限幅電路結論

1. 跪求模電實驗報告之半波整流、限幅電路、晶體管特性測試三個實驗報告，不勝感謝！

一、 實驗目的

1.1 觀察單相半波、全波整流輸入、輸出波形。

1.2 了解輸入輸出電壓關系。

二、實驗器材

2.1 通用電學實驗台。

2.2 萬用表一隻、示波器一台。

2. 限幅電路工作原理

1）加上的0.7V是二極體的正向壓降。
2）如果如上題考慮二極體的正向壓降的話，結論應該是：「大於3.7V時輸出都是3.7V」。因為輸入大於3.7V時，二極體導通了。

3. 在MATLAB模擬中 PI調節器：Kp=3，Ki=200，輸出限幅值為10，請問輸出限幅值如何設置

你說的是在Simulink下模擬PI調節器嘛？
如果是，Simulink庫中有Saturation元件可以用作限幅，你在庫中搜索一下吧，好像是Simulink\Nonlinear下

4. 基本積分電路實驗報告

課題 函數發生器設計

一、設計任務
設計一個能產生正弦波、方波和三角波的簡易函數發生器，該發生器的輸出頻率可調，幅值可調。輸出的信號波形完整不失真，輸出阻抗不大於100歐。
二、課題要求
（1）輸出波行：正弦波、方波和三角波
（2）輸出頻率：300HZ--10KHZ可調
（3）輸出幅值：30mv-3v可調
（4）輸出阻抗不大於100歐
三、電路設計參考結構
分析以上設計任務可知，該設計可以有多種實現方案，下面給出三種電路結構供參考。
參考方案一
該方案（圖1.1）特點是：先產生正弦波，而後比較器產生方波；再通過積分器或其它電路產生三角波；最後通過幅值控制和功率放大電路輸出信號。此電路的正弦波發生器的設計要求頻率連續可調，方波輸出要有限幅環節，積分電路的時間參數選擇很重要，保證電路不出現積分飽和失真。

圖1.1 簡易函數發生器參考方案一

參考方案二
方案2見圖1.2，其特點是先產生方波，而後通過積分器或其它電路產生三角波，再用有源濾波器產生正弦波；最後通過幅值控制和功率放大電路輸出信號。此電路的方波發生器的設計要求頻率連續可調，輸出要有限幅環節，積分電路的時間參數選擇保證電路不出現積分飽和失真。

圖1.2 簡易函數發生器參考方案二

參考方案三
方案3見圖1.3，特點是也先產生方波，而後通過積分器或其它電路產生三角波，再用有源濾波器產生正弦波；最後通過幅值控制和功率放大電路輸出信號。此電路的方波發生器的設計要求頻率連續可調，輸出要有限幅環節，積分電路的時間參數選擇保證電路不出現積分飽和失真。

圖1.3 簡易函數發生器參考方案三

四、報告要求
1、課題的任務和要求。
2、課題的不同方案設計和比較，說明所選方案的理由。
3、電路各部分原理分析和參數計算。
4、測試結果及分析：
（1）實測輸出頻率范圍，分析設計值和實測值誤差的來源。
（2）對應輸出頻率的高、中、低三點，分別實測輸出電壓的峰－峰值范圍，分析輸出電壓幅值隨頻率變化的原因。
（3）頻率特性測試，在低頻端選定一個輸出幅值，而後逐步調高輸出頻率，選12～15個測試點，用示波器觀測輸出對應頻率下的輸出幅值，填入自己預做的表格，畫出電路的幅頻特性。
注意：輸出幅值一旦選定，在調節輸出測試頻率點過程中，不能再動！
（4）畫出示波器觀測到的各級輸出波形，並進行分析；若波行有失真，討論失真產生的原因和消除的方法。
5、課題總結
6、參考文獻

