《電子技術(shù)技能教程》中職全套教學(xué)課件

電子技術(shù)技能教程全套可編輯PPT課件項(xiàng)目一整流、濾波電路任務(wù)一

晶體二極管識(shí)別、檢測(cè)與選用

自然界的物質(zhì)，就其導(dǎo)電性能不同分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，其對(duì)溫度、光照、摻雜和電場(chǎng)反映敏感，常用的半導(dǎo)體材料有硅、鍺等。

當(dāng)溫度升高時(shí)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能顯著增強(qiáng)，利用其對(duì)溫度十分敏感特性制成的熱敏電阻，可以檢測(cè)出萬分之一度的溫度變化；利用半導(dǎo)體有光照像導(dǎo)體，無光照像絕緣體的特性可制成光敏電阻、光電二極管、光電三極管和光電池等光電器件。

在純凈的半導(dǎo)體（硅或鍺）中摻入適量的雜質(zhì)（磷或硼），會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能顯著增強(qiáng)。依照摻入的雜質(zhì)及所體現(xiàn)的性能不同分為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子是自由電子，P型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子是空穴。二極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，在交界處會(huì)形成一個(gè)具有特殊物理性質(zhì)的帶電薄層，稱為PN結(jié)。普通二極管是由一個(gè)PN結(jié)加上兩條電極引線制成管芯，從P區(qū)和N區(qū)分別引出兩個(gè)電極作為正負(fù)極，并用塑料、玻璃或金屬等管殼封裝起來，如圖(a)所示，其圖形符號(hào)如圖（b），文字符號(hào)用“VD”表示，圖中箭頭方向表示二極管正向電流的方向。（a）二極管結(jié)構(gòu)（b）二極管符號(hào)二極管的單向?qū)щ娦院头蔡匦寓僬驅(qū)?/p>

二極管的兩端加正向電壓，即正極接高電位，負(fù)極接低電位，二極管處于正向偏置（正偏），此時(shí)二極管內(nèi)部呈現(xiàn)較小的電阻，有較大的電流通過，稱為正向?qū)ā＂诜聪蚪刂?/p>

二極管的兩端加反向電壓，即正極接低電位，負(fù)極接高電位，二極管處于反向偏置（反偏），此時(shí)二極管內(nèi)部呈現(xiàn)很大的電阻，幾乎沒有電流通過，稱為反向截止。二極管伏安特性曲線二極管的主要參數(shù)

為了安全使用二極管，必須考慮電流、電壓、功率、溫度等參數(shù)不能超過規(guī)定的最大額定值。主要考慮以下參數(shù)：①最大整流電流IFM

二極管長時(shí)間工作時(shí)允許通過的最大正向電流。使用二極管時(shí)，應(yīng)注意流過二極管的正向最大電流不能大于這個(gè)數(shù)值，否則可能損壞二極管。②最高反向工作電壓URM

二極管正常工作時(shí)所能承受最高反向電壓。使用中如果超過此值，二極管有可能因反向擊穿而損壞。③反向電流IR

二極管工作在反向截止?fàn)顟B(tài)未擊穿時(shí)通過的反向電流。IR越小二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶?。④最高工作頻率fM

二極管所能承受的最高工作頻率。主要受PN結(jié)的結(jié)電容限制，通過PN結(jié)的交流電頻率高于此值，二極管不能正常工作。二極管的種類（1）整流二極管VD整流二極管是利用二極管的單向?qū)щ娦?，把交流電變換成直流電的二極管，圖形符號(hào)如圖（a）所示。（2）穩(wěn)壓二極管VZ

穩(wěn)壓二極管是一種用于穩(wěn)壓（或限壓）、工作在反向擊穿狀態(tài)的二極管，其圖形符號(hào)如圖（b）所示。（3）發(fā)光二極管VL發(fā)光二極管是是直接將電能轉(zhuǎn)換成光能的二極管，其圖形符號(hào)如圖c所示。當(dāng)加以正向電壓時(shí)，發(fā)光二極管就能發(fā)光。（4）光電二極管VL光電二極管是能將光照強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的二極管，其圖形符號(hào)如圖（d）所示。（5）變?nèi)荻O管VD變?nèi)荻O管是利用反向偏壓改變PN結(jié)的結(jié)電容大小的二極管（反向偏壓升高，結(jié)電容變小），其圖形符號(hào)（e）所示。此外，還有很多其他不同用途的二極管，如檢波二極管、開關(guān)二極管、激光二極管等。項(xiàng)目一整流、濾波電路任務(wù)二

單相橋式整流電路裝配與調(diào)試1.單相半波整流電路由電源變壓器Tr、整流二極管VD及負(fù)載電阻RL構(gòu)成，如圖（a）所示。變壓器的作用是將電網(wǎng)電壓u1(交流220V，50Hz）變換成所需要的交流電壓u2。這里利用整流二極管VD的單向?qū)щ娦?，即交流正半周?dǎo)通，負(fù)半周截止，將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)的直流電壓。RL是需要直流供電的負(fù)載，UL是脈動(dòng)的直流輸出電壓。可見，在交流電的一個(gè)周期內(nèi)，二極管有半個(gè)周期導(dǎo)通，另半個(gè)周期截止，在負(fù)載電阻RL上的脈動(dòng)直流電壓波形是交流電壓u2的一半，如圖(d)所示，故稱為單相半波整流電路。（1）輸出直流電壓UL電阻性負(fù)載RL上的直流電壓UL是整流電路輸出脈動(dòng)電壓的平均值。若

則（2）直流電流IL流過負(fù)載電阻RL的在直流電流為整流二極管的正向整流電流ID和流過負(fù)載RL的電流IL相等，即二極管截止時(shí)所承受的最高反向工作電壓URM是u2的最大值，即

2.單相橋式整流電路由電源變壓器Tr和4個(gè)同型號(hào)的整流二極管VD1～VD4和負(fù)載電阻RL組成，如圖（a）所示。圖（b）所示是整流電橋的簡(jiǎn)化畫法，在這個(gè)表示電路中，要注意二極管圖形符號(hào)的極性與輸出電壓UL正負(fù)極性的關(guān)系。

當(dāng)電壓u2為正半周時(shí)，a端電位高于b端電位，二極管VD1、VD3導(dǎo)通，VD2、VD4截止，電流iL由a端→VD1→RL→VD3→b端，此電流流經(jīng)負(fù)載RL時(shí)，在RL上形成了上正下負(fù)的輸出電壓uL。

當(dāng)電壓u2為負(fù)半周時(shí)，b端電位高于a端電位，二極管VD2、VD4導(dǎo)通，VD1、VD3截止，電流iL由b端→VD2→RL→VD4→a端，該電流iL流經(jīng)RL的方向與u2正半周時(shí)流向一致，同樣在RL上形成了上正下負(fù)的輸出電壓uL?？梢?，無論u2處于正半周還是負(fù)半周，都有電流分別流過兩對(duì)二極管，并以相同的方向流過負(fù)載RL，輸出電壓是單方向的全波脈動(dòng)波形，如圖c)所示。（1）輸出直流電壓UL由上述分析可得，橋式整流電路中負(fù)載所獲得的直流電壓比半波整流電路提高了一倍。（2）直流電流IL流過負(fù)載電阻RL的在直流電流為橋式整流電路中，每只二極管在電源變化的一個(gè)周期內(nèi)只導(dǎo)通半個(gè)周期，因此流過每只二極管的平均電流ID是輸出電流IL的一半，即二極管截止時(shí)所承受的最高反向工作電壓URM是u2的最大值，即項(xiàng)目一整流、濾波電路任務(wù)二濾波電路裝配與調(diào)試

單相橋式整流電容濾波電路，在橋式整流電路的負(fù)載兩端并聯(lián)一大電容量的電解電容器，構(gòu)成了其濾波電路，利用電容器放電原理，將放電電壓彌補(bǔ)波形之間的空隙，使得輸出電壓更加平滑，平均電壓值自然升高。橋式整流電容濾波電路圖及濾波前后輸出電壓波形如圖所示。整流電路輸出電壓

