电工电子技术基础与技能 课件 陈绳浩 模块6-10 晶体管放大电路-时序逻辑电路

中等职业学校·电子与信息大类《电工电子技术基础与技能》模块6晶体管放大电路｜单元1晶体管的结构、符号与特性适用：理实一体课堂·职教高考复习01结构符号·电流放大·三工作区·场效应管模块6·单元1素养园地

从晶体管到「中国芯」电工电子技术基础与技能素养园地CRAFTSMANSPIRIT高铁IGBT芯片的国产化突破绝缘栅双极型晶体管（IGBT）被誉为高铁的「心脏」，负责控制电力牵引系统，每秒可完成上万次电流切换，直接影响列车的平稳加速、减速与停靠。中车株洲：2008年成功收购英国丹尼克斯半导体公司，获得6英寸IGBT生产线及核心技术，打造「中国芯」。启示一·工匠精神IGBT芯片突破不是一蹴而就，是数十年持续深耕、迭代打磨，从晶体管基础原理到芯片制造工艺的持续攻。启示二·敬畏与严谨小小的半导体芯片，支撑大国交通装备；核心技术要自主可控，基础电子原理是国产芯片突破的根基。晶体管是电子电路的基石，小小的半导体芯片里，藏着放大、开关原理，支撑起「中国速度」的大国装备《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）本单元学完，同学们应当达成以下三维目标——它们也是职教高考本模块考点的命题依据。电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块6·单元1学习目标知识目标1）了解晶体管的结构、类型与图形符号；2）了解晶体管的特性与主要参数；3）了解晶体管与场效应晶体管的差异。技能目标1）能识别各种晶体管、场效应晶体管的外形；2）能在晶体管伏安特性曲线上指出三个工作区（饱和/截止/放大）。素养目标1）培养对晶体管的系统认知；2）养成自主学习的习惯。图6-1按外形（小/中/大功率）即可直观区分应用场景图6-1晶体管的常见外形（a小功率/b中功率/c大功率）模块6·单元1新知精讲·晶体管的分类电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）按材料与结构分1.材料：硅管（稳定性好、多用）与锗管（高频放大中不可替代）；2.结构：NPN型与PNP型，我国硅管多为NPN、锗管多为PNP。按功率/频率/功能分功率：小功率（小于1W）、中功率、大功率；频率：低频（低于3MHz）、高频、超高频；功能：普通管、功放管、开关管（完全导通或完全截止）。晶体管=两个PN结+三层半导体，引出三个电极图6-2晶体管的结构及图形符号模块6·单元1新知精讲·晶体管的结构与符号电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）三个电极1.从基区、发射区、集电区分别引出基极B、发射极E、集电极C；2.发射区与基区之间的PN结称发射结，集电区与基区之间的PN结称集电结。晶体管=两个PN结+三层半导体，引出三个电极图6-2晶体管的结构及图形符号模块6·单元1新知精讲·晶体管的结构与符号电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）NPN与PNP型1.NPN：基区为P、发射区/集电区为N，符号箭头向内；2.PNP：基区为N、发射区/集电区为P，符号箭头向外（箭头方向为电流方向）。图6-5输出特性曲线分为饱和区、截止区、放大区图6-5晶体管的输出特性曲线（饱和/截止/放大区）模块6·单元1新知精讲·特性曲线与三个工作区电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）输入特性与放大条件1.发射结正向偏置，输入特性与二极管正向特性相似；2.UBE

小于死区电压（硅≈0.5V/锗≈0.2V）时晶体管截止。输出特性三工作区1.放大区：Ib>0、UCE>1V，发射结正偏、集电结反偏，具有电流放大作用；2.饱和区：UCE

小于1V，两结均正偏，无放大作用；3.截止区：Ib≈0，两结均反偏，Ic≈0。基极电流的微小变化，控制集电极电流的较大变化图6-3晶体管的电流放大作用模块6·单元1新知精讲·晶体管的电流放大作用电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）电流分配关系1.发射极电流Iₑ=Ib+Ic，三极电流满足节点守恒；2.集电极电流与基极电流之比β=Ic/Ib，称直流电流放大系数。电流分配关系1.基极电流变化ΔIb引起集电极电流变化ΔIc，且ΔIc/ΔIb=β；2.β即交流电流放大系数，绝大多数情况下β≈，可混用。图6-7场效应管（FET）为电压控制型单极性器件图6-7NMOS管特性曲线（输出/转移特性）模块6·单元1新知精讲·与场效应晶体管的比较电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）场效应管特性1.利用栅极G电压产生电场，调控源极S与漏极D间沟道导电性；2.分结型与绝缘栅型（如NMOS），工作区含可变电阻区/恒流区/截止区。二者核心差异1.FET为电压控制器件、单极性、输入阻抗高、低噪声；2.晶体管为电流控制器件、双极性、电压放大倍数大；3.FET源漏可互换，晶体管集电极与发射极结构不对称不可互换。选型须综合评估四大关键参数，确保性能与可靠性模块6·单元1新知精讲·晶体管的主要参数电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）电流放大系数β1.集电极电流与基极电流之比，衡量放大能力的核心参数；2.过高影响稳定性，过低削弱放大效果，须匹配设计。集电极-发射极击穿电压UCEO1.晶体管能承受的最大电压；2.替换时UCEO

