模拟电路课件(计算机专业)11-AC、DC电源-12

直流电源的组成及各部分的作用
蔡竟业 jycai@
直流电源的组成及各部分的作用
直流电源是能量转换电路，将220V（或380V）50Hz的 交流电转换为直流电。
改变电压值 通常为降压 半波整流
交流变脉 动的直流 全波整流
减小脉动
1) 负载变化输出电压 基本不变； 2) 电网电压变化输出 电压基本不变。
2. 二极管的导通角
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！
导通角
脉动 C 放电 U O(AV) RL iD的峰值
蔡竟业 jycai@
θ小到一定程度，难于选择二极管！
Ro I O
UI
5. 纹波电压 测试出输出电压的交流分量。
蔡竟业 jycai@
二、稳压管稳压电路
1. 稳压管的伏安特性和主要参数
伏安特性 符号 等效电路
稳定电压 UZ：稳压管的击穿电压 稳定电流 IZ：使稳压管工作在稳压状态的最小电流 最大耗散功率 PZM：允许的最大功率， PZM= IZM UZ 动态电阻 rz：工作在稳压状态时，rz＝ΔU / ΔI
为了使稳压管稳压电路输出大电流，需要加晶体管放大。
I L (1 ) I O UO U Z U BE
稳压原理：电路引入电压负反馈，稳定输出电压。 不管什么原因引起UO变化，都将 通过UCE的调节使UO稳定，故称晶 体管为调整管。 若要提高电路的稳压性能， 则应加深电路的负反馈，即提 U O U I U CE 高放大电路的放大倍数。
简单易行，稳压性能好。适用于输出电压固定、输出电 流变化范围较小的场合。
蔡竟业 jycai@
5. 稳压管稳压电路的设计

详细描述
模拟电路是处理模拟信号的电子电路，这些信号在时间和幅 度上都是连续变化的。在模拟电路中，电路元件的参数通常 是连续变化的，这使得模拟电路的分析方法与数字电路有所 不同。
模拟电路的应用
总结词
模拟电路广泛应用于通信、音频处理、图像处理、控制系统等领域。
详细描述
模拟电路在许多领域都有广泛的应用，包括通信、音频处理、图像处理、控制系统等。在通信领域，模拟电路用 于信号的传输和处理；在音频处理领域，模拟电路用于音频信号的放大和处理；在图像处理领域，模拟电路用于 图像信号的处理和传输；在控制系统中，模拟电路用于控制信号的生成和传输。
准备必要的调试工具和测试设备，搭 建调试环境。
功能调试
对电路的功能进行测试和验证，确保 各功能正常工作。
性能优化
根据测试结果，对电路的性能进行优 化，提高各项技术指标。
问题分析与解决
针对调试过程中发现的问题，进行深 入分析并采取有效措施解决。
05
模拟电路实验与实践
实验设备与器材
信号发生器
产生各种频率和幅 度的正弦波、方波 和三角波等信号。
电路的性能也不断提高。
02
模拟电路基础知识
电阻
总结词
电阻是模拟电路中最重要的元件之一 ，用于限制电流的流动。
详细描述
电阻由导电材料制成，其阻值取决于 材料、长度和横截面积。在电路中， 电阻用于控制电流的大小，从而实现 电压的调节和信号的处理。
电容
总结词
电容是存储电荷的元件，具有隔直流通交流的特性。
详细描述
交流分析是模拟电路分析的重要环节，主要 研究电路在交流信号下的响应。通过交流分 析，可以了解电路的动态性能，如增益、带 宽、失真等。交流分析通常采用小信号模型 进行分析，以简化计算过程。

