，然后推出電路中有關(guān)電壓的瞬時極性和電流的瞬時流向，最后判斷反饋信號是加強還是削弱輸入信號。6.4.2負反饋的基本類型及判別負反饋的基本類型及判別 根據(jù)在放大器輸出端的取樣對象是電流或電壓，反饋可分為電壓反饋和電流反饋兩種形式。根據(jù)反饋信號與輸入信號在輸入端的串聯(lián)還是并聯(lián)關(guān)系，反饋又可分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋兩種形式。概括起來，反饋放大器可分為電壓串聯(lián)反饋、電流串聯(lián)反饋、電壓并聯(lián)反饋和電流并聯(lián)反饋四個類型。（2）判斷電流反饋與電壓反饋的方法）判斷電流反饋與電壓反饋的方法在負反饋中，如果反饋信號取自輸出電壓（同輸出電壓成比例），稱為電壓負反饋。電壓負反饋的最重要效應(yīng)是穩(wěn)定輸出電壓。當放大器的輸入電壓一定時，其輸出電壓本來也應(yīng)具有一定的數(shù)值。但由于溫度的變化、電源波動以及零件變值等原因，實際上即使輸入信號一定，放大器的輸出電壓也有變化。而引入電壓負反饋之后，由于反饋信號同輸出電壓成比例。因此當輸出電壓增大時，反饋信號也會增大，對輸入信號的削弱作用因而增強，從而迫使輸出電壓回落。如果負反饋信號取自輸出電流（同輸出電流成比例），則稱為電流負反饋。電流負反饋的最重要效應(yīng)是穩(wěn)定輸出電流，其作用原理同電壓負反饋是相似的。因為只要輸出電流一有變化，立刻就會影響反饋信號的大小，而由于這里的反饋是“負”的，所以必然要導致輸出電流的相反的方向變化，也就是迫使它回復常態(tài)。6.4.3負反饋對放大電路工作性能的影響負反饋對放大電路工作性能的影響1.降低放大倍數(shù)2.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性3.對放大電路輸入電阻的影響對放大電路輸入電阻的影響 反饋對放大電路輸入電阻的影響有如下影響，串聯(lián)負反饋使放大電路的輸入電阻增高。并聯(lián)負反饋使放大電路的輸入電阻減低。4.對放大電路輸出電阻的影響對放大電路輸出電阻的影響 反饋對放大電路輸出電阻的影響有如下影響，電壓反饋使放大電路的輸出電阻很低；電流反饋使放大電路的輸出電阻較高。5.改善波形失真改善波形失真 由于工作點選擇不合適，或者輸入信號過大，都將引起信號波形的失真。但引入負反饋之后，可將輸出端的失真信號反送到輸入端，使凈輸入信號發(fā)生某種程度的失真，經(jīng)過放大之后，即可使輸出信號的失真得到一定程度的補償。從本質(zhì)上說，負反饋是利用失真了的波形來改善波形的失真，因此只能減小失真，不能完全消除失真。6.展寬通頻帶展寬通頻帶 引入負反饋可以展寬放大電路的通頻帶。在中頻段，開環(huán)放大倍數(shù)A較高，反饋信號也較強，因而使閉環(huán)放大倍數(shù)降低得較多。而在低頻段和高頻段，A較低，反饋信號也較小，因而使Af降低得較少。這樣，就將放大電路的通頻帶展寬了。6.5 電子穩(wěn)壓電源簡單的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路6.5.1簡單的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1.電路組成2.工作原理工作原理6.5.2帶有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路帶有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1.電路組成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，它包括四個部分：取樣環(huán)節(jié)：由R1，R2組成的電阻分壓器，它將輸出電壓U0的一部分基準電壓：由穩(wěn)壓管DZ和電阻R3構(gòu)成，穩(wěn)壓管的電壓UZ，它是一個穩(wěn)定性較高的直流電壓，作為調(diào)整，比較的標準，R3是穩(wěn)壓管工限流電阻。放大環(huán)節(jié)：是一個晶體管T2構(gòu)成的直流放大電路，它的基一射極電壓VBE2是采樣電壓與基準電壓之差，即UBE2=Uf-UZ。將這個電壓差值放大后去控制調(diào)整管。RC2是T2的負載電阻，同時也是調(diào)整管T1的偏置電阻。調(diào)整環(huán)節(jié)：一般由工作于線性區(qū)的功率管T1組成，它的基極電流受放大環(huán)節(jié)輸出信號控制。只要控制基極電流IB1就可以改變集電極電流IC1和集一射極電壓UCE1，從而調(diào)整輸出電壓U0。2.工作原理工作原理 當輸出電壓U0升高時，采樣電壓Uf增大，T2的基一射電壓UBE2增大，其基極基極電流IB2增大，集電極電流IC2上升，集一射極電壓UCE2下降。因此，T1的UBE1減小，IC1減小，UCE1增大，輸出電壓U0下降，即6.5.3集成穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電路1.分類分類集成穩(wěn)壓器的類型較多，按輸出電壓能否調(diào)節(jié)，可分為三端固定式和臺端可調(diào)式：2.主要參數(shù)主要參數(shù)（1）最大輸入電壓UImix：為保證穩(wěn)壓器安全工作的最大允許輸入電壓。（2）最小輸入電壓UImin:為保證穩(wěn)壓器安全工作的最小允許輸入電壓。（3）輸出電壓值U0：一般UImin U0=23V（4）最大輸出電流I0：為保證穩(wěn)器安全工作的最大允許輸出電流。3.應(yīng)用電路應(yīng)用電路1.W7800系列和W7900系列作為固定輸出時的穩(wěn)壓電源。2.同時輸出正負電壓的直流穩(wěn)壓電路