应不低于原值，避免击穿损坏。集电极最大电流ICM1.允许通过的最大电流，须大于电路实际电流；2.否则可能过热失效。最大耗散功率PCM1.可安全耗散的最大功率，须依散热条件选择；2.功率过载会升高结温而损坏晶体管。模块6·单元1单元小结电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）1晶体管由两个PN结（发射结、集电结）与三层半导体构成，引出基极B、发射极E、集电极C；分NPN与PNP两类。2晶体管具有电流放大作用：Iₑ=Ib+Ic，β=Ic/Ib；基极电流的微小变化控制集电极电流的较大变化。3输出特性曲线分为三个区域——放大区（正偏/反偏，具放大作用）、饱和区（UCE

小于1V）、截止区（Ib≈0）。4选用须关注β、UCEO、ICM、PCM

四大参数；场效应管为电压控制型单极性器件，晶体管为电流控制型双极性器件。▶放大电路晶体管工作在放大区，用微弱输入信号控制较大输出电流，构成音频功放、射频放大等模拟电路的核心。▶电子开关晶体管工作在饱和区（接通）/截止区（断开），构成数字逻辑门、继电器驱动的开关控制电路。▶IGBT与电源IGBT（晶体管与场效应管复合）用于高铁牵引、逆变电源，实现高效大功率电能变换。模块6·单元1应用与辨析电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）辨析与提醒⚠NPN与PNP不可混用：符号箭头方向相反（电流方向相反），直接代换会改变电路偏置与工作状态。⚠放大区是放大的唯一有效区：工作于饱和区或截止区时均失去电流放大作用，仅作开关使用。⚠替换晶体管须保证UCEO、ICM、PCM

不低于原值，否则易击穿或过热损坏。电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）一、填空题1.晶体管由两个PN结构成，分别是

