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文档简介

1、电子技术基础与应用项目一 认识常用的半导体器件知识目标:了解半导体的基本知识掌握半导体二极管和三极管的结构及性能了解特殊二极管、三极管技能目标:掌握常用二极管的管脚识别及检测方法掌握三极管的管脚识别和检测方法了解常用的电子焊接知识任务一 半导体的基本知识任务二 PN结及其单向导电性任务三 半导体二极管任务四 晶体三极管项目一认识常用的半导体器件任务一 半导体的基本知识任务目标:了解导体、半导体、绝缘体导电性能的差异掌握硅和锗本征半导体的原子结构及导电性掌握杂质半导体(包括P型和N型)的原子结构及导电性任务一 半导体的基本知识知识一 导体、半导体、绝缘体知识二 本征半导体知识三 杂质半导体知识一

2、 导体、半导体、绝缘体 导体:导电性能良好 如:金、银、铜、铁、铝等绝缘体:不导电 如:陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等半导体:导电性能介于导体和绝缘体 之间。如:硅、锗、氧化物、硫化物等半导体:光敏 光照导电能力显著增强。 热敏 加热导电能力显著增强。 搀杂 掺入微量杂质,导电能力 显著增强。半导体分为:本征半导体 杂质半导体知识二 本征半导体纯净的、结构完整的半导体称本征半导体。如:硅、锗单晶体。 硅和锗原子结构示意图a)原子结构示意图 b) 简化模型硅(si)原子锗(Ge)原子硅(si)原子锗(Ge)原子+14+32+14+32惯性核价电子惯性核价电子b)a)硅单晶体共价键结构示意图本征激发产生

3、空穴电子对+4+4+热(或光)=自由电子共价键空穴价电子电子和空穴的移动 1、自由电子 + 2、空穴 本征半导体中有两种载流子(由本征激发产生)自由电子数=空穴数本征半导体导电能力很差!知识三 杂质半导体根据所掺杂质不同分为1.N型半导体(电子型) 纯净的硅晶体中掺入五价元素磷P形成N型半导体2.P型半导体 (空穴型) 纯净的硅晶体中掺入三价元素硼Be形成P型半导体N型 、P型半导体中的共价键结构硅+4+4+4+3硅硅硅硼空穴+4+4+4+5硅硅硅硅磷多余电子硅 N型硅半导体中的共价键结构P型硅半导体中的共价键结构N型半导体中两种载流子1.自由电子多子(由掺磷和本征激发产生) 2.空穴少子(由

4、本征激发产生) 1.自由电子少子(本征激发产生) 2.空穴多子(掺磷和本征激发产生)P型半导体中两种载流子N型半导体简化结构示意图P型半导体简化结构示意图少子电子杂质离子杂质离子少子空穴多子电子多子空穴a)b)通过以上讨论可知:在本征半导体中,掺入微量杂质元素,可以使半导体的导电性能显著增强,由于掺入杂质不同,可以形成两种不同的杂质半导体,即N型和P型半导体。在N型半导体中,自由电子是多子,空穴是少子,在P型半导体中,空穴是多子,自由电子是少子。N型和P型半导体都是电中性的,对外都不显电性。这是由于本征半导体和掺入的杂质都是电中性的,而在掺杂过程中,既没有得到电荷也没有失去电荷。任务二 PN结

5、及其单向导电性任务目标:了解PN结的形成掌握PN结的单向导电性。任务二 PN结及其单向导电性知识一 PN结的形成知识二 PN结的单向导电性电子空穴对(本征激发)电子空穴对空穴扩散方向电子扩散方向P型N型知识一PN结的形成载流子的扩散运动扩散运动:物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动,这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运动。漂移运动:在电场力作用下,少数载流子的运动称漂移运动。例如:当空间电荷区形成后,在内电场作用下,少子产生漂移运动,空穴从N区向P区运动,而自由电子从P区向N区运动。PN结示意图耗尽层空间电荷区内电场P型区N型区知识二 PN结的单向导电性RVb)IL+-EIRL+-EL+-

6、EIVL+-Ea)图1.10 PN结单向导电性实验电路外加正向电压PN结导通外加反向电压PN结截止PN结的单向导电性任务三 半导体二极管掌握二极管的结构、符号和类型。了解二极管的伏安特性。了解二极管的型号和主要参数。掌握二极管的识别和简易测试方法。认识整流二极管、稳压二极管、发光二极管等常用的二极管。任务目标:知识一 二极管的结构和类型知识二 二极管的伏安特性 知识三 二极管的型号和主要参数 知识四 小功率二极管的检测方法 知识五 认识常用二极管任务三 半导体二极管Va)结构a)b)正极负极管壳PN正极电流方向a)b)负极PN结b)符号1.结构和符号知识一 二极管的结构和类型 半导体二极管外型

