模拟电子技术基础第10章直流电源
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绪论一.符号约定•大写字母、大写下标表示直流量。
如:V CE、I C等。
•小写字母、大写下标表示总量〔含交、直流〕。
如:v CE、i B等。
•小写字母、小写下标表示纯交流量。
如:v ce、i b等。
•上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。
如:等。
二.信号〔1〕模型的转换〔2〕分类〔3〕频谱二.放大电路〔1〕模型〔2〕增益如何确定电路的输出电阻r o?三.频率响应以及带宽第一章半导体二极管一.半导体的根底知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯洁的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
表达的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素〔多子是空穴,少子是电子〕。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素〔多子是电子,少子是空穴〕。
6. 杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通,反向截止。
*二极管伏安特性----同PN结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的上下:假设 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路);假设 V阳 <V阴( 反偏 ),二极管截止(开路)。
(华北电⼒⼤学主编)模拟电⼦技术基础习题答案模拟电⼦技术基础习题答案电⼦技术课程组2018.8.15⽬录第1章习题及答案 (1)第2章习题及答案 (14)第3章习题及答案 (36)第4章习题及答案 (45)第5章习题及答案 (55)第6章习题及答案 (70)第7章习题及答案 (86)第8章习题及答案 (104)第9章习题及答案 (117)第10章习题及答案 (133)模拟电⼦技术试卷1 (146)模拟电⼦技术试卷2 (152)模拟电⼦技术试卷3 (158)第1章习题及答案1.1选择合适答案填⼊空内。
(1)在本征半导体中加⼊元素可形成N型半导体,加⼊元素可形成P型半导体。
A. 五价B. 四价C. 三价(2)PN结加正向电压时,空间电荷区将。
A. 变窄B. 基本不变C. 变宽(3)当温度升⾼时,⼆极管的反向饱和电流将。
A. 增⼤B. 不变C. 减⼩(4)稳压管的稳压区是其⼯作在。
A. 正向导通B.反向截⽌C.反向击穿解:(1)A、C (2)A (3)A (4)C1.2.1写出图P1.2.1所⽰各电路的输出电压值,设⼆极管是理想的。
(1)(2)(3)图P1.2.1解:(1)⼆极管导通U O1=2V (2)⼆极管截⽌U O2=2V (3)⼆极管导通U O3=2V1.2.2写出图P1.2.2所⽰各电路的输出电压值,设⼆极管导通电压U D=0.7V。
(1)(2)(3)图P1.2.2解:(1)⼆极管截⽌U O1=0V (2)⼆极管导通U O2=-1.3V (3)⼆极管截⽌U O3=-2V1.3.1电路如P1.3.1图所⽰,设⼆极管采⽤恒压降模型且正向压降为0.7V,试判断下图中各⼆极管是否导通,并求出电路的输出电压U o。
图P1.3.1解:⼆极管D1截⽌,D2导通,U O=-2.3V1.3.2电路如图P1.3.2所⽰,已知u i=10sinωt(v),试画出u i与u O的波形。
设⼆极管正向导通电压可忽略不计。
第十章 直流电源自 测 题一、判断下列说法是否正确,用“√”“×”表示判断结果填入空内。
(1) 直流电源是一种将正弦信号转换为直流信号的波形变换电路。
( )(2) 直流电源是一种能量转换电路,它将交流能量转换为直流能量。
( )(3)在变压器副边电压和负载电阻相同的情况下,桥式整流电路的输出电流是半波整流电路输出电流的2倍。
( )因此,它们的整流管的平均电流比值为2:1。
( )(4)若U 2为电源变压器副边电压的有效值,则半波整流电容滤波电路和全波整流电容滤波电路在空载时的输出电压均为22U 。
( )(5)当输入电压U I 和负载电流I L 变化时,稳压电路的输出电压是绝对不变的。
( )(6)一般情况下,开关型稳压电路比线性稳压电路效率高。
( ) 解:(1)× (2)√ (3)√ × (4)√ (5)×(6)√二、在图10.3.1(a )中,已知变压器副边电压有效值U 2为10V ,23T C L ≥R (T 为电网电压的周期)。
