《电子电工技术》复习资料.ppt

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1、第一章 电路基本概念与基本定律n学习目标与要求：学习目标与要求：n（1）了解电路的组成及其基本物理量的意）了解电路的组成及其基本物理量的意义、单位和符号；义、单位和符号；n（2）掌握电压、电流的概念及其参考方向）掌握电压、电流的概念及其参考方向的规定；的规定；n（3）了解电阻和电源元件的特性，掌握电）了解电阻和电源元件的特性，掌握电压源与电流源等效变换的原理；压源与电流源等效变换的原理； n（4）掌握基尔霍夫定律及其在电路分析计）掌握基尔霍夫定律及其在电路分析计算中的应用。算中的应用。n求图示电路中恒流源两端电压u1,u2及其功率,并说明是起电源作用还是起负载作用。第二章 电路的分析方法n学习

2、目标与要求：学习目标与要求：n(1)(1)掌握电阻的串、并联等效变换，了解电掌握电阻的串、并联等效变换，了解电阻的星阻的星三角等效变换。三角等效变换。n(2)(2)了解线性电路叠加定理、戴维南定理与了解线性电路叠加定理、戴维南定理与诺顿定理的意义。诺顿定理的意义。n(3)(3)掌握电路的等效变换和对复杂电路的基掌握电路的等效变换和对复杂电路的基本分析与计算方法。本分析与计算方法。第第3章章 正弦交流电路正弦交流电路n学习目标与要求：学习目标与要求：n（1）理解正弦交流电的基本特性、表示方法及其相量表）理解正弦交流电的基本特性、表示方法及其相量表示；示；n（2）学习用相量法求解正弦交流电路；）学

3、习用相量法求解正弦交流电路；n（3）理解单个参数的正弦交流电路特点，掌握其相量计）理解单个参数的正弦交流电路特点，掌握其相量计算方法；算方法；n（4）理解复合正弦交流电路的特点，掌握其相量计算方）理解复合正弦交流电路的特点，掌握其相量计算方法；法；n（5）理解正弦电路中阻抗、阻抗角的意义及其在电路中）理解正弦电路中阻抗、阻抗角的意义及其在电路中的计算；的计算；n（6）理解正弦交流电路的不同功率之间的关系，掌握其）理解正弦交流电路的不同功率之间的关系，掌握其计算方法。计算方法。3.2 3.2 正弦交流电的表示方法正弦交流电的表示方法瞬时值表达式瞬时值表达式301000sinti相量相量必须必须小

4、写小写前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。波形图波形图it 正弦波的表示方法：正弦波的表示方法：重点重点波形图波形图瞬时值瞬时值相量图相量图复数复数符号法符号法小结：正弦波的四种表示法小结：正弦波的四种表示法tUum sin TmIt iUeUjbaUjUI符号说明瞬时值瞬时值 - 小写小写u、i有效值有效值 - 大写大写U、I复数、相量复数、相量 - 大写大写 + “.”U最大值最大值 - 大写大写+ +下标下标mU正弦交流电路中的功率 瞬时功率瞬时功率Zi+-u在电流、电压关联参考方向下，瞬时功率 tItUuipmmsin)sin()2cos(21c

5、os21sin)sin(ttt)2cos(costUIUIp由上可见，瞬时功率由两部分组成，一部分是恒定分量恒定分量，是一个与时间无关的量；另一部分是正弦分量正弦分量，其频率为电源频率的两倍。交流电路中的功率 因 所以 2平均功率（有功功率）平均功率（有功功率） 负载是要消耗电能的，其所消耗的能量可以用平均功率来表示。将一个周期内瞬时功率的平均值称为平均功率平均功率，也称有功功率有功功率。 PcosUI 纯电阻电路时，电压与电流同相，即 当电路为纯电感或纯电容电路时，电流与电压的相位差均为90o 角均为电路负载的阻抗角，也就是电路中电压与电流的相位差。当负载一定时cos 是一常数，称之为负载的

6、功率因数， 角则称为功率因数角功率因数角。 cosUIUI=0，cos=1，P，cos=0 3无功功率无功功率 电路中的电感元件与电容元件要与电源之间进行能量交换， sin)()(2CLCLUIIXXIUUQsinsin在感性电路中，由于 为正值，所以Q为正值，即QLQC；在容性电路中， 为负值，所以Q为负值，即QLQC。 显然，在既有电感又有电容的电路中，总的无功功率为QL与QC的代数和，即 Q =QL-QC 4视在功率视在功率 我们把额定电压与额定电流的乘积称为视在功率， S = UI 视在功率常用来表示电器设备的容量，其单位为伏安伏安。 某变频器铭牌5功率三角形功率三角形 将交流电路表示

