模拟电路放大电源电路学习笔记

模电（放大、电源电路）学习Operational Amplifier-运算放大器；Simplified-简化的；Common-对应共模信号（C）；Difference-对应差模信号（D）；TTL-三极管-三极管逻辑电路；MOS-金属-氧化物-半导体电路。TTL电平： 输出高电平2.4V,输出低电平=2.0V，输入低电平EMC（Electro Magnetic Compatibility）电磁兼容性，包括EMI(interference)和EMS(susceptibility),也就是电磁干扰和电磁抗干扰。主要学习内容：集成放大电路、差分放大电路、多级放大电路、功率放大电路。-总之就是多级的差分输入集成放大电路-多个集成运放组成的多级放大电路。放大概念：放大倍数为大于1、小于1或等于1都是放大。“线与”-即线与逻辑，即两个输出端（包括两个以上）直接互连就可以实现“AND”的逻辑功能。在总线传输等实际应用中需要多个门的输出端并联连接使用，而一般TTL门输出端并不能直接并接使用，否则这些门的输出管之间由于低阻抗形成很大的短路电流（灌电流），而烧坏器件。在硬件上，可用集电极开路门（OC门）或三态门（TS门）来实现。用OC门实现线与，应同时在输出端口应加一个上拉电阻。电阻、电容测量方法：测电阻、电容最终都是转换成电压并通过AD测量并找出电阻、电容与电压的函数关系，从而根据测得的电压值来计算电阻值或电容值。1 模拟电路类型：（整流、滤波、稳压）、微分和积分、选频、电压比较、振荡、反馈、放大电路。（1）电源类：整流、滤波、稳压-由220V交流电得到稳压的直流电。（2）微分和积分电路：积分电路把方波转换为三角波或斜波（锯齿波）；微分电路把方波转换成尖脉冲波（波形变换）还具有滤波、延时、定时等作用。（3）选频电路：利用电路的谐振特性选取信号-类似滤波电路。（4）电压比较电路：比较两个输入电压的大小关系-放大倍数无穷大的运放。（5）振荡电路：包括RC、LC、石英晶体振荡（晶振）电路-为MCU提供时钟信号。（6）反馈电路：包括正反馈和负反馈电路。（7）信号运算与处理电路：包括比例运算、加减运算、微分积分运算、对数指数运算、模拟乘法器和滤波器电路。（8）波形发生与信号转换：包括振荡电路、电压比较器、非正弦波发生电路和U-I转换、精密整流、u-f转换电路（压控振荡器）。（9）放大电路：包括BJT放大、FET放大、运算放大（集成放大）、功率放大。2 重点学习电路：各类放大电路及其相关电路（滤波、稳压、U-I转换等电路）。学习方法：先打好基础、不急于求成;首先熟悉基本集成放大电路-定性分析-定量计算（任何学习都是相通的、由浅入深、循序渐进、脚踏实地、功到自然成）。-3 熟悉集成放大电路：偏置电路：晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大，就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的静态工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位（可根据计算获得）。这些外部电路就称为偏置电路（可理解为，设置PN结正、反偏的电路），偏置电路向晶体管提供的电流就称为偏置电流，也可表述为为各级放大电路设置合适的静态工作点的电路。输入电阻：（从输入端看进去的等效电阻）和输出电阻（将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输出电阻）-输出电阻越小、负载能力越强。通频带：只对有限频率范围内的信号进行放大。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。静态工作点(Q点)：输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些电流、电压的数值可用BJT特性曲线上一个确定的点表示，该点习惯上称为静态工作点Q ，设置静态工作点的目的就是要保证在被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态（信号的整个周期内保证晶体管始终工作在放大区！）。可以通过改变电路参数来改变静态工作点，这就可以设置静态工作点。饱和失真：就是输入信号的正半周期超过了三极管的放大能力，造成失真，对应的就是输出波形底部失真，此时三极管就会处于饱和状态，解决饱和失真的方法就是调低静态工作电流Ib（增大Rb）-因为当Vbe接近最大时、Ib太大以至于IC不能增加，即输出电压不能继续减小-所以需要限制Ib的大小。