一个课件弄明白模电数电基础知识

1、一个课件弄明白模电数电基础知识本视频适合人群1、对于初学者，和对硬件有些了解，但对 于应用却不知如何入手的人 2、适合一些偏软件的同学，对于硬件电路 却不是很清晰的。硬件的重要性1、搞开发设计不是像搞开发板那样，什么电路 都给你搭好了，然后再写程序，去控制它， 那么这种能力只能说你能玩好它。2、项目开发是必须需要硬件支持的，如果你 连硬件都看不懂，就别说团队合作和软件设 计了。一周搞定系列之C语言一周搞定系列之电路基础一周搞定系列之模电数电一周搞定系列之51单片机一周搞定系列之JAVA基础一周搞定系列之ARM基础公司正在推出更多资源(视频、资料、程序)，源享科技会继续推出更多学习资源发布学习视

2、频资料文档练习题目参考程序1、公司论坛2、115网盘掌握基本元器件的一些特性并会使用它们掌握基本电路的组成并会搭建小部分模块电路，了解每个器件在电路中的功能自己会设计一些简单的电路视频目的模电数电课程学习1、要多实践，勤于动手3、要有敢于去解决问题的恒心，要把问 题的出现当作财富。2、要踏实，一个脚印一根钉，不可浮躁4、要虚心向他人求教，相互多交流，从 别人的想法中加深对知识的理解课程特点：这是一门实践性很强的课程。学习要求：视频特点1、主要包括理论介绍和应用2、对于每个知识点都会通过 Multism仿真，进行测试 为以后的应用打好基础重点目 录第一章 基本元器件介绍第二章 基本电路的分析与验

3、证第三章 实际电路应用具体个章内容介绍请看随视频一起下载的模数电大纲主讲老师：刘志顺源享科技 真诚奉献一周搞定系列之 模电数电第一章 基本元器件介绍1、二极管一、什么是二极管定义：二极管就是半导体材料被封装之后，在PN结两端加上两个正负极引线制作而成。一般二极管符号二极管实物特性：单向导通性、伏安特性怎么用？一、二极管测试1、电路图总结:1、电路中二极管导通之后，所分电压值为 。 2、发光二极管导通之后为 分压值 12v，电流范围为520mA3、 二极管反相不导通，但是当所给的电压值超过它的反向击穿电压时，那么二极管也将导通，（应用中要注意二极管的反向最大电压值，防止二极管烧坏）4、当正向电压

4、很小时，二极管不导通，当电压至少达到时，二极管才导通。1.2.5 稳压二极管一、什么是稳压二极管(a)符号DZ能够稳定一定电压的二极管二、实行稳压的条件1、工作在反向击穿状态2、反向电压应大于稳压电压 稳压电路UOUI基本电路的稳压过程稳压电路的搭建：需要多大电阻呢？1、稳压的基本电路2、电流范围为48mA总结：1、稳压二极管的使用形式为稳压二极管和 电阻进行串联2、稳压二极管要达到比较好的稳压效果，一 定要注意稳压电流的选取。3、在电路应用中一定要注意串联电阻阻值 选择。下面两种稳压电路的区别（UZ3V）UIuO1DZR(a)(b)UIuO2RDZ整流二极管 用于把交流电变成脉动直流电2.那

5、什么是交流变脉动直流呢？开关二极管它是电路上为进行“开”、“关”作用而特殊设计的二极管。它由导通变为截止或由截止变为导通所需的时间比一般二极管短功能：应用：在电路中主要防止反向电流烧坏一些精密器件起保护作用。2、电容电容的作用旁路、去耦、滤波、和储能的作用。什么是电容它有两个电极板，和中间所夹的介质封装而成，具有特定功能的电子器件。1、旁路的作用1、使输入电压均匀化，减小噪声对后级的影响。2、进行储能，当外界信号变化过快时，及时进行电压的补偿。2、去耦（退耦）电容作用1、去耦电容和旁路电容的作用是差不多的，都有滤除干扰信号的作用，只是旁路电容针对的是输入信号，而去耦电容针对的是输出信号。2、去

6、耦电容一般比较大10uF或更大，旁路电容一般根据谐振频率是。3、滤波和储能 滤波作用滤除杂波，大电容滤低频，小电容滤高频储能作用收集电荷 应用： 例如：给时钟芯片DS1302供电3、电容在电路中连接问题注意：耐压值 防止短接铝电解电容瓷片电容独石电容常用电容极性判断： 铝电容：长脚为正极，短接为负极，或者电容上标有银色负号的一边为负极，瓷片电容和独石电容无极性，但设备生产中也有工艺要求。电容应用总结1、电源上的电容作用一般是滤除电源电压的波动。 小电容滤高频，大电容滤低频，并且还提供一 定的电压储备，以备后续电路的需要2、对于一些干扰性强的环境，电容的加入可以减 少很多电路控制上不必要的麻烦，

