《电工电子技术非电类专业适用课件教学课件 ppt 作者 郭宏彦 主编 晁晓圆 胡兴胜 副主编学习情境4 整流与放大》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术非电类专业适用课件教学课件 ppt 作者 郭宏彦 主编 晁晓圆 胡兴胜 副主编学习情境4 整流与放大（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学习情景4 半导体收音机前置放大电路的调试及分析,任务目标 会用波形分析静态工作点对晶体管工 作状态的影响，掌握静态、动态电路的分析方法。会用示波器观察直流电源的整流、滤波及稳压波形，能够进行相应的理论分析与计算。掌握放大电路的结构组成、工作原理和分析方法；会用示波器观察调整放大电路的静态工作点，保证信号不失真。,任务4.1 直流稳压电源的分析与调试,【任务分析】 技能目标 学会组装及检修、调试简单直流稳压电源。掌握万用表、示波器等常见电子仪器的使用方法。 知识目标 1、了解二极管的种类、特性，掌握各种常用二极管的识别、检测与选用； 2、了解二极管整流电源的种类与特点； 3、掌握二极管整流、电
2、容滤波、稳压管稳压电路的计算和分析。,【知识准备】 直流稳压电源包括电压变换、整流、滤波和稳压等几部分，其结构可以 用下面框图来表示。,电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。 整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压u0的稳定。,1.二极管 二极管是电子电路中最为基础与常用的元器件之一，被广泛用于整流、稳压、隔离、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。直流稳压电源是二极管最典型的应用之一。,（1）二极管的结构与分类 二极管的用途与使用场合极为丰富，
3、外观也各不相同，如图所示为几种常见的二极管。,1）二极管的结构与符号 二极管是由半导体材料硅或锗(4价元素)制成的，通过特殊工艺在其中渗入一定量的3价或5价元素杂质，即制成P型(空穴型)或N型 (电子型)半导体材料，当这两种材料被紧密地结合在一起时，在其交界面处便形成了PN结。,二极管的结构实际上就是一个PN结，两端各引一金属电极，外加管壳封装而成。与P型半导体相连的电极称为正极或阳极，与N型半导体相连的电极称为负极或阴极，其结构与符号如图所示。,2) 二极管的分类与型号 分类 按功能分：整流二极管、稳压二极管、检波二极管、开关二极管、发光二极管、光电二极管等等。 按材料分：硅二极管、锗二极管
4、。 按制作工艺分：点接触二极管、 面接触二极管、 平面型二极管。,型号 国产半导体元件的命名方法如表4-1所示。,（2） 二极管的特性与参数,1）二极管的特性 二极管的单向导电性 按图示连接电路，可以看到灯泡点亮，说明电路中有电流流动；若将二极管掉换方向连接，灯泡便不能被点亮，说明电路中没有电流流动，由此说明二极管具有单向导电性：即当其阳极接高电位、阴极接低电位时，二极管处于导通状态，此时也称外加正向电压；反之二极管则处于截止状态，此时也称外加反向电压。,二极管的伏安特性 二极管上电压与电流之间的关系称为二极管的伏安特性，通常用曲线来表示，称为伏安特性曲线。,二极管伏安特性曲线测试电路,曲线正
5、向： OA段：I0，V0.5v(硅管),V0.1v(锗管) 导通电压：0.5v(硅管)；0.1v(锗管) AB段：电压电流。 电压：0.50.6v(硅管)；0.10.2v(锗管) BC段：正向导通区。电压：0.60.8v(硅管)；0.10.3v(锗管),曲线反向： OD段：反向漏电流区。反向电压，电流（漏电流）很小。 DE段：反向击穿区。反向电压稍有增加，反向电流急剧增加。,2）二极管的参数 最大整流电流IF：二极管长期运行时允许通过的最大正向直流电流。 最大反向工作电压VR：二极管在使用时所允许加的最大反向电压。 反向电流IR：在室温下二极管未击穿时的反向电流值。 正向压降VF：通过最大整流
