2022年《计算机电路基础》电子教案.docx
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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载第一部分 电路基础第一章 直流电路教学目标:1 把握电流的参考方向,电压的参考极性;关联参考方向等概念 2 把握电阻,电容,电感的伏安关系式 3 把握电压源,电流源的伏安关系式 4 把握列写 KCL , KVL 的方法 5 把握用等效变换,串,并联和分压,分流公式运算简洁直流电路的方法 6 熟识戴维南定理及叠加定理 7 熟识简洁 RC 电路的过渡过程 8 明白受控源的四种形式 教学重点、难点:1 把握电流的参考方向,电压的参考极性;关联参考方向等概念 2 把握电阻,电容,电感的伏安关系式
2、3 把握电压源,电流源的伏安关系式 4 把握列写 KCL , KVL 的方法 5 把握列写 KCL , KVL 的方法 6 熟识戴维南定理及叠加定理 教学内容:一、电路的组成及电路分析的概念1电路:是由如干电路元件按肯定的方式相互连接而成的联结体,其主要作用是产生或处 理信号及功率;电路中一般所涉及的元件有:电压源、电流源、受控源、电阻、电感和电容等;2电路分析:在已知电路结构及参数的条件下,求解电路中待求电量的过程;3电路设计:在设定输入信号或功率(能量)的条件下,欲在输出端口产生给定的信号或 功率(能量) ,而求解电路应有的结构及参数的过程;对于一个实际电路,电路分析的结果 具有唯独性,而
3、电路设计的答案一般具有多样性;二、电路中的主要物理量及参考方向1电流:电路中一个具有大小和方向的基本物理量,其定义为在单位时间内通过导体截面 的电通量或电荷量;电流的大小即电流的强度,简称电流,其单位为安培(A)在物理学中,规定电流的方向是正电荷运动的方向,即电流的真实方向;对任意假定的电流方向称为电流的参考方向;2电压:电路中一个具有大小和方向(极性)的重要物理量;电压又叫做电压差或电压降,与电路中两点有关;与电流的表示方式相像,用大写字母 U 表示恒定的电压(直流电压),用小写字母 u 表示电压的瞬时值;B 电场力所做的功;电压大小规定: 在电路中, 单位正电荷经任意路径由节点 A 运动到
4、节点电压的单位为(V ),做功的单位为焦耳(J);电压的方向称为电压极性,其定义为:假如该电场力做功的数值为正,就 选定为参考节点;A,B 两节点之间电压为正,在电路中,可以把任意一个节点3功率定义为单位时间内,电路元件上能量的变化量,是具有大小及正负值的物理量;单细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载位为瓦特( W)在一个电路中, 电源所产生的功率肯定消耗在该电路的其他一些元件
5、上,这就是电路中的功 率平稳原理;三、电路的基本元件 1 电阻元件 2 电容元件 3 电感元件:实际电感器的抱负化模型,它具有储存磁场能量的功能 4 电压源:实际电源的一种抽象 5 电流源:实际电源的一种抽象 实际的电压源是由抱负电压源与一个内阻串联构成的 实际的电流源是由抱负电流源与一个内阻并联构成的6 受控源:一种四端元件,由掌握支路和受控支路两部分组成 四、基尔霍夫定律 将元件的伏安关系用于电路分析,是电路分析方法中的一个着重点;在另一方面, 电路元件 只有通过某种连接方式相互连接时,才能组成一个完整的电路,基尔霍夫定律正是涉及这方 面的内容; 基尔霍夫定律仅与电路结构(即组成电路的节点
6、数,支路数及各支路的关系)有 关,而与详细电路元件本身具有何种伏安关系无关 电路分析方法的根本依据就在于:将元件的伏安关系与基尔霍夫定律这两方面的约束奇妙地 结合起来,形成对各种复杂电路的一般分析方法;1 KCL 指出:在电路中的任何一个节点,在任何时刻,流入(或流出)该节点的电流代数 和为零;2 KVL 指出:在电路中的任何一个回路,在任何时刻,沿该回路绕行一周,该回路上全部支路的电压降的代数和为零KCL 和 KVL 均只与电路结构有关,而与元件的伏安关系无关;对于基尔霍夫定律的应用仍应留意以下问题:(1)对于一个由 n 个节点组成的实际电路,电路分析理论指出:对于 n 个节点列写 KCL
7、n-1 个方程是独立的;方程,其中只有一个由(2)对由 n 个节点, b 条支路组成的实际电路,电路理论指出,由 KVL 对电路中的全部 回路可以列出 b-n-1 个独立的方程式;(3)基尔霍夫定律仅是电磁场理论中麦克斯韦方程的近似,犹如经典力学中的牛顿定律 乃是相对论力学定律的近似;在某些条件下,例如对微波电路中的空腔谐振器,就 不能很好地应用基尔霍夫定律;五、简洁电阻电路的分析方法 将电路元件的伏安关系与基乐霍夫定律相结合,就形成各种对电路分析的方法;1二端网络的等效概念 当电路中的某个部分,由一个或多个元件组成,但只有两个端点(钮)与电路中的其他电路 部分(外电路)相连接时,就称该电路部
