工程師必須掌握的種電路答案

橋式整流電路

1、二極管的單向?qū)щ娦裕?/p>

v伏安特性曲線：

INTF1

I--1I

理想開關(guān)模型和恒壓降模型：

烈2、橋式整流電流流向過程：

/輸入輸出波形：

TRANS________________,3、運(yùn)算：Vo,Io,二極管反向電壓。

1、橋蟠郵

解：1、

二極管伏安特性曲線理想開關(guān)模型恒壓降模型

X.1

邛

f—y-v

理里一吸管的伏安鈴性和電冷?

2、橋式整流電流流向過程（實(shí)線為正半周，虛線為負(fù)半周）

INTF1Vo

?

v2尸

o~?st

1、橋式整流電路二

輸入波形

3、Vo,Io,二極管反向電壓：

2V2,7,2V2K

=vlo

兀一2叫

1111

:1111

1111

輸出波形

v二級管反向電壓=

二、電源濾波器

1、電源濾波的過程分析：

O--------------------------OO―a—_O

波形形成過程：

in+out+out

TCC2、運(yùn)算：濾波電容的容量和耐壓值挑選。

J70?lOOOuF

c470?lOOOuF

O--------------------------OO―?---------------

領(lǐng)皺崛颯c蹴

2、1000

解：1、若電路處于正半周，二極管Dl、D3導(dǎo)

通，變壓器次端電壓v2給電容器C充電。此時(shí)C相

當(dāng)于并聯(lián)在v2上，所以輸出波形同v2,是正弦形。

當(dāng)v2到達(dá)90°時(shí)，v2開始下降。先假

設(shè)二極管關(guān)斷，電容C就要以指數(shù)規(guī)律向負(fù)

載RL放電。指數(shù)放電起始點(diǎn)的放電速率很

大。在剛過90°時(shí)，正弦曲線下降的速率很

慢。所以剛過90°時(shí)二極管仍舊導(dǎo)通。在超

過90°后的某個(gè)點(diǎn)，正弦曲線下降的速率越

來越快，當(dāng)剛超過指數(shù)曲線起始放電速率時(shí),

二極管關(guān)斷。

所以，在t|到t2時(shí)刻，二極管導(dǎo)電，C充電,

Vc=VL按正弦規(guī)律變化；t2到t3時(shí)刻二極管

關(guān)斷，VC=VL按指數(shù)曲線下降，放電時(shí)間常

數(shù)為R.Co

需要指出的是，當(dāng)放電時(shí)間常數(shù)RLC增加

時(shí)，”點(diǎn)要右移，打點(diǎn)要左移，二極管關(guān)斷時(shí)

間加長，導(dǎo)通角減小，見曲線3；反之，RLC

減少時(shí)，導(dǎo)通角增加。明顯，當(dāng)AL很小，即

-2-

/L很大時(shí)，電容濾波的成效不好，見圖深旋曲線中的2。反之，當(dāng)7?L很大，即4.很小時(shí)，盡管c較小,

RLC仍很大，電容濾波的成效也很好，見濾波曲線中的3。所以電容濾波適合輸出電流較小的場合。

2、(1)濾波電容的選用原則

在電源設(shè)計(jì)中，濾波電容的選取原則是：當(dāng)RLC=(3~5)T/2時(shí)，可取得較好的濾波成效,

C=(3~5)T/2RL

其中:C為濾波電容,單位為F;T為頻率，單位為Hz,RL為負(fù)載電阻,單位為Q

當(dāng)然，這只是一樣的選用原則，在實(shí)際的應(yīng)用中,如條件(空間和成本)答應(yīng),都選取C=5T/R.

(2)耐壓值21.5Uo

L1

三、信號濾波器o-rvw'i____

in

1、信號濾波器的作用：0------------------------------

與電源濾波器的區(qū)別和相同點(diǎn)：

2、畫出通頻帶曲線。

運(yùn)算諧振頻率。

解：1、信號濾波器的作用：用來從輸入信號中

過濾出有用信號，濾除無用信號和噪聲干擾.其原理

是利用電路的幅頻特性，其通帶的范疇為有用信號的

范疇，而把其他頻譜成分過濾掉。兩者區(qū)別：信號濾

波器用來過濾信號，其通帶是一定的頻率范疇，而電

源濾波器則是用來濾除交流成分，使直流通過，而保3、信瓠蟒

護(hù)輸出電壓穩(wěn)固。

C

LI

2、通頻帶曲線:0―/WVY

in心

out

(1)帶通濾波器：如圖信號濾波3—帶通，則

RL

H(jco)