截止失真：当输入的波形是负半周时，快到谷值时，三极管就会处于截止状态，那么此时的输出就不再随输入变化了，即输出得到的正半周正弦波波形就没有峰值了，此时BJT处在截止区域，如同工作在断开区域-解决方法是增加偏置电压。-输出与输入反相晶体管：有三个工作区：饱和区、截止区和线性放大区。对于共发射极的基本放大电路，其输入波形正好与输出波形反相，就是相位相差180度，当输入为正弦波正半周期时，应该输出正弦波负半周期。耦合：是指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象-阻容耦合：放大器级与级之间通过电容相连；直接耦合：放大器级与级之间不通过任何元件直接相连的。 功率放大电路-分立元件构成1功率放大电路的要求：1输出功率尽可能大:即在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最大。2效率尽可能高: 即电路损耗的直流功率尽可能小，静态时功放管的集电极电流近似为0。2 按晶体管的工作方式或状态：1. 甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态2. 乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态3. 甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态-工作状态是由偏置电路决定的或实现的（偏置电压与Q点不同）。3 按照电路的组成或结构：1.变压器耦合乙类推挽：单电源供电，笨重，效率低，低频特性差。2.OTL电路：单电源供电、输出端为电容耦合，低频特性差。3.OCL电路：正负双电源供电、输出端为直接耦合，效率高，低频特性好。运放要工作在线性区，必须引入深度负反馈。4 线性应用：比例、加法、减法、乘法、除法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。5 同相与反相输入端：U -对应的端子为“-”，当输入U -单独加于该端子时， 输出电压与输入电压 U -反相，故称它为反相输入端。 U +对应的端子为 “” 当输入U +单独由该端加入时，输出电压与U同相，故称它为同相输入端。同相放大器、反相放大器：输入端的极性和输出端是同一极性的就是同相放大器（输入信号从同相输入端输入），输入端的极性和输出端是相反极性的就是反相放大器（输入信号从反相输入端输入）。同相放大器、反相放大器对比：同相放大电路:优点在于有足够大的输入阻抗，对于输出阻抗很大的电路比较适用。缺点在于放大电路没有虚地，抗干扰能力相对较差，另外一个小缺点是放大倍数只能大于1。反向放大电路:优点是同相端接地，反相端虚地，抗干扰能力强 缺点是输入阻抗很小，不适用于前级电路输出阻抗很大的场合 6 集成运放的组成：一般由 4 个部分组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。输入级：又称前置级，输入电阻大、差模放大倍数大、共模放大倍数小、输入端耐压高，并完成电平转换（即对“地”输出），多采用差分放大电路。中间级：主放大器，它所采取的一切措施都是为了增大放大倍数，多采用共射放大电路。输出级：功率级，多采用准互补输出级，输出电阻小、最大不失真输出电压高。偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。集成运放组成的放大电路研究问题：（1）运算电路：运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果，如加、减、乘、除、乘方、开方、积分、微分、对数、指数等。（2）描述方法：运算关系式 uOf (uI )。（3）分析方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点。1 比例运算电路：Component Wizard.；平、0；0000同相输入-输入输出的电压符号相同。 反相输入-输入输出的电压符号相反。电压跟随器-输出端与反相输入端直接连接（或通过电阻连接），使得输出电压与同相输入电压相等。电压跟随器作用是做缓冲级或隔离级（承上启下），提高输入阻抗、降低输出阻抗，可以降低损耗、提高带负载能力。单端输入放大电路：根据公式调整Rf与R的关系即可实现不同的放大倍数。2 加减运算电路：反相求和：多个信号从反相输入端输入。同相求和：多个信号从同相输入端输入-输入电路相同时运算结果正好相反。加减运算：即同相求和与反相求和相结合的电路-同相输入端与反相输入端都有输入。双输入差分放大：即同相输入端与反相输入端都有一个输入信号。