串联反馈式稳压电路

串联型三极管稳压电路1.电路构成用三极管V代替图8.2中的限流电阻Ｒ，就得到图8.3所示的串联型三极管稳压电路。

在基极电路中，V DZ与Ｒ组成参数稳压器。

图 8.3 串联型三极管稳压电路2. 工作原理〔实验〕：①按图8.3连接电路，检查无误后，接通电路。

②保持输入电压U i不变，改变R L，观察U0。

③保持负载R L不变，改变U L，观察U0。

结论：输出电压U0基本保持不变。

该电路稳压过程如下：（１）当输入电压不变，而负载电压变化时，其稳压过程如下：（２）当负载不变，输入电压U增加时，其稳压过程如下：（３）当ＵＩ增加时，输出电压Ｕ０有升高趋势，由于三极管Ｔ基极电位被稳压管ＤＺ固定，故Ｕ０的增加将使三极管发射结上正向偏置电压降低，基极电流减小，从而使三极管的集射极间的电阻增大，ＵＣＥ增加，于是，抵消了Ｕ０的增加，使Ｕ０基本保持不变．上述电路虽然对输出电压具有稳压作用，但此电路控制灵敏度不高，稳压性能不理想。

8.3.2 带有放大环节的串联型稳压电路1．电路组成在图8.3电路加放大环节．如图8.4所示。

可使输出电压更加稳定。

图８．４带放大电路的串联型稳压电路取样电路：由Ｒ1、ＲP、Ｒ2组成，当输出电压变大时，取样电阻将其变化量的一部分送到比较放大管的基极，基极电压能反映出电压的变化，称为取样电压；取样电压不宜太大，也不宜太小，若太大，控制的灵敏度下降；若太小，带负载能力减弱。

基准电路：由ＲZ、V DＺ组成，给V２发射极提供一个基准电压，ＲZ为限流电阻，保证V DＺ有一个合适的工作电流。

比较放大管V2：Ｒ4既是V２的集电极负载电阻，又是V１的基极偏置电阻，比较放大管的作用是将输出电压的变化量，先放大，然后加到调整管的基极，控制调整管工作，提高控制的灵敏度和输出电压的稳定性。

调整管V１：它与负载串联，故称此电路为串联型稳压电路，调整管V１受比较放大管控制，集射极间相当于一个可变电阻，用来抵消输出电压的波动。

串联反馈式稳压电路图XX_01图XX_01是串联反馈式稳压电路的一般结构图，图中VI是整流滤波电路的输出电压，T为调整管，A为比较放大电路，VREF 为基准电压，它由稳压管DZ与限流电阻R串联所构成的简单稳压电路获得（见齐纳二极管一节），R1与R2组成反馈网络，是用来反映输出电压变化的取样环节。

这种稳压电路的主回路是起调整作用的BJT T与负载串联，故称为串联式稳压电路。

输出电压的变化量由反馈网络取样经放大电路（A）放大后去控制调整管T的c-e极间的电压降，从而达到稳定输出电压VO的目的。

稳压原理可简述如下：当输入电压VI 增加（或负载电流IO减小）时，导致输出电压VO增加，随之反馈电压VF=R2VO/（R1+R2）=F V V O也增加（F V为反馈系数）。

V F与基准电压V REF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后使V B和I C减小，调整管T的c-e极间电压VCE 增大，使VO下降，从而维持VO基本恒定。

同理，当输入电压VI 减小（或负载电流IO增加）时，亦将使输出电压基本保持不变。

从反馈放大电路的角度来看，这种电路属于电压串联负反馈电路。

调整管T连接成电压跟随器。

因而可得或式中A V是比较放大电路的电压增益，是考虑了所带负载的影响，与开环增益AVO不同。

在深度负反馈条件下，时，可得上式表明，输出电压VO 与基准电压VREF近似成正比，与反馈系数F V成反比。

当VREF及F V已定时，VO也就确定了，因此它是设计稳压电路的基本关系式。

值得注意的是，调整管T的调整作用是依靠VF 和VREF之间的偏差来实现的，必须有偏差才能调整。

如果VO绝对不变，调整管的VCE 也绝对不变，那么电路也就不能起调整作用了。

所以VO不可能达到绝对稳定，只能是基本稳定。

因此，图10.2.1所示的系统是一个闭环有差调整系统。

由以上分析可知，当反馈越深时，调整作用越强，输出电压VO 也越稳定，电路的稳压系数g和输出电阻Ro也越小。

科目:模拟电子技术题型:填空题章节:第十章 直流电源难度:全部-----------------------------------------------------------------------1. 稳压电路的主要作用是 稳定输出电压 。

