串联型三极管稳压电路
简单的稳压电路
簡单的穩压電路交流电经过整流可以变成直流电，但是它的电压是不稳定的：供电电压的变化或用电电流的变化，都能引起电源电压的波动。
要获得稳定不变的直流电源，还必须再增加稳压电路。
要了解稳压电路的工作，得从稳压管说起。
一、有“特异功能”的二极管稳压管一般三极管都是正向导通，反向截止；加在二极管上的反向电压、如果超过二极管的承受能力，二极管就要击穿损毁。
但是有一种二极管，它的正向特性与普通二极管相同，而反向特性却比较特殊：当反向电压加到一定程度时，虽然管子呈现击穿状态，通过较大电流，却不损毁，并且这种现象的重复性很好；反过来着，只要管子处在击穿状态，尽管流过管子的电在变化很大，而管子两端的电压却变化极小起到稳压作用。
这种特殊的二极管叫稳压管。
稳压管的型号有2CW 、2DW 等系列，它的电路符号如图5－17所示。
稳压管的稳压特性，可用图5一18所示伏安特性曲线很清楚地表示出来。
稳压管是利用反向击多区的稳压特性进行工作的，因此、稳压管在电路中要反向连接。
稳压管的反向击穿电压称为稳定电压、不同类型稳压管的稳定电压也不一样，某一型号的稳压管的稳压值固定在口定范围。
例如：2CW11 的稳压值是3.2伏到4．5伏，其中某一只管子的稳压值可能是3．5伏，另一只管子则可能是4，2伏。
在实际应用中，如果选择不到稳压值符合需要的稳压管，可以选用稳压值较低的稳压管，然后串联一办或几只硅二极管“枕垫”，把稳定电压提高到所需数值。
这是利用硅二极管的正向压降为0．6～0．7伏的特点来进行稳压的。
因此，二极管在电路中必须正向连接，这是与稳压管不同的。
稳压管稳压性能的好坏，可以用它的动态电阻r来表示：显然，对于同样的电流变化量ΔI，稳压管两端的电压变化量ΔU越小，动态电阻越小，稳压管性能就越好。
稳压管的动态电阻是随工作电流变化的，工作电流越大。
动态电阻越小。
因此，为使稳压效果好，工作电流要选得合。
工作电流选得大些，可以减小动态电阻，但不能超过管子的最大允许电流（或最大耗散功率）。
第六章直流稳压电源习题及答案
第六章直流稳压电源习题及答案第六章直流稳压电源⼀、填空题1、稳压电路使直流输出电压不受或的影响。
2、硅稳压⼆极管的稳压电路中，硅稳压⼆极管必须与负载电阻。
限流电阻不仅有作⽤，也有作⽤。
3、硅稳压⼆极管的动态电阻越，说明其反向特性曲线越陡，稳压性能越好。
4、串联型晶体三极管稳压电路的基本原理是将⼀个称为调整管的晶体三极管作为可变电阻，调整管和负载串联，当输出电压增加时，调整管的等效电阻，反之亦然。
5、如图7-7所⽰电路中，两只稳压管的稳压值分别Uz1＝8.2V,U Z2=6.3V,其正向管压降均为0.7V，则图（a）的输出电压为；图（b）的输出电压为；图（c）的输出电压为；图（d）的输出电压为。
图7-76、整流电路将电压变成脉动的电压。
7、直流稳压电路的作⽤是当电⽹电压波动、负载和温度变化时，维持输出稳定。
8、根据稳定器件与负载的连接⽅式来划分，最基本的稳压电路有两⾯三⼑种：①是⽤硅稳压⼆极管构成的型稳压电路；②是⽤晶体三极管或集成电路组成的型稳压电路。
9、在硅稳压管稳压电路中，稳压管利⽤⾃⾝特性调节了流过负载的，限流电阻则与稳压管配合承担了引起输出电压不稳的变化量，从⽽保证了稳定的输出。
10、稳压管的电流调节作⽤是硅稳压管稳压电路能的关键。
11、串联型稳压电路是靠调整管作为元件。
从负反馈放⼤器的⾓度来看，这种电路属于负反馈电路。
调整管连接成射极跟随器，输出电压与基准电压成⽐，与反馈系数成⽐。
当基准电压与反馈系数已定时，输出也就确定了。
反馈越深时，调整作⽤越输出电压也就越，电路的稳压系数和输出电阻也就越。
