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第1部分半导体二极管第5部分组合逻辑电路

第6部分时序逻辑电路

第3部分集成运算放大电路第2部分基本放大电路第4部分直流稳压电源组成第1页第1部分半导体二极管半导体二极管第2页1半导体二极管一、普通二极管

(1)按结构分类

点接触型、面接触型。(2)按材料分类硅管、锗管。(3)按用途不一样分类普通管、整流管、开关管等。1.基本结构阴极阳极符号D第3页DU实际二极管UD二极管导通压降。硅管0.7V；锗管0.3V。理想二极管正偏反偏二极管等效第4页二极管电路分析举例定性分析：判断二极管工作状态导通截止不然，正向管压降硅0.7V锗0.3V分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位高低或所加电压UD正负。若V阳>V阴或UD为正，二极管导通若V阳<V阴或UD为负，二极管截止若二极管是理想，正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。第5页ui>3V，二极管导通，可看作短路已知：二极管是理想，试画出uo

波形。3V例：ui5V参考点二极管阴极电位为3VD3VRuoui++––解：

ui<3V，二极管截止，可看作开路uo=3Vuo=uiD3VRuoui++––D3VRuoui++––第6页(2)主要特点：(a)正向特征同普通二极管(b)反向特征较大I较小U工作在反向击穿状态。在一定范围内，反向击穿含有可逆性。（3）主要参数稳定电压：Uz

最小稳定电流：Izmin最大稳定电流：Izmax(1)结构：面接触型硅二极管U/VIzminIzmaxI/mAUz0(a)图形符号(b)伏安特征2稳压电路第7页例

稳压二极管稳定电压UZ=5V，正向压降忽略不计。当输入电压Ui分别为直流10V、3V、-5V时，求输出电压UO；若ui=10sinωtV，试画出uo波形。ui10VDZRuoui++––解：Ui=10V：DZ工作在反向击穿区，稳压，UO=UZ=5VUi=3V：DZ反向截止，UO=Ui=3VUi=-5V：DZ工作在正向导通状态，UO=0Vui=10sinωtV：ui正半周，当ui>UZ，DZ反向击穿，uO=5V当ui<UZ，DZ反向截止，uO=uiui负半周，DZ正向导通，uO=0V5V第8页第2部分基本放大电路2放大电路静态分析3放大电路动态分析1双极型晶体管基本放大电路第9页BEC双极型晶体管

一、基本结构

PNP型：NPN型：NPN基极基区集电极集电区集电结发射极发射区发射结NPNPNP基极基区集电极集电区集电结发射极发射区发射结PNPCBE结构示意图和图形符号第10页4、晶体管工作状态第11页RBRC+UCC＋uo

－＋ui

－C1C2＋＋直流通路做法：(1)信号源中电动势短路；(2)电容开路。IB＋

－RBRC+UCCUBE直流通路放大电路1.放大电路直流通路第12页IiIbIcIoRBRC＋Uo

－＋Ui

－RBRC+UCC＋uo

－＋ui

－C1C2＋＋2.放大电路交流通路作法:（1）电容C视为短路；（2）无内阻直流电源UCC

视为短路。放大电路交流通路第13页3、晶体管交流小信号模型

基本思绪：（a）放大信号为小信号；（b）确保工作在特征曲线线性段；（c）把晶体管等效成线性电路模型。注：IC为静态电流单位为mA，26单位为mV。下一节上一页下一页返回上一节第14页微变等效电路4.放大电路微变等效电路将交流通路中晶体管B、E之间用电阻rbe代替，C、E之间用受控电流源代替即可得放大电路微变等效电路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS第15页当UBEQ<<UCC时，+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB由KVL得:UCC=IBQRB+

UBEQ由KVL得:UCEQ=UCC–

ICQRC放大电路静态分析例1：用估算法计算图示电路静态工作点。第16页例2：用估算法计算图示电路静态工作点。由例1、例2可知，当电路不一样时，计算静态值公式也对应发生改变。由KVL可得：由KVL可得：IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB第17页RB1RC+UCCRB2REUB－UBEREIE=

IB

=

11＋

IE

IC=IB

UCE

=UCC－RC

IC－REIE

≈UCC－(RC＋RE)ICRB2RB1＋RB2

UB=UCC

共射放大电路直流通路例3：用估算法计算图示电路静态工作点。第18页1、电压放大倍数计算当放大电路输出端开路(未接RL)时，负载电阻愈小，放大倍数愈小。

式中负号表示输出电压相位与输入相反。例1：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS放大电路动态分析第19页电压放大倍数计算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：

由例1、例2可知，当电路不一样时，计算电压放大倍数Au公式也不一样。要依据微变等效电路找出ui与ib关系、uo与ic

关系。第20页rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE例3：1.电压放大倍数第21页rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS例1：riri(2)输入电阻ri：第22页例3：rirbeRBRLEBC+-+-RSRE第23页rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS(3)输出电阻ro：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：例1第24页rbeRBRLEBC+-+-RSRE例3：第25页例1:在图示放大电路中，已知UCC=12V,RC=6kΩ,RE1=300Ω，RE2=2.7kΩ，RB1=60kΩ，RB2=20kΩ