7、电压间关系的电压三角形的各边乘以电流 I 即成为功率三角形功率三角形 。P、Q、S三者之间的关系：cosUIP sinUIQ 22QPSPQarctanSPQ6功率因数功率因数 功率因数cos ，其大小等于有功功率与视在功率的比值，在电工技术中，一般用表示，当负载为纯电阻负载时， cos =1；但对大部分负载而言，功率因数一般在01之间： 电气设备功率因数计算机计算机 0.6异步电动机异步电动机 0.60.9 工频感应加热炉工频感应加热炉 0.10.3 日光灯日光灯 0.50.6 第12章 重点内容讲解n12.1 半导体二极管n12.1.1 本征半导体n定义：纯净的，不含其它杂质的半导体n特点

8、：1)存在两种载流子（带正电的空穴和带负电的自由电子）2)两种载流子是成对出现，数量相等3)受温度的影响很大，温度越高，载流子数量就越多，（这也是半导体共同的特性）n12.1.2 杂质半导体n定义：参入某种特定的杂质的半导体n根据参入杂质的不同，可以分为P型半导体和N型半导体1）P型半导体：参入少量的3价杂质元素（硼，镓等），在与硅原子形成共价键时，有一个空穴，使得空穴的总数远大于自由电子，成为多数载流子。2）N型半导体：参入少量的5价杂质元素（磷，锑，砷等），在与硅原子形成共价键时，多一个自由电子，使得自由电子的总数远大于空穴，成为多数载流子。n注意：1）在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要

9、取决于参入的杂质的浓度，而少数载流子的浓度主要取决于温度2）对于杂质半导体来说，从总体上看，仍然保持电中性n12.1.3 半导体二极管(d) 代表符号代表符号k 阴极阴极阳极阳极 a正向特性：反映二极管外加正向电压时电流和电压的关系 反向特性：反映二极管外加反向电压时电流和电压的关系n近似处理：如果电源电压和二极管导通电压相差不多时，正向电压不可忽略，则伏安特性是二极管的电压小于其导通时的正向电压，二极管截止，电流等于0；而二极管导通后，则正向电压恒等于Ud.。n当电源电压远大于二极管导通电压时，则可以看成是理想的二极管，加正向电压时导通，正向电压降和正向电阻为0，相当于短路，加反向电压时，二

10、极管截止，二极管相当于开路。应用n钳位电路 n限幅电路 n单相桥式整流电路n12.2 双极性晶体管n12.2.1基本结构n它有两种类型它有两种类型:NPN型和型和PNP型。型。n12.2.2工作状态n放大状态n饱和状态n截止状态1) 放大状态n电压偏置条件n发射结正偏，集电结反偏。电流分配关系 CBEIIIBCIICCCCCERIUU2) 截止状态n特征：a）基极电流0b）Ic=0c）Uce=Uccd）相当于开路3) 饱和状态n饱和的特征a）Ib增加时，Ic基本不变b）Ic=Ucc/Rcc）Uce0d）晶体管相当于短路13.1 放大的概念放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的电子学中放大的目的

11、是将微弱的变化信号变化信号放大放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：端网络表示，如图：uiuoAu共射放大电路的基本组成共射放大电路的基本组成放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正偏。偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RB+ECEBRCC1C2T13.2 放大电路的分析方法n一、静态分析n1、静态分析的定义n 静态即是输入信号为零时放大电路的工作状态，静态分析即是求放大电

12、路的静态工作点，即输入信号为零时晶体管各极间的电流和电压。n2、直流通路n进行动态分析时应画放大电路的直流通路，所谓直流通路就是指直流信号传递的路径，画直流通路时将输入信号置为0，将放大电路中的电容视为开路。3、用近似估算法求静态工作点 共射极放大电路共射极放大电路cCCCCEBCbBECCBRIVVIIRVVI 根据直流通路可知：根据直流通路可知： 采用该方法，必须已知三极管的采用该方法，必须已知三极管的 值值。一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V。直流通路直流通路+-二、动态分析n1、动态分析的定义n动态分析即是分析输入信号不为零时放大电路的工作状态，动态是放大电路

13、在静态工作点的基础上（直流）叠加上输入信号作用（交流）的结果n2、交流通路n当只考虑放大电路对信号的放大时，应画电路对交流分量的等效电路既交流通路。画交流通路的一般原则是：电容视为短路，直流电源视为 短路。动态分析动态分析一、三极管的微变等效电路一、三极管的微变等效电路1. 输入回路输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。在小范围内近似线性。 uBE iBbbeBBEbeiuiur对输入的小交流信号而言，对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻三极管相当于电阻rbe。)mA()mV(26)(200CbeIrrbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百

