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电路分析基础电路分析基础1 1正弦交流电路2 2第2章正弦交流电路2.1 基本概念2.2正弦电路分析2.3三相交流电三要素向量表示正弦交流电路正弦交流电路什么是什么是交流电交流电？生活中的交流电2.1.1 正弦量和三要素正弦交流电正弦交流电/正弦量：正弦量：随时间按正弦规律变化的电流、电随时间按正弦规律变化的电流、电压或功率。压或功率。i iui iui iui iu谁是正弦量正半周正半周负半周负半周在零点改变极性在零点改变极性,正负交替正负交替正弦量的瞬时值：优美优美的曲的曲线线!1.幅值与有效值正弦量瞬时值中的最大值,叫振幅值,也叫峰值。用大写字母带下标“m”表示,如Um、Im等振幅：振幅：决定正弦量的大小决定正弦量的大小1.幅值与有效值有效值：与交流热效应相等的直流定义为有效值交流直流热效应相当市电220V有效值，用于计算，铭牌幅值与有效值?1001.2.幅值与有效值?i iu2.周期与频率周期：频率：单位：变化一周所需要的时间。单位时间1S发生变化的次数。单位：角频率:T T角频率：每秒变化的弧度单位：弧度/秒角频率：角频率：决定正弦量变化快慢决定正弦量变化快慢3.相位与初相：运动员的起跑非常重要初相初相:t=0 时的相位时的相位,计时起点的状态计时起点的状态相位相位:反映反映正弦量变化的进程，正弦量变化的进程，是随时间是随时间变化的变化的相位相位-1801803.相位与初相：若零点在坐标原点左侧，0若零点在坐标原点右侧，0，0t=0计时i=Imsin0，0i1超前i20时，称呈感性X0,电阻取用能量电感电感1 1）瞬时功率）瞬时功率:0000,取用能量P0,取用能量P000,电阻消耗能量有功功率有功功率无功功率无功功率比较比较正负为区别容、感，人为规定2.1 基本概念2.2正弦电路分析2.3三相交流电第2章正弦交流电路日常电器的使用:一般用电器的接法工业用电火线火线火线地线2024/11/3周日 三相电路的优点：三相电路的优点：（1）发电功率高50；（2）输电省25；（3）配电变压器经济且便于接入负载；（4）用电设备结构简单、成本低目前电力系统采用的主要供电方式是三相交流电路汽轮发电机组 由三相交流发电机产生三相同步发电机示意图三相交流电是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差120的单相电共同供电。2.3.1、三相电源(尾端尾端)+eAeBeCXABYCZ(首端首端)+定子绕组定子转子A相、B相、C相三相电动势分别为：瞬时值函数表达式：e0eAeBeC2120 240 3602、三相电源的星形连接:星形连接：三相四线制（带中线）中 线火线火线火线零线X,Y,Z 接在一起的点称为Y联接对称三相电源的中点中点N名词介绍(1)端线(火线)：始端A,B,C 三端引出线。(2)中线：中点引出线。(3)三相三线制与三相四线制。在电力工程中，还往往以黄、绿、红及淡蓝色分别代表A相、B相、C相和零线，以示相序。三相三线输电线三相四线输电线中 线火线火线火线零线中点N(4)相电压：火线与中线间的电压。(5)线电压：火线与火线间的电压。中 线相电压:线电压:火线火线火线零线中点N种类种类相电压相电压线电压线电压定义相线与中线之间的电压相线与相线之间的电压实例日常照明电压220V工业动力用电380V有效值UP UL正方向由相线指向中线 由其下脚标注明的前一根相线指向后一根相线线电压的有效值与相电压有效值的关系为：且线电压总是超前于对应的相电压30。2.3.2、三相负载的连接:中 线+若：称为三相对称负载若：称为三相不对称负载负载的星形连接三相负载的一端连三相负载的一端连接为一点接为一点N，另，另一端与三相电源的一端与三相电源的端线相连的连接方端线相连的连接方式，称为式，称为三相负载三相负载的星形连接的星形连接N 中 线+负载的相电压等于电源的相电压。N 中 线+相电流线电流负载的相电流等于线电流负载的相电流等于线电流线电流线电流:流过每根端线的电流相电流相电流：流过负载的电流中线电流中线电流：流过中线的电流 在此结构中,每相负载与电源构成一个单独的回路,任何一相负载的工作都不受其它两相的影响,所以各相电路的计算方法和单相电路一样.+ZBZCZAN NN N+对称负载此时中线可断开！-三相三线制因为相电压对称，所以电流对称因为相电压对称，所以电流对称+ZBZCZAN NN N+总结：负载的星形连接对称负载时：负载上电压为相负载上电压为相电压电压应用实例-照明电路ACB.