RL=6kΩ，晶体管β=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)ri、ro及Au；

RB1RCC1C2RB2CERE1RL++++UCCuiuo++––RE2第26页解:(1)由直流通路求静态工作点。直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+–UCEIEIBICVB第27页(3)由微变等效电路求Au、ri、

ro。微变等效电路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE1第28页截止失真原因：静态工作点太低消除截止失真方法：减小RB，使IB增大饱和失真原因：静态工作点太高消除饱和失真方法：增大RB，使IB减小4.非线性失真第29页第3部分集成运算放大器1、电路反馈类型判别方法：2、基本运算电路第30页1-1运算放大器电路反馈类型判别方法：1.反馈电路直接从输出端引出，是电压反馈；从负载电阻RL靠近“地”端引出，是电流反馈；2.输入信号和反馈信号分别加在两个输入端上，是串联反馈；加在同一个输入端上，是并联反馈；3.对串联反馈，输入信号和反馈信号极性相同时，是负反馈；极性相反时，是正反馈；4.对并联反馈，输入信号和反馈信号极性相同时，是正反馈；极性相反时，是负反馈。。第31页+–uf+–uiduoRFuiR2R1+–++–+–RL电压串联负反馈uoRFuiR2R1++––++–RL电压并联负反馈iououiR2RL+–++–R+–+–uf–+uid电流串联负反馈RFR1uiR2RL+–++–ioRi1ifiid－电流并联负反馈－第32页理想运算放大器（一）理想运放主要条件开环电压放大倍数：Ao→∞开环输入电阻：ri→∞开环输出电阻：ro→0共模抑制比：KCMR→∞u－u＋uO

－

uD＋－＋∞＋理想运放符号第33页（二）理想运放特征uO=＋UOM≈＋UCC

(2)当u＋＜u－时，即uD<0uO=－UOM≈－UEE

(1)当u＋＞u－时，即uD>0

OuOuD+UOM－UOM1.工作在饱和区时特点

不加反馈时，稍有uD即进入饱和区。理想运算放大器电压传输特征第34页2.工作在线性区时特点iD反馈电路u－u＋uO－＋∞＋(1)Ao→∞

uOAouD==0

u＋=u－

(2)ri→∞

uDriiD==0(3)ro→0

uOL=uOC故称为虚短路。故称为虚开路。即输出电压不受负载影响。引入负反馈后理想运放第35页2-1基本运算电路一、百分比运算电路1.反相百分比运算电路

u－=u＋=0iD=0i1=iFuIR1－uORF=ＲFＲ1uO=－

uIu－u＋uO

RFiF

－＋∞＋R1R2uI

i1

iD

反相百分比运算电路第36页2.同相百分比运算电路i1iDu－u＋uORFiF－＋∞＋R1R2uI同相百分比运算电路第37页u－u＋uORFiF－＋∞＋R12R2uI1iI1iI2uI2R11ＲFＲ12ＲFＲ11+uI2)uO=－(uI1加法运算电路二、加法运算电路1.反相加法运算电路第38页2.同相加法运算电路ui2uoRFui1R22R21++–R1+–第39页ＲFＲ1R3R2＋R3RFR1=(1＋)uI2－uI1

uOu－u＋uORF－＋∞＋R1R2uI2uI1R3减法运算电路第40页[例]如图为两级运放组成电路，已知uI1=0.1V，uI2

=0.2V，uI3

=0.3V，求uO。∞－＋＋△uI1uI2∞－＋＋△uI3+uO－30k30k30k10k10k10k10k10kＲF1Ｒ12ＲF1Ｒ11uO1=－(uI1＋uI2)第一级为加法运算电路：[解]第二级为减法运算电路：R5R4+R5RF2R3(1＋)uI3ＲF2Ｒ3－uO1

uO==0.3V=0.6V第41页ui>UR，uo=+UOMui

<UR，uo=–UOMURuouiR2++–R1+–++––uiuoURR2++–R1+–++––

–UOM

+UOMuiuoOUR输入信号接在反相端输入信号接在同相端电压传输特征–UOM+UOMuiuoOUR2-2电压比较器第42页uitOUROuot+Uo

(sat)–Uo

(sat)t1t2URuouiR2++–R1+–++––输入信号接在反相端uiuoURR2++–R1+–++––输入信号接在同相端Ot+Uo(sat)–Uo(sat)uo第43页RRCCuo+uf_ui=uf因为：RfR1Ao=1+12pRCfn=31F=当:所以，起振条件为：＞1|AoF|

=RfR1(1+31)返回上一节下一节上一页下一页_++RfR1θ即Rf＞2R12-3

RC正弦波振荡电路第44页第4部分直流稳压电源组成小功率直流稳压电源组成功效：把交流电压变成稳定大小适当直流电压u4uou3u2u1交流电源负载变压整流滤波稳压市电交流电所需交流电脉动直流不稳定直流稳定直流第45页~+—UORL+C+—UiDzIzIOIR电路第46页第5部分组合逻辑电路1组合逻辑电路分析2组合逻辑电路设计第47页1.“与”门电路即：有“0”出“0”，