輸出電流IL/A210.5～10.1～0.50.05～0.14＜0.05電容器容量C/

F470022001000470200～500200濾波電容器容量表電感濾波電路在大電流負(fù)載情況下，負(fù)載電阻RL很小，若采用電容濾波電路，電容器容量勢(shì)必很大，這樣通過整流二極管的短時(shí)沖擊電流（也稱浪涌電流）非常大，使整流二極管和濾波電容器的選擇比較困難，此時(shí)采用電感濾波電路。電路如圖在整流電路和負(fù)載之間串聯(lián)一個(gè)電感線圈（扼流圈）。因?yàn)殡姼袑?duì)交流電呈現(xiàn)很大的感抗，對(duì)直流電的阻抗則很小，因此，交流成分大多降落在電感L上，而直流成分則順利地通過電感L流到負(fù)載RL上，于是負(fù)載上獲得了交流成分很小的輸出電壓UL，波形如圖（b）所示。電感量越大，濾波作用越強(qiáng)。其輸出電壓為

項(xiàng)目二基本放大電路任務(wù)一晶體三極管識(shí)別、檢測(cè)與選用。

圖所示為三極管的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號(hào)。它由兩個(gè)PN結(jié)組成，將整個(gè)基片分成三個(gè)區(qū)域：發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。由這三個(gè)區(qū)各引出一個(gè)電極，分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。基區(qū)與發(fā)射區(qū)之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)；基區(qū)與集電區(qū)之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)。按兩個(gè)PN結(jié)組合方式的不同，三極管可分為PNP型和NPN型兩大類。三極管種類很多：按功率分有小功率管、中功率管和大功率管；按工作頻率分有低頻管、高頻管和超高頻管；按材料分有硅管與鍺管；按結(jié)構(gòu)工藝分主要合金管和平面管；按用途分有放大管和開關(guān)管等。三極管的電流放大作用圖所示為NPN型三極管電流測(cè)試電路。圖中UBB為基極電源，通過基極電阻Rb和電位器RP將正向電壓加到基極和發(fā)射極之間(發(fā)射結(jié))，集電極電源Ucc電壓應(yīng)高于UBB電壓，即發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，這是三極管具有電流放大作用的條件。調(diào)節(jié)電位器RP的阻值，得到數(shù)據(jù)，分析結(jié)果如下。由于

IB＜＜IC

，故（1）集電極電流IC受基極電流IB的控制，或者說很小基極電流IB能產(chǎn)生很大的集電極電流IC。（2）基極電流微小的變化量

IB會(huì)使集電極電流產(chǎn)生較大的變化量

IC。三極管電流放大作用的實(shí)質(zhì)是用較小的基極電流信號(hào)去控制集電極的大電流信號(hào)。

三極管的特性曲線

三極管的特性曲線用來描述三極管的極間電壓與相關(guān)電流之間的關(guān)系，主要有輸入特性曲線和輸出特性曲線兩種。

輸入特性是指UCE為某一定值時(shí)，基極電流IB隨發(fā)射結(jié)電壓UBE變化的關(guān)系曲線。輸入特性曲線與二極管的正向伏安特性曲線十分相似。隨著UCE的增加，曲線向右移，但當(dāng)UCE>1V后，曲線右移不明顯而基本重合，所以UCE>1V后的輸入特性曲線皆用UCE=1V時(shí)的一條輸入特性曲線。從三極管的輸入特性曲線可以看出，當(dāng)UBE小于死區(qū)電壓時(shí)，IB=0，三極管截止，死區(qū)電壓硅管約0.5V，鍺管約0.1V；當(dāng)UBE大于死區(qū)電壓時(shí)，才有基極電流IB，發(fā)射結(jié)壓降UBE變化不大，其中硅管約為0.6～0.7V，鍺管約為0.2～0.3V。

三極管的特性曲線

輸出特性是指IB為某一定值時(shí)，集電極電流IC與集-射極電壓UCE的關(guān)系曲線。是一組曲線族，每條輸出特性曲線都有線性上升、彎曲、平坦三個(gè)部分，這三個(gè)不同的區(qū)域表示三極管的三種工作狀態(tài)。（1）截止區(qū),

IB=0曲線以下的區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)。在此區(qū)域內(nèi)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。三極管工作在截止區(qū)的條件是發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。（2）飽和區(qū)UCE較?。║CE＜UBE），靠近左邊曲線的上升和彎曲部分與縱軸之間的區(qū)域?yàn)轱柡蛥^(qū)。此區(qū)域內(nèi)三極管處于飽和狀態(tài)。工作條件是發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正向偏置。（3）放大區(qū)飽和區(qū)和截止區(qū)間的各條曲線的平直部分的區(qū)域?yàn)榉糯髤^(qū)。在放大區(qū)內(nèi)，UCE足夠大，三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。三極管的主要參數(shù)

三極管的參數(shù)是用來表征管子的性能和適用范圍的參考數(shù)據(jù)，常用的參數(shù)有：1．共射極電流放大系數(shù)（1）共射極直流放大系數(shù)

三極管共射極接法時(shí)，當(dāng)UCE一定時(shí)，IC與IB的比值為

，即（2）共射極交流放大系數(shù)

三極管共射極接法時(shí)，當(dāng)UCE一定時(shí)，與集電極電流變化量

iC與基極電流變化量

iB的比值為

，表示，即可見，同一個(gè)三極管，同等條件下

，通常用

表示。選用管子時(shí)，

值應(yīng)恰當(dāng)，

值太小。放大能力差，

值太大的管子工作穩(wěn)定性差。三極管的主要參數(shù)2．極間反向飽和電流

極間反向飽和電流，是三極管中少數(shù)載流子形成的電流，大小反映三極管工作穩(wěn)定性。（1）集電極—基極反向飽和電流ICBO，發(fā)射極開路時(shí)，集電極和基極之間的反向電流。（2）集電極—發(fā)射極反向飽和電流ICEO(又稱穿透電流)是基極開路時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的反向電流。ICBO與ICEO都隨溫度的升高而增大。在選用管子時(shí)，應(yīng)選反向飽和電流小的管子。3．極限參數(shù)（1）集電極最大允許電流ICM（2）集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO（3）集電極最大允許耗散功率PCM三個(gè)極限參數(shù)將三極管限制在安全工作區(qū)域內(nèi)，以確保三極管正常工作。項(xiàng)目二基本放大電路任務(wù)二單管低頻放大電路裝配與調(diào)試基本共射放大電路

單級(jí)放大電路是指由一個(gè)放大元件（三極管或場(chǎng)效晶體管）所構(gòu)成的簡(jiǎn)單放大電路。圖示為基本共射放大電路，輸入信號(hào)從三極管的基極和發(fā)射極之間輸入，放大后的信號(hào)從三極管的集電極和發(fā)射極之間輸出，發(fā)射極是輸入、輸出回路的公共端，故稱共射基本放大電路。電路中各元器件的作用見表符

號(hào)元器件名稱元器件作用UCC直流電源給電路提供能量，為三極管提供合適的直流偏置（發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏）VT三極管電流放大Rb基極偏置電阻與UCC共同作用，提供發(fā)射結(jié)正偏電壓UBE

Rc集電極負(fù)載電阻提供集電極電流通路，將放大的集電極電流的變化量轉(zhuǎn)換成集電極電壓的變化量C1、C2輸入、輸出耦合電容利用其“隔直通交”的作用，隔斷信號(hào)源與放大電路之間、放大電路與負(fù)載之間的直流通道，使交流信號(hào)順利通過放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)（1）靜態(tài)工作點(diǎn)①靜態(tài)：放大電路無信號(hào)輸入時(shí)的直流工作狀態(tài)叫作靜態(tài)。在共射放大電路中，在沒有輸入信號(hào)（即ui=0）時(shí)，直流電源UCC通過Rb提供的發(fā)射結(jié)正偏電壓UBE，從而產(chǎn)生的基極電流IB和集電極電流IC及集-射電壓UCE。靜態(tài)時(shí)電路的電流、電壓值分別用IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ表示。②靜態(tài)工作點(diǎn)：靜態(tài)情況下，電流電壓參數(shù)在三極管輸入輸出特性曲線上對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的點(diǎn)，習(xí)慣稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，用Q表示。

當(dāng)放大電路輸入交流信號(hào)，輸入信號(hào)ui經(jīng)過C1耦合加至三極管b、e極后，各極電壓、電流均在直流量的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)隨ui變化而變化的交流量，這時(shí)電路處于交流狀態(tài)或動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)，簡(jiǎn)稱動(dòng)態(tài)。放大電路的分析（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的分析①直流通路是放大電路的直流等效電路。即靜態(tài)（ui=0）時(shí)，放大電路的輸入回路和輸出回路的直流電流流通的路徑。此時(shí)電路中的電容器相當(dāng)于開路，直流通道如圖所示。