VnRL+jsL]+j(oRLC—(D-L|C+1

1

于是|H(j(o)|=

2

1-W2L,C

+1

vlWRLC

分析|H(jco)|,明顯塞普等于0時(shí),|H(j0)|

達(dá)到最大值1,此時(shí)，3=3(；—,為濾波

1c

器的諧振頻率；當(dāng)co高于或低于g時(shí)|H(j(o)|均將下

l-s-L|C.8時(shí),|H(j(o)|f0,此

降,

CORLC

時(shí)，8=0或者CO一8。

根據(jù)|H(jco)|=大歷可以算出上半功率點(diǎn)(0c2和下半功率點(diǎn)3cl以及通

帶通通頻帶曲線

頻帶，得

BW=3c2—3cl=—

L1

畫出通頻帶曲線。

對于圖信號濾波1一帶通，列出傳遞函數(shù):

.1

JwTL*—；

WC

.1

jcoTL+

TTZ.xVOj①C

UljtoL

H(jco)=--=-----------j-

(l-co2LC)R+jcoL

injwL*----

DjsC

偌讖

jsL+y

JwC

于是|H(jco)|=/①L-------，明顯，當(dāng)3=(0。=%7不時(shí)，|H(j(o)|達(dá)到最大值1,

2222

7(R-(ORLC)+(DL/SC

當(dāng)co高于或低于co。時(shí)|H(j(o)|均將下降，且隨co趨于零或趨于00時(shí)，|H(j(o)|^0o根據(jù)

,可以算出上半功率點(diǎn)(0c2和下半功率點(diǎn)"Cl以及通頻帶，它的通頻帶曲線同信號濾

波3—帶通的一樣，也是帶通曲線。

(2)帶阻濾波器：如圖信號濾波4一帶阻，列出傳遞函數(shù):

in0out

-4-

R(1-CD2LC)

VoulR

-(2)(

V,[Rl-coLC+joL

njcoL?

jcoC

R+

1

(0=

|H(jco)|f0；當(dāng)co高于或低于％時(shí)|H(jco)|均將增大，且隨co趨于零或趨于8時(shí)，f根

據(jù)|H(j(o)|=可以算出上半功率點(diǎn)C0c2和下半功率點(diǎn)(OQ以及通頻帶，畫出它的通頻帶曲線。

BW=

帶阻通頻帶曲線

對于圖信號濾波1一帶阻(陷波器)，列出傳遞函數(shù):

.,1

JWL+-；

H(j(o)=》jeoC1-CO2LC

Vjn-j11—o-LC+jcoRC

RD+jcoL+------J

j3c

(l-dLc]1

于是|H(jco)|=

2

J(l-/LCY+SIR2c2CDRC

O-?Q

CO2LC信號慮皮Tm4省蟒

當(dāng)CO=G)z=時(shí)，為濾波器的諧振頻率，|H(jco)|f0；當(dāng)

3高于或低于與時(shí)|H(jco)|均將增大，且隨co趨于零或趨于oo時(shí),|H(j(o)|f1。根據(jù)|H(js)|=%,

可以算出上半功率點(diǎn)G)C2和下半功率點(diǎn)8a以及通頻帶，畫出它的通頻帶曲線，它的通頻帶曲線同信號

濾波4一帶阻的一樣，也是帶阻曲線。

R

四、微分和積分電路

1、電路的作用。

2、微分和積分電路電壓變化過程分析，畫出電壓變化波形圖。

3、運(yùn)算：時(shí)間常數(shù)，電壓變化方程。電阻和電容參數(shù)的挑選。

4、蹶稱哪潞

解：1、電路的作用：微分電路的輸出信號與輸入信號的微分成正比；積分電路的輸出信號與輸入

信號的積分成正比。

2、（1）微分電路：t=0瞬時(shí)，輸入電壓從

零躍變?yōu)閂|m，由于電容兩端電壓不能突變，也

變?yōu)閂|m，電容C開始經(jīng)電阻R放電。由于T遠(yuǎn)

小于T,放電進(jìn)行的很快，電容電壓迅速從Vhn

降至零。

t=tw瞬時(shí)，輸入電壓從Vim躍變?yōu)榱?，電容?/p>

端電壓不能突變，變?yōu)橐籚m開始經(jīng)電阻R對電容

C充電。由于T遠(yuǎn)小于T,放電同樣進(jìn)行得很快，電

容電壓迅速從一Vhn上升為零。

以后的過程周而復(fù)始，于是從電阻R兩端得到

的輸出信號即是周期性的正、負(fù)相間的尖脈沖電壓。

（2）積分電路：t=0瞬時(shí)，輸入電壓從零躍變?yōu)?/p>

vlm,開始經(jīng)電阻R對電容C充電。由于T遠(yuǎn)大于

周期T,充電進(jìn)行得很慢，電容電壓從零緩慢上升，

至1=1亞時(shí)，電容電壓僅微升至Vci。此時(shí)輸入電壓

從Vim躍變?yōu)榱?，充電過程被迫中止，電路轉(zhuǎn)而進(jìn)

