一、 橋式整流電路

1二極管的單向導電性：二極管的PN結加正向電壓，處于導通狀態(tài);加反向電壓，處于截止狀態(tài)。

伏安特性曲線;

理想開關模型和恒壓降模型：

理想模型指的是在二極管正向偏置時,其管壓降為0,而當其反向偏置時,認為它的電阻為無窮大,電流為零.就是截止。恒壓降模型是說當二極管導通以后,其管壓降為恒定值,硅管為0.7V，鍺管0.5V

2橋式整流電流流向過程：

當u 2是正半周期時，二極管Vd1和Vd2導通;而奪極管Vd3和Vd4截止，負載RL是的電流是自上而下流過負載，負載上得到了與u2正半周期相同的電壓;在u 2的負半周，u2的實際極性是下正上負，二極管Vd3和Vd4導通而Vd1和Vd2截止，負載RL上的電流仍是自上而下流過負載，負載上得到了與u2正半周期相同的電壓。

3計算:Vo,Io,二極管反向電壓

Uo=0.9U2, Io=0.9U 2/RL,URM=√2 U 2

二.電源濾波器

1電源濾波的過程分析：電源濾波是在負載RL兩端并聯(lián)一只較大容量的電容器。由于電容兩端電壓不能突變，因而負載兩端的電壓也不會突變，使輸出電壓得以平滑，達到濾波的目的。

波形形成過程：輸出端接負載RL時，當電源供電時，向負載提供電流的同時也向電容C充電，充電時間常數為τ充=(Ri∥RLC)≈RiC,一般Ri〈〈RL,忽略Ri壓降的影響，電容上電壓將隨u2迅速上升，當ωt=ωt1時，有u 2=u 0,此后u 2低于u0，所有二極管截止，這時電容C通過RL放電，放電時間常數為RLC，放電時間慢，u 0變化平緩。當ωt=ωt2時，u 2=u 0,ωt2后u 2又變化到比u 0大，又開始充電過程，u 0迅速上升。ωt=ωt3時有u 2=u0，ωt3后，電容通過RL放電。如此反復，周期性充放電。由于電容C的儲能作用，RL上的電壓波動大大減小了。電容濾波適合于電流變化不大的場合。LC濾波電路適用于電流較大，要求電壓脈動較小的場合。

2計算:濾波電容的容量和耐壓值選擇

電容濾波整流電路輸出電壓Uo在√2U 2~0.9U 2之間，輸出電壓的平均值取決于放電時間常數的大小。

電容容量RLC≧(3~5)T/2其中T為交流電源電壓的周期。實際中，經常進一步近似為Uo≈1.2U2整流管的最大反向峰值電壓URM=√2U2，每個二極管的平均電流是負載電流的一半。

三.信號濾波器

1信號濾波器的作用:把輸入信號中不需要的信號成分衰減到足夠小的程度，但同時必須讓有用信號順利通過。

與電源濾波器的區(qū)別和相同點：兩者區(qū)別為：信號濾波器用來過濾信號，其通帶是一定的頻率范圍，而電源濾波器則是用來濾除交流成分，使直流通過，從而保持輸出電壓穩(wěn)定;交流電源則是只允許某一特定的頻率通過。

相同點：都是用電路的幅頻特性來工作。

2LC串聯(lián)和并聯(lián)電路的阻抗計算:串聯(lián)時，電路阻抗為Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ωC)并聯(lián)時電路阻抗為Z=1/jωC∥(R+jωL)= 考濾到實際中，常有R<<ωL,所以有Z≈

幅頻關系和相頻關系曲線：

3畫出通頻帶曲線：

計算諧振頻率：fo=1/2π√LC

四.微分電路和積分電路

1電路的作用：積分電路：

1.延遲、定時、時鐘

2.低通濾波

3.改變相角(減)

積分電路可將矩形脈沖波轉換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉換為拋物波。

微分電路：

1.提取脈沖前沿

2.高通濾波

3.改變相角(加)

微分電路是積分電路的逆運算，波形變換。微分電路可把矩形波轉換為尖脈沖波。

與濾波器的區(qū)別和相同點：原理相同，應用場合不同。

2微分和積分電路電壓變化過程分析,

在圖4-17所示電路中，激勵源為一矩形脈沖信號，響應是從電阻兩端取出的電壓，即，電路時間常數小于脈沖信號的脈寬，通常取。

圖4-17 微分電路圖

因為t<0時，，而在t = 0 時，突變到，且在0< t

因為，所以電容充電極快。當時，有，則。故在期間內，電阻兩端就輸出一個正的尖脈沖信號，如圖4-18所示。

在時刻，又突變到0 V，且在期間有：= 0 V，相當于將RC串聯(lián)電路短接，這實際上就是RC串聯(lián)電路的零輸入響應狀態(tài)：。

由于時，，故。

因為，所以電容的放電過程極快。當時，有，使，故在期間，電阻兩端就輸出一個負的尖脈沖信號，如圖4-18所示。

圖4-18 微分電路的ui與uO波形

由于為一周期性的矩形脈沖波信號，則也就為同一周期正負尖脈沖波信號，如圖4-18所示。

尖脈沖信號的用途十分廣泛，在數字電路中常用作觸發(fā)器的觸發(fā)信號;在變流技術中常用作可控硅的觸發(fā)信號。

這種輸出的尖脈沖波反映了輸入矩形脈沖微分的結果，故稱這種電路為微分電路。

微分電路應滿足三個條件：① 激勵必須為一周期性的矩形脈沖;② 響應必須是從電阻兩端取出的電壓;③電路時間常數遠小于脈沖寬度，即。

在圖4-19所示電路中，激勵源為一矩形脈沖信號，響應是從電容兩端取出的電壓，即，且電路時間常數大于脈沖信號的脈寬，通常取。

因為時，，在t =0時刻突然從0 V上升到時，仍有，

故。在期間內，，此時為RC串聯(lián)狀態(tài)的零狀態(tài)響應，即。

由于，所以電容充電極慢。當時，。電容尚未充電至穩(wěn)態(tài)時，輸入信號已經發(fā)生了突變，從突然下降至0V。則在期間內，，此時為RC串聯(lián)電路的零輸入響應狀態(tài)，即。