8、分为一个二端网络2简洁电阻电路的等效变换运算方法 3戴维南定理指出:一个由电压源、电流源(本节仅包括受控源的情形)及电阻构成的二 端网络,可以用一个电压源和一个电阻的串联等效电路来等效4叠加定理:当电路由电阻、多个电压源或电流源组成时,任何一个支路上的电压或电流 是各电源单独作用时,在该支路上产生的电压或电流之和;六、简洁 RC 电路的过渡过程 本章小结:细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好
9、资料 欢迎下载一、电路是由电路元件按肯定的连接方式组成的元件的伏安关系(VAR )所约束的;基尔霍夫定律(KCL 、KVL )是由电路结构所约束的;电路分析方法的实质是:将描述电路中详细元件特性的 VAR 和描述电路结构的 KCL 、KVL紧密地相结合,并形成各种详细的电路分析方法二、电路中的主要物理量有电压、电流及功率等电压及电流都是具有大小及方向的物理量,其参考方向的假设是进行电路分析的必要条件,但假设的任意性并不影响运算结果的正确性;三、电路中的基本元件电阻 R、电感 L 和电容 C 的伏安关系为 uR=Ui R,uL=Ldi L/dt和 ic=C du c/dt电容上的电压及电感上的电
10、流一般不会发生突变,在直流电路中, 电容相当于开路,电感相当于短路四、基尔霍夫定律KVLU=0和 KCLi=0 应留意在列写方程时有两套正负符号的应用五、对简洁电路的分析方法1. 等效变换的方法(1)两个二端网络等效是指它们对于外电路进行分析时的作用是相同的(2)实际电压源与实际电流源等效变换的关系为 Rs=Rs,Us=IsRs (3)数个电流源并联电路,按 KCL可简化为一个等效的电流源;数个电压源串联电路,按 KVL可简化为一个等效的电压源(4)n 个电阻串联,等效电阻为 R=R1+R2+R3+ +Rn; n 个电阻并联,等效电阻为R=R1/R2/R3/ /Rn (5)电压源 Us在串联电
11、阻 R1, , Ri, ,Rn 中 Ri 上的分压 Ui 为 Us Ri/R1+ Rn 2. 戴维南定理,一个由线性元件构成的二端网络可以等效为一个由电压源 Uoc 和内阻 Ro串联的等效电路;求 Uoc 的方法是:将二端网络对负载电路(外电路)开路,其所求出的开路电压值即为 Uoc;求 Ro时,应当将二端网络中的独立电压源等效为短路、独立电流源等效为开路3. 叠加定理:一个由线性元件构成的电路中含有多个独立电源时,在求解某个支路电压、电流的过程中,可以让这些电源分别单独作用,再将每次作用的结果叠加;当电路中某些电压源(或电流源)不作用时,应将其等效为短路(或开路)六、简洁 RC电路过渡过程当
12、 RC电路中的电容 C上储存的电场能量开头累积或释放时,电容处于充、放电状态,因而电路也处于过渡过程(暂态);电容 C上的电压不能突变,而是按指数规律变化的;第 2 部分 模拟电子技术基础第三章半导体器件教学目标:1 明白 PN 结的单向导电原理 2 熟识二极管的伏安特性 3 明白开关二极管,整流二极管,稳压二极管的基本用途 4 把握三极管输出特性曲线中的截止区,放大区和饱和区等概念 5 熟识熟识对三极管开关电路工作状态的分析方法细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精
13、品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载6 熟识三极管的主要参数 7 熟识 MOS 场效应管的分类及符号 8 熟识增强型 NMOS 管的特性曲线 9 明白 MOS 场效应管的主要参数 教学重点及难点:1 PN 结的单向导电原理 2 二极管的伏安特性 3 三极管输出特性曲线中的截止区,放大区和饱和区等概念 4 三极管的主要参数 教学内容:一、半导体二级管1半导体基本学问(1)半导体的载流子- 电子与空穴(2)N 型和 P 型半导体(3)PN 结的形成(4)PN 结的单向导电性2二极管符号及其主要参数(1)最大正向电流(2)反向击穿电压(3)反向电
14、流(4)最高工作频率和反向复原时间(5)温度影响3二极管应用举例:依据情形可把它视为一个抱负开关:在导通时,视为“ 短路” 或一个 低值电阻,截止时,视为“ 开路”4稳压管及其应用稳压管是一种特殊的二极管,是模拟电路中常用的一种元件;稳压管正常工作在反向穿击穿状态 二、半导体三极管1 三极管的符号及其特性曲线:通常认为三极管是一种电流掌握电流源型器件 2 三极管的主要参数及应用举例(1)共发射极电流放大系数(2)集电极 -发射极击穿电压(3)集电极最大电流(4)最大功率(5)特点频率(6)集电极 -发射极饱和压降3 三极管的开关时间和极间电容 4 三极管的共基极和共集电极电路 三、 MOS 场