3 积分与微分电路：有源滤波电路1 基本的有源滤波电路-低通滤波电路无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电路的滤波参数不随负载变化，可放大。无源滤波电路可用于高电压大电流，如直流电源中的滤波电路；有源滤波电路是信号处理电路，其输出电压和电流的大小受有源元件自身参数和供电电源的限制。2 高通、带通、带阻有源滤波器：有源滤波电路：需要有电源输入，需要提供额定的电压，由有源元件（运放）和无源元件（L/R/C）组成-主要是有源RC滤波。无源滤波电路：仅由无源元件（L/R/C）组成，无电源输入，主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波（倒L、LC、RC）。u-i 转换电路1 输出电流与输入电压成正比-电压控制电流。2 负载不接地。3 -如何判断输出的是电流还是电压：输入决定输出电流的大小、与负载无关，则输出的是电流；输入决定输出电压的大小、与负载无关，则输出的是电压-特定功能的电路可以输出确定的电流或电压-U-I转换电路输出的是电流，电流的大小与负载无关，只与输入电压有关。实际应用：电阻法测大电阻时，输入电流大小由待测电阻决定,待测电阻在1M-25M之间，放大电路中的电阻对电流的影响可以忽略不计，因此该放大电路的输入信号可以看成是电流信号。I-V转换电路1、 把输出的电流转换成电压-通过AD测出电压值并找出对应关系。2、 I-V变换典型电路：（1）I-V变换电路其实就是运算放大器构成的-仍然是虚短虚断。（2）称之为I-V变换的关键是输入的电流信号稳定-或者说输入的是电流信号（电阻法中测量的大电阻很大，因此放大电路中的小电阻几乎不影响电流的大小-输入的是电流信号）。（3）运放的同相输入端通过小电阻接地是关键-同相与反相输入端的电压为0，通过两次反相并放大，电流信号转换为正的电压信号-具体的过程是：正电压地负电压地正电压输入到AD。（4）第一个运放是I-V变换（不应该有R1-或者把R1看成恒流源的内阻），第二个是典型的放大电路。端口输出结构及特点1 推挽式输出原理：两个三极管轮流导通工作，信号的正半周T1导通、T2截止；负半周T2导通、T1截止，如下图所示：输出方式对比：推挽输出：可以输出高,低电平,连接数字器件；推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止-相当于强上拉和强下拉，即上拉电阻与下拉电阻换成两个开关上拉下拉开关，输出高电平时，上拉开关开、下拉开关关-上拉电阻为0；输出低电平时上拉开关关、下拉开关开-下拉电阻为0；开漏输出：输出端相当于三极管的集电极（漏极）。要得到高电平状态需要上拉电阻才行。适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20mA以内)。2 OC门与线与结构：OC门-集电极开路门；线与-如下图，Y1与Y2有一个为低则Y为低。线与：如下图所示，如果Y1、Y2有一个为低电平（输出端两个三极管有一个导通），则电路导通，上拉电阻把输出端电阻拉低-输出Y为低，也就是实现逻辑与的功能。如上面左图，OC门是必须接上拉电阻的，否则无法输出高电平。对比以上左右两图：左图：有上拉电阻，T5导通输出低电平，T5截止时输出高电平-两种状态，51单片机的P1、P2、P3即为有上拉的情况，可以输出高低电平。右图：无上拉电阻，T导通输出低电平，T截止时为高阻态-也是两种状态，51单片机的P0即为没有上拉的情况，因此必须外接上拉电阻。（1）上拉电阻：上拉电阻并非是把电阻拉高，恰恰相反，上拉电阻只具有把电压拉低的作用（电阻分压），上拉电阻R相当于输出的内阻，如果R太小可能导致电流太大而烧毁电路，如果R太大可能导致输出电压太低（负载电阻小的时候）从而使得原本输出的高电平变为低电平-因此选择上拉电阻很重要，接负载时也要格外注意对电路的保护和负载对输出电压的影响。（2）举例说明选择上拉电阻：设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA，标准工作电压是5V，输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平)；2V(高电平门限值)。确定上拉电阻最小值：上拉电阻分压为500uA x 8.4K= 4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下，此为最小阻值，再小就拉不下来了。如果输出口驱动电流较大，则阻值可减小，保证下拉时能低于0.8V即可。