由于，所以電容從處開始放電。因為，放電進行得極慢，當電容電壓還未衰減到時，又發(fā)生了突變并周而復始地進行。這樣，在輸出端就得到一個鋸齒波信號，如圖4-20所示。

鋸齒波信號在示波器、顯示器等電子設備中作掃描電壓。

由圖4-20波形可知：若越大，充、放進行得越緩慢，鋸齒波信號的線性就越好。

從圖4-20波形還可看出，是對積分的結果，故稱這種電路為積分電路。

RC積分電路應滿足三個條件：① 為一周期性的矩形波;② 輸出電壓是從電容兩端取出;③電路時間常數遠大于脈沖寬度，即。

圖4-19 積分電路圖

畫出變化波形圖

.

3計算:時間常數：RC

電壓變化方程：

積分：Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,當t=to時，Uc=Uo.隨后C充電，由于RC≥Tk,充電很慢，所以認為Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故

Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫Uidt

微分：iF=iC=Cdui/dt Uo=-iFR=-RCdui/dt

電阻和電容參數的選擇：

五.共射極放大電路

1 三極管的結構,

三極管各極電流關系：Ie=Icn+Ibn=Ic+Ib Ic=Icn+Icbo≈βIb

Ib =Ibn-Icbo

特性曲線：

共發(fā)射極輸入特性曲線 共發(fā)射極輸出特性曲線

放大條件：發(fā)射結正偏(大于導通電壓)，集電極反向偏置

2 元器件的作用：UCC為直流電源(集電極電源)，其作用是為整個電路提供能源，保證三極管發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置。Rb為基極偏置電阻，作用是為基極提供合適的偏置電流。Rc為集電極負載電阻，作用是將集電極電流的變化轉換成電壓的變化。晶體管V具有放大作用，是放大器的核心。必須保證管子工作在放大狀態(tài)。電容C1C2稱為隔直電容或耦合電容，作用是隔直流通交流，即保證信號正常流通的情況下，使交直流相互隔離互不影響。

電路的用途：將微弱的電信號不失真(或在許可范圍內)地加以放大，把直流電能轉化成交流電能。

電壓放大倍數：電壓增益用Au表示，定義為放大器輸出信號電壓有效值與輸入信號電壓有效值的比值，即Au=Uo/Ui。Uo與信號源開路電壓Us之比稱為考慮信號源內阻時的電壓放大倍數，記作Aus，即Aus=Uo/Us。根據輸入回路可得Ui=Usri/(rs+ri)，因此二者關系為Aus=Au ri/(rs+ri)

輸入輸出的信號電壓相位關系：輸出電壓與輸入信號電壓波形相同，相位相差180o，并且輸出電壓幅度比輸入電壓大。

交流和直流等效電路圖：

3 靜態(tài)工作點的計算：基極電流IBQ=UCC-UBE/Rb(UBE=0.6~0.8V取0.7VUBE=0.1~0.3V取0.2V)集電極電流ICQ=βIBQ，UCEQ=UCC-ICQRc。

電壓放大倍數的計算：輸入電壓Ui=Ibrbe

輸出電壓Uo= --βIbR`L(R`L=RcRL/Rc+RL)

電壓放大倍數Au=--βR`L/rbe=--βRCRL/rbe(RC+RL)

六.分壓偏置式共射極放大電路

1元器件的作用:CE為旁通電容，交流短路R4。RB1RB2為基極偏置電阻，作用是為基極提供合適的偏置電流。

電路的用途：既有電壓增益，也有電流增益，應用最廣，常用作各種放大器的主放大級。

電壓放大倍數：輸入交流電壓Ui=Ibrbe輸出交流電壓為Uo=--Ic(RC∥RL)=--βIb(RC∥RL)故得電壓放大倍數Au=--β(RC∥RL)/rbe=-- βR`L/rbe式中R`L=RC∥RL rbe=rbbˊ+(1+β)26mV/IEQ

輸入輸出的信號電壓相位關系: 輸出電壓與輸入信號電壓波形相同，相位相差180o，并且輸出電壓幅度比輸入電壓大。

交流和直流等效電路圖:

2電流串聯(lián)負反饋過程分析:負反饋對參數的影響:RE的負反饋使得輸出隨輸入的變化受到抑制，導致Au減小，輸入電阻增大。

3 靜態(tài)工作點的計算:UB=RB2UCC/(RB1+RB2) ICQ≈IEQ=UB-UBEQ/REUCEQ=UCC-ICQ(RC+RE)

電壓放大倍數的計算: Au=--β(RC∥RL)/rbe=-- βR`L/rbe 源電壓放大倍數Aus=AuRi/(Rs+Ri)Ri=RB1∥RB2∥rbe

4 受控源等效電路分析:

發(fā)射極接電阻時的交流等效電路

電流放大倍數Ai 流過RL的電流Io和輸入電流Ii分別為

Io=IcRc/Rc+RL=βIbRc/Rc+RLIi=Ib(RB+rbe)/RB式中RB=RB1∥RB2，由此可得Ai=Io/Ii=βRBRc/(RB+rbe)(RC+RL)若滿足RB>>rbe,RL<