2. 在直流电源中，在变压器副边电压相同的条件下，若希望二极管承受的反向电压较小,而输出直流电压较高，则应采用 倍压 整流电路。

3. 在直流电源中，负载电流若为200mA ，则宜采用 电容 滤波电路。

4. 在负载电流较小的电子设备中，为了得到稳定的但不需要调节的直流输出电压，则可采用 硅稳压或硅二极管 稳压电路或集成稳压电路。

5. 为了适应电网电压和负载电流变化较大的情况，且要求输出电压可以调节，则可采用 串联 晶体管稳压电路或可调的集成稳压器电路。

6. 在电容滤波和电感滤波二者之中， 电感 滤波选用大电流负载。

7. 在电容滤波和电感滤波二者之中， 电容 滤波的直流输出电压高。

8. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时，调整管处于 放大 工作状态。

9. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时，若要求输出电压为18V ，调整管压降为6V ，整流电路采用电容滤波，则电源变压器次级电压有效值应为 20 V 。

10. 单相桥式整流电路，变压器的副边电压是U 2，则输出电压的平均值 U 0 = 0.9 U 2 。

11. 单相桥式整流电路，变压器的副边电压是U 2，加入电容滤波器后，则输出电压的平均值 U 0 = 1.2U 2 。

12. 小功率直流电源一般由电源变压器、 整流 、滤波、稳压四部分组成。

13. 直流电源能将电量变为直流电量，实质上是一种 能量 转换电路。

14. 单相半波整流电路和桥式整流电路相比，在变压器次级电压相同条件下， 桥式整流 电路的输出电压平均值高了一倍。

15. 若变压器次级电压有效值为U 2，每个整流管的反向峰值电压记作U RM ，则半波整流电路的U RM = 22U 。

通达13级期末模电填空题选择题整理一、填空题整理1. 半导体的导电能力与温度、光照强度、掺杂浓度和材料性质有关。

2. 利用PN结击穿时的特性可制成稳压二极管，利用发光材料可制成发光二级管，利用PN结的光敏性可制成光敏（光电）二级管。

3.在本征半导体中加入＿＿5价＿＿元素可形成N型半导体，加入＿3价＿元素可形成P型半导体。

N型半导体中的多子是_自由电子_______；P型半导体中的多子是___空穴____。

4. PN结外加正向电压时导通外加反向电压时截止这种特性称为PN结的单向导电性。

5. 通常情况下硅材料二极管的正向导通电压为0.7v ，锗材料二极管的正向导通电压为0.2v 。

6..理想二极管正向电阻为0，反向电阻为（你猜），这两种状态相当于一个___开关____。

7..晶体管的三个工作区分别为放大区、截止区和饱和区。

8.. 稳压二极管是利用PN结的反向击穿特性特性制作的。

9.. 三极管从结构上看可以分成PNP 和NPN 两种类型。

10. 晶体三极管工作时有自由电子和空穴两种载流子参与导电，因此三极管又称为双极型晶体管。

11.设晶体管的压降UCE不变，基极电流为20μA时，集电极电流等于2mA，则β=__100__。

12. 场效应管可分为绝缘栅效应管和结型两大类，目前广泛应用的绝缘栅效应管是MOS管，按其工作方式分可分为耗尽型和增强型两大类，每一类中又分为N 沟道和P沟道两种。

13．晶体管工作在放大区时，具有发射结正偏、集电结反偏的特点。

14.晶体管工作在饱和区时，具有发射结正偏、集电结正偏的特点。

15. 饱和失真和截止失真属于非线性失真，频率失真属于线性失真。

16.共集电极放大器又叫射极输出器，它的特点是：输入电阻高（高、低）；输出电阻低（高、低）；电压放大倍数约为 1 。

17.多级放大器由输入级、____中间级_____和输出级组成；其耦合方式有__阻容耦合____和直接耦合、变压器耦合三种；集成运算放大器运用的是直接耦合耦合方式。

