南航考研模拟电子线路(模电)第七章02

[e-mail]电子线路基础2020/1/47.4集成功率放大器（1）LM386通用型集成功率放大电路LM386是目前应用较广的通用型集成功率放大电路。特点:频响宽、功耗低、适用的电源电压范围宽。广泛用于：收音机、对讲机、双电源转换、方波发生器和正弦波振荡器等。电源电压为9V，负载电阻为8时，最大输出功率为1.3W；电源电压为16V，负载电阻为16时，最大输出功率为1.6W。该电路外接元件少，使用时不需加散热片。[e-mail]电子线路基础2020/1/[e-mail]电子线路基础2020/1/4交流负反馈系数为因此有当1、8断开时：等效电阻：R=0.15+1.35=1.5k，电路增益约为20；1、8端之间接10F的电容器时，等效电阻：R=0.15k，电路增益约为200；如果接入1.2k电阻器与10F电容器的串联电路，电路增益约为50。ffu22/2/RRRRRRFRRFAfuuf211[e-mail]电子线路基础2020/1/[e-mail]电子线路基础2020/1/42.SHM1150Ⅱ集成功率放大器......................闭环电压增益为：2fuf1RRA[e-mail]电子线路基础2020/1/[e-mail]电子线路基础2020/1/4变压器耦合推挽功率放大电路=C·[e-mail]电子线路基础2020/1/47.1.5功率器件1.双极型大功率晶体管（BJT）[e-mail]电子线路基础2020/1/4（1）功率BJT的散热问题若不加散热片，管子的PCM只有2W，加了200×200×3mm3的散热片后，PCM可提高到10W。[e-mail]电子线路基础2020/1/4最大允许功耗PCM与管子的散热条件及环境温度的定量关系。PRTTT12热路中各量的关系为：[e-mail]电子线路基础2020/1/[e-mail]电子线路基础2020/1/4不加散热片时，总热阻为：加散热片后，总热阻RT为：显然。根据等效热路可得：TfoTjToRRRTfoTfTcRRRTfTcTjTRRRRToTRRTajMCMRTTP[e-mail]电子线路基础2020/1/4(3)功率BJT的安全使用和保护1.安全使用a.应使管子工作在安全区以内，且必须留有充分的余量。b.使用时要尽量避免产生过压和过流的可能性，同时不允许电源电压有较大波动。2.采用适当的保护措施a.加接适当的过流、过压保护电路。b.为了防止由于感性负载而使管子产生过压或过流，可在负载两端并以容性网络以抵消感性负载的不利影响c.在晶体管的输入端、输出端并以保护二极管或稳压管。[e-mail]电子线路基础2020/1/[e-mail]电子线路基础2020/1/42.功率MOS管VDMOS有N沟道和P沟道两种导电类型，它们都是由许多称为元胞的单元并联构成[e-mail]电子线路基础2020/1/4N沟道增强型VDMOS的符号[e-mail]电子线路基础2020/1/4VDMOS管和小功率MOS管相比，其明显不同点是：前者漏极面积大为增加，将其与外壳连接，可以收到良好的散热效果，且便于安装散热器；除此之外，由于N-区的掺杂少，在外加漏源电压作用下，电场强度（正比于杂质形成的离子密度）减小，使击穿电压提高，从而为提高器件的输出功率创造条件。[e-mail]电子线路基础2020/1/4与功率BJT相比，VDMOS具有许多优点：1.输入阻抗大，所需输入激励电流小,功率增益高；2.温度稳定性好，漏源电阻为正温度系数，当器件温度上升时，电流受到限制，不可能产生热击穿，也不可能产生二次击穿。3.没有BJT管的少子存贮问题，加之极间电容小，所以开关速度高（开关频率可高达100KHz～50KHz）[e-mail]电子线路基础2020/1/43.IGBT及功率模块(1)IGBT在VDMOS管的高掺杂N+区与金属漏极之间插入一层高掺杂的P+区，便形成IGBT结构。[e-mail]电子线路基础2020/1/4IGBT的开关频率比VDMOS管低，一般限于50KHz以下。[e-mail]电子线路基础2020/1/4(2)功率模块功率模块：由若干BJT、MOSFET或BiFEF组合而成的功率部件。突出特点是：大电流、低功耗，电压、电流范围宽，电压高达1200V，电流高达400A。功率模块包括BJT达林顿模块、功率MOSFET模块和BiFET组件等；按速度和功耗又可分为高速型和低饱和压降型。[e-mail]电子线路基础2020/1/4高速大功率CMOS器件[e-mail]电子线路基础2020/1/[e-mail]电子线路基础2020/1/47.5线性直流稳压电源7.5.1整流电路7.5.2滤波电路7.5.3串联型线性直流稳压电路[e-mail]电子线路基础2020/1/4直流电源的组成如图电网电压电源变压器整流电路滤波器稳压电路负载1.电源变压器2.整流电路3.滤波电路4.