＿＿＿＿和

＿＿＿＿，三个电极是＿＿＿＿极、＿＿＿＿极、＿＿＿＿极。2.根据P型与N型半导体排列方式不同，晶体管可分为＿＿＿＿

型与＿＿＿＿

型

。3.晶体管用于放大信号时，工作在＿＿＿＿区。晶体管作为电路开关时，工作在＿＿＿＿区相当于开关接通，工作在＿＿＿＿区相当于开关断开。4.NMOS管的三个工作区分别为＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。5.场效应晶体管是＿＿＿＿控制器件，而晶体管是＿＿＿＿控制器件。6.体管的发射极电流等于＿＿＿＿电流与＿＿＿＿电流之和。请先独立作答，书写解题依据；参考答案与综合题解析见下一页。职教高考专项练习练习（一）：填空电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）7.晶体管的电流放大系数是＿＿＿＿电流与＿＿＿＿电流之比。8.当晶体管工作在放大区时，＿＿＿＿结正偏，＿＿＿＿结反偏。9.现测得处于放大状态的晶体管各引脚电压为5V、4.7V、3V，则该晶体管的管型是＿＿＿＿。1.晶体管图形符号中的箭头表示发射结正偏导通时电流的方向。（）2.晶体管的电流放大作用是指利用输人回路的小电流变化来控制输出回路的大电流变化，实现能量转换和信号放大。（)3.硅晶体管饱和压降约为0.3V，锗晶体管约为0.1V。（）请先独立作答，书写解题依据；参考答案与综合题解析见下一页。职教高考专项练习练习（一）（二）：填空与判断一、填空题二、判断题电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）4.晶体管工作在放大区，当基极电流一定时，集电极电流基本不变，具有恒流特性。()5.场效应晶体管特性与晶体管特性完全一样。（)6.晶体管能起到放大作用的工作区是饱和区。（)1.用数字式万用表通电测量一个晶体管的电位与电压，测得V=-3V，UcE=6V，UBc=-5.4V，则该晶体管是什么类型？处于什么工作状态?2.一个工作在放大区的晶体管，当I从22μA增大到32μA时，I从2mA增大到3mA，求这个晶体管的电流放大系数。请先独立作答，书写解题依据；参考答案与综合题解析见下一页。职教高考专项练习练习（二）（三）：判断与综合二、判断题三、综合题电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）3.在图6-8所示电路中，Vcc=12V，Rc=3kΩ，RB=20kΩ，=100。当输入电压Ui分别为3V、1V、-1V时，晶体管分别处于哪种状态?请先独立作答，书写解题依据；参考答案与综合题解析见下一页。职教高考专项练习练习（三）：综合三、综合题中等职业学校·电子与信息大类《电工电子技术基础与技能》模块6晶体管放大电路｜单元1共射放大电路结构、元器件作用及功能分析适用：理实一体课堂·职教高考复习02晶体管·共射放大电路·静态工作点·非线性失真·分压式偏置本单元学完，同学们应当达成以下三维目标——它们也是职教高考本模块考点的命题依据。电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块6·单元2学习目标知识目标1）理解共射放大电路的结构、功能与各元器件作用；2）理解共射放大电路的静态工作点与非线性失真现象。技能目标1）能识别共射放大电路图；2）能说出静态工作点与非线性失真的关系。素养目标1）培养对共射放大电路的系统认知；2）培养理论联系实际的能力。图6-9共射放大电路=晶体管+电源+偏置电阻+负载电阻+耦合电容晶体管VT具有电流放大作用；基极电流随输入电压成比例变化，控制集电极电流产生β倍的变化量。电源Vcc为晶体管提供工作在放大区所需的静态电压与电流，并向负载提供输出功率。集电极负载电阻Rc集电极电流的变化在Rc上转为电压变化量，这就是被放大后的交流信号。耦合电容C₁、C₂C₁把输入信号耦合到基极，C₂把放大后的信号送给负载；同时隔离输入、放大、输出三部分的直流信号。共射·反相输入、输出均以发射极构成回路，故称共发射极；输出与输入反相，且具显著电压、电流放大能力。《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）基极偏置电阻RB利用电源Vcc为晶体管基极提供合适的静态电流IBQ。模块6·单元2新知精讲·共射放大电路结构与元器件电工电子技术基础与技能图6-10直流通路（a）：电容开路；静态工作点（b）：Q须位于放大区直流通路输入信号为零时电路中只有直流，称静态；对直流电电容相当于开路、电感相当于短路。静态工作点Q晶体管基极、集电极的直流电流与电压对应特性曲线上的Q点(IBQ,UBEQ)与(ICQ,UCEQ)；Q必须处于放大区的合适位置，否则放大信号会失真。图6-10共射放大电路的直流通路和静态工作点模块6·单元2新知精讲·静态分析（直流通路与工作点）电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块6·单元2新知精讲·静态工作点的估算电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）估算静态工作点的三个直流参数：IBQ、ICQ、UCEQ基极静态电流IBQIBQ=(Vcc−UBEQ)/RB；硅管UBEQ≈0.7V（0.6~0.8V），锗管UBEQ≈0.3V（0.1~0.3V）。集电极静态电流ICQICQ=β·IBQ；β为晶体管电流放大系数，IBQ

为基极静态电流。集电极-发射极电压UCEQUCEQ=Vcc−ICQ·Rc；Vcc为电源电压，ICQ为集电极静态电流，Rc为集电极负载电阻。图6-11静态工作点合适→电路正常放大，输出不失真瞬时量与静态量叠加uBE=UBEQ+ui；iB=IBQ+ib；ic=ICQ+ic（放大后的信号电流）。放大且反相输入ui经放大得到输出uo，幅值被放大；输出uo与输入ui反相（共射电路电压增益为负）。图6-11正常放大信号时的工作情况《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块6·单元2新知精讲·动态分析（正常放大）电工电子技术基础与技能图6-12静态工作点不当→截止失真/饱和失真截止失真（Q过低）Q靠近截止区，输入负半周使工作点进入截止区；基极、集电极瞬时电流趋于零，输出波形被削顶。饱和失真（Q过高）Q靠近饱和区，输入正半周使工作点进入饱和区；集电极电流无法继续增大，uCE被削底，输出波形失真。图6-12静态工作点对波形失真的影响《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块6·单元2新知精讲·静态工作点与失真电工电子技术基础与技能图6-13分压式偏置放大电路——抑制静态工作点漂移为何需要稳定温度升高会使晶体管参数变化，造成静态工作点Q

上移；为抑制波动，需在电路上采取措施稳定Q点。分压式偏置用RB1、RB2分压固定基极电位，配合发射极电阻RE引入负反馈；改变基极偏置电阻RB可移动Q点（增大RB使IBQ

