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第1章 半导体晶体管和场效应管一 、重点和难点二 半导体材料的导电特性半导体材料的导电特点决定了半导体器件的特点和应用场合，因此透彻的了解半导体的导电特点是学习电子技术的基础，也是本章的重点之一。1. PN结的单向导电性所有的半导体器件都是由一个或者多个PN结组合而成的，深刻理解PN结的单向导电性的特点是本章的重点。2. 二极管的参数二极管的参数中，有表示极限的参数，有表示优劣的参数，同时有直流参数，又有交流参数，有建立在时间积累效应基础上的电流参数，还有建立在雪崩效应和隧道效应基础上的瞬时电压参数，正确的理解二极管的参数是应用的前提和基础，掌握每个参数的意义是本章的重点，也是本章的难点，3. 二极管的应用二极管的主要利用其单向导电性可以用来构成各种电路，二极管的应用是本章的重点。4. 三极管的结构三极管的是由两个相互关联的PN结构成的，三极管由于其内部载流子的运动规律难于形象描述而成为本章的难点。5. 三极管的特性三极管不论输入还是输出都是非线性的，故此其为本章的难点，由于了解管子的特性是对于管子应用的基础和前提，因此正确理解输入电流对输出电流的控制也是本章的重点。6. 三极管的应用三极管在日常生活中有着非常广泛的应用，模拟电子中主要用其放大作用，数字电子中主要用其开关作用。学习的目的主要是为了应用，因此是本章的重点。二、学习方法指导1.半导体材料的导电特性半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，其导电特性包括：对温度反映灵敏(热敏性) ，杂质的影响显著(掺杂性) ，光照可以改变电阻率(光敏性)。2.自由电子和空穴当一部分价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子后，共价键中就留下相应的空位，这个空位被称为空穴。原子因失去一个价电子而带正电，也可以说空穴带正电。在本征半导体中，电子与空穴总是成对出现的，它们被称为电子空穴对。如果在本征半导体两端加上外电场，半导体中将出现两部分电流：一是自由电子将产生定向移动，形成电子电流；一是由于空穴的存在，价电子将按一定的方向依次填补空穴，亦即空穴也会产生定向移动，形成空穴电流。所以说，半导体中同时存在着两种载流子(运载电荷的粒子为载流子)电子和空穴，这是半导体导电的特殊性质，也是半导体与金属在导电机理上的本质区别。3. PN结及其单向导电性若在纯净的硅晶体中掺入微量的五价元素(如磷)，磷原子与硅原子组成共价键结构只需四个价电子，而磷原子的最外层有五个价电子，多余的那个价电子不受共价键束缚，只需获得很少的能量就能成为自由电子。自由电子是多数载流子(简称多子)，空穴是少数载流子(简称少子)，自由电子导电为主要导电方式的杂质半导体称为电子型半导体，简称N型半导体。在纯净的硅(或锗)晶体内掺入微量的三价元素硼(或铟)，当它与周围的硅原子组成共价键结构时，会因缺少一个电子而在晶体中产生一个空穴，掺入多少三价元素的杂质原子，就会产生多少空穴。因此，这种半导体将以空穴导电为其主要导体方式，称为空穴型半导体，简称P型半导体。在一块硅或锗的晶片上，采取不同的掺杂工艺，分别形成N型半导体区和P型半导体区。在他们的交界面附近就会形成一个空间电荷区，这个空间电荷区就是PN结。若在PN结两端外加电压，将会破坏PN结原有的平衡。加正向电压时，P区接电源正极，N区接电源负极，由于外电场的方向与内电场的方向相反，结果使空间电荷区变窄，内电场被削弱，有利于多数载流子的扩散运动，形成较大的正向电流。因此，加正向电压时，PN结呈低电阻而处于导通状态。若外接电压方向相反N区接电源正极，P区接电源负极，则外电场方向与内电场方向一致，空间电荷区变宽，PN结呈高阻状态而处于反向截止。