7、a)大型金属封状 b)塑料封装 c)玻璃封装 2.二极管分类3)按用途不同分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管、肖特基二极管等。1)二极管按所用的半导体材料不同分为硅管和锗管2)二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。a)点接触型 b)面接触型 c)平面型知识二 二极管的伏安特性分为: 正向特性 反向特性(分为反向截止和反向击穿)图1.16二极管的伏安特性a) 伏安特性示意图 b)硅二极管的伏安特性 c)锗二极管的伏安特性a)b)c)死区电压最大值叫门限电压,用表示。一般硅二极管的约0.5伏,锗二极管的约0.1伏。硅二极管的正向导通压降为0.7伏左右,锗管为

8、0.3伏左右。0iD(mA)900C200C200C900CuD(V)温度对二极管特性的影响当温度升高时,正向特性曲线左移,反向特性曲线向下移。第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用数字表示器件的电极数目用拼音字母表示器件的材料和极性用汉语拼音字母表示器件的类型用数字表示序号用拼音字母表示规格号符号意义符号意义符号意义符号意义反映二极管参数的差异反映二极管承受反向击穿电压的高低,如A、B、C、D其中A承受的反向击穿电压最低,B稍高2二极管ABCDEN型锗材料P型锗材料N型硅材料P型硅材料化合物PZWKL普通管整流管稳压管开关管整流堆CUNBT参量管光电器件阻尼管半导体特殊器件知识三 二极管

9、的型号和主要参数1.型号按照国家标准GB249-74的规定,国产二极管的型号由五部分组成2 CZ54D规格号序号整流管N型硅材料二极管国家标准对二极管型号的命名举例如下:2.主要参数(1) 最大整流电流 指二极管长期连续工作时,允许通过二极管的最大正向平均电流。(2) 反向击穿电压 和最大反向工作电压(3) 反向电流硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级;锗二极管在微安( )级。(4) 正向压降硅二极管的正向压降约0.60.8 V;锗二极管约0.20.3 V。+ 观察外壳上的符号标记知识四 小功率二极管的检测方法小功率二极管的检测方法+-+观察外壳上的色点观察玻璃壳内触丝。对于点接触二极管,如

10、果标记已模糊不清,可以将外壳上的黑色或白色漆层轻轻刮起掉一点,透过玻璃观察二极管的内部结构,有金属触丝的一端就是正极。小功率二极管的检测方法将万用表置于R100或R1K挡,先用红、黑表笔任意测量二极管两端子间的电阻值,然后交换表笔再测量一次,如果二极管是好的,两次测量结果必定出现一大一小。以阻值较小的一次测量为准,黑表笔所接的一端为正极,红表笔所接的一端则为负极。小功率二极管的检测方法用万用表测量判别黑表笔接二极管正极红表笔接二极管负极红表笔接二极管正极黑表笔接二极管负极小电阻大电阻小功率二极管的检测方法 用万用表判别知识五 认识常用二极管用在检波、限幅和其他小电流整流电路中。如2AP12AP

11、9,2CP12CP20等。普通二极管:整流二极管:用在电源设备的整流电路中,将交流电变成脉动直流电。如2CZ112CZ27等。稳压二极管:又称齐纳二极管。用在电源供给电路中,稳定电压值。如2CW12CW10等。 VZa)b)图1.22 稳压二极管a)图形符号 b)外形 c)伏安特性曲线0IzmanUAUzUziz(mA)Izminuz(v)c)UBABIz稳压二极管是一个特殊的面接触型的半导体硅二极管,其V-A特性曲线与普通二极管相似,但反向击穿曲线比较陡,稳压二极管工作于反向击穿区。发光二极管发光二极管简称为LED。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能

12、辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管,在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。发光二极管a)外形 b)符号 c)发光二极管应用发光二极管发光二极管七段显示译码器的接法光电二极管光电二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结,和普通二极管相比,在结构上不同的是,为了便于接受入射光照,PN结面积尽量做的大一些,电极面积尽量小些,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米。光电二极管是在反向电压作用下工作的。没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。当有光照时,携带能量的光子进入PN结后,

13、把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子-空穴对,称为光生载流子。光电(敏)二极管光敏二极管肖特基二极管肖特基二极管内部是一个金属半导体结。所谓金属半导体结,是在金属和低掺杂N型半导体的交界处所形成的类似于PN结的空间电荷区,其伏安特性与PN结类似,也具有单向导电性。肖特基二极管与普通二极管相比,有两大主要特点:一是肖特基二极管的导通电压低,约为0.4V;二是肖特基二极管只利用一种载流子(电子)导电,不存在普通二极管的少子,因此工作速度快,适用于高频高速电路。开关二极管任务四 晶体三极管任务目标:1.掌握三极管的结构和分类。 2.了解三极管电流放大作用原理。 3. 掌握