6、电流（或某一规定的直流电流）时二极管两端的正向电压（平均值）。 此外还有结电容和最高工作频率等参数。,（3） 二极管的判别与选用 1) 二极管的判别 普通二极管外壳上印有型号和极性标记。标记方法有箭头、色点、色环三种，箭头所指方向或靠近色环的一端为二极管的负极，有色点的一端为正极。 2) 二极管的选用 二极管的选用应根据用途和电路的具体要求来选择。 选用整流二极管时主要考虑其最大整流电流、最高反向工作电压是否满足要求。选用检波管时，主要使其工作频率符合要求。,整流电路 把交流电变成直流电的过程叫做整流，把交流电变为直流电的电路叫做整流电路。,对于单相交流电的整流，即单相整流，通常有下面几种电路
7、形式：,（1） 半波整流电路 1）电路 单相半波整流电路如图所示。,T：电源变压器，把u1变成整流电路所需的电压u2； VD：整流二极管，把交流电变成脉动直流电,2）工作原理 设变压器副边电压u2波形如图所示。,3）电压和电流的计算 负载电压：负载所得直流电电压的平均值。,UL = 0.45U2,负载电流：负载所得直流电电流的平均值。,二极管正向平均电流,二极管反向峰值电压,选管条件： 二极管所允许的最大反向电压应大于其所承受的反向峰值电压； 二极管所允许的最大整流电流应大于其实际工作电流。 从上面分析可以看出，半波整流电路的输出只在半个周期内有电压，半个周期内负载上得不到电压，电源利用率低，
8、纹波成分大。,（2）单相全波整流电路（变压器中心抽头） 1)电路 单相全波整流电路如图所示。,VD1导通 VD2截止,VD1导通 VD2截止,VD1导通 VD2截止,VD1导通 VD2截止,2）电压和电流的计算 负载电压：负载所得直流电电压的平均值。,负载电流：负载所得直流电电流的平均值。,二极管正向平均电流,二极管承受反向峰值电压,（3）单相桥式全波整流电路 1)电路 单相桥式全波整流电路如图所示。,VD1、3导通 VD2、4截止,VD2、4导通 VD1、3截止,2）电压和电流的计算 负载电压：负载所得直流电电压的平均值。,负载电流：负载所得直流电电流的平均值。,二极管正向平均电流,二极管承
9、受反向峰值电压,例1.2.1 有一直流负载，需要直流电压VL = 6 V，直流电流IL = 400m A。若采用桥式整流电路，求电源变压器次级电压V2，并选择整流二极管。,解 因为,所以,流过二极管的平均电流,二极管承受的反向峰值电压,查晶体管手册，可选用整流电流为300mA，额定反向工作电压为25 V的整流二极管2CZ53A四只。 在实际应用中，整流元件常被制成组合件，称为整流堆，常见的有半桥型和全桥型整流堆，具有结构紧凑、电路简单、工作可靠等优点。,滤波电路 通过整流电路，得到的是方向不变、但幅值波动的直流电，也就是脉动的直流电，若要减小或消除幅值的波动，得到一个平直的直流电，需要加滤波环
10、节。常用的滤波元件有电容和电感，根据所用滤波元件及其联接方式，滤波电路可分为电容滤波、电感滤波及复式滤波三种，如图所示。,(1) 电容滤波电路 由于电容具有充放电作用，其两端电压不能突变，因而将电容与负载并联，可以使负载两端的电压也不能突变，从而达到有效抑制负载上电压的波动，得到平滑的直流电压的目的。,1）电路 电容滤波电路的特点是电容与负载并联,电容滤波波形分析,电容滤波电路,通过电容的充放电，输出直流电压中的脉动成分大为减小。而且，要想使输出电压愈大、愈加平直，就要使电容放电越慢，即放电时间常数就要越大，C就要越大。 一般，当RLC（35)T/2时，可视为C足够大，全波整流时，输出电压均可
11、按下式估算： UL 1.2U2,2） 电感滤波器 由于电感具有储能作用，流过电感的电流不能突变，因此，将电感与负载串联，可以有效抑制电流的波动，平滑输出电流，进而使负载上获得平滑的直流电压。,1）电路 电感滤波电路的特点是电感与负载串联，如图所示,电感滤波电路波形分析,2）工作原理 整流电路输出的电压及电流是在不断脉动变化的，当电路电流增加时，电感存储能量；当电流减小时，电感释放能量。因此，减小了负载电流的波动，得到了比较平滑的直流电压。L越大，滤波效果越好。电感滤波的输出电压可用下式估算： UL 0.9U2,4.稳压电路 整流电路将交流电变为单一方向的脉动直流电，滤波电路又将其中的交流成分滤
12、去，使负载得到一个平直的直流电，但当电网电压波动或负载发生变化时，电路的输出电压仍将随之变化。要获得一个稳定的、不受电网及负载影响的直流电，还需有稳压电路。,（1）稳压管 1）稳压管（稳压二极管） 稳压管是一种特殊的二极管，它主要工作在反向击穿区，当其外加反向电压大于稳压值时，它两端的电压是一个稳定值，即稳压值。 稳压管的表示符号为,2）稳压管的伏安特性图 稳压管的伏安特性 稳压管的伏安特性如图所示，其工作范围是在IZminIZmax之间。电流小于IZmin时，稳压管无法稳压。电流大于IZmax时，稳压管会因过热而烧毁。,稳压管的伏安特性,工作于反向击穿区（反向联结） UZ小，IZ大，RZ=U
13、z/Iz,3）稳压管的主要参数 稳定电压VZ稳压管在规定电流下的反向击穿电压。 稳定电流IZ稳压管在稳定电压下的工作电流。 最大稳定电流IZmax稳压管允许长期通过的最大反向电流。 动态电阻RZ稳压管两端电压变化量与电流变化量的比值，即RZ =VZ/IZ。此值越小，管子稳压性能越好。,例题： 在图示电路中，稳压管的IZM18mA，UZ12V， R1.6K,通过稳压电流IZ等于多少？R是限流电阻， 其值是否合适？ 解：IZ（20-12）/1.65（m）A IZIZM，电阻值合适。,（2） 简单并联型直流稳压电路 1) 稳压管稳压电路： 稳压管稳压电路如图所示。DZ为稳压管，起电流调整作用；R为限
14、流电阻，起电压调整作用。由于稳压管与负载并联，此电路也称为并联型稳压电路。,2) 电路的稳压过程： 当交流电源电压波动时的稳压过程： 当电源电压增加时 整流输出电压V1随着增加，负载电压V0（V0即为稳压管两端的反向压降）也要增加。当负载电压U0稍有增加，稳压管的电流IZ就显著增加，因此电阻R上的压降增加，以抵偿V1的增加，从而使负载电压V0保持近似不变。用箭头表示其变化过程如下：,V1VO=VZIZR(IZ+IL)VZ=VO, 电源电压保持不变 负载电流增大时，,R(IZ+IL)VO= VZIZR(IZ+IL)VO ,3）元件的选取：,（3） 集成稳压器 1）三端稳压器 集成稳压器的种类很多
15、，对于小功率的直流稳压电源，应用最为普遍的是3端式串联型集成稳压器。如W78和W79系列稳压器。W78系列输出正电压，有5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V等多种，W79系列输出负电压。例如W7806输出+6 V电压，W7906则输出6 V电压。在加装散热器的情况下，这种稳压器输出电流可达1.52.2A，最高输入电压为35V，最小输入、输出电压差为23V，输出电压变化率为0.10.2。,2）三端集成稳压器的应用： 基本电路, 正、负电压同时输出的稳压电路。, 输出大电流的电路,任务4.2 晶体管放大电路的分析与调试 【 任务描述】 在无线电通讯等领域，放大器是许多电子
16、设备的必备环节之一，只有将所获取的微弱的控制信号进行电压、电流、功率等多级放大，才能够使之具备足够的能量驱动负载工作。晶体管电压放大电路是放大器中的基本环节批评之一，掌握单管电压放大电路的工作原理和分析方法，对理解和处理放大器乃至许多电子设备中的常见问题具有非常重要的实际意义。,【 任务分析】,【 技能目标】 1、能选用三极管类型及参数； 2、会组装三极管电压放大器； 3、会调试三极管电压放大器。 4、掌握测量电子仪器、仪表的使用方法 【 知识目标】 1、了解三极管的电压放大器的种类、结构特点； 2、掌握三极管的电压放大器静态工作点设置； 3、掌握三极管的电压放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电的计算；,【 知识准备】,1。 三极管 （1） 三极管的结构与分类,1) 结构 三极管的结构如图所示，有三个极：发射极(e)、基极(b)和集电极(c)；有三个区：发射区、
