潘昌鵬，陳 恒，代文鵬，樊慶強(qiáng)，王國(guó)偉

（西京學(xué)院，陜西 西安 710123）

隨著科技的發(fā)展，半導(dǎo)體、電路等工業(yè)的高速發(fā)展帶動(dòng)了集成電路的迅猛發(fā)展，如今可以說(shuō)是人類進(jìn)入了集成電路的時(shí)代。電子信息這類的高新科技產(chǎn)業(yè)，其中重要組成部分就是集成電路。由于電子行業(yè)的快速發(fā)展，集成電路本身也在不斷地更新?lián)Q代。由以前早期的初期的電子管、簡(jiǎn)易的晶體管、較小規(guī)模集成電路，慢慢發(fā)展到現(xiàn)在的超大規(guī)模集成電路和其他許多根據(jù)特定要求制作的特殊功能的集成電路。其中三端穩(wěn)壓器已經(jīng)是人們?cè)谏钆c生產(chǎn)中不可缺少的器件了，有分離的單個(gè)的器件組成的穩(wěn)壓器也有集成的穩(wěn)壓器，集成的穩(wěn)壓器件相對(duì)占用面積比較小，功能也比較穩(wěn)定等，在很多的電子產(chǎn)品中都是運(yùn)用這種集成的[1]。

1 三端穩(wěn)壓電路簡(jiǎn)介

三端穩(wěn)壓電路都是以三端穩(wěn)壓器為基礎(chǔ)組成的，三端穩(wěn)壓器是把各個(gè)可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)功能的電路集成在一個(gè)芯片上，并且把電路中的電阻、電容PNP等單個(gè)的電子器件集成在一起，然后再把其中需要連接外部電路的部分外接出來(lái)，電路中通常可以和外部連接的部分是3個(gè)管腳：輸入腳、接地腳、輸出腳，如圖1所示。在一般穩(wěn)壓電流電壓源的時(shí)候，如果需要它輸出的電流為1.5 A左右，通常是把幾個(gè)穩(wěn)壓電路通過(guò)并聯(lián)的方法連接在一起，這樣正常的話就可以得到輸出為1.5 A的穩(wěn)壓電流源。但是在連接的時(shí)候一定要使用一個(gè)生產(chǎn)廠商出產(chǎn)的穩(wěn)壓器件，而且還得是同一個(gè)類型編碼的，在連接的同時(shí)還給電路的輸出空著一定的范圍，以確保電路不會(huì)由于電路有時(shí)電流過(guò)大而導(dǎo)致整個(gè)電路燒壞[2]。

2 穩(wěn)壓電路類型

輸入電壓通過(guò)多個(gè)二極管整流和電容濾波之后的電壓會(huì)跟著輸入的交流電壓變化而變化，當(dāng)輸出負(fù)載電阻變化時(shí)輸出電壓也會(huì)隨著負(fù)載的變化而發(fā)生變化，這種輸出電壓值的變化可能是因?yàn)闇y(cè)量值發(fā)生了誤差所造成的，這樣就可能會(huì)引起電子元器件工作不穩(wěn)定，因此在需要時(shí)就必須改變輸入電壓和負(fù)載電阻，就可以使輸出電壓能夠穩(wěn)定構(gòu)成一個(gè)比較穩(wěn)定的電路，而穩(wěn)壓電路可以直接實(shí)現(xiàn)這種電路的功能。穩(wěn)壓電路又可以由輸入電源的不同而分兩種，一種就是直流型的，它主要是由輸入電源是直流的；另一種是交流型的，它的輸入電源是交流的。直流輸入型的相對(duì)于交流來(lái)說(shuō)就是在使用的時(shí)候比較方便，而且電路也會(huì)相應(yīng)的簡(jiǎn)單一些。在現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)中一般在穩(wěn)壓電路中采用串聯(lián)電路[3]。