14、三极管的型号了解其主要参数。 4.掌握晶体三极管外型识别方法5.掌握三极管简易检测方法。任务四 晶体三极管知识1 三极管的结构和分类 知识2 三极管的电流放大作用 知识3 三极管的型号和主要参数 知识4 三极管的伏安特性曲线 知识5 晶体三极管的工作状态 知识6 常用晶体三极管的外形识别 知识7 用指针式万用表判断晶体三极 管好坏及辨别三极管的c、b 、e电极知识1 三极管的结构和类型一、结构和分类1.结构通过一定的制作工艺,在一块极薄的硅或锗基片上制作两个PN结就构成三层半导体,从三层半导体上引出三个电极,经过封装就成为三极管。 a)大功率三极管 b)金属封装 c)塑料封装三极管的外形c集电

15、极N集电区P基区N发射区发射极e集电结发射结b基极a)cbeb)c集电极P集电区N基区P发射区发射极e集电结发射结b基极c)cbed) NPN型三极管a)结构示意图 b)符号PNP型三极管c)结构示意图d)符号三极管制作时有以下工艺要求:发射区掺杂浓度要很大,以利于向基区发射很多的载流子。基区非常薄,其掺杂浓度比发射区要小很多很多,以利于载流子通过。集电区掺杂浓度要小,体积比发射区大,便于收集载流子和散热。三极管分类按内部结构分为:NPN型和PNP型按设计结构分为 : 点接触型、面接触按工作频率分为 : 高频管、低频管、开关管。按功率大小分为 : 大功率、中功率、小功率。按封装形式分为 : 金

16、属封装、塑料封装。三极管的电流放大作用三极管的电流放大作用(1)发射区向基区注入电子(2)电子在基区的扩散与复合(3)集电区收集扩散过来的电子三极管内部载流子分配规律发射极电流等于基极电流与集电极电流之和。即 Ie=Ib+Ic集电极电流与基极电流之比为一个常数,用 表示 (手册中常用表示) 即 集电极电流的变化量与基极电流的变化量之比为一常数,用表示 即 三、三极管的型号和主要参数1.型号2、三极管的主要参数晶体管的电流放大系数,也可用hFE表示极间反向饱和电流 集电极 -基极反向电流 ICBO集电极发射极反向电流ICEO极限参数集电极最大允许电流 集电极最大允许耗散功率 集电极-发射极反向击

17、穿电压 ube(V)Ib(A)00.1 0.3 0.5 0.780604020开启电压0.5V导通电压0.7V图1.29三极管的输入特性曲线四、三极管的伏安特性曲线1、输入特性曲线硅管的发射结开启电压为0.5伏锗管的开启电压为0.1伏 Uce(V)2 4 6 8 10Ic(mA)04321图1.30三极管的输出特性曲线饱和区放大区截止区Ib=020A406080100IceoIbIc四、三极管的伏安特性曲线2、输出特性曲线五、晶体三极管的三种工作状态1.截止状态 发射结反偏 集电结反偏 发射结正偏 集电结反偏 2.放大状态3.饱和状态发射结反偏集电结反偏例如:给三极管加如图1.31a)、b)、

18、c)所示电压时三极管分别处于截止状态、放大状态、饱和状态。六、常用晶体三极管的外形识别大功率晶体三极管外形电极识别 用指针式万用表判断基极 b 和三极管的类型 小电阻黑表笔接b红表笔接c小电阻黑表笔接b红表笔接eNPN型三极管七、用指针式万用表判断晶体三极管好坏及辨别三极管的e、 b、c电极判断集电极c和发射极e 黑笔接c红笔接e为大电阻将手指搭在c、e之间,再测为小电阻PNNRmRVcc+黑红a)示意图b)等效电路 完电子技术基础与应用主编 刘占娟2008年8月项目二制作低频电压放大器*掌握共发射极基本放大器的电路组成及各元件的作用*掌握共发射极放大器的工作原理和分析方法*了解分压式射极偏置

19、电路及其稳定静态工作点的原理*了解射极输出器及其特*了解多级放大器。知识目标熟练掌握晶体管元件的识别、检测其质量好坏。掌握元件装配工艺。掌握正确安装和调试低频电压放大电路的方法。学会用手册查阅放大电路中的各类参数。技能目标任务一共发射极基本放大电路组成 任务二共发射极基本放大器分析 任务三分压式射极偏置放大器 任务四共集电极放大器项目二制作低频电压放大器任务一 共发射极基本放大电路的组成 *能画出共发射极基本放大器的电路图。 *掌握共发射极放大器中各元件的作用。任务目标:任务一 共发射极基本放大电路的组成知识一 电路组成知识二各元件在电路中的作用a)b)图2.1共发射极基本放大器a)NPN型