4. 二极管的参数及应用将PN结的两端加上电极引线并用外壳封装，就组成了一只晶体二极管。二极管IOM是二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。URM是为了防止二极管反向击穿而规定的最高反向工作电压。一定要在极限参数允许的范围内工作，否则会损坏管子。利用二极管的单向导电性可以用来构成整流，限幅，检波，保护，开关等电路。5.特殊二极管稳压管是一种特殊的面接触型硅二极管，反向击穿是稳压管的正常工作状态，稳压管就工作在反向击穿区。发光二极管也具有单向导电性。发光二极管的发光颜色取决于所用材料，目前有红、绿、黄、橙等色。光电二极管的结构与普通二极管类似，使用时光电二极管PN结工作在反向偏置状态，在光的照射下，反向电流随光照强度的增加而上升（这时的反向电流叫做光电流），所以，光电二极管是一种将光信号转为电信号的半导体器件。6.晶体管的结构目前使用的晶体管有PNP型和NPN型两种，他们在结构上都有三个区发射区、基区和集电区，两个PN结发射结和集电结组成。由三个区分别引出的三根电极分别称为发射极E、基极B和集电极C。为了使晶体管具有电流放大作用，在其内部结构上还必须满足两个条件：发射区的掺杂浓度最高，集电区掺杂浓度较低，基区掺杂浓度最低；基区做得很薄。晶体管可以工作在输出特性曲线的三个区域内，晶体管工作在放大区的主要特征是：发射结正向偏置，集电结反向偏置，IC与IB间具有线性关系，即IC=IB。晶体管工作在截止区的主要特征是：IB=0，IC= 0，相当于晶体管的三个极之间都处于断开状态。晶体管工作在饱和区的主要特征是：UCEUBE，即集电结为正向偏置，发射结也是正向偏置；IB的变化对IC影响不大，两者不成正比，CE之间相当于导通的开关。7.晶体管和场效应管的比较双极型三极管（简称BJT）又称晶体三极管，它工作时有空穴和自由电子两种载流子参与导电，而单极型三极管又称场效应管（简称FET），工作时只有一种载流子（多数载流子）参与导电。晶体管属于电流控制型器件，而场效应管属于电压控制型器件。第2章 交流放大电路及集成运算放大器一、重点与难点1、 放大电路的组成直流电源和交流信号源分别提供能量和待放大的信号，而电容具有把直流信号与输入，输出端隔离开来的作用，信号放大的实质实际上是通过晶体管的电流控制作用而对直流电源提供的能量再分配的一个过程，只有正确的理解放大的实质，才能深入的学习，分析后面的放大电路，放大电路的组成是本章的重点之一。2、 基本放大电路的分析直流分析的目的是为了确定放大电路的静态工作点是否合适，合适的静态工作点是保证放大电路正常工作的前提，故其是本章的重点，交流分析的目的不仅仅是为了确定放大电路的放大能力，还要确定其接收信号的能力和带负载的能力，这是放大的根本目的，此是本章的重点，由于晶体管在小信号下的模型等效原则比较抽象，这部分也是本章的难点。3、 射极输出器的分析及应用射极输出器属于共集电极放大电路，其交流微变等效电路属于本章难点之一，由于其输入电阻高，输出电阻低，无电压放大能力，但是电流放大能力较强，故此在日常生活中应用很多，如何根据其特点正确的应用是本章的重点。4、 放大电路的耦合方式放大电路的耦合方式中，阻容耦合和直接耦合有各自的优点和缺点，正确的根据其特点比较，选择耦合方式是本章的重点，也是本章的难点。5、 负反馈类型的判断负反馈类型由于其电路的抽象性，因而是本章的难点，正确的分析电路的特点是正确判断负反馈类型的前提和保证。6、 负反馈的特点负反馈以降低电压放大倍数为代价，换来了很多优点，正确的选择，设计负反馈放大电路能够很好的改善放大电路的性能，降低干扰，这部分内容是本章的重点。7、 集成运算放大器的特点集成运算放大器是性能特别优良的放大电路，基本可以按照理想情况进行估算，集成运放可工作在线性区和非线性区，深度负反馈是其工作于线性区的前提，在深度负反馈构成的闭环系统中，虚短和虚断是两个分析问题的根本思路，是本书的重点和难点。