稳压电路[e-mail]电子线路基础2020/1/47.5.1整流电路整流电路的主要技术指标为①输出直流电压平均值②输出电压纹波系数③整流二极管正向平均电流④最大反向峰值电压O(AV)UO(AV)U20O)(d21turKO(AV)orr/UUKD(AV)[e-mail]电子线路基础2020/1/41.桥式整流电路工作原理RLOOOD1D2D3D4在的正半周内，二极管、导电，、截止；负半周时，、导电，、截止。[e-mail]电子线路基础2020/1/42.桥式整流电路参数计算整流电路输出电压平均值为：22O(AV)9.022UUU谐波电压的总有效值为：24o22o2O(AV)22orUUUUU整流电路输出电压的纹波系数：48.0O(AV)orrUUK整流电路输出的平均电流：L2LO(AV)O(AV)9.0RURUI[e-mail]电子线路基础2020/1/4流过每个二极管的平均电流为：整流二极管最大反向电压D(AV)IO(AV)5.0I222220000002RLRLRLOO))(2RM2UU[e-mail]电子线路基础2020/1/47.5.2滤波电路1、电容滤波电路[e-mail]电子线路基础2020/1/4OOOiiiDuC2abcdEC充电C放电，u200D1D1D3D3D4D4D2D2导电导电导电导电uO,uCuC2sinu2uOiD充电时间常数为：CRint放电时间常数为：dCR[e-mail]电子线路基础2020/1/4容性负载整流电路的特点有：（1）二极管的导通角＜，流过二极管的瞬时电流很大。在纯电阻负载时（指没有电容C），变压器副边电流的有效值；而有电容滤波时：O22~5.1IIO211.1II(2)负载平均电压升高，纹波(交流成份)减小，且越大，电容C放电速率越慢，则负载电压中的纹波成份越小，负载平均电压越高。一般取：OUCRL25~3LdTCR[e-mail]电子线路基础2020/1/4(3)负载直流电压随负载平均电流增加而减小。OO2纯电阻负载C型滤波0优点：电路简单、负载直流电压较高、纹波较小等；缺点：输出特性较差。[e-mail]电子线路基础2020/1/42.电感滤波电路OiAALOOD1D2D3D4电感具有阻止电流变化的特点，如在负载回路中串联一个电感，将使流过负载上电流的波形较为平滑；或者，因为电感对直流分量的电阻很小(理想时等于零)，而对交流分量感抗很大，因此能够得到较好的滤波效果而直流电压损失很小。[e-mail]电子线路基础2020/1/43.复合滤波电路AC1C2O采用复合滤波电路可以进一步改善滤波效果，降低负载电压中的纹波。[e-mail]电子线路基础2020/1/4LC滤波电路和LC型滤波电路性能和应用场合与电感滤波电路相似。AAC1CC2LLOO[e-mail]电子线路基础2020/1/47.5.3串联型线性直流稳压电路直流稳压电路六个基本技术指标①输出电压UO或输出电压可调范围UO1～UO2②最大输出电流Iom③稳压系数=rS00ΔOIIO00ΔIIOOLLRTRTUUUUUUUU④纹波抑制比00ΔOMMIMMripLlg20RTUUS⑤输出电阻00ΔOOIUTIUOR=[e-mail]电子线路基础2020/1/4电流调整率IS%10000OOIUTUU=⑥效率%100%100IOIIOOIOUUIUIUPP[e-mail]电子线路基础2020/1/41、串联型线性直流稳压电路原理（1）电路组成和工作原理负载样电路稳定的误差放大器基准电压源UREF(不稳定的直流电压)CTIBBAE'''O1O采[e-mail]电子线路基础2020/1/4工作原理↑或↓→↑→↑→↓→↓→↓→↑→↓IUOIOUFUIdUBUCICEUOU串联型线性直流稳压电路稳压的过程，实质上是通过电压负反馈使输出电压保持基本稳定的过程，故这种稳压电路也称为串联反馈式直流稳压电路。（2）输出电压的调节范围通过改变采样电阻中电位器的滑动端位置来实现。[e-mail]电子线路基础2020/1/4、，故当时，稳压电路达到稳定状态，假设输出电压为UO，则：因而：当的滑动端调至最上端时：而当的滑动端调至最下端时：REFUuFUuREFFUUREFO32132FUURRRRRUOU2R2ROminU32321RRRRRREF32321URRRRRREFUREFUOmaxU3321RRRR[e-mail]电子线路基础2020/1/4（3）调整管的选择主要参数进行估算：①集电极最大允许电流CMICMIOmaxIRI≥②集电极和发射极之间的反向击穿电压CEO(BR)UCEO(BR)U2Imax21.1UU③集电极最大允许耗散功率CMPCMP)(OminImaxUUCmaxI2UOminUCmaxI(1.1)[e-mail]电子线路基础2020/1/4（4）高精度基准电源①简单温度补偿基准电源[e-mail]电子线路基础2020/1/4REFU找出零温漂点，作基准电压2DU212D1DBEZRRUUUU