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电子技术发展 伴随着基本器件的发展而发展 习题课 分立元件 集成电路 二极管 稳压二极管 三极管 场效晶体管 集成运算放大器 集成稳压电源 门电路 触发器 基本器件的两个发展阶段 第14 15章半导体分立元件 二极管 主要参数 伏安特性 基本结构 二极管电路分析 将二极管断开 分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负 若V阳 V阴或UD为正 正向偏置 二极管导通若V阳 V阴或UD为负 反向偏置 二极管截止 多个二极管共阳极接法谁低谁导通 共阴极接法谁高谁导通 光电器件 稳压二极管 主要参数 伏安特性 基本结构 发光二极管 光电二极管 光电晶体管 例1 电路如图所示 已知E1 5V E2 2V ui 10sin tV 二极管的正向压降可忽略不计 试画出uo的波形 解 5V 2V uo 分析二极管D1 D2两端的开路电压 例2 求 UAB 两个二极管的阳极接在一起 UD1 UD2 UD1 D2优先导通 D1截止 若忽略管压降 二极管可看作短路 UAB 10V UD2 25V 15V 解 三极管 主要参数 伏安特性 基本结构 三极管放大电路 固定偏置放大电路 分压式偏置放大电路 射极输出器 差分放大电路 抑制零点漂移 互补对称功率放大电路 输出足够大的功率 多级放大电路 静态 放大电路无信号输入 ui 0 时的工作状态 分析方法 估算法 图解法 静态工作点Q IB IC UCE 静态分析 确定放大电路的静态值 1 放大电路的静态分析 三极管放大电路分析 所用电路 放大电路的直流通路 2 放大电路的动态分析 动态 放大电路有信号输入 ui 0 时的工作状态 分析方法 微变等效电路法 图解法 所用电路 放大电路的交流通路 动态分析 计算电压放大倍数Au 输入电阻ri 输出电阻ro等 所用电路 放大电路的交流通路 例2 下列各电路中能实现交流电压放大的是图 b 例1 在图示放大电路中 已知UCC 12V RC 4k RB 300k RL 4k 晶体管 37 5 试求 1 静态工作点IB IC及UCE 2 画出微变等效电路 3 输入电阻ri ro及Au 已知 UCC 12V RC 4k RB 300k 37 5 RL 4k 例 静态分析 动态分析 解 1 静态分析 注意 电路中IB和IC的数量级不同 采用估算法 画直流通路 解 2 动态分析 放大电路的交流通路 解 2 动态分析 画微变等效电路 1 电压放大倍数 可求得晶体管的输入电阻 故电压放大倍数为 其中 解 2 动态分析 画微变等效电路 2 输入电阻 3 输出电阻 例1 在图示放大电路中 已知UCC 12V RC 4k RE 4k RB1 30k RB2 20k RL 6k 晶体管 50 试求 1 静态工作点IB IC及UCE 2 画出微变等效电路 3 输入电阻ri ro及Au 1 静态工作点的计算 估算法 1 画直流通路 2 确定静态值 例1 在图示放大电路中 已知UCC 12V RC 4k RE 4k RB1 30k RB2 20k RL 6k 晶体管 50 试求 解 解 2 动态分析 画微变等效电路 1 电压放大倍数 可求得晶体管的输入电阻 故电压放大倍数为 其中 解 2 动态分析 画微变等效电路 2 输入电阻 3 输出电阻 例2 在图示放大电路中 已知UCC 12V RC 6k RE1 300 RE2 2 7k RB1 60k RB2 20k RL 6k 晶体管 50 UBE 0 6V 试求 1 静态工作点IB IC及UCE 2 画出微变等效电路 3 输入电阻ri ro及Au 解 1 由直流通路求静态工作点 直流通路 2 由微变等效电路求Au ri ro 微变等效电路 场效晶体管 主要参数 伏安特性 基本结构 场效应管放大电路 自给偏压偏置放大电路 源极输出器 分压式偏置放大电路 包括静态分析和动态分析 UGS ID UDSAu ri ro 估算法和微变等效电路的方法 例1 已知RG 10M RG1 2M RG2 47k RD 30k RS 2k UDD 18V UGS 0 2V gm 1 2mA V 求 1 静态工作点 2 电压放大倍数 3 输入电阻和输出电阻 1 静态计算 解 1 静态计算 画交流通路 动态分析 微变等效电路 微变等效电路 2 电压放大倍数 3 输入电阻和输出电阻 负反馈 2 判别是否负反馈 4 判断是何种类型的交流负反馈 1 找出反馈网络 一般是电阻 电容 3 是负反馈 判别是交流反馈还是直流反馈 1 类型的判别 虽然降低了电压放大倍数 但在很多方向改善了放大电路的工作性能 提高了放大倍数的稳定性 改善了波形失真 改变了放大电路的输入电阻和输出电阻 用多级放大器来弥补负反馈引起的放大倍数降低 2 负反馈对放大电路工作性能的影响 经验 输入端 反馈电路与发射极相联 为串联反馈 反馈电路与基极相联 为并联反馈 输出端 反馈电路从输出端所在极引出 为电压反馈 反馈电路不从输出端所在极引出 为电流反馈 运算放大器电路反馈类型的判别方法 1 反馈电路直接从输出端引出的 是电压反馈 从负载电阻RL的靠近 地 端引出的 是电流反馈 2 输入信号和反馈信号分别加在两个输入端 