12、串联型稳压电路中调整管⼯作在区，在负载电流较⼤时，调整管的集电极损耗相当，电源的效率较。
13、右图电路的名称是桥式整流滤波电路若u2=20V。
则u o=____若C开路，u o= ___若D1开路，u o= ___若C和D2开路，u o= __若R L开路，u o= __若R L=50Ω，则⼆极管的参数I F= ______ ，U RM=____电容C的参数选择 C=___ ，耐压=14、稳压管⼯作于PN结特性的________区，使⽤中要注意______________。
三极管典型用法
三极管典型用法
三极管典型用法如下：
1.放大。
三极管的放大功能是其最主要的用途之一。
在放大电路中，三极管可以将微弱的输入信号放大为较大的输出信号。
2.开关。
三极管也可以用作电子开关，在电路中接通或断开。
3.检波。
在收音机中，三极管可以用来检波，将音频信号从高频调幅信号中检出。
4.稳压。
在串联型稳压电路中，三极管可以作为调整管，将输出电压稳定在规定值。
5.光控。
在光控电路中，三极管可以用来控制光电管，将光信号转换为电信号。
三极管串联型稳压电源电路安装与调试教案
3、各类元器件。
任务导入当今社会，人们极大地享受电子设备带来的便利，任何电子设备都有一个共同的电路，——电源电路。
当负载电流较大，而且要求输出电压可调且稳压特性较好时，一般采用三极管串联型直流稳压电源电路。
下面学习如何制作一个输出电压可以调节的稳压电源。
实训原理一、原理图5 电容100µF/25V1只6 电容220µF/25V1只7 电阻510Ω1只8 电位器0~1KΩ1只9 电阻1KΩ1只10 三极管8050 1只11 三极管9013 1只12 电阻560Ω1只13 电阻390Ω1只任务实施一、环境与安全要求1、环境要求（1）带漏电保护器的单相交流电源。
（2）安装平台不允许放置其他器件、工具与杂物、要保持整洁。
（3）在操作过程中，工具与器件不得乱摆乱放，注意规范，在万能板上安装元器件时，要注意前后、上下位置。
（4）操作结束后，要将工位整理好，收拾好器材与工具，清理台面和地上杂物，关闭电源等等。
2、安装工艺要求（1）元器件布局合理。
（2）电路各焊点要大小均匀，光泽牢固，严禁出现虚焊或漏焊。
（3）正确连接导线，要求单片布线，不允许出现斜线或飞线。
（4）电路各连接点要可靠、牢固。
（5）电路中同一接线端子的连接导线不能超过2根。
3、安装过程的安全要求安全过程要必须要做到“安全第一”，具体要遵守以下要求：（1）正确使用电烙铁、螺丝刀、尖嘴钳等工具，防止在操作过程中出现安全事故。
（2）正确连接电源，同时接好地线，必须先用万用表检测好所装接线路之后才能通电，以免烧坏。
（3）使用示波器带电测量时，一定要按照示波器使用的要求进行操作。
二、在万能板上进行安装三、数据测量1、当R P下= Ω时，U O=U Omax，U Omax= V,V B2= V，V Z= V，U CE1= V，U C1= V。
2、当R P下= Ω时，U O=U Omin，U Omin= V,V B2= V，V Z= V，U CE1= V，U C1= V。
(精辟)稳压电路的工作原理与简单稳压电源的制作
稳压电路的工作原理与简单稳压电源的制作本文介绍的是制作简单的稳压电源（图1），同学们经过组装、调试，全部达到了预定的要求。
围绕稳压电路，大家提出了许多问题，和老师一起进行了讨论。
同学：交流电经过整流和滤波可以得到比较平滑的直流电，为什么还要进行稳压呢？老师：整流、滤波电路虽然能把变压器副边的交流电变换成波形平滑的直流电，却不能保证负载上直流输出电压的稳定。