一组二组三组N正确接法:每组灯相互并联,然后分别接至各相电压上。设电源电压为：每组灯的数量可以不等，但每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。如图所示三相不对称负载作星形联结。已知电源相电压为220V，负载灯泡的额定电压也为220V。试问图中这三种情况下灯炮能否安全使用？U相负载短路，但是有中线U相负载短路，但是中线已断开U相负载开路，中线也断开解：解：（1）U相负载短路，但是有中线的情况，等效电路如右图所示。此时，U相负载短路，该相电流很大，会将U相的熔丝烧断。但是由于中线的存在，V相和W相的相电压仍保持在220V，故V相和W相的灯炮仍能正常发光。接下页（2）U相负载短路，但是中线已断开的情况下，若U相线路中没有串接熔丝，则负载中点直接与U相联结，导致V相和W相的灯炮接在两根相线上，使得相电压由原来的220V突然变为380V，灯炮因为外加电压远高于其额定电压而迅速烧毁。（3）U相负载开路，中线也断开的情况下，V相和W相的灯泡相当于串联后接在380V的线电压两端。根据串联电路特点可知，若两相负载完全相等，则两相负载的相电压此时都等于190V，灯泡相电压均低于其额定电压而无法正常发光（亮度较暗），同时也因电压较低而确保灯泡长期不被烧毁，这就是所谓的“长明灯”原理。但是，若两相负载不等，则电阻较大的灯泡会因承受的电压较高而被烧毁。负载的三角形连接把三相负载首尾依次连接成三角形，三把三相负载首尾依次连接成三角形，三个连接点与电源的端线相连的连接方式个连接点与电源的端线相连的连接方式称为三相负载的称为三相负载的三角形连接三角形连接。若：称为三相平衡平衡（对称）负载若：称为三相不平衡不平衡负载负载的相电压等于电源的线电压负载的相电压等于电源的线电压三相三线制负载的相电流不等于线电流负载的相电流不等于线电流对称的三角形负载三相负载对称,相电流对称，线电流对称相电流与线电流关系:线电流每相负载电流总结：负载总结：负载 形接法形接法对称负载时：例2-16:如图,求相电压和相电流。对称的三相星形负载。解:对称对称三角形平衡负载如图，求相电流及线电流。解:对称对称2.3.3、三相电路的功率:功率:不对称负载每相负载分别求解后再相加。对称负载：星形对称负载：三角形平衡负载：三相交流电路的小结（1）-三相电源三相四线制ACBN三相电源一般都是对称的，而且多用三相四线制接法。三相交流电路的小结(2)-三相负载星形负载三角形负载ACBNZZZACBZZZ三相交流电路的小结(3)-三相电路计算负载形接法对称负载时：各相电压、电流单独计算。负载不对称时：负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相负载Y形接法对称负载时：2.3.4安全用电2.3.4安全用电电伤电伤男子听耳机睡觉被雷击右耳被击穿电灼伤电灼伤皮肤金属化皮肤金属化电伤是指电流的热效应、电伤是指电流的热效应、化学效应、化学效应、机械效应及电流本机械效应及电流本身作用造成的人体伤害。身作用造成的人体伤害。电击电击 电击是指电流通过人体电击是指电流通过人体内部内部，破坏人体内部组织，破坏人体内部组织，影影响呼吸系统、响呼吸系统、心脏及神经系统的正常功能，心脏及神经系统的正常功能，甚至危及甚至危及生命。生命。2.3.4安全用电1).单极触电单极触电 当当人人站站在在地地面面上上或或其其他他接接地地体体上上，人人体体的的某某一一部部位位触触及带电体时，及带电体时，电流通过人体流入大地，电流通过人体流入大地，称为单极触电，称为单极触电，2.3.4安全用电火线零线 2).双极触电双极触电 双双极极触触电电是是指指人人体体两两处处同同时时触触及及同同一一电电源源的的两两相相带带电电体体，电流从一相导体流入另一相导体的触电方式电流从一相导体流入另一相导体的触电方式2.3.4安全用电 有金属外壳的家用电有金属外壳的家用电器，外壳一定要接地。器，外壳一定要接地。3).跨步电压触电跨步电压触电 当当带带电电体体接接地地时时有有电电流流向向大大地地流流散散，在在以以接接地地点点为为圆圆心心，半半径径20 m的的圆圆面面积积内内形形成成分分布布电电位位。人人站站在在接接地地点点周周围围，两两脚脚之之间间的的电电位位差差引引起起的的触触电电事事故故称称为跨步电压触电。为跨步电压触电。U高高压压跨跨步步触触电电2.3.4安全用电常用半导体器件3 3模拟信号传感器采集的，在时间和幅度上在时间和幅度上连续变化的，连续变化的，如温度、压力、流量、液面、语音等均为模拟量。