8、 集成运算放大器在线性区的应用比例，加减运算因其广泛的应用是本书的重点，微积分运算是本书的难点，滤波的概念把电路分析由时域分析改为频域分析，是本书的重点，也是难点。9、 集成运放在非线性区的应用电压比较器处于大信号运用状态，受非线性特性的限制，输出只有高电平和低电平两种状态，电压比较器构成的波形变换和波形产生电路是本章的重点和难点。二、学习辅导1、放大电路的组成直流电源的的作用首先是提供能量，同时为晶体管的放大提供一个合适的静态工作点，使其具有良好的放大范围，电解电容的作用是把直流电源与输入信号、输出信号隔离开来，另外，还可以通过偏置电阻来调节各静态值的大小。2、放大电路的静态分析当放大电路的输入端接上需要进行放大的交流信号时，电路中的各个电流与电压是在静态(直流)的基础上，叠加上一个动态(交流)量。正确的设置静态工作点才能保证叠加上交流信号后电路能够不失真的放大，如果静态工作点过低，就会导致叠加交流信号后基极电流出现小于零的情况，从而导致晶体管进入到截止区从而产生截止失真，如果静态工作点设置过高，叠加上交流信号后虽然基极不会发生失真，但是集电极电流过大会导致管子进入到饱和区，从而产生饱和失真。进行静态分析时，首先要画出其直流通路图，然后根据电路计算各静态的值。3、放大电路的动态分析放大电路的动态分析的目的是为了确定其放大倍数Au，并确定其接收信号的能力ri和其带负载的能力ro，正确的理解这三个指标的含义是学习本部分内容的前提和关键。在电路进行动态分析时，由于晶体管的非线性从而增加了分析的难度。微变等效电路法的实质是在小信号(微变量)的情况下，将非线性元件晶体管线性化，即把晶体管等效为一个线性电路。这样，就可以采用计算线性电路的方法来计算放大电路的输入电阻、输出电阻及电压放大倍数等。4、射极输出器由于射极输出器具有电压放大倍数接近于1的电压跟随作用，且输入电阻高，输出电阻低的主要特点，所以这种基本单元电路的应用十分广泛。利用它输入电阻高的特点，常用作多级放大电路的输入级以增强放大电路接收信号的能力；有时还将射极输出器接在两极共发射极放大电路之间用来隔离前后级之间的相互影响，提高整个放大器的电压放大倍数；利用它输出电阻低的特点，常用作多级放大电路的输出级以增强其带负载能力。同时由于其对电流仍有放大作用，因此可以用来接成功率放大器的形式。5、多级放大电路间的耦合由于实际待放大的信号一般都非常微弱。要把这些微弱信号放大到足以推动负载(如喇叭、显像管、指示仪表等)工作，单靠一级放大器常常不能满足要求，这就要求将两个或两个以上的基本单元放大电路联结起来组成多级放大器，使信号逐级放大到所需要的程度。其中，每个基本单元放大电路为多级放大器的一级。级与级之间的联结方式叫耦合方式。常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合等。由于电容有隔直作用，所以阻容耦合放大器中各级的静态工作点互不影响，可分别单独设置。由于电容具有传递交流的作用，只要耦合电容的容量足够大(一般为几微法到几十微法)，对交流信号所呈现的容抗就可忽略不计。这样，前一级的输出信号就无损失地传送到后一级继续放大。在由分立元件组成的多级交流放大电路中，阻容耦合得到了广泛的应用。但在集成电路中，由于难于制造较大容量的电容器，而且由于电容隔离直流的作用，使得阻容耦合的放大电路不能放大直流信号，因而在集成电路中基本上不采用阻容耦合，而采用直接耦合。6、负反馈对放大电路的影响在电子电路中，将放大电路输出信号(输出电压或输出电流)的一部分或全部通过一定的电路形式送回到输入回路，从而影响输入量(输入电压或输入电流)，这个过程称为反馈。