稳压电路简介交流电网电压的波动和负载电流的变化都会使整流电源的输出电压和电流随之变动，因此要求较高的电子电路必须使用稳压电源。

(1 ）稳压管并联稳压电路用一个稳压管和负载并联的电路是最简单的稳压电路。

图中 R 是限流电阻。

这个电路的输出电流很小，它的输出电压等于稳压管的稳定电压值 V Z 。

(2 ）串联型稳压电路有放大和负反馈作用的串联型稳压电路是最常用的稳压电路。

它的电路和框图见图 4 （ b ）、（ c ）。

它是从取样电路（ R3 、 R4 ）中检测出输出电压的变动，与基准电压（ V Z ）比较并经放大器（ VT2 ）放大后加到调整管（ VT1 ）上，使调整管两端的电压随着变化。

如果输出电压下降，就使调整管管压降也降低，于是输出电压被提升；如果输出电压上升，就使调整管管压降也上升，于是输出电压被压低，结果就使输出电压基本不变。

在这个电路的基础上发展成很多变型电路或增加一些辅助电路，如用复合管作调整管，输出电压可调的电路，用运算放大器作比较放大的电路，以及增加辅助电源和过流保护电路等。

（ 3 ）开关型稳压电路近年来广泛应用的新型稳压电源是开关型稳压电源。

它的调整管工作在开关状态，本身功耗很小，所以有效率高、体积小等优点，但电路比较复杂。

开关稳压电源从原理上分有很多种。

它的基本原理框图见图 4（ d ）。

图中电感 L 和电容 C 是储能和滤波元件，二极管 VD 是调整管在关断状态时为 L 、 C 滤波器提供电流通路的续流二极管。

开关稳压电源的开关频率都很高，一般为几～几十千赫，所以电感器的体积不很大，输出电压中的高次谐波也不多。

它的基本工作原理是 : 从取样电路（ R3 、 R4 ）中检测出取样电压经比较放大后去控制一个矩形波发生器。

矩形波发生器的输出脉冲是控制调整管（ VT ）的导通和截止时间的。

如果输出电压 U 0 因为电网电压或负载电流的变动而降低，就会使矩形波发生器的输出脉冲变宽，于是调整管导通时间增大，使 L 、 C 储能电路得到更多的能量，结果是使输出电压 U 0 被提升，达到了稳定输出电压的目的。

思 考与练习题44.1 常用的小功率直流稳压电源系统由哪几部分组成，试述各部分的作用。

答：一个性能良好的单相小功率直流稳压电源通常由四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。

4.2 整流二极管的反向电阻不够大，而正向电阻较大时，对整流效果会产生什么影响？答：整流二极管的反向电阻不够大，输入信号为负半周时，二极管不能反向截止，负载上的输出信号不能为零；而正向电阻较大时，输入信号为正半周时，负载上的输出信号幅度和输入信号的幅度不能基本相等。

4.3 在整流电路中，二极管的选择应考虑哪些参数值？答：半波整流电路中的二极管安全工作条件如下。

① 二极管的最大整流电流必须大于实际流过二极管的平均电流，即I F ＞I VD0=U L0/R L =0.45U 2/R L ② 二极管的最大反向工作电压U R 必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压U RM ，即U R ＞U RM =2U 24.4 电路如图4-5所示，试分析该电路出现故障时，电路会出现什么现象？①二极管VD 1的正负极性接反；②VD 1击穿短路；③VD 1开路。

答： ①二极管VD 1的正负极性接反，输出电压为负。

②VD 1击穿短路，电路没有了整流作用。

③VD 1开路，电路没有输出。

4.5 在整流滤波电路中，采用滤波电路的主要目的是什么？就其结构而言，滤波电路有电容输入式和电感输入式两种，各有什么特点？各应用于何种场合？图4-13、图4-15、图4-16和图4-17各属于何种滤波电路？答：滤波电路的作用是对整流电路输出的脉动电压进行滤波，从而得到交变成分很小的直流电压。