调频收音机电路二极管二极管3.1半导体基础知识半导体基础知识3.2二极管3.3三极管杂质半导体PN结CPU处理器是处理器是怎么做出来的怎么做出来的在自然界中，根据物质在自然界中，根据物质导电能力导电能力的差别，可的差别，可将它们划分为将它们划分为导体导体、绝缘体绝缘体和和半导体半导体。如：金属如：金属如：橡胶、陶瓷、塑料和石如：橡胶、陶瓷、塑料和石英等等英等等半半导导体体：导电能力介于导体和绝缘体之间，当受外界光和热刺激或加入微量掺杂,导电能力显著增加。3.1.1 本征半导体其中最其中最典型的半导体是典型的半导体是硅硅Si和和锗锗Ge，它们都是它们都是4价价元素元素典型的半导体材料典型的半导体材料 元素元素硅（硅（Si）、锗（锗（Ge）化合物化合物砷化镓（砷化镓（GaAs）掺杂元素掺杂元素 硼（硼（B）、磷（磷（P）动画:半导体+4硅硅和和锗锗最最外外层层轨轨道道上上的的四四个个电电子子称为称为价电子价电子。2.本征半导体定义：定义：纯净的、不含其他杂质的半导体。纯净的、不含其他杂质的半导体。+4+4+4+4自由电子空穴自由电子带负电荷带负电荷两种载流子两种载流子空穴视为视为带正电荷带正电荷3.1.2.杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半导体称为导体称为杂质半导体杂质半导体。因掺入杂质性质因掺入杂质性质不同，可分为：不同，可分为：空穴（空穴（P）型半导体）型半导体电子（电子（N）型半导体）型半导体【Positive】【Negative】+4+4+3+4P型半导体的结构图在硅（或锗）的晶体中掺入少量在硅（或锗）的晶体中掺入少量3价杂质元素，如价杂质元素，如硼、镓等。硼、镓等。1.P型半导体 空穴 多数载流子（多子）空穴；少数载流子（少子）自由电子。多数载流子（多子）自由电子；少数载流子（少子）空穴。N型半导体的结构图+4+4+5+4在硅（或锗）的晶体中掺入少量在硅（或锗）的晶体中掺入少量5价杂质元素，价杂质元素，如磷，砷等。如磷，砷等。2.N型半导体 电子杂质半导体的示意表示方法 +P型半导体型半导体N型半导体型半导体多子浓度主要受掺入杂质浓度的影响负离子空穴正离子自由电子3.1.3 PN结及其单向导电性1.PN结的形成没有载流子动画:pn形成外加正向电压2.PN结的单向导电性即电源的即电源的正极正极接接P P区，区，负极负极接接N N区。区。PNPN结的这种接法称为结的这种接法称为正向接法正向接法或或正向偏置正向偏置（简称（简称正偏正偏）。）。+P区N区VF大电流PN结加正向电压时导通变薄外加反向电压即电源的正极接即电源的正极接N N区，负极接区，负极接P P区。区。PNPN结的这种接法称为结的这种接法称为反向接法反向接法或或反向偏置反向偏置（简称（简称反偏反偏）。）。PN结加反向电压时截止 +P区N区VR变厚小电流动画：反偏截至 PN PN结加正向电压时，具有较大的正向结加正向电压时，具有较大的正向电流电流，PNPN结结导通导通；PN PN结加反向电压时，呈现高电阻，结加反向电压时，呈现高电阻，PN PN结结截止截止。这就是PN结的单向导电性。2.PN结的单向导电性判断PN结偏置状态4V0V4V4V-4V0V-3.7V-3V复习题1.在在N型半导体型半导体中，多数载流子中，多数载流子为电子，为电子，N型半型半导体（导体（）A、带正电、带正电 B、带负电、带负电 C、不带电、不带电 D、不能确定、不能确定C自测题自测题2、本本征征半半导导体体中中的的自自由由电电子子浓浓度度_ _空空穴穴浓浓度度；P型型半半导导体体中中的的自自由由电电子子浓浓度度_ 空空穴穴浓浓度度；N型型半半导导体体中中的的自自由由电电子子浓浓度度_ 空空穴穴浓度。浓度。(a)大于大于 (b)小于小于 (c)等于等于CBA自测题自测题3.半导体中的空穴和自由电子数目相等，这半导体中的空穴和自由电子数目相等，这样的半导体称为（样的半导体称为（）A.P型半导体型半导体 B.本征半导体本征半导体 C.N型半导型半导体体B自测题自测题3.半导体中的空穴和自由电子数目相等，这半导体中的空穴和自由电子数目相等，这样的半导体称为（样的半导体称为（）A.P型半导体型半导体 B.本征半导体本征半导体 C.N型半导型半导体体B自测题自测题4、N型半导体型半导体_ _，P型半导体型半导体_ _。(a)带正电带正电 (b)带负电带负电 (c)呈中性呈中性CC自测题自测题5、半导体是一种导电能力介于半导体是一种导电能力介于 和和 之之间的物体。