首先，电网电压有±10％的波动，经过整流、滤波后，输出电压也要跟着发生±10％的变动；其次，负载电流大小发生变化，变压器副边有内阻也会直接引起输出电压的变动。
同学：这一点我有体会。
上次我在调试整流、滤波电路时发现：不带负载时，用万用电表测量直流输出电压是7V；接上收音机后再去测量，电压就降到了6V。
老师：对。
特别是采用电容滤波的电路这种现象更加突出。
同学：稳压管既然是一种具有稳压作用的二极管，能不能用它组成稳压电路呢？老师：利用稳压管可以组成最简单的稳压电路（图2）。
把负载RL跟稳压管并联，由于稳压管两端的电压是稳定不变的，负载也就得到了稳定的直流电压。
同学：稳压管工作时为什么必须外加反向电压呢？老师：稳压管是一种特殊的二极管，当外加反向电压使它进入击穿状态时，只要在电路上采取措施限制通过它的反向电流，管子就不会损坏。
十分可贵的是，稳压管在击穿状态下，通过管子的电流在一定的范围内变化时，管子两端的电压可以保持基本不变。
稳压管的击穿电压值就是它的稳定电压值。
同学：怎么限制通过稳压管的稳定电流呢？老师：需要注意，稳压管都必须串联一个限流电阻R（参见图2），以保证通过稳压管的电流不超过允许的最大稳定电流值。
另一方面，限流电阻R在稳压电路中还起着电压调整作用。
假定电网电压升高，来自整流滤波电路的直流电压U1也随着升高，引起负载两端电压UL升高。
由于稳压管是与负载并联的，UL只要增大一点点，就会使流过稳压管的电流ID有较大的增加，因为I=ID+IL，I也跟着增大，限流电阻R上的电压降相应增大，把UI 的增加量由R承担下来，保持UL稳定不变。
三极管串联型型稳压电路将交流电变为直流电,
系列晶体管电压调节器类似于电子世界的向导，将野生的和不规则的AC电压转换成平静稳定的DC电压。
这就像有一个团队微小，智慧
的晶体管一起工作保持电源。
这些小晶体管充当电路的守门员，调
整电流的流量，以确保输出电压是正确的。
通过联手配合和和谐工作，创造了可靠稳定的动力来源。
这就像电子的交响曲，由晶体管进行，
以确保一切运行顺利。
下一次你插入你的设备，它像魔法一样起作用，你可以感谢系列晶体管电压调节器成为电子世界的无声英雄！
电路里面有一堆东西，如晶体管，电阻器，电容器。
晶体管被连接在
一起连接到使用电源的东西上我们从晶体管和东西连接的地方得到输出电压电阻器帮助调节向晶体管的电流，电容器就在那里，以平滑输
出电压。
我们把空调电源插进第一个晶体管，从使用晶体管的物体中获取DC电源。
通过仔细调整电阻器和电容器的参数，输出电压可以精确调节，以满
足规定的要求。
使用一系列晶体管电压调节器为将电流（AC）电压转换成直接电流（DC）电压提供了简化而有效的方法，从而构成众多电子设备中不可或缺的电路。
必须承认，这种电路的效率取决于负荷和
输入电压的变化，这突出表明，为确保系统的稳固和可靠运作，精心
设计并选择责任人至关重要。
三极管串联稳压电路
T2
RW1 RW2
RW
UZ UB2 R2
+
RL UO _
2、稳压原理
当 UI 增加或输出电流减小使 Uo升高时
Uo
UB2
UBE2( = UB2-UZ）
Uo
UC2
(9-8)
+
R3
UI _
T1 R
R1
T2
RW1 RW2
RW
UZ UB2 R2
+
RL UO _
3 、输出电压的确定和调节范围
UO
R1 R2 RW RW 2 R2
稳压电路类型
常用稳压电路 (小功率设备)
稳压管 稳压电路
线性 稳压电路
电路最简单，但 是带负载能力差， 一般只提供基准 电压，较少作为 电源使用。
以下主要讨 论线性稳压 电路。
开关型 稳压电路
效率较高，目 前使用很广泛， 下次课再做简 要介绍。
(9-1)
一、 稳压二极管稳压扩展电路
+
+ 实际上是射极输出
S Uo