滤波电路实际为低通滤波器，其截止频率应低于整流输出电压的基波频率。

电容滤波电路输出电压高，滤波效能高，但带负载能力差，适用于电压变化范围不大，负载电流小的设备。

电感滤波适用于低电压、大电流的场合。

且工频电感体积大，重量重，价格高，损耗大，电磁辐射强，因此一般少用。

图4-13属于电容滤波电路、图4-15属于电感滤波电路、图4-16属于倒L 型滤波电路、图4-17属于 型滤波电路。

一、简易串联稳压电源1、原理分析图4－1－1是简易串联稳压电源，T1是调整管，D1是基准电压源，R1是限流电阻，R2是负载。

由于T1基极电压被D1固定在UD1，T1发射结电压（UT1）BE在T1正常工作时基本是一个固定值（一般硅管为0.7V，锗管为0.3V），所以输出电压UO＝UD1－（UT1）BE。

当输出电压远大于T1发射结电压时，可以忽略（UT1）BE，则UO≈UD1。

下面我们分析一下建议串联稳压电源的稳压工作原理：假设由于某种原因引起输出电压UO降低，即T1的发射极电压（UT1）E降低，由于UD1保持不变，从而造成T1发射结电压（UT1）BE上升，引起T1基极电流（IT1）B上升，从而造成T1发射极电流（IT1）E被放大β倍上升，由晶体管的负载特性可知，这时T1导通更加充分管压降（UT1）CE将迅速减小，输入电压UI更多的加到负载上，UO得到快速回升。

这个调整过程可以使用下面的变化关系图表示：UO↓→（UT1）E↓→UD1恒定→（UT1）BE↑→（IT1）B↑→（IT1）E↑→（UT1）CE↓→UO↑当输出电压上升时，整个分析过程与上面过程的变化相反，这里我们就不再重复，只是简单的用下面的变化关系图表示：UO↑→（UT1）E↑→UD1恒定→（UT1）BE↓→（IT1）B↓→（IT1）E↓→（UT1）CE↑→UO↓这里我们只分析了输出电压UO降低的稳压工作原理，其实输入电压UI降低等其他情况下的稳压工作原理都与此类似，最终都是反应在输出电压UO降低上，因此工作原理大致相同。

从电路的工作原理可以看出，稳压的关键有两点：一是稳压管D1的稳压值UD1 要保持稳定；二是调整管T1要工作在放大区且工作特性要好。

其实还可以用反馈的原理来说明简易串联稳压电源的工作原理。

由于电路是一个射极输出器，属于电压串联负反馈电路，电路的输出电压为UO＝（UT1）E≈（UT1）B，由于（UT1）B保持稳定，所以输出电压UO也保持稳定。

串联反馈型晶体管稳压电路解析分析方法的研究作者：李戎汪晓鸿来源：《现代电子技术》2008年第05期摘要：基于网络图论的观点，对含有受控器件的线性网络构建了数学模型，给出全网电气参量的显函数描述关系；采用参量析出法，对电子线路的模型进行求解，使网络分析解析化，为计算机辅助分析与设计奠定了基础。

采用节点导纳矩阵的方法，依据电子线路的特点，推导出定量计算电子线路中稳压电源的稳压系数、输出电阻的解析式，从而定性和定量地分析了电子线路参数变化和电路结构的改变对稳压电源性能指标的影响。

关键词：网络图论；节点导纳矩阵；稳压电路；串联反馈中图分类号：TM13 文献标识码：A文章编号：1004373X(2008)0516504Research on Analysis of Transistor Constant-voltage Circuit Based on Feedback in SeriesLI Rong,WANG Xiaohong(Shaanxi Polytechnic Institute,Xianyang,712000,China)Abstract：In this paper,based on the view point of network graph theory,we build the mathematics model of linear network which contains controlled devices.Then,the explicit function descriptive relationships of the electric parameter which belong to the whole network are givening the parameter separating out method,we resolve the problems of the electronic circuit model.As a result,we make the network analysis systematically and build the foundation for the computer analyzing and designing.According to the characteristics of electronic circuits,a node-matrix analytical method is used to deduce the analytic equations.These equations are used to computing the constant-voltage coefficient,the output resistance of the constant-voltage source.Furthermore,we analyze the performance alternation of the constant-voltage source caused by the changes of circuits′ parameters and structure qualitatively and quantitatively.Keywords：network graph theory;node matrix;constant-voltage circuit;feedback in series1 串联反馈型晶体管稳压电路的计算模型串联反馈型晶体管稳压电路中含有的元器件种类繁多，把他作为我们研究问题的对象，使得研究结果具有普遍性。