15、效应管1 MOS 管的分类 2 增强型 MOS 管的特性曲线 3 MOS 场效应管的主要参数和应用举例(1)直流参数 第 4 页,共 14 页 (2)沟通参数细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -(3)极限参数学习好资料欢迎下载本章小结:一、半导体二级管是由 P 型和 N 型半导体组成的,其 PN 结具有单向导电性;二极管为硅管和锗管两种类型;硅管的导通电压为 0.5V,管子导通后管压降约为 0.60.8V ;锗管的导通电压
16、约为 0.1V,管子导通后管压降约为 0.10.3V ;二极管在模拟电路中常作为整流元件或非线性元件使用在数字电路中,常作为开关元件使用;二、晶体三极管是一种电流掌握电流源器件,其工作状态分为截止区、放大区和饱和区;三、 MOS 场效应管是一种电压掌握的电流源型器件;掌握量取自G、S 极电压而不是电流对于二极管、三极管及场效应管,都应把握它们的特性曲线及主要参数第 4 章 放大电路基础教学目标:1、 明白放大电路的分析方法 2、 熟识基本放大电路的工作原理 3、 把握负反馈放大电路的分析方法 4、 熟识熟识对三极管开关电路工作状态的分析方法 5、 明白多级放大电路的组成 教学重点及难点:1、
17、基本放大电路的工作原理 2、 二极管的伏安特性 3、 多级放大电路的组成放大电路的分析方法第 5 章 集成运放大器的应用教学目标:1、 明白集成运放的抱负条件 2、 熟识集成运放的应用电路性能 教学重点及难点:1、 运算电路 2、 电压比较器 3、 正弦波振荡电路第 3 部分 数字电路第 6 章 数字电路部分教学目标1 把握用二进制数和十六进制数表示任意整数和带小数的数值 2 熟识二进制数与十进制数的转换 3 把握编码规章 4 明白在二进制中,用原码表示法和补码表示法表示有符号的数 5 把握规律代数的与或非三种基本运算及其对应的三种门电路 6 熟识与非或非与或非异或和异或非等常用运算及其对应的
18、门电路 7 把握规律代数的基本定律和规章 8 把握由真值表写出标准与或表达式的熟识规律代数法简化规律函数的方法 9 熟识规律代数法简化规律函数的方法细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -10学习好资料欢迎下载把握卡诺图简化规律函数的方法教学重点及难点:1把握用二进制数和十六进制数表示任意整数和带小数的数值 2把握规律代数的与或非三种基本运算及其对应的三种门电路 3熟识与非或非与或非异或和异或非等常用
19、运算及其对应的门电路 4把握由真值表写出标准与或表达式的熟识规律代数法简化规律函数的方法 5熟识规律代数法简化规律函数的方法 6把握卡诺图简化规律函数的方法 教学内容:一、数制与编码1数制(1)二进制数(2)十六进制数2十进制数向二进制数的转换(1)整数的数制转换(2)纯小数的数制转换(3)带小数的数制转换3二 -十进制码:以四位二进制数表示一位十进制数的数制称二-十进制;最常用的二-十进制是自然二 -十进制 二、规律变量和规律代数的三种基本运算1 规律变量:规律代数的变量称为规律变量 2 基本的规律运算(1)规律加(或运算)(2)规律乘(与运算)(3)规律反(非运算)三、常见的规律门电路1
20、与非门:仅当全部输入都为1 时,输出才为0,输出便是1 与非门可以由一个与门后接一个非门构成2或非门:只要有一个输入为1,输出就为0;仅当全部输入都为0 时,输出才为1 或非门可以由一个或门后接一个非门构成3与或非门4异或门:输入信号不相同时,输出为1;当两路输入信号相同时,输出为0 0 5异或非门:输入信号相同时,输出为1; 当两路输入信号不相同时,输出为四、规律代数的基本定律和规章1基本定律(1)交换律(2)结合律(3)安排律(4)吸取律(5)0-1 律(6)互补律(7)重叠律(8)对合律(9)反演律细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第
21、 6 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载2基本规章(1)代入规章(2)对偶规章(3)反演规章 五、常用公式 六、规律函数的标准形式1由真值表写出规律表达式 规律表达式是用规律代数中的函数表示式描述了规律函数2最小项 最小项具有如下性质:(1)全体最小项之和 1 (2)任意两个最小项之积为 0 (3)如两个最小项之间只有一个变量不同(在一个最小项中是原变量,在另一个最小项中是反变量) ,其余各变量均相同,就称这两个最小项是相邻项;七、规律函数的代数化简方法 八、规律函数的
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