輸入電阻Ri=Ui/Ii=RB∥rbe若RB>>rbe,則Ri≈rbe

輸出電阻Ro=Uo/Io│Us=0=Rc

源電壓放大倍數Aus,定義為輸出電壓Uo與信號源電壓Us的比值，即Aus=AuRi/(Rs+Ri)若滿足Ri>>Rs,則Aus≈Au

若旁路電容CE開路時的情況，旁路電容CE開路，發(fā)射極接有電阻RE，此時直流通路不變，靜態(tài)點不變，Ui=Ibrbe+(1+β)IbRE,Uo仍為-βIbR`L,電壓放大倍數將變?yōu)锳u=Uo/Ui=-βR`L/rbe+(1+β)RE,對比知放大倍數減小了，因為RE的自動調節(jié)作用，使得輸出隨輸入變化受到抑制，導致Au減小。當(1+β)RE>>rbe,則有Au≈-R`L/RE,與此同時，從b極看去的輸入電阻R`L(不包括Rb1Rb2)變?yōu)镽`L=Ui/Ib=rbe+(1+β)RE,即射極電阻RE折合到基極支路應擴大(1+β)倍，因此，放大器的輸入電阻Ri=Rb1∥Rb2∥R`i，輸入電阻明顯增大了。

七.共集電極放大電路(射極跟隨電路)

1 元器件的作用：R2為反饋電阻，能穩(wěn)定靜態(tài)工作點。

電路的用途,：常作為多級放大電路的輸入電路的輸入級、輸出級、中間緩沖級，功率放大電路中，常作推挽輸出級。

電壓放大倍數：Uo=Ie(Re∥RL)=(1+β)IbR`e Ui=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+β) IbR`e

Au=(1+β)R`e/[rbe+(1+β)R`e]

輸入輸出的信號電壓相位關系：輸出電壓與輸入電壓同相。

交流和直流等效電路圖：

電路的輸入和輸出阻抗特點：輸入電阻高，輸出電阻低。

2 電流串聯(lián)負反饋過程分析：在輸入電壓Ui一定時，某種原因(如負載電阻變小)使輸出電流Io增大，則反饋信號Uf增大，從而使運放的凈輸入信號Ud減小，使輸出電壓Uo減小，使Io減小，從而抑制了Io的增大。過程可表示為：

RL↓→Io↑→Uf↑→Ud↓→Uo↓→Io↓

電流負反饋放大具有恒流源的性質。

負反饋對電路參數的影響：提高放大倍數的穩(wěn)定性，穩(wěn)定輸出電流，展寬通頻帶，減小非線性失真抑制干擾噪聲，串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大，電流負反饋使輸出電阻增大。

3 靜態(tài)工作點的計算：UB≈RB2UCC/RB1+RB2 ICQ≈IEQ=UB-UBEQ/REIBQ=ICQ/β,UCEQ=UCC-ICQRe

電壓放大倍數的計算：

Uo=Ie(Re∥RL)=(1+β)IbR`e Ui=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+β) IbR`e

Au=(1+β)R`e/[rbe+(1+β)R`e]

八.電路反饋框圖

1反饋的概念：將放大電路輸出量(電壓或電流)的一部分或全部通過某些元件或網絡(稱為反饋網絡)，反向送回到輸入回路，來影響原輸入量(電壓或電流)的過程稱為反饋。

正負反饋及其判斷方法：當輸入量不變時，若輸入量比沒有反饋時變大了，即反饋信號加強了凈輸入信號，這種情況稱為正反饋;反之，若輸出量比沒有反饋時變小了，即反饋信號削弱了凈輸入信號，這種情況稱為負反饋。通常采用“瞬時極性法”判斷。方法如下：首先創(chuàng)定輸入信號為某一瞬時極性(一般設對地極性為正)，然后再根據各級輸入、輸出之間的相位關系(對分立元件放大器有共射反相，共集、共基同相;對集成運放有，Uo與U-反相、與U+同相)依次推斷其他有關各點瞬時輸入信號作用所呈現的瞬時極性(用+或↑表示升高，-或↓表示降低);并確定從輸出回路到輸入回路的反饋信號的瞬時極性;最后判斷反饋信號的作用是加強了還是削弱了凈輸入信號。使凈輸入信號加強的為正反饋，若是削弱則為負反饋。

電流反饋和電壓反饋及其判斷方法：若反饋是對輸出電壓采樣則稱為電壓反饋，若反饋是對輸出電流采樣，則稱為電流反饋。電壓反饋的反饋信號與輸出電壓成正比，電流反饋的反饋信號與輸出電流成正比。常用方法負載電阻短路法(亦稱輸出短路法)。方法是假設獎負載電阻RL短路，也就是使輸出電壓為零。此時若原來是電壓反饋，則反饋信號一定隨輸出信號電壓為零而消失;若電路中仍然有反饋存在，則原來的反饋是應該是電流反饋。

2 帶負反饋電路的放大增益：凈輸入信號Xid=Xi-Xf, 開環(huán)增益為A=Xo/Xid,反饋系數為F=Xf/Xo。閉環(huán)增益Af=Xo/Xi 負反饋放大電路增益表達式為Af=A/1+AF

3負反饋對電路的放大增益,通頻帶,增益的穩(wěn)定性,失真,輸入和輸出電阻的影響：提高閉環(huán)放大倍數的穩(wěn)定性，提高(1+AF)倍。展寬通頻帶，上限fHf增加1+AmF倍，下限fLf減小1/1+AmF倍。減小非線性失真和抑制干擾、噪聲。對輸入電阻的影響：串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大1+AF倍，并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小1/1+AF倍;對輸出電阻的影響：電壓負反饋使輸出電阻減小1/1+AF倍，電流負反饋使輸出電阻增大1+AF倍。