减小、Q下移）。图6-13分压式偏置放大电路《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块6·单元2新知精讲·静态工作点的稳定电工电子技术基础与技能1共射放大电路由晶体管、电源Vcc、基极偏置电阻RB、集电极负载电阻Rc、耦合电容C₁/C₂构成；输入、输出均以发射极为回路，输出与输入反相。模块6·单元2单元小结电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）静态（ui=0）时电路只有直流，对应特性曲线上的静态工作点Q(IBQ,UBEQ,ICQ,UCEQ)；Q须位于放大区合适位置。2估算：IBQ=(Vcc−UBEQ)/RB，ICQ=β·IBQ，UCEQ=Vcc−ICQ·Rc；硅管UBEQ≈0.7V、锗管≈0.3V。3动态时各瞬时量=静态量+信号量；Q合适则正常放大且反相；Q过低→截止失真，Q过高→饱和失真。4温度升高使Q上移，需用分压式偏置等电路稳定静态工作点；增大RB可使IBQ减小、Q点下移。5▶音响音频放大音响系统中用共射放大电路把微弱的音频信号放大到可驱动扬声器的电平，是多级放大的核心环节。▶传感器小信号预处理把传感器输出的微弱信号先经共射级放大，再送后级处理，提升系统信噪比与灵敏度。▶通信前端放大无线通信前端用共射放大电路放大接收到的高频小信号，为解调与后续处理提供足够幅度。模块6·单元2应用与辨析电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）辨析与提醒⚠共射电路输出与输入反相（电压增益为负）：误当作同相会接错反馈极性，导致电路不振荡或自激。⚠温度升高使Q上移：仅靠固定偏置会漂移，必须用分压式偏置等稳定措施才能长期可靠工作。⚠静态工作点必须合适：过低→截止失真、过高→饱和失真；改RB可移动Q点，但调偏会直接削顶/削底。电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）一、填空题1.共射放大电路具有显著的＿＿＿＿

和＿＿＿＿

放大能力。2.放大电路的输入信号电压为＿＿＿＿

时，电路中只有直流电压与直流电流，这时放大电路的工作状态称为静态。3.如果静态工作点过低，靠近截止区，在输入信号的负半周，工作点会进入截止区，导致输出信号波形失真，这种失真称为＿＿＿＿失真。4.如果静态工作点过高，靠近饱和区，在输入信号的正半周，工作点会进入饱和区，导致输出信号波形失真，这种失真称为＿＿＿＿失真。5.为了使晶体管能够不失真地放大信号，＿＿＿＿必须在特性曲线放大区的合适位。请先独立作答，书写解题依据；参考答案与综合题解析见下一页。职教高考专项练习练习（一）：填空电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）二、判断题1.共射放大电路主要由晶体管、电源、基极偏置电阻、集电极负载电阻、耦合电容等构成。（