5. 二極體限幅電路工作原理是怎樣的

對電路中VD1和VD2作用分析的思路，主要說明。從電路中可以看出，VD1、VD2、VD3和VD4、VD5、VD6兩組二極體的電路結構一樣，這兩組二極體在這一電路中所起的作用是相同的，所以只要分析其中一組二極體的電路工作原理即可。集成電路Al的①腳通過電阻Rl與三極體VT1基極相連，顯然Rl是信號傳輸電阻，將①腳上輸出的信號通過Rl加到VT1基極(由於在集成電路Al的①腳與三極體VT1基極之間沒有隔直電容)。根據這一電路結構可以判斷：集成電路Al的①腳是輸出信號引腳，而且輸出直流和交流的復合信號。確定集成電路Al的①腳是信號輸出引腳的目的，是為了判斷二極體VD1在電路中的具體作用。

6. 模電基本知識點總結有哪些

模電基本知識點總結：

1、集成運算放大器是一種高增益直接耦合放大器，他作為基本的電子器件，可以實現多種功能電路，如電子電路中的比例，積分，微分，求和，求差等模擬運算電路。

2、運算放大器工作在兩個區域：在線性區，他放大小信號；輸入為大信號時，它工作在非線性區，輸出電壓擴展到飽和值。

3、同向放大電路和反相放大電路是兩種最基本的線性應用電路。由此可推廣到求和，求差，積分，和微分等電路。這種由理想運放組成的線性應用電路輸出與輸入的關系（電路閉環特性）只取決於運放外部電路的元件值，而與運放內部特性無關。

4、對含有電阻、電容元件的積分和微分電路可以應用簡單時間常數RC電路的瞬態相應，並結合理想運放電路的特性進行分析。

5、PN結是半導體二極體和組成其他半導體器件的基礎，它是由P型半導體和N型半導體相結合而形成的。絕對純凈的半導體摻入受主雜質和施主雜質，便可製成P型半導體和N型半導體。空穴參與導電是半導體不同於金屬導電的重要特點。

6、當PN結外加正向電壓（正向偏置）時，耗盡區變窄，有電流流過；而外加反向電壓時，耗盡區變寬，沒有電流流過或電流極小，這就是半導體二極體的單向導電性，也是二極體最重要的特性。

7. 二極體雙限幅電路問題

二極體是一種具有兩個電極的器件，它容許電流從一個方向流過，由於這個特點，在電路當中，二極體經常被用來當做反向阻斷來使用。利用二極體的兩種工作狀態，能夠形成限幅電路。限幅電路是指對電路中某一點信號幅度大小進行限制，如果信號沒有達到規定的大小，那麼限幅電路就不會工作。這一過程就稱為二極體限幅電路。那麼當限幅電路出現問題時，如何進行故障處理呢?

圖1 二極體限幅電路
如圖1所示是二極體限幅電路。在電路中，A1是集成電路(一種常用元器件)，VT1和VT2是三極體(一種常用元器件)，R1和R2是電阻器，VD1~VD6是二極體。
電路分析思路說明
對電路中VD1和VD2作用分析的思路主要說明下列幾點：
從電路中可以看出，VD1、VD2、VD3和VD4、VD5、VD6兩組二極體的電路結構一樣，這兩組二極體在這一電路中所起的作用是相同的，所以只要分析其中一組二極體電路工作原理即可。
集成電路A1的①腳通過電阻R1與三極體VT1基極相連，顯然R1是信號傳輸電阻，將①腳上輸出信號通過R1加到VT1基極，由於在集成電路A1的①腳與三極體VT1基極之間沒有隔直電容，根據這一電路結構可以判斷，集成電路A1的①腳是輸出信號引腳，而且輸出直流和交流的復合信號。確定集成電路A1的①腳是信號輸出引腳的目的是為了判斷二極體VD1在電路中的具體作用。
集成電路的①腳輸出的直流電壓顯然不是很高，沒有高到讓外接的二極體處於導通狀態，理由是：如果集成電路A1的①腳輸出的直流電壓足夠高，那麼VD1、VD2和VD3導通，其導通後的內阻很小，這樣會將集成電路A1的①腳輸出的交流信號分流到地，對信號造成衰減，顯然這一電路中不需要對信號進行這樣的衰減，所以從這個角度分析得到的結論是：集成電路A1的①腳輸出的直流電壓，不會高到讓VD1、VD2和VD3導通的程度。
從集成電路A1的①腳輸出的是直流和交流疊加信號，通過電阻R1與三極體VT1基極，VT1是NPN型三極體，如果加到VT1基極的正半周交流信號幅度出現很大的現象，會使VT1的基極電壓很大而有燒壞VT1的危險。加到VT1基極的交流信號負半周信號幅度很大時，對VT1沒有燒壞的影響，因為VT1基極上負極性信號使VT1基極電流減小。

