电工电子技术 教案及习题答案（陈新龙） 第1--10章 电路和电路元件--电气控制技术.docx

第一讲教学章节：第一章 电路和电路元件L1-L2电路与电路模型，电路的基本物理量 教学要求：1、熟悉强电和弱电电路；2、掌握电路元件及其模型；3、掌握电流、电压及 其参考方向；4、了解功率正负的含义；5、掌握电阻、电感和电容元件的伏安特性。教学重点：电路元件及其模型，电流、电压及其参考方向，电阻、电感和电容元件的伏 安特性。教学难点：电流、电压及其参考方向；电感和电容元件的伏安特性。教学方法与手段：启发式讲授，讨论发言，多媒体，板书。教学内容与进程:一、引入：电路.电路及其组成电源一一中间环节一一负载.电路的作用 传输、分配、转换电能；一能量领域- “强电”电路 传送、处理、储存信号。一信息领域-“弱电”电路二、电路元件和电路模型电路模型：从实际电路中抽象出来的、由理想元件组成的电路。理想元件是假想元件，具有单一的电磁性质，具有精确的定义与相应的数学模型。 理想电阻、理想电感、理想电容 三、电流、电压及其参考方向1、电流及其参考方向.=d£ 电流的定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量。,一了直流电流和交流电流电流的实际方向与参考方向：正电荷移动的方向为电流的实际方向。为计算而假设的方向，称为参考方向。参考方向可以任意设定。参考方向可以用箭头表示，也可以用双下标表示，如 电流的参考方向与实际方向相同，电流为正值；与实际方向相反那么为负值。例：设以下图电流表达式为 i = 10cos（31旬A判断为0.001s和0. 006s时的电流实际方向。2、电压及其参考方向（1）电压的定义：电场力把单位正电荷从a点移动倒b点所做的功，称为a、b两点之间的电压，即dWH - dqd/>0时，> 0,说明a点电位高于b点电位，正电荷在移动过程中失去能量；d/0时，说明a点电位低于b点电位，正电荷在移动过程中获得能量。在国际单位制中，电压的单位为伏特（用V表示）。二、支路电流法利用支路电流法解题的步骤：(1)任意标定各支路电流的参考方向和网孔绕行方向。(2)用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程。有n个节点，就可以列出n-1个独立 电流方程。(3)用基尔霍夫电压定律列出【尸b- (n-1)个网孔方程。说明：L指的是网孔数，b指是支路数，n指的是节点数。(4)代入数据求解方程组，确定各支路电流及方向。AB对于节点A有： 11+12=1电路中共有二个网孔，分别对左、右两个网孔列电压方程:Il R1- 12 R2+ E2-El=0I R+I2 R2- E2=0I1=1OA I2=-5A I=5A特例：某一支路电流，可以少列一个电流方程R2 +e Iorx()e T一h作业：2. 1. 1 2. 1.2 2. 1.6该电路为可控三进制计数器，x=有效。CPO-0 12 3 0QQQQ C09IS1QZ0 12 3 万k p-o-/? ddid-d cckilc6.该电路为由JK触发器组成的4位右移移位寄存器。7.该电路为异步四位二进制减法计数器8 .。4。3。2。0构成32进制计数器。9 .左边的191构成4进制计数器。右边的191构成2进制计数器。该电路为带借位输出的八进制减法计数器。10 .该电路为带进位输出的91进制加法计数器11 .当时，该电路为10进制上升沿计数器；当M=1时，该电路为12进制上升沿计数 器。13.Ri/&=0.5 Udd=10V15 .该电路称为环形振荡器。16 . t-0.5s9-41.2.0 12 3 0QQQQ c0 12 3DDDD bICTK"及3.0 12 3 0QQQQ c191sl A 10051026 EIC7TQlto诙5.0 125 O QQQQ CIglsnxIPO666 G5Q竺88 -6-4 3 22322199 10 TT14L5 16 172018218.。