20、b)PNP型知识一电路组成电路组成元件有:(1)三极管V(2)直流电源(3)集电极电阻(4)基极偏置电阻(5)耦合电容C1、 C2应该提醒大家注意的是,交流信号源和负载电阻不是放大器的组成部分。知识二各元件在电路中的作用(1)三极管V 它是整个放大电路的核心,起电流放大作用。(2)直流电源有两个作用:一是使三极管发射结正偏,集电结反偏,确保三极管工作处于放大状态。二是给整个电路提供能量。(3)集电极电阻它的作用是将集电极电流的变化量转化成集电极电压的变化量。从而获得电压放大,大小一般为几千欧。(4)基极偏置电阻经供给三极管合适的基极偏置电流,从而确定三极管的直流工作状态。 (5)耦合电容的作用

21、有两个。一是隔断直流。二是传导交流信号应该注意,信号源和负载电阻不是放大器的组成部分,但它们对放大器有影响。任务二共发射极放大器的分析学习目标(1)能画出共发射极基本放大器的直流通路,并根据直流通路求静态工作点。(2)掌握共发射极基本放大器动态时工作原理。(3)能画出共发射极基本放大器的交流通路。(4)熟练掌握求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的方法。知识一估算法知识二图解法任务二共发射极放大器的分析知识一估算法静态:(ui=0)放大器无输入信号,电压、电流都不变。动态: (ui0)电路中的电压、电流随着输入信号作相应变化 。1、静态分析(1)静态工作点即(2)直流通路直流电流通过的路径称直流

22、通路由直流通路求静态工作点确定确定确定ui2、动态分析动态时和ui共同作用令则负号说明,输出的交流电压与集电极电流反相。动态时,都随输入电压而变化 ,它们的作用顺序是a)b)共发射极基本放大器及其交流通路求输入电阻、输出电阻、电压放大倍数三极管的输入电阻放大器的输入电阻放大器的输出电阻 放大器空载时的电压放大倍数 放大器有载时电压放大倍数 a)uiuouiuob)则放大器带负载时的电压放大倍数为 知识二图解法1、作直流负载线2、确定静态工作点3、作交流负载线4、动态分析三、温度变化对静态工作点的影响1.饱和失真和截止失真 2.温度变化对静态工作点的影响温度升高Ube减小Icbo增大增大Ic增大

23、任务三 分压式射极偏置放大器1.掌握分压式射极偏置放大器稳定静态工作点的原理。2.掌握分压式射极偏置放大器静态工作点的计算方法。3.掌握其电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算方法。 任务目标:a)b)知识一电路及稳定静态工作点的原理稳定静态工作点的原理知识二 静态工作点的计算(1)画出直流通路求(2)求 (3)求集电极电流 (4)求集-射极电压 (5)求基极偏置电流 知识三、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算分压式射极偏置放大器交流通路 1、求电压放大倍数2.求输入电阻3.求输出电阻任务四 共集电极放大器任务目标1.了解共集电极放大器电路及特点。2.了解共集电极放大器的用途。知识一 电路

24、组成共集电极放大器和交流通路知识二 电路的特点1.电压放大倍数小于1,且接近于1。2.输出电压与输入电压大小相等,相位相同。所以称射极输出器有电压跟随性,射极输出器又叫做射极跟随器,简称射随器。3.输入电阻大,输出电阻小。知识三射极输出器的应用1.因其输入电阻大,可用于多级放大器的输入级,以减轻信号源的负担。2.因其输出电阻小,可用于多级放大器的输出级,以提高带负载能力。3.用作中间级,因其具有电压跟随作用,且输入电阻大,对前级的影响小,输出电阻小对后级影响也小。用作中间级起到缓冲作用。 任务目标1.了解多级放大器电路组成。2.掌握多级放大器的级间耦合方式及各耦合方式的特点。3.掌握多级放大器

25、的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。任务五 多级放大器多级放大器的组成1.阻容耦合2.变压器耦合3.直接耦合4.光电耦合知识一 级间耦合方式知识二多级放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻1.电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻 完电子技术基础与应用主编 刘占娟2008年8月项目三 制作电子门铃这里要制作的电子门铃,实质是一个音频信号自激振荡器。 了解反馈的概念;熟悉正反馈和负反馈的判断方法;了解正反馈和负反馈在电路中的应用;了解自激振荡器的有关知识。正确判别相关元件及其参数;学会使用电烙铁焊接以及锡焊技术;学会电子门铃的组装与调试。知识目标:技能目标:项目三 制作电子门铃任务一反馈的概念

26、任务二 自激振荡器基本知识任务三LC振荡器任务一 反馈的概念2)熟练掌握正反馈和负反馈的判断方法任务目标:1)深入了解什么叫做反馈;任务一 反馈的概念知识一反馈的基本概念知识二正反馈与负反馈知识一反馈的基本概念将输出量送回到输入端,并对输入量产生影响的过程称为反馈。反馈电路F反馈电路A信号源净输入信号ui(ii)反馈信号输出信号uf(if)uo(io)ui(ii)图3-1 反馈放大器框图知识二正反馈与负反馈使用瞬时极性法,可以快捷的判断正反馈和负反馈步骤如下:1、先假定放大器的输入信号某一瞬间为“+”;2、从输入端经三极管一级或多级放大、倒相,依次标出放大器各点的瞬时极性“+”或者“”;3、观

