1、,电路基础知识,安全篇,一、安全知识！1、定义： （1）BUS电容：220VAC 经全桥整流后滤波、储 能电容称为BUS电容。 BUS电压：BUS电容上的电压称谓BUS电压。（2）热地： BUS电容负端称为热地。 （3）冷地： 经安全隔离后变压器次边第一个整流 后滤波、储能电容负端称为冷地。 见图（1）,图1,2、热地（1）、热地是带电的地，是不安全的。 下面我们来分析带多少伏特电压，带什么波形的电压，见图（2）。,图2,（2）、由图（2）可得结论： 热地带220Vrms 交流50Hz半波电压。最高电压是310V。是很危险的，必须隔离! 产品设计过程中，产品生产过程中，产品到了消费者使用过程中
2、都要十分注意这个电压。 安规就是各个国家管理这个电压法律文件、操作规程。,基础篇,一、电阻 物体对电流的阻碍作用称为电阻。 利用这种阻碍作用做成的元件称为电阻器，简称电阻。 单位：欧姆 参数：功率，阻值，误差是其主要参数。 符号：,1、贴片碳膜电阻：0603,0805,1206型编带电阻。 误差有5%，1%。多用于12V一下电路。2、1/2W, 1W, 2W碳膜，金属膜，金属氧化膜电阻： 在脉冲电路选择电阻功率时，绝不能用万用表直流档 测得电阻两端电压值来计算电阻功率。而要用示波器测电 阻两端电压波形的最高值来计算电阻功率。这样才能保证 可靠性。对于高压脉冲电路要用实芯电阻，不能用薄膜电 阻。
3、,3、热敏电阻： NTC负温度系数：一般用在消除浪涌电路。小电流可恢复保险丝小于10A。 PTC正温度系数：用于消磁等电路4、光敏电阻： 一般用在环境光控制上。5、压敏电阻：防止过电压保护。安全件。6、电位器：种类繁多。是电阻类。,7、电阻串联算法： R1=4.7k R2=5.6K R(等效电阻)=R1+R2 R(等效电阻)=4.7+5.6=10.3欧姆8、电阻并联算法： R1=4.7K R2=5.6K R1*R2 4.7*5.6 R(等效)=-=-=2.56欧姆 R1+R2 4.7+5.6,二、电容电容器是一种能储存电荷能量的元件。能量可以长期保存。单位：法拉 F 瓷片电容：CT低频、CC高
4、频；Pf-nF 薄膜电容：nF-uF 电解电容：1u-几千uF 钽电容： 稳定性能好。 超大型法拉电容1F-几百F参数：耐压，容量，损耗角ESR ，误差，温度特性，频率特性是其主要参数。 电解电容要注意损耗角低ESR。,符号：,主要作用：隔直通交。 注意：电源次级整流后第一个电容要用高频低漏电解电容,1、电容串联计算 C1=4.7uF C2=5.6uF C1*C2 4.7*5.6C(等效电容)=-=-=2.56uF C1+C2 4.7+5.62、电容并联计算 C(等效电容）=C1+C2=4.7+5.6=10.3uF,三、电感电感是一种储能元件，但能量不能长期储存，要立即释放掉。单位：亨利 H参
5、数：电感量，误差，通过电流的最大值是其主要参数。符号： 特性：电流连续，电压跳变。 完成电能-磁能-电能的转换。在转换的时候能量 是连续变化，不能跳变。,1、电感串联算法： L1=4.7uH L2=5.6uH L(等效电感)=L1+L2 L(等效电感)=4.7+5.6=10.3uH2、电感并联算法： L1=4.7uH L2=5.6uH L1*L2 4.7*5.6 L(等效)=-=-=2.56uH L1+L2 4.7+5.6,四、变压器不可做成标准件出售。对于特定的电路单独进行设计。后面专讲。,四、二极管参数：导通最大电流，反向耐压， 电流恢复时间是其主要 参数。类别：小反压开关管，稳压管，高反
6、压大电流二极管， 肖特基二极管： 用于3.3V-5V之间电压整流， 如1N5819、SB560、MBR10100 （适合输出低电压，大电流） 正向压降0.40.8V； 反向恢复时间短1040ns； 反向耐压低：200V 快恢复二极管： 恢复时间小于100ns。如FR 、HER、MUR开头的二极 管，FR107、HER304、MUR860等,二极管符号：,伏安特性曲线,五、三极管,晶体三极管：Bipolar Junction Transistors (BJT) 三端器件，应用时易于控制；用来实现受控源，它是放大器设计的基础。晶体三极管是由两个靠得很近并且背对背排列的PN结，它是由自由电子与空穴作
7、为载流子共同参与导电的，因此晶体三极管晶体三极管：Bipolar Junction Transistors (BJT) 三端器件，应用时易于控制；用来实现受控源，它是放大器设计的基础。也称为双极型晶体管(Bipolar Junction Transistors)，简称BJT。,1、 晶体管的实际结构 (以NPN为例),NPN型晶体管的横截面如左图所示。结构特点： 集电区是包围着发射区的，所以集电结比发射结有更大的结面积，这样使得被注入到薄基区的自由电子很难逃脱被收集的命运。因此， 就非常接近于1， 非常大。,2、物理结构与电路符号,根据PN结的排列方式不同，晶体三极管NPN型和PNP型两种。N