3、。2、。1、。0的表达式如下:4 = 4 4 + A A)+ A A)= A)+ 4。2 = A A)+ A A)= 4A = A 4 + 4 4 = A)A = A 4 + A A)+ A A)= A + 49. 2716的前16个存储单元的内容用十进制表示分别为“2, 1, 0, 2, 2, 1, 2, 0, 1,3, 3, 1, 1, 1, 0, 0”，按如以下图连接电路即可。D C B A第六讲教学章节：第二章 电路分析基础2. 2叠加定理及等效电源定理教学要求：1、熟练使用叠加定理求解问题。2、熟练掌握电路的戴维南等效和诺顿等效, 运用戴维南和诺顿定理进行计算；教学重点：叠加定理应用；电路的戴维南等效和诺顿等效,教学难点：叠加定理应用，利用戴维南和诺顿定理对电路进行相关分析、计算;教学方法与手段：启发式讲授，比拟，多媒体，板书。教学内容与进程:一、引入：等效电源定理1、叠加定理叠加原理：在线性电路中，由多个独立源共同作用产生的响应(支路电压或电流)等于 各独立源单独作用时所产生的响应分量代数和。(a)(b)(c)原电路单独作用is单独作用叠加原理只适用于线性电路。 线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算，但功率一般不用叠加原理计算。(3)不作用电源的处理电压源不作用，即Us = 0,相当于短路线；电流源不作用，即is=0,相当于断路。例：用叠加原理计算例图所示电路中的电流并计算4。电阻上消耗的功率。2、戴维南定理何一个有源二端网络，只要其中的元件都是线性的，都可以用一个电压源与电阻相 串联的模型来替代。电压源的电压等于有源二端网络的开路电压雨，电阻等于该网络中 所有电压源短路、电流源开路时的等效电阻而称为等效内阻。把需要计算电流的支路单独划出，电路的其余局部成为一个有源二端网络。将有源二 端网络变换为等效电压源模型，使复杂电路变换为单回路电路一一戴维宁电路。求等效电压源模型的电压“一一等于有源二端网络的开路电压；求等效电压源模型的内阻凡一一等于相应的无源二端网络的等效电阻；由戴维宁电路算出所求支路的电流一一用全电路欧姆定律计算。适用范围：只需要计算电路中某一指定支路的电流、电压。例：试用戴维宁定理重解解：a.将原电路用戴维宁等效电路代替，Us=6Vb.求电压源模型的理想电压源电压Us,故 Z7s=/7o=Zi-M=(O. 15X10-0. lX40)V=-2. 5Vc.求电压源模型的内阻A,d.由戴维宁等效电路求出通过BD支路的电流3、诺顿定理任何一个有源线性单口网络都可以用一个电流源和电阻的并联来等效代替。等效电 流源的电流等于有源二端网络的短路电流Tsc,等效电阻等于有源二端网络中除去所有电 源（电压源短路，电流源开路）后所得到的无源单口网络的等效电阻向。源口络 有单网源口络 有单网作业：2.2. 1 第七讲教学章节：第二章电路分析基础 2. 3. 12. 3. 2正弦量的三要素；正弦量的向量表示方法教学要求：1.理解正弦交流电的三要素以及相位差和有效值的概念。2.理解正弦交流电 的各种表示方法及互相间的关系，掌握正弦交流电的相量表示法教学重点：正弦交流电的相量表示法 教学难点：正弦交流电的相量表示法。教学方法与手段：启发式讲授，讨论，多媒体，板书。教学内容与进程：一、正弦量的三要素正弦交流电一一随时间按正弦规律周期性变化的电压（）和电流（力1 .最大值幅值。2 .角频率一一单位时间内正弦函数辐角的增长值（rad/s）o-2II/T2 兀3.初相位一一计时开始时刻正弦量的相位角（rad或。）o（3什么）正弦量随时间变化的进程例：某正弦电压的最大值& =310V,初相角九二30。；某正弦电流的最大值人二14. 1A, 初相角那么二一60。它们的频率均为50Hzo试分别写出电压和电流的瞬时值表达式。并 画出它们的波形。