）2.共射放大电路的静态工作点过低，会导致饱和失真。（

）3.共射放大电路的静态工作点过高，会导致截止失真。（

）请先独立作答，书写解题依据；参考答案与综合题解析见下一页。职教高考专项练习练习（二）：判断中等职业学校·电子与信息大类《电工电子技术基础与技能》模块6晶体管放大电路｜单元3万用表判别晶体管类型、引脚及好坏适用：理实一体课堂·职教高考复习03晶体管引脚·万用表判别·类型与好坏·基极判定本单元学完，同学们应当达成以下三维目标——它们也是职教高考本模块考点的命题依据。电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块6·单元1学习目标知识目标1）了解通过观察判别晶体管引脚的方法；2）掌握利用万用表测量晶体管引脚（基极、发射极、集电极）的方法。技能目标1）能说出晶体管三个引脚（B、C、E）的名称与作用；2）会使用万用表判别晶体管的引脚并判断其类型与好坏。素养目标1）建立安全与规范意识，做到先看后测；2）培养动手操作与严谨判断的实践能力。图6-14金属帽与塑料封装，引脚E、B、C的约定与差异图6-14金属帽封装的晶体管（a外形/b引脚底视图）模块6·单元3新知精讲·晶体管的引脚与封装电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）晶体管三个电极1.晶体管有三个电极：基极B（控制极）、集电极C（输出端）、发射极E（输入端）；2.B与E之间为发射结，B与C之间为集电结——结构上就是两个背靠背的PN结。两种常见封装1.金属帽封装（见图6-14a）：引脚由管帽约定排列，消费电子已基本不用，仅特殊领域保留；2.塑料封装：已成主流，管壳上一般没有B/C/E标识，引脚分布因型号而异。塑料封装无标识——先认型号，再查表识引脚塑料封装晶体管实物（引脚分布因型号而异）模块6·单元3新知精讲·观察法判别引脚电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）辨认封装型号1.塑料封装晶体管管壳上通常印有型号（如S8050、9013、2N3904等）；2.不同型号引脚排列不同，须先看清型号，再据此查询引脚定义。查表识别引脚1.利用网络或手册查询该型号的引脚说明图，对应找出B、C、E；2.金属帽封装则可直接按底视图约定读出E、B、C，无需查表。图6-15指针式万用表电阻档，黑表笔固定找基极图6-15判断晶体管的基极模块6·单元3新知精讲·万用表测试法（1）判断基极电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）NPN型找基极1.将万用表置于R×1k或R×100电阻档；2.黑表笔固定某引脚，红表笔分别接另两脚——若两次都像测二极管一样导通，则黑表笔所接即为基极B。为什么能判定1.晶体管内含两个背靠背的PN结；2.黑表笔接B时，B→E、B→C两结均正偏导通，故两次测得均为低阻（导通）。确定基极后，用「手指电阻法」区分发射极E与集电极CNPN型假定法1.黑表笔接假设的集电极C，红表笔接假设的发射极E；2.用手指紧捏基极B与假设的集电极C，利用手指皮肤电阻使管子微导通，表针偏转较大者假设成立。PNP型相反1.PNP型极性相反：红表笔接假设的集电极、黑表笔接假设的发射极；2.同样用手指短接B与C，比较两次偏转，偏转大的一次假设正确。《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块6·单元3新知精讲·确定发射极与集电极电工电子技术基础与技能先目测外观，再用万用表检测两个PN结《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块6·单元3新知精讲·判别晶体管的好坏电工电子技术基础与技能利用万用表检测晶体管引脚的判别示意外观目测1.观察晶体管外观是否有炸裂、烧焦、变形、引脚脱落等明显损坏；2.出现上述现象即可直接判定晶体管已损坏。为什么能判定1.测发射结、集电结是否符合二极管的单向导电特性；2.测C、E之间是否击穿导通（正常应不导通）；结特性不符或C-E击穿即损坏。三步法+关键提醒，避免接反表笔误判判别流程第一步：用电阻档确定基极B（黑笔固定，找两次导通）；第二步：区分NPN/PNP（看导通方向）；第三步：手指法确定集电极C与发射极E。注意事项NPN：B→E、B→C导通（黑表笔接B）；PNP：E→B、C→B导通（红表笔接B）；万用表判别为「正常」仅说明大概率正常，是否真正常还须在实际电路中验证。《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块6·单元3新知精讲·判别要点与注意事项电工电子技术基础与技能1晶体管有三个电极——基极B、集电极C、发射极E；结构上是由两个背靠背的PN结（发射结、集电结）组成。模块6·单元3单元小结电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）观察法：金属帽封装按底视图约定读出E/B/C；塑料封装无标识，须先认型号再查表识别引脚。2万用表测试法：先以电阻档固定黑表笔找「两次导通」确定基极B；再用「手指电阻法」区分C与E（NPN与PNP极性相反）。3判别好坏：先目测炸裂/烧焦/变形，再用万用表测两结是否符合单向导电性、C-E是否击穿；判定正常仅大概率正常，须实路验证。4▶家电维修辨引脚维修中常遇不明型号三极管，先用万用表判出B/C/E与类型，再对照电路图判断其在放大或开关电路中的角色。▶采购与代换代换晶体管前须先确认引脚排列与NPN/PNP类型，引脚接错会烧管或电路不工作——观察法+万用表双保险。▶实训教学在电子技术实训中，判别晶体管好坏是焊接前必做的来料检验，养成「先看后测」的规范操作习惯。模块6·单元3应用与辨析电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）辨析与提醒⚠不可凭「长得像」直接代换：塑料封装引脚排列随型号变化，接错B/C/E会烧管或电路失效。⚠万用表判「正常」不等于真正常：C-E漏电流、放大倍数等需实路验证，判别结论仅作大概率判断。⚠NPN与PNP导通方向完全相反：黑表笔固定找基极仅适用于NPN；测PNP时红表笔应为固定端。电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）一、填空题1.测量发现晶体管的发射结与集电结电阻都为0，说明晶体管已＿＿＿＿

。2.

用数字式万用表二极管档检测晶体管的引脚B与引脚E，显示读数为0.563，这说明B-E结＿＿＿＿，读数约为PN结的＿＿＿＿。3.用万用表判别一个晶体管的三个电极时，首先应确定＿＿＿＿。1.检测NPN型晶体管时，应该是B极到E极导通、B极到C极导通。（