由直流通道可得：UCC=IBQRb+UBEQ

經(jīng)整理可得靜態(tài)工作點(diǎn)：

可見，基本共射放大電路的偏流IBQ只與UCC和Rb有關(guān)，一般是固定的，因此又稱為固定偏置電路。放大電路的分析（2）交流性能分析

交流通路是放大電路的交流等效電路，是指動(dòng)態(tài)（ui≠0）時(shí)，放大電路的輸入、輸出電路的交流電流流通的路徑。在交流通路中，直流電壓源相當(dāng)于短路，耦合電容也視為短路。交流通路如圖所示。交流信號(hào)ui在三極管基極-發(fā)射極之間時(shí)，基極上將產(chǎn)生相應(yīng)的基極變化電流ib，這反映了三極管的b、e之間存在一個(gè)等效電阻，稱為三極管的輸入電阻rbe。

輸入電阻Ri是從放大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻。其大小反映了放大電路從信號(hào)源索取電壓的大小。Ri越大進(jìn)入放大的信號(hào)越多。Ri為Rb

和rbe

的并聯(lián)值，即

Ri=Rb∥rbe

當(dāng)Rb>>rbe時(shí),Ri

rbe

輸出電阻Ro是從放大電路的輸出端（負(fù)載RL之前）看進(jìn)去的等效電阻。其大小反映了放大電路的帶負(fù)載能力。Ro越小放大器帶負(fù)載能力越強(qiáng)。輸出電阻Ro為三極管集-射極間等效電阻rce與Rc的并聯(lián)值，即：Ro

=Rc∥rce

Rc

電壓放大倍數(shù)Au定義為輸出電壓與輸入電壓之比，它是衡量放大電路放大能力的指標(biāo)，可表示為分壓式偏置放大電路

放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)其放大性能有重要的影響，因此設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，并使之穩(wěn)定是保證放大電路正常工作的關(guān)鍵。但三極管的特性受溫度影響很大，當(dāng)溫度變化時(shí)，三極管的

、ICEQ等參數(shù)都會(huì)隨之改變，將引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至使放大電路不能正常工作。而分壓式偏置放大電路則能在外界因素變化時(shí)，自動(dòng)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，保證盡可能大的輸出動(dòng)態(tài)范圍并避免輸出信號(hào)失真。電路如圖，電阻Rb1、Rb2串聯(lián)分壓，為三極管提供固定的靜態(tài)基極偏置電壓；發(fā)射極電阻Re起穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)作用；電容Ce稱為旁路電容，由于容量較大，對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路，使電阻Re對(duì)電路交流工作無影響。分壓式偏置放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)Q的計(jì)算

分壓式偏置放大電路的直流通道如圖所示。為穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，通常電路參數(shù)選取應(yīng)滿足I1>>IBQ，這樣I1

I2，即Rb1和Rb2為串聯(lián)關(guān)系，則

由上面的分析可見，分壓式偏置放大電路的UBQ僅由Rb1、Rb2和UCC決定，而與三極管的參數(shù)無關(guān)。分壓式偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理

實(shí)驗(yàn)證明，溫度升高時(shí)，三極管穿透電流ICEO＝(1+

)ICBO將大幅度增加，使ICQ增大。分壓式偏置電路能使ICQ的增大受到抑制，自動(dòng)穩(wěn)定工作點(diǎn)。

當(dāng)溫度升高時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定過程可表示為：溫度T↑→ICQ↑→IEQ↑→UEQ(IEQRe)↑→UBEQ(UBQ

-UEQ)↓→IBQ↓→ICQ↓

當(dāng)溫度下降時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定原理請(qǐng)自行分析。射極輸出器

射極輸出器電路如圖所示。輸入信號(hào)ui從基極和集電極之間輸入，輸出信號(hào)uo從發(fā)射極和集電極之間輸出，集電極為輸入與輸出信號(hào)的公共端，所以稱共集電極電路。被放大的信號(hào)從發(fā)射極輸出，所以又叫射極輸出器。

從電路的電壓極性可以看出，uo與ui電壓瞬時(shí)極性相同，即uo與ui同相位變化。輸出電壓uo總是跟隨輸入電壓變化。

在輸入回路，有ui

=ube+uo或

uo

=ui

ube因ui

>>ube，則uo

ui，即輸出電壓略小于輸入電壓。電壓放大倍數(shù)略小于1且近似于1。電路無電壓放大作用，ie仍為基極電流的(1+

)倍，即具有電流放大及功率放大作用。

輸入電阻大，可減小放大電路從信號(hào)源索取電流，以降低信號(hào)源的功率容量，在放大電路中多用來作輸入級(jí)。

輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。分壓式偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理

實(shí)驗(yàn)證明，溫度升高時(shí)，三極管穿透電流ICEO＝(1+

)ICBO將大幅度增加，使ICQ增大。分壓式偏置電路能使ICQ的增大受到抑制，自動(dòng)穩(wěn)定工作點(diǎn)。

當(dāng)溫度升高時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定過程可表示為：溫度T↑→ICQ↑→IEQ↑→UEQ(IEQRe)↑→UBEQ(UBQ

-UEQ)↓→IBQ↓→ICQ↓

當(dāng)溫度下降時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定原理請(qǐng)自行分析。項(xiàng)目二基本放大電路任務(wù)三多級(jí)放大電路裝配與調(diào)試如圖是多級(jí)放大電路的組成框圖。輸入級(jí)和中間級(jí)的任務(wù)是電壓放大，為輸出級(jí)提供足夠大的信號(hào)，輸出級(jí)一般為功率放大電路，驅(qū)動(dòng)負(fù)載動(dòng)作。對(duì)放大信號(hào)而言，多級(jí)放大電路的前一級(jí)為后一級(jí)的信號(hào)源，后一級(jí)則為前一級(jí)的負(fù)載，“級(jí)”與“級(jí)”之間的連接及信號(hào)傳遞方式稱為耦合。耦合方式一般有阻容耦合、變壓器耦合和直接耦合。項(xiàng)目二基本放大電路任務(wù)四負(fù)反饋放大電路裝配與調(diào)試

放大電路雖然設(shè)置了靜態(tài)工作點(diǎn)，但由于三極管的非線性，往往會(huì)造成輸出電壓的非線性失真，為有針對(duì)性地改善這種失真，實(shí)用的放大電路都要引入負(fù)反饋。反饋就是將放大電路輸出信號(hào)（電壓或電流）的一部分或全部，通過一定反饋網(wǎng)絡(luò)送回到輸入端并與輸入信號(hào)相疊加的過程。

帶有反饋的放大電路都包含兩部分：基本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)。基本放大電路A的作用是完成對(duì)輸入信號(hào)的放大，而反饋網(wǎng)絡(luò)F是聯(lián)系輸出與輸入端的環(huán)節(jié)，反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。圖中Xi為輸入信號(hào)，Xi/為凈入信號(hào)，Xf反饋信號(hào)，Xo輸出信號(hào)。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端比較，按圖中“+”、“-”極性可得凈輸入信號(hào)為Xi/=Xi-Xf負(fù)反饋的類型

（1）反饋按極性分為正反饋和負(fù)反饋。①負(fù)反饋，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)作用相反，使凈輸入信號(hào)減小的反饋為負(fù)反饋。負(fù)反饋多用于改善放大電路的性能。②正反饋，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)作用相同，使凈輸入信號(hào)增加的反饋為正反饋。正反饋多用于振蕩電路

（2）按從輸出端取反饋信號(hào)的方式分電壓反饋和電流反饋①電壓反饋，反饋信號(hào)取自輸出電壓，與輸出電壓成正比的反饋為電壓反饋；②電流反饋，反饋信號(hào)取自輸出電流，與輸出電流成正比的反饋為電流反饋。

（3）按反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入端的連接方式分串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋①串聯(lián)反饋，反饋網(wǎng)絡(luò)與放大電路輸入端串聯(lián)，反饋信號(hào)以電壓比較的形式出現(xiàn)的反饋為串聯(lián)反饋。②并聯(lián)反饋，反饋網(wǎng)絡(luò)與放大電路輸入端并聯(lián)，反饋信號(hào)以電流比較的形式出現(xiàn)的反饋為并聯(lián)反饋。綜上所述，負(fù)反饋有四種類型，即電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋、電流并聯(lián)負(fù)反饋。負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響