8. 二極體作用，高手總結一下。謝謝。

通過在BJT上連接Shockley二極體來箝位,使得晶體管在導通狀態時其實處於很接近截至狀態.從而提高晶體管的開關速度.這種方法 是74LS,74ALS, 74AS等典型數字IC TTL內部電路中使用

二極體的作用總結

二極體的應用
1、檢波用二極體

就原理而言，從輸入信號中取出調制信號是檢波，以整流電流的大小（100mA）作為界線通常把輸出電流小於100mA的叫檢波。鍺材料點接觸型、工作頻率可達400MHz，正向壓降小，結電容小，檢波效率高，頻率特性好，為2AP型。類似點觸型那樣檢波用的二極體，除用於檢波外，還能夠用於限幅、削波、調制、混頻、開關等電路。也有為調頻檢波專用的特性一致性好的兩只二極體組合件。

2、整流用二極體

就原理而言，從輸入交流中得到輸出的直流是整流。以整流電流的大小（100mA）作為界線通常把輸出電流大於100mA的叫整流。面結型，工作頻率小於KHz，最高反向電壓從25伏至3000伏分A～X共22檔。分類如下：①硅半導體整流二極體2CZ型、②硅橋式整流器QL型、③用於電視機高壓硅堆工作頻率近100KHz的2CLG型。

3、限幅用二極體

大多數二極體能作為限幅使用。也有象保護儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極體。為了使這些二極體具有特別強的限制尖銳振幅的作用，通常使用硅材料製造的二極體。也有這樣的組件出售：依據限制電壓需要，把若干個必要的整流二極體串聯起來形成一個整體。

4、調制用二極體

通常指的是環形調制專用的二極體。就是正向特性一致性好的四個二極體的組合件。即使其它變容二極體也有調制用途，但它們通常是直接作為調頻用。

5、混頻用二極體

使用二極體混頻方式時，在500～10,000Hz的頻率范圍內，多採用肖特基型和點接觸型二極體。

6、放大用二極體

用二極體放大，大致有依靠隧道二極體和體效應二極體那樣的負阻性器件的放大，以及用變容二極體的參量放大。因此，放大用二極體通常是指隧道二極體、體效應二極體和變容二極體。

7、開關用二極體

有在小電流下（10mA程度）使用的邏輯運算和在數百毫安下使用的磁芯激勵用開關二極體。小電流的開關二極體通常有點接觸型和鍵型等二極體，也有在高溫下還可能工作的硅擴散型、檯面型和平面型二極體。開關二極體的特長是開關速度快。而肖特基型二極體的開關時間特短，因而是理想的開關二極體。2AK型點接觸為中速開關電路用；2CK型平面接觸為高速開關電路用；用於開關、限幅、鉗位或檢波等電路；肖特基（SBD）硅大電流開關，正向壓降小，速度快、效率高。

8、變容二極體

用於自動頻率控制（AFC）和調諧用的小功率二極體稱變容二極體。***廠商方面也有其它許多叫法。通過施加反向電壓， 使其PN結的靜電容量發生變化。因此，被使用於自動頻率控制、掃描振盪、調頻和調諧等用途。通常，雖然是採用硅的擴散型二極體，但是也可採用合金擴散型、外延結合型、雙重擴散型等特殊製作的二極體，因為這些二極體對於電壓而言，其靜電容量的變化率特別大。結電容隨反向電壓VR變化，取代可變電容，用作調諧迴路、振盪電路、鎖相環路，常用於電視機高頻頭的頻道轉換和調諧電路，多以硅材料製作。