电阻用来反映稳压电路受负载变化的影响。
定义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出
电流变化量之比。它实际上就是电源戴维南等效 电路的内阻。
(9-10)
四、串联反馈式稳压电路缺点
调整管工作在线性放大区，当负载电流较大时: 损耗 (P=UCE IL) 大
电源的效率 ( =Po/Pi=UoIL/UiIi) 较低
UI iR
–
iZ
T UZ
iL RL
UO
器，Uo=UZ-UBE 。 但带负载的能力比
稳压管强。
–
iR 0, iZ iB iL iE (1 )iB
串联稳压电路的分析
一、简易串联稳压电源1、原理分析图4－1－1是简易串联稳压电源，T1是调整管，D1是基准电压源，R1是限流电阻，R2是负载。
由于T1基极电压被D1固定在UD1，T1发射结电压（UT1）BE在T1正常工作时基本是一个固定值（一般硅管为0.7V，锗管为0.3V），所以输出电压UO＝UD1－（UT1）BE。
当输出电压远大于T1发射结电压时，可以忽略（UT1）BE，则UO≈UD1。
下面我们分析一下建议串联稳压电源的稳压工作原理：假设由于某种原因引起输出电压UO降低，即T1的发射极电压（UT1）E降低，由于UD1保持不变，从而造成T1发射结电压（UT1）BE上升，引起T1基极电流（IT1）B上升，从而造成T1发射极电流（IT1）E被放大β倍上升，由晶体管的负载特性可知，这时T1导通更加充分管压降（UT1）CE将迅速减小，输入电压UI更多的加到负载上，UO得到快速回升。
这个调整过程可以使用下面的变化关系图表示：UO↓→（UT1）E↓→UD1恒定→（UT1）BE↑→（IT1）B↑→（IT1）E↑→（UT1）CE↓→UO↑当输出电压上升时，整个分析过程与上面过程的变化相反，这里我们就不再重复，只是简单的用下面的变化关系图表示：UO↑→（UT1）E↑→UD1恒定→（UT1）BE↓→（IT1）B↓→（IT1）E↓→（UT1）CE↑→UO↓这里我们只分析了输出电压UO降低的稳压工作原理，其实输入电压UI降低等其他情况下的稳压工作原理都与此类似，最终都是反应在输出电压UO降低上，因此工作原理大致相同。
从电路的工作原理可以看出，稳压的关键有两点：一是稳压管D1的稳压值UD1 要保持稳定；二是调整管T1要工作在放大区且工作特性要好。
其实还可以用反馈的原理来说明简易串联稳压电源的工作原理。
由于电路是一个射极输出器，属于电压串联负反馈电路，电路的输出电压为UO＝（UT1）E≈（UT1）B，由于（UT1）B保持稳定，所以输出电压UO也保持稳定。
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串联型三极管稳压电路
1.电路构成
用三极管V代替图8.2中的限流电阻Ｒ，就得到图8.3所示的串联型三极管稳压电路。
在基极电路中，V DZ与Ｒ组成参数稳压器。
图 8.3 串联型三极管稳压电路
2. 工作原理
〔实验〕：
①按图8.3连接电路，检查无误后，接通电路。
②保持输入电压U i不变，改变R L，观察U0。
③保持负载R L不变，改变U L，观察U0。
结论：输出电压U0基本保持不变。
该电路稳压过程如下：
（１）当输入电压不变，而负载电压变化时，其稳压过程如下：
（２）当负载不变，输入电压U增加时，其稳压过程如下：
（３）当ＵＩ增加时，输出电压Ｕ０有升高趋势，由于三极管Ｔ基极电位被稳压管ＤＺ固定，故Ｕ０的增加将使三极管发射结上正向偏置电压降低，基极电流减小，从而使三极管的集射极间的电阻增大，ＵＣＥ增加，于是，抵消了Ｕ０的增加，使Ｕ０基本保持不变．
上述电路虽然对输出电压具有稳压作用，但此电路控制灵敏度不高，稳压性能不理想。