放大電路中引入負(fù)反饋以后，雖然放大倍數(shù)下降了，但是它可以使放大器性能指標(biāo)得到改善。引入負(fù)反饋后，對(duì)放大器的性能有如下影響：（1）降低放大器的放大倍數(shù)，提高放大器放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。（2）減小非線性失真。（3）展寬通頻帶。（4）改變輸入、輸出電阻。①串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大。②并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小。③電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小。④電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。項(xiàng)目三常用放大電路任務(wù)一比例運(yùn)算放大電路裝配與調(diào)試集成運(yùn)放的基本結(jié)構(gòu)與符號(hào)

集成運(yùn)放實(shí)際上是一個(gè)高增益帶有深度負(fù)反饋多級(jí)直接耦合放大電路，主要由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路組成，其電路原理框圖及圖形符號(hào)如圖所示。1．輸入級(jí)為提高輸入電阻，減小零點(diǎn)漂移，輸入級(jí)一般都采用差分放大電路。它有同相和反相兩個(gè)輸入端。反相輸入端用“-”表示，輸出信號(hào)與該端輸入信號(hào)相位相反，同相輸入端用“+”表示，輸出信號(hào)與該端輸入信號(hào)相位相同。2．中間級(jí)運(yùn)放主要依靠中間級(jí)進(jìn)行電壓放大，要求中間級(jí)具有一定的放大倍數(shù)，一般由一級(jí)到兩級(jí)共射放大電路組成，其放大倍數(shù)可達(dá)幾千倍以上。3．輸出級(jí)為降低輸出電阻，提高輸出功率和帶負(fù)載能力，輸出級(jí)一般由射極輸出器或推挽電路組成，同時(shí)設(shè)有過電流保護(hù)電路。4．偏置電路偏置電路由恒流源或恒壓源組成，其作用是為各級(jí)放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)放除有輸入和輸出端外，還有電源端，有些運(yùn)放還有調(diào)零和相位補(bǔ)償端。1．理想運(yùn)放的概念在分析集成運(yùn)放的各種實(shí)用電路時(shí)，為了簡(jiǎn)化分析，通常將集成運(yùn)放理想化。理想的集成運(yùn)放電路具備下列特性：（1）開環(huán)電壓放大倍數(shù)Auo→∞；（2）輸入電阻Ri

→∞；（3）輸出電阻Ro

→0；（4）頻帶寬度BW從0→∞（5）漂移為零。2．理想運(yùn)放的兩個(gè)重要結(jié)論利用理想運(yùn)放的參數(shù)，可以得出兩個(gè)重要結(jié)論：虛短與虛斷。（1）虛短：兩輸入端電位相等，即uI+=uI-。（2）虛斷：兩個(gè)輸入端的電流均為零，即iI=0。反相比例運(yùn)算電路

輸入電壓ui通過R1接入反相輸入端，輸出電壓uo通過反饋電阻Rf-反饋到反相輸入端，構(gòu)成深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋，以保證集成運(yùn)放線性工作狀態(tài)。

輸出電壓為電壓放大倍數(shù)為式中負(fù)號(hào)表示輸出電壓uo與輸入電壓ui反相。只要選取合適的Rf-和R1，就能方便地決定集成運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)。當(dāng)Rf-=R1時(shí)，

，則

，輸出電壓與輸入電壓大小相等，相位相反，成為反相器。同相比例運(yùn)算電路

電路的輸入電壓ui通過R2接入同相輸入端，輸出電壓uo通過反饋電阻Rf-反饋到反相輸入端，該電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。為保證平衡，取R2=R1//Rf-。輸出電壓為電壓放大倍數(shù)為可見，輸出電壓uo與輸入電壓ui同相，且uo大于ui，即電壓放大倍數(shù)

Au＞1差分運(yùn)算電路

差分運(yùn)算電路中，有兩個(gè)輸入信號(hào)ui1和ui2，ui1通過R1接到反相輸入端，ui2通過R2和R3分壓加到同相輸入端，輸出電壓通過Rf-反饋到反相輸入端，且R2//R3=R1//Rf-。

利用線性疊加定理，分別計(jì)算ui1和ui2單獨(dú)作用時(shí)的輸出電壓，然后再疊加求和。ui1、ui2共同作用時(shí)，電路的輸出電壓為如果

R1=R2，R3=Rf-，則電路的輸出電壓為差分運(yùn)算電路可以實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算，當(dāng)R1=R2=R3=Rf-時(shí)，輸出電壓為項(xiàng)目三常用放大電路任務(wù)二OTL功率放大電路裝配與調(diào)試

向負(fù)載提供盡可能大的輸出功率的放大電路稱為功率放大電路，簡(jiǎn)稱功放。

功率放大電路的基本要求:（1）盡可能大的輸出功率（2）效率高（3）失真?。?）散熱性能好

功率放大電路的分類（1）甲類功放，靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在放大區(qū)的中間，在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)都處于放大狀態(tài)輸出波形無失真，靜態(tài)電流大，效率低，最高只能達(dá)到50%。

（2）乙類功放，效率可達(dá)78.5%。采用兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱的功放管組合交替工作，但輸出產(chǎn)生交越失真的信號(hào)。（3）甲乙類功放，實(shí)際使用中，用兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱的功放管組合交替工作，輸出完整的信號(hào)。是實(shí)用功放電路廣泛應(yīng)用的方式。

按功放輸出特點(diǎn)的不同，功率放大器又分為變壓器耦合功率放大器和無變壓器耦合功率放大器。變壓器耦合功率放大器能實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，使負(fù)載獲得最大的輸出功率，但變壓器具有鐵心，難以集成，現(xiàn)多用無變壓器耦合功率放大器。OTL電路

無變壓器單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路，簡(jiǎn)稱OTL電路。電路如圖所示。VT1為NPN型管，VT2為PNP型，它們特性對(duì)稱。在電路形式上，兩管都構(gòu)成射極輸出電路，輸出端經(jīng)耦合電容C與負(fù)載RL連接。

在輸入信號(hào)ui的正半周，VT1導(dǎo)通，VT2截止，電源提供的電流對(duì)電容C充電，流入負(fù)載RL，在ui的負(fù)半周，VT1截止，VT2導(dǎo)通，電容C經(jīng)過VT2向負(fù)載RL放電。

在ui的整個(gè)周期內(nèi)，VT1、VT2交替工作，互相補(bǔ)充，負(fù)載RL上獲得完整的輸出波形。故電路稱為互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路。

該電路工作在乙類狀態(tài)，存在交越失真，只要給功放管設(shè)置基極偏置，使電路工作在甲乙類狀態(tài)，就能消除交越失真。OCL電路

雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路，簡(jiǎn)稱OCL電路。VT1、VT2是一對(duì)互補(bǔ)對(duì)稱管，兩管都構(gòu)成射極輸出電路，VT1、VT2的基極相連作為輸入端，發(fā)射極也連一起作為輸出端，直接與負(fù)載連接，電路的低頻特性大大改善。

靜態(tài)時(shí)，兩管均截止，由于電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，輸出電壓為零。在ui正半周，VT1導(dǎo)通，VT2截止，ic1由+UCC→VT1→RL→接地端。在ui負(fù)半周，VT1截止，VT2導(dǎo)通，ic2由接地端→RL→VT2→-UCC。即在ui的整個(gè)周期內(nèi)，VT1、VT2交替導(dǎo)通，互相補(bǔ)充，向負(fù)載RL提供完整的輸出信號(hào)。同OTL電路一樣，此電路輸出也存在交越失真，同樣可采取給功放管設(shè)置在甲乙類狀態(tài)下工作，避免交越失真。項(xiàng)目三常用放大電路任務(wù)三集成音頻功放電路裝配與調(diào)試LM386集成功率放大器,LM386是小功率音頻集成功率放大器，內(nèi)部電路為OTL電路。LM386采用8腳雙列直插式塑料封裝，實(shí)物和引腳排列如圖。LM386其額定電壓工作范圍為4～16V，其功耗低、頻響范圍寬，失真小，當(dāng)電源電壓為6V時(shí)的靜態(tài)工作電流為4mA，極適合電池供電。TDA2030集成功率放大器TDA2030是音頻質(zhì)量較好的功率放大器，內(nèi)部為甲乙類功率放大電路，內(nèi)部設(shè)有輸出短路和過熱自動(dòng)閉鎖等電路。其外接引線及外接元件少，在單電源使用時(shí)，散熱片可直接固定在金屬板上與底線相通，使用方便。采用5腳塑料封裝，引腳排列如圖。TDA2030的電源額定工作范圍為±6V～±20V，頻率響應(yīng)范圍為10Hz～140Hz，輸入信號(hào)為零時(shí)的電源電流小于60

