模拟电子技术基础--第10章--直流电源

模拟电子技术基础

第四版

清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答山东大学物理与微电子学院

目录

第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3

第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126

第1章常用半导体器件

自测题

二、选择正确答案填入空内。

(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。

A.变窄

B.基本不变

C.变宽

(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。

A.正向导通

B.反向截止

C.反向击穿

(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。

A.前者反偏、后者也反偏

B.前者正偏、后者反偏

C.前者正偏、后者也正偏

(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有A 、C 。

A.结型管

B.增强型MOS 管

C.耗尽型MOS 管

四、已知稳压管的稳压值U Z=6V，稳定电流的最小值I Zmin=5mA。求图Tl.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。

(a) (b)

图T1.4

解：左图中稳压管工作在击穿状态，故U O1=6V。

右图中稳压管没有击穿，故U O2=5V。

习题

1.1选择合适答案填入空内。

(l)在本征半导体中加入( A )元素可形成N 型半导体，加入( C )元素可形成P 型半导体。

第十章 直流电源

自 测 题

一、判断下列说法是否正确，用“√”“×”表示判断结果填入空内。

（1） 直流电源是一种将正弦信号转换为直流信号的波形变换电路。 （ ）

（2） 直流电源是一种能量转换电路，它将交流能量转换为直流能量。 （ ）

（3）在变压器副边电压和负载电阻相同的情况下，桥式整流电路的输出电流是半波整流电路输出电流的2倍。（ ）

因此，它们的整流管的平均电流比值为2:1。（ ）

（4）若U 2为电源变压器副边电压的有效值，则半波整流电容滤波电路和全波整流电容滤波电路在空载时的输出电压均为22U 。（ ）

（5）当输入电压U I 和负载电流I L 变化时，稳压电路的输出电压是绝对不变的。（ ）

（6）一般情况下，开关型稳压电路比线性稳压电路效率高。（ ） 解：（1）× （2）√ （3）√ × （4）√ （5）×

（6）√

二、在图10.3.1（a ）中，已知变压器副边电压有效值U 2为10V ，2

3T C L ≥R （T 为电网电压的周期）。测得输出电压平均值U O （AV ）可能的数值为

A. 14V

B. 12V

C. 9V

D. 4.5V

选择合适答案填入空内。

（1）正常情况U O （AV ）≈ ；

（2）电容虚焊时U O （AV ）≈ ；

（3）负载电阻开路时U O （AV ）≈ ；

（4）一只整流管和滤波电容同时开路，U O （AV ）≈ 。

解：（1）B （2）C （3）A （4）D

三、填空：

图T10.3

在图T10.3所示电路中，调整管为 ，采样电路由 组成，基准电压电路由 组成， 比较放大电路由 组成， 保护电路由 组成；输出电压最小值的表达式为 ，最大值的表达式为 。

模拟电子技术复习资料总结

第一章半导体二极管

一.半导体的基础知识

1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。

2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。

3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。

4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。

5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。

*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。

6.杂质半导体的特性

*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。

*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。

*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。

7. PN结

* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。

* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。

8. PN结的伏安特性

二. 半导体二极管

*单向导电性------正向导通，反向截止。

*二极管伏安特性----同ＰＮ结。

*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。

*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。

3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:

若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路);