测得输出电压平均值U O (AV )可能的数值为A. 14VB. 12VC. 9VD. 4.5V选择合适答案填入空内。
(1)正常情况U O (AV )≈ ;(2)电容虚焊时U O (AV )≈ ;(3)负载电阻开路时U O (AV )≈ ;(4)一只整流管和滤波电容同时开路,U O (AV )≈ 。
解:(1)B (2)C (3)A (4)D三、填空:图T10.3在图T10.3所示电路中,调整管为 ,采样电路由 组成,基准电压电路由 组成, 比较放大电路由 组成, 保护电路由 组成;输出电压最小值的表达式为 ,最大值的表达式为 。
解:T 1,R 1、R 2、R 3,R 、D Z ,T 2、R c ,R 0、T 3;)( )(BE2Z 3321BE2Z 32321U U R R R R U U R R R R R +++++++,。
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 。
课程设计任务书学生姓名:专业班级:电子科学与技术指导教师:吴皓莹工作单位:信息工程学院题目: 多路输出直流稳压电源设计一、初始条件:可选元件:变压器/15W/±12V;整流二极管或整流桥若干,电容、电阻、电位器若干;根据需要选择若干三端集成稳压器;交流电源220V,或自备元器件。
可用仪器:示波器,万用表,毫伏表二、要求完成的主要任务:(1)设计任务根据技术要求和已知条件,完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。
(2)设计要求①要求设计制作一个多路输出直流稳压电源,可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源输出:±12V/1A,±5V/1A,一组可调正电压+3~+18V/1A。
②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。
(选做:用PSPICE或EWB软件完成仿真)③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
三、时间安排:1、2011年12月31日分班集中,布置课程设计任务、选题;讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求;课设答疑事项。
2、2011年12月31日至2012年1月4日完成资料查阅、设计、制作与调试;3、2012年1月4日至2012年1月5日完成课程设计报告撰写。
4、2012年1月6日提交课程设计报告,进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1 绪论 (3)2 设计内容及要求 (4)2.1 设计的目的及主要任务 (4)2.1.1 设计目的 (4)2.1.2 设计的主要任务及性能指标 (4)2.2 设计思想及过程 (4)2.2.1 直流稳压电源设计思路 (4)2.2.2 整体设计过程 (5)3 设计原理及单元模块设计 (5)3.1电源变压器 (6)3.2 整流电路 (7)3.3 滤波电路 (8)3.4 稳压电路 (9)4课程设计心得体会 (10)参考文献 (11)附录1 电路图设计 (12)附录2 元器件清单及相关参数 (13)1绪论在当今社会中,各类电子产品极大地满足了我们的需求,但是任何电子设备都需要一个共同的电子电路——电源电路,在电子电路和电气设备中,通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电,直流稳压电源可分为两类,一类是化学电源,如各种各样的干电池、蓄电池、充电电源等电源;其优点是体积小、重量轻、携带方便等;缺点是成本高、易污染。
习题题10-1 在图P10-1所示的单相桥式整流电路中,已知变压器副边电压U2=10V(有效值):图P10-1②工作时,直流输出电压U O(A V)=?②如果二极管VD1虚焊,将会出现什么现象?③如果VD1极性接反,又可能出现什么问题?④如果四个二极管全部接反,则直流输出电压U O(A V)=?解:①正常时工作时,直流输出电压U O(A V)=0.9 U2=9V②如果二极管VD1虚焊,将成为半波整流U O(A V)=0.45 U2=4.5V③如果VD1极性接反,U2负半周VD1、VD3导通,负载短路,产生极大的电流,造成二极管和变压器烧毁。
③如果四只二极管全部接反,则直流输出电压U O(A V)=-9V。
题10-2图P10-2是能输出两种整流电压的桥式整流电路。