间的物体。导体导体 绝缘体绝缘体自测题自测题6、本征半导体是、本征半导体是_ _，其载流，其载流子是子是_ _和和_ _，两种载流子的浓，两种载流子的浓度度_ _。一种完全纯洁的结构完整的半导一种完全纯洁的结构完整的半导体晶体，空穴，自由电子，同体晶体，空穴，自由电子，同自测题自测题7、P型半导体的多数载流子是型半导体的多数载流子是_，N型半导体的多数载流子是型半导体的多数载流子是_。PN结具有结具有_导电性。导电性。空穴，自由电子，单向导电性空穴，自由电子，单向导电性自测题自测题8、PN结的单向导电性是指：当结的单向导电性是指：当PN结加正向结加正向电压时电压时 加反向电压时加反向电压时 。导通，截止导通，截止自测题自测题10 在在N型半导体中，多数型半导体中，多数载流子是空穴，少数载流子载流子是空穴，少数载流子是自由电子。是自由电子。错错判断判断11、在纯净的半导体中掺了、在纯净的半导体中掺了杂质后，其导电能力大大增杂质后，其导电能力大大增强。强。对对判断判断13、在半导体内部，只有电、在半导体内部，只有电子是载流子。子是载流子。错错判断判断3.1半导体基础知识3.23.2二极管二极管3.3三极管V-I特性应用电路节能的照明节能的照明今天应用得最广今天应用得最广泛、最节能的照泛、最节能的照明器件非发光二明器件非发光二极管（极管（LED，light-emitting diode）莫属。）莫属。半导体二极管（简称二极管）是电子设备中半导体二极管（简称二极管）是电子设备中最基本的电子元器件之一。最基本的电子元器件之一。稳压电源电路板电视机遥控器太阳能LED路灯整流二极管红外发光二极管LED灯光电池 3.2.1 二极管的结构与符号二极管实物认识二极管实物认识二极管图形符号、文字符号三角形表示电流方向3.2.2 二极管的V-I特性1正向特性硅硅 VonVon=0.5V=0.5V左右，左右，锗锗 V Vonon=0.1V=0.1V左右。左右。3.2.2 二极管的V-I特性硅硅管正向导通压降约为管正向导通压降约为0.7V0.7V锗锗管正向导通压降约为管正向导通压降约为0.20.2V V复习半导体半导体本征半导体本征半导体本征半导体是完全纯净的、结构完整的半导体晶体本征半导体是完全纯净的、结构完整的半导体晶体本征激发本征激发-自由电子自由电子,空穴空穴(正电荷正电荷)-复合复合杂质半导体杂质半导体N型半导体型半导体-纯净的硅中掺入纯净的硅中掺入5价元素价元素-自由电子为自由电子为多数载流子多数载流子P型半导体型半导体-纯净的硅中掺入纯净的硅中掺入3价元素价元素-空穴是多子空穴是多子PN结结P型和型和N型的交界面型的交界面单向导电性单向导电性正偏正偏-P端接电源正极、端接电源正极、N端接电源负极端接电源负极-导通导通反偏反偏-P端接电源负极、端接电源负极、N端接电源正极端接电源正极-截止截止二符号二符号极管极管单向导电性单向导电性伏安特性伏安特性UonUVDUBR稳压二极管稳压二极管反向击穿反向击穿发光二极管发光二极管正偏正偏光电二极光电二极反偏反偏符号符号反向饱和电流ISat。VBR称为反向击穿电压。2,反向特性理想二极管的处理二极管的处理 iDvDiD 正偏时，导通正偏时，导通 vD=0V,短路 反偏时，截止反偏时，截止 电流为电流为0,断路3.2.4 二极管的基本应用电路 单向导通单向导通vD单向导电性vD 0V，导通，导通,短路短路vD 0V，截止，截止,断路断路1.去掉二极管2.计算两级电位3.电位差求UD4.判断状态5.以短路/开路计算电压阳极阴极理想模型计算步骤：Ex.3.83.9在图1-29所示电路中，设二极管为理想的，且uI=5sin t(V)。试画出uO的波形二极管加正向电压导通，反向电压截止，叫做二极管的性锗二极管的开启电压V，硅二极管的开启电压V从二极管P区引出的电极为，N区引出的电极为极有一锗二极管正反向电阻均接近于零，表明二极管，有一硅二极管正反向电阻接近无穷大，表明二极管1.2.3.4.5.二判断1.半导体二极管都是硅材料制成的。（）2.半导体二极管具有单向导电性。（）3.半导体二极管只要加正向电压就能导通。（）4.二极管加反向电压一定是截止状态。（）三选择1.把电动势为1.5V的干电池以正向接法直接接到硅二极管两端，则（）A.电流为零B.电流基本正常C.击穿D.被烧坏2.二极管两端加正向电压时（）A.一定导通B.超过死区电压才导通C.超过0.7V导通D.超过0.3V才导通1.