九.二極管穩(wěn)壓電路

1 穩(wěn)壓二極管的特性曲線：

2 穩(wěn)壓二極管應用注意事項：穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)，外接電源電壓應保證管子反偏，其大小應不低于反向擊穿電壓。

3 穩(wěn)壓過程分析：當電流的增量ΔIz很大時(Izmin

十.串聯(lián)穩(wěn)壓電源

1 串聯(lián)穩(wěn)壓電源的組成框圖：

2每個元器件的作用：R3R4R5組成采樣電路，當輸出電阻將基礎代謝變化量的一部分送到比較放大器的基極，基極電壓能反映輸出電壓的變化，稱為取樣電壓。電阻R2和穩(wěn)壓管D2組成基準電路，這Q2發(fā)射極提供一個基準電壓，R2為限流電阻，保證D2有一個合適的工作電流。三極管Q2和R1構成比較放大環(huán)節(jié)，Q2是比較放大管，R1既是Q2的集電極電阻，又是Q1的基極偏置電阻，比較放大管的作用是先放大輸出電壓的變化量，然后加到調整管的基極，控制調整管工作，可以提高控制的靈敏度和輸出電壓的穩(wěn)定性。Q1是調整管，它與負載串聯(lián)，所以稱之為串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路。調整管Q1受比較放大管的控制，工作在放大狀態(tài)，集射間相當于一個可變電阻，用來抵消輸出電壓的變化。

穩(wěn)壓過程分析：當負載RL不變，電壓Ui減小時，輸出電壓Uo有下降趨勢，通過取樣電阻的分壓使比較放大管的基極電位UB2下降，而比較放大管的發(fā)射極電壓不變(UE2=UD2)，因此UBE2也下降，于是比較放大管導通能力減弱，UC2升高，調整管導通能力增強，調整D1集射之間的電阻RCE1減小，管壓降UCE1下降，由于Uo=Ui-UCE1，所以使輸出電壓Uo上升，保證了Uo基本不變，上述穩(wěn)壓過程表示如下：

Ui↓→Uo↓(下降趨勢)→UB2↓→UBE2↓→UC2↑(UB1↑)→UCE1↓→Uo↑

當輸入電壓減小時，穩(wěn)壓過程與上述過程相反

當輸入電壓Ui不變時，負載RL增大時，引起輸出電壓Uo有增長趨勢，則電路產生下列調整過程：

RL↑→Uo↑(上升趨勢)→UB2↑→UBE2↑→UC2↓(UB1↓)→UCE1↑→Uo↓

當負載減小時，穩(wěn)壓過程相反。

3 輸出電壓計算：UB2=Uo(R2+R`P)/(R1+R2+RP)

Uo=UB2(R1+R2+RP)/R2+R`P=(UD2+UBE2)(R1+R2+RP)/(R2+R`P)式中UD2為穩(wěn)壓管和穩(wěn)壓值，UBE2這Q2發(fā)射結電壓

當RP調到最上端時，輸出電壓為最小值Uomin=(UD2+UBE2)(R1+R2+RP)/(R2+RP)

當RP調到最下端時，輸出電壓為最大值Uomax=(UD2+UBE2)(R1+R2+RP)/R2=[1+(R1+RP)/R2](UD2+UBE2)

十一.差動放大電路

1 電路各元器件的作用：

電路的用途：抑制零點漂移，解決靜態(tài)工作點相互影響。

電路的特點：對稱，兩個三極管完全相同，外接電阻也相同。

2電路的工作原理分析：差動電路完全對稱，當電源波動或溫度變化時，兩管集電極電流將同時變化。兩管的漂移信號在輸出端互相抵消，使得輸出端不出現零點漂移，從而抑制零漂。

如何放大差模信號而抑制共模信號：當差動放大器輸入共模信號時，由于電路完全對稱，兩管的極電位變化相同，因而輸出電壓Uoc保持為零，這和靜態(tài)時的輸出結果完全一樣。從而抑制共模信號。當差動放大器輸入差模信號時，由于電路對稱，其兩管輸出端電位Uc1和UC2的變化也是大小相等，極性相反。若某個管集電極電位升高ΔUc，則另一個管集電極電位必然降低ΔUc。差動放大器的差模電壓放大倍等于組成該差動放大器的半邊電路的電壓放大倍數。

3 電路的單端輸入和雙端輸入，單端輸出和雙端輸出工作方式：

十二.場效應管放大電路

1 場效應管的分類,特點,結構,

場效應管是利用輸入電壓產生的電場效應來控制輸出電流的，所以又稱之為電壓控制型器件。它工作時只有一種載流子(多數載流子)參與導電，故也叫單極型半導體三極管。它具有很高的輸入電阻，能滿足高內阻信號源對放大電路和要求，是較理想的前置級器件。它還具有熱穩(wěn)定性好，功耗低，噪聲低，制造工藝簡單，便于集成等特點。

轉移特性和輸出特性曲線：

2 場效應放大電路的特點：1)場效應管是一種電壓控制器件，即通過UGS控制ID

2)場效應管輸入端幾乎沒有電流，所以其直流輸入電阻和交流輸入電阻都非常高。

3)由于場效應管是利用多數載流子導電的，因此，與雙極性三極管相比，具有噪聲小，受幅射的影響小、熱穩(wěn)定性較好而且存在零溫度系數點等特性。

4)由于場效應管的結構對稱，有時漏極和源極可以互換使用，而各項指標基本上不受影響，因此應用時比較方便靈活。結型場效應管漏極和源極可以互換使用，但柵源電壓不能接反;襯底單獨引出的MOS管漏極和源極可以互換使用，NMOS管襯底連電路最低電位，PMOS管襯底連電路最高電位。MOS管在使用時，常把襯底和源極連在一起，這時漏極、源極不能互換。