）2.检测PNP型晶体管时，应该是E极到B极导通、C极到B极导通。（

）3.用蜂鸣档测量C极与E极导通的晶体管，可以判定是损坏的。（

）请先独立作答，书写解题依据；参考答案与综合题解析见下一页。职教高考专项练习练习（一）（二）：填空与判断二、判断题中等职业学校·电子与信息大类《电工电子技术基础与技能》模块7集成运算放大电路｜单元1集成运算放大器概述适用：理实一体课堂·职教高考复习01集成电路·运放结构·图形符号·引脚参数素养园地素养园地中国芯在封锁中加速突围电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）中国芯·在封锁中加速突围从2018年起，美国通过出口管制、实体清单、技术禁令等方式层层加码，试图遏制我国在芯片设计、制造等环节的发展。但现实是，这反而激发出我国相关产业的更强产业韧性：中芯国际14nm芯片良率已达95%，28nm成熟制程产能占全球18%，我国在关键领域正加速实现自主可控。集成运算放大器作为模拟集成电路的「基础积木」，其国产化同样是「中国芯」突围的重要一环。学习目标三维学习目标电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）知识目标1）了解集成运算放大器的电路结构2）了解集成运算放大器的符号及应用技能目标1）能识别集成运算放大器的符号及引脚功能2）能说出集成运算放大器的输入、输出之间的关系素养目标1）培养自主学习意识2）培养意志力与抗挫能力新知精讲新知精讲·一集成电路与集成运算放大器电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）把大量电子元器件集成在一小块硅片上，构成微型电子器件▶集成电路集成电路是将大量电子元器件（晶体管、电阻、电容及互连导线）集成在一小块硅片上形成的微型电子器件。它具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、成本低等优点，是现代电子设备的物质基础。▶集成运算放大器集成运算放大电路（简称集成运算放大器）是一种高增益的多级直流放大器集成电路。早期用于模拟信号的数学运算（加、减、积分、微分等），因此得名「运算放大器」。新知精讲新知精讲·二集成运算放大器的电路结构电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图7-1集成运算放大器的内部电路通常包含四部分▶输入级与中间级输入级一般采用差分放大电路，以提高输入电阻、抑制零点漂移和共模干扰。中间级通常由多级共射或共源放大电路构成，作用是提高电压放大倍数。▶输出级与偏置电路输出级一般采用互补对称电路，主要任务是功率放大，给负载提供足够的电流。偏置电路为各级提供稳定、合适的工作电流，保证放大器正常工作。新知精讲新知精讲·三集成运算放大器的图形符号电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图7-2集成运算放大器的图形符号：两个输入端、一个输出端▶同相输入端u+标有「+」号，表示输出信号与该端输入信号相位相同。▶反相输入端u−标有「−」号，表示输出信号与该端输入信号相位相反。▶输出端uo输出端只有一个，输出电压为两个输入端信号的差值放大结果。图7-2集成运算放大器的图形符号新知精讲新知精讲·四集成运算放大器的引脚功能电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图7-3常用双集成运算放大器4558的外形与引脚▶4558主要引脚V+：正电源端；V−：负电源端；IN+：同相输入端；IN−：反相输入端；OUT：输出端；同一封装内集成两个独立运放，故称「双运放」。▶识读要点通常以缺口或色点标识第1脚，按逆时针方向依次编号。实际接线前务必查阅该型号数据手册，确认引脚排列。图7-34558外形与引脚新知精讲新知精讲·五集成运算放大器的主要参数（一）电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）表征集成运算放大器放大能力与抗干扰能力的核心指标▶开环差模电压放大倍数Auo指集成运算放大器在开环、额定电源电压和额定负载下，对差模信号的电压放大倍数。Auo越大，说明运放的放大能力越强。▶共模抑制比KCMR差模电压放大倍数与共模电压放大倍数绝对值之比。KCMR越大，表示集成运算放大器对共模信号（零点漂移）的抑制能力越强。▶差模输入电阻ri和输出电阻rori指两输入端之间的等效电阻，一般在几十千欧到几十兆欧；越大越好。ro指开环时从输出端看进去的等效电阻，一般在几十欧到几百欧；越小越好。新知精讲新知精讲·六集成运算放大器的主要参数（二）电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）反映输入级对称性与极限工作能力的参数▶失调与偏置参数输入失调电压UIO：输出为零时输入端应施加的直流补偿电压，越小越好。输入偏置电流IB：静态时两输入端偏置电流的平均值，越小越好。输入失调电流IIO：输出为零时两输入端静态电流之差，越小越好。▶极限参数最大差模输入电压Uidmax：两输入端之间能承受的最大差模电压。最大共模输入电压Uicmax：输入端能承受的最大共模电压。