负反馈对放大电路有以下几方面的影响：（1）降低放大倍数反馈系数F越大，闭环放大倍数Af越小，甚至小于l。（2）提高放大倍数的稳定性当外界条件变化时（如温度变化、管子老化、元件参数变化、电源电压波动等等），会引起放大倍数的变化，甚至引起输出信号的失真。而引入负反馈以后，则可以利用反馈量进行自我调节，提高放大倍数的稳定性。（3）对输入电阻的影响放大电路的负反馈会改变电路的输入电阻，串联反馈能增大总的输入电阻，并联反馈能减小总的输入电阻。（4）对输出电阻的影响电压负反馈具有稳定输出电压的作用，即具有恒压输出的特点，电压负反馈使输出电阻减小。电流负反馈有稳定输出电流的作用，即在负载改变时可维持电流不变，所以放大电路对负载来讲相当于一个内阻很大的恒流源，电流负反馈使输出电阻增加。（5）负反馈电路能扩展放大电路的通频带宽度，使放大电路具有更好的通频特性。7、深度负反馈的性能估算在深度负反馈放大电路中，闭环放大倍数由反馈网络决定；反馈信号xf近似等于输入信号xi；净输入信号xid近似为零。这是深度负反馈放大电路的重要特点。（1）净输入信号uid近似为零，即基本放大电路两输入端P、N电位近似相等，两输入端间似乎短路但并没有真的短路，称为“虚短”；（2）闭环输入电阻Rif趋近于无穷大， 即闭环放大电路的输入电流近似为零，也即流过基本放大电路两输入端P、N 电流ipin=0，两输入端似乎开路但并没有真的开路，称为“虚断”。8、零点漂移及抑止（1）零点漂移的概念零点漂移是直接耦合放大电路存在的一个特殊问题。输入电压为零(ui=0)而输出电压(uo=0)不为零，且缓慢地、无规则地变化的现象，称为零点漂移现象。在直接耦合放大电路中，漂移电压和有效信号电压混杂在一起被逐级放大，特别是第一级的漂移影响最大，因为第一级的漂移会被后面各级逐级放大。在漂移现象严重的情况下，往往会使有效信号“淹没”，使放大电路不能正常工作。（2）抑制的方法抑制零点漂移最直接的方法就是采用对称的差动放大电路，由于电路的对称性，无论是温度的变化还是电源电压的波动，都会引起两个三极管集电极电流和电压的相同变化，如果采用双端输出的形式，相同的变化量互相抵消，从而抑制了零点漂移。9、集成电路的特点集成电路是利用半导体制造工艺将整个电路中的元器件制作在一块基片上的器件，目前应用最为广泛的模拟集成电路是集成运算放大器。集成运算放大器实质上是一个高增益的直接耦合多级放大电路。它一般由输入级、中间级、输出级和偏置电路等组成。其输入级常采用差分放大电路，故有两个输入端，输出级采用互补对称放大电路，偏置电路采用电流源电路。目前使用的集成运算放大器其开环差模电压增益可达80140dB，差模输入电阻很高而输出电阻很小。因而应用中常把集成运算放大器特性理想化，即认为Aud，Rid，Ro0，KCMR。10、集成运放的线性应用利用负反馈技术，根据外接线性反馈元件的不同，可用集成运放构成比例、加法减法、微分、积分等运算电路。基本运算电路有同相输入和反相输入两种连接方式，反相输入运算电路的特点是：运放共模输入信号为零，但输入电阻较低，其值决定于反相输入端所接元件。同相输入运算电路的特点是：运放两个输入端对地电压等于输入电压，故有较大的共模输入信号，但它的输入电阻可趋于无穷大。基本运算电路中反馈电路都必须接到反相输入端以构成负反馈，使运放工作在线性状态。本章介绍的基本运算电路的功能及分析方法应熟练掌握，它可用来分析各种由集成运放构成的处于线性工作状态下的应用电路。11、电压比较器电压比较器处于大信号运用状态，受非线性特性的限制，输出只有高电平和低电平两种状态。电压比较器可用来对两个输入电压进行比较，并根据比较结果输出高或低电平，它广泛应用于信号产生、信号处理、波形变换和信号检测等电路中。电压比较器的工作状态在门限电压处翻转，此时uu。单限电压比较器中运放通常工作在开环状态，只有一个门限电压，在门限电压附近抗干扰能力较差，为了提高其抗干扰能力，常采用加有正反馈的比较器，称为迟滞比较器或施密特触发器，它有上、下两个门限电压，两者之差称为回差电压。