5)場效應管的制造工藝簡單，有利于大規(guī)模集成。

6)由于MOS場效應管的輸入電阻可高達1015Ω，因此由外界靜電感應所產生的電荷不易泄漏，而柵極上的SiO2絕緣層又很薄，這將在柵極上產生很高有電場強度，易引進絕緣層擊穿而損壞管子。應在柵極加有二極管或穩(wěn)壓管保護電路。

7)場效應管的跨導很小，當組成放大電路時，在相同的負載電阻下，電壓放大倍數比雙極型三極管低。

3場效應放大電路的應用場合：MOS管與結型管相比開關特性更好。結型場效應管主要用途是在模擬電路中用做放大元件，既可作分立元件使用，也可制作成集成電路。

十三.選頻(帶通)放大電路

1每個元器件的作用：單調諧回路帶通放大器由兩部分組成：一部分是以BJT或PET為核心的放大鏡部分;另一部分是由LC并聯(lián)諧振回路完成濾波作用，并且，放大器件與負載都與振蕩回路采用部分連接，以減小外界因素變化對選頻特性的不良影響

選頻放大電路的特點：高增益

2 特征頻率的計算：f=fo=1/2π√LC

選頻元件參數的選擇：

3 幅頻特性曲線

十四.運算放大電路

1理想運算放大器的概念：所謂理想運算放大器就是各項技術指標理想化的運算放大器。具體指標有：1)開環(huán)電壓放大倍數Aod=∞;

2)輸入電阻rid=∞;ric=∞;

3)輸入偏置電流IB1=IB2=0;

4)失調電壓UIO、失調電流IIO以及它們的溫飄均為零;

5)共模抑制比KCMRR=∞;

6)輸出電阻rod=0;

7) -3dB帶寬fH=∞;

8)無干擾、噪聲。

運放的輸入端虛擬短路：當集成運放工作在線性區(qū)時，輸出電壓在有限值之間變化，而集成運放的Aod→∞,則uid=uod/Aod≈0,但不是短路，故稱為“虛短”由此得出u+≈u-，上式說明集成運放工作在線性區(qū)時，兩輸入端電位近似相等。

運放的輸入端的虛擬斷路：由于集成運放的差模開環(huán)輸入電阻rid→∞,輸入偏置電流IB≈0，不向外部索取電流，因此兩輸入端電流為零，即可得出i+=i-≈0，上式說明，流入集成運放同相端和反相端的電流近似為零，所以稱為“虛斷”。

2 反相輸入方式的運放電路的主要用途：把信號進行反向運算

輸入電壓與輸出電壓信號的相位關系是:輸入電壓的輸出電壓成比例關系，相位相反，當R1=Rf=R時，輸入電壓與輸出電壓大小相等，相位相反，成為反相器。

3 同相輸入方式下的增益表達式分別是:Auf=uo/ui=1+Rf/R1

輸入阻抗分別是:rif≈(1+AF)rid→∞

輸出阻抗分別是:rof=rod/1+AF≈0

十五.差動輸入運算放大電路

1 差分輸入運算放大電路的特點：輸出電壓與運放兩端的輸入電壓差成比例，能實現減法運算。

用途:常用作減法運算以及測量放大器

2 輸出信號電壓與輸入信號電壓的關系式:

uo=uo1+uo2=(1+R2/R1)[R4/(R3+R4)]ui2-ui1R2/R1

十六.電壓比較器

1電壓比較器的作用:比較兩個或多個模擬量的大小，并將比較結果由輸出狀態(tài)反映出來。

工作過程是:電壓比較實質是運放的反相端u-和同相端u+進行比較，根據非線性區(qū)特點知：當u-u+時，輸出負向飽和電壓，Uo=UOL(-Uom);當u-=u+時，UOL〈Uo〈UOH(狀態(tài)不定)，僅此刻同相端和反相端可看成“虛短路”。

2 比較器的輸入-輸出特性曲線圖

3 如何構成遲滯比較器:在單限比較器中引入正反饋，就可實現遲滯特性。輸入信號可以同相端輸入，也可以從反相端輸入。

十七.RC振蕩電路

1 振蕩電路的組成:放大電路，反饋網絡，選頻網絡和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。

振蕩電路的作用:RC振蕩器一般工作在低頻范圍內，它的振蕩頻率為20Hz~200kHz.

振蕩電路起振和平衡幅度條件:自激振蕩形成的基本條件上反饋信號與輸入信號大小相等，相位相同。可得自激振蕩的條件為AF=1。包含兩層含義：1反饋信號與輸入信號大小相等，即│AF│=1，稱為幅度平衡條件;2反饋信號與輸入信號相位相同，表示輸入信號經過放大電路產生的相移φA和反饋網絡的相移φF之和為0，2π，4π，…，2nπ,即φA+φF=±2nπ(n=0,1,2,3…)，稱為相位平衡條件。

2 RC電路阻抗與頻率的關系曲線:

相位與頻率的關系曲線：

3RC振蕩電路的相位條件分析:在ω=ωo=1/RC時，其相移φF=0，為了使振蕩電路滿足相位條件φAF=φA+φF=±2nπ,要求放大器的相移φA也應為0o(或360o)