A，諧波失真小于0.5%，在UCC=±14V，RL=4Ω時(shí)，輸出功率為14W。TDA2822集成功率放大器TDA2822是采用8腳封裝的雙列直插式小功率雙通道的功率放大器，內(nèi)含兩個(gè)獨(dú)立的功能模塊，引腳功能如表3-7所示。TDA2822的電源工作范圍為3V～15V，具有靜態(tài)電流小，交叉失真小等優(yōu)點(diǎn)，可組成雙聲道BTL電路。適用于便攜式、微小型收錄機(jī)、電腦音響中作功率放大。引腳功

能引腳功

能1功放電路1信號(hào)輸出端5功放電路2負(fù)反饋端2電源電壓輸入端6功放電路2信號(hào)輸入端3功放電路2信號(hào)輸出端7功放電路1信號(hào)輸入端4接地端8功放電路1負(fù)反饋端項(xiàng)目四直流穩(wěn)壓電源任務(wù)一串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源裝配與調(diào)試直流穩(wěn)壓電源的組成

直流穩(wěn)壓電源由交流電壓變換、整流、濾波和穩(wěn)壓電路組成，如圖所示。變壓：將電網(wǎng)交流電壓變換成符合整流器需要的交流電壓。整流：將交流電變換成為單向脈動(dòng)直流電。濾波：將單向脈動(dòng)直流電變?yōu)檩^平滑的直流電。穩(wěn)壓：在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)時(shí)，使直流輸出電壓穩(wěn)定。并聯(lián)型穩(wěn)壓電路

并聯(lián)型穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓二極管VZ和限流電阻R組成，由于穩(wěn)壓二極管與負(fù)載是并聯(lián)的，故稱為并聯(lián)型穩(wěn)壓電路，電路的輸出電壓取決于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓，如圖所示。穩(wěn)壓二極管是工作在反向擊穿區(qū)的二極管，利用其反向電壓微小的變化會(huì)引起反向電流很大變化的特性達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的，可以認(rèn)為穩(wěn)壓管兩端的電壓基本保持不變。只要限制通過管子的反向電流不超過其最大穩(wěn)定電流，就不會(huì)造成管子擊穿損壞。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

簡(jiǎn)單串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，VT為調(diào)整管，在電路中相當(dāng)于一只可變電阻，起調(diào)整電壓作用，穩(wěn)壓二極管VZ為VT提供穩(wěn)定的基極電壓UZ，R既是VZ的限流電阻，又是VT的偏置電阻。電路中負(fù)載與調(diào)整管串聯(lián)，故稱為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。

穩(wěn)壓過程如下：由于某種原因引起輸出電壓UO升高，UZ是穩(wěn)定值，所以三極管UBE將減小，使IB減小，三極管集-射電阻RCE增大，管壓降UCE增大，由于UO=UI－UCE，則輸出電壓UO下降，使其趨于穩(wěn)定。其穩(wěn)壓過程可表示為：

簡(jiǎn)單串聯(lián)型穩(wěn)壓電路利用輸出電壓微小的變化量△U控制調(diào)整管的發(fā)射結(jié)電壓UBE，從而控制管壓降UCE來穩(wěn)定輸出電壓，但往往變化量并不大，穩(wěn)壓性能并不理想，且輸出電壓不能調(diào)節(jié)。具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，主要由基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、比較放大電路和電壓調(diào)整電路四部分組成。

基準(zhǔn)電壓電路由穩(wěn)壓二極管VZ和R3組成，作用是為電壓比較電路提供一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓UZ。電壓取樣電路是R1、RP、R2組成的分壓電路，將Uo變化量的一部分送入VT2的基極。電壓比較電路是以三極管VT2構(gòu)成的共射放大電路。將加到VT2基極的電壓UB2與基準(zhǔn)電壓UZ進(jìn)行比較，經(jīng)倒相放大后控制調(diào)整管VT1的基極電流IB1。其中R4是VT2的集電極電阻，將輸出電壓的變化經(jīng)VT2放大后提供給VT1的基極。電壓調(diào)整電路由調(diào)整管VT1構(gòu)成，作用是通過基極電流的變化進(jìn)而調(diào)整其集電極與發(fā)射極之間的電壓UCE1，使輸出電壓UO保持穩(wěn)定。具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的原理

具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，主要由基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、比較放大電路和電壓調(diào)整電路四部分組成。

當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化引起輸出電壓升高時(shí)，取樣電路分壓點(diǎn)的電壓UB2會(huì)隨之升高，因UZ不變，所以UBE2升高，IC2隨之增大，UC2降低，則調(diào)整管UB1亦降低，發(fā)射結(jié)正偏電壓UBE1下降，IB1下降，IC1隨著減小，UCE1增大，使輸出電壓Uo下降。因此遏制了輸出電壓的上升而保持穩(wěn)定。上述穩(wěn)壓過程可以表示為：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化引起輸出電壓下降的穩(wěn)壓過程恰好與此相反。項(xiàng)目四直流穩(wěn)壓電源任務(wù)二三端集成穩(wěn)壓電源裝配與調(diào)試

三端固定式穩(wěn)壓器分為正電壓輸出和負(fù)電壓輸出兩類，常用的有CW78××系列（輸出正電壓）和CW79××系列（輸出負(fù)電壓），其輸出電壓有5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V和24V七個(gè)擋，以78/79后面的兩位數(shù)字表示其輸出電壓值，以78/79后的字母區(qū)分輸出電流，L為0.1A，M為0.5A，無字母為1.5A，T為3A，H為5A。如CW7805表示輸出電壓是+5V，最大輸出電流為1.5A；CW79M12表示輸出電壓是-12V，最大輸出電流為0.5A。使用時(shí)根據(jù)要求選擇相應(yīng)的穩(wěn)壓器。三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器

三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器其外形和引腳排列都和固定式穩(wěn)壓器相同，但其管腳功能有區(qū)別。CW317三端可調(diào)試正電壓輸出穩(wěn)壓電源。其輸出電壓在±（1.2～37）V范圍連續(xù)可調(diào)，輸出電流與固定式集成穩(wěn)壓器相同分為幾個(gè)檔次。CW317組成的基本應(yīng)用電路如圖所示。圖中RP和R組成取樣電路，C2用于抑制高頻干擾；C3用于減小輸出電壓中的紋波；C4用于防止電路自激振蕩，VD5、VD6為保護(hù)二極管，避免輸入端或輸出端短路致使CW317承受過高的反壓而損壞。項(xiàng)目四直流穩(wěn)壓電源任務(wù)三開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源裝配與調(diào)試

開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路按調(diào)整管與負(fù)載的連接方式分為串聯(lián)型和并聯(lián)型。串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)，輸出電壓總是小于輸入電壓，故稱為降壓型穩(wěn)壓電路。并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路調(diào)整管與負(fù)載并聯(lián)，輸出電壓大于輸入電壓，即升壓型穩(wěn)壓電路。下圖是一種簡(jiǎn)單的串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路。開關(guān)型穩(wěn)壓電路根據(jù)輸出電壓的偏離情況，自動(dòng)發(fā)出信號(hào)控制調(diào)整管的導(dǎo)通與截止時(shí)間，從而改變輸出電壓的高低，保持輸出電壓的穩(wěn)定。調(diào)整管導(dǎo)通時(shí)間長，截止時(shí)間短，輸出電壓就高；若導(dǎo)通時(shí)間短，截止時(shí)間長，輸出電壓就低。項(xiàng)目五正弦波振蕩電路任務(wù)一RC正弦波振蕩電路裝配與調(diào)試振蕩電路的組成

負(fù)反饋對(duì)放大電路的性能會(huì)產(chǎn)生一定影響，那正反饋的影響呢？如果話筒離揚(yáng)聲器的位置很近時(shí)，揚(yáng)聲器會(huì)發(fā)出很強(qiáng)的嘯叫聲，這是因?yàn)樵捦矊P(yáng)聲器發(fā)出的聲音又變換為電信號(hào)，經(jīng)放大后再推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲，周而復(fù)始，使放大后的信號(hào)幅度越來越大，形成嘯叫，即正反饋，稱為自激振蕩。