整流电路（理想模型）（a）电路图）电路图 （b）vs和和vo的波形的波形Ex.3.9将正负变化的交流电压变为单向脉动电压的直流电利用二极管的单向导电性视频：整流仿真整流（整流（rectification），两种整流方式），两种整流方式半波整流半波整流和全波整流。和全波整流。2.限幅电路是把输出信号幅度限定在一定的范围内假设0EUm，当uiE时，二极管导通，uo=E。上限幅电路下限幅电路双向限幅电路双向限幅电路二二极极管管单向导电性伏安特性应用电路计算小结小结 HK3.8/3.9 HK3.8/3.9vD0V，导通导通,短路vD0 UBE0集电结反向偏置集电结反向偏置 UBC0 UBC03.3.2 BJT的电流放大作用 1.三极管的偏置放大的条件放大的条件连接形式：连接形式：e区区c区区b区区JeJcecbNNPVBBVCCRbRcVBEVCBVCE例：共发射极接法例：共发射极接法IE=IC+IB故集电极与基极电流的关系为：故集电极与基极电流的关系为：共射电流放大倍数共射电流放大倍数2.三极管的电流关系IB微小变化引起IC较大变化BJT放大作用动画7电流关系方向大小Ex3.11三极管的电流放大原理是电流的微小变化控制电流的较大变化。工作在放大区域的某三极管，当IB从20A增大到40A时，IC从1mA变为2mA则它的值约为。某晶体管的发射极电流等于1mA，基极电流等于20A，则它的集电极电流等于A、0.98mAB、1.02mAC、0.8mAD、1.2Ma3.3.3 BJT的特性曲线BJT的特性曲线是指的特性曲线是指各各电极电压与电流之间的电极电压与电流之间的关系曲线。关系曲线。工程上最常用的是工程上最常用的是BJT的的输入特性输入特性和和输出特性输出特性曲线。曲线。RL+-vObcevIiBiCiEvBE+-+-vCE以共射放大电路为例：输输入入回回路路输输出出回回路路输入特性：输入特性：输出特性：输出特性：BJTBJT共射接法的输入特性曲线共射接法的输入特性曲线输入特性曲线BE为PN结输出特性曲线它是以它是以iB为参变量的一族特性曲线。为参变量的一族特性曲线。vCE/ViC/mA25BJTBJT共射接法的输出特性曲线共射接法的输出特性曲线=20A=40A=60A=80AvCE /ViC/mA25=20A=40A=60A=80A输出特性曲线可以划分为三个区域：饱和区Je正偏，正偏，Jc正偏正偏三极管饱和时，三极管饱和时，C、E间电压大约为间电压大约为0，视为短路，视为短路vCE /ViC/mA25=20A=40A=60A=80A截止区J Je e反偏，反偏，J Jc c反偏反偏。三极管截止时，电流三极管截止时，电流等于等于0，视为断路，视为断路输出特性曲线可以划分为三个区域：vCE /ViC/mA25=20A=40A=60A=80A放大区J Je e正偏，正偏，J Jc c反偏反偏。输出特性曲线可以划分为三个区域：三极管工作情况总结放大区J Je e正偏，正偏，J Jc c反偏反偏。电位关系：例1：测量三极管三个电极对地电位，试判断三极管的工作状态。放大截止饱和例3-1EX.3.12/3.101、三极管的特性曲线主要有曲线和曲线两种。2、三极管输入特性曲线指三极管集电极与发射极间所加电压VCE一定时，与之间的关系。3、某三极管3个电极电位分别为VE=1V,VB=1.7V,VC=1.2V。可判定该三极管是工作于区的型的三极管。4、已知一放大电路中某三极管的三个管脚电位分别为3.5V，2.8V，5V，试判断：a脚是，脚是，脚是（e,b，c）；b管型是（NPN，PNP）；c材料是（硅，锗）。5、当晶体三极管的发射结和集电结都反偏时，则晶体三极管的集电极电流将A、增大B、减少C、反向D、几乎为零6、为了使三极管可靠地截止，电路必须满足A、发射结正偏，集电结反偏B、发射结反偏，集电结正偏C、发射结和集电结都正偏D、发射结和集电结都反偏7、检查放大电路中的晶体管在静态的工作状态（工作区），最简便的方法是测量A、IBQB、UBEC、ICQD、UCEQ8、某单管共射放大电路在处于放大状态时，三个电极A、B、C对地的电位分别是UA=2.3V，UB=3V，UC=0V，则此三极管一定是A、PNP硅管B、NPN硅管C、PNP锗管D、NPN锗管复习BJT分类：NPN;PNP，符号，箭头放大：发射结正向偏置，集电结反向偏置放大：发射结正向偏置，集电结反向偏置电流电流 方向方向,，EX.2.2EX.2.2工作区域,特点截止区Je反偏，反偏，Jc反偏反偏UBE0,UBC0,UBC0饱和区Je正偏，正偏，Jc正偏正偏UBE0,UBC0UBE0,UBC0,UBC0UBE0|UBE|=0.7V/0.2V复习 输出特性曲线工作区域,偏置放大时电流大小方向复习符号,放大条件:电流关系工作区域,特点判断工作状态发射结正向偏置发射结正向偏置UBE0UBE0集电结反向偏置集电结反向偏置UBC0UBCuo4.1 共集和共基放大电路2.