模電學(xué)習(xí)心得(編輯修改稿)
2024-10-17 17:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 整流的作用是將交流信號(hào)轉(zhuǎn)化為方向單一的直流信號(hào)，在此，我覺得更好的理解是利用二極管的單向?qū)щ娦詫㈩l率單一的信號(hào)變成了頻率豐富的信號(hào)（原信號(hào)的頻譜完全集中在它的角頻率上，而整流后的信號(hào)，在頻率為0（即直流）、原角頻率的兩倍、及原角頻率的偶數(shù)倍都有頻譜分布，而且，在頻率為零處的功率最大），而我們想要的，只是直流信號(hào)（即頻率為零的信號(hào)）。此時(shí)，我們用一個(gè)理想低通濾波器便可將直流信號(hào)提取出來(lái)、把其他頻率的交流信號(hào)濾去，但實(shí)際上理想低通是不存在的，我們只有用性能并不是很好的RC濾波器先將低頻部分提取出來(lái)，此時(shí)，我們得到的信號(hào)已經(jīng)與直流信號(hào)差不多，只是還有些少量的交流信號(hào)。接著，我們便利用穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓特性進(jìn)而將小的交流信號(hào)也濾去！1電容降壓的工作原理并不復(fù)雜。他的工作原理是利用電容在一定的交流信號(hào)頻率下產(chǎn)生的容抗來(lái)限制最大工作電流。例如，在50Hz的工頻條件下，一個(gè)1uF的電容所產(chǎn)生的容抗約為3180歐姆。當(dāng)220V的交流電壓加在電容器的兩端，則流過(guò)電容的最大電流約為70mA。雖然流過(guò)電容的電流有70mA，但在電容器上并不產(chǎn)生功耗，因?yàn)槿绻娙菔且粋€(gè)理想電容，則流過(guò)電容的電流為虛部電流，它所作的功為無(wú)功功率。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，我們?nèi)绻谝粋€(gè)1uF的電容器上再串聯(lián)一個(gè)阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產(chǎn)生的功耗完全取決于這個(gè)阻性元件的特性。例如，我們將一個(gè)110V/8W的燈泡與一個(gè)1uF的電容串聯(lián)，在接到220V/50Hz的交流電壓上，燈泡被點(diǎn)亮，發(fā)出正常的亮度而不會(huì)被燒毀。因?yàn)?10V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA，它與1uF電容所產(chǎn)生的限流特性相吻合。同理，我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串聯(lián)接到220V/50Hz的交流電上，燈泡同樣會(huì)被點(diǎn)亮，而不會(huì)被燒毀。因?yàn)?W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA。因此，電容降壓實(shí)際上是利用容抗限流。而電容器實(shí)際上起到一個(gè)限制電流和動(dòng)態(tài)分配電容器和負(fù)載兩端電壓的角色。采用電容降壓時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：根據(jù)負(fù)載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當(dāng)?shù)碾娙?，而不是依?jù)負(fù)載的電壓和功率。限流電容必須采用無(wú)極性電容，絕對(duì)不能采用電解電容。而且電容的耐壓須在400V以上。最理想的電容為鐵殼油浸電容。電容降壓不能用于大功率條件，因?yàn)椴话踩?。電容降壓不適合動(dòng)態(tài)負(fù)載條件。同樣，電容降壓不適合容性和感性負(fù)載。當(dāng)需要直流工作時(shí)，盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流。而且要滿足恒定負(fù)載的條件。2當(dāng)TTL電路驅(qū)動(dòng)COMS電路時(shí),如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平（）, 這時(shí)就需要在TTL的輸出端接上拉電阻,以提高輸出高電平的值。OC門電路必須加上拉電阻,以提高輸出的搞電平值。為加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力,有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。在COMS芯片上,為了防止靜電造成損壞,不用的管腳不能懸空,一般接上拉電阻產(chǎn)生降低輸入阻抗,提供泄荷通路。