最大输出电压Uom：电源一定时，运放最大不失真输出电压。小结单元小结电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）1集成电路是将大量元器件集成在硅片上的微型电子器件；集成运算放大器是一种高增益多级直流放大器集成电路。2集成运算放大器内部通常由输入级、中间级、输出级和偏置电路四部分组成。3图形符号有两个输入端（u+同相端、u−反相端）和一个输出端uo；输出与同相端同相、与反相端反相。4主要参数包括开环差模电压放大倍数Auo、共模抑制比KCMR、输入/输出电阻、失调电压/电流及最大差模/共模输入电压等。应用应用与辨析·集成运算放大器在身边电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）▶信号放大传感器输出信号通常很微弱，运放可将其放大到后续电路可处理的范围，如温度、压力、声音信号调理。▶模拟运算电路利用深度负反馈，运放可构成比例、加法、减法、积分、微分等运算电路，是模拟计算机的核心单元。▶电压比较与滤波运放可用作电压比较器，实现过零检测、阈值判断；也可构成有源滤波器，改善滤波性能。⚠辨析与提醒同相端与反相端不能接反：同相端输入时输出与输入同相，反相端输入时输出与输入反相。最大输入电压不可超限：超过Uidmax或Uicmax可能损坏输入级差分对管。实际运放不是理想器件：存在失调、温漂、带宽限制，高精度电路必须考虑这些参数。职教高考职教高考专项练习·集成运算放大器电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）✎练习·一、填空1.集成运算放大器是一种______的多级直流放大器集成电路。2.集成运算放大器的内部电路通常包含______、______、______和______四部分。3.集成运算放大器反相输入端接地，输入信号从同相输入端输入时，输出信号的相位与输入信号______。4.集成运算放大器同相输入端接地，输入信号从反相输入端输入时，输出信号的相位与输入信号______。✔练习·二、判断1.集成运算放大器是一种高增益的多级直流放大器集成电路。（）2.集成运算放大器同相输入端接地，输入信号从反相输入端输入时，输出信号的相位与输入信号相同。（）3.集成运算放大器同相输入端接地，输入信号从反相输入端输入时，输出信号的相位与输入信号相反。（）4.集成运算放大器在信号放大领域取代了由分立元器件构成的放大电路。（）§参考答案·填空1.高增益。【解析】运放全称「集成运算放大器」，核心特征是高增益多级直流放大。2.输入级；中间级；输出级；偏置电路。【解析】四部分各司其职，共同完成高增益放大。3.相同。【解析】同相端输入时，输出与输入同相。4.相反。【解析】反相端输入时，输出与输入反相。§参考答案·判断1.√。2.×。【解析】反相端输入时输出与输入反相。3.√。4.√。●请先独立作答；左两栏为题目，右两栏为参考答案与解析。中等职业学校·电子与信息大类《电工电子技术基础与技能》模块7集成运算放大电路｜单元2集成运算放大器的理想特性适用：理实一体课堂·职教高考复习02理想运放·传输特性·线性区·非线性区素养目标素养目标自主建构·抗挫攻坚电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块7以「中国芯」精神为引领：在封锁中自强不息、把核心器件握在自己手中▶单元素养立意本单元围绕「理想化建模」与「工作区判定」两大核心，培养把复杂实际器件抽象为理想模型的分析能力。从「中国芯」突围的奋斗历程中汲取力量：面对抽象概念不退缩，反复研练、自主建构知识体系。▶素养目标·一培养自主学习意识：能主动梳理理想运放的四项技术指标，并对照实际器件理解其工程意义。▶素养目标·二培养意志力与抗挫能力：虚短、虚断概念抽象，需在一次次推演中突破认知难点、建立稳定直觉。学习目标三维学习目标电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）知识目标1）理解理想集成运算放大器的各项技术指标2）理解集成运算放大器的传输特性（线性区与非线性区）技能目标1）能识别集成运算放大器的传输特性曲线2）能判定集成运算放大器处于线性区还是非线性区素养目标1）培养自主学习意识，主动建构理想化模型2）培养意志力与抗挫能力，突破虚短虚断难点新知精讲新知精讲·一理想集成运算放大器电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）7.2.1把实际运放「理想化」，是工程分析的起点▶开环差模电压放大倍数Aod→∞开环时两输入端差模信号的电压放大倍数趋于无穷大，理想情况下输出对微小差模输入即可饱和。▶输入电阻ri→∞两输入端之间的差模输入电阻趋于无穷大，几乎不取用输入电流。▶输出电阻ro→0开环时从输出端看进去的等效电阻趋于0，带负载能力强、输出电压稳定。▶共模抑制比KCMR→∞差模增益与共模增益之比趋于无穷大，对零点漂移等共模干扰的抑制能力极强。★理想化的意义理想运放在现实中并不存在，但实际器件各项指标非常接近理想值，因此在工程分析中常将其理想化，使推导大幅简化。