12、非正弦波产生电路非正弦波产生电路通常由比较器、积分电路和反馈电路等组成，其状态的翻转依靠电路中定时电容能量的变化，改变定时电容的充、放电电流的大小，就可以调节振荡周期。利用电压控制的电流源提供定时电容的充、放电电流，可以得到理想的振荡波形，同时振荡频率的调节也很方便。第3章 模拟电子电路的工程应用一、重点和难点1、 二极管的应用半导体二极管是最基本的电子元件，掌握它的应用方法是学习模拟电子技术以及后续数字电子技术必需的条件。二极管的应用是本章的重点。2、 自激振荡的产生及稳幅振荡条件正弦波自激振荡电路是一种基本的模拟电子电路，这种电路不需要外加激励就能将直流电能转换成按正弦规律变化的交流电能。实验中使用的低频信号发生器就是一种由正弦波自激振荡电路组成的振荡器。在通讯、自动控制、测量等领域得到广泛应用。由于其利用正反馈技术比较抽象，故本部分是本章的难点。3、 直流稳压电源工业生产中的电解、电镀、电池充电和直流电动机等都需要直流电源供电，电子线路和设备中也往往需要稳定的直流电源提供能量，直流稳压电源生成的各部分是本章的重点和难点。二、学习方法指导1、二极管的应用单向导电性是二极管的基本特点，利用半导体二极管的单向导电性可构成各种应用电路，如整流，检波，限幅。二极管导通后其导通压降很小，利用其导通压降低的特点也可以用来进行电路保护。二极管在正向从死区到导通的过程，其电阻逐渐下降，利用其特性可用来构成非线性电阻。2、自激振荡的条件电路要想产生自激振荡，必须同时满足幅度和相位两方面的条件。幅度平衡条件： = 1，相位平衡条件： = 2，（0 ，1，2，）3、自激振荡电路的组成自激振荡电路由放大电路、反馈电路和选频电路组成，放大电路用来对信号进行放大，反馈电路而且必须是正反馈电路用来将输出信号反馈到输入端，选频电路选出所需频率的信号并产生正弦波的振荡输出，而将其他频率的信号进行限幅抑制。4、正弦波振荡电路RC桥式振荡电路，当RC串并联选频网络中R1R2R，C1 C2 C时，其振荡频率f012RC，为了满足振荡条件，要求 RC桥式振荡电路中的放大电路应满足下列条件：（1）同相放大，Au3；（2）高输人阻抗、低输出阻抗；（3）为了起振容易、改善输出波形及稳幅，放大电路需采用非线性元件构成负反馈电路，使放大电路的增益自动随输出电压的增大（或减小）而下降（或增大）。LC振荡电路的选频网络由LC回路构成，它可以产生较高频率的正弦波振荡信号。它有变压器耦合、电感三点式和电容三点式等电路，其振荡频率近似等于LC谐振回路的谐振频率。石英晶体振荡电路是采用石英晶体谐振器代替LC谐振回路构成的，其振荡频率的准确性和稳定性很高，频率稳定度一般可达106108数量级。石英晶体振荡电路有并联型和串联型，并联型晶体振荡电路中，石英晶体的作用相当于一电感；而串联型晶体振荡电路中，利用石英晶体的串联谐振特性，以低阻抗接入电路。5、直流稳压电源的组成直流稳压电源由降压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。整流电路将交流电压变为脉动的直流电压，滤波电路可减小脉动使直流电压平滑，稳压电路的作用是在电网电压波动或负载电流变化时保持输出电压基本不变。注意在工作的过程中，这四步步骤之间不可以颠倒，否则会导致电路出现故障。6、串联型稳压电源在串联型稳压电源中，调整管、基准电压电路、输出电压取样电路和比较放大电路是基本组成部分。电路中引入了深度电压负反馈，从而使输出电压稳定。集成稳压器仅有输入端、输出端和公共端三个引出端，使用方便，稳压性较好。第5章 电力电子器件一、重点与难点1、电力电子器件的分类电力电子电路中能实现电能的变换和控制的半导体电子器件称为电力电子器件，按照开关控制特性可分为不可控，半控和全控三类，了解各器件的特点是应用的前提和保证，是本章的重点，也是本章的难点。