解：电压的瞬时值表达式为 u - Um sin （ 3 什九）二310 sin （2"F 什配）V 二310 sin （314 t+30° ）V 电流的瞬时值表达式为 i - L sin （ 3 方+ E ） =14. 1 sin （314力-60。）A 4、相位差O两个同频率正弦量的初相角之差。 0二（3什尢）一（3什么）二九一比 0二30。- （-60） ° =90° 二、正弦量的相量表示法 1.复数及其运算代数式三角函数式指数式.4 =+ j2.4 = a ( co必 + si n")A = QA = ct /中极坐标式（指数式简写形式）.相量与正弦量的关系相量与正弦量之间存在着一一对应的关系。例如，(£)=小山(3£+丸)= = Iin力= lm其中'二小碗二人/O,m称为相量。2 .相量的运算同频率正弦量的加、减、乘、除运算可转换为相应的相量运算。i=，i +h =加/mI e,a* +Im心产=Im ( /ml + /m2)i = i +4 =lm( lnl + /m2)eMl =Irn| 7me><即L = L + L作业：第八讲教学章节：第二章 电路分析基础2.3.32.36 正弦交流电路教学要求：1、熟练掌握电阻、电感、电容元件上电压与电流关系的向量形式；2、掌握 简单正弦交流电路的计算；3、掌握交流电路的有功功率、无功功率和视在功率；4、掌 握RLC电路中的串并联谐振特点。教学重点：电阻、电感、电容元件上电压与电流关系的向量形式，简单正弦交流电路的 计算。教学难点：简单正弦交流电路的计算。教学方法与手段：启发式讲授，讨论，多媒体，板书。教学内容与进程:一、引入：电阻、电感、电容元件上电压与电流关系的向量形式1、电阻元件"/凶11(3+心)+那么=/"r =万/，Rsin（3£+吹）=万/sin（orf+丸） 式中 止rr,九二九。Ml电阻元件上电压与电流的相量关系4 D* Rocoo+ "2、电感元件(h'L .=L r = jlcoLL sindr l电感元件上电压与电流的相量关系(b)cI卜+ wc3、电容元件=,/2 /csin( + 我)电容元件上电压与电流的相量关系4 -j%II0-(a)二、简单正弦交流电路的计算1、基本元件串联正弦交流电路U = UR + U, + uc入=/?（、。1=而14、&=，Jc，又串联电路中j = 1=，L="所以 jwtU =/?/ +ja）Li +77/ =/ =ZIij =zi2、多阻抗串联、并联正弦交流电路(="+。2 +。3 = / 4 +，Z2 + j Z3 = j Z设。=改0根据KCL. 17：；：(r / 1 1 /； u1 2 Zi z2 4 zj z三、交流电路的功率瞬时功率：图所示无源二端网络，正弦电压和电流】.频率相同，参考方向如图。设u =、/TI sxncot, i = /T/sin (- 3 )图示网络的瞬时功率和平均功率(有功功率)分别为I)= ui /sinoX , /2 /sin( cot (p) = UI cosq - cos( 2cot - (p) =-y-j pdf = "j UI cosq - cos( 2a)t - (p) I dt = Ulcos(p=WA无功功率：Q = w扁用视在功率：s=t/i 6=+/四、RLC电路中的谐振1、串联谐振特点：（1）谐振时，阻抗最小且为纯电阻。（2）谐振时，电路中电流最大，且与外加电 压同相。3）谐振时，电感与电容两端电压相等，且相位相反。2、并联谐振特点：（1）谐振时，阻抗最大且为纯电阻。（2）谐振时，电路中电流最小，且与外加电 压同相。（3）谐振时，电感支路电流与电容支路电流近似相等 作业:2. 3.6 2.3.9 2.3. 13 2. 3. 15第十一讲教学章节：第二章电路分析基础 2.4三相交流电路教学要求：1、掌握三相电源电压及其特点；2、掌握对称负载时三相电路的计算；3、熟 悉三相交流电路的功率；4、熟悉负载时星型和三角形联接时电路的相电压和相电压之间 以及相电流和线电流之间的关系。