新知精讲新知精讲·二集成运算放大器的传输特性电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图7-4传输特性曲线以u+−u−为横轴，分线性区与非线性区▶线性区输出电压uo与输入差u+−u−成线性关系，斜率为开环差模增益Aod；位于曲线中央斜线段，必须引入深度负反馈才能稳定工作于该区。▶非线性区输出电压达到饱和值±Uom，不再随输入线性变化；位于曲线两侧水平段，对应开环或正反馈工作状态。图7-4集成运算放大器的传输特性新知精讲新知精讲·三线性区与工作关系电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图7-5线性区下由理想指标可推出输入电压与电流关系▶线性区的工作条件必须引入深度负反馈——反相输入端与输出端之间有通路，使运放脱离开环饱和。▶输出与输入关系线性区内：uo=Aod(u+−u−)由于Aod→∞、ri→∞，可进一步推出两个重要结论（见下页）。图7-5集成运算放大器的输入电压和电流新知精讲新知精讲·四虚短与虚断电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）线性区的两大法宝：虚短（u+≈u−）与虚断（i+≈i−≈0）▶虚短（VirtualShort）因Aod→∞，要使输出不无限大，必有u+≈u−，即两输入端近似等电位；注意：并非真正短接，只是电位相等，故称「虚短」。▶虚断（VirtualOpen）因ri→∞，两输入端几乎不取电流，故i+≈i−≈0；输入端近似开路，故称「虚断」，常用于列节点电流方程。●记忆要点：线性区「虚短+虚断」同时成立；二者是分析运放线性应用电路的万能钥匙。新知精讲新知精讲·五非线性区与饱和特性电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）开环或正反馈→饱和→非线性区▶进入非线性区的条件处于开环状态，或引入正反馈（同相输入端与输出端有通路），运放即工作在非线性区。▶输出特性（滞回比较器基础）当u+＞u−时，uo=+Uom；当u+≤u−时，uo=−Uom；输出只有±Uom两个电平，呈开关（比较）特性。▲辨析：「虚断」在非线性区仍然成立（ri→∞不变），但「虚短」不成立（u+与u−可相差很大）。新知精讲新知精讲·六线性区与非线性区对比电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）一表厘清线性区与非线性区：工作条件、输出、虚短虚断比较项线性区非线性区工作条件引入深度负反馈开环或正反馈输出uo=Aod(u+−u−)线性变化uo=±Uom饱和虚短成立（u+≈u−）不成立虚断成立（i+≈i−≈0）成立（i+≈i−≈0）●结论：工作在线性区必须引入深度负反馈；开环或正反馈则进入非线性区，输出饱和为±Uom。小结单元小结电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）1理想集成运算放大器满足四项指标：开环差模增益Aod→∞、输入电阻ri→∞、输出电阻ro→0、共模抑制比KCMR→∞；实际器件非常接近，故工程分析常将其理想化。2传输特性曲线以u+−u−为横轴，分线性区（中段斜线）与非线性区（两侧水平饱和段）。3线性区须引入深度负反馈，关系为uo=Aod(u+−u−)，并导出两大结论：虚短（u+≈u−）与虚断（i+≈i−≈0）。4非线性区由开环或正反馈产生，输出饱和uo=±Uom；此时虚断仍成立、虚短不成立，是电压比较器的工作基础。应用应用与辨析·理想运放在身边电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）▶电压跟随器利用虚短、虚断使输出完全跟踪输入（uo=ui），实现高输入阻抗、低输出阻抗的隔离缓冲，常用于信号调理前端。▶反相/同相比例放大在线性区接入深度负反馈电阻网络，由虚短虚断推出闭环增益，构成精密放大电路。▶电压比较器让运放工作于非线性区（开环），输出±Uom判别输入大小，是过压保护、波形整形的核心单元。⚠辨析与提醒虚短不是真短：两点电位相等却并未接通，不可直接用「短路」去列电压方程。非线性区「虚短」失效：此时u+与u−可相差很大，仅有虚断成立，切勿套用u+≈u−。线性区必须负反馈：忘记引入深度负反馈就直接令uo=Aod(u+−u−)会得出无穷大输出，违背实际。职教高考职教高考专项练习·集成运算放大器的理想特性电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）✎练习·一、填空1.理想集成运算放大器的开环差模电压放大倍数Aod______。2.集成运算放大器的传输特性可分为______区和______区。3.集成运算放大器同相输入端电压u+与反相输入端电压u−几乎相等，这种现象称为______；同相输入端电流i+与反相输入端电流i−近似等于零，这种现象称为______。4.集成运算放大器要想工作在线性区，必须引入______。✔练习·二、判断1.要使集成运算放大器工作在线性区，必须引入深度负反馈（反相输入端与输出端之间有通路）。（）2.当集成运算放大器处于开环状态，或引入正反馈（同相输入端与输出端有通路）时，其工作在非线性区。（）3.集成运算放大器工作在线性区时，输出电压uo与两个输入端之间的电压差（u+−u−）呈线性关系。（）4.“虚短”就是指两点并不真正短接，但