确定上拉电阻最大值：当输出高电平时，忽略管子的漏电流，两输入口需200uA（两个100 uA之和），上拉电阻分压为200uA x15K=3V-即上拉电阻压降为3V，输出口可达到2V，此阻值为最大阻值，再大就拉不到2V了，因此选10K可用。（3）上拉下拉定义：上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平！电阻同时起限流作用！下拉同理！上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流。弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分-阻值大的为弱上拉，小的为强上拉。推挽式结构为最强上拉和最强下拉-输出为高时上面开关通，相当于上拉电阻为0；输出为低时下面开关通，相当于下拉电阻为0（两个开关不能同时通，否则会烧毁）。（4）OC门符号：3 三态输出门（TS门）组成：包括两个反相器和一个二极管，以及典型的TTL与非门电路。如下图所示虚框内为反相器和二极管，剩余的为TTL与非门电路。三态是针对输出端而言。普通的TTL与非门其输出极的两个晶体管T4、T5始终保持一个导通，另一个截止的推拉状态。T4导通，T5截止，输出高电平Y=1；T4截止，T5导通，输出低电平，Y=0。三态门除了上述两种状态外，又出现了T4、T5同时截止的第三种状态。因为晶体管截止时c、e之间是无穷大阻抗，输出端Y对地、对电源（vcc）阻抗无穷大。因此这第三种状态也称高阻状态。高阻分析：如下图，EN为0时T1导通T2截止；二极管D导通T4截止；T2截止T5截止，所以T4、T5都截止。端口使能EN：使端口处在高低电平状态，或处在高阻状态。用途：可以构造总线结构，各个端口处在同一条总线上，通过使能信号EN使任何时候仅有一个被使能，其他处在截止状态即可；TS门符号： C为高电平使能 C为低电平使能4 IC输出端口保护电路：引脚之间往往通过二极管相连，但并非一致，要根据具体型号的IC来测试其好坏-最好的方法是对比法：用好的IC与待测IC对比测试。放大电路中的反馈1、反馈：放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入-反馈电路框图如下：2、正反馈和负反馈：从反馈的结果来判断，凡反馈的结果使输出量的变化减小的为负反馈，否则为正反馈；或者凡反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，否则为正反馈。直流反馈和交流反馈：直流通路中存在的反馈称为直流反馈，交流通路中存在的反馈称为交流反馈。局部反馈和级间反馈：只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈，将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路的称为级间反馈。电压反馈与电流反馈：将输出电压的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电压反馈-反馈量与输出电压成比例。将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电流反馈-反馈量与输出电流成比例。串联反馈和并联反馈：描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。- 电压相减ud = ui uf对应串联反馈；电流相减id = ii if对应并联反馈。- 因为电压串联才会相加减；电流并联才会相加减。 3、四种反馈组态：如何判断反馈组态：分别判断反馈是电压反馈还是电流反馈；反馈是串联反馈还是并联反馈。具体反馈电路举例：（1） 电压串联负反馈电路（左）和电压并联负反馈电路（右）： 反馈量UF与UO成正比 反馈量iF与UO成正比UD=UI UF(电压相减) iN=iI iF（电流相减）（2）电流串联负反馈电路（左）和电流并联负反馈电路（右）：结论：区分电压与电流反馈-电压反馈Uo接负载后直接接地，电流反馈Uo接负载再接电阻后接地-电压反馈的反馈量与电压成正比-但反馈量可以为电流；电流反馈的反馈量与电流成正比-但反馈量可以为电压。区分并联与串联反馈-串联反馈同相与反向输入端都不直接接地，反馈量不反馈到输入端-反馈到另一端；并联反馈同相与反向输入端有一端接地（若加电阻则是为了限流），反馈量反馈到输入端。反馈量UF与IO成正比 反馈量iF与IO成正比UD=UI UF(电压相减) iN=iI iF（电流相减）4、负反馈放大电路的自激振荡：产生条件：放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多，引入的负反馈越深，产生自激振荡的可能性越大。