教学重点：相电源电压及其特点，对称负载时三相电路的计算，负载时星型和三角形联 接时电路的相电压和相电压之间以及相电流和线电流之间的关系。教学难点：对称负载时三相电路的计算；负载时星型和三角形联接时电路的相电压和相 电压之间以及相电流和线电流之间的关系。教学方法与手段：启发式讲授，联系比拟，多媒体，板书。教学内容与进程:一、引入：三相交流电源三相电源电压及其特点三相电源是由三个同频率、等振幅而相位依次相差120。的正弦电压源组成。UN V 三条线称为端线或相线，俗称火线。称为中线或零线。对称三相电压的一个特点是，在任何瞬时它们的电压之和为零。Y形联接中线电压与相电压的关系小万力U包 %二万人/3。°wu =/3。°如。1、负载星形联接 各负载电流：三相电路的计算中性线电流:u（1）三相对称负载。Z| =z2=z, =z，N = /UN + ivN +，WN =°（2）三相不对称负载。 ，N 二，UN +，VN + %N 关。2、负载三角形联接可求得，u =2/uvc（）s300 =x/3'/uv同理/V=7T/W,/W=MU即/.=同3、三相电路的功率在三相电路中，三相负载吸收的有功功率等于每相负载吸收的有功功率之和。P =1 +/ +/=Up|/p|C（）SW + 4/p2 c（后 W2 + UjJpCOSQ假设负载对称，那么总功率：P = 3qjpcos°在负载Y型连接时Ul=、5Up，Il = L，在负载型连接时=U”L=Cl°得： P = 43ULILcos（p作业：2.4.3 2.4. 7（2）电压的实际方向与参考方向电压的实际方向规定为高电位点指向低电位点，即电压降的方向。进行电路分析时，需 要设置电压的参考方向。参考方向可以用正负极性表示，也可以用双下标表示, 如4b。实际方向与参考方向相同电压为正值，反之为负值。（3）关联参考方向与非关联参考方向假设未说明，电压电流均为关联参考方向。（4）电位在电路中任选一点作为参考点，该点电位为零。电路中任意一点的电位就是该点到参考 点的电压，并设参考点为电压的参考负极。两点之间的电压就是两点之间的电位差。参 考点可以任意选择，但只能有一个。参考点不同，各点的电位也将不同。四、电路功率当、下为关联参考方向时，功率的计算为p = ui假设夕o,元件或电路在吸收功率，等效为负载；假设夕 o,元件或电路在发出功率，等 效为电源。1.2电阻、电感和电容元件 五、电阻元件伏安特性u - Ri在任一时刻，电阻上的电压只取决于这二时刻流过的电流，与以前的电流大小无关。功率p = +ui = Ri2 = = Gu2电阻是一个纯耗能元件。实际电阻元佬有额定功率的。消耗的功率不允许超过额定值, 否那么元件有损坏的危险。有线性电阻和非线性电阻。六、电感元件伏安特性_出u = Ldi电感元件为动态元件，只有变化的电流才会产生电压。在直流电路中，电感相当于短路线。功率1设叽 电感不耗能可以储能，但不产生能量。电感是一个无源元件。七、电容元件伏安特性 i =皿=吧 = C-由 dt dt 电容是一个动态元件，直流电路中电容相当于开路。功率 Wc=-Cut）电容不耗能可改储能，但不产生能量。电容是一个无源元件。 八、实际元件的主要参数及电路模型作业：1. 1. 1 第十二讲教学章节：第二章 电路分析基础非正弦交流电路，换路定律教学要求：1、了解非正弦周期信号的分解；2、了解非正弦周期信号作用下线性电路分 析计算要点；3、熟练掌握换路定律。教学重点：换路定律。教学难点：非正弦周期信号的分解，非正弦周期信号作用下线性电路计算。教学方法与手段：启发式讲授，多媒体，板书。教学内容与进程:一、引入：非正弦周期信号不是正弦波；按周期规律变化I?Vr n cro< k k K , ,<>二、非正弦周期信号的分解=4 + 4mSin（69l + 0o）+ 4mSin（21 +（p + + Asin（kcot + /）式中4 零次谐波（直流分量）AmSin（£ + 0o）基波（交流分量）A2mSin（2o，+夕J二次谐波（交流分量）Asin kcot + %）k次谐波（交流分量）几个简单的非正弦波的谐波分量的表示式1 ,矩形波： "）=（sin69t + - sinGZ + - sinf + ）n352 .