7、在使用电容时， 还要注意耐压值和反接问题。3、电容使用的取值大小可以参考别人的一些电路， 很多都是工程上的一些经验第一章 基本元器件介绍3、 晶体三极管3、 晶体三极管 它是一种利用输入电流控制输出电流的电 流控制型器件。三极管的结构图什么是晶体三极管由半导体组成具有三个电极的晶体管ecbecbNPN放大状态、模样和结构怎样？PNP三极管的特点：三种工作状态：饱和状态、截止状态1、怎么让它工作在放大状态呢？条件：发射结正偏，集电结反偏 （UBUE, UCUB）ecbNPN2、怎么让它工作在截止状态呢？条件：发射结反偏或两端电压为零3、怎么让它工作在饱和状态呢？条件：发射结和集电结均为正偏。工作

8、在各个状态有什么特点呢？在电路中怎么去实现呢？三极管各种状态的测试总结：放大状态：IB=1、IB一定时，IC的大小与UCE无关 饱和状态：特点：IB=ICIE=(1+)IC截止状态：特点：集电极和发射极之间相当于开路工作状态：IB=0，IC=0，IE=IB+IC=0；特点：工作状态：2、IC的大小只受IB控制IB和IC都很大，IC不受IB的控 制，UCE两端电压很小，相当于导线 ，工程上我们认为硅饱和导通的UCE的压降为，锗管为三极管主要参数1、共发射极电流放大系数4.集电极发射极间反向击穿电压V(BR)CEO3.集电极最大允许耗散功率PCM2.集电极最大允许电流ICM三极管放大系数一般为10

9、100。应用中一般取3080为宜那么一个实际三极管参数到底什么样呢？ecbNPN第一章 基本元器件介绍4、场效应管什么是场效应管？它是一种电压控电流的器件。它有三个电极栅极（G）,漏极（D），源级（S）绝缘栅型场效应管怎么用？GSD（特点：当UDS比较小时，ID随UGS的变化而变化）（特点：ID不随UDS变化，只随UGS增大而增大）（3）截止区 （特点：当UDS增大到一定值时，场效应管被 击穿，ID突然增大，如无限流措施， 管子将烧坏，在场效应管使用中一定要注意，防止管子击穿）特点：如果长时间工作在此区域，没有很好的散热措施，很可能由于功率较大，造成管子烧坏。所以在使用中也要注意。管子的散热和

10、最大功率可变电阻区截止区击穿区过损耗区总结（1）可变电阻区 （2）恒流区（特点：UGS小于1.5V，ID=0，场效应管不导通）（4）击穿区（5）过损耗区37三极管特点电流控制器件（基极电流控制晶体管导电能力）输入阻抗不高噪声高场效应管特点电压控制器件（用电压产生电场来控制器件的导电能力）输入阻抗极高噪声小缺点速度慢三极管和场效应管的比较反应速度较快结构分类第一章 基本元器件介绍5、光耦什么是光耦？ 光耦实现了 是一种“电光电”的转换。 光耦实物光耦结构图光耦器件怎么用呢？应用要注意什么？光耦测试第一章 基本元器件介绍6、发声器件发声器件的作用作为电子讯响器，运用其发声特性，作为提示或播放等功能

11、。发声器件的介绍图1图2图1为喇叭，无极性器件（没有正负之分），无源蜂鸣器（内部没有振荡源），所以直流不能驱动，需要2KHZ5KHZ的方波才能使其发出声响。图2为蜂鸣器，有极性（长脚为正，短接为负），有源蜂鸣器（内部含有震荡源），当给予1.5V15V的电压后，就会发出声响。第一章 基本元器件介绍7、继电器什么是继电器？它是一种“自动开关”，通过低电压、小电流去控制高电压、大电流。1、常开触点2、常闭触点继电器术语（用在开关速度要求不高的场合）应用：继电器实物分析123456引脚图实物图驱动电压5VDC：30V,3AAC：220V,3A 在使用中一定要注意这些参数，既要达到一定的驱动电压，也要防

12、止器件烧毁。1、驱动电压2、可以承受的控制信号量值注意：继电器测试电路第一章 基本元器件介绍8、数码管什么是数码管？实物图示意图共阴结构图共阳结构图 通过控制不同的LED点亮来显示所需要的字符，（如1F） 数码管实验电路第一章 基本元器件介绍9、瞬态电压抑制器（TVS）什么是瞬态电压抑制器直插式贴片式它具体有什么样的作用呢？1、加在信号和电源线上，能防止微处理器，人体静电、交流浪涌或噪声，导致处理器的失灵。 它是一种二极管形式的高效能的保护器件，防止瞬态高能量时冲击时，保护精密器件免受各种浪涌脉冲的损坏。2、能释放超过10000V，60A以上的脉冲，并能持续10ms，而一般的TTL器件，遇到3