+14
si
284
2 8 18 4
+32 Ge Ge
电子
+4
硅原子
锗原子
10
图1.1.1 常见半导体材料的原子结构和简化模型
+4
+4
价 电 子
+4
+4
共 价 键
图1.1.2 单晶硅和锗共价键结构示意图
本征半导体：纯净的（未掺杂）单晶半导体称为本 征半导体。 共价键中的电子，受所属原子核的束缚，不能参与 导电。
37
对称PN结：如果P区和N区的掺杂浓度相同， 则耗尽区相对界面对称，称为对称结 不对称PN结：如果一边掺杂浓度大（重掺 杂），一边掺杂浓度小（轻掺杂），这样 形成的PN结称为不对称结
耗尽区 耗尽区
P＋
N
P
N＋
(a)
(b )
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此耗尽区主要伸向轻掺杂区一边，
问题：为什么PN结伸向轻掺杂区？
答：轻掺杂区的施主正离子（或受主负离子）的 排列稀疏，重掺杂区的施主正离子（或受主负离 子）的排列紧密。如上图，两边电荷量相等，所 以会伸向轻掺杂区。

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教材
1、黄丽亚 杨恒新编著. 模拟电子技术基础[M]. 北 京：机械工业出版社,2009 2、电子电路教研室. 模拟电子电路B补充讲义(修 订版) 南京邮电大学校内印刷, 2009
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参考书
[1] 康华光. 电子技术基础[M]（模拟部分）(第五 版). 北京：高等教育出版社,2006
[2] 华成英 童诗白. 模拟电子技术基础[M]（第四 版）.北京：高等教育出版社,2006 [3] 谢嘉奎. 电子线路[M]（线性部分）(第四版）. 北京：高等教育出版社, 1999（2004年印刷）. [4] 谢嘉奎. 电子线路[M]（非线性部分）(第四 版）.北京：高等教育出版社,1999（2004年印 刷）.

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1.4.3 三极管的工作状态
1. 放大状态 在上面一部分中分析了三极管的放大原理。为了使三极管有放大能力，在输入回路加基极直流电源VBB，在输出回路加集电极直流电源VCC，且VCC大于VBB，使发射结正向偏置、集电结反向偏置。此时称三极管处于放大状态，条件是发射结正向偏置、集电结反向偏置。 2. 饱和状态 如果输出回路的集电极直流电源VCC小于输入回路的基极直流电源VBB，则发射结和集电结都是正向偏置。由于发射结和集电结都是正向偏置，在开始发射结和集电结上的势垒都变窄，使发射区和集电区的自由电子同时涌入基区，但是由于基区面积很小，且掺杂浓度很低，涌入到基区的电子中只有极少部分与空穴复合，形成基极电流IB，绝大部分扩散到基区的电子堆积在发射结和集电结附近，使发射结和集电结上的势垒加宽，阻止了发射区和集电区的自由电子进一步扩散到基区，由此可见，此时三极管没有放大能力。 此种状态称三极管处于饱和状态，条件是发射结和集电结都是正向偏置。 3. 截止状态 如果在输入回路的基极直流电源VBB小于发射结的开启电压，则发射结处于零偏置或反偏置。由于外加电压没有达到发射结的开启电压，使发射区的自由电子不能越过发射结达到基区，不能形成电流，从而发射极、集电极和基极的电流都很小，也就谈不上放大了。此时称三极管处于截止状态，条件是发射结零偏置或反偏置、集电结反向偏置。
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1.3.3 二极管的等效电阻
直流等效电阻也称静态等效电阻。如图1-9所示，在二极管的两端加直流电压UQ、产生直流电流IQ，此时直流等效电阻RD定义为 交流等效电阻表示，在二极管直流工作点确定后，交流小信号作用于二极管所产生的交流电流与交流电压的关系。在直流工作点Q一定，在二极管加有交流电压u，产生交流电流i，交流等效电阻r定义为
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例1-1 图10(a)是由理想二极管D组成的电路，理想二极管是指二极管的导通电压U为0、反向击穿电压U为，设电路的输入电压u如图10(b)所示，试画出输出uo的波形 解：由二极管的单向导电特性，输入信号正半周时二极管导通，负半周截止，故输出uo的波形如右图所示。