第一章电子电路基础.pptx
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1、1-1 电路基本量电压(U):电路中两点间电位的差值电源电动势电流(I)功率(W)第1页/共74页1-1 电路基本量电源电阻R电阻定律对于均匀截面的金属导体,它的电阻与导体的长度成正比,与截面积成反比,还与材料的导电能力有关第2页/共74页1-2 基本定律欧姆定律导体两端流过的电流与电压成正比全电路欧姆定律电路中的电流I与电源电动势E成正比,与整个电路中的电阻成反比。第3页/共74页1-2 基尔霍夫定律节点电流定律(第一定律)电路中任意时刻流入任一节点的电流恒等于流出这个点的电流回路电压定律(第二定律)沿着某一闭合回路绕行一周,电路中各个元件上电压降的代数和恒为零第4页/共74页1-2 戴维南
2、定律任何一个线性的有两个端口的网络,对外电路而言,可以用一个电压源和一个内电阻相串联的电路模型来代替,电压源的电压是有源二端网络的开路电压;内电阻等于有源二端网络中所有电压源电压置零、电流源电流置零时的等效电阻第5页/共74页1-2 叠加原理线性电路中,当有多个电源作用时,电路中任何一个支路的电流或电压是电路中各个电源单独作用时,在该支路上产生的电流或电压的代数和。(单独作用指将其它电源置零,即电压源短路,电流源开路)第6页/共74页1-3 正弦交流电正弦量三要素:频率、初相位、振幅有效值第7页/共74页1-3 正弦交流电三相交流电物征电压幅值相等、频率相同、相位互差120度两种联接方式:星形
3、与三角形星形:相电压220V,线电压380V三角形:220V第8页/共74页1-4 正弦交流电路的元件特性电阻元件电阻上的电压与电流同相第9页/共74页1-4 正弦交流电路的元件特性电感元件电压超前于电流Pi/2电感具有通低频阻高频的特性第10页/共74页1-4 正弦交流电路的元件特性电容元件电流超前于电压Pi/2电容具有通高频阻低频的特性第11页/共74页第二节 基本电子器件二极管、三极管(掌握)基本构造输入、输出特性曲线医用传感器(熟悉)第12页/共74页2-1 二极管PN结 将N型半导体与P型半导体采用特殊的工艺结合在一起时,在其交界处会形成一种特殊的阻挡层,这就是PN结。PN结具有很重
4、要的特性单向导电性。正向偏置反向偏置第13页/共74页2-1 二极管半导体二极管 由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成。由P区引出的电极称为阳极,N区引出的电极称为阴极。导通时的电流方向是从阳极通过管子内部流向阴极。正向偏置反向偏置第14页/共74页2-1 二极管二极管的伏安特性曲线DEOA:死区开启电压:VthAB:近似指数规律BC:近似恒压源导通电压:VonOD:近似恒流源DE:反向击穿特性击穿电压:V(BR)反向电流:IR第15页/共74页2-1 二极管主要参数 最大整流电流IF 是二极管长期运行时允许通过的最大半波整流电流平均值。整流电流超过此值时,二极管将被烧坏。反向击穿电压
5、V(BR)当反向电压超过V(BR)时,反向电流剧增,二极管的单向导电性能被破坏,甚至引起二极管损坏。反向电流IR 反向电流越小,管子的单向导电性越好。最高工作频率、反向恢复时间 第16页/共74页光电二极管正常工作在反偏状态。无光照时,只有很小的反向饱和电流,称为暗电流;有光照时,PN结受光激发,产生大量电子空穴对,形成较大的光电流。通常由硅材料制成,管壳有接收光照的透镜窗口。光电二极管的电流与照度成正比,用于信号检测、光电传感器、电机转速测量等。第17页/共74页发光二极管电致发光器件,将电信号转换成光信号。通常由磷砷化镓(GaAsP)、磷化镓(GaP)制成光的波长(颜色)与材料有关正偏导通