入放電過程。在0<t<tw時(shí)間內(nèi)，輸出電壓即電容

電壓的波形為圖（b）中VO的慢慢上升部分。

在tw<t<T時(shí)間內(nèi)，由于T遠(yuǎn)大于周期T,放電

同樣進(jìn)行的很慢，電容電壓從Vcl緩慢下降。到1=「

Vc尚未降至零，輸出電壓又月變?yōu)閂im，使放電中止,

電路再度進(jìn)入充電過程。這段時(shí)間內(nèi)，輸出電壓即電容電壓的波形為圖（b）Vc緩慢下降的部分。

-6-

以后的過程周而復(fù)始。

3、(1)時(shí)間常數(shù)：微分電路和積分電路的時(shí)間常數(shù)t=RC

(2)電壓變換方程:

1.微分電路：

由KVL定律：V=Vc+V。

由于微分電路時(shí)間常數(shù)I遠(yuǎn)小于輸入信號的周期。電容電

壓的波形與輸入信號的波形十分接近，即

Vc^Vi

dVdV

所以V。==RC—r?RC—L

°cdtdt

2.積分電路：

時(shí)間常數(shù)T遠(yuǎn)大于周期T,電容電壓增加不多，電阻電壓

VR=Vi-Vc^Vi所以輸出電壓：

b

Vo=Vc=—fidt=—fdtQ—[Ydt型扮電咨

。CJCJRRCJ1

(3)電阻和電容參數(shù)的挑選。

1.微分電路可把矩形波轉(zhuǎn)換為尖脈沖波，此電路的輸出波形只反映輸入波形的突變部分，即只有輸

入波形發(fā)生突變的瞬時(shí)才有輸出。而對恒定部分則沒有輸出。輸出的尖脈沖波形的寬度與RC有關(guān)(即

電路的時(shí)間常數(shù))，RC越小，尖脈沖波形越尖，反之則寬。此電路的RC必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于輸入波形的寬度，

否則就失去了波形變換的作用，變?yōu)橐粯拥腞C耦合電路了，一樣RC少于或等于輸入波形寬度的1/10

就可以了。

2.積分電路可將矩形脈沖波轉(zhuǎn)換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉(zhuǎn)換為拋物波。構(gòu)成積分電路

的條件是電路的時(shí)間常數(shù)RC必須要大于或等于10倍于輸入波形的寬度。

五、共射極放大電路Vcc

\Rc

1、三極管的結(jié)構(gòu)、三極管各極電流關(guān)系、特性曲線、放大Rb/1F7k

條件。270y50KC2

2、元器件的作用、電路的用途、電壓放大倍數(shù)、47uF

輸入和輸出的信號電壓相位關(guān)系、交流和直流等效電路

47uF

5、搦?CW各

圖。

3、靜態(tài)工作點(diǎn)的運(yùn)算、電壓放大倍數(shù)的運(yùn)算。

解：1、（1）放大狀態(tài)下三極管各極電流關(guān)系：IE=Ic+IB,Ic=BIB,其中，1E為發(fā)射級電流，

Ic為集電級電流，1B為基級電流，B為共發(fā)射級電流放大系數(shù)。

（2）放大條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

2、（1）電路的用途：電壓和電流增益都大于1,輸入電阻在三種組態(tài)中居中，輸出電阻與集電極

電阻有很大關(guān)系。適用于低頻情形下，作多級放大電路的中間級。

（2）電壓放大倍數(shù)：A=（RC〃RL）P

rbe

（3）輸入和輸出的信號電壓相位關(guān)系：反相。

（4）交流和直流等效電路圖：

直流通路交流通路

3、（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的運(yùn)算:

