电路与模拟电子技术基础.pdf

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1、电路与模拟电子技术基础第1章直流电路1.1电路及电路模型电流流过的回路叫做电路，又称导电回路。最简单的电路，是由电源、负载、导线、开关等元器件组成。电路导通叫做通路。只有通路，电路中才有电流通过。电路某一处断开叫做断路或者开路。如果电路中电源正负极间没有负载而是直接接通叫做短路，这种情况是决不允许的。另有一种短路是指某个元件的两端直接接通，此时电流从直接接通处流经而不会经过该元件，这种情况叫做该元件短路。开路（或断路）是允许的，而第一种短路决不允许，因为电源的短路会导致电源、用电器、电流表被烧坏。电路电路（英语：Electrical circuit）或称电子回路，是由电器设备和 元器件元器件,

2、按一定方式连接起来，为电荷流通提供了路径的总体，也叫电子线路或称电气回路，简称网络或回路。如电源、电阻、电容、电感、二极管、三极管、晶体管、IC 和电键等，构成的网络、硬件。负电荷可以在其中流动。电路模型是实际电路抽象而成，它近似地反映实际电路的电气特性。电路模型由一些理想电路元件用理想导线连接而成。用不同特性的电路元件按照不同的方式连接就构成不同特性的电路。电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当用不同的电路模型模拟同一实际电路。这种抽象的电路模型中的元件均为理想元件。1.2电路变量1.3电阻元件电阻（Resistance，通常用“R”

3、表示），在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然.电容（Capacitance）亦称作“电容量”，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。因电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，所以广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。电感（inductan

4、ce of an ideal inductor）是闭合回路的一种属性。当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（H）”。1.4电压源与电流源1.5电压源与电流源1.6单口网络及等效1.7支路电流分析法1.8节点分析法1.9叠加定理叠加定理陈述为：由全部独立电源在线性电阻电路中产生的任一电压或电流，等于每一个独立电源单独作用所产生的相应电压或电流的代数和。在线性电路中，任一支路的电流（或电压）可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时，在该支路产生的电流（或电压）的代数和（叠加）

5、。线性电路的这种叠加性称为叠加定理。也就是说，只要电路存在惟一解，线性电阻电路中的任一结点电压、支路电压或支路电流均可表示为以下形式：y=H1us1+H2us2+Hmusm+K1is1+K2is2+Knisn式中 uSk(k=1,2,m)表示电路中独立电压源的电压；iSk(k=1,2,n)表示电路中独立电流源的电流。Hk(k=1,2,m)和 Kk(k=1,2,n)是常量，它们取决于电路的参数和输出变量的选择，而与独立电源无关1.10等效电源定理习题1第2章一阶动态电路的暂态分析2.1电容元件与电感元件2.2换路定则及其初始条件2.3一阶电路零输入响应2.4一阶电路零状态响应2.5一阶电路完全响

6、应2.6三要素法求一阶电路响应习题2第3章正弦稳态电路的分析3.1正弦交流电的基本概念3.2正弦量的向量表示3.3基尔霍夫定律的向量表示3.43种基本元件伏安关系的向量形式3.5简单正弦交流电路3.6正弦稳态电路分析3.7正弦稳态电路的功率3.8正弦稳态电路中的谐振3.9三相电路三相电路。三相交流电源指能够提供3个频率相同而相位不同的电压或电流的电源，最常用的是三相交流发电机。三相发电机的各相电压的相位互差 120。它们之间各相电压超前或滞后的次序称为相序。三相电动机在正序电压供电时正转，改为负序电压供电时则反转。因此，使用三相电源时必须注意其相序。一些需要正反转的生产设备可通过改变供电相序来

7、控制三相电动机的正反转。三相电路是一种特殊的交流电路，由三相电源、三相负载和三相输电线路组成。世界上电力系统电能生产供电方式大都采用三相制。习题3第4章半导体二极管及其基本电路4.1半导体的基础知识4.2半导体二极管按材料分有锗、硅或砷化镓；按结构分有点接触、pn 结、pin、肖特基势垒、异质结；按原理分有隧道、变容、雪崩和阶跃恢复等。主要用于检波、混频、参量放大、开关、稳压、整流等。光通信发展后，出现发光、光电、雪崩光电、pin 光电、半导体激光等二极管。半导体二极管二极管的伏安特性阳极：由 P 区引出的电极为阳极。阴极：由 N 区引出的电极为阴极。点接触型二极管，通过的电流小，结电容小，适

8、用于高频电路和开关电路。面接触型二极管，结面积大，电流大，结电容大，适用于低频整流电路。平面型二极管，结面积较大时可以通过较大电流，适用于大功率整流，结面积较小时，可作为数字电路中的开关管。开启电压 Uon：使二极管开始导通的临界电压称为开启电压Uon。反向电流：当二极管所加反向电压的数值足够大时，产生反向电流为IS。在环境温度升高时，二极管的正向特性曲线将左移，反向特性曲线下。如图所示。温度每升高1C，正向压降减小22.5mV；温度每升高10C，反向电流约增大一倍。结论：二极管对温度很敏感。4.3二极管的等效电路及其应用4.4半导体器件型号命名及方法（根据国家标准GB249-74）习题4第5

9、章晶体三极管及其基本放大电路第6章场效应管及其基本放大电路第7章集成运算放大电路集成运算放大电路是一种直接耦合的多级放大电路，它是利用半导体的集成工艺，实现电路、电路系统和元件三结合的产物。由于采用集成工艺，可以使相邻元器件参数的一致性好，且采用多晶体管的复杂电路，使之性能做得十分优越。集成运算放大器的型号各异，但用得最为普遍的是通用型集成运放，其内部电路一般为差分输入级、中间级和互补输出级，并带有各种各样的电流源电路。第8章负反馈放大电路第9章集成运算放大器的应用第10章直流稳压电源能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时

10、，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路-电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等

11、高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。另外，很多电子爱好者初学阶段首先遇到的就是要解决电源问题，否则电路无法工作、电子制作无法进行，学习就无从谈起。为此，Peckers Home专门开辟了这个直流稳压电源技术专题，希望给初学阶段的电子爱好者一些帮助。同时也可以作为普通爱好者电源技术方面的参考资料，供日常学习、制作上参考之用。附录 A 部分习题答案