(1)试分析各个二极管的导电情况,在图上标出直流输出电压U O(A V)1和U O(A V)2对地的极性,并计算当U21=U22=20V(有效值)时,U O(A V)1和U O(A V)2各为多少?(2)如果U21=22V,U22=18V,则U O(A V)1和U O(A V)2各为多少?(3)在后一种情况下,画出u o1和u o2的波形并估算各个二极管的最大反向峰值电压将各为多少?图P10-2解:(1)均为上“+”、下“-”。
即U O(A V)1对地为正,U O(A V)2对地为负。
均为全波整流。
U O(A V)1和U O(A V)2为:U O(A V)1=-U O(A V)2≈0.9U 21=0.9*20=18V(2)如果U 21=22V ,U 22=18V ,则U O(A V)1和U O(A V)2为U O(A V)1= -U O(A V)2≈0.45U 21+0.45 U 22=18V 。
(3)波形图如下:题 10-3 试分析在下列几种情况下,应该选用哪一种滤波电路比较合适。
① 负载电阻为1Ω,电流为10A ,要求S =10%;② 负载电阻为1k Ω,电流为10mA,要求S =0.1%;③ 负载电阻从20Ω变到100Ω,要求S =1%,输出电压U O(A V)变化不超过20%; ④ 负载电阻100Ω可调,电流从零变到1A ,要求S =1%,希望U 2尽可能低。
模拟电子技术基础习题答案电子技术课程组2018.8.15目录第1章习题及答案1第2章习题及答案15第3章习题及答案37第4章习题及答案46第5章习题及答案55第6章习题及答案71第7章习题及答案87第8章习题及答案106第9章习题及答案118第10章习题及答案134模拟电子技术试卷1147模拟电子技术试卷2153模拟电子技术试卷3159第1章习题及答案1.1选择合适答案填入空内。
(1)在本征半导体中加入元素可形成N型半导体,加入元素可形成P型半导体。
A.五价B.四价C.三价(2)P N结加正向电压时,空间电荷区将。
A.变窄B.基本不变C.变宽(3)当温度升高时,二极管的反向饱和电流将。
A.增大B.不变C.减小(4)稳压管的稳压区是其工作在。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿解:(1)A、C(2)A(3)A(4)C1.2.1写出图P1.2.1所示各电路的输出电压值,设二极管是理想的。
(1)(2)(3)图P1.2.1解:(1)二极管导通U O1=2V(2)二极管截止U O2=2V(3)二极管导通U O3=2V1.2.2写出图P1.2.2所示各电路的输出电压值,设二极管导通电压U D=0.7V。
(1)(2)(3)图P1.2.2解:(1)二极管截止U O1=0V(2)二极管导通U O2=-1.3V(3)二极管截止U O3=-2V1.3.1电路如P1.3.1图所示,设二极管采用恒压降模型且正向压降为0.7V,试判断下图中各二极管是否导通,并求出电路的输出电压U o。
图P1.3.1解:二极管D1截止,D2导通,U O=-2.3V1.3.2电路如图P1.3.2所示,已知u i=10s i nωt(v),试画出u i与u O的波形。
设二极管正向导通电压可忽略不计。
图P1.3.2解:当u i>0V时,D导通,u o=u i;当u i≤0V时,D截止,u o=0V。
u i和u o的波形如解图1.3.2所示。
.模拟电子技术直流稳压电源设计报告班级:电气12级04班组长: 申发文 10081115成员:玉斌 10053613薛皓天 10053627目录一﹑设计任务··3二﹑设计流程图··3三﹑设计原理··4四﹑设计原理图··10五﹑元件型号及参数确定··10 六﹑仿真结果··13七、设计过程总结··17八﹑参考文献··18九、附录··18一﹑【设计任务】利用7809﹑7909设计一个输出±9V﹑1A的直流稳压电源。
要求:(1)画出系统电路图,并画出变压器输出﹑滤波电路输出及稳压输出的电压波形;画出变压器副边电流的波形。
(2)输入工频为220V交流电的情况下,确定变压器变比;(3)在满载情况下选择滤波电容的大小(取5倍工频半周期);(4)求滤波电路的输出电压;(5)说明三端稳压器输入﹑输出端电容的作用及选取的容值。
二﹑【设计流程图】利用交流电源变换成直流稳压电源的组成方框图如1所示:图1 直流电源的组成方框图电源变压器的作用是把220V的电网电压变换成所需要的交流电压。
整流电路的作用是利用二极管的单向导电特性,将正负交替的正弦交流电压变换成单一方向的直流脉动电压。
滤波电路的作用是将脉动电压中的脉动成分(即纹波)滤掉,是输出电压成为比较平滑的直流电压。
由于该电压随着电网的波动﹑负载的变化而变化,因此后面还需要接稳压电路。
稳压电路的作用是使输出的直流电压保持稳定。