共基极电路电路结构CB入E出C信号传输路线4.1 共集和共基放大电路CB具有电压放大能力输入电流ie输出电流icieic输入输出电压同相4.1 共集和共基放大电路4.5多极放大电路前级的输出电压等于后级的输入电压多级放大电路的放大倍数为：输入电阻就是其第一级的输入电阻，即Ri=Ri1。输出电阻就是其最后一级的输出电阻，即Ro=Ron。4.6 放大电路中负反馈放大电路中负反馈4.6.1反馈的基本概念 将电子系统输出回路的电量（电压或电流），送回到输入回路的过程。就是将一个放大器的输出信号的一部分回送到输入端。反馈的概念基本放大电路A反馈网络FA为基本放大器放大倍数+输出信号输入信号反馈信号净输入信号F称为反馈系数负反馈放大器框图:描述信号流向含有反馈电路的放大器称为反馈放大器。可将其分为基本放大电路和反馈网络两部分功能：传输反馈信号1).正反馈与负反馈正反馈：负反馈：反馈信号增强了外加输入信号的作用，使得放大倍数增加。反馈信号削弱了外加输入信号的作用，使得放大倍数减小。反馈分类和判断4.6 放大电路中负反馈放大电路中负反馈4.6.1反馈的基本概念反馈分类和判断直流反馈：交流反馈：2）.直流反馈和交流反馈反馈到输入端的信号是直流量反馈到输入端的信号是交流量4.6 放大电路中负反馈放大电路中负反馈4.6.1反馈的基本概念反馈分类和判断根据反馈信号与输入信号在放大电路输入回路中求和形式的不同，可分为：串联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信号串联。3）.串联反馈和并联反馈反馈信号与输入信号并联。4.6 放大电路中负反馈放大电路中负反馈4.6.1反馈的基本概念反馈分类和判断根据反馈信号在放大电路输出端连接方式的不同，可分为：电压反馈：电流反馈：基本放大器与反馈网络并联反馈信号取自输出电压。反馈信号取自输出电流。4）.电压反馈电流反馈基本放大器与反馈网络串联4.6 放大电路中负反馈放大电路中负反馈4.6.1反馈的基本概念基本放大电路的放大倍数:开环增益反馈系数反馈放大电路的放大倍数:闭环增益4.6 放大电路中负反馈放大电路中负反馈4.6.1反馈的基本概念信号放大电路4.6.2负反馈对放大器性能的影响1）提高增益稳定性2）.扩展通频带3)减小非线性失真4)改变输入电阻和输出电阻串联负反馈 并联负反馈 增大输入电阻减小输入电阻4.6 放大电路中负反馈放大电路中负反馈功率放大电压放大信号提取4.7功率放大电路4.7.1 功率放大器概述什么是功率放大器？能输出较大功率的放大器称为功率放大器例：扩音系统实际负载音源话筒微弱电信号功率小无法驱动负载甲类甲类-BJT 360导通导通放大管在放大管在整个输入信号周期内整个输入信号周期内都导通，有电流流都导通，有电流流过过工作点设置在交流负载线的工作点设置在交流负载线的中点中点失真小失真小最大缺点是最大缺点是效率低下效率低下max=50%BJT根据导通时间分为如下几个状态功率放大电路工作状态的分类QICQ4.7功率放大电路4.7.1 功率放大器概述乙类乙类-BJT 180导通导通工作点设置在工作点设置在截至截至区区半个周期导通，有电流流过半个周期导通，有电流流过max=78.5%波形波形失真失真严重严重静态功耗为0放大截止Q4.7功率放大电路4.7.1 功率放大器概述甲乙类 BJT180 -360导通导通工作点设置在放大区内，但很接近截至区有大半个周期导通，有电流流过iC波形会产生失真Q静态功耗效率介于甲类和乙类之间4.7功率放大电路4.7.1 功率放大器概述4.7.2互补对称功率放大电路乙类互补对称功放互补对称：电路中采用两个三极管：NPN、PNP各一支；两管特性一致。组成互补对称式射极输出器(共集)。双电源4.7功率放大电路T1、T2两个管子交替承担放大任务，在负载上得到完整的正弦波。