全“1”出“1”Y=ABC逻辑表示式：

逻辑符号：&ABYC00000010101011001000011001001111ABYC“与”门逻辑状态表第48页2.“或”门电路即：有“1”出“1”，

全“0”出“0”Y=A+B+C逻辑表示式：逻辑符号：ABYC>100000011101111011001011101011111ABYC“或”门逻辑状态表第49页3.“非”门电路10逻辑表示式：10AY“非”门逻辑状态表逻辑符号1AY第50页4、与非门与非门逻辑功效：有0出1；全1出0。与非门真值表第51页或非门逻辑功效：全0出1；有1出0。或非门真值表5、或非门第52页6.与或非门第53页异或门和同或门逻辑图符号异或门功效：相异出1；相同出0。异或门真值表7.异或门同或门真值表同或门功效：相同出1；相异出0。8.同或门第54页1.常量与变量关系逻辑代数运算法则2.逻辑代数基本运算法则自等律0-1律重合律还原律互补律交换律结合律第55页分配律反演律吸收律(1)A+AB=A（2）（3）第56页逻辑函数化简化简方法公式法卡诺图法1.公式法：应用逻辑代数运算法则化简第57页例：化简吸收吸收吸收吸收第58页2、应用卡诺图化简逻辑函数ABC00100111101111例.用卡诺图表示并化简。解：(a)将取值为“1”相邻小方格圈成圈，步骤1.卡诺图2.合并最小项3.写出最简“与或”逻辑式(b)所圈取值为“1”相邻小方格个数应为2n，(n=0,1,2…)画卡诺图，圈“1”写出简化逻辑式卡诺图化简法：保留一个圈内输入取值没有改变变量，而消去输入取值有改变变量。第59页1.组合逻辑电路分析组合逻辑电路普通分析步骤以下：①用逐层递推法写出输出逻辑函数与输入逻辑变量之间关系；②用公式法或者卡诺图法化简，写出最简逻辑表示式；③依据最简逻辑函数式列出功效真值表；④依据真值表写出逻辑功效说明，方便了解电路作用。第60页当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，不然输出Y为0。所以这个电路实际上是一个3人表决用组合电路：只要有2票或3票同意，表决就经过。化简后例：

1

2

3

4

第61页2.组合逻辑电路设计组合逻辑电路设计是依据给定实际逻辑功效，找出实现该功效逻辑电路。组合逻辑电路设计步骤以下：①依据给出条件，找出什么是逻辑变量，什么是逻辑函数，用字母设出，另外用0和1各表示一个状态，找出逻辑函数和逻辑变量之间关系；②依据逻辑函数和逻辑变量之间关系列出真值表，并依据真值表写出逻辑表示式；③化简逻辑函数；④依据最简逻辑表示式画出逻辑电路；第62页例：设计三人表决电路（A、B、C）。每人一个按键，假如同意则按下，不一样意则不按。结果用指示灯表示，多数同意时指示灯亮，不然不亮。1.首先指明变量取“0”“1”含义。

A

B

C

F

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

真值表A、B、C按下时为“1”，不按时为“0”。输出是F，多数赞成时是“1”，不然是“0”。列出真值表3.用卡诺图写出最简表示式ABC0001111001BCABAC第63页4.依据逻辑表示式画出逻辑图。&1&&ABCF需要三个与门，一个或门ABBCCA第64页&&&&ABCF要求用与非门设计电路将与或式转变为与非式：第65页第6部分时序逻辑电路第66页逻辑状态相反触发器状态：Q=1Q=0Q=1Q=0要求:

Q端状态为触发器状态。一、基本RS触发器0状态1状态1.电路&QQ.G1&.G2SDRD第67页基本R－S触发器状态表逻辑符号RD(ResetDirect)-直接置“0”端(复位端)SD(SetDirect)-直接置“1”端(置位端)QQSDRDSDRDQ100置0011置111不变保持00同时变1后不确定功效低电平有效第68页基本RS触发器波形图置0置1保持置1置1QQ第69页二.可控RS触发器基本R-S触发器导引电路&G4SR&G3CP.&G1&G2.SDRDQQ时钟脉冲第70页可控RS状态表00SR01010111不定Qn+1Qn逻辑符号SDQQ1SC11RRDSRCPQn—时钟到来前触发器状态Qn+1—时钟到来后触发器状态CP高电平时触发器状态由R、S确定第71页[例]已知高电平触发RS触发器，R和S端输入波形如图所表示，而且已知触发器原为0态，求输出端Q波形。RSCP1234Q[解]第72页J

K

Qn+100Qn

01010111QnJK触发器状态表(保持功效)

(置“0”功效)

(置“1”功效)(计数功效)CP下降沿触发翻转SD、RD为直接置1、置0端，不受时钟控制，低电平有效，触发器工作时SD、RD应接高电平。逻辑符号

CPQJKSDRDQ状态方程：三、JK触发器第73页

例已知后沿JK触发器，J和