若V阳

1）图解分析法

该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。

2) 等效电路法

第十章直流电源

自测题

一、判断下列说法是否正确，用“√”“×”表示判断结果填入空内。

（1）直流电源是一种将正弦

信号转换为直流信号的

波形变换电路。

（）

（2）直流电源是一种能量转

换电路，它将交流能量转

换为直流能量。

（）

（3）在变压器副边电压和负载电阻相同的情况下，桥式整流电路的输出电流是半波整流电路输出电流的2倍。（）

因此，它们的整流管的平均电流比值为2:1。（）

（4）若U2为电源变压器副边电压的有效值，则半波整流电容滤波电路和全波整流电容滤波电路在空载时的输出电压均为

2

2U。（）（5）当输入电压U I和负载电流I L变化时，稳压电路的输出电压是绝对不变的。（）

（6）一般情况下，开关型稳压

电路比线性稳压电路效率高。

（）

解：（1）×（2）√（3）

√×（4）√（5）×

（6）√

二、在图10.3.1（a）中，已知变压器副边电压有效值U2为10V，

2

3T

C

R

L

（T为电网电压的周期）。测得输出电压平均值U O（AV）可能的数值为

A. 14V

B. 12V

C. 9V

D. 4.5V

选择合适答案填入空内。

（1）正常情况U O（AV）≈；

（2）电容虚焊时U O（AV）

≈；

（3）负载电阻开路时U O（AV）

≈；

（4）一只整流管和滤波电容同

时开路，U O（AV）≈。

解：（1）B （2）C （3）A

（4）D

三、填空：

图T10.3

在图T10.3所示电路中，调整管

为 ，采样电路由

组成，基准电压电路由 组成， 比较放大电路由 组成， 保护电路由

组成；输出电压最小值的表达式为 ，最大值的表达式为 。

解：T 1，R 1、R 2、R 3，R 、D Z ，T 2、R c ，R 0、T 3；

第十章直流稳压电源

【教学要求】

本章主要介绍了直流稳压电源的组成及其各部分的作用；阐述了串联型稳压电路的组成和工作原理。教学的内容、要求和重点如表10.1。

表10.1 教学内容、要求和重点

【例题分析与解答】

【例题10-1】今有一直流负载，其电阻为15Ω，工作电压为9V。若采用桥式整流电路为负载供电，试确定电源变压器次级电压以及二极管的参数。

解：由已知条件可知，负载电流为：L

L

L

9

0.6A 15

U

I

R

===

流过二极管的平均电流为：()L D AV 11

0.60.3A 22I I ==⨯= 电源变压器次级电压为：L 29

10V 0.90.9

V V ==

=

二极管承受的反向电压为：RM

21014V V =≈

考虑到电网电压±10％的波动，二极管的最大整流电流和最高反向工作电压应分别满足：

L

DM 1.1 1.10.30.33A 2I I >

=⨯=

【例题10-2】利用图10-2所示电路为收音机设计一个稳压器。蓄电池的电压在11～13V 之间变化，通过稳压器为收音机提供6V 的工作电压，收音机从关机到音量最大对应的工作电流为0～30mA 。试选择稳压管和电阻R 。

+–

V I +–

V O

图10-2

解：根据已知条件，确定稳压管的最大工作电流I zmax 。 将式

Imax z Imin z zmax Lmin zmin Lmax V V V V R I I I I --<<++取等号，有Imax z Imin z zmax Lmin zmin Lmax

V V V V

I I I I --=++，并设稳

习题

题10-1 在图P10-1所示的单相桥式整流电路中，已知变压器副边电压U2＝10V(有效值)：

图P10-1

②工作时，直流输出电压U O(A V)=?

②如果二极管VD1虚焊，将会出现什么现象？

③如果VD1极性接反，又可能出现什么问题？

④如果四个二极管全部接反，则直流输出电压U O(A V)=?

解：①正常时工作时，直流输出电压U O(A V)=0.9 U2=9V

②如果二极管VD1虚焊，将成为半波整流U O(A V)=0.45 U2=4.5V

③如果VD1极性接反，U2负半周VD1、VD3导通，负载短路，产生极大的电流，造成二极管和变压器烧毁。

③如果四只二极管全部接反，则直流输出电压U O(A V)=－9V。

题10-2图P10-2是能输出两种整流电压的桥式整流电路。

（1）试分析各个二极管的导电情况，在图上标出直流输出电压U O(A V)1和U O(A V)2对地的极性，并计算当U21=U22=20V(有效值)时，U O(A V)1和U O(A V)2各为多少？（2）如果U21=22V，U22=18V，则U O(A V)1和U O(A V)2各为多少？

（3）在后一种情况下，画出u o1和u o2的波形并估算各个二极管的最大反向峰值电压将各为多少？

图P10-2

解：（1）均为上“+”、下“-”。即U O(A V)1对地为正，U O(A V)2对地为负。

均为全波整流。

U O(A V)1和U O(A V)2为：U O(A V)1=-U O(A V)2≈0.9U 21=0.9*20=18V

（2）如果U 21=22V ，U 22=18V ，则U O(A V)1和U O(A V)2为

模拟电子技术复习资料总结

第一章半导体二极管

一.半导体的基础知识

1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。

2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。

3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。

4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。

5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。 *P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。

*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。

6.杂质半导体的特性

*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。

*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。

*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。

7. PN结

* PN结的接触电位差---硅材料约为~，锗材料约为~。

* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。

8. PN结的伏安特性

二. 半导体二极管

*单向导电性------正向导通，反向截止。

*二极管伏安特性----同ＰＮ结。

*正向导通压降------硅管~，锗管~。

*死区电压------硅管，锗管。

3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:

若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);

若 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。

1）图解分析法

该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。

2) 等效电路法

直流等效电路法