13、0ms的10V脉冲时，便会导致损坏，所以利用TVS是既可以防止器件损坏，也可以防止总线之间开关引起的干扰。3、将TVS放置在信号线和地之间，能避免数据及控制总线受到不必要噪声的影响。典型应用电路第二章 基本电路验证与分析1、基本放大电路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE基本放大器的电路是什么样子呢？各部分有什么作用呢？1、为电路供能2、为电路提供合适的静态工作点为电路提供合适的静态电流把放大的电流信号，转换为电压信号C1和C2为隔直通交作用2、对于三极管放大电路的设计，基极电阻取值Rb一般为几十到几百千欧。集电极电阻Rc一般为几千到几十千欧。各器件的取

14、值范围怎样呢？1、三极管放大电路是小信号的放大，常用器件最大通过的电流也只有几百毫安，所以输入信号不能太大3、C1、C2作为隔直通交的电容，取值一般为 几微法到几十微法+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE那么实际应用要注意什么呢？uce为什么会被反相呢？ uBE=UBEQ+ui iB=IBQ+ib iC=ICQ+ic uCE=Vcc-iCRC uCE=Vcc-(ICQ+ic)RC=UCEQ+(-icRC) uCE=UCEQ+uce+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE分析：总基极电压 总基极电流 总集电极电流 总的u

15、CE 化简又由那么uo=uce=-icRC 出现这些情况的原因是什么呢？交流负载线t00t交流负载线t00t截止失真饱和失真饱和区放大区截止区怎么取好Q值？Q值也就是（静态工作点）它与那些因素有关呢？当电路没有加入信号源时，直流电源VCC为电路提供的静态值，它包括IB 、 IC 、 UCE +UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEUCE=VCC-ICRC 要取好IB 、 IC 、 UCE我们要控制好哪些参数呢？+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE条件：与RB的关系增大RB,Q

16、点下移,减小RB,Q点上移。问题：UCE=VCC-ICRC与VCC的关系+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE升高VCC,平行右上移减小VCC,平行左下移问题：条件：UCE=VCC-ICRC改变 Rc，保持 Rb，VCC ， 不变；直流负载线斜率改变，则 Q 点向饱和区移近。OIBiCuCE Q1Q2与RC的关系条件：问题：增大 Rc ，UCE=VCC-ICRC这种电路的不足如图所示，温度对三极管的影响。交流负载线0温度升高前的输出特性曲线和静态工作点温度升高后的输出特性曲线和静态工作点ICB0增加，造成ICQ增加增加IBQ增加这种电路虽然结构简单，但是最

17、大的缺点是静态工作点不稳定，当环境温度变化，电源电压波动，或者更换三极管时，都会使原来的静态工作点改变，严重时会使放大器不能工作。总结：1、分压偏置电路，它的静态工作点，与三极管本身 的参数无关，它只取决于外接电路的UCC和 RB1、 RB2、 RE2、射极电容C作为旁路电容，通交隔直，提高输出级的放大倍数的作用，因为在交流电路分析中，如果RE被引入电路是要增加电源的功耗。当加入RE时，输出的信号有一部分消耗到了RE上，现在，加入了C1，那么对于交流电，这完全是被短路了，所以不会影响输出。3、这种电路在工程上经常用到，大家一定要熟练掌握。凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引

18、回到输入端，与输入信号叠加，就称为反馈。 引回的信号削弱了输入信号。 引回的信号增强了输入信号。1、 反馈的定义负反馈：正反馈：负反馈对放大性能的影响在深度负反馈条件下，即1+AF1时， 此时，闭环放大倍数仅取决于反馈系数F，而与开环放大倍数A无关。通常反馈网络仅由电阻构成，反馈系数F十分稳定。所以，闭环放大倍数必然是相当稳定的，诸如温度变化、参数改变、电源电压波动等明显影响开环放大倍数的因素，都不会对闭环放大倍数产生多大影响。如某放大器的开环放大倍数A=1000，由于外界因素（如温度、电源波动、更换元件等）使其波动变化值为10%，若反馈系数F=0.009，则闭环放大倍数=1000/(1+10

19、000.009)=100。此时波动10%，变化量只为1，可见放大倍数的稳定性大大提高了。即用降低放大倍数的代价换取提高放大倍数的稳定性。负反馈的作用： 稳定静态工作点；稳定放大倍数；改善输入电阻和输出电阻，扩展通频带，改善输出信号波形。负反馈作用举例：无负反馈时产生正半周大负半周小的失真。引入负反馈后，失真了的信号经反馈网络又送回到输入端，与输入信号反相叠加，得到的净输入信号为正半周小而负半周大。这样正好弥补了放大器的缺陷，使输出信号比较接近于正弦波。例二：放大量和反馈量成倒数关系，电路将产生自激，去除信号源也将产生信号的输出放大量过大，输出信号将不断增加，如果无及时的限制措施，信号将出现严重