放大器的自激振蕩是不允許的，但實(shí)際需要的一種能產(chǎn)生一定幅度和一定頻率的正弦波振蕩電路正是利用放大器自激振蕩的原理制成的。正弦波振蕩電路就是一個(gè)沒有輸入信號(hào)的正反饋放大電路。其電路結(jié)構(gòu)是由放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)和選頻網(wǎng)絡(luò)三部分組成，實(shí)際上，選頻作用總是由放大或反饋電路共同完成，所以振蕩電路的方框圖如圖所示。振蕩條件

自激振蕩電路要能產(chǎn)生振蕩并能維持振蕩，必須滿足兩個(gè)條件。（1）振幅平衡條件

反饋信號(hào)與輸入信號(hào)幅度相等，即AF≥1（2）相位平衡條件，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相位相同，就是電路必須是正反饋，即放大電路與反饋網(wǎng)絡(luò)的總相移必須是2

的整數(shù)倍。（

為整數(shù)）其中

為放大電路的相移，

為反饋網(wǎng)絡(luò)的相移。正弦波振蕩器根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)分為RC正弦波振蕩電路、LC正弦波振蕩電路和石英晶體正弦波振蕩電路。RC正弦波振蕩電路的振蕩頻率一般在1MHz以下，LC正弦波振蕩電路的振蕩頻率一般在1MHz以上，石英晶體正弦波振蕩電路可以等效為LC正弦波振蕩電路，其優(yōu)點(diǎn)是振蕩頻率穩(wěn)定。RC橋式正弦波振蕩電路

電路如圖所示，主要由R1、C1和R2、C2構(gòu)成的具有選頻作用的正反饋支路和兩級(jí)共射放大電路組成，電路中的RC選頻網(wǎng)絡(luò)和負(fù)反饋電阻RP、Re1恰好構(gòu)成電橋電路，故稱為RC橋式振蕩電路。電路中輸出信號(hào)經(jīng)過RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)反饋到輸入端，相移為零，形成正反饋，滿足相位平衡條件；同時(shí)兩級(jí)放大電路完全能夠滿足振幅平衡條件，所以電路很容易起振。其振蕩頻率為：可見，只要改變R、C的數(shù)值就能改變電路的振蕩頻率。項(xiàng)目五正弦波振蕩電路任務(wù)二石英晶體正弦波振蕩電路裝配與調(diào)試RC、LC振蕩電路的穩(wěn)定度較低，當(dāng)要求振蕩電路的頻率穩(wěn)定度高于10-5量級(jí)時(shí)，需用石英晶體振蕩器作為選頻網(wǎng)絡(luò)。石英晶體振蕩電路廣泛應(yīng)用在各類振蕩電路中，在通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器，為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，并為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。從石英晶體上按一定方位角切割下晶體薄片，稱為石英晶片，再在晶片的兩個(gè)端面拋光鍍銀，引出兩個(gè)電極，加以封裝就構(gòu)成石英晶體振蕩器，簡(jiǎn)稱晶振。石英晶體振蕩器的諧振頻率取決于晶片的切割方式、幾何形狀和尺寸。當(dāng)石英晶體不振時(shí)，可等效為一個(gè)平板電容C0，一般C0為幾到幾十pF。當(dāng)晶體振動(dòng)時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的慣性等效為電感L，一般L值為10-3～10-2H，晶片的彈性等效為電容C，C值為10-2～10-1pF，晶片的摩擦損耗等效為電阻R，其值約為100Ω。其值取決于晶片的幾何尺寸和電極面積有關(guān)，其結(jié)構(gòu)、符號(hào)和等效電路如圖所示。石英晶體振蕩電路

石英晶體振蕩電路的形式很多，但其基本電路只有兩類，一類為串聯(lián)石英晶體振蕩電路，另一類為并聯(lián)石英晶體振蕩電路。

（1）串聯(lián)型石英晶體振蕩電路，電路的第一級(jí)為共射極放大電路，第二級(jí)為共集電極放大電路，電容C1為旁路電容，石英晶體接在VT1、VT2組成的兩級(jí)放大器的正反饋網(wǎng)絡(luò)中，電路的振蕩頻率為石英晶體振蕩器的串聯(lián)諧振頻率fs。調(diào)節(jié)RP的阻值，可使電路滿足正弦波振蕩電路的振幅平衡條件。

（2）并聯(lián)型石英晶體振蕩電路，C1、C2與石英晶體中的電容C0并聯(lián)，總?cè)萘看笥贑0，電路的振蕩頻率等于石英晶體振蕩器的并聯(lián)諧振頻率fp。項(xiàng)目五正弦波振蕩電路任務(wù)三RC振蕩應(yīng)用電路裝配與調(diào)試揚(yáng)聲器

電動(dòng)式揚(yáng)聲器分為電動(dòng)式錐盆揚(yáng)聲器、電動(dòng)式話筒揚(yáng)聲器和球頂式揚(yáng)聲器，應(yīng)用最為廣泛的是電動(dòng)式錐盆揚(yáng)聲器。電動(dòng)式錐盆揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)如圖所示。揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)中的音圈均勻地插入磁縫中，當(dāng)音頻電流通過音圈時(shí)，音圈中就會(huì)產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場(chǎng)，由于音圈磁場(chǎng)和磁體的磁場(chǎng)相互吸引和相互排斥作用，就產(chǎn)生了一種向前或向后的力，使音圈沿軸向作來回運(yùn)動(dòng)。音圈的運(yùn)動(dòng)推動(dòng)了錐盆的振動(dòng)，錐盆的振動(dòng)又激勵(lì)了周圍空氣的振動(dòng)，使揚(yáng)聲器周圍的空氣密度發(fā)生了變化，從而產(chǎn)生了聲音。壓電陶瓷片

壓電陶瓷片又稱壓電陶瓷式揚(yáng)聲器，是在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起制成，圓形的銅片和陶瓷片上的銀層組成了壓電陶瓷片的兩個(gè)電極，圖為壓電陶瓷片的外形和符號(hào)。

當(dāng)聲壓作用于壓電陶瓷片上時(shí)，陶瓷片的兩電極便會(huì)產(chǎn)生與聲波頻率相同的音頻電信號(hào)。當(dāng)給壓電陶瓷片兩端施加音頻振蕩電壓信號(hào)時(shí)，壓電陶瓷片將帶動(dòng)金屬片一起振動(dòng)，發(fā)出聲音，起到揚(yáng)聲器的作用。選用壓電陶瓷片時(shí)，應(yīng)根據(jù)其實(shí)際使用的場(chǎng)合和要求來選取外形，根據(jù)其訊響度及訊響頻率來確定蜂鳴器的直徑、助聲腔及外殼尺寸。項(xiàng)目六晶閘管電路任務(wù)一晶閘管、單結(jié)晶體管識(shí)別與檢測(cè)

晶閘管又稱可控硅，是目前半導(dǎo)體器件從弱電進(jìn)入強(qiáng)電領(lǐng)域，制造技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的器件之一。晶閘管分普通晶閘管和特種晶閘管，特種晶閘管有快速晶閘管、雙向晶閘管、可關(guān)斷晶閘管等。晶閘管內(nèi)部由四層半導(dǎo)體材料形成的三個(gè)PN結(jié)組成，引出的三個(gè)電極分別為陽極（A）、陰極（K）、控制極（也稱門極）（G）。其外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和符號(hào)如圖所示。

晶閘管可以理解為一個(gè)受控制的二極管，具有單向?qū)щ娦?，除了?yīng)具有陽極與陰極之間的正向偏置電壓外，還必須給控制極加一個(gè)足夠大的控制電壓，在控制電壓作用下，晶閘管像二極管一樣導(dǎo)通，一旦晶閘管導(dǎo)通，控制電壓取消，也不影響其導(dǎo)通的工作狀態(tài)。晶閘管的導(dǎo)電特性

（a）晶閘管陽極A接到電源的負(fù)極，陰極K接到電源的正極，晶閘管加反向偏置電壓，控制極G是否加正電壓，晶閘管都不導(dǎo)通，處于反向阻斷狀態(tài)。

（b）晶閘管陽極A接到電源的正極，陰極K接到電源的負(fù)極，晶閘管加正向偏置電壓，開關(guān)S斷開，控制極G沒加正電壓，即晶閘管不導(dǎo)通，處于正向關(guān)斷狀態(tài)。

