本節我們開始講電源相關的電路，由於這個系列屬於模電，我們僅限於講直流電源。
直流電源大致可分為線性電源和開關電源，二者的從原理上區分，主要在於其電路中的主功率輸出管（三極管或mos）工作的狀態不同，線性電源工作在線性區（也即放大區），而開關電源工作在開關區（也即飽和區和截止區）。
1）線性電源的原理
一個簡單的線性電源的原理圖如下所示：
主要分為三個部分：
a）基准電壓源，為電路提供一個不隨外界變化的參考電壓；圖中是最左邊的穩壓管和電阻實現的，可以實現當輸入電壓發生變化時，供給后端的參考電壓大致保持不變；
b）比較放大電路，用於實現將基准源和輸出電壓（或輸出電壓的分壓）比較，將誤差放大之后去控制調整管；圖中是運算放大器實現的；
c）調整管，也就是主輸出的功率管，用於控制輸出電壓；圖中Q1是調整管；
d）輸出取樣電路，從輸出端電壓取樣后，送給放大電路比較；圖中是R2和R4將輸出分壓后得到的。
整個電路的工作過程如下：
當輸入電壓升高時，會使得輸出電壓Vo有升高的趨勢；Vo升高會使得Vn升高；而由於Vref基准電壓源基本不變化，Vn升高會使得運放的輸出降低；調整管Q1工作為射級跟隨器的狀態，其基極電壓降低時，即會使得射級電壓Vo也降低，抑制了Vo升高的趨勢。
當輸入電壓降低時，分析結果也是一樣的，電路會抑制Vo降低的趨勢。
所以，該電路能夠保持輸出電壓Vo的穩定。
由於運放的輸入虛短特性，可以認為Vn=Vref，所以其輸出Vo=Vn*(R3+R4)/R4=Vref*(R3+R4)/R4。圖中電路的參數計算如下：
Vref=6.2V，則Vo=6.2V*(1k+1k)/1k=12.4V，與仿真結果是相符的。
如果想要調整輸出電壓Vo，最簡單的方法是改變圖中R2和R4的比值。
2）線性電源的效率
一般情況下，相比於輸出電流I，線性電源自身的基准電壓源、放大器、取樣等電路消耗的功率比較小，工程實現時經常忽略不計，即可以認為線性電源的輸入電流和輸出電流大致相等，而線性電源自身的功耗可以認為就是調整管上的功耗。
整個電路的功耗為調整管功耗+負載RL上的功耗，又由於調整管上的電流和負載RL上的電流近似相等，所以線性電源的效率近似為：
η = Po/Pi = Vo*I/(Vi*I) = Vo/Vi
即線性電源的效率近似為輸出電壓比上輸入電壓。
以1）中仿真圖的參數計算，則效率近似為η = 12.4/24 = 51.7%；輸出電流為 I = Vo/RL = 124mA；則線性電壓自身的功耗可以近似為124mA*（24V-12.4V）= 1.4384W。
3）線性電源的特性
由上述電路分析可以知道，線性電源的調整管工作在放大區，調整管分掉了部分電壓，使得輸出Vo得到穩定，所以，線性電源的輸出總是會比輸入電源低一些（如果是調整管三極管則是CE級的壓降，如果是MOS管則是DS間的壓降），一般至少會低1~2V，也有低壓差的線性電源可以做到只低0.3~0.5V，這種低壓差的線性電源專業術語簡稱為LDO（low dropout regulator）。只能用於降壓電路。
線性電源是由調整管分壓來實現輸出電壓穩定的，也即是有（Vi-Vo）的電壓是加在調整管上的，如果輸入電壓Vi比輸出電壓Vo高出比較多，則會有大部分的壓降消耗在調整管上，使得線性電源的效率降低。有時候其自身功耗很大時，需要加散熱片。
另外線性電源由於結構簡單，整個反饋環路只有分壓電阻、運放、調整管，響應速度非常快，對於紋波的抑制和瞬態響應都有很好的效果；也是因為它的原理簡單，電路的穩定性和可靠性都比較高。
4）常用的線性電源舉例
常用的固定輸出的線性電源有：78xx系列，1117系列等。78xx系列有5V、9V、12V、15V等多種電壓輸出，如7805就是輸出固定5V的具體型號；1117一般用於電壓較低的場合，有5V、3.3V、2.5V等多種電壓輸出。
使用線性電源時，需要注意以下幾點：
a）輸入電壓不能高於線性電源的最大輸入電壓；
b）輸出電流不能大於線性電源的最大輸出電流；
c）輸入輸出的壓差不能太小，確保輸入電壓高於輸出一定的電壓，如78xx系列要求至少高出2V，1117系列的要求高出1V，某些低壓差的線性電源（LDO）可以低至0.3~0.4V，這個數值需要查閱芯片手冊獲取，這類常用的芯片很多芯片廠家都有生產，各家的參數會有細微不同；
d）線性電源自身的功耗不能太大，可以用 (Vi-Vo)*I 這個公式來估算自身的功耗，如果比較大，會發熱嚴重，可能會熱保護或者燒壞芯片，則需要增加散熱片。
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