穩壓二極體工作原理及故障特點

2021-07-17 05:25:27 字數 4492 閱讀 7164

整合線性穩壓電路

1.三端固定式整合穩壓器

如果將前述的串聯型穩壓電源電路全部整合在一塊矽片上,加以封裝後引出三端引腳,就成了三端整合穩壓電源了。

正電壓輸出的78××系列,負電壓輸出的79××系列。其中××表示固定電壓輸出的數值。如:

7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等,指輸出電壓是+5v、+6v、+9v、+12v、+15v、+18v、+24v。79××系列也與之對應,只不過是負電壓輸出。這類穩壓器的最大輸出電流為1.

5a,塑料封裝(to-220)最大功耗為10w(加散熱器);金屬殼封裝(to-3)外形,最大功耗為20w(加散熱器)。

2. 78系列三端整合穩壓器內部電路框圖

3. 三端整合穩壓器的典型應用

⑴固定輸出連線

在使用時必須注意:(vi)和(vo)之間的關係,以w7805為例,該三端穩壓器的固定輸出電壓是5v,而輸入電壓至少大於8v,這樣輸入/輸出之間有3v的壓差。使調整管保證工作在放大區。

但壓差取得大時,又會增加整合塊的功耗,所以,兩者應兼顧,即既保證在最大負載電流時調整管不進入飽和,又不致於功耗偏大。

⑵固定雙組輸出連線

⑶擴大輸出電流連線

二極體d以低消t管vbe壓降而設定,擴大的輸出電流為: ,原輸出電流是io,現可以近似擴大β倍。

⑷擴大輸出電壓範圍

,所以 :

⑹三端可調式整合穩壓電路

其型號有正輸出三端可調式、負輸出三端可調式兩種。如lm317型是正電壓輸出型,lm337是負電壓輸出可調式。其輸出電壓可在1.25~40v之間調節。

其中,vref=1.25v,而iadj很小,通常略去,所以,由公式可得,只要調節r2就能在一定範圍調節輸出電壓的大小。具有正負輸出的實際應用電路如下圖所示。

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整合線性穩壓電路

1.三端固定式整合穩壓器

如果將前述的串聯型穩壓電源電路全部整合在一塊矽片上,加以封裝後引出三端引腳,就成了三端整合穩壓電源了。

正電壓輸出的78××系列,負電壓輸出的79××系列。其中××表示固定電壓輸出的數值。如:

7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等,指輸出電壓是+5v、+6v、+9v、+12v、+15v、+18v、+24v。79××系列也與之對應,只不過是負電壓輸出。這類穩壓器的最大輸出電流為1.

5a,塑料封裝(to-220)最大功耗為10w(加散熱器);金屬殼封裝(to-3)外形,最大功耗為20w(加散熱器)。

2. 78系列三端整合穩壓器內部電路框圖

3. 三端整合穩壓器的典型應用

⑴固定輸出連線

在使用時必須注意:(vi)和(vo)之間的關係,以w7805為例,該三端穩壓器的固定輸出電壓是5v,而輸入電壓至少大於8v,這樣輸入/輸出之間有3v的壓差。使調整管保證工作在放大區。

但壓差取得大時,又會增加整合塊的功耗,所以,兩者應兼顧,即既保證在最大負載電流時調整管不進入飽和,又不致於功耗偏大。

⑵固定雙組輸出連線

⑶擴大輸出電流連線

二極體d以低消t管vbe壓降而設定,擴大的輸出電流為: ,原輸出電流是io,現可以近似擴大β倍。

⑷擴大輸出電壓範圍

,所以 :

⑹三端可調式整合穩壓電路

其型號有正輸出三端可調式、負輸出三端可調式兩種。如lm317型是正電壓輸出型,lm337是負電壓輸出可調式。其輸出電壓可在1.25~40v之間調節。

其中,vref=1.25v,而iadj很小,通常略去,所以,由公式可得,只要調節r2就能在一定範圍調節輸出電壓的大小。具有正負輸出的實際應用電路如下圖所示。

與非門電路介紹

圖15-26甲是我們實驗用的與非門,它也有兩個輸入瑞a、b,圖乙是它在電路中的接法。

空著的輸入端是高電位.當兩個輸入端都空著時,輸出端是低電位,二極體不發光。

可見,與非門跟與門相反,只要有乙個輸入端是低電位,或者兩個輸入端都是低電位,輸出端都是高電位;只是在兩個輸入端都是高電位時,輸出端才是低電位,空著的輸入端是高電位。

與非門的應用

圖15-27是應用與非門的基本電路,只要輸入端有乙個開關低電位間接通,輸出端就是高電位,用電器開始工作。

ttl閘電路

一、 ttl與非門電路

(1)電路結構及工作原理

ttl與非門是ttl邏輯門的基本形式,典型的ttl與非門電路結構如圖8-16所示。該電路由輸入級、倒相級、輸出級三部分組成。

圖8-16 ttl與非門電路及其邏輯符號

輸入級由多發射極三極體t1和電阻r1構成。可以把t1的集電結看成乙個二極體,而把發射結看成與前者背靠背的兩個二極體。這樣,t1的作用和二極體與門的作用完全相同。

倒相級由三極體t2和電阻r2、r3構成。通過t2的集電極和發射極,提供兩個相位相反的訊號,以滿足輸出級互補工作的要求。

輸出級是由三極體t3、t4,二極體d和電阻r4構成的「推拉式」電路。當t3導通時,t4和d截止;反之t3截止時,t4和d導通。倒相級和輸出級的作用等效於邏輯非的功能。

輸入端a、b中至少有乙個為0。設a端為0,其電位約0.3 v;其餘為l,其電位約為3.