消除自激振荡的方法（滞后补偿方法）：（1） 简单滞后补偿：-C为补偿电容（2） 密勒补偿：C为补偿电容；C为虚拟电容（3） RC 滞后补偿：总结：滞后补偿法消振均以频带变窄为代价，RC滞后补偿较简单电容补偿使频带的变化小些。为使消振后频带变化更小，可考虑采用超前补偿的方法。放大电路的稳定性1使用示波器观察放大电路输入端与输出端的两个信号，从而通过对比两个信号判断放大电路的作用。2 放大电路中输入端及输入输出间的电阻决定放大倍数；电容的作用是滤波-使输入信号稳定。电路分析与设计（通用方法）1 集成运放所组成电路的分析：（1）电路分成两部分：差分输入端和输出端共三个引脚作为一部分-放大部分；其他作为另一部分（包括电源、地）-辅助部分。（2）观察输入信号是从同相输入还是从反相输入。（3）所接的电路结构判断是放大电路、跟随器或有源滤波电路。（4）对于放大电路，根据所接的电阻计算出电路的放大倍数。（5）有反馈的判断反馈的形式或属于哪种反馈组态。（6）根据技术手册确定辅助部分的电路设计方法。2集成运放所组成电路的计算：（1） 放大电路是有源器件，必须加载好所有的电源和地。（2） 按照理想运放的放大倍数选择电阻的大小，然后根据实验数据，对比设计要求，对电阻进行微调，最终达到设计要求即可。（3） 可以使用电位器-可变电阻调节放大倍数：可以实现精确放大，还可以在出现漂移后把数据校准。3 放大器技术指标G-功率增益（单位是db）；工作频率范围-F；增益平坦度-最大增益与最小增益之差，对应放大器的稳定性；饱和输出功率-最大输出功率，达到饱和后加大输入功率不会增大输出功率；4 放大器辅助部分-电源部分（包括地和参考电压）或者接V+、V-、REF；或者接V+、V-，都属于电源、地和参考电压部分。5 集成运算放大器引脚总结普通运放：输入输出部分和电源部分，输入输出间电阻决定放大倍数。特殊运放：还包括调增益电阻-如AD620（输入输出间不接电阻）。6 集成运放反馈：同相与反相输入端一端接地，另一端接输入的情况是并联反馈的情况。同相与反相输入端两端都接输入的情况是串联反馈的情况。7 集成运放电容作用与选择：正反电源与地端口的电容是滤波电容-容量比较大（0.1uF）。与输入与输出端的电阻并联的电容是去耦电容-电容比较小（22pF）。8 模拟电路中的计算工作：（1） 电路设计中不可能单靠计算就确定电阻值、电容值、电流值及其他量的大小。（2） 但是必须会计算-会在理想情况下计算，会计算是为了更好地深入明白原理，可以进行大体的估算。（3） 电路中电阻值、电容值、电流值等的确定靠估算与实际验证和调整，另外主要靠经验积累。AD620AD620是低成本、低功耗、高精密度仪表放大器，仅需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至10000，采用8脚SOIC封装或DIP封装，尺寸小于分立电路设计；适合数据采集系统、工业过程控制等设备使用。1 实物图与典型电路（电压电流转换电路）2 连接方法两个RG之间接电阻-用来调节增益。2、3分别是反相与同相输入端-用来接输入信号。4、5、7分别接负电压、正电压、参考电压-比如-12V、+12V、地。6引脚-接输出信号。总结：8个引脚分三类-输入输出、调增益电阻、电源与地。3 重要参数4 AD620增益选择与计算调节电阻计算公式： 增益计算公式： -最小放大倍数为1（RG不接时）。LF3531 典型电路及引脚图：2 特点 双结型输入运算放大器-集成了两个运算放大器。最典型的运算放大器-有V+、V-但没有REF，通常两个输入端一端接地、另一端接输入信号；输入端及输入输出端的两个电阻决定放大倍数。直流电源电源本身是有内阻的-负载越大输出电压越大，反之越小1 直流电源是能量转换电路，将220V（或380V）50Hz的交流电转换为直流电。其组成框图如下：2 各功能电路简介：变压器-通常为降压，但工业设备也经常需要升压。整流电路-交流变直流，通常采用桥式整流电路（包括全波及半波整流）。滤波电路-使输出电压平均值增大，脉动变小（主要是电容滤波）。稳压电路-常用稳压管（二极管）稳压。3 在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动10，且负载有一定的变化范围。4 整流电路详解：计算输出电压和输出电流平均值：AV-average代表平均值。单相半波整流： 单相全波整流： 5 滤波电路详解：滤波电路：时间常数：=RL*C滤波作用： 越大，放电越慢，曲线越平滑，波动越小-滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。