电子技术考试

1、1.1半导体基本知识1.1.1 本征半导体 1导体、绝缘体和半导体 2本征半导体 化学成分纯净的半导体称为本征半导体 1.1.2 杂质半导体 1导体、绝缘体和半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素 2P型半导体 在本征半导体中掺入三价杂质元素 3杂质对半导体导电性的影响 在本征半导体中掺入微量杂质元素，就可使半导体的导电性大大提高。 1.2 半导体二极管1.2.1 PN结的形成及其特性1PN结 在一块本征半导体的两侧通过扩散的的方法掺入不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。 2. PN结的单向导电性1.2.2 二极管的结构和类型 极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。 1.2.

2、3二极管的伏安特性 1.2.4二极管的主要参数 半导体二极管的参数包括最大整流电流IF、反向击穿电压UBR、最大反向工作电压URM、反向电流IR、最高工作频率fmax和结电容Cj等。 1.3 双极型三极管1.3.1三极管的结构与分类 三极管有两种类型：NPN型和PNP型 ;从结构上可将三极管分为三个区：基极 、发射极 、集电极 1.3.2三极管的电流放大作用1三极管的电流分配关系：IE= IC+IB 2三极管的电流放大系数：1.3.3三极管的共射特性曲线1 输入特性曲线 输入特性曲线是描述三极管在管压降UCE保持不变的前提下，基极电流iB和发射结压降uBE之间的函数关系 2输出特性曲线 输出特

3、性曲线是描述三极管在输入电流iB保持不变的前提下，集电极电流iC和管压降uCE之间的函数关系 1.3.4三极管的主要参数1电流放大系数表征三极管放大能力2极间反向电流表征管子稳定性3极限参数表征三极管安全工作范围1.4场效应管1.4.1结型场效应管1结型场效应管的结构：N沟道和P沟道两类 2结型场效应管的工作原理 ：当漏、源之间电压一定时, 漏极电流的大小受栅源电压的控制，即输出电流受控于输入电压，并且几乎不产生输入电流。 1.4.2绝缘栅型场效应管 1N沟道增强型MOSFET uDS使导电沟道变得不等宽，uGS改变了沟道宽度，故在一定的情况下，改变的大小就可以控制iD的大小，即实现了输入电压

4、对输出电流的控制，并且不产生输入电流。 2.1放大电路的基本概念2.1.1放大的概念 所谓放大，实质上放大的过程是实现能量转换的过程。 在电路中可有三种不同的连接方式 ：图2-1 放大电路中三极管的三种连接方式1放大电路的组成2放大电路的组成原则2.1.3放大电路的主要性能指标1放大倍数图2-2 基本共（发）射（极）放大电路2输入电阻ri 3输出电阻ro图2-4放大器的等效模型2输入电阻ri 3输出电阻ro图2-4放大器的等效模型图2-7 基本共射放大电路的直流通路2.2.2放大电路的工作过程1静态工作情况 根据基尔霍夫第二定律得出静态时的基极电流 2动态工作情况当iC增大时，uCE减小，即u

5、CE的变化与iC相反 2.3基本放大电路的分析方法2.3.1放大电路的图解分析法 以图2-6为例来介绍图解法，设图中图2-9 用图解法确定静态工作点（1）由直流通路画出直流负载线（2）估算由交点确定，图2-10 动态工作图解解： 2.4 静态工作点对波形失真的影响1、饱和失真2、截止失真2.5分压式偏置电路1、稳定静态工作点的原理图2-13 分压式偏置放大电路（1）用分压电阻固定基极电位 2.5分压式偏置电路1、稳定静态工作点的原理图2-13 分压式偏置放大电路（1）用分压电阻固定基极电位 （2）交流参数的估算图2-14 微变等效电路2.6放大电路三种基本组态2.6.1共集电路1、静态工作点的

6、计算2、交流参数的估算图2-15 基本共集放大电路2.6.2共基极放大电路图2-16 共基放大电路2.6.3放大电路三种基本组态的比较三种组态放大电路性能参数的比较如表2-1所示 2.7放大电路的耦合方式及频率特性2.7.1放大电路的耦合方式在多级放大电路中，我们把级与级之间的连接方式成为耦合方式 1、阻容耦合电压放大倍数 图2-17 多级放大电路的框图输入电阻 输出电阻 2、直接耦合 由于各级的工作点相互影响，使上述计算变得较为复杂，因此有时可作某些合理的近似 ，以便简捷地估算出各级的工作点 。3、变压器耦合我们把级与级之间通过变压器连接的方式称为变压器耦合 。2.7.2放大电路的频率特性1