8.3.2 带有放大环节的串联型稳压电路
1．电路组成
在图8.3电路加放大环节．如图8.4所示。
可使输出电压更加稳定。
图８．４带放大电路的串联型稳压电路
取样电路：由Ｒ1、ＲP、Ｒ2组成，当输出电压变大时，取样电阻将其变化量的一部分送到比较放大管的基极，基极电压能反映出电压的变化，称为取样电压；取样电压不宜太大，也不宜太小，若太大，控制的灵敏度下降；若太小，带负载能力减弱。
基准电路：由ＲZ、V DＺ组成，给V２发射极提供一个基准电压，ＲZ为限流电阻，保证V DＺ有一个合适的工作电流。
比较放大管V2：Ｒ4既是V２的集电极负载电阻，又是V１的基极偏置电阻，比较放大管的作用是将输出电压的变化量，先放大，然后加到调整管的基极，控制调整管工作，提高控制的灵敏度和输出电压的稳定性。
调整管V１：它与负载串联，故称此电路为串联型稳压电路，调整管V１受比较放大管控制，集射极间相当于一个可变电阻，用来抵消输出电压的波动。
2．工作原理
（１）当负载R L不变，输入电压ＵＩ减小时，输出电压U０有下降趋势，通过取样电阻的分压使比较放大管的基极电位ＵＢ２下降，而比较放大管的发射极电压不变（ＵＥ２＝ＵＺ），因此ＵBE2也下降，于是比较放大管导通能力减弱，ＵC2升高，调整管导通能力增强，调整管Ｖ1集射之间的电阻ＲCE1减小，管压降ＵCE1下降，使输出电压Ｕ0上升，保证了Ｕ0基本不变。
其过程表示如下：
（2）当输入电压不变，负载增大时，引起输出电压有增长趋势，则电路将产生下列调整过程：
当负载R L减小时，稳压过程相反。
可见，稳压过程实质上是通过负反馈使输出电压维持稳定的过程。
3．提高稳压性能的措施和保护电路
为提高稳压电源的稳压性能，稳压电源的比较放大器可采用其它相应的电路，如图8.5所示电路，即具有恒流源负载的稳压电路。
图中稳压管V DZ2和R5确定V3管的静态工作点的偏置电路，因为V3的基极电位稳定在U VDZ2上，加上R4的负反馈作用，V3的集电极电流I C3恒定
不变。
另外，V3又是比较放大器的V2负载，所以称恒流源负载，由于调整管V1和比较放大管V2都有是PNP管，为了使恒流源电流方向与V2的负载电流方向一致，所以V3必须采用PNP管，因为恒流源具有很高的输出阻抗，使得比较放大器具有很高的电压放大倍数，从而可以提高电源的稳定性能。
其次，由于I C3恒定不变，输入电压U i的变化不能直接加到调整管基极，从而大大削弱了U i的变化对输出的影响，有利于输出电压稳定。
图８．５具有恒流源负载的稳压电源
对于串联型晶体管稳压电路，由于负载和调整很容易串联的，所以随着负载电流的增加，调整管的电流也要增加，从而使管子的功耗增加；如果在使用中不慎，使输出电路短路，则不断电流增加，且管压降也增加，很可能引起调整管损坏。
调整管的损坏可以在非常短的时间内发生，用一般保险丝不能起作用。
因此，通常用速度高的过载保护电路来代替保险丝。
过载保护电路的形式很多。
例1：如图８．6（a），晶体管V3和电阻R5、R6组成过载保护电路。
当稳压电路正常工作时，V3发射极电位比基极电位高，发射结受反向电压作用，使V3处于截止状态，对稳压电路的工作无影响；当负载短路时，V3因发射极电位降低而导通，相当于使V1的基、射极间被V3短路，从而只有少量电流流过调整管，达到保护调整管的目的，而且可以避免整流元件因过电流而损坏。
图８．６过载保护电路
例2：如图８．6（b）由晶体管V3、二极管V D和电阻R5、R M组成过载保护电路。
在二极管V D中流过电流，二极管V D的正向电压U F基本恒定。