27、察经由反馈电路反馈到输入端的反馈信号的瞬时极性,如果为“+”,会使“净输入信号”增大,是正反馈;反馈信号的瞬时极性如果为“”,会使“净输入信号”减小,为负反馈。负反馈正反馈VuiRf图3-2 反馈分析示例图3-2是一个反馈分析示例,图中表示假定的瞬时输入信号。经由反馈电路Rf反馈回的信号瞬间极性如果为,输入端信号被减弱,则为负反馈。经由反馈电路Rf反馈回的信号瞬间极性如果为+,输入端信号被增强,为正反馈;任务二自激振荡器基本知识任务目标:1.掌握自激振荡必须满足的两个条件2.了解自激振荡器应具备的四个环节知识一 自激振荡器必须满足的两个条件1. 相位平衡条件 自放大器输出端反馈到输入端的信号要

28、和原输入信号同相位,这就要求必须是正反馈。2. 振幅平衡条件 反馈信号电压的幅值应大于或者等于原输入信号的幅值,这就要求电路有足够的放大倍数和反馈量。知识二 自激振荡器应具备的四个环节1、放大环节2、正反馈环节3、选频环节4、限幅环节由三极管、集成电路等构成基本放大器;将输出信号反馈回输入端,并且要形成正反馈;由RC或LC等电路构成具有频率选择特性的网络,使得某一频率信号被选择放大;放大器本身具有一定的放大倍数,能将输出信号振幅控制在一定值。任务三 LC振荡器任务目标了解多种LC振荡器的电路构成;掌握LC振荡器电路的分析方法;了解LC振荡器电路振荡频率的计算公式。任务三 LC振荡器知识1 变压

29、器耦合式LC振荡器知识2 电感三点式LC正弦波振荡器知识3 电容三点式LC正弦波振荡器知识一 变压器耦合式LC振荡器1、相位平衡条件假设三极管输入信号瞬时极性为“+”,由于LC回路谐振时为纯阻,因此,三极管集电极瞬时极性为“-”,反馈线圈L1的同名端瞬时极性为“+”,反馈到输入端,与输入信号极性相同,满足相位平衡条件。2、振幅平衡条件只要三极管的电流放大系数合适,L1与L2的匝数比合适,即可满足振幅平衡条件。3、振荡频率该电路振荡频率为4、振荡的建立过程当LC振荡器接通电源后,由于电路中存在噪声,其频谱分布很广,其中也包含着这个频率成份。这种频率信号开始时非常微弱,然而经过放大,通过正反馈选频

30、网络,再加至运放的同相输入端,又一次放大、选频,这样循环往复,使f=f0的信号幅度越来越大。 知识二 电感三点式LG正弦波振荡器1、相位平衡条件用瞬时极性法可判断电路满足相位平衡条件 2、振幅平衡条件 由于反馈电压Uf取自电感L1,改变中间轴头的位置就可改变L1的大小,即改变Uf的大小,因此比较容易满足起振条件AF1。 3、振荡频率LC并联谐振回路的谐振频率即振荡器的振荡频率为4、电路特点(4)由于反馈信号Uf取自电感L1,它对高次谐波呈现较大的阻抗,所以输出波形中含高频成份较多,波形较差。(1)电感L1和L2,采用紧耦合,电路容易起振。(2)改变电感线圈的中间抽头,即可改变反馈深度,获得幅度

31、较大的正弦波。(3)频率调节方便,只要改变电容C就能改变振荡频率f0,而且频率调节范围宽。 完项目四 差分放大器的安装与调试知识目标了解什么是直流放大器。 掌握直接耦合放大器存在的两个特殊问题 及采用哪些措施得以改善。 掌握差分放大器的工作原理 技能目标能按电路图焊接组装差分放大电路 。学会查阅手册,并通过电路分析查找故障点。熟练掌握仪器仪表的使用方法。掌握差分放大电路的调整与测试。 任务一 直流放大器概述 任务目标(1)掌握直接耦合放大器存在的两个特殊问题及在技术上采用的措施(2)知道什么是零点漂移、产生原因和克服办法这种用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化(统称为直流信号)的放大电路,

32、称为直流放大器。实际上,直流放大器不是仅仅用来放大直流信号,它还可以放大不同频率的交流信号。交、直流放大电路频率特性比较 a)直流放大电路频率特性 b)交流放大电路频率特性 任务一 直流放大器概述 知识一 前后级静态工作点相互影响知识二零点漂移现象知识一 前后级静态工作点的相互影响 在阻容耦合或变压器耦合的交流放大器中,各级静态工作点是各自独立,互不影响的。直流放大器采用直接耦合方式,因而带来了前后级静态工作点相互影响、相互牵制的特殊问题。 图4.2 两级直接耦合放大电路UiUO采取措施:1. 在后一级发射极加接电阻Re22. 在后一级发射极加二极管或硅稳压管 改善前后级工作点相互牵制的措施a