14、欧到几千欧。对于小功率三极管：对于小功率三极管：2. 输出回路输出回路iCuCE)(bBcCCiIiIibBiI所以：所以：bcii输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控制的电流源。控制的电流源。近似平行近似平行 iC uCEubeibuceic3. 三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路rbe ibibbce等等效效cbe二、放大电路的微变等效电路二、放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替将交流通道中的三极管用微变等效电路代替:交流通路交流通路RBRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRBRCRL三三. 求电压增益求电压增益根据根据RbviRcRLiV

15、bIcIOVbIbebirIV bcII )/(LccORRIV 则电压增益为则电压增益为beLcbebLcbbebLcciO)/()/()/(rRRrIRRIrIRRIVVAV （可作为公式）（可作为公式）四四. 求输入电阻求输入电阻RbRcRLiVbIcIOVbIRiiIbebiii/rRIVR RbRcRLiVbIcIOVbIRo电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。一般总是希望得到较大的的输入电阻。五、输出电阻的计算五、输出电阻的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源，对于负载而言，放大电路相当

16、于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。内阻就是输出电阻。计算输出电阻的方法：计算输出电阻的方法：(1) 所有电源置零，然后计算电阻（对有受控所有电源置零，然后计算电阻（对有受控源的电路不适用）。源的电路不适用）。(2) 所有独立电源置零，保留受控源，加压求所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。流法。CoooRIUr所以：所以：用加压求流法求输出电阻：用加压求流法求输出电阻：oUrbeRBRCiIbIcIbI00oI第14章 集成运算放大器基本运算电路n比例运算电路n加法运算电路n减法运算电路n微分运算电路n积分运算电路0

17、uui1= i221RuRuoi12RRuuAiouuo_+ + R2R1RPuii1i21. 放大倍数放大倍数虚短路虚短路虚开路虚开路一、反相比例运算电路一、反相比例运算电路结构特点：结构特点：负反馈引到反相输负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。入端，信号从反相端输入。虚开路虚开路二、同相比例运算电路二、同相比例运算电路_+ + R2R1RPuiuou-= u+= ui12RuRuuiioiouRRu)1 (12反馈方式：反馈方式：电压串联负反馈。输入电阻高。电压串联负反馈。输入电阻高。1211RRuuAou虚短路虚短路虚开路虚开路结构特点：结构特点：负反馈引到反负反馈引到反相输入端，信

18、号从同相端相输入端，信号从同相端输入。输入。虚开路虚开路一、反相求和运算一、反相求和运算R12_+ R2R11ui2uoRPui1实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。以适应不同的需要。FPR/R/RR12110uuFiii1211)(21221112iiouRRuRRui12iFi11R12_+ R2R11ui2uoRPui1调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。练习题n1、在本征半导体中掺入三价元素

19、后的半导体为 （） n2、p型半导体中少数载流子是（）n3、当温度升高时，二极管的反向饱和电流将（）n答案：P型半导体、自由电子、增大n4、试判断温度升高时，关于本征半导体中载流子的变化的几种说法是否正确。n（1）自由电子个数增加，空穴个数基本不变（）n（2）空穴和自由电子的个数都增加，而且它们增加的数量相等（）n（3）空穴和自由电子的个数不变 （）n答案：错、对、错n5、3种基本放大电路中电压放大系数近似为1的是（）n6、集成运放应用于信号运算时工作在（）区域n答案：共集极放大电路、线性n7、（）运算电路可实现 的放大器。n8、（）运算电路可实现 的放大器。n9、（）运算电路可实现函数n a

20、，b，c均大于零。n10、（）运算电路可实现函数n a，b，c均小于零。n答案：同相比例、反相比例、同相求和、反相求和1UA0UA321cXbXaXY321cXbXaXY数字电路部分一、组合逻辑电路n本章重点掌握门电路与组合逻辑电路的逻辑功能，运用逻辑代数的最基本知识，进行简单组合逻辑电路的分析和设计n基本概念n 数字信号与模拟信号n1、基本概念n 数字信号与模拟信号n数字电路的特点n 晶体管的开关特性n2、逻辑代数的基本知识n基本逻辑运算及其实现n逻辑代数的基本定理和定律n逻辑函数的表示方法n逻辑函数的化简n3、三态与非门n4、组合逻辑电路的分析和设计基本逻辑关系小结基本逻辑关系小结 逻辑逻

21、辑 符号符号 表示式表示式与与&ABYABY1或或非非1YAY=ABY=A+B与非与非&ABY或非或非ABY1异或异或=1ABYY= A BAY ABY BAY&ABFE符号符号输输出出高高阻阻0E 1E ABF 功能表功能表三、三态门的符号及功能表三、三态门的符号及功能表&ABFE符号符号输输出出高高阻阻1E0EABF 功能表功能表使能端使能端高电平高电平起作用起作用使能端使能端低电平低电平起作用起作用1.3.1 逻辑代数的基本运算规则逻辑代数的基本运算规则加运算规则加运算规则:0+0=0 ，0+1=1 ，1+0=1，1+1=1乘运算规则乘运算规则:00=0 01=0 10=0 11=1非运