8、PN型三极管的物理结构和电路符号如下图所示。,NPN型(a)物理结构 (b)电路符号,PNP型三极管的物理结构和电路符号如下图所示。,PNP型(a)物理结构 (b)电路符号,结构特点：基区的宽度很薄(m级)，发射区的掺杂浓度远大于基区，集电结的面积大于发射结面积。,3、三极管的工作模式,依据晶体管的发射结(EBJ)和集电结(CBJ)的偏置情况，晶体管的工作模式如下表所示：,晶体管的工作模式,4、晶体管内部载流子的传递(以NPN为例) 偏置电压VBE保证发射结正向偏置，偏置电压VCB保证集电结反向偏置，放大模式时晶体管内部的载流子运动如下图所示。,在发射结处(正偏) ：由两边的多子通过发射结扩散
9、运动而形成的电流。包括： 发射区中的多子(自由电子)通过发射结注入到基区而形成的电子电流 基区的多子(空穴)通过发射结注入到发射区而形成的空穴电流,注意：注入到基区的自由电子边扩散边复合，同时向集电结边界行进。因基区很薄，绝大部分都到达了集电结边界，仅有很小部分被基区中的空穴复合掉（形成电流 ）。,在集电结处(反偏):两边的少子通过集电结漂移而形成的。包括：集电区中少子(空穴)漂移而形成的漂移电流基区中少子(自由电子)漂移而形成的漂移电流发射区注入的大量自由电子经集电结被集电区收集而形成的电流,说明：发射区为高掺杂浓度、基区为低掺杂的浓度，因此有集电区中因 由少数载流子形成的，因此有,正向受控
10、的电流：发射区中的自由电子通过发射结注入、基区扩散(复合)和集电区收集三个环节将发射区的注入电子转化为集电结电流，成为正向受控的电流，且其大小仅受发射结的正向偏置电压VBE控制，而几乎与集电结反向偏置电压VCB无关。寄生电流：其它载流子运动产生的电流对正向受控作用都是无用的，称为寄生电流。,一般情况下，由少子形成的电流 可忽略不计。但随着温度升高，本征激发的增强，基区和集电区的少子剧增，则该电流显著增大。,5、晶体管的各极电流,（1）集电极电流,其中： 为反向饱和电流，常温下很小，可忽略不计。但与温度密切相关，温度每升高10度， 约增大一倍。因此，集电极的电流主要是 ，它主要受发射结的正向偏置
11、电压VBE影响。,其中IS 为饱和电流，与基区的宽度成反比，与发射结的面积成正比，也称为比例(刻度)电流。典型范围为：10-1210-18A。它也与温度有关，温度每升高5度，约增大一倍。,集电极的电流可表示为：,（2）基极电流,其中：IB1是由基区注入到发射区的空穴产生的电流，IB2是基区中的空穴与发射区注入的自由电子复合引起的电流。两者均与 成比例关系。基极电流也与集电极电流成比例关系，它可表示为：,其中称为共发射极的电流放大系数，反映了基极电流对集电极电流的控制能力。对于给定的晶体管，其值为常数，一般在50到200之间，但会受温度影响。,（3）发射极电流,内部看,外部看,其中为共基极电流放
12、大倍数，它反映了发射极电流 转化为集电极电流 的能力。其值一般小于约等于1 。,与 的关系满足： 或者注意：PNP型晶体管的工作原理与NPN型晶体管对应，外部各极电流的大小与NPN型一样，但其实际电流的流向则与NPN型晶体管相反。,6、输入特性曲线,当VCE为常数时，输入特性曲线是描述输入端口电流iB随端口电压vBE变化的曲线。改变参变量VCE的值，得到一组曲线,如左图所示。 当参变量VCE增大时，曲线向右移动，或者当vBE一定时，iB随VCE的增大而减小。,7、 输出特性曲线,它分为四个区域：放大区截止区饱和区击穿区,（1）、放大区,区域： 且 特点：满足,当iB等量增加时，输出特性曲线也将
13、等间隔地平行上移。,（2）、截止区,工程上规定 以下的区域称为截止区。晶体管工作在截止模式时各极电流均为零，即：,（3）、饱和区,当 时，晶体管的两个结均为正偏，晶体管工作在饱和模式。 随着 的减小而迅速减小。,工程上规定： 作为饱和区与放大区的分界线,（4）、击穿区,当 增大到一定值时 ，集电结发生反向击穿，导致集电极电流 剧增，此现象称为击穿。击穿类型为雪崩击穿。,称为击穿电压。,（5）、极限参数,-最大允许集电极电流,-最大允许集电极耗散功率,-集电极反向击穿电压,晶体管安全工作区域：,8、晶体管放大器的基本组态,基 极、发射极可作信号的输入端发射极、集电极 可作信号的输出端,三种基本组态电路,NPN型,PNP型,例题：共发射极放大器电路如图所示,试求UbG Ic UcGUbe=0.7v,