滤波作用：使波形平滑，电压波动范围小，平均值增大。二极管的导通角：-即为导通角，不大于。无滤波电容时；有滤波电容时 电容的选择及UO（AV）的估算：UO（AV）：电容选择：6稳压电路详解：（1）稳压管稳压电路：（稳压管稳压、电阻分压）电阻R起到分压作用（R与负载RL串联）。UI降UO降IDZ降IR降UR降UO升特点：简单易行，稳压性能好。适用于输出电压固定、输出电流变化范围较小的场合。（2）串联型稳压电路：原理：电路引入电压负反馈，稳定输出电压，若要提高电路的稳压性能， 则应加深电路的负反馈，即提高放大电路的放大倍数。原理图：-为了使稳压管稳压电路输出大电流，需要加晶体管放大。-不管什么原因引起UO变化，都将通过UCE的调节使UO稳定，故称晶体管为调整管。具有放大环节的串联型稳压电路：稳压原理：若由于某种原因使UO增大，则其中UB代表基极电压：UB减小UCE增大分压输出UO降低。UN代表运放反相输入端的输入电压。串联型稳压电路的基本组成及其作用：开关电源1 线性稳压电源与开关型稳压电源对比线性稳压电源：结构简单，调节方便，输出电压稳定性强，纹波电压小。缺点是调整管工作在甲类状态，因而功耗大，效率低（2049）；需加散热器，因而设备体积大，笨重，成本高。开关型稳压电源：调整管工作在开关状态，大大减小功耗，提高效率，开关型稳压电源的效率可达7095。体积小，重量轻。适于固定的大负载电流、输出电压小范围调节的场合。2 串联型开关稳压电源电路组成及工作原理串联型特点：串联开关型稳压电路中UO 只有L足够大，才能升压；只有C足够大，输出电压交流分量才足够小！在周期不变的情况下，uB占空比越大，输出电压平均值越高。AOZ10161概述：The AOZ1016 is a high efciency, simple to use, 2A buck regulator（调节器、校准器）. The AOZ1016 works from a 4.5V to 16V input voltage range, and provides up to 2A of continuous output current（电流）with an output voltage adjustable down to 0.8V（输出最低0.8V），可提供固定500KHZ脉宽调制（PWM）。2 典型电路：3 各管脚功能：4 输出电压：（常用输出电压参考下表）5 芯片输出为18VPP方波（高电平宽、低电平窄），频率约为476KHZ；经过电感后变为5V直流。开关管1 场效应管（1）2SK2865类型：N沟道增强型场效应管-开关管用法：1脚为高电平导通；1脚为低电平截止。导通相当于短路，截止相当于断路-可以使用万用表测量-专用开关管。特点：高速、大电流开关，可用于斩波调压器、DC-DC变换器、电机驱动。总结：截止时：D、S之间相当于一个二极管-SD;因此红表笔接S、黑表笔接D时相当于短路；反之相当于断路-因为如图所示的保护二极管。导通时：D、S之间相当于一条导线-无论SD还是DS都是导通的。（2）BSS123类型：N沟道增强型垂直的D -MOS晶体管引脚：1 -gate ；2- source ；3drain用法：与2SK2865相同。2 三极管三极管当做开关管-PNP型基极加低电平导通；NPN型基极加高电平导通。3 开关二极管开关二极管是半导体二极管的一种，是为在电路上进行开、关而特殊设计制造的一类二极管。它由导通变为截止或由截止变为导通所需的时间比一般二极管短，常见的有2AK、2DK等系列，主要用于电子计算机、脉冲和开关电路中。工作原理半导体二极管导通时相当于开关闭合（电路接通），截止时相当于开关打开（电路切断），所以二极管可作开关用，常用型号为IN4148。由于半导体二极管具有单向导电的特性，在正偏压下pn结导通，在导通状态下的电阻很小，约为几十至几百欧;在反向偏压下，则呈截止状态，其电阻很大，一般硅二极管在10m以上，锗管也有几十千欧至几百千欧。利用这一特性，二极管将在电路中起到控制电流接通或关断的作用，成为一个理想的电子开关。工作特性开关二极管从截止(高阻状态)到导通(低阻状态)的时间叫开通时间;从导通到截止的时司叫反向恢复时间;两个时间之和称为开关时间。一般反向恢复时间大于开通时司，故在开关二极管的使用参数上只给出反向恢复时间。开关二极管的开关速度是相当快的，像硅开关二极管的反向恢复时间只有几纳秒，即使是锗开关二极管，也不过几百纳秒。开关二极管具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点，广泛应用于电子设备的开关电路、检波电路、高频和脉冲整流电路及自动控制电路中。