20、失真此时反馈量过大，信号将不断衰减，直到消失下面对AF进行讨论(正反馈)当|AF|=1时，当|AF|1时，当|AF| IOM时，UR较大，T导通 ，IO=IOM + IC R 可由功率管 T的UBE和稳压器的IOM确定, 即R UBE /IOM 。提高输出电压和扩流电路79扩流扩压电路测试扩流电路扩压电路80开关电源特点：由于稳压调整管工作在线性区，因此管耗很大，电源效率为原来的（4060）。而开关管让稳压调整管工作在开关状态，所以电源效率高（ 8090），稳压宽，滤波效果好，在电子设备产品中被广泛应用。81原理分析第二章 基本电路验证与分析3、集成运算放大器什么是集成运算放大器？集成运算放大

21、器的特点 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。高增益、A uo 高: 80dB140dBrid 高: 105 1011ro 低: 几十 几百KCMRR高: 70dB130dBuo+Auou+u。 。+UCCUEE这些优点怎样表现在参数上？高可靠性、低成本、小尺寸运算放大器的特点介绍工作在线性区（1）理想运放两输入端电位相等（虚短） uo=Audui=Aud(uPuN) uPuN=uo/Aud=0 uP=uN（2）理想运放输入电流等于零（虚断） 理想的Rid= iP=iN=0工作在非线性区的特点输出只有两种可能 +Uo(sat)

22、或 Uo(sat) u+ u uo-Uo(sat)+Uo(sat)饱和区当 u+ u 时， uo = + Uo(sat) u+ u 时， uo = +Uo (sat) u+2R1当电路稳定后，需要RF=2R1，否则，幅值将不断增加。2、震荡频率为文氏桥电路设计测试1、题目 设计一个1KHZ的正弦波信号。分析：1、输出电压较小时，由于没达到二极管的启动电压，所以二极管不导通，电压放大很快。2、当达到二极管的启动电压时，R5不再起作用，所以，R5的大小决定了启动速度3、R3决定了输出的幅值，它会在R3和R5以及二极管之间，寻找到一个平衡点，使信号达到稳定功率放大器第二章 基本电路验证与分析 功率放

23、大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。 特点： 输出信号电压大； 输出信号电流大； 放大电路的输出电阻与负载匹配。电压放大器与功率放大器的区别： 电压放大不失真地提高输入信号的幅度，以驱动后面的功率放大级，通常工作在小信号状态。 功率放大信号不失真或轻度失真的条件下提高输出功率，通常工作在大信号状态。那么什么是功率放大器？功率放大电路中三极管的三种工作模式甲类：Q点适中，信号在整个周期内都能通过。效率50甲乙类：Q点接近截止区，导通大于半个周期，效率介于甲类和乙类之间iCuCEQ1UCEQICQVCCiCuCEQ3ICQVCC乙类：Q点在截止区，半个周期导通，效率78iCuCEQ2ICQ

24、VCC那么为什么甲类工作效率低乙类工作效率高?甲类工作电路乙类工作电路功率放大器内部的两种结构电路ui-USCT1T2uo+USCRLiLRLuiT1T2+USCCUL+-OTL电路OCL电路 LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610 F36 k10 F100 F220 F0.1 F810 .047 F+VCC6LM386集成功率放大器的应用输出电容(OTL)频率补偿，抵消电 感高频的不良影响防止自激等调节电压放大倍数第二章 基本电路验证与分析 555定时器及应用低电平触发端高电平触发端电压控制端复位端低电平有效放电端4.516V它是一种应用方便的中规模集成电路, 广泛用于信号

25、的产生、变换、控制与检测。 因为它是3个5K电阻分压，所以被叫做555定时器什么是555定时器？001555定时器的工作原理R=0时，Q=1，uo=0，T饱和导通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。2VCC/3VCC/300011R=0时，Q=1，uo=0，T饱和导通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。2VCC/3VCC/310011R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=1、C2=1，Q、Q不变，uo不变，T状态不变。110R=0时，Q

26、=1，uo=0，T饱和导通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。2VCC/3VCC/311100R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=1、C2=1，Q、Q不变，uo不变，T状态不变。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=1、C2=0，Q=0、Q=1，uo=1，T截止。 由555定时器构成的多谐振荡器Uo=0Uo=1保持区THTRGNDDISVOVCCRDVCO滤除高频干扰信号第一个暂稳态的脉冲宽度tp1，即uc从VCC/3充电上升到2VCC/3所需的时间： 第二个暂稳态的脉冲宽度tp2，即uc从2VCC/3放电下降到VCC/3所需的时 间：Uo=0Uo=1保持区THTRGNDDIS