三﹑【设计原理】(1)单相桥式整流电路图2 (a)单相桥式整流电路(b)简化画法在输入电压的正半周期,其极性为上正下负二极管D1和D3导通,D2和D4截止,在负载电阻R L上得到一个半波电压,U L =U 2。
在输入电压的负半周,其极性为上负下正,二极管D 1和D 4导通,D 1和D 3截止,在负载电阻R L 上得到一个半波电压,U L =-U 2。
模拟电子技术课程作业第1章 半导体器件1将PN 结加适当的正向电压,则空间电荷区将( b )。
(a)变宽 (b)变窄 (c)不变2半导体二极管的主要特点sdf 是具有( b )。
(a)电流放大作用 (b)单向导电性(c)电压放大作用3二极管导通的条件是加在二极管两端的电压( a )。
(a)正向电压大于PN 结的死区电压 (b)正向电压等于零 (c)必须加反向电压4电路如图1所示,设D 1,D 2均为理想元件,已知输入电压u i =150sin ωt V 如图2所示,试画出电压u O 的波形。
20V100V 0u Iu i V/ωtD 2D 140k Ω40k Ω150u O+- 图1+-图2+-+-答案u i V /ωt150ωt 10060u i V /0100605电路如图1所示,设输入信号u I1,u I2的波形如图2所示,若忽略二极管的正向压降,试画出输出电压u O 的波形,并说明t 1,t 2时间内二极管D 1,D 2的工作状态。
u I2R Lu Ot 1t 2tt2D 1D 2图1图2u I1+-u I1/ V-22-2u I2/ V答案t 1t 2tu O /V -2t 1:D 1导通,D 2截止t 2:D 2导通,D 1截止第2章 基本放大电路1下列电路中能实现交流放大的是图( b )。
++++++++U CCu oU CCU CCU CC()a ()b (c)(d)+-+-+-+-+-+-+-+-u iu iu ou ou iu ou i++++2图示电路,已知晶体管β=60,U BE .V =07,R C k =2 Ω,忽略U BE ,如要将集电极电流I C 调整到1.5mA ,R B 应取( a )。
(a)480k Ω (b)120k Ω (c)240k Ω (d)360k Ω++C 2C 1R BR C u ou i+-+-+12V3固定偏置放大电路中,晶体管的β=50,若将该管调换为β=80的另外一个晶体管,则该电路中晶体管集电极电流IC 将( a )。
模拟电子技术课程设计报告教师评分2011年月日3.3体会收获及建议 (14)3.4参考资料(书、论文、网络资料) (15)4.教师评语 (15)5.成绩 ....................... 错误!未定义书签。
1.概述电源是各种电子、电器设备工作的动力,是自动化不可或缺的组成部分,直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。
直流稳压电源是常用的电子设备,它能保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压。
一个低纹波、高精度电镀、充电设备等的直流供电。
1.1直流稳压电源设计目的(1)、学习直流稳压电源的设计方法;(2)、研究直流稳压电源的设计方案;(3)、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法。
1.2课程设计的组成部分1.2.1 设计原理设计电路框图设计电路框图如图1所示,包括变压器降压,整流滤波电路滤波,稳压电路进行稳压四个部分。
图1为电压经过各个部分的波形,交流U1经过变压器降压后到较小的交流U2,经过整流滤波后变为纹波很小的直流U4,最后由稳压电路进行稳压输出。
直流稳压电源的组成图11.2.2各部分电路的作用交流变压器。
一般的电子设备所需要的直流电压较之交流电网提供的200V 电压相差较大,为了得到输出电压的额定范围,就需要将电网电压转化到合适的数值。
所以,电压变换部分的主要作用就是将电网电压变为所需要的交流电压,同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。
整流电路。
整流电路的作用是将变换后的交流电压转换为单方向的脉冲电压。
由于这种电压存在着很大的脉动部分(称为纹波),因此,一般还不能直接用来给负载供电,否则,纹波会严重影响到负载的性能指标。
滤波电路。
滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流进行平滑,使之成为含交变成分很小的直流电压。
也就是说,滤波部分实际上使一个性能较好的低通滤波器,且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。
独变压电路相对简单,仅有一个单相变压器,变压器将220V市电转化为电路能承担的电压。