7、、频率特性的基本概念2、通频带 幅频特性 ：相频特性： 2.8差动放大器1、零点漂移的抑制2、信号输入（1）共模输入 两个输入信号电压的大小相等，相位相同，这样的一对信号称之为共模信号，这样的输入方式称之为共模输入 。（2）差模输入 两个输入信号电压的大小相等，相位相反，这样的一对信号称为差模信号，这样的输入方式称为差模输入。3、共模抑制比3.1负反馈的基本概念3.1.1反馈的定义图3-1分压式偏置电路 判断电路中有无反馈存在，是根据电路中是否有沟通输出回路和输入回路的元件或支路(即有无反馈网络)来进行。首先观察放大器的输入端与输出端之间有无相连的通路， 若有，一定有反馈存在；其次观察有无既属

8、于输入回路又属于输出回路的公共元件，若有，一定有反馈存在。否则，无反馈存在。 3.1.2反馈的分类及判断1.正反馈和负反馈图3-2用瞬时极性法判断反馈的性质2. 直流反馈和交流反馈图3-3 直流反馈和交流反馈3电压反馈和电流反馈图3-4 电压与电流反馈框图4串联反馈和并联反馈图3-5 串联反馈与并联反馈框图3.2负反馈的框图和一般关系式图3-7 负反馈放大电路的框图开环放大倍数为：有反馈时的闭环放大倍数为：负反馈放大电路放大倍数的一般关系式： 3.3负反馈对放大电路性能的影响3.3.1提高放大倍数的稳定性 放大倍数的稳定性，指放大电路放大倍数变化的相对大小，其值越小表示放大倍数稳定性越高。 3

9、.3.2减小非线性失真3.3.3改善放大器的频率特性展宽通频带3.3.4改变输入电阻和输出电阻3.4负反馈的引入方法1.引入负反馈的基本原则 2.引入负反馈应注意的问题3.5深度负反馈放大电路的估算3.5.1深度负反馈的特点1.深度负反馈时的Xi、Xf和Xi2. 深度负反馈下的输入电阻和输出电阻3.5.2深度负反馈放大电路的计算例3-4 试分析图3-12所示电路引入反馈的性质和组态，并在深度负反馈条件下求闭环电压增益Auf=uo/ui。图3-12解：电路中，Re构成了输入、输出间的反馈通路，Re没有直接接在放大器的输出端，引入的反馈为电流反馈；Re也没有直接接在放大器的输入端，引入的反馈为串联

10、反馈，运用瞬时极性法，容易判断这是一个负反馈，总之，该电路引入了电流串联负反馈。在深度负反馈条件下，uiufic3Re，uo=- ic3Rc3,则7.1 直流稳压电源概述7.1.1 直流稳压电源的组成与分类图7-1 直流稳压电源的组成框图 7.1.2 直流稳压电源的质量指标 直流稳压电源有三类：一类是并联式稳压电源；二类是晶体管串联调整式稳压电源；三类是开关式稳压电源。1.输出电压范围 2.额定负载电流 3. 稳定程度 抗电网不稳定度Sr是输出直流电压相对变化量与输入交流电压相对变化量之比，Sr越小越好，通常为千分之几。 4.电源内阻 5.纹波电压 7.2 整流滤波电路7.2.1 整流电路1.

11、半波整流电路 图7-2半波整流电路 （1）工作原理 （2）特点 半波整流电路的优点是电路简单，元件少，缺点是交流电压中只有半个周期得到利用，输出直流电压低，Uo0.45U2。 2.全波整流电路（1）工作原理 图7-3全波整流电路其输出直流电压 Uo0.9U 2 （2）特点 输出电压高，输出电流大，电源利用率高，但要求变压器具有中心抽头，体积大，笨重，电路的利用率低，适用于大功率输出场合。 3.桥式整流电路 （1）工作原理 图7-4 桥式整流电路（2）RL上的直流电压和电流 Uo0.9U2 （3）整流元件的选择IFID ，UR U2 （4）特点 桥式整流电路具有变压器利用率高、平均直流电压高、整

12、流元件承受的反压较低等优点，故应用广泛。 7.2.2 滤波电路1.电容滤波电路 （1）滤波电路及原理图7-5桥式整流电容滤波电路（2）特点 电路结构简单决定放电快慢的是时间常数是CRL (35) 输出直流电压一般为Uo(11.2)U2 2.电感滤波电路 （1）电感滤波电路及原理 图7-6桥式整流电感滤波电路（2）特点 通过二极管的电流不会出现瞬间值过大 当不考虑L的直流电阻时，L对直流无影响，对交流起分压作用因L的直流电阻很小，负载上得到的输出电压和纯电阻负载相同 3.组合滤波电路 如图7-7所示为常见的组合滤波电路，或称复式滤波电路，其工作原理是上述两种滤波电路的组合 图7-7常见组合滤波电