9、頻率倍增用二極體

對二極體的頻率倍增作用而言，有依靠變容二極體的頻率倍增和依靠階躍（即急變）二極體的頻率倍增。頻率倍增用的變容二極體稱為可變電抗器，可變電抗器雖然和自動頻率控制用的變容二極體的工作原理相同，但電抗器的構造卻能承受大功率。階躍二極體又被稱為階躍恢復二極體，從導通切換到關閉時的反向恢復時間trr短，因此，其特長是急速地變成關閉的轉移時間顯著地短。如果對階躍二極體施加正弦波，那麼，因tt（轉移時間）短，所以輸出波形急驟地被夾斷，故能產生很多高頻諧波。

10、穩壓二極體

是代替穩壓電子二極體的產品。被製作成為硅的擴散型或合金型。是反向擊穿特性曲線急驟變化的二極體。作為控制電壓和標准電壓使用而製作的。二極體工作時的端電壓（又稱齊納電壓）從3V左右到150V，按每隔10%，能劃分成許多等級。在功率方面，也有從200mW至100W以上的產品。工作在反向擊穿狀態，硅材料製作，動態電阻RZ很小，一般為2CW型；將兩個互補二極體反向串接以減少溫度系數則為2DW型。

11、PIN型二極體（PIN Diode）

這是在P區和N區之間夾一層本徵半導體（或低濃度雜質的半導體）構造的晶體二極體。PIN中的I是「本徵」意義的英文略語。當其工作頻率超過100MHz時，由於少數載流子的存貯效應和「本徵」層中的渡越時間效應，其二極體失去整流作用而變成阻抗元件，並且，其阻抗值隨偏置電壓而改變。在零偏置或直流反向偏置時，「本徵」區的阻抗很高；在直流正向偏置時，由於載流子注入「本徵」區，而使「本徵」區呈現出低阻抗狀態。因此，可以把PIN二極體作為可變阻抗元件使用。它常被應用於高頻開關（即微波開關）、移相、調制、限幅等電路中。

12、 雪崩二極體 (Avalanche Diode)

它是在外加電壓作用下可以產生高頻振盪的晶體管。產生高頻振盪的工作原理是欒的：利用雪崩擊穿對晶體注入載流子，因載流子渡越晶片需要一定的時間，所以其電流滯後於電壓，出現延遲時間，若適當地控制渡越時間，那麼，在電流和電壓關繫上就會出現負阻效應，從而產生高頻振盪。它常被應用於微波領域的振盪電路中。

13、江崎二極體 （Tunnel Diode）

它是以隧道效應電流為主要電流分量的晶體二極體。其基底材料是砷化鎵和鍺。其P型區的N型區是高摻雜的（即高濃度雜質的）。隧道電流由這些簡並態半導體的量子力學效應所產生。發生隧道效應具備如下三個條件：①費米能級位於導帶和滿帶內；②空間電荷層寬度必須很窄（0.01微米以下）；簡並半導體P型區和N型區中的空穴和電子在同一能級上有交疊的可能性。江崎二極體為雙端子有源器件。其主要參數有峰谷電流比（IP／PV），其中，下標「P」代表「峰」；而下標「V」代表「谷」。江崎二極體可以被應用於低雜訊高頻放大器及高頻振盪器中（其工作頻率可達毫米波段），也可以被應用於高速開關電路中。

14、快速關斷（階躍恢復）二極體 (Step Recovary Diode)

它也是一種具有PN結的二極體。其結構上的特點是：在PN結邊界處具有陡峭的雜質分布區，從而形成「自助電場」。由於PN結在正向偏壓下，以少數載流子導電，並在PN結附近具有電荷存貯效應，使其反向電流需要經歷一個「存貯時間」後才能降至最小值（反向飽和電流值）。階躍恢復二極體的「自助電場」縮短了存貯時間，使反向電流快速截止，並產生豐富的諧波分量。利用這些諧波分量可設計出梳狀頻譜發生電路。快速關斷（階躍恢復）二極體用於脈沖和高次諧波電路中。