2.1 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由4部分組成，電路中有3個(gè)電阻是對(duì)輸入信息取入的，圖2是串聯(lián)電路連圖。電路圖中的電阻R3和電路圖中的穩(wěn)壓管VZ就可以構(gòu)成一個(gè)基準(zhǔn)電壓，三極管VT2和R4構(gòu)成比較放大環(huán)節(jié)，三極管VT2構(gòu)成調(diào)整環(huán)節(jié)。如果在電路中，電路的輸入的電壓或電路中的輸出的電流的變化使得電路中的輸出的電壓也隨之發(fā)生變化，電路中的檢測(cè)處會(huì)把輸出電壓的一部分送到比較放大的一級(jí)與之進(jìn)行比較，輸入和輸出之間的差值的這一信號(hào)經(jīng)過(guò)下一級(jí)電路進(jìn)行放大后，再通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，從而可以調(diào)節(jié)第一級(jí)的放大電路的壓降，從而就可以使調(diào)節(jié)后的電路中的輸出的電壓保持相應(yīng)的穩(wěn)定值[4]。

圖2 串聯(lián)電路連圖

因此調(diào)節(jié)電路中的滑動(dòng)變阻器RP的電阻值，就可以調(diào)節(jié)電路中輸出的相應(yīng)的電壓的大小。輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍的最大值和最小值分別為：

2.2 三極管串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

在穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)時(shí)，電路中的穩(wěn)壓二極管由于它本身的原因，會(huì)使電路中的電流控制在比較小的數(shù)值，而且電路中電壓值不可以連續(xù)改變。但是現(xiàn)有一類電路，它是通過(guò)串聯(lián)的方式來(lái)控制電路中的電流，使其保持在一個(gè)可以使用的電值中。當(dāng)下這類的穩(wěn)壓電源早被制作成集成電路了，在各類的電子設(shè)計(jì)和電子電路當(dāng)中運(yùn)用量大。當(dāng)然它也有一些不足之處，就是它在電路中工作時(shí)的功耗相對(duì)其他電路連接方式就比較大[5]。

通過(guò)串聯(lián)的方式來(lái)在電路中進(jìn)行穩(wěn)壓方式的電路連接方式，可用圖3來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明，顯然，Uo=U1－UR，當(dāng)電路中的輸入電壓增大的時(shí)候，電路中的滑動(dòng)變阻器R在人為改動(dòng)阻值后而增加，就會(huì)使電路中的電阻電壓有所增加，在一方面就可以說(shuō)是滑動(dòng)變阻器的數(shù)值改變代替了輸入電壓對(duì)電路所造成的影響。但是如果在電路中的負(fù)載電阻電流增加的情況下，滑動(dòng)變阻器在電路中的阻值就要減小，使得滑動(dòng)變阻器的電阻電路中的電壓也相對(duì)減小，在一定程度可以說(shuō)是抵消了由于負(fù)載電流的發(fā)生，從而增加了輸入電壓的減小對(duì)相應(yīng)的輸出的電壓減小的影響[6]。圖4為線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源的電路。

圖3 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源原理示意

圖4 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源電路

其電路原理為：

設(shè)電位器R2的下半部分電阻為R2則：

輸出調(diào)節(jié)范圍為：

通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器可以在電路中得到不同的電流。

3 電路模擬分析

這個(gè)是通過(guò)OrCAD進(jìn)行仿真，直接引入直流電流當(dāng)成輸入電壓的幅值為30 V，負(fù)載RL=500 Ω，通過(guò)調(diào)試輸出的穩(wěn)定電壓[7]，波形如圖5所示。

4 結(jié)語(yǔ)

本文首先介紹三端穩(wěn)壓電路其中的一些組成部分以及在電路中可以起到的作用及其工作原理；其次介紹了三段穩(wěn)壓電路和穩(wěn)壓器的基本知識(shí)。

圖5 仿真分析

[1]孫梅生.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2]黃繼昌，張海貴.實(shí)用單元電路及其應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2014.

[3]王衛(wèi)東.模擬電子電路基礎(chǔ)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2013.

[4]王槐斌，吳建國(guó)，周國(guó)平.電路與電子簡(jiǎn)明教程[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2014.

[5]王輔春.ORCD9.0簡(jiǎn)明教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

[6]OHKAWA N.Fiber-optic multigigabit GaAs MIC front-end circuit with inductor peaking[J].Journal of Lightwave Technology，1988（11）：1665-1671.

[7]TANABE A.A single-chip 2.4GB/S CMOS optical receiver IC with low substrate preamplifier[J].IEEE Journal of Solid-State Circuits，1998（12）：2148-2153.