2、晶闸管的主要参数晶闸管的参数种类繁多，特点各异，而正确掌握各参数又是应用的前提，这部分内容是本章的重点，也是难点。3、晶闸管的派生器件晶闸管的派生器件中，了解各器件的特点和应用场合是重点，各器件的工作原理是难点。4、新型电力电子器件各新型电力电子器件特点各异，应用场合不同，正确的掌握各新型电力电子器件的特点和应用场合是本章的重点。二、学习方法指导1、电力电子器件的分类能实现电能的变换和控制的半导体电子器件称为电力电子器件，电力电子器件按器件的开关控制特性可以分为不可控器件、半控型器件、全控型器件。不可控器件如电力二极管等，其导通与否只受主电路控制，半控型器件的导通除了主电路具备导通条件外，控制电路也必须加适当的触发才可以导通，全控型器件的导通和关断都可以由控制极控制。2. 晶闸管的导通与关断晶闸管属于典型的半控型器件，当晶闸管处于关断状态时，只有在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的门极和阴极间也加适当的正向电压，晶闸管才能导通。但晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用，即晶闸管维持导通的条件时正向阳极电压，晶闸管关断的条件是阳极电流小于维持电流。3.晶闸管的参数 晶闸管的参数主要包含电压参数，电流参数和时间参数等。其中电压和电流参数又分为通态参数和阻态参数，而时间参数是限制其高频应用的主要障碍。4.晶闸管的派生器件GTO（门极可关断晶闸管）与普通晶闸管的主要区别就在于其不仅可以控制导通，而且可以通过在门极和阴极之间施加负的脉冲电流迫使其关断，因而属于全控型器件，需要注意的是GTO的最大极限电流和普通晶闸管也不相同，其定义为最大阳极可关断电流，当GTO的阳极电流超过最大阳极可关断电流时，GTO就不可以通过门极控制其关断。TRIAC（双向晶闸管）在结构上可以看做是一对普通晶闸管的反并联，其正反两个方向均可导通，因此其额定电流应该用有效值而普通晶闸管的额定电流是用平均值标定的。RCT（逆导型晶闸管）与普通管子的区别在于，普通晶闸管表现为正向可控闸流特性，反向高阻特性，称为逆阻型器件。而逆导型晶闸管是一个反向导通的晶闸管，相当于是将一个晶闸管与一个续流二极管反并联集成在同一硅片上构成的新器件。FST（快速晶闸管）关断时间toff50s、响应速度快，可用于高频的场合。5. 新型电力电子器件GTR（电力晶体管）是一种耐高压、大电流的双极晶体管。自20世纪80年代以来，在中、小功率范围内取代晶闸管的主要是GTR。MOSFET（电力场效应晶体管）的驱动电路简单，需要的驱动功率小，输入阻抗高、开关速度快，工作频率高、热稳定性好、无二次击穿问题、安全工作区宽；但是电流容量小，耐压低，在高频中小功率的电力电子装置中得到了广泛的应用。IGBT（绝缘栅双极晶体管）综合了GTR和MOSFET的优点，因而具有良好的输入输出特性。目前已取代了原来GTR和一部分电力MOSFET的市场，成为中小功率电力电子设备的主导器件。下表给出了各电力电子器件的特点和应用场合。器件种类控制特性极限参数应用领域电力二极管不可控5kV/3kA400Hz各种整流装置晶闸管可控导通6kV/6kA400Hz8kV/3.5kA光控SCR炼钢厂、轧钢机、直流输电、电解用整流器可关断晶闸管自关断型6kV/6kA500Hz工业逆变器、电力机车用逆变器、无功补偿器MOSFET600V/70A100kHz开关电源、小功率UPS、小功率逆变器IGBT1200V/1200A20kHz4.5kV/1.2kA2kHz各种整流/逆变器（UPS、变频器、家电）、电力机车用逆变器、中压变频器6.电力电子器件的保护电力电子系统在发生故障时可能会发生过电流、过压，造成开关器件的永久性损坏。