等腰三角波:f（t）="（sin初 sin9Gz + sin5皿 + ） 冗2925A A113 .锯齿波：六方）=一（sin69t + - sin2方 + - sin3。力 十 ）2兀234.正弦整流全波：、4/ /1111、/U）=（一一 一COS2Gt - - COS4Gt - - COSO69t ） JI 231535三、非正弦周期信号作用下线性电路的计算分析计算要点：1 .利用傅里叶级数，将非正弦周期函数分解为恒定分量和各次正弦谐波分量相加的 结果；2 .利用正弦交流电路的计算方法，对各次谐波分量分别计算。（注意:对交流各次 谐波的尤、及不同，对直流C相当于开路、£相当于短路。）3 .将以上计算结果，用瞬时值叠加。注意：不同频率的正弦量相加，不能用相量计 算，也不能将各分量的有效值直接相加。例1：方波信号激励的RLC串联电路中： R = 10Q、 L = 0. 05H、C = 22. 5 nF4 = 80V、T = 0. 02S求电流 io四、换路定律动态电路中开关闭合或断开、电源变化、电路参数变化引起过渡过程。这种电路变 化称为换路。如果换路在仁0时刻发生，并且认为瞬间完成，那么换路前一瞬间记作0-,换路后一 瞬间记作0+。换路定律表达如下：(1)换路后瞬间，如果流入(或流出)电容的电流为有限值，那么其两端电压不能跃变，即换路前后瞬间，电容电压保持不变。表达式为a(0+)=a(0-)(2)换路后瞬间，如果电感两端电压为有限值，那么电感电流保持不变。表达式为A (0+) = Il(0)例：在图(a)所示的电路中，在夕0时刻开关S闭合，求换路后各电流和电压的初始值。解：求 c(0-)和 7l(0-) o作t=0.时直流稳态电路图(b),电容元件视为开路，电感元件视为短路。(2)求仁0+时的初始值。由换路定律得ZL(0+) = fL(0_) = 4mAc(°+)= c(°-)= 8V作业：2. 5. 1 2.6. 1第十五讲教学章节：第二章 电路分析基础2.6.22.6.3 一阶电路的瞬态分析教学要求：1、熟悉时间常数r求解；2、了解RC电路的瞬态分析；3、了解RL电路的瞬 态分析；4、掌握利用三要素法对RC电路和RL电路进行的瞬态分析。教学重点：三要素法对RC电路和RL电路进行的瞬态分析。教学难点：RC电路和RL电路的瞬态分析，时间常数c的含义。教学方法与手段：启发式讲授，联系比拟，多媒体，板书。教学内容与进程:一、引入：RC电路的瞬态分析图示电路，开关S原处于a端且已稳定。在片0时发生换路，开关S从a端切换到b 端。由换路定律，有初始值C（°+）=C（°.）=。0当电路到达新的稳定状态时，有稳态值%（8） = 4 最后得全响应的表达式uc (Z) = uc (oo) + uc (0+) - wc (oo)e r= &+(U。-4)e r（c）充电（c）充电二要素法：用F表示一阶线性电路某一支路电流或某两端电压，那么其解为At）=A°°） + "（0+） A00） et/r式中，初始值ao+）、稳态值汽8）与时间常数，合称为三要素。举例一：分析图示电路，当把开关s由扳到后，电容充电过程中法和人的变化。解：设Z=0时刻，将开关S由扳到处。(1)求 c(o+)和 lc(0+)o方=0前S置于处，电容。没有充电，因此法(0-)=0。a(0+)二次(0-)=0。因法(0+)=0,用短路线代替C,画方=0+时刻等效电路如图，求得人(0+)二区/凡 (3 )求 r。从。两端看电路，所得代文宁等效电路的等效电阻为凡 所以，fRC。二4(1 -产)zL(?) = iL(go) + iL(0+)-iL(oo)e=生+(率一()e rK K K时间常数影响动态电路的变化过程，反映电路暂态过程时间的长短。