振蕩頻率:fo=1/2πRC

如何選擇元器件:一般選擇反饋電阻Rf大于約等于2R1。反饋電阻Rf用一個具有負溫度系數的熱敏電阻代替，當輸出電壓幅值增加時，流過Rf的電流也會增加，結果熱敏電阻Rf減小，放大器增益下降，從而使輸出電壓幅值下降。也可用一個正溫度系數的熱敏電阻代替R1穩(wěn)幅。

十八.LC振蕩電路

1振蕩相位條件分析：相位平衡條件：由于諧振頻率fo處，LC回路的諧振阻抗是純電阻性，所以集電極輸出信號與基極的相位差為180o，即φA=180o;為了滿足相位平衡條件，變壓器初次級之間的同名端必須正確連接。電路振蕩時，f=fo，LC回路的諧振阻抗是純阻性，反饋信號與輸出電壓極性相反，即φF=180o。于是φA+φF=360o，保證了電路的正反饋，滿足振蕩的相位平衡條件。

2 直流等效電路圖和交流等效電路圖

3 振蕩頻率計算：f≈fo=1/2π√LC

十九.石英晶體振蕩電路

1石英晶體的特點:具有壓電效應，在晶片兩面間加一電場，晶片就會產生機械變形，反之，在晶片兩面施加機械力，則沿受力方向產生電場，晶片兩側產生異性電荷。

石英晶體的等效電路:

石英晶體的特性曲線:

2 石英晶體振動器的特點:有很高的頻率穩(wěn)定性。

3 石英晶體振動器的振蕩頻率：串聯(lián)諧振頻率fs=1/2πLC串聯(lián)諧振的等效阻抗最小近似為R，呈純阻性，是一個很小的電阻。

并聯(lián)諧振頻率fP=1/2π√LCCo/C+Co=1/2π√LC*√1+C/Co=fs*√1+C/Co.通常Co>>C，所以fP與fs非常接近，當ffs時，LC支路呈現感性;當f>fP時，Co支路起主要作用，電路又呈現容性。

并聯(lián)型石英晶體振蕩電路，晶體在電路中起一個電感作用，它與C1，C2組成電容反饋式振蕩電路。fo=1/2π√LC(Co+C`)/(+Co+C`)1/2π√LC*√1+C/Co+C`式中C`=(C1*C2)/(C1+C2)

二十.功率放大電路

1乙類功率放大器的工作過程:兩只晶體管輪流工作，一只晶體管在輸入信號正半周期導通，另一只晶體管在輸入信號負半周期導通，這樣兩管交替工作，猶如一推一挽，在負載上合成完整的信號波形。選擇兩個特性一致的管子，使之都工作在乙類狀態(tài)，組成乙類互補對稱功放，其中一個工作在正弦信號正半周，另一個管子工作在正弦信號負半周。在負載上得到一個完整的正弦波。

交越失真:三極管輸入特性曲線有一段死區(qū)，而且死區(qū)附近非線性又比較嚴重，兩管的靜態(tài)工作點取在晶體管輸入特性曲線的截止點上，沒有基極偏流。當輸入信號小于開啟電壓時，兩管都截止，兩管電流均為零，無輸出信號;在剛在大于開啟電壓的很小范圍內，兩管集電極電流變化很慢，輸出信號非線性嚴重。這種乙類推挽放大器特有的失真稱為交越失真。

2 復合三極管的復合規(guī)則：1)復合管的極性取決于第一只三極管。

2)輸出功率有大小取決于輸出管。

3)若兩管的電流放大系數為β1β2，則復合管的電流放大系數β=β1*β2。

4)同型復合管和異型復合管發(fā)射結等效電阻差別很大，異型復合管發(fā)射結等效電阻就是第一只三極管的等效電阻。

3甲乙類功率放大器的工作原理分析:分別給兩只晶體管的發(fā)射結加適當的正向基極偏壓，讓兩只晶體管各有一個較小的電流ICQ流過。經常采用三極管，兩電阻組成的UBE倍壓電路為兩管提供所需偏壓。

自舉過程分析:

甲類功率放大器的特點:輸出信號失真較小，效率低于50%

甲乙類功率放大器的特點:有效克服乙類放大電路的失真問題，且能量轉換效率也較高，目前使用較廣泛。

附錄一、穩(wěn)壓電源制作電路

一、技術說明：輸入交流電壓220vV 0.5A。

輸出電壓5V 和連續(xù)可調電壓1.5V～30V/1.5A 兩組直流。

二、制作說明：

1、成品用金屬盒或者塑料盒包裝成產品。

2、電壓表V、電流表A 和調節(jié)電壓用的電位器Rw 安裝在包裝盒的面板上。

3、電源變壓器固定在包裝盒的底座上，電路板固定在包裝盒的底座上。

4、電壓調節(jié)的三端穩(wěn)壓集成塊7805 和317 加裝散熱器。

5、直流電源輸出導線長短不一。

附錄二、時鐘-鬧鈴-控制電路 制作

說明：1、共陽極四位一體12引腳數碼管引腳號是：將數碼管的數字面朝向觀察者，左下角是第1腳，逆時針方向依次是2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12腳。2、如果是單個的數碼管或兩位一體的數碼管，先測出數字顯示段控制引腳和公共控制引腳，再將四個數碼管的相同的段控制引腳用導線并聯(lián)連接在一起后(每位數碼管共八段即八根連接導線)，連接在電阻R5～R13上，公共控制引腳分別連接到三極管Q1 到Q4 的發(fā)射極上。3、用40 腳的集成塊插座焊接在電路板上，集成塊AT89C51寫入程序后插入到集成塊插座上。4、自己設計控制程序或用黃有全老師的程序。5、時鐘控制輸出由繼電器執(zhí)行，控制啟動時間到時，繼電器得電，開關k1閉合去控制相應設備啟動;控制停止時間到時，繼電器斷電，開關k1斷開去控制相應設備停止。具體控制對象由制作者確定，如電燈、電飯煲等等。

