第2章 电子电路基础

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1、第2章电子电路基础2.1二极管基本应用电路2.1.1二极管整流电路半导体二极管具有单向导电性。常用在整流、钳位、隔离、保护及开关等电路中。下面介绍二极管整流电路。二极管整流主要分为半波整流和全波整流。1．半波整流电路图2.1是一个单相半波整流电路，它由变压器、二极管VD及负载电阻RL组成。半波整流电路的输入、输出，波形如图2.2所示。图2.1单相半波整流电路图图2.2单相半波整流电路的波形图由图2.2可以看出，利用二极管的单向导电性可将极性变化的交流电变为单向脉动的直流电。在这里，二极管VD起整流作用。2．桥式全波整流电

2、路半波整流电路只有半个周期的正弦电压输出到负载，因此电路效率较低。为了提高整流电路的效率，可将另一半周期的电压也引到负载上，即正负半周都有电流按同一个方向流过负载，这种方式称为全波整流。图2.3（a）为一桥式全波整流电路。2.1.2电容滤波电路经过整流后的输出电压波形含有很大的脉动分量。因此还要加入滤波电路。电容滤波电路是利用电容器两端的电压不能突变的特点，将电容器和负载电阻并联，以达到使输出电压波形基本平滑的目的。图2.5（a）是最简单的电容滤波电路。2.1.3二极管限幅电路在电子电路中，为了防止一些干扰或冲击信号对电

3、子元器件造成损坏，往往会在电路中加入一些保护电路。图2.6就是利用两个反向并联的二极管的限幅保护电路。2.1.3发光二极管的应用发光二极管在正向导通时，可以发出不同颜色的可见光或者红外光。利用二极管的这种特性，可构成各种不同的指示器、矩阵显示器以及红外发射/接收器等电路。如图2.7所示。2.1.5稳压二极管稳压电路当稳压二极管工作在反向击穿区时，流过稳压二极管的电流可以有较大变化，而二极管两端的电压基本上保持不变，利用稳压二极管的这种稳压特性可以构成稳压电路。一个简单的稳压二极管稳压电路如图2.8所示。2.2三极管及其放

4、大电路2.2.1三极管各管脚的电流关系三极管各管脚的电流关系为：ie=（1+）ibic=ib称为共射极电流放大倍数，通常在20～120之间，典型值为60。利用晶体三极管可构成三种形式的基本放大电路:共发射极放大电路，共基极放大电路和共集电极放大电路。2.2.2共射极放大电路利用晶体三极管可构成三种形式的基本放大电路，图2.10为共射极放大电路，在此电路中Ec,Rb,Rc为晶体三极管提供合适的静态工作点，使其工作在放大状态，C1,C2为隔直电容，它隔离直流并耦合交流信号，经放大的交流信号在RL上输出。2.2.3共集电

5、极放大电路（射极跟随器）图2.11为共集电极放大电路，因为信号从发射极输出，输出电压近似等于输入电压，又称为射极输出器。Rb,Re与三极管构成放大电路，C1与C2为隔直流电容，交流放大信号uo从RL输出。共集电极放大电路一般用于电路的前置放大和末级放大，可驱动较大的负载。2.2.4互补推挽功率放大电路图2.12所示为乙类互补推挽功率放大电路，一般用于功率输出级，直接驱动大功率设备，该电路是由互补对称的PNP与NPN共集电极放大电路组成的。在输入信号ui的正半周期，NPN管VT1导通，PNP管VT2截止，信号ui经VT1流

6、向负载RL；在输入信号ui的负半周期，NPN管VT1截止，PNP管VT2导通，信号ui经VT2流向负载RL。2.3运算放大器及其应用2.3.1运算放大器的内部结构运算放大器是一个多级、高增益放大电路。其内部结构框图如图2.13所示。2.3.2运算放大器的主要性能参数运算放大器的主要参数如下：输入失调电压：定义为使运算放大器输出直流电压为零时，在运算放大器两输入端间所加的补偿电压。输入失调电流：输入失调电流定义为运算放大器两输入端偏置电流之差。差模开环电压增益：定义为运算放大器工作在线性放大状态时，其输出电压与运算放大器两

7、输入端之间的电压差之比。运算放大器的开环电压增益通常用dB（分贝）来表示。其开环电压增益通常在100~140dB数量级。共模抑制比：定义为运算放大器差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比。共模抑制比通常也用dB来表示。一般在100~140dB数量级。转换速率：定义为运算放大器在阶跃信号作用下，其输出电压的最大变化率。其单位为V/μs。2.3.3运算放大器的应用运算放大器是一个多级、高增益放大电路。在多数应用电路中，可以把运算放大器作为理想放大器来应用。理想运算放大器具有如下一些特点：⑴输入失调电压为零。⑵输入失调电流为零

8、。⑶差模开环电压增益趋近∝。⑷共模抑制比趋近∝。⑸转换速率趋近∝。在此情况下，若电路工作在线性放大状态，运算放大器的两输入端之间具有如下一些特点：（1）反相端和同相端之间的输入电流为零，称之为“虚断（路）”；（2）反相输入端的电压与同相输入端的电压相等，称之为“虚短（路）”。1.同相比例放大器图2.14所示电路称为同