33、)射极加接电阻 b)射极加接稳压管 c)NPN管和PNP管配合使用UiUOUiUOUiUOa)b)c) 采用NPN和PNP管组成直接耦合电路,也能改善前后级工作点的互相牵制。因NPN管集电极电位高于基极电位,而PNP管的集电极电位低于基极电位。这样配合使用,可使两级静态工作点均能较好地满足放大的要求。3. 用NPN和PNP管直接耦合 改善前后级工作点相互牵制的措施a)射极加接电阻 b)射极加接稳压管 c)NPN管和PNP管配合使用UiUOUiUOUiUOa)b)c)知识二 零点漂移现象 “零点漂移”是指将直流放大器输入端对地短路,使之处于静止状态时,在输出端用直流毫伏表进行测量,会出现不规则变

34、化的电压,即表针会时快时慢作不规则摆动(见图)这种现象称为零点漂移,简称零漂。在直接耦合放大电路中,前一级的零漂电压会传到后级被逐级放大,严重时零漂电压会超过有用的信号,将导致测量和控制系统出错。 零点漂移现象 a)零点漂移的检测 b)输出电压漂移曲线uoUi=0Uo造成零漂的原因:1.电源电压的波动2.三极管参数随温度的变化3.温度变化最主要原因抑制零漂的方法1.采用高稳定度的稳压电源来抑制电源波动引起的零漂;2.利用恒温系统来消除温度变化的影响3.利用两只特性相同的三极管接成差分放大器最常用的方法任务二 差分放大器任务目标1)掌握基本差分放大器和典型差分放大器的电路组成、元件作用2)熟悉零

35、点漂移现象及抑制措施3)了解差分放大器的四种接法并分析其特点知识一 基本差分放大器 差分放大器是一种能够有效地抑制零漂的直流放大器。 (1)电路结构输入端Ui电源负端电源正端输出端 差分放大器基本电路a)原理电路 b)分立元件实物连接图UiUi1i1Ui2UoOOOOOUo1Uo2Uoa)b) 因左右两个放大电路完全对称,所以在输入信号Ui=0时, UO1 = UO2 ,因此输出电压UO=0,即表明差分放大器具有零输入时零输出的特点。(2)抑制零漂原理输入信号Ui被R1 、 R2分压为大小相等、极性相反的一对输入信号分别输入到两管的基极,称为差模信号。 (3)差模输入(4)共模输入 在两个输入

36、端加上一对大小相等、极性相同的信号,称为共模信号。这种输入方式称为共模输入 共模抑制比愈大,差分放大器的性能愈好。 差分放大器常用共模抑制比KCMR来衡量放大器对有用信号的放大能力及对无用漂移信号的抑制能力。知识二 典型差分放大电路 基本差分放大器是借助电路的对称性来抑制零漂,但绝对的对称是理想状况,更何况每个单管的零漂并未被抑制。因此在单管输出信号时,仍然存在零点漂移的问题,为了克服以上缺点,差分放大器通常采用图4.6所示的典型电路。此电路增加了调零电位器RP和负电源VEE。 典型差分放大器UiUooO知识三 差分放大器的几种输入输出方式 差分放大器有4种连接方式。(1)双端输入和双端输出差

37、分放大器 (2) 双端输入、单端输出差分放大器 (3)单端输入、双端输出差分放大器(4)单端输入、单端输出差分放大器 a)双端输入、双端输出差分电路b)双端输入、单端输出差分电路 d)单端输入、单端输出差分电路 UiUoUiUoc)单端输入、双端输出差分电路主编 刘占娟2008年8月电子技术基础与应用项目五 集成运算放大器知识目标:技能目标:了解和掌握集成电路的基本组成部分和结构组成;了解复杂电路的分析方法;集成运算放大器管脚排列的顺序的识别方法;学会查阅手册,通过电路分析查找故障点;能根据集成运放的功能和特点设计实际电路。项目五 集成运算放大器任务一、 集成运算放大器概述任务二、基本运算电路

38、任务三、使用集成运放应注意的问题 任务一 集成运算放大器概述任务目标:(1)掌握集成运放的内部结构,能熟练地画出它的符号。(2)了解集成运放和理想运放的主要参数。(3)掌握集成运放两个工作区的特点集成运放电路的组成及各部分的作用 1、集成运放的电路符号 (a) 旧标准 (b) 新标准 +_uNuPuO+uNuPuO2、集成运放的内部结构uNuP输入级中间级输出级偏置电路uO3、 集成运放的主要参数1)开环电压放大倍数Aud2)共模抑制比KCMR 3)差模输入电阻Rid4)输出峰-峰Vopp 又称输出电压动态范围 4、 理想集成运放理想运放的各项参数:(1)开环差模放大倍数Aud = +;(2)