（c）晶閘管加正向偏置電壓，開關(guān)S閉合，給控制極G加一個(gè)幅度和一個(gè)寬度都足夠大的正電壓，即此時(shí)晶閘管導(dǎo)通。

（d）晶閘管導(dǎo)通后，斷開開關(guān)S，去掉控制極的電壓，仍然導(dǎo)通，即晶閘管仍保持導(dǎo)通狀態(tài)。

可見，晶閘管的工作特點(diǎn)是：（1）晶閘管導(dǎo)通必須具備兩個(gè)條件：一是晶閘管陽極與陰極間必須加正向電壓，二是控制極與陰極間也要加正向電壓；（2）晶閘管一旦導(dǎo)通后，控制極就失去控制作用。（3）要使導(dǎo)通后晶閘管關(guān)斷，必須減小其陽極電流使其小于晶閘管的維持電流。晶閘管的主要參數(shù)（1）額定正向平均電流IF

，晶閘管允許通過的工頻正弦半波電流的平均值。（2）維持電流IH

，維持晶閘管導(dǎo)通的最小陽極電流。（3）觸發(fā)電壓UG

和觸發(fā)電流IG

，使晶閘管導(dǎo)通控制極所需的最小電壓和電流。（4）正向阻斷峰值電壓UDRM

控制極開路時(shí)，允許加在晶閘管的最大正向電壓。（5）反向阻斷峰值電壓URRM

控制極開路時(shí)，允許加在晶閘管的最大反向電壓。通常把UDRM和URRM中較小的一個(gè)電壓值作為晶閘管的額定電壓。雙向晶閘管

雙向晶閘管相當(dāng)于兩個(gè)單向晶閘管的反向并聯(lián)，使用一個(gè)觸發(fā)電路的開關(guān)器件，它有三個(gè)電極，分別為第一電極T1、第二電極T2和控制極G，其等效電路和圖形符號(hào)如圖所示。雙向晶閘管的第一、第二電極正、反兩個(gè)方向均可觸發(fā)導(dǎo)通，加在控制極的正、負(fù)觸發(fā)信號(hào)都能使它導(dǎo)通，因而可以利用它可實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓、交流控制，制作交流電子開關(guān)、交流固態(tài)繼電器（無觸點(diǎn)）等。單結(jié)晶體管

單結(jié)晶體管有一個(gè)PN結(jié)和三個(gè)電極，三個(gè)電極分別為發(fā)射極E，第一基極B1和第二基極B2，所以又稱雙基極二極管。單結(jié)晶體管的PN結(jié)用二極管VD等效，當(dāng)發(fā)射極開路時(shí)，兩基極間相當(dāng)于一個(gè)電阻，用

表示，

，其中

隨發(fā)射極電流的上升而下降。其結(jié)構(gòu)、等效電路、圖形符號(hào)與管腳的排列如圖所示。單結(jié)晶體管的工作特性

在第一基極B1和第二基極B2間加一固定電壓UBB時(shí)，發(fā)射極電流IE和發(fā)射極電壓UE之間的關(guān)系曲線稱為單結(jié)晶體管的伏安特性。單結(jié)晶體管伏安特性測(cè)試電路及伏安特性曲線如圖所示，曲線分為三個(gè)區(qū)段。（1）截止區(qū)aP段（2）負(fù)阻區(qū)PV段（3）飽和區(qū)V點(diǎn)右側(cè)區(qū)段項(xiàng)目六晶閘管電路任務(wù)二晶閘管調(diào)光電路裝配與調(diào)試單結(jié)晶體管振蕩電路

晶閘管由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，除要求在陽極與陰極之間加正向電壓外，還要求在控制極與陰極間加合適的觸發(fā)電壓，產(chǎn)生觸發(fā)電壓的電路稱為觸發(fā)電路。圖為單結(jié)晶體管自激振蕩電路和波形圖，也就是產(chǎn)生晶閘管觸發(fā)脈沖的電路。uo是一個(gè)前沿陡峭的電壓脈沖，可用來作晶閘管的觸發(fā)脈沖。改變RP、C的值，即可改變電容充電電路的時(shí)間常數(shù)，從而改變電壓脈沖的振蕩頻率（或周期）。晶閘管調(diào)光電路

單結(jié)晶體管觸發(fā)電路構(gòu)成的晶閘管調(diào)光電路如圖所示。由VD1～VD4構(gòu)成的整流電路輸出的脈動(dòng)直流電壓，經(jīng)穩(wěn)壓管VZ后作為單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的電源。RP、R2、C、R3、VT1、R4構(gòu)成單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，R4上的觸發(fā)脈沖通過VD6注入晶閘管VT2的控制極，控制其導(dǎo)通，晶閘管在電源電壓過零或負(fù)值時(shí)截止。調(diào)整RP阻值可改變電容器的充電時(shí)間，控制正向觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻，即改變控制角的大小，進(jìn)而控制晶閘管的導(dǎo)通角，實(shí)現(xiàn)調(diào)光的目的。單結(jié)晶體管觸發(fā)電路在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)觸發(fā)脈沖，只有第一個(gè)脈沖起作用。控制角是晶閘管承受正向電壓而處于阻斷狀態(tài)的范圍，導(dǎo)通角是晶閘管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的時(shí)間范圍。控制角越大，導(dǎo)通角越小，輸出的平均電壓越低。項(xiàng)目六晶閘管電路任務(wù)三單相可控整流調(diào)速電路裝配與調(diào)試單相半波可控整流電路

可控整流電路是將交流電變換成電壓值可調(diào)的直流電。電阻性負(fù)載的單相半波可控整流電路。

輸出端的直流電壓UL是uL在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。由圖可見，改變觸發(fā)脈沖到來的時(shí)刻，即改變控制角

的大小，就改變了導(dǎo)通角

，也就改變直流輸出電壓。單相半波可控整流電路的輸出電壓、電流的平均值分別為單相橋式全控整流電路

帶電阻性負(fù)載的單相橋式全控整流電路如圖所示。圖中VT1、VT2為共陰極接法，VT3、VT4為共陽極接法。電路工作時(shí)，共陰極的兩只管子同時(shí)觸發(fā)，但只有陽極電位高的管子導(dǎo)通，另一只管子承受反向電壓而保持截止；同理，共陽極的兩只管子同時(shí)觸發(fā)，只有陰極電位低的管子導(dǎo)通，另一管子承受反向電壓而截止。單相橋式全控整流電路可以看做由兩個(gè)相位相反的半波整流電路疊加而成，整流輸出電壓值為單相半波的兩倍，即晶閘管承受的最大正向、反向峰值電壓為電源電壓峰值。電感性負(fù)載的工作情況實(shí)際應(yīng)用中的電感性負(fù)載，電路如圖所示。電感性負(fù)載電路的工作情況與電阻性負(fù)載的不同之處在于當(dāng)電源電壓過零時(shí)，晶閘管應(yīng)該關(guān)斷，但由于電感性負(fù)載中自感電動(dòng)勢(shì)的作用，使電流的變化滯后于電壓的變化，晶閘管不能及時(shí)關(guān)斷，負(fù)載兩端電壓出現(xiàn)負(fù)值，直到下半周觸發(fā)另兩只管子導(dǎo)通，其波形如圖所示。在u2由正變零時(shí)，由于自感電動(dòng)勢(shì)的作用，使VT1、VT3繼續(xù)保持導(dǎo)通，直到u2負(fù)半周

t=

+

時(shí)，VT2、VT4被觸發(fā)導(dǎo)通，同時(shí)VT1、VT3因承受反壓而關(guān)斷。同理VT2、VT4一直導(dǎo)通到下一個(gè)周期VT1、VT3被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)才關(guān)斷。到下一周期重復(fù)上述過程，依次循環(huán)往復(fù)。單相橋式半控整流電路

在單相橋式全控整流電路中共用了4個(gè)晶閘管，分兩個(gè)導(dǎo)電回路，每一個(gè)導(dǎo)電回路中有2個(gè)晶閘管同時(shí)控制電路工作。實(shí)際上只需1個(gè)晶閘管就可以控制每個(gè)導(dǎo)電回路，另1個(gè)晶閘管可用二極管代替，從而簡(jiǎn)化電路，將VT3、VT4換成二極管VD1、VD2，即構(gòu)成單相橋式半控整流電路，如圖所示。帶電阻性負(fù)載時(shí)半控電路與全控電路的工作情況相同，這里只討論電感性負(fù)載的工作情況。晶閘管的保護(hù)