13、路7.3 稳压管稳压电路7.3.1 稳压管稳压电路及稳压原理1.稳压电路 图7-8稳压管稳压电路 2.稳压原理（1）电网电压波动时，使Ui变化时的稳压过程 （2）负载电流Io(负载电阻RL)变化时的稳压过程 3.稳压管稳压电路的特点 优点是电路简单，工作可靠，稳压效果也较好。缺点是：输出电压的大小要由稳压管的稳压值来决定，不能根据需要加以调节；负载电流Io变化时，要靠Iz的变化来补偿，而Iz的变化范围仅在Izmin和Izmax之间，负载变化小；再是电压稳定度不够高，动态内阻还比较大（约几欧到几十欧姆）。 7.3.2 限流电阻的计算选择限流电阻应遵从的条件为：IzminIzIzmax R限流电阻

14、R应在其可选的最大值与最小值之间选取 7.4 串联型稳压电源7.4.1 电路原理图7-10串联型稳压电路原理示意图7.4.2 串联型晶体管稳压电路1.电路组成 图7-11 串联型稳压电路2.稳压原理 (1)当Ui减小而RL不变时，电路可使Uo基本不变。其稳压过程如下： (2)当Ui不变而RL增大时，电路可使Uo基本不变。其稳压过程如下：3.输出电压的调整方法Uo Uz 只要对RW进行调整，则可得到不同的输出电压Uo 7.4.3 影响输出电压稳定的因素1.取样电路的影响 2.基准环节的影响 3.比较放大环节的影响 4.调整管的影响 7.5 三端集成稳压电路7.5.1 结构框图图7-12 三端集成

15、稳压电路组成框图7.5.2 三端集成稳压器的类型1三端固定电压稳压器 （1）三端固定正电压稳压器 （2）三端固定负电压稳压器 2.三端可调电压稳压器（1）三端可调正电压稳压器 （2）三端可调负电压稳压器 7.5.3 三端集成稳压电路的应用1.品种选择方法 选择合适的类型 、对不同使用场合，选择不同的参数 、是否需要附加功能 2.使用中的注意事项3应用电路举例8.1数制与码制8.1.1数制1.十进制每一位用09十个数码表示，基数为10 2.二进制每一位仅有0、1两个数码，基数为2 3.十六进制 有0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F十六个数码，其分别对应于十进制数的01

16、5；十六进制数的加减法的进借位规则为：借一当十六，逢十六进一。 4.二进制数与十进制数之间的相互转换 （1）二进制数转换为十进制数由二进制数转换为十进制数通常用按权展开相加法 （2）十进制数转换为二进制数整数部分转换连除2取余倒记法8.1.2编码1.BCD编码用四位二进制数码来表示一位十进制数码的方法称为二十进制码（1）8421BCD码 由于这种编码的四位数码从最高有效位开始到最低有效位对应权值分别为8、4、2、1，所以叫做8421BCD码。 2.格雷码 格雷码又称循环码、反射码，是一种无权码。不是BCD码。其特点是任意两个相邻的码之间只有一个数不同。 8.2逻辑代数的基本定律8.2.1逻辑代

17、数的基本概念8.2.2逻辑代数的基本运算1.与运算 图8-1与逻辑关系 图8-2与逻辑符号与运算表达式：F=A·B 或 F=AB 2.或运算 或逻辑表达式：F=A+B 图8-3或逻辑关系 图8-4或逻辑符号3.非运算 非逻辑表达式：F= 图8-5非逻辑关系 图8-6非逻辑符号8.2.3逻辑代数的定律和运算规则1.逻辑代数的基本定律2.常用公式3.基本规则（1）代入规则 例8-6 有逻辑等式A（B+C）=AB+AC，若用F=DE代替等式中的C，则A（B+DE）=AB+ADE（2）反演规则 （3）对偶规则 8.3逻辑函数的化简8.3.1化简的意义 第一，使逻辑函数的形式简洁明了，关系清楚

18、；第二，可以得到最简单的逻辑电路，从而降低成本；第三，简化逻辑函数表达式，可以提高电路工作速度，提高工作可靠性。 最简与或表达式的标准是：表达式中包含的与项个数最少，并且每个与项中包含的变量个数也是最少。 8.3.2逻辑函数的代数化简1.吸收法：利用公式A+AB=A，消去多余的乘积项 。 2.并项法：利用公式 把两项合并为一项，并消去一个变量。 3.消去法：利用公式 消去多余的因子，或利用公式 消去多余的乘积项。 4.配项法：利用公式 将某项拆成两项，然后再用上述方法进行化简。 5.添项法：利用公式 在函数式中加上多余的项，再设法化简。 8.3.3逻辑函数的卡诺图化简1.卡诺图 逻辑函数的卡诺