6、时发光发光二极管的开启电压和正向导通电压比普通二极管大,正向电压一般为1.52.5V。亮度与正向电流成正比,一般5-15mA。第18页/共74页2-2 三极管三极管结构第19页/共74页2-2 三极管 无论 PNP型还是NPN型晶体三极管都有相同的名称:晶体三极管中间的区域为基区,两边的分别为发射区和集电区。三个电极分别称为基极(用b表示)、发射极(用e表示)、集电极(用c表示)。发射极与基极之间的PN结称为发射结(简称e结);集电极与基极之间的PN结称为集电结(简称c结)。第20页/共74页2-2 三极管结构特点基区:最薄,掺杂最少,多子浓度最低;用于传递和控制载流子发射区:掺杂最多,多子浓
7、度最大;用于发射多子集电区:掺杂较多,多子浓度较大;用于收集载流子。集电区的载面积大于发射区的载面积第21页/共74页2-2 三极管三种连接方式集电极不能作为输入端,基极不能作为输出端第22页/共74页2-2 三极管放大原理:基极电流对集电极电流的控制作用来实现电流放大第23页/共74页输入输出特性曲线共射极输入特性基极电流iB与发射结电压vBE之间的关系与PN结正向伏安特性曲线相似,当vCE1时,输入伏安特性基本不变。第24页/共74页输入输出特性曲线共射极输出特性输出特性曲线族 截止区 饱和区 放大区第25页/共74页截止区发射结反偏,集电结反偏 等效电路第26页/共74页饱和区发射结正偏
8、,集电结正偏等效电路第27页/共74页放大区发射结正偏,集电结反偏 等效电路第28页/共74页三极管基本参数 共射极直流电流放大倍数 共射极交流电流放大倍数 集电结反向饱和电流 ICBO。穿透电流 ICEO 集电极最大允许电流 ICM 集电极最大允许功耗 PCM 反向击穿电压第29页/共74页2-3 MOS场效应管场效应管是一种电压控制的、只有一种极性的载流子参于导电的单极性半导体器件。按结构分:结型和绝缘栅型(MOS)按工作性能分:耗尽型和增强型按基片(衬底)材料分:P沟道和N沟道PMOSNMOS第30页/共74页2-4 医用传感器 电极 通过与生物体的接触耦合,将生物体内的电位和生物电流有
9、效地导出的敏感元件 化学传感器 基于化学原理的、以化学物质为检测对象的一类传感器。主要有离子传感器和气体传感器等 生物传感器 利用某些生物活性物质所具有的高度选择性,来识别待检测生物化学物质的一类传感器第31页/共74页2-4 医用传感器 物理传感器 根据检测对象不同,又分为:温度传感器压力传感器血流量传感器心电传感器脉搏传感器呼吸传感器第32页/共74页第三节 基本模拟电路小信号放大电路(掌握)基本结构工作原理功率放大电路(了解)基本集成运算放大电路(掌握)基本结构工作原理第33页/共74页3-1 小信号放大电路一、共发射极放大电路共发射极基本放大电路的习惯画法及其直流通路第34页/共74页
10、3-1 小信号放大电路静态工作点(Q点)在放大电路中,当有信号输入时,交流量与直流量共存。当放大电路没有输入信号时,电路中各处的电压、电流都是不变的直流,称为直流工作状态或静止状态,简称静态。此时,晶体管的基极电流I IB,集电极电流I IC,b-e间电压UBE、管压降UCE称为放大电路的静态工作点(简称Q点),常将这四个物理量记作I IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。调整基极电阻Rb,改变电流I IB B,可以调整Q点第35页/共74页动态分析(vi0)vBE=VBEQ+vbe=VBEQ+viiB=IBQ+ib iC=ICQ+ic=ICQ+ib vCE=VCEQ+vce=VCEQ-icRL
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