正常负载时，负载电流流过R M产生的压降较小，V3的发射结处于反向偏置而截止，对稳压电路无影响；当I L增大到某一值时，R M上的压降增大，V3发射结转变为正偏，V3导通，R C上的压降增大，U CE3减小，即调整管的基极电位降低，调整管的U CE1增加，输出电压U0下降，I L被限制。
从图可以写出V3导通时的发射结电压方程为：
用被限制的电流I L代入上式，即可求出R m来，R m称为过载信号检测电阻或电流取样电阻。
8.3.3 集成稳压器电路
集成稳压器是将调整电路、取样电路、基准电路、启动电路及保护电路集成在一块硅片上构成的芯片。
它完整的功能体系、健全的保护电路、安全可靠的工作性能，给稳压电源的制作带来了极大的方便。
集成电路稳压器的型号很多，按单片的引出端子分类，有三端固定式、三端可调式、和多端可调式等。
三端集成稳压器只有三个端子，安装和使用都很方便。
1．三端固定式集成稳压器
（１）三端固定式集成稳压器外形及管脚排列
三端固定式集成电路稳压器的外形和管脚排如图８．７所示。
图８．７三端固定式集成稳压器外形及管脚排列
（２）三端固定式稳压器的型号组成及其意义
三端固定式集成稳压器的型号组成及其意义如图８．８所示。
国产三端固定式集成稳压器有CW78XX系列（正电压输出）和CW79XX系列（负电压输出），其输出电压有5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、24V，最大输出电流有0.1A、0.5A、1A、1.5A、2.0A等。
图８．８三端固定式集成稳压器型号组成及意义
（３）三端固定式集成稳压器的应用
①固定输出稳压器
在实际上工作中，可根据不同的需要，选取符合要求的CW78XX、CW79XX系列产品。
电路组成如图８．９所示。
图中C1可以防止由于输入引线较长时产生的电感而引起的自激。
C2用来减小由于负载电流瞬时变化而引起的高频干扰。
C3是容量较大的电解电容，主要用来进一步减小输出脉动和低频干扰。
图８．９三端集成稳压器的典型接法
②扩压、扩流和可调电路
如果需要输出电压高于三端稳压器输出电压时，可采用图８．１０所示电路。
图8.10 提高输出电压接线图
（８．１５）
通过调整R2可得所需电压,但它的可调范围小。
当负载电流大于三端稳压器输出电流时，可采用图８．１０（b）所示电路。
图8.11 提高输出电流接线图
>
（８．１６）
由于，且很小，可忽略不计，所以
（其中）（８．１７）式中R为V提供偏置电压，U BE由三极管决定，锗管为０．３V，硅管为０．７V。
要得到可调的输出电压，可采用图8.12所示的电路。
其输出电压表达式如式（８．１５）所示。
图8.12 输出电压可调电路图程序图 8.13 正负对称的稳压电源
③具有正、负电压输出的稳压电源
如图8.14所示，由图可知，电源变压器带有中心抽头并接地，输出端得到大小相等、极性相反的电
压。
2.三端可调式集成稳压器
三端可调式集成稳压器按输出电压分为正电压输出CW317（CW117、CW217）和负电压输出CW337（CW137、CW237）两大类。
按输出电流大小，每个系列又分为L型和M型等。
三端可调集成稳压器克服了固定三端稳压器输出电压不可调的缺点，继承了三端固定式集成稳压器的诸多优点。
三端可调集成稳压器CW317和CW337是一种悬浮式串联调整稳压器，它们的外形如图8.14所示。
图8.14 CW317和CW337外形
典型应用电路如图8.15所示。
>
图8.15 CW317和CW337典型应用电路
为了使电路正常工作，一般输出电流不小于5mA。
输入电压范围在2～40V之间，输出电压可在1.25～37V之间调整。
负载电流可达1.5A，由于调整端的输出电流非常小（50μA）且恒定，故可将其忽略，那
么输出电压可用下式表示：
V。