說明：本圖為數碼管是二位一體的共陰極時的電路圖。將每個二位一體的數碼管的16腳和11腳共四個引腳(對應四個數字的a段)連接在一起后接到電阻R5的右端。數碼管中數字的其余各段(b,c,d,e,f,g,dp)連接方法依此類推。其他注意事項見四位共陽極LED的時鐘鬧鐘控制器制作的說明。

時鐘-鬧鐘-時間控制器 調節(jié)方法

一、功能： 時鐘顯示小時、分鐘;可調時鐘控制輸出;三次可調鬧鈴。

二、調節(jié)方法：各種參數調節(jié)設定方法：

第一步：按“功能”鍵，選擇功能1，進入調節(jié)狀態(tài);

第二步：重復按“參數”鍵，選擇要調節(jié)的參數代碼(左第一、二位)從0 開始依次循

環(huán)增加1、2、3、……E、F、10 再回到0。

第三步：按“增加”鍵或“減少”鍵，相應代碼項目(如代碼1 表示調節(jié)的對象是時鐘

顯示的小時值)的參數值在其取值范圍內(例如顯示時間的小時取值范圍是00～

23)循環(huán)增加或減少1。左邊一位或兩位顯示參數代碼，右邊三位或兩位顯示

參數值。重復第二、三步，設置完所需參數。

第三步：按“功能”鍵，顯示代碼“0”結束調節(jié)參數狀態(tài)，進入時鐘鬧鐘控制器的正常

使用狀態(tài)。

三、參數代碼及其取值范圍如下表。

說明：1、設定時鐘控制的小時起點為24，則關閉該路時鐘控制輸出。

2、設定鬧鈴的小時為24，則關閉該鬧鈴。

工程師應該掌握的20 個模擬電路

長沙民政學院電子信息工程系 黃有全高級工程師 第 12 頁

附錄三、廣告彩燈制作

說明：

1、每個8050 三極管可以驅動十二個到二十四個發(fā)光二極管。如果Q1、Q2 改成9013，

則驅動的發(fā)光二極管數量減半。只有相同發(fā)光電壓(不同顏色的發(fā)光電壓一般不同)的發(fā)光二

極管才可以并聯(lián)使用?？梢詫l(fā)光二極管接成需要的圖案，表達設計者的意圖。

2、彩燈閃爍的周期是：T=0.7×(R1+R3)×C2+0.7×(R2+R4)×C1 根據閃爍快慢要求選

擇R1,R2,R3,R4,C1,C2 的參數。調節(jié)電位器R1、R2 的大小，可以改變閃爍速度。

3、電壓過高會燒壞發(fā)光二極管。工作電壓從3v 開始調大，當提供的電源電壓高于5v 后

應當串入一個2.2～27 歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發(fā)光二極管。

附錄四：可控硅交流調壓器制作

可控硅是一種新型的半導體器件，它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、動作快以

及使用方便等優(yōu)點，目前交流調壓器多采用可控硅調壓器。這里介紹一臺電路簡單、裝置容

易、控制方便的可控硅交流調壓器，這可用作家用電器的調壓裝置，進行控制。圖中RL 是負

載(照明燈，電風扇、電熨斗等)這臺調壓器的輸出功率達100W，一般家用電器都能使用。

1、電路原理：電路圖如下

可控硅交流調壓器由可控整流電路和觸發(fā)電路兩部分組成，其電路原里圖如下圖所示。

從圖中可知，二極管D1—D4 組成橋式整流電路，雙基極二極管T1 構成張弛振蕩器作為可控

硅的同步觸發(fā)電路。當調壓器接上市電后，220V 交流電通過負載電阻RL 經二極管D1—D4 整

流，在可控硅SCR 的A、K 兩端形成一個脈動直流電壓，該電壓由電阻R1 降壓后作為觸發(fā)電

路的直流電源。在交流電的正半周時，整流電壓通過R4、W1 對電容C 充電。當充電電壓Uc

達到單結晶體管T1 管的峰值電壓Up 時，單結晶體管T1 由截止變?yōu)閷?，于是電容C 通過

T1 管的e、b1 結和R2 迅速放電，結果在R2 上獲得一個尖脈沖。這個脈沖作為控制信號送到

可控硅SCR 的控制極， 使可控硅導通。可控硅導通后的管壓降很低，一般小于1V，所以張

弛振蕩器停止工作。當交流電通過零點時，可控硅自關斷。當交流電在負半周時，電容C 又

從新充電……如此周而復始，便可調整負載RL 上的功率了。

2、元器件選擇

調壓器的調節(jié)電位器選用阻值為470KΩ 的WH114-1 型合成碳膜電位器，這種電位器可以

直接焊在電路板上，電阻除R1 要用功率為1W 的金屬膜電阻外，其余的都用功率為1/8W 的碳

膜電阻。D1—D4 選用反向擊穿電壓大于300V、最大整流電流大于0.3A 的硅整流二極管,如

2CZ21B、2CZ83E、2DP3B 等。SCR 選用正向與反向電壓大于300V、額定平均電流大于1A 的可

控硅整流器件，如國產3CT 系列。

附錄五、電源欠壓過壓報警保護器

一、 名稱：電源欠壓過壓報警保護器

二、 功能：當電壓低于180V 或高于250V 時，可進行聲光報警。當外接交流接觸器時，可

切斷電源，保護用電設備。

三、 電路圖：

四、 原理說明：

輸入電源電壓正常時，Y1A 輸出高電平，Y1B 輸出低電平，發(fā)光二極管LED 及