电网电压波动太大、负载超过允许值或短路、电路中管子误导通以及管子击穿短路等都可能造成晶闸管过电流。过电流保护包括快速熔断器保护、过流继电器保护、过流截止保护等。过电压包括外因过电压和内因过电压。外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程（由分闸、合闸等开关操作引起）等外因。 内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过程。包括换相过电压、关断过电压。过压保护主要通过阻容吸收等方法进行保护。第6章 电力电子电路一、重点与难点1.相控整流电路相控整流电路是日常生活中应用最为广泛的电力电子电路，相控整流电路包括单相，三相或半波，全控桥，半控桥等整流形式，各种相控整流电路中负载电路电压电流的计算以及管子的参数选择是本章的重点，各种相控整流电路的特点以及应用场合也是本章的重点，电感性负载中的定量计算是本章的难点。2.逆变电路将交流电变为直流电的过程，称为整流，将直流电转变为交流电的过程称为逆变。逆变可分为有源逆变和无源逆变两类，有源逆变的交流侧接电网，将直流电逆变成与电网同频的正弦交流电返送电网，有源逆变的条件是本章的重点，逆变失败的原因和后果是本章的难点。无源逆变是把直流电转化为交流电提供给负载的电路。无源逆变的工作原理是本章的重点。3.交流调压电路通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小从而用来变换交流电压幅值（或有效值）的电路就是交流调压电路。其中的定量计算是本章的重点，电感性负载的调压分析是本章的难点。4.直流斩波电路利用电力开关器件周期性的开通与关断来改变输出电压的大小，将直流电能转换为另一固定电压或可调电压的直流电能的电路称为直流变换电路。各直流调压电路的工作原理是本章的重点。二、学习方法指导1. 单相半波相控整流电路当负载为纯电阻性负载时，单相半波相控整流电路输出电压和电流的波形就是缺角的单相半波整流电路的波形，缺失的部分就是整流器件不导通时情况，当负载为电感性且接续流二极管时，输出电压的波形和纯电阻性负载一致，但是输出电流的波形基本为一直线。当控制角从向0方向变化即触发脉冲向左移动时，负载直流电压Ud从零到0.45U2之间连续变化，起到直流电压连续可调的目的。所以单相半波电路可控整流电路在电阻性负载时，的移相范围为0180。输出电压的平均值整流器件上所可能承受的最大正反向电压2. 单相桥式相控整流电路单相桥式相控整流电路输出电压是单相半波相控整流电路输出电压的2倍，但是由于其工作过程为两组管子轮流导通，故因此流过每个晶闸管的电流平均值为负载电流的一半。输出电压的平均值整流器件上所可能承受的最大正反向电压如果用两个二极管代替其中的两个晶闸管，则可构成单相桥式半控整流电路。根据两个晶闸管的位置不同，半控桥可分为共阳极，共阴极和单桥臂的形式。两者工作原理完全相同，但是却可以节约两个晶闸管，因而在很多不需要逆变的场合得到了广泛的应用。3. 三相相控整流电路三相整流电路有三相半波，三相桥式，六相半波，双反星形等整流形式。三相半波是最基本的组成形式，其他整流电路都可看作三相半波整流电路的串联与并联。和三相整流电路相比，单相可控整流电路输出脉动大，容量小。当负载容量超过4KW以上，或要求直流脉动较小的场合，应采用三相整流电路。4. 有源逆变将交流电变为直流电的过程，称为整流，将直流电转变为交流电的过程称为逆变。逆变可分为有源逆变和无源逆变两类，有源逆变的交流侧接电网，将直流电逆变成与电网同频的正弦交流电返送电网，主要用于直流电机的转速降低，动能减少（正反转或制动或调速时）或势能减少（重物下放）时，直流电机工作在发电状态以把多余的能量返送交流电网，另外，在高压直流输电或者电网的互联中也用到有源逆变。