19、图是一种按照逻辑相邻原则排列的最小项的方格图，它是一种描述逻辑函数的特殊方法。 图8-7二变量、三变量、四变量的卡诺图2.用卡诺图化简逻辑函数第一，画出逻辑函数的卡诺图；第二，按照合并最小项的规则，将能够合并的最小项圈起来； 第三，每个包围圈作为一个乘积项，将各乘积项相加即是化简后的与或表达式。用卡诺图化简逻辑函数有以下步骤： 例8-14 求F（A，B，C）=m（2，3，5，7）的最简与或式。 解：画出三变量卡诺图，如图8-8a)所示；将F各最小项用1填入对应小方格；合并最小项，读出最简与或式。图8-8 表8-811111011110100011110001001000000FCBA表8-91

20、1110011010110011110101001000000FCBA表8-108.4逻辑电路图、逻辑表达式与真值表之间的互换1由逻辑图列出真值表步骤如下：（1）求出每个逻辑门输出的逻辑表达式；（2）求出电路输出的逻辑表达式，并进行化简；（3）填写真值表。例8-16 分析图8-9逻辑电路，求（1）输出表达式；（2）列出真值表。图8-9解（1）求出每个逻辑门输出的逻辑表达式： X=AB ，Y=AC，F=X+Y （2）求出电路输出的逻辑表达式，并进行化简： F=X+Y=AB+AC （3）填写真值表。（见表8-8） 11111011110100010110001001000000FCBA例8-17

21、表8-9是三变量的函数真值表，求它的逻辑表达式。解 （1）考虑输出为1对应的输入组合情况：表8-9中F为1有四种情况，这四种情况分别是：A=0且B=1且C=1，或者A=1且B=0且C=1，或者A=1且B=1且C=0，或者A=1且B=1且C=1。3由真值表画出逻辑图可以先由真值表写出对应的逻辑表达式，再根据表达式画出逻辑图。 例8-18 表8-10 是三变量的函数真值表，请画出对应的逻辑图。解 （1）由真值表写出逻辑表达式：化简逻辑表达式： （2）由表达式画出逻辑图。图8-109.1.3 非门电路和复合门电路1三极管非门电路 图9-3 三极管非门表95 非门输入输出电压的关系 输入VA（V）输出

22、VL（V）0550表96 非逻辑真值表输入A输出L01102复合门电路图9-4与非门的复合表9-7 几种常见复合逻辑关系9.2集成逻辑门电路9.2.1 TTL逻辑门电路1TTL与非门的基本结构及工作原理图9-5 TTL与非门电路输出与输入间具有与非逻辑关系，其输出逻辑表达式为： 2TTL与非门的电压传输特性及主要参数（1）电压传输特性曲线图9-6传输特性的测试方法 图9-7 TTL与非门的电压传输特性 输出高电平电压VOH¡ª¡ªVOH的理论值为3.6V，输出低电平电压VOL¡ª¡ªVOL的理论值为0.3V关门电平

23、电压VOFF¡ª¡ª是指输出电压下降到VOH（min）时对应的输入电压。开门电平电压VON¡ª¡ª是保证输出为低电平时所允许的输入高电压的最小值。阈值电压Vth指电压传输特性曲线上转折区中点所对应的输入电压值。噪声容限。扇出系数N0。（2）几个重要参数3TTL与非门举例74LS00图9-8 7400引脚排列图 4TTL门电路的其他类型（1）集电极开路门（OC门）图9-10 OC门 为满足实际应用中实现线与的要求，专门生产了一种可以进行线与的门电路集电极开路门，简称OC门 。图9-14三态输出门（2）三态输出门（TS

24、门） 三态门除了可以输出高、低电平外，还可以输出禁止状态，或称高阻状态、悬浮状态，此为第三态。10.1组合电路的基本分析方法和设计方法10.1.1组合逻辑电路的定义1定义 由若干个逻辑门组成的具有一组输入和一组输出的非记忆性逻辑电路，即为组合逻辑电路。 图10-1 组合逻辑电路的一般结构框图2特点3描述组合电路逻辑功能的方法逻辑表达式、真值表、卡诺图、逻辑图、波形图。 10.1.2组合逻辑电路的分析方法1分析组合逻辑电路的目的2分析组合电路的步骤：（1）根据给定的逻辑图，写出逻辑函数表达式（从输入到输出逐级写出）。（2）利用公式法或卡诺图法化简逻辑函数表达式。（3）根据最简逻辑表达式列真值表，（4）由真值表分析电路的逻辑功能。10.1.3组合逻辑电路的设计方法1组合逻辑电路设计的目的2设计组合电路的步骤：（1）分析设计要求。（2）根据功能要求列出真值表。（3）根据真值表利用卡诺图进行化简，得到最简逻辑表达式。（4）根据最简表达式画逻辑图。10.2常用组合逻辑电路10.2.1编码器1编码及编码器的概念2编码器的分类及框图编码器可分为二进制编码器、二十进制编码器 图10-4 编码器方框图（1）二进制编码器用n位二进制代码对2