二极管特点：导通时：相当于短路-电阻为0，两端电压不大于0.7V，导通时电压为0.7V-此时可把二极管看成一段导线，但是有电流-只有电流不太大，就不会烧坏二极管（如1N4148正向电流最大150mA），两端电压不会超过0.7V-可起到保护作用，使得所并联电路不会因电压太高而烧毁。截止时：电阻很大，相当于断路，反向电压太大会击穿，如1N4148反向击穿电压为75V。LC与RC滤波电路1 LC滤波： （A） L-C电感滤波 （B） 型滤波或叫C-L-C滤波无源滤波电路的基本形式并联的电容器C在输入电压升高时，给电容器充电，可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时，电容两端电压以指数规律放电，就可以把存储的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电，负载上得到的输出电压就比较平滑，起到了平波作用。若采用电感滤波，当输入电压增高时，与负载串联的电感L中的电流增加，因此电感L将存储部分磁场能量，当电流减小时，又将能量释放出来，使负载电流变得平滑，因此，电感L也有平滑作用。 利用储能元件电感器L的电流不能突变的特点，在整流电路的负载回路中串联一个电感，使输出电流波形较为平滑。因为电感对直流的阻抗小，交流的阻抗大，因此能够得到较好的滤波效果而直流损失小。电感滤波缺点是体积大,成本高。2 RC滤波：（A）电容滤波 （B） C-R-C或RC-型电阻滤波（1）一阶RC低通滤波器RC低通滤波器的电路及其幅频、相频特性如下图所示。-滤波电路 幅频特性 相频特性结论：f为0时增益为1，相移为0；f越大增益越小（越接近0），相移越大（滞后）-相位会发生变化。（2） 一阶RC高通滤波器RC高通滤波器的电路及其幅频、相频特性如下图所示。结论：f为无穷大时增益为1，相移为0；f越小增益越小（越接近0），相移越大（超前接近90度）-相位会发生变化。（3）RC带通滤波器带通滤波器可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联，其电路及其幅频、相频特性如下图所示。幅频、相频特性公式为： H(s) = H1(s) * H2(s) 常用元件总结1 电容：作用： 隔直流，通交流容抗：XC=1/2fC（1） 滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑-将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波，接近于直流（滤波就是充电，放电的过程）。滤波原理-使用大电容，有极性的电解电容，需要电容充放电速度足够慢。（2） 去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作-去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰-位于输出级。去耦原理-使用小电容，充放电速度快，电流大增大时充电限制电流增大，电流小时放电，限制电流减小。应用-放大电路中，把电阻与电容并联即可。（3） 旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过-位于输入级。（4） 在电子电路中，去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用，电容所处的位置不同，称呼就不一样了。对于同一个电路来说，旁路（bypass）电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除，而去耦（decoupling）电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。（5） 充放电：=R*C：电阻值R和电容值C的乘积被称为时间常数，这个常数描述电容的充电和放电速度-时间常数也愈小，电容的充放电速度就愈快，反之亦然。电容充电的速度与电容量成反比，与充电电流成正比。改变了充电电流，也就改变了电容充电的速度，从而达到控制脉冲沿的目的。2 电阻：可以起到分压限流的作用，比如集成运放的同相/反相输入端各加一个电阻的作用是限流。3 电感：作用： 通直流，阻交流。感抗： XL = 2fL 。4 二极管：特点：单向导电性，正向电阻0.6K左右，反向电阻无穷大，正向电压最大0.7V左右-二极管电压不是电阻乘以电流，这点不同于电阻的电压，导通后的电阻为0-分担电压为固定的0.7V（这点也不同于电阻）。PN 结的单向导电性：PN结加正向电压导通：耗尽层变窄，扩散运动加剧，由于外电源的作用，形成扩散电流，PN结处于导通状态。