15、肖特基二極體 （Schottky Barrier Diode）

它是具有肖特基特性的「金屬半導體結」的二極體。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外，還可以採用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導體材料採用硅或砷化鎵，多為N型半導體。這種器件是由多數載流子導電的，所以，其反向飽和電流較以少數載流子導電的PN結大得多。由於肖特基二極體中少數載流子的存貯效應甚微，所以其頻率響僅為RC時間常數限制，因而，它是高頻和快速開關的理想器件。其工作頻率可達100GHz。並且，MIS（金屬－絕緣體－半導體）肖特基二極體可以用來製作太陽能電池或發光二極體。

16、阻尼二極體

具有較高的反向工作電壓和峰值電流，正向壓降小，高頻高壓整流二極體，用在電視機行掃描電路作阻尼和升壓整流用。

17、瞬變電壓抑制二極體

TVP管，對電路進行快速過壓保護，分雙極型和單極型兩種，按峰值功率（500W－5000W）和電壓（8.2V～200V）分類。

18、雙基極二極體（單結晶體管）

兩個基極，一個發射極的三端負阻器件，用於張馳振盪電路，定時電壓讀出電路中，它具有頻率易調、溫度穩定性好等優點。

19、發光二極體

用磷化鎵、磷砷化鎵材料製成，體積小，正向驅動發光。工作電壓低，工作電流小，發光均勻、壽命長、可發紅、黃、綠單色光。

鉗位 的意思就是說二極體導通的情況下管壓被限制在一定電壓,無論加多大都不能改變兩端的電壓

9. 空調的恆溫器應用滯回比較器的什麼原理

滯回電壓比較器
來源：綜合電子論壇
滯回電壓比較器
從輸出引一個電阻分壓支路到同相輸入端，組成如圖11-4-4(a)所示電路。
(a) 電路圖 (b) 傳輸特性
圖11-4-4 滯回電壓比較器
工作原理
當ui從零逐漸增大，且ui ≤UTH1時，u0=U+om，UTH1稱為上限觸發電平，或稱為上限閾值。UTH1可用疊加原理求出
當輸入電壓ui ≥UTH1時，u0=U-om。此時觸發電平變為UTH2，稱為下限觸發電平，或下限閾值。
當ui 逐漸減小，且ui=UTH2以前，u0始終等於U-om。當輸入電壓變化到ui ≤UTH2以後，u0=U+om。因此出現了如圖11-4-4(b)所示的滯回特性曲線。
定義二閾值之差△U=UTH1-UTH2為回差電壓。
單限比較器和滯回比較器在輸入電壓單一方向變化時，輸出電壓只躍變一次，因而不能檢測輸入電壓是否在兩個給定電壓之間，而窗口比較器具有這一功能。如圖所示為一種雙限比較器，外加參考電壓
，電阻
和穩壓管DZ構成限幅電路。
窗口比較器資料原理：
★當輸入電壓
時，
，所以集成運放A1的輸出
，A2的輸出
。使得二極體D1導通D2截止，電流通路如圖所標注，穩壓管DZ工作在穩壓狀態，輸出電壓
★當輸入電壓時，
所以集成運放A1的輸出
，A2的輸出
。使得二極體D2導通D1截止，電流通路如圖所標注，穩壓管DZ工作在穩壓狀態，輸出電壓
，所以D1和D2均截止，穩壓管截止，
URH和URL分別為比較器的兩個閾值電壓，設URH和URL均大於零，則傳輸特性如圖（b）所示。
通過以上三種電壓比較器的分析，可得出如下結論：
☆在電壓比較器中，集成運放多工作在非線性區，輸出電壓只有高電平和低電平兩種可能的情況。
☆一般用電壓傳輸特性來描述輸出電壓與輸入電壓的函數關系。
☆電壓傳輸特性的三個要素是輸出電壓的高、低電平，閾值電壓和輸出電壓的躍變方向。輸出電壓的高、低電平決定於限幅電路；令uN=uP，所求的uI就是閾值電壓；uI等於閾值電壓時輸出電壓的躍變方向決定於輸入電壓作用於同相輸入端還是反相輸入端。