39、差模输入电阻Rid = +;(3)输出电阻Ro = 0;(4)共模抑制比KCMR = + ;(5)理想运放的各工作区域的特点 B线性区O+uOmaxA+uIDuO-uOmax线性区A-uOmax+uOmaxBuOO+uID图5.4 集成运放的传输特性a)实际运放的传输特性b)理想运放的传输特性任务二、基本运算电路2)掌握各类基本运算电路的分析方法。任务目标1)了解集成运放构成的各种基本运算电路。任务二 基本运算电路知识一 比例运算知识二 加法运算知识三 减法运算知识四 积分运算知识五 微分运算知识一 比例运算uIRfiIiF+uOR2RfiFR1+uOuIiIR2a) 反相比例放大器b)同相比

40、例放大器uo =(1+Rf /1)/uI Auf = 1+Rf /1 知识二、 加法运算If+UORfIi1R2Ui2Ii2+Ui1R3R1uo = - Rf(uI1/R1+uI2 /R1) 令R1 = R 2= R3 = Rfuo = -(uI1 +uI2) 输出电压在大小上等于各输入电压之和,在相位上和各输入电压的相位相反。知识三 减法运算RfR1iF+uOiI1R2uI2iI2+uI1R3减法运算路Uo = -(Ui1 -Ui2) Rf / R1 Uo = Ui2 - Ui1知识四、积分运算 c-+iI+uOCfiCuIR1R2积分运算电路uO = - (1/ R1 C)Ui dt 积分

41、电路的输出电压的大小与输入电压的积分成比例关系,式中负号表示输出和输入反相。知识五 微分运算i1R1uIucCf-+iC+uOR2微分运算电路 uO = - RfC(dUi /dt) 微分电路输出电压大小和输入电压的微分成比例关系,式中负号表示输出和输入反相。任务三 使用集成运放应注意的问题了解集成运放在使用时要注意的事项。掌握集成运放的管脚的确定方法。掌握集成运放在使用时的保护措施。任务目标:任务三 使用集成运放应注意的问题知识一 使用注意事项知识二 集成运放的保护知识一、 使用注意事项 1、输入信号 2、调零 3、消振4、管脚的确定 知识二、 集成运放的保护1、电源保护+uNuPuOVcc

42、-VEE 利用二极管的单向导电性,当电源极性正确时,两只二极管正常导通,运放正常工作。一旦电源极性接反,两个二极管均反偏截止,电源不通,保护了运放。应用时,二极管的反向工作电压必须高于电源电压 。RfVD2-VD1R1+uIuO2、输入保护VDZ1VDZ2R R UORf Ui+R1 3、输出保护2、输入保护RfVD2-VD1R1+uIuO集成运放的输入保护3、输出保护VDZ1VDZ2R R uORf uI+R1 输出保护电路电子技术基础与应用主编 刘占娟2008年8月项目六:功率放大器的安装测试*学会对集成功放管脚判别。*分析互补对称功率放大器。*学会对功放管出功率。*了解功率放大器一般要求

43、及工作状态。*会使用万用表测电压和用示波器观测波形。*了解集成功率放大器。知识目标:技能目标:项目六:功率放大器的安装测试任务一 功率放大器概述任务二 互补对称功率放大器任务三 集成功率放大器任务一 功率放大器概述任务目标:(1)了解功率放大器。(2)了解功率放大器的基本要求。(3)掌握功率放大器的分类。任务一 功率放大器概述知识一 低频功率放大器知识二 功率放大器基本要求知识三 功率放大器的工作状态知识一 低频功率放大器 以输出功率为主要目的使用功放管。知识二 功率放大器基本要求1、要有较大的输出功率2、效率要高3、非线性失真要小4、功放管散热要好知识三 功率放大器的工作状态1、甲类放大状态

44、功放的静态工作点设置在三极管输出特性曲线线性区,交流负载线的中点2、乙类放大状态功放的静态工作点设置在交流负载线上的截止区与放大区交界处3、甲乙类放大状态功放的静态工作点介于甲类和乙类之间任务二 互补对称功率放大器 (1)会分析乙类互补对称功率放大器(2)掌握产生交越失真原因。(3)了解甲乙类、单电源互补对称功率放大电路任务目标:任务二 互补对称功率放大器 知识1 乙类互补对称功率放大器知识2 甲乙类互补对称功率放大器知识一 乙类互补对称功率放大器无输入信号时,即基极电位为零,发射极经负载RL接地,所以功放管V1、V2发射结处于零偏,V1、V2处于截止状态,因而功放管不消耗功率。输入信号为正半