PN结加反向电压截止：耗尽层变宽，阻止扩散运动，有利于漂移运动，形成漂移电流。由于电流很小，故可近似认为其截止。伏安特性：实用分析方法：导通时UD=UON；截止时IS=0。微变等效电路：当二极管在静态（图中V）基础上有一动态信号Ui作用时，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。由斜率可判断Q越高，rd越小。5 三极管：符号：标有箭头的是发射极或发射结。NPN型Vbe大于0.7V导通-增强型；PNP型Veb大于0.7V导通-耗尽型。电流关系： IEIB IC-三极管是电流控制元件。IB =VB/RB-对应电阻法中的IB =5V/R6-R6决定IB的大小，IC=* IB；UCE=VCC-IC*RC；-如果RC很大，IC则很小，UCE会接近于0。其中ICEO为穿透电流；ICBO为集电结反向电流；与近似相等。使用经验：如果IB太小，UCE则分压较大-相当于有较大内阻；反之如果IB足够大，UCE则分压较小-相当于内阻很小，即IB越大，集电结吸收电子能力越强，三极管导通程度越大，内阻越小、分压越小，理想情况下，IB足够大，三极管充分导通，内阻近似为0，分压近似为0。UCE近似为0的情况：RC很大，IC则很小；IB足够大，三极管充分导通，内阻近似为0（两种情况）。放大条件：输入特性：对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。输出特性： 晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅仅决定于输入回路的电流iB，即可将输出回路等效为电流 iB控制的电流源iC 。6场效应管：场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。PN结=空间电荷区=耗尽层（P、N之间的中间层）：参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态平衡。PN结加正向电压，耗尽层变窄；PN结加反向电压，耗尽层变宽。FET是电压控制器件：ID=f（VGS）|VDS=常数。（1） 结型场效应管：符号和结构示意图： 输出特性：（2） 绝缘栅型场效应管：uGS增大，反型层（导电沟道）将变厚变长。当反型层将两个N区相接时，形成导电沟道。耗尽型MOSFET特点：基本上无栅流。（3） MOS管的特性：结论：无论是结型还是绝缘栅型场效应管，增强型MOS管当VGS大于VGS（ON）时导通；耗尽型MOS管当VGS小于VGS（OFF）时夹断。对比三极管：NPN型三极管可以看成增强型三极管；PNP型三极管可以看成耗尽型场效应管。总结：正电压对应增强型（VbeVON, VGSVGS（ON）；负电压对应耗尽型(VbeVON, VGSVGS（OFF）)。（4） 沟道导通程度和电阻：增强型：VGS越大，形成的导电沟道（反型层）越宽，电阻越小，导通程度越大，沟道分压越小，充分导通时，沟道分压为0；反之如果VGS越小，形成的导电沟道（反型层）越窄，电阻越大，导通程度越小，沟道分压越大，VGSVGS（ON）时沟道被夹断。耗尽型：与增强型相反，导电沟道本来就存在着-未加电压时，需要加反相偏压限制导电沟道的宽度；VGS为零时导电沟道最宽，电阻最小，充分导通；VGS（负值）越小导电沟道越窄，电阻越大，导通程度越小，当VGSVGS（OFF）时沟道被夹断。7 光耦：Current transfer ratio (CTR)- 电流传输比（current指电流）电流传输比：=接收器输出电流/发光器注入电流。-电源符号-VCC、VDD、VEE和VSSVCC：C=circuit 表示电路的意思, 即接入电路的电压； VDD：D=device 表示器件的意思, 即器件内部的工作电压；VSS：S=series 表示公共连接的意思，通常指电路公共接地端电压。VEE：负电压供电；它们是这样得名的：VCC表示连接到三极管集电极（C）的电源。VEE表示连接到三极管发射极（E）的电源。VDD表示连接到场效应管的漏极（D）的电源。VSS表示连接到场效应管的源极（S）的电源。通常VCC和VDD为电源正，而VEE和VSS为电源负或者地。-电源与地之间的电容：（1） 不同大小的电容：大的电容滤低频，小的陶瓷电容滤高频-往往需要两个以上的不同大小电容，滤除电源中不同频率的噪声，增加电路的稳定性。（2） 大小相同的电容：在电路图里面并排的电容好像离的很近，实际上它们放在不同的位置（离的很远），主要是吸收电路因为线路板（或导线）分布电容产生的干扰信号（高频干扰信号）。-