大那么过渡过 程时间越长，丁小那么过渡过程时间越短。作业：第十六讲教学章节：第二章电路分析基础第二章局部习题讲解教学要求：1、熟悉掌握支路电流法求电压和电流；2、掌握用叠加定理求电压和电流；3、 掌握用戴维南和诺顿定理求电压和电流；4、掌握以上几种方法在电路求解过程中的择优 应用；5、掌握利用三要素法对RC电路和RL电路进行的瞬态分析。教学重点：支路电流法、叠加定理和戴维南定理等在电路求解过程中的择优应用，三要 素法对RC电路和RL电路进行的瞬态分析。教学难点：支路电流法、叠加定理和戴维南定理等在电路求解过程中的择优应用。教学方法与手段：启发式讲授，联系比拟，多媒体，板书。教学内容与进程：一、引入：例1:求图所示各支路电流和Uad。例2：求所示电路的各支路电流。例2：求所示电路的各支路电流。USi =140V US2 = 90V 与=20。6=5。7?3=6Q4=140V US2 = 90V 与二 20Q 与二 5。例3：求所示电路的各支路电流。bb例4：试用叠加定理求各支路电流。说明功率不能叠加。5。 I2()140V()140V6。()90V例5：图示电路中， % = 140V, %2 = 9°V，&=20Q,与= 5Q,%= 6Q,分别应用戴维宁定理和诺顿定理求J。R,()氏 wsi例6：图所示电路原已稳定，在占0时将开关S闭合，试求换路后电路中所示的电压和电 流，并画出其变化曲线。% 3kQR、2kQ(a)s (片0)& 6kQR、6Q-I=Fr2 3Q sa =o)JO.2V例7：图(a)电路原已稳定，片0时开关S闭合。试求Z20时的心、八及,，并画出变化 L1Lt曲线。(a)作业：修改第二章作业第十七讲教学章节：第三章 分立元件基本电路3. 1. 13. 1. 2共发射极放大电路的组成及静态分析教学要求：1、熟悉共发射极放大电路的组成；2、掌握放大电路的直流通路的画法；3、 掌握共射放大电路的静态工作点的计算方法。教学重点：放大电路的直流通路的画法，共射放大电路的Q点计算方法。教学难点：放大电路的直流通路的画法，共射放大电路的Q点计算方法。教学方法与手段：启发式讲授，讨论，多媒体板书。教学内容与进程:一、引入：电路组成4是放大电路的能源，晶体管Vt是放大电路的核心元件。而是集电极负载电阻，将电流变化转换为电压变化，实现电压放大作用。基极电阻 林使晶体管有合适的静态工作点。耦合电容G、C起隔直流通交流的作用。放大电路未加输入信号4时的工作状态称为静态，加入打后的工作状态称为动态。 二、静态分析所谓静态是指当放大器没有输入信号（ui=O）时，电路中各处的电压电流都是直流恒 定值，亦称为直流工作状态。静态分析内容：在直流电源作用下，确定三极管1）基极电流IB ；2）集电极电流IC；3）集电极与基极之间的电压值UCE。作业：3. 1. 1 3. 1.4第十八讲教学章节：第三章 分立元件基本电路 3. 1.3-3. 1.5共发射极放大电路动态分析，静 态工作点的稳定，频率特性。教学要求：1、掌握放大电路的交流通路的画法；2、掌握共射放大电路的微变等效；3、 了解静态工作点稳定电路的特点；4、了解放大电路的频率特性。教学重点：放大电路的交流通路的画法，共射放大电路的微变等效。教学难点：放大电路的交流通路的画法；共射放大电路的微变等效。教学方法与手段：启发式讲授，讨论发言。板书。教学内容与进程:一、动态分析动态分析就是对放大电路中信号的传输过程、放大电路的性能指标等问题进行分析讨 论。微变等效电路法和图解法是动态分析的基本方法。1、图解法(a)(a)(b)饱和失真截至失真2、微变等效电路分析法 画放大器交流通路。画放大器微变等效电路。求放大器性能指标。(a)(b)此=Rc四、静态工作点的稳定五、频率特性频率特性相频特性作业：3. 1. 1 3. 