45、周时 :当输入电压大于门限电压时,V1导通,成为射极输出器 V2管截止 由V1管实现对输入正半周信号的功率放大 输入信号为负半周时 由V2管实现对输入信号负半周的功率放大。当输入电压大于门限电压时,V2管导通成为射极输出器V1管截止输出功率PO 功放管的管耗PV 直流电源供给的功率PE 效率实际效率要比这个值低一些 功放管的选择知识二 甲乙类互补对称功放1、交越失真2、甲乙类互补对称功率放大器(OCL)该电路基本清除了交越失真! 知识三 单电源互补对称功率放大器(OTL) 在输入信号V2管发射结正偏而导通,V1管发射结反偏而截止,与负载此时电容C放电,代替电源供给电能,有电流流过负载。这时负载

46、上获得负半周信号。联系切断电源为正半周时输入信号为负半周时 V2管发射结反偏而截止 V1管发射结正偏而导通 负载获得正半周信号 电容C充电,补充输出负半周时放电损失的电能 由以上分析可知,在输入信号整个周期内,功放管V1、V2交替工作,负载上可得不失真的输出信号 任务三 集成功率放大器任务目标:(1)了解集成功率放大器的特点。(2)了解集成功率放大器管脚排列及应用。任务三 集成功率放大器知识一、单片集成功率放大器8FY386知识二、用TDA2030组成的OCL电路知识一单片集成功率放大器8FY386知识二、用TDA2030组成的OCL电路电子技术基础与应用主编 刘占娟2008年8月项目七 直流

47、稳压电源的安装与调试知识目标了解和掌握整流稳压电路的基本组成部分,结构形式掌握简单原理和分析方法。技能目标掌握所用元件的联接方式学会查手册选择元件能根据要求设计整流稳压电路项目七 直流稳压电源的安装与调试任务一 直流稳压电源概述任务二 整流电路任务三 滤波电路任务四 稳压电路任务一 直流稳压电源概述1.掌握整流稳压电路的组成及各部分的作用2.了解各组成部分的主要元件用途任务目标:任务一 直流稳压电源概述知识一 直流稳压电源各部分的作用知识二 常用直流稳压电路元器件外形及符号知识一 整流稳压电源各部分的作用 图7.1 直流稳压电源的组成1、电源变压器:将工频电网电压变换为整流电路所要求的交流电压

48、。2、整流电路:将变压器输出的交流电压变换为脉动直流电压。3、滤波电路:将脉动直流电压变换为平直的直流电。4、稳压电路:在交流电压发生波动或负载变化时,使直流输出电压稳定 知识二常用整流稳压电路元件外形及符号 图7.2 各种二极管外形任务二 整流电路任务目标:1)了解整流的概念。2)会画三种基本整流电路。3)学会估计整流电路的输出电压。4)会根据整流电路要求选择整流二极管。任务二 整流电路知识一 单相半波整流电路知识二单相桥式整流电路 知识三 三相桥式整流电路知识一 单相半波整流电路1电路及工作原理电源变压器T二极管V电阻示波器图7.3 实物接线图图7.4 单相半波整流交流正半周时V导通,负半

49、周时V截止 负载上的直流电压电流整流二极管的选择知识二 单相桥式整流电路图7.5 单相桥式整流电路a) 原理电路图 b) 输入正弦电压波形 c) 负载电压和电流波形u2正半周 V1、V3导通,V2、V4截止。有电流iL通过负载RL其路径为aV1bRLcV3d。V1、V3截止,V2、V4导通,有电流iL通过负载RL,其路径为dV2bRLcV4a u2负半周负载上的直流电压和电流 整流二极管的选择 整流二极管的选择条件为: 知识三 三相桥式整流电路图7.7 三相桥式整流电路任务三 滤波电路1)了解滤波电路的作用2) 会根据实际电路正确选择滤波电路类型。3) 学会估算滤波电容容量及耐压。任务目标:任

50、务三 滤波电路知识一 电容滤波电路知识二 电感滤波电路知识三 复式滤波知识一 电容滤波电路图7.9 桥式整流电容滤波电路图7.10 桥式整流电容滤波波形图2)变压器绕组电阻及二极管正向电阻都较小当滤波电容较大时,在接通电源瞬间会出现浪涌电流(很大的充电电流),有可能烧坏二极管 电容滤波的特点1)RLC越大,电容C放电越慢,输出直流电压就越高,滤波效果越好;知识二 电感滤波电路图7.11 桥式整流电感滤波电路 a) 原理电路 b) 波形图电感越大,滤波效果越好。但体积变大,成本上升,且输出电压也会下降,所以滤波电感常取几亨到几十亨 知识三 复式滤波为了进一步提高滤波效果,可以将电容器和电感器(或电阻器)组成复式滤波电路。1LC滤波电路2.形滤波电路图7.12 LC滤波电路型LC滤波电路任务四 稳压电路1)明确稳压电路的组成和基本原理2)掌握串联稳压电路的结构,能对其工作原理进行定性分析。3)学会正确选择稳压的关键元件4)了解集成稳压器任

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