22、算规则非运算规则:1001 AA 0,1,00 AAAAAAAA1, 11,0 AAAAAAAA1.3.2 逻辑代数的运算规律逻辑代数的运算规律一、交换律一、交换律二、结合律二、结合律三、分配律三、分配律A+B=B+AA B=B AA+(B+C)=(A+B)+C=(A+C)+BA (B C)=(A B) CA(B+C)=A B+A CA+B C=(A+B)(A+C)普通代数普通代数不适用不适用!组合电路的研究内容：组合电路的研究内容：分析：分析：设计：设计：给定给定 逻辑图逻辑图得到得到逻辑功能逻辑功能分析分析 给定给定逻辑功能逻辑功能画出画出 逻辑图逻辑图设计设计1.由给定的逻辑图写出逻辑关

23、系表达式。由给定的逻辑图写出逻辑关系表达式。分析步骤：分析步骤：2.用逻辑代数对逻辑表达式进行化简。用逻辑代数对逻辑表达式进行化简。3.列出输入输出状态表并得出结论。列出输入输出状态表并得出结论。1.指定实际问题的逻辑含义，列出真值指定实际问题的逻辑含义，列出真值表，进而写出逻辑表达式。表，进而写出逻辑表达式。2.用逻辑代数对逻辑表达式进行化简。用逻辑代数对逻辑表达式进行化简。3.列出输入输出状态表并画出逻辑电路图。列出输入输出状态表并画出逻辑电路图。设计步骤设计步骤n二、时序逻辑电路n 要求掌握R-S，J-K，D，T触发器的逻辑符号、逻辑功能、触发方式，真值表和工作波形图；掌握时序电路的分析

24、方法；熟悉常用寄存器和计数器的结构工作原理；n1、触发器 n 触发器的特点n 触发器逻辑功能的表示方法n 常用触发器n2、常用时序逻辑电路n 寄存器n 计数器1、基本R-S触发器&RDSDQQRDSDQQ 0 1 0 1(复位复位) 1 0 1 0(置位置位) 1 1 保持原状保持原状 0 0 不确定不确定2. 2. 时钟控制电平触发的时钟控制电平触发的R-SR-S触发器触发器触发器功能表触发器功能表CP: 时钟脉冲时钟脉冲(Clock Pulse) R、S控制端控制端CP R S Q n+1 说明说明 1 0 0 Qn 保持保持 1 0 1 1 置置1 1 1 0 0 清清0 1 1 1 不

25、定不定 避免避免 0 Qn 保持保持QQRDSDRSC逻辑逻辑符号符号 3、时钟控制电平触发的、时钟控制电平触发的D触发器触发器 功能表功能表 CP D Q n+1 1 0 0 1 1 1 0 Q nCP=1时时, Q n+1=DCP=0时时, 保持原状保持原状RDSDDCPQQ4、维持阻塞型、维持阻塞型D触发器触发器的引脚功能的引脚功能符号符号RD 直接清直接清0端端(复位端复位端) R=0,S=1时时,Q=0SD 直接置直接置1端端(置位端置位端) R=1,S=0时时,Q=1 小圈小圈 表示低电平有效表示低电平有效D数据数据输入端输入端CP时钟时钟脉冲脉冲Q、Q 输出端，输出端，Q的小圈的

26、小圈 表示是反相输出端表示是反相输出端 , 即即Q总是与总是与Q相反相反RDSDDCPQQ符号符号QQRSJKCP 在在CP上升沿时上升沿时,接收接收J、K 信息信息,Q不变化不变化 在在CP下降沿时下降沿时,根据接收根据接收到的到的J、K信息，信息，Q变化变化J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 QnCP5、 主从型主从型J-K触发器触发器习题n1、数字信号和模拟信号的不同之处是（）na、数字信号在大小上不连续，时间上连续，模拟信号则相反。nb、数字信号在大小上连续，时间上不连续，模拟信号则相反。nC、数字信号在大小和时间上均不连续，模拟信号则相反。n2、仓库门上装了两把暗锁，A、B两位保管员各管一把锁的钥匙，必须二人同时开缩才能进库，这中逻辑关系为（），可写成逻辑表达式为（）。n3、三态门的3个状态是指（）、（）、（）n答案：c、逻辑“与”、F=A*B、输出低电平、输出高电平、输出高阻状态n4 在放大电路出现截止失真和饱和失真时,应如何调节RB(增大还是减小)才能消除失真.n在输入信号适中的情况下,放大电路出现截止失真,说明静态工作点设置得过低,应减小RB,即增大IB来消除失真;当出现饱和失真时,则应增大RB减小IB来消除失真.70 结束语结束语