1.4第十九讲教学章节：第三章 分立元件基本电路3.2,3.4共集电极放大电路，分立元件组成的 基本门电路教学要求：1、掌握共集电极电路的特点；2、掌握共集电极电路的直流通路和交流通路;3、掌握二极管构成的与门、或门电路及符号；4、掌握晶体管构成的与非门电路及符号。教学重点：共集电极电路的特点，共集电极电路的直流通路和交流通路，与门、或门、 非门电路及符号。教学难点：利用三种逻辑关系分析电路实现那种逻辑功能。教学方法与手段：启发式讲授，多媒体，板书。教学内容与进程:一、引入：共集电极放大电路(a)空集放大电路(a)空集放大电路(b)直流通路(c)交流通路信号是从发射极输出,所以共集电极电路又称射极输出器。(1 +。)/u 一, 一% + (1 +8)*l射极输出器的电压放大倍数恒小于1,但接近于1。输出电压紧紧跟随输入电压的变 化而变化，因此，射极输出器也称为电压跟随器。二、门电路门电路是一种开关电路，在输入和输出信号之间存在着一定的因果关系即逻辑关系。三种基本逻辑关系：逻辑与、逻辑或、逻辑非三、二极管与门电路逻辑与当决定一事件发生的全部条件同时具备时，事件才发生，这种因果逻辑关系称为与。与逻辑电路、逻辑符号如下图。第二讲教学章节：第一章电路和电路元件 L3-1.4独立电源元件，二极管教学要求：1、熟悉电压源和电流源；2、掌握两种电源模型的等效；3、熟练掌握二极管 的特性；4、掌握稳压二极管、发光二极管和光电二极管的特点。教学重点：两种电源模型的等效，二极管的特性，稳压二极管、发光二极管和光电二极 管的特点。教学难点：两种电源模型的等效；二极管的特性；稳压二极管工作状态。教学方法与手段：启发式讲授，联系实际，多媒体，板书。教学内容与进程:一、引入：电压源和电流源1、电压源 两端的电压仅由自身决定，与流过的电砥及?卜电路无关。流过的电流由外电路决定。I ? I厂一：UR：A aU "电压源置零，等效于两端短路。电压源不允许外电路短路。2、电流源 电流源的电流仅由自身决定，与两端的电压无关。 两端的电压由外电路决定。 电流源置零，等效于两端开路。电流源不允许外电路开路。二、实际电源的模型1、电压源模型2、电流源模型3、两种电源模型的等效1.4二极管 三、PN结及其单相导电性二极管的结构和电路符号如下图，VD是文字符号。与逻辑方程为F=A - B运算规律如下：0 0 = 0； 0 1 = 0； 1 0 = 0； 1 1 = 1四、二极管或门电路当决定一事件发生的条件中只要有一个或一个以上具备时事件就发生的因果逻辑关 系称为或。或逻辑电路、逻辑符号如下图。(-5V)VD1VD1(b)ABRVD2 *(a)或逻辑方程为F=A+B运算规律如下：0+0 = 0； 0+1 = 1； 1+0=1； 1+1 = 1五、晶体管和场效应管非门电路这种因果逻辑关系称为逻辑非或逻辑反。当某一条件不具备时，事件就发生, 非逻辑电路、逻辑符号如下图。1 .晶体管非门电路+%c(+3V)o.3v .niv心o uv廿3V° O.3VA(b)F非逻辑方程为运算规律如下：（）= 1； I =0场效应管非门电路+%dRdRdOF作业：3. 4.5第二十二讲教学章节：第四章 数字集成电路4.14.2逻辑代数运算规那么，逻辑函数的表示和 化简教学要求：1、熟练掌握逻辑代数运算规那么；2、熟悉逻辑代数的表示方法：逻辑状态表、 逻辑表达式和逻辑图；3、掌握利用相关逻辑代数运算规那么对逻辑函数的代数进行化简。教学重点：逻辑代数运算规那么，逻辑代数的表示方法：逻辑状态表、逻辑表达式和逻辑 图，利用相关逻辑代数运算规那么对逻辑函数的代数进行化简。教学难点：逻辑代数的表示方法；利用相关逻辑代数运算规那么对逻辑函数的代数进行化 简。教学方法与手段：启发式讲授，讨论，多媒体，板书。