芯片的管腳加上拉電阻來(lái)提高輸出電平,從而提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。提高總線的抗電磁干擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。長(zhǎng)線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾,加上下拉電阻是電阻匹配,有效的抑制反射波干擾。上拉電阻阻值的選擇原則包括:從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大。電阻大,電流小。從確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小。電阻小,電流大。對(duì)于高速電路,過(guò)大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮以上三點(diǎn),通常在1k到10k之間選取。對(duì)下拉電阻也有類似道理。模電學(xué)習(xí)的兩個(gè)重點(diǎn)凡是學(xué)電的，總是避不開模電。上學(xué)時(shí)老師教的知識(shí)，畢業(yè)時(shí)統(tǒng)統(tǒng)還給老師。畢業(yè)后又要從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)，《模電》拿起又放下了 n 次，躲不開啊。畢業(yè)多年后，回頭望，聊聊模電的學(xué)習(xí)，但愿對(duì)學(xué)弟學(xué)妹有點(diǎn)幫助。通觀整本書，不外是，晶體管放大電路、場(chǎng)管放大電路、負(fù)反饋放大電路、集成運(yùn)算放大器、波形及變換、功放電路、直流電源等。然而其中的重點(diǎn)，應(yīng)該是場(chǎng)管和運(yùn)放。何也？按理說(shuō)，場(chǎng)管不是教材的重點(diǎn)，但目前實(shí)際中應(yīng)用最廣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)雙極型晶體管（BJT）。場(chǎng)效應(yīng)管，包括最常見的MOSFET，在電源、照明、開關(guān)、充電等等領(lǐng)域隨處可見。運(yùn)放在今天的應(yīng)用，也是如火如荼。比較器、ADC、DAC、電源、儀表、等等離不開運(yùn)放。場(chǎng)效應(yīng)管是只有一種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件，是一種用輸入電壓控制輸出電流的半導(dǎo)體器件。有 N 溝道和 P 溝道兩種器件。有結(jié)型場(chǎng)管和絕緣柵型場(chǎng)管 IGFET 之分。IGFET 又稱金屬氧化物半導(dǎo)體管 MOSFET。MOS 場(chǎng)效應(yīng)管有增強(qiáng)型 EMOS 和耗盡型 DMOS 兩大類，每一類有 N 溝道和 P 溝道兩種導(dǎo)電類型。學(xué)習(xí)時(shí)，可將 MOSFET 和 BJT 比較，就很容易掌握，功率 MOSFET 是一種高輸入阻抗、電壓控制型器件，BJT 則是一種低阻抗、電流控制型器件。再比較二者的驅(qū)動(dòng)電路，功率 MOSFET 的驅(qū)動(dòng)電路相對(duì)簡(jiǎn)單。BJT 可能需要多達(dá) 20% 的額定集電極電流以保證飽和度，而 MOSFET 需要的驅(qū)動(dòng)電流則小得多，而且通常可以直接由 CMOS 或者集電極開路 TTL 驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。其次，MOSFET 的開關(guān)速度比較迅速，MOSFET 是一種多數(shù)載流子器件，能夠以較高的速度工作，因?yàn)闆]有電荷存儲(chǔ)效應(yīng)。其三，MOSFET 沒有二次擊穿失效機(jī)理，它在溫度越高時(shí)往往耐力越強(qiáng)，而且發(fā)生熱擊穿的可能性越低。它們還可以在較寬的溫度范圍內(nèi)提供較好的性能。此外，MOSFET 具有并行工作能力，具有正的電阻溫度系數(shù)。溫度較高的器件往往把電流導(dǎo)向其它MOSFET，允許并行電路配置。而且，MOSFET 的漏極和源極之間形成的寄生二極管可以充當(dāng)箝位二極管，在電感性負(fù)載開關(guān)中特別有用。場(chǎng)管有兩種工作模式，即開關(guān)模式或線性模式。所謂開關(guān)模式，就是器件充當(dāng)一個(gè)簡(jiǎn)單的開關(guān)，在開與關(guān)兩個(gè)狀態(tài)之間切換。線性工作模式是指器件工作在某個(gè)特性曲線中的線性部分，但也未必如此。此處的“線性”是指 MOSFET 保持連續(xù)性的工作狀態(tài)，此時(shí)漏電流是所施加在柵極
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