《电子电工技术》复习资料PPT课件.ppt

电子电工技术 复习 1 第一章电路基本概念与基本定律 学习目标与要求 1 了解电路的组成及其基本物理量的意义 单位和符号 2 掌握电压 电流的概念及其参考方向的规定 3 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 4 掌握基尔霍夫定律及其在电路分析计算中的应用 2 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 3 第二章电路的分析方法 学习目标与要求 1 掌握电阻的串 并联等效变换 了解电阻的星 三角等效变换 2 了解线性电路叠加定理 戴维南定理与诺顿定理的意义 3 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 4 第3章正弦交流电路 学习目标与要求 1 理解正弦交流电的基本特性 表示方法及其相量表示 2 学习用相量法求解正弦交流电路 3 理解单个参数的正弦交流电路特点 掌握其相量计算方法 4 理解复合正弦交流电路的特点 掌握其相量计算方法 5 理解正弦电路中阻抗 阻抗角的意义及其在电路中的计算 6 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 5 3 2正弦交流电的表示方法 正弦波的表示方法 6 波形图 瞬时值 相量图 复数符号法 小结 正弦波的四种表示法 7 符号说明 瞬时值 小写 u i 有效值 大写 U I 复数 相量 大写 U 最大值 大写 下标 8 正弦交流电路中的功率 瞬时功率 在电流 电压关联参考方向下 瞬时功率 由上可见 瞬时功率由两部分组成 一部分是恒定分量 是一个与时间无关的量 另一部分是正弦分量 其频率为电源频率的两倍 交流电路中的功率 因 所以 9 2 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 也称有功功率 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 cos 0 10 3 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 在感性电路中 由于 为正值 所以Q为正值 即QL QC 在容性电路中 为负值 所以Q为负值 即QL QC 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 11 12 5 功率三角形 将交流电路表示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 P Q S三者之间的关系 S P Q 13 14 第12章重点内容讲解 12 1半导体二极管12 1 1本征半导体定义 纯净的 不含其它杂质的半导体特点 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 15 12 1 2杂质半导体定义 参入某种特定的杂质的半导体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 注意 1 在杂质半导体中 多数载流子的浓度主要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 16 12 1 3半导体二极管 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 17 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 18 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 二极管截止 二极管相当于开路 19 应用 钳位电路限幅电路单相桥式整流电路 20 12 2双极性晶体管12 2 1基本结构它有两种类型 NPN型和PNP型 21 12 2 2工作状态放大状态饱和状态截止状态 22 1 放大状态 电压偏置条件发射结正偏 集电结反偏 电流分配关系 23 2 截止状态 特征 a 基极电流 0b Ic 0c Uce Uccd 相当于开路 24 3 饱和状态 饱和的特征a Ib增加时 Ic基本不变b Ic Ucc Rcc Uce 0d 晶体管相当于短路 25 13 1放大的概念 电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号 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端网络表示 如图 Au 26 共射放大电路的基本组成 放大元件iC iB 工作在放大区 要保证集电结反偏 发射结正偏 输入 输出 参考点 27 13 2放大电路的分析方法 一 静态分析1 静态分析的定义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 28 2 直流通路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 29 3 用近似估算法求静态工作点 共射极放大电路 根据直流通路可知 采用该方法 必须已知三极管的 值 一般硅管VBE 0 7V 锗管VBE 0 2V 30 二 动态分析 1 动态分析的定义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 31 2 交流通路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 32 动态分析 一 三极管的微变等效电路 1 输入回路 当信号很小时 将输入特性在小范围内近似线性 uBE 对输入的小交流信号而言 三极管相当于电阻rbe rbe的量级从几百欧到几千欧 33 2 输出回路 所以 输出端相当于一个受ib控制的电流源 34 3 三极管的微变等效电路 等效 c b e 35 2020 1 3 36 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 37 三 求电压增益 根据 则电压增益为 可作为公式 38 四 求输入电阻 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 39 五 输出电阻的计算 对于负载而言 放大电路相当于信号源 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 计算输出电阻的方法 1 所有电源置零 然后计算电阻 对有受控源的电路不适用 2 所有独立电源置零 保留受控源 加压求流法 40 所以 用加压求流法求输出电阻 41 第14章集成运算放大器 42 基本运算电路 比例运算电路加法运算电路减法运算电路微分运算电路积分运算电路 43 i1 i2 1 放大倍数 虚短路 虚开路 一 反相比例运算电路 结构特点 负反馈引到反相输入端 信号从反相端输入 虚开路 44 二 同相比例运算电路 u u ui 反馈方式 电压串联负反馈 输入电阻高 虚短路 虚开路 结构特点 负反馈引到反相输入端 信号从同相端输入 虚开路 45 一 反相求和运算 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 46 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 47 练习题 1 在本征半导体中掺入三价元素后的半导体为 2 p型半导体中少数载流子是 3 当温度升高时 二极管的反向饱和电流将 答案 P型半导体 自由电子 增大 48 4 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 1 自由电子个数增加 空穴个数基本不变 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 3 空穴和自由电子的个数不变 答案 错 对 错 49 5 3种基本放大电路中电压放大系数近似为1的是 6 集成运放应用于信号运算时工作在 区域答案 共集极放大电路 线性 50 7 运算电路可实现的放大器 8 运算电路可实现的放大器 9 运算电路可实现函数a b c均大于零 10 运算电路可实现函数a b c均小于零 答案 同相比例 反相比例 同相求和 反相求和 51 数字电路部分 一 组合逻辑电路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基本概念数字信号与模拟信号 52 1 基本概念数字信号与模拟信号数字电路的特点晶体管的开关特性2 逻辑代数的基本知识基本逻辑运算及其实现逻辑代数的基本定理和定律逻辑函数的表示方法逻辑函数的化简3 三态与非门4 组合逻辑电路的分析和设计 53 基本逻辑关系小结 54 功能表 三 三态门的符号及功能表 功能表 55 1 3 1逻辑代数的基本运算规则 加运算规则 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 乘运算规则 0 0 00 1 01 0 01 1 1 非运算规则 56 1 3 2逻辑代数的运算规律 一 交换律 二 结合律 三 分配律 A B B A A B B A A B C A B C A C B A B C A B C A B C A B A C A B C A B A C 57 组合电路的研究内容 分析 设计 给定逻辑图 得到逻辑功能 分析 给定逻辑功能 画出逻辑图 设计 58 1 由给定的逻辑图写出逻辑关系表达式 分析步骤 2 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 59 1 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 2 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 设计步骤 60 二 时序逻辑电路要求掌握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方法 熟悉常用寄存器和计数器的结构工作原理 61 1 触发器触发器的特点触发器逻辑功能的表示方法 常用触发器2 常用时序逻辑电路 寄存器计数器 62 1 基本R S触发器 63 2 时钟控制电平触发的R S触发器 触发器功能表 R S控制端 CPRSQn 1说明100Qn保持1011置11100清0111不定避免0 Qn保持 64 3 时钟控制电平触发的D触发器 CP 1时 Qn 1 DCP 0时 保持原状 65 4 维持阻塞型D触发器的引脚功能 符号 D数据输入端 CP时钟脉冲 66 符号 在CP上升沿时 接收J K信息 Q不变化 在CP下降沿时 根据接收到的J K信息 Q变化 5 主从型J K触发器 67 习题 1 数字信号和模拟信号的不同之处是 a 数字信号在大小上不连续 时间上连续 模拟信号则相反 b 数字信号在大小上连续 时间上不连续 模拟信号则相反 C 数字信号在大小和时间上均不连续 模拟信号则相反 68 2 仓库门上