同相和反相 上的 是串联反馈 加在同一个输入端 同相或反相 上的 是并联反馈 一 并联电压负反馈 二 串联电流负反馈 RF 例 判断下列电路的反馈类型 ES RE1 RE3本级交直流 电流串联负反馈 RE2本级直流负反馈 RF RE1级间交流 电压串联负反馈 运算放大器电路中的负反馈 R1 RF 对于ui1 并联 电压 负反馈 对于ui2 串联 电压 负反馈 判断运算放大器电路中的级间反馈 级间 串联 电压 负反馈 级间 串联 电流 负反馈 判断运算放大器电路中的级间反馈 第16章集成运算放大器 1 运放特点 电路 主要参数 2 运放应用 线性应用 非线性应用 线性应用 运放工作于线性区 需引入深度负反馈 1 虚短 虚断 分析方法 2 线性电路的定理定律 反向比例运算电路 同向比例运算电路 3 结论的直接应用 工作于开环状态 工作于饱和区 运放非线性应用 应用电压比较器 虚短不成立 虚断成立 R1 iR1 解 由虚断和虚短的概念得 由KCL可得 所以 例2 试计算uo的大小 例2 试计算uo的大小 例3 例4 试计算uo的大小 例5 第18章直流稳压电源 2 滤波器 3 直流稳压电源 1 整流电路 单相半波整流电路 单相桥式整流电路 电容滤波器 电感电容滤波器 形滤波器 稳压二极管稳压电路 串联型稳压电路 集成稳压电源 电路如图所示 变压器副边电压的波形如图2所示 试定性分析下列各种情况 1 开关S1 S2均断开 2 开关S1 S2均闭合 3 开关S1断开 S2闭合 单相桥式整流 整流 滤波 稳压 整流 稳压 例1 例2整流电路如图所示 二极管为理想元件 已知负载电阻负载两端直流电压 试求 1 交流电压表 V 和直流电流表 A 的读数 设电压表内阻为无穷大 电流表内阻为零 2 在下表中选出合适型号的二极管 解 UO 0 9U U UO 0 9 30 0 9 33 3V IO UO RL 30 200 0 15A UDRM 1 41U 1 41 33 3 46 95V U为33 3V I为0 167A 选2CP12 ID 0 5IO 0 075A 二极管选型 例 求输出电压 20章组合逻辑电路 一 组合逻辑电路的分析 分析步骤 已知逻辑电路 确定逻辑功能 1 已知逻辑图写逻辑式 2 运用逻辑代数化简或变换 3 列逻辑状态表 4 分析逻辑功能 组合电路的基本单元是门电路 1 写出逻辑式 例1 分析下图的逻辑功能 化简 2 列逻辑状态表 3 分析逻辑功能输入相同输出为1 输入相异输出为0 称为判一致电路 同或门 可用于判断各输入端的状态是否相同 逻辑式 例2 分析下图的逻辑功能 1 写出逻辑表达式 2 应用逻辑代数化简 3 列真值表 0 0 0 1 0 1 1 1 4 分析逻辑功能 当输入有两个及两个以上为1时 输出为1 否则为0 2 组合逻辑电路的设计 1 已知逻辑要求列逻辑状态表 设计步骤如下 根据逻辑功能要求设计逻辑电路 2 写逻辑式 3 运用逻辑代数化简或变换 4 画逻辑图 例1 设计一个三变量奇偶检验器 要求 当输入变量A B C中有奇数个同时为 1 时 输出为 1 否则为 0 用 与非 门实现 1 列逻辑状态表 2 写出逻辑表达式 取Y 1 或Y 0 列逻辑式 取Y 1 3 用 与非 门构成逻辑电路 在一种组合中 各输入变量之间是 与 关系 各组合之间是 或 关系 由卡图诺可知 该函数不可化简 4 逻辑图 Y C B A 0 1 0 1 0 例2 某工厂有A B C三个车间和一个自备电站 站内有两台发电机G1和G2 G1的容量是G2的两倍 如果一个车间开工 只需G2运行即可满足要求 如果两个车间开工 只需G1运行 如果三个车间同时开工 则G1和G2均需运行 试画出控制G1和G2运行的逻辑图 设 A B C分别表示三个车间的开工状态 开工为1 不开工为0 G1和G2运行为1 不运行为0 1 根据逻辑要求列状态表 首先假设逻辑变量 逻辑函数取0 1的含义 逻辑要求 如果一个车间开工 只需G2运行即可满足要求 如果两个车间开工 只需G1运行 如果三个车间同时开工 则G1和G2均需运行 开工 1 不开工 0 运行 1 不运行 0 1 根据逻辑要求列状态表 2 由状态表写出逻辑式 或由卡图诺可得相同结果 3 化简逻辑式可得 4 用 与非 门构成逻辑电路 由逻辑表达式画出卡诺图 由卡图诺可知 该函数不可化简 5 画出逻辑图 例3 交通信号灯故障检测电路 交通信号灯在正常情况下 红灯 R 亮 停车 黄灯 Y 亮 准备 绿灯 G 亮 通行 正常时 只有一个灯亮 如果灯全不亮或全亮或两个灯同时亮 都是故障 解 灯亮 1 表示 灯灭 0 表示 故障 1 表示 正常 0 表示 输入信号三个 输出信号一个 1 列逻辑状态表 2 写出逻辑表达式 3 化简可得 为减少所用门数 将上式变换为 4 画逻辑图 第21章触发器和时序逻辑电路 RS触发器 JK触发器 D触发器和T触发器等 寄存器和计数器分析 例1 分析图示电路逻辑功能 设初始状态为0000 该电路由 四个JK触发器 一个与非门和一个与门组成 输出为B 分析电路组成 是一异步逻辑时序电路 1 各触发器J K端逻辑表达式 输出方程和时钟脉冲方程 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0 0