6 v。t1對應於輸入端接低電位的發射結導通,設發射結的正嚮導通電壓為0.7 v,此時t1的基極電位為:

該電壓作用於t1管的集電結和t2、t3的發射結,顯然不可能使t2和t3導通,所以t2和t3均處於截止狀態。由於t2截止,其集電極電位接近於電源電壓ucc,因而使t4和d導通,所以輸出端y的電位為:

它實現了「輸入有低,輸出為高」的邏輯關係。

輸入端a、b全為1(設電位約為3.6 v)。ucc通過r1、t1的集電結向t2提供基極電流,使t2飽和,從而進一步使t3飽和導通。輸出端y的電位為:

它實現了「輸入全高,輸出為低」的邏輯功能。此時t2的集電極電位為:

t4、d必然截止。

綜上所述,當t1發射極中有任一輸入為0時,y端輸出為1;當t1發射極輸入全1時,y端輸出為0。實現了與非門的功能。在使用ttl電路時要注意輸入端懸空問題。

當t1發射極全部懸空時,電源ucc仍能通過r1和t1集電結向t2提供基極電流,致使t2和t3導通、t4和d截止,y端輸出為0。當t1發射極中有0輸入,其餘懸空時,則仍由0輸入的發射極決定了t2和t3截止、t4和d導通,y端輸出為1。由此可見,ttl電路輸入端懸空相當於1。

(2).主要外部特性引數

引數是我們了解ttl電路效能並正確使用的依據,下面僅就反映ttl與非門電路主要效能的幾個引數作簡單介紹。

10輸出高電平uoh 。

與非門至少有乙個輸入端接低電平時,輸出電壓的值稱為輸出高電平uoh。產品規範值為uoh≥2.4 v。

20 輸出低電平uol 。

與非門所有輸入端都接高電平時,輸出電壓的值稱為輸出低電平uol。產品規範值為uol≤0.4 v。

30 扇出係數no 。

閘電路的輸出端所能連線的下一級閘電路輸入端的個數,稱為該閘電路的扇出係數no,也稱負載能力。一般no≥8。

40 平均傳輸延遲時間tpd 。

在與非門輸入端加上乙個脈衝電壓,則輸出電壓將對輸入電壓有一定的時間延遲,從輸入脈衝上公升沿的50%處起到輸出脈衝下降沿的50%處的時間叫做上公升延遲時間tpd1;從輸入脈衝下降沿的50%處到輸出脈衝上公升沿的50%處的時間叫做下降延遲時間tpd2。平均傳輸延遲時間tpd定義為tpd1與tpd2的平均值,即:

平均傳輸延遲時間是衡量與非門開關速度的乙個重要引數,此引數值愈小愈好。除了與非門外,ttl閘電路還有與門、或門、非門、或非門、異或門等多種不同功能的產品。如圖8-17所示介紹的是幾種常用的ttl閘電路晶元。

或非門電路圖

或非門的邏輯符號及波形圖如圖8-14所示。

(a) 邏輯符號 (b) 波形圖

圖8-14 或非門電路

或非門的邏輯功能是:輸入全為0,輸出才為1;只要有乙個輸入為1,輸出就為0。或非門真值表如表8-5所示。

表8-5 或非門真值表

或非門的邏輯功能用邏輯表示式描述則為:

(8-5)

或非門也可有兩個或兩個以上的輸入端。

或非門邏輯符號圖

(a) 邏輯符號 (b) 波形圖

或非門的邏輯功能是:輸入全為0,輸出才為1;只要有乙個輸入為1,輸出就為0。或非門真值表如表所示。

表8-5 或非門真值表

或非門的邏輯功能用邏輯表示式描述則為:

或非門也可有兩個或兩個以上的輸入端。

cmos邏輯閘電路

cmos邏輯閘電路是在ttl電路問世之後 ,所開發出的第二種廣泛應用的數字整合器件,從發展趨勢來看,由於製造工藝的改進,cmos電路的效能有可能超越ttl而成為佔主導地位的邏輯器件 。cmos電路的工作速度可與ttl相比較,而它的功耗和抗干擾能力則遠優於ttl。此外,幾乎所有的超大規模儲存器件 ,以及pld器件都採用cmos藝製造,且費用較低。

早期生產的cmos閘電路為4000系列 ,隨後發展為4000b系列。當前與ttl相容的cmo器件如74hct系列等可與ttl器件交換使用。下面首先討論cmos反相器,然後介紹其他cmo邏輯閘電路。

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