【B^Vcc/Rb,IC=B【B，VCE=VCC—IcRc

（2）電壓放大倍數(shù)的運(yùn)算：由于Vi=lBrbe，Vo=Ic（RC〃RL）=BIB（RC〃RL），所以

A=（Rc￡Rjp

Vrbe

-8-

Q+'cc

六、分壓偏置式共射極放大電路pp

1、元器件的作用、電路的用途、輸入和輸出的信

號電壓相位關(guān)系、交流和直流等效電路圖。

2、電流串聯(lián)負(fù)反饋過程的分析。

3、靜態(tài)工作點(diǎn)的運(yùn)算、電壓放大倍數(shù)的運(yùn)算。

解：1、（1）元器件的作用：RE作用：引入

直流反饋穩(wěn)固Q;CE作用：抑制交流負(fù)反饋；RBI、RB2作用：提供基極偏置固定UB點(diǎn)電位。

（2）電路的用途：分壓式共射放大電路是固定偏置共射放大電路的改進(jìn)電路具有實(shí)用價(jià)值。常用于

多級放大器的中間放大級。

（3）輸入和輸出的信號電壓相位關(guān)系：反相

(

4）交

流和

直流

等效

電路

圖：

直流通路交流通路

2、因溫度升高引起的集電極電流上升,通過電阻串聯(lián)分壓固定基級電位，會引起基射極間電壓下

降，從而導(dǎo)致基極電流下降，集電極電流下降，從而穩(wěn)固Q。

3、(1)靜態(tài)工作點(diǎn)估算

UuB-UUBEQT

U?————REQ二n〔CQ

BB2

RR1+RB2

UcEQ=7cc-（Rc+RE）1CQ

(2)電壓放大倍數(shù)的運(yùn)算：由于Vi=krbe，CLBCL所

VO=IC（R〃R）=BI（R〃R），

以

A二(Rc〃R*

rbe

七、共集電極放大電路(射極跟隨器)

1、電路的用途、電壓放大倍數(shù)、輸入和輸出的

信號電壓相位關(guān)系、交流和直流等效電路圖。電

路的輸入和輸出阻抗特點(diǎn)。

2、靜態(tài)工作點(diǎn)的運(yùn)算、電壓放大倍數(shù)的運(yùn)算。

解：1、(1)電路用途：只有電流放大作用，沒

有電壓放大，有電壓跟隨作用。在三種組態(tài)中，輸入電阻最高，輸出電阻最小，頻率特性好?？捎糜谳?/p>

入級、輸出級或緩沖級。

(2)電壓放大倍數(shù)：A。

(3)輸入和輸出的信號電壓相位關(guān)系：同相。

(4)交流和直流等效電路圖：

直流通路交流通路

-10-

（5）電路的輸入和輸出阻抗特點(diǎn)：輸入電阻大，對電壓信號源衰減?。惠敵鲭娮栊?，且與信號源內(nèi)

阻有關(guān)，帶負(fù)載能力強(qiáng)。

2、（1）靜態(tài)工作點(diǎn)：由

I---------o+ycc

r%=%凡+VBEQ+【ECjRe

1EQ=(1+P)1BQ

得：

【CQ二P.【BQ

_VDC-^BEQ

BQ-

Rb+(l+P)Re

VQEQ=Ysc_【EC)Re~~CC—1CQ^e

A，。=ibd+B)R「_(i+B)R[一

--

ib[rbe+(l+p)RL]rbe+(l+p)RL^rbe+p-RL

2）電壓放大倍數(shù)：一樣p.R[>>j則電壓增益接近于1，A。al。

八、電路反饋框圖

1,反饋的概念，正負(fù)反饋及其判定方法、并聯(lián)反饋和

串聯(lián)反饋及其判定方法、電流反饋和電壓反饋及其判定

方法。

2、帶負(fù)反饋電路的放大增益。

3、負(fù)反饋對電路的放大增益、通頻帶、增益的穩(wěn)固性、

失真、輸入和輸出電阻的影響。

解：1、（1）反饋的概念：將放大電路輸出端的信號（電壓或電流）的一部分或全部通過某種電路引

回到輸入端。

（2）正負(fù)反饋及其判定方法：反饋信號削弱了凈輸入信號，電路為負(fù)反饋。反饋信號起了增強(qiáng)凈

輸入信號的作用則為正反饋。

（3）并聯(lián)反饋和串聯(lián)反饋及其判定方法：反饋信號與輸入信號串聯(lián)，即反饋信號與輸入信號以電壓

形式作比較，稱為串聯(lián)反饋。反饋信號與輸入信號并聯(lián)，即反饋信號與輸入信號以電流形式作比較，稱

為并聯(lián)反饋。

(4)電流反饋和電壓反饋及其判定方法：如果反饋信號取自輸出電壓，叫電壓反饋.如果反饋信號

取自輸出電流，叫電流反饋。

2、帶負(fù)反饋電路的放大增益：

由A=X0/XdF=Xf/XoXd=X-Xf

得AF=X0/Xi=A/(l+AF)

3、(1)負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降，

在AF=X。/Xi=A/(l+AF)中，AF=(XQ/XJ)x(Xf/Xg)=X，Xd,負(fù)反饋時(shí)Xf、

xd同相，所以AF是正實(shí)數(shù)，則有IAfIv|A|

Il+AFI稱為反饋深度，其值愈大，負(fù)反饋?zhàn)饔糜鶤小。

(2)展寬通頻帶：引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加

BWf=(1+|AOF|)BW

(3)提高放大倍數(shù)的穩(wěn)固性：放大倍數(shù)下降至1/(1+|AF|)倍，其穩(wěn)固性提高1+IAFI倍。

(4)改善波形失真：

Mf□

接近正弦波

略小

負(fù)反饋是利用失真的波形來改善波形的失真，因此只能減小失真，而

不能完全排除失真。

(5)串聯(lián)負(fù)反饋，使電路的輸入電阻提高；并聯(lián)負(fù)反饋，使電路的輸入電阻降低。

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(yīng)用注意事項(xiàng)。

3、穩(wěn)壓過程分析。

解：1、穩(wěn)壓二極管的特性曲線如圖:

2、穩(wěn)壓二極管應(yīng)用注意事項(xiàng)：

曲線越陡，電

(1)穩(wěn)固電壓Uz：穩(wěn)壓管反向擊穿后的穩(wěn)固壓越穩(wěn)固。

工作電壓值。

(2)穩(wěn)固電流Iz：穩(wěn)壓管工作時(shí)的參考電流

值。實(shí)際工作中：工作電流小于穩(wěn)固電流穩(wěn)壓成

效差，工作電流大于穩(wěn)固電流穩(wěn)壓成效好。

(3)額定功耗：由穩(wěn)壓管溫升限定下的最大

功耗。如果已知穩(wěn)壓值，貝IJ：

穩(wěn)壓二極管的特性曲線

額定功耗

最大穩(wěn)定電海

穩(wěn)壓值

3、穩(wěn)壓過程分析:+__——

O——--I------1------------------------------------O

+R++

5Dz2i3口5

當(dāng)直流輸入電壓Ui波動或負(fù)載改變引起Uo增大,

此時(shí)Uz亦增大，lz劇增，使阿增大(IR=IZ+I0).使

R兩端的電壓降增大，從而抑制了Uo的增大，達(dá)到穩(wěn)

定Uo的目的。

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(gè)元器件的作用；穩(wěn)壓過程分析。

3、輸出電壓運(yùn)算。

解：1、串聯(lián)穩(wěn)壓電源的組成框圖

2、串聯(lián)穩(wěn)壓電源，即利用串聯(lián)于電路中的調(diào)整管Q1進(jìn)行動態(tài)分壓而使負(fù)載得到穩(wěn)固電壓的電路。

220V交流電經(jīng)變壓器TF1降壓后，由D1硅堆進(jìn)行橋式整流，得到脈動直流，然后由C1濾除其交流成

份，得到直流電壓。

-14-

R1為Q1的上偏置電阻，Q1因此得以導(dǎo)通，向負(fù)載供電。電阻R2、R3、R5、可調(diào)電阻R4、穩(wěn)壓

二極管D2組成橋式電路。R4動端電壓等于D2穩(wěn)壓值時(shí)，電橋平穩(wěn)，Q2截止；或者R4動端電壓低于

D2穩(wěn)壓值，雖電橋不平穩(wěn)，Q2處于反偏截止，Q1即流過較大的電流，Q1相當(dāng)于一個(gè)電阻值減小的電

阻，給負(fù)載RL供電及給電容C3充電。隨著C3電壓越來越高，當(dāng)電壓超過設(shè)定的穩(wěn)壓值時(shí)，R4動端

電壓比D2的穩(wěn)壓值要高，電橋這次的平穩(wěn)被打破后，使Q2導(dǎo)通，導(dǎo)致Q1的基極電流減少，Q1發(fā)射

極電流減少，Q1相當(dāng)于電阻值增大，于是RL兩端的電壓降低。如此往復(fù)，使輸出電壓V0保持穩(wěn)固。

電容C2有兩個(gè)作用，一是使Q1的基極電壓變化平穩(wěn)，二是進(jìn)一步濾除電源中的交流波紋?調(diào)劑

可調(diào)電阻R4的位置，可以改變RL的輸出電壓。

3、輸出電壓運(yùn)算：設(shè)V2發(fā)射結(jié)電壓可以

R

忽略，則：UZ=UF=------U。

Rb+凡

于是

十一、差分放大電路

1、電路的用途、電路的特點(diǎn)。

2、電路的工作原理分析。如何放大差模信號而

抑制共模信號。

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。

解：1、（1）電路的用途：對差模信號具有放大

能力，而對共模信號沒有放大能力，即對溫漂有抑

制能力。

（2）電路的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對稱，參數(shù)一致。

2、（1）結(jié)構(gòu)對稱，參數(shù)一致，于是

Ui|=Ui2=Ui=0時(shí)，UO=UCQI-UCQ2=0

OO

溫度tfIcQlt、【CQ2tfUcQlI、UcQ2I

f△U0=UcQ「UcQ2二。

抑制溫漂。

（2）放大差模信號:

數(shù)值相同，極性

u4=-u「igu,dl相反（差模信號）

于是由對稱性，得結(jié)構(gòu)對稱，參數(shù)一致

Uoi=-Uo2，AHoi

ul="于是

AU2=U

UHi2

U01—U°2

A-Uo

Ay^-=AU1

UH-Ui22Un

（3）抑制共模信號：共模信號，數(shù)值相等極

性相同：U“=Uii=Uid

于是由對稱性，得

UO|=Uo2

TJ-TJ

AudU?！鮫iU(D2=Q

U

ldUid

共模信號被抑制。

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。

單端輸入-單端輸出雙端輸入■■單端輸出

-16-

十二、場效應(yīng)管放大電路

1、場效應(yīng)管的工作特點(diǎn)、場效應(yīng)放大器的特點(diǎn)。

各元器件的作用。

2、放大過程分析。

3、電壓放大增益的運(yùn)算。

解：1、(1)場效應(yīng)管的工作特點(diǎn)：1.預(yù)夾斷前

iD與VDS呈近似線性關(guān)系；預(yù)夾斷后，iD趨于

飽和；2.溝道中只有一種類型的多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，所以場效應(yīng)管也稱為單極型三極管。

(2)1.場效應(yīng)放大器的特點(diǎn)：JFET柵極與溝道間的PN結(jié)是反向偏置的，因此記弋0,輸入電阻很

高。2.JFET是電壓控制電流器件，iD受VGS控制。

(3)各元器件的作用：1.R和R2構(gòu)成分壓式自偏壓電路；2.R3引入直流負(fù)反饋，穩(wěn)固靜態(tài)工作

點(diǎn)；C2引入交流負(fù)反饋，改善放大電路的性能。

2、放大過程分析

JEFT作放大器用時(shí),工作于圖示的恒流區(qū)，根據(jù)

—R?

VGS=VGVS=_VVCC-I1DrRx3

R,+R2

VDS=VCC—ID(R3+R4)

\2

ID=1DSS1----丫^

V

vGS(off)7

確定JEFT的Q點(diǎn)，畫出它的負(fù)載線，如右圖，可以看

到，VGS控制ID的變化，構(gòu)成壓控電流源，通過電阻心得

到反相放大的輸出電壓。

3、電壓放大增益的運(yùn)算:

（1）交流等效電路

(2)電壓放大增益：

Vi=Vgs,Vo=-gmVgsR4

-18-

所以電壓增益％=X.=-gmVgsRd=_R

v、vgs

gm跨導(dǎo)，為給定值，由下式運(yùn)算：gm=

dVcs^GS(off)V0s(off)

十三、選頻(帶通)放大電路

1、每個(gè)元器件的作用：

選頻放大電路的特點(diǎn)：

電路的作用：

2、特點(diǎn)頻率的運(yùn)算：

選頻元件參數(shù)的挑選：

3、幅頻特性曲線:

解：1、(1)R3引入直流反饋穩(wěn)固Q；C2抑制交流負(fù)反饋：RI、R2提供基極偏置固定UB點(diǎn)電位;

Q1工作于放大區(qū)，反相放大信號；L3和C組成并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，作選頻濾波器用。

(2)選頻放大電路的特點(diǎn)：LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為共射放大電路的集電極負(fù)載?諧振時(shí)，電壓放大倍數(shù)

的數(shù)值最大，且無相移。對于其余頻率的信號，電壓放大倍數(shù)不但數(shù)值減小，而且有附加相移。電路具

有選頻特性，故稱之為選頻放大電路。

(3)電路的作用：從多種頻率的輸入信號中，選取所需的頻率信號加以放大。

2、(1)特點(diǎn)頻率的運(yùn)算:

(2)選頻元件參數(shù)的挑選：由于共射放大

liIo

不改變信號的頻率，我們可以將選頻原理簡化為

圖，則

4GUG

A=----------

I：LG+j(DC+-

jcoL

G

則|Aj=

2

1

G2+COC-

coL

當(dāng)輸入信號頻率為f。時(shí)，增益最大，求它的通頻帶

G』可得

設(shè)|Aj=

wC

coC-------=±G

CDL

CD~C----±GCD=0

L

解這個(gè)一元二次方程，得

G

0)=±—±2C

2C

由于3不能為負(fù)值，則

GG

CD.=-------F2C(02----------F2C

12C2C

則通頻帶BW=3]-3,=29=—根據(jù)

1-2CC

BW=9,f0=—二，挑選和適的

C2TIVLC

LC參數(shù)滿足要求即可。

3、幅頻特性曲線:

G

|A,|=

2

G、NY

BW=3「3,=絲=9

22CC

當(dāng)3=0時(shí)，|AjfO；

當(dāng)CO=COo=/—二時(shí)，|Aj―>0；

VLC11

當(dāng)（0—8時(shí)，|Ajf0；

幅頻特性曲線

則幅頻特性曲線如右圖所示。

-20-

十四、電壓比較電路

1、電壓比較器的作用：

工作過程是：

2、比較器的輸入一輸出特性曲線圖:

3、如何構(gòu)成遲滯比較器：

解：1、（1）電壓比較器的作用：電壓比較器是集成運(yùn)放非線性應(yīng)用電路，它將一個(gè)模擬量電壓信

號和一個(gè)參考電壓相比較，在二者幅度相等的鄰近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變，相應(yīng)輸出高電平或低電平。

（2）工作過程：比較器是由運(yùn)算放大器發(fā)展而來的，比較器電路可以看作是運(yùn)算放大器的一種應(yīng)

用電路。

如下圖（a）由運(yùn)算放大器組成的差分放大器電路，輸入電壓VA經(jīng)分壓器R2、R3分壓后接在同相

端，VB通過輸入電阻R1接在反相端，RF為反饋電阻，若不考慮輸入失調(diào)電壓，則其輸出電壓Vout

與VA、VB及4個(gè)電阻的關(guān)系式為：Vout=（l+RF/Rl）?R3/（R2+R3）VA-（RF/R1）VBO若R1=R2,R3=RF,

則Vout=RF/Rl（VA-VB）,RF/R1為放大器的增益。當(dāng)Rl=R2=0（相當(dāng)于RI、R2短路），R3=RF=8（相當(dāng)

于R3、RF開路）時(shí)，Vout=8。增益成為無窮大，其電路圖就形成（b）的樣子，差分放大器處于開環(huán)狀

態(tài)，它就是比較器電路。實(shí)際上，運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)時(shí)，其增益并非無窮大，而Vout輸出是飽和電壓,

它小于正負(fù)電源電壓，也不可能是無窮大。

從上圖中可以看出，比較器電路就是一個(gè)運(yùn)算放大器電路處于開環(huán)狀態(tài)的差分放大器電路。

2、比較器的輸入一輸出特性曲線

圖:

電過序燔

輸入一輸出特性

3、遲滯比較器：具有遲滯特性,輸入電壓的變化方向不同，閾值電壓也不同，但輸入電壓單調(diào)變

化使輸出電壓只躍變一次。

（1）運(yùn)算閾值電壓

VN=V1

?V°，令VN=Vp,

得土UT=±?u

RI+R,z

UOL=-UzUOH=Uz

(2)工作原理及電壓傳輸特性

設(shè)％V-UT，則VN<VP,Vo

=+Uz。此時(shí)Vp=+Uj>增大V],

直至+%，再增大，％才從+〃躍變?yōu)橐籙z。

設(shè)Vt>+UT,則VN>VP,匕）=一心。

此時(shí)VP=-UT，減小Vi，直至一UT，再減

小，匕）才從一Uz躍變?yōu)?Uz。

匕從+Uz躍變到-Uz的閾值電壓為+5;

Vo從-Uz躍變到+Uz的閾值電壓為-%;

%在-UT與+5之間增加或減小，%不

輸入一輸出特性

-22-

發(fā)生變化。

十五、運(yùn)算放大電路

1、理想運(yùn)算放大器的概念；

運(yùn)放的輸入端虛擬短路；律徽

運(yùn)放的輸入端的虛擬斷路。

2、輸入電壓與輸出電壓信號的相位關(guān)系是。

3、同相輸入方式下的增益表達(dá)式分別是：

輸入阻抗分別是；

輸出阻抗分別是。

遨放司音俞人

解：1、(1)理想運(yùn)算放大器的概念：具有無限大

的差模輸入電阻、趨于零的輸出電阻、無限大的差模電壓增益和共模抑制比、無限大的頻帶寬度以及趨

于零的失調(diào)和漂移。

(2)運(yùn)放的輸入端虛擬短路：“虛短”是指在分析運(yùn)算放大器處于線性狀態(tài)時(shí)，可把兩輸入端視為

等電位，這一特性稱為虛假短路，簡稱虛

短。即u-=u+。

(3)運(yùn)放的輸入端的虛擬斷路：“虛斷”是指

在分析運(yùn)放處于線性狀態(tài)時(shí)，可以把兩輸入端視為

等效開路，這一特性稱為虛假開路，簡稱虛斷。

2、反相輸入方式的運(yùn)放電路的輸入電壓與

輸出電壓信號的相位關(guān)系：

_v,-u__Vj

ii---------------—，

R.R,

u_—v°_v0

12-------------------

R,R,

因而，反相輸入方式的運(yùn)放電路的電壓增益

vR,

Av=—^n-=——-

vi心

Av為負(fù)值表示V。和Vj反相。

3、(1)同相輸入方式下的增益表達(dá)式:

U-=U+=Vi，

u—=Vo^J—

R）+R2

因而，電壓增益為：

AV=2=R】+R2=1+a

V、R|R|

輸入阻抗：Rj=—=—->°°

ii0

輸出阻抗分別是：Ro-0

十六、差分輸入運(yùn)算放大電路

1、差分輸入運(yùn)算放大電路的的特點(diǎn):