振蕩發(fā)聲電路Y1C、Y1D 和喇叭不工作，控制部件J1 也不工作。當電壓高于250V 或

低于180V 時，Y1B 輸出高電平，發(fā)光二極管亮，振蕩發(fā)聲電路工作，發(fā)出鳴叫聲，

控制寄電器J1 閉合，當J1 的常開觸點外接交流接觸器時，就可控制主電路斷開電源。

五、 調試方法：

第一步當輸入電源電壓為250V 時，調節(jié)W1 使得Y1A 輸出剛好由低電平轉為高電平，

第二步當輸入電壓為180V 時調節(jié)W2 使得Y1B 的輸出由高電平轉為低電平。

六、 元件表

名稱 型號 規(guī)格 數量 名稱 型號 規(guī)格 數量

集成塊 74LS00 1 電阻 68K 1

三極管 9013 1 10K 1

二極管 1N4001 5 1K 1

發(fā)光二極管 1 微調電位器 47k 2

三端穩(wěn)壓塊 7805 0.5A 1 電容 47uF/50v 1

7812 0.5A 1 10uF/25v 1

變壓器 220v/15V 0.5A 1 2700pF 1

插頭 220v 1 導線 花線 1m

直流寄電器 12v/0.5A 1 萬用電路板 小 1塊

集成塊插座 14 腳 1

附錄五、音頻功率放大電路制作

TDA2030A 帶音調18W×2 功放板

一、TDA2030A 是SGS 公司生產的單聲道功放IC，該IC 體積小巧，輸出功率大， 靜態(tài)電流

小(50mA 以下);動態(tài)電流大(能承受3.5A 的電流);負載能力強，既可帶動4-16Ω的揚

聲器，某些場合又可帶動2Ω甚至1.6Ω的低阻負載;音色中規(guī)中舉，無明顯個性，特別適合

制作輸出功率中等的高保真功放。

TDA2030A 采用5 腳TO-220 塑封結構。IC 內部設有完善的保護電路。

TDA2030A 可以單電源或雙電源工作，本功放板采用雙電源。

TDA2030A 主要參數：

工作電壓：±6～22V

靜態(tài)電流：<50mA

輸出功率：18W，當V=±16V，RL=4Ω時

諧波失真：0.05%，當f=15kHz，RL=8Ω時

閉環(huán)增益：26dB，當f=1kHz 時

開環(huán)增益：80dB，當f=1kHz 時

頻響范圍：40～14000Hz

二、電路原理：

TDA2030A 功放板由一個高低音分別控制的衰減式音調控制電路和TDA2030A 放大電路以

及電源供電電路三大部分組成，音調部分采用的是高低音分別控制的衰減式音調電路，其中

工程師應該掌握的20 個模擬電路

長沙民政學院電子信息工程系 黃有全高級工程師 第 16 頁

的R02，R03，C02，C01，W02 組成低音控制電路;C03，C04，W03 組成高音控制電路;R04 為

隔離電阻，W01 為音量控制器，調節(jié)放大器的音量大小，C05 為隔直電容，防止后級的TDA2030A

直流電位對前級音調電路的影響。放大電路主要采用TDA2030A，由TDA2030A，R08，R09，C066

等組成，電路的放大倍數由R08 與R09 的比值決定，C06 用于穩(wěn)定TDA2030A 的第4 腳直流零

電位的漂移，但是對音質有一定的影響，C07，R10 的作用是防止放大器產生低頻自激。本放

大器的負載阻抗為4→16Ω。

三、 TDA2030A 功放板的電源電路如下圖所示，為了保證功放板的音質，電源變壓器的

輸出功率不得低于60W，輸出電壓為2*15V，濾波電容采用2 個3300UF/25V 電解電容并聯(lián)，

正負電源共用4 個3300UF/25V 的電容，兩個104 的獨石電容是高頻濾波電容，有利于放大器

的音質。

四、裝配與調試：

工具準備：20W電烙鐵一把，最好是可調溫的，若需要的話可與站長聯(lián)系;萬用電表一個，尖嘴鉗一把，螺絲刀一把，焊錫絲和松香水若干。

準備焊接：焊接時先焊接跳線，再焊接電阻，再焊電容，再焊整流管，再焊電位器，最后焊TDA2030A，焊接TDA2030前須先把TDA2030A 用螺絲固定在散熱片上，否則在最后裝散熱片時螺絲很難打進去。TDA2030A與散熱片接觸的部分必須涂少量的散熱脂，以利散熱。焊接時必須注意焊接質量，對于初學者，可先在廢舊的電路板上多練習幾次，然后再正式焊接。

五、調試：本功放板調試特別簡單，電路板焊好電子元件后，要仔細檢查電路板有無焊錯的地方，特別要注意有極性的電子零件，如電解電容，橋式整流堆，一旦焊反即有燒毀元器件之險，請?zhí)貏e注意。接上變壓器，放大器的輸出端先不接揚聲器，而是接萬用電表，最好是數顯的，萬用表置于DC*2V檔。功放板上電注意觀察萬用電表的讀數，在正常情況下，讀數應在30MV以內，否則應立即斷電檢查電路板。若電表的讀數在正常的范圍內，則表明該功放板功能基本正常，最后接上音箱，輸入音樂信號，上電試機，旋轉音量電位器，音量大小應該有變化，旋轉高低音旋鈕，音箱的音調有變化。

附錄六、過壓欠壓報警器制作說明

1、 名稱：電源欠壓過壓報警保護器

2、 功能：當電壓低于180V 或高于250V 時，可進行聲光報警。當外接交流接觸器時，可切斷電源，保護