要实现有源逆变必须满足如下条件：(1) 外部条件：直流侧必须外接一个直流电源势（例如直流电动机的电枢电势、蓄电池电势等），其方向与直流电流Id的方向一致，其大小比Ud稍大。(2) 内部条件：晶闸管控制角90，使Ud 0。 在整流电路中，如果出现故障，则直流输出电压减小，但在逆变电路中，如果出现逆变失败，则会导致管子持续导通到正半周，从而使得Ud和E两个电势反极性相接时，由于回路电阻很小，使得回路电流很大，相当于短路，这是不允许的。5. 无源逆变及变频器无源逆变是把直流电转化为交流电提供给负载的电路，在现代化生产中应用广泛，可以做成变频变压电源（VVVF），主要用于交流电动机调速。可以做成恒频恒压电源（CVCF），其典型代表为不间断电源（UPS）、航空机载电源、机车照明，通信等辅助电源也要用CVCF电源。也可以做成感应加热电源，例如中频电源，高频电源等。6. 交流调压电路在日常生活和工业生产现场，经常需要方便的调节交流电压的大小，如舞台灯光的控制，电炉温度的控制，以及异步电动机的启动和调速等。交流调压电路就是用来变换交流电压幅值（或有效值）的电路。通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。当负载为纯电阻性负载时，当控制角为时，负载电压当=0时，U0= U，随着角的增大，U0逐渐减小。当=时，U0=0。 即：电压可调范围为 0U，控制角的移相范围为0。当负载电感性负载时。 由于电感性负载电路中电流的变化要滞后电压的变化， 因此当电源电压反向过零时，由于电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能立即为零，此时晶闸管导通角的大小不但和控制角有关，而且与负载阻抗角有关。7.直流调压（斩波）电路利用电力开关器件周期性的开通与关断来改变输出电压的大小，将直流电能转换为另一固定电压或可调电压的直流电能的电路称为直流变换电路。直流斩波电路按变换器的功能可分为降压变换电路(Buck)、升压变换电路(Boost)、升降压变换电路(Buck-Boost)。第7章 数字电子技术基础知识三 一、重点与难点1、 数制与码制日常生活中会用到各种不同的计数和编码体制，因此数制和码制是本章的重点，数与码的区别是本章的难点。2、 基本逻辑关系与、或、非是三种最基本的逻辑运算关系，其它所有逻辑运算都可以看成是基本逻辑运算的推导，因此基本逻辑关系的运算是本章的重点。3、 逻辑门电路用以实现逻辑运算的电路称为逻辑门电路，逻辑门电路可通过TTL门来实现，也可通过CMOS门来实现，各种逻辑门电路的工作原理是本章的难点。4、 逻辑芯片TTL门电路在日常生活中被大量使用，为了适应这种需要许多厂家把TTL门电路集成起来构成专用的集成芯片以方便用户选用，各逻辑芯片的特点是本章的重点。5、 逻辑代数逻辑代数是用来对逻辑条件进行组合从来获得逻辑结论的一种数学运算，其不论逻辑输入还是逻辑输出，都只有1和0两种不同的情况，逻辑代数的运算法则是本章的重点，复杂逻辑函数的化简是本章的重点和难点。四 二、学习方法指导1、数制与码制日常生活中会用到各种不同的计数和编码体制，不同的计数体制有二进制，十进制，十六进制等，他们通过不同的数及其权来表示大小，不同的编码体制则按照一定的规律用二进制代码来表示其他的数或者信息，其和大小没有关系，其权也不可累加。数字系统中常用二进制来表示数据和指令，所谓二进制就是以2为基数的一种计数体制，除了二进制以外，还有十六进制和八进制等其它进制，任意两种计数体制之间都可以互相转换。为了更容易使计算机识别，一般可以采用编码的形式把数据和指令转化为二进制代码，常用的二进制代码有8421码，5421码和2421码等有权码和余3码等无权码。2、基本逻辑门运算数字逻辑是计算机和现代通讯的