用途:

2、輸出信號電壓與輸入信號電壓的關(guān)系式:

解：1、(1)差分輸入運(yùn)算放大電路的特點(diǎn)：該電

路需要一個(gè)精確的電阻匹配得到共模抑制比，電路參數(shù)

具有對稱性，通常R|=KR3，R2=KR4O

(2)用途：該電路是用來放大輸入信號的差值，抑制共模信號。

2、輸出信號電壓與輸入信號電壓的關(guān)系式:

所以R2（4—U.）=R|（U_—V。）

-24-

'R4

V,VR.v-v

'~R3+R4'\<R3+R4l2o

R2VL嚕著文=-R'。

K3+K4

=R4（R|+R2）V

v12_小

°R,（R3+R4）R,"

將R1=KR3，R2=KRJ代入，則

V。喑V2-34

K3&

±

Vo=1（Vi2-Vil）

K3

十七、RC振蕩電路

1、振蕩電路的組成，振蕩電路的作用:

振蕩電路起振的相位條件：

振蕩電路起振和平穩(wěn)幅度條件：

2、RC電路阻抗與頻率的關(guān)系曲線：

相位與頻率的關(guān)系曲線：

3、RC振蕩電路的相位條件分析：

振蕩頻率：

如何挑選元器件：

解：1、由運(yùn)放A組成基本放大器；兩節(jié)RC回路組成了正反饋網(wǎng)絡(luò)及選頻網(wǎng)絡(luò)。由熱敏電阻Rf（負(fù)

反饋電阻）組成穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。主要用于產(chǎn)生低頻振蕩，一樣

用于產(chǎn)生IHzMMHz的低頻信號。

振蕩電路的起振相位條件：外+侏=±2〃?

振蕩電路起振和平穩(wěn)幅度條件：AF=1

2、阻抗與頻率及相位與頻率關(guān)系曲線：

如圖由于運(yùn)算放大電路的運(yùn)放輸入電阻很大，輸出電阻很小，選頻網(wǎng)絡(luò)可以作成如右圖，可得

Z,=R+—!—,Z,=R//jcoC

jsC

則得

V2Z2jcoRC

-22

-Z,+Z2(1-COR^C)+3jcoRC

1當(dāng)上式分母中虛部系數(shù)為零時(shí)，RC串并

3+j(coRCcoRC)

聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的相

角為零。滿足這個(gè)條件的頻率可由式（1）求出:

141

<D（）=------或=------

°RC°2TTRC

將（00代入（1）式，則

阻抗與頻率及相位與頻率關(guān)系

1_?1

由這兩式可知，當(dāng)3=3（）=——時(shí)，幅頻響應(yīng)的幅值最大，即Fv=—，相頻響應(yīng)的相位角

°RCv3

為零，即（p（（o）=0,做出它的幅頻和相頻曲線。

3、（1）RC振蕩電路的相位條件分析：在3=（00=」一時(shí)，經(jīng)RC反饋網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭\(yùn)放同相端的

RC

電壓力與四同相，即有牝=0和叫+0=±2皿。這樣，放大電路和由Zi、Z2組成的反饋網(wǎng)絡(luò)剛

好形成正反饋系統(tǒng)，可以滿足相位平穩(wěn)條件，因而有可能振蕩。

-26-

(2)振蕩頻率：f0=-~-

2兀RC

(3)如何挑選元器件：根據(jù)起振條件網(wǎng)=1+*>3所以起振時(shí)，Rf>2R1；實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅的方法是

使電路的值隨輸出電壓幅度增大而減小，即逐步使得Rf=2R］；改變R、C可改變振蕩頻率。

十八、LC振蕩電路

1、振蕩相位條件分析：

2、直流等效電路圖和交流等效電路圖：

振蕩頻率運(yùn)算。

解：1、振蕩相位條件分析：

建立穩(wěn)固的振蕩要求：AR=1,也就是

/中加=2n兀

三極管共射放大器為反相放大器，則

(PA=180P

利用互感線圈的同名端：<PF=180>,于是(PA+<PF=360>,滿足相位平穩(wěn)條件。

2、(1)直流等效電路圖和交流等效電路圖:

交流等效電路

（2）振蕩頻率運(yùn)算:

Vcc

1

2c

十九、石英晶體振蕩電路

直流等效電路

1、石英晶體的特點(diǎn)：

2、石英晶體的等效電路：

石英晶體的特性曲線：

3、石英晶體振動器的特點(diǎn)：

4、石英晶體振動器的振蕩頻率:

解：1、石英晶體的特點(diǎn)：振蕩頻率固定，且十分穩(wěn)固

2、石英晶體的等效電路如圖b,其中R通常很小，一樣可以忽略，則晶體兩端出現(xiàn)的阻抗為純電

抗，其值近似為x=，

Y