教学内容与进程：一、引入：逻辑代数运算规那么名称序号定 律序号定 律说 明0-1律14+1=1r4-0=0常量与变量之间的运算 规律自等律7A +0=42,4-1=4常量与变量之间的运算 规律重叠律31 + .1 =13，A A=A同一变量之间的运算规律互补律4A +4 = 14，4 - 4 =0变量与反变量之间的运算 规律还原律5A=A一个变量两次求反运算后 还原为其本身交换律6A+8=8+46，AB = BA结合律7(4+8) +6=4+ (8 + C)T(A B) C=A (3 C)改变变量之间运算的先后 次序分配律8A+B - C= (A + B) (A + C)8，A - (H + C) =AB + AC反演律9A+B = A - B9，布=彳+5又称狄摩根定律扩展律1()A =A (B+B) =AB+AB 即 A吸收律11A + .4£?=4llrA (4 + ) =412A +AB=A + B13AB + AC+ HC =AB+ACBC称为冗余项AB +4C + BCD+戏；BCD为冗余项对于任意一个逻辑函数式Y,做如下处理：1 .把式中的运算符“ ”变成“ + ”， “ + ”变成“ 2 .常量“0”换成“1”, “1”，换成“0”；3 .将原变量换成反变量，反变量变成原变量。那么得到的新函数式称为原函数式Y的反函数式例：y(ABO = AB + (A + C*)' + ABC 其反函数为y' = (A5)(A+C»(A+3 + C)注意：在求反函数时，对其中的复杂项可结合利用代入定理，将其看成一项，方便求解。二、逻辑函数的表示方法利用逻辑代数的基本定律及规那么，能够写出一个逻辑函数的多种表示形式。逻辑代数的表示方法：逻辑状态表、逻辑表达式和逻辑图。例如，ABCABC从输入到输出2.吸收法3.消元法4.配项法例.化简 F =仄元 +AC + BC + 2万 + B7E +F =AB+AC + BC + BC +BCD + BCE+ BCF =AB + AC + C+BCD + BCE+ BCF= A'ii(: + 7ic7j + iiCE= AB + C+BDBE作业：4. 1. 1(2, 3) 4. 2. 1(1) 4. 2. 2 (3, 4)第二十三讲教学章节：第四章数字集成电路4.3集成门电路教学要求：1、掌握常用门电路的图形符号和逻辑功能；2、理解TTL与非门电路的结构、 工作原理和电压传输特性；3、了解TTL三态与非门电路结构和应用;4、了解CMOS非门、 CMOS或非门的结构和工作原理。教学重点：常用门电路的图形符号和逻辑功能，TTL与非门电路的结构、工作原理，TTL 三态与非门电路结构和应用。教学难点：TTL与非门电路的结构、工作原理和电压传输特性；TTL三态与非门电路结构 和应用。教学方法与手段：启发式讲授，联系比拟，多媒体，板书。教学内容与进程:一、引入：门电路门电路：是数字电路的基本逻辑单元门电路：TTL门电路和CMOS门电路二、TTL门电路1、TTL与非门电路(1)工作原理：当输入4。中有一个是低电平时，输出分为高电平；只有全部输入为高电平，输 出方才为低电平。输入输出逻辑关系为CI(B2)CI(B2)(3)主要参数2、TTL三态与非门电路高电平有效的三态门的原理电路和逻辑符号。AB丽T&vENBEN -v EN(b)三态门的应用：三态门接于总线，可实现数据或信号的轮流传送。总线三、CMOS门电路CMOS电路是互补(Completementary) MOS电路的简称。所谓“互补”是从电路结构 来说的，它是由两种不同类型的MOS管组合而成的门电路，由P沟道增强型MOS管作为 负载管，由N沟道增强型MOS管作为驱动管。1、CMOS非门2、CMOS或非门2、CMOS或非门工作业:4. 3. 1 4. 3.2第二十五讲教学章节：第四章 数字集成电路"""组合逻辑电路的分析和设计 教学要求：；1、掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。教学重点：组合逻辑电路的分析和设计方法。教学难点：组合逻辑电路的分析和设计方法。教学方法与手段：启发式讲授，联系比拟，多媒体，板书。教学内容与进程:一、引入：组合逻辑电路组合逻辑电路的特点：输出状态只与当前的输入状态