由于晶閘管承受過電壓和過電流的能力較差，短時(shí)的過電壓和過電流都有可能造成管子的損壞，因此使用中必須采取一定的保護(hù)措施，使其能長期可靠的工作。1．過電流保護(hù)

晶閘管一般都工作在大功率條件下，一旦出現(xiàn)過電流，溫度急劇的上升，很容易燒毀。造成晶閘管過電流的原因一般是過載或輸出端短路。常采用快速熔斷器對(duì)晶閘管進(jìn)行保護(hù)，熔斷器的規(guī)格以晶閘管的額定正向平均電流乘以1.57倍后的數(shù)值為依據(jù)?？焖偃蹟嗥髟陔娐分杏腥N接法，可安裝在交流側(cè)、直流側(cè)或與晶閘管串聯(lián)。2．過電壓保護(hù)

電路在實(shí)際應(yīng)用中，由于電源斷電、負(fù)載切斷、快速熔斷器熔斷、晶閘管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為阻斷等都可能使晶閘管陽極與陰極間過電壓。雖然過電壓持續(xù)時(shí)間很短，但容易損壞晶閘管，必須采取保護(hù)措施。產(chǎn)生過電壓的實(shí)質(zhì)是電路中積聚的電磁能量不能很快釋放，所以常采用阻容吸收電路實(shí)現(xiàn)保護(hù)。項(xiàng)目七綜合應(yīng)用電路任務(wù)一雙向控制電路裝配與調(diào)試電路分析的基本方法

所謂電路分析就是“讀圖”。讀圖可以為電路調(diào)試、檢修中遇到的問題提供有益的幫助?；痉治龇椒ㄈ缦拢?．電路類型的判別

通過與基本電路結(jié)構(gòu)形式（整流電路、基本放大電流、集成運(yùn)放應(yīng)用電路、信號(hào)產(chǎn)生電路、直流電源、晶閘管應(yīng)用電路）的對(duì)照，判斷出每一部分電路的類型，分析出其典型功能和性能特點(diǎn)。2．信號(hào)處理流程與變化分析

理清電路的信號(hào)處理流程，并分析通過每一級(jí)電路的處理后，信號(hào)發(fā)生的變化（如幅度、頻率、相位、形狀、性質(zhì)等），最后得出整個(gè)電路實(shí)現(xiàn)的功能特點(diǎn)。3．附加電路分析

實(shí)際應(yīng)用中，為提高電路工作的安全性和可靠性，常根據(jù)需要增加過流、過壓保護(hù)，加速、溫度、頻率補(bǔ)償和穩(wěn)定等附加電路，把它們區(qū)分出來加以分析。電路調(diào)試1．電路常見故障處理電路故障產(chǎn)生的原因很多，這里僅進(jìn)行一般性分析。（1）元器件故障（2）電路連接不良引起的故障（3）調(diào)試中儀器儀表操作不當(dāng)引起的故障2．故障處理的基本原則（1）應(yīng)先進(jìn)行分析后動(dòng)手操作，不盲目亂拆、亂換。（2）先簡(jiǎn)后繁

先用簡(jiǎn)易的方法檢修，不行再用復(fù)雜的方法檢修。（3）先斷電檢查后通電檢修。3．故障處理的一般方法（1）工藝性故障（2）元器件故障4．故障處理的注意事項(xiàng)（1）進(jìn)行故障處理時(shí)，要注意安全用電，防止產(chǎn)生事故。焊接時(shí)不要帶電操作；（2）嚴(yán)禁用手觸摸電源進(jìn)線部分的元器件和零部件，以免造成事故；（3）測(cè)量管子、集成電路各引腳電壓時(shí)，注意防止極間短路。項(xiàng)目七綜合應(yīng)用電路任務(wù)二振蕩放大器裝配與調(diào)試

光敏電阻是用生產(chǎn)光電效應(yīng)的半導(dǎo)體材料制成的電阻器。根據(jù)光敏電阻的光敏特性，光敏電阻可分為可見光光敏電阻、紅外光光敏電阻及紫外光光敏電阻。

根據(jù)光敏層所用半導(dǎo)體材料的不同，光敏電阻分為單晶光敏電阻和多晶光敏電阻。

光敏電阻在電路中的電路符號(hào)

光敏電阻的最大特點(diǎn)就是對(duì)光線非常敏感，阻值隨著光線的強(qiáng)弱發(fā)生變化，無光線照射時(shí)阻值很高，有光線照射時(shí)阻值很快下降。光敏電阻主要用于各種光電自動(dòng)控制系統(tǒng)，如自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、電子照相機(jī)的曝光電路，還可以用于非接觸條件下的自控等。項(xiàng)目八邏輯門電路任務(wù)一集成邏輯門電路邏輯功能測(cè)試一、基本邏輯門1．與門電路

與門真值表

邏輯表達(dá)式

Y

=A·B或Y=AB

能實(shí)現(xiàn)“與”邏輯功能的電路稱為與門電路，簡(jiǎn)稱與門

與門邏輯符號(hào)從真值表和邏輯表達(dá)式可以概括出與門的邏輯功能是：“有0出0，全1出1”。輸

入輸

出ABY000010100111一、基本邏輯門2．或門電路

或門真值表

邏輯表達(dá)式

Y

=A+B

能實(shí)現(xiàn)“或”邏輯功能的電路稱為與門電路，簡(jiǎn)稱與門

或門邏輯符號(hào)從真值表和邏輯表達(dá)式可以概括出或門的邏輯功能是：“有1出1，全0出0”。輸

入輸

出ABY000011101111一、基本邏輯門3．非門電路

或門真值表

邏輯表達(dá)式

能實(shí)現(xiàn)“非”邏輯功能的電路稱為與門電路，簡(jiǎn)稱與門

非門邏輯符號(hào)從真值表和邏輯表達(dá)式可以概括出非門的邏輯功能是：“入0出1，入1出0”。輸

入輸

出AY0110二、復(fù)合邏輯門

將上述三種基本邏輯門電路適當(dāng)?shù)亟M合，能構(gòu)成多種復(fù)合門。1．與非門電路

與非門真值表

邏輯表達(dá)式

能實(shí)現(xiàn)“與非”邏輯功能的電路稱為與門電路，簡(jiǎn)稱與門

與非門邏輯符號(hào)從真值表和邏輯表達(dá)式可以概括出與非門的邏輯功能是：“有0出1，全1出0”。輸

入輸

出ABY001011101110二、復(fù)合邏輯門

2．或非門電路

或非門真值表

邏輯表達(dá)式

能實(shí)現(xiàn)“或非”邏輯功能的電路稱為與門電路，簡(jiǎn)稱與門

或非門邏輯符號(hào)從真值表和邏輯表達(dá)式可以概括出或非門的邏輯功能是：“有1出0，全0出1”。輸

入輸

出ABY001010100110二、復(fù)合邏輯門

3．與或非門電路

邏輯表達(dá)式

能實(shí)現(xiàn)“或非”邏輯功能的電路稱為與門電路，簡(jiǎn)稱與門

與或非門邏輯符號(hào)從邏輯表達(dá)式可以概括出與或非門的邏輯功能是：“一組全1出0，各組有0出1”。二、復(fù)合邏輯門

4．異或門電路

異或門真值表

邏輯表達(dá)式

能實(shí)現(xiàn)“異或”邏輯功能的電路稱為與門電路，簡(jiǎn)稱與門

異或門邏輯符號(hào)從真值表和邏輯表達(dá)式可以概括出異或門的邏輯功能是：“入同出0，入異出1”。輸

入輸

出ABY000011101110二、復(fù)合邏輯門

5．同或門電路

同或門真值表

邏輯表達(dá)式

能實(shí)現(xiàn)“同或”邏輯功能的電路稱為與門電路，簡(jiǎn)稱與門

同或門邏輯符號(hào)從真值表和邏輯表達(dá)式可以概括出同或門的邏輯功能是：“入同出1，入異出0”。輸

入輸

出ABY001010100111三、集成邏輯門

邏輯門電路在應(yīng)用時(shí)大多是組合門電路形式，實(shí)際計(jì)算系統(tǒng)使用的更為復(fù)雜的復(fù)合門，如編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)分配器等，大多做成集成邏輯門。都是由基本邏輯門組成，整個(gè)電路的輸入輸出關(guān)系滿足一種邏輯關(guān)系。

集成邏輯門電路按內(nèi)部所采用元器件的不同，可分為TTL和CMOS集成邏輯門