4.7.2互补对称功率放大电路4.7功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称电路的失真死区电压Si:约0.5VGe:约0.1V4.7.2互补对称功率放大电路4.7功率放大电路集成运算放大电路5 5旧式电视电路板数字电视电路板视频集成运放在万用表电路中的应用将电阻电容三极管等元件集成一起集成电路省去设计复杂的BJT放大电路利用外围电阻就可以设计简单的放大电路封装封装外壳样式DIP双列直插式封装LCC无引线封装QFP表面贴装型封装同一型号的集成电路可以拥有一种或多种封装，比如运算放大同一型号的集成电路可以拥有一种或多种封装，比如运算放大器器TL071具有具有4种不同的封装种不同的封装PDIP、CDIP、SOIC、TSSOP.塑料双列直插式封装陶瓷双列直插式封装小轮廓封装薄小外形封装小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）、超级集成电路（ULSI）、圆片规模集成电路（WSI）、单片系统（SOC）、3D集成电路（3D-IC）。摩尔定理预示着集成电路的规模飞速激增摩尔定理预示着集成电路的规模飞速激增系统所需原件都集中在一起5.1差动式放大电路5.2 集成运算放大电路集成运算放大电路5.3集成运算放大器的线性应用输入端:同相输入端,反相输入端输入级输入级-主要由主要由差动放大电路差动放大电路构成，以构成，以减小运放的零漂减小运放的零漂和和其他方面的性能其他方面的性能中间级中间级-主要作用是获得主要作用是获得高高的电压的电压增益增益输出级输出级-由由电压跟随器电压跟随器组成，降低输出电阻，提高输出功率组成，降低输出电阻，提高输出功率偏置电路偏置电路-则是为各级提供合适的工作点及能源的则是为各级提供合适的工作点及能源的集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路5.2.1 集成运放的基本组成PNvPvNOvOiPiNA集成运放的符号同相输入端反相输入端输入与输出的关系：输入与输出的关系：当当vi从从反相反相输入端输入时，输入端输入时，vo与与vi反相；反相；当当vi从从同相同相输入端输入时，输入端输入时，vo与与vi同相；同相；vi从从反相反相输入端输入时，输入端输入时，vo与与vi反相反相vi从从同相同相输入端输入时，输入端输入时，vo与与vi同相同相各元件特点各元件特点电容隔直通交电感通直阻交二极管单向导电三极管放大电流集成虚短，虚断5.2.4 理想集成运放 ri使使 iP 0、iN 0 Avouo/ui Ui 0称称“虚断虚断”称称“虚短虚短”uP=uN1.2.集成运放输入级一般采用的电路是（）（A）差分放大电路（B）射极输出电路（C）共基极电路（D）电流串联负反馈电路集成运放有（）。（A）一个输入端、一个输出端（B）一个输入端、二个输出端（C）二个输入端、一个输出端（D）二个输入端、二个输出端5.1差动式放大电路5.2集成运算放大电路5.3 集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的线性应用集成运放的应用分为两类线性应用:输出量和净输入量成线性关系,信号产生、运算比例运算电路反相输入同相输入加法电路减法电路积分电路电路特征：引入电压负反馈。电路特征：引入电压负反馈。虚地点虚地点反馈电阻反馈电阻RP=R1/Rf平衡电阻平衡电阻4.3.1比例运算电路1 反相比例运算Ui在反在反向端向端反相,大小成比例2同相比例运算电路电压串联负反馈电压串联负反馈Ui在同向端输入信号加在同相输入端输出电压和输入电压的相位相同什么反馈?与运放本身无关放大了多少倍？电压跟随器根据虚短和虚断有根据虚短和虚断有vovn vp vi当Rf为短路或R1为开路平衡电阻平衡电阻RP=R1/R2/Rf1 加法运算电路例例 5-15.3.2 加法和减法运算电路反相加法运算直流相加交流相加2.减法电路（1）减法电路（一）第一级为反相比例放大电路反相比例放大电路设Rf1=R1，则uO1=uS1第二级为反相加法电路反相加法电路R2=Rf2实现了两信号uS1与uS2的相减例例 5-2（2）减法电路（二）虚短虚短uP=uN虚断虚断uI=0，iI=0uN=uP满足Rf/R=R3/R2实现了两信号uS2与uS1的相减。例例 5-3移相移相线性积分，延时线性积分，延时波形变换波形变换1.积分电路5.3.3 积分和微分运算电路2.微分电路虚地和虚断的概念有：uP=uN=0，iR=iC电容C上的初始电压为0则接入信号电压ui时有：微分电路可以使使输入方波转换成尖脉冲波，微分电路常被用作触发电路，所谓触发微分电路与积分电路用于电视机的同步分离电路中，仪器仪表之中5.7/5.85.3.4用放大器分析与应用R1RGR4R5R6在电路中，电容接在集成运放的负反馈支路中，而在电路中，电容接在输入端，负反馈元件是电阻。（A）反相比例（B）同相比例（C）基本积分（D）基本微分直流稳压电源电路工作的源动力电路工作的源动力6 6电源的种类电源的种类电源（电源（power supply）是向电路提）是向电路提供电能的装置。供电能的装置。电源的电气参数电源的电气参数额定电压（额定电压（nominal voltage）、容量）、容量（capacity）、额定功率（）、额定功率（power rating）电源适配器（电源适配器（power supply adaptor）把电力系统）把电力系统中的电能进行变换后提供给用电器使用，一般为非中的电能进行变换后提供给用电器使用，一般为非便携的用电器提供更为稳定和更大功率的电源便携的用电器提供更为稳定和更大功率的电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源的作用直流稳压电源的作用 将交流电网电压转换为直流电压。将交流电网电压转换为直流电压。组成组成6.1直流稳压电源的基本组成电源适配器把电源适配器把220V AC（市电）转换成低（市电）转换成低压供身边的电子产品使压供身边的电子产品使用。用。变压器的实物示意图和符号变压器的实物示意图和符号 初级初级次级次级实物图实物图1电源变压器的基本特性变压器不变换功率变压器不变换功率整流：整流：利用二极管的单向导电性，将变压器的副边交流电压变成单方向的脉动电压交流变脉动直流交流变脉动直流1整流整流:利用二极管的单向导电性单向导电性把交变电压变成单方向脉动的直流电压半波整流电路全波桥式整流电路6.1.2 直流稳压电源各部分原理直流稳压电源各部分原理桥式全波整流桥式全波整流u2t0tuL0（2）全波桥式整流电路电压u2的正半周期时二极管VD1,VD3因受正向偏压而导通VD2,VD4因承受反向电压而截止；在电压u2的负半周期时二极管VD2,VD4导通，VD1,VD3因截止。4个二极管接成电桥的形式，故有桥式整流之称整流全桥整流全桥整流电路的输出仍然是一个单向脉动电压信号。整流电路的输出仍然是一个单向脉动电压信号。滤波：滤波：滤除脉动滤除脉动对整流电路输出的脉动电压进行滤波，从而得到比较平滑的直流电压电源滤波电源滤波ak代表符号代表符号稳压二极管（稳压二极管（zener diode），在反），在反向偏置时只要达到一定的电压时也向偏置时只要达到一定的电压时也会导通，这个电压称为稳压值，用会导通，这个电压称为稳压值，用“VZ”来表示。来表示。稳压：稳压：对输出电压进行稳压，从而保证输出直流电压的基本稳定即使电流变大，稳压二极管两端的即使电流变大，稳压二极管两端的电压只会在稳压值电压只会在稳压值VZ附近稍稍有所附近稍稍有所变大。变大。师生一起观看以下图片师生一起观看以下图片各式各样充电器各式各样充电器卡通充电器智能集成化快速充电器座充充电器最常见的充电器外形图充电器拆开后虽然手机充电器品牌不同，元件了解手机充电器了解手机充电器手机充电器工作流程图手机充电器工作流程图 滤波 稳压 输出桥 式整 流输 入电 路R2R1C1C2VZVD1VD2VD3VD4v1V2AB直流稳压电源的种类直流稳压电源的种类线性稳压线性稳压串联稳压串联稳压开关稳压开关稳压降压稳压降压稳压稳压集成电路稳压集成电路24.3.1降压稳压降压稳压4.稳压电路稳压管在反向击穿时电流可在较大范围内变动而击穿电压却基本不变的特点而实现数字逻辑基础7 7模拟信号模拟信号【AnalogSignal】定义：在时间上与数值上都连续的信号。定义：在时间上与数值上都连续的信号。是一组随时间改变的是一组随时间改变的数据数据模拟信号波形：模拟信号波形：u模拟信号波形模拟信号波形t最常见的模拟信号波形最常见的模拟信号波形就是就是正弦波正弦波。t正弦波形正弦波形u数字信号数字信号【DigitalSignal】定义：定义：在时间上和数值上不连续的（即离散的）信号在时间上和数值上不连续的（即离散的）信号 数字信号波形数字信号波形对数字信号进行传输、处理的电子线路称为对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路数字电路。数字电路数字电路u数字信号波形数字信号波形t1 0011又如：又如：(209.04)10 2102 0101910001014 102数码为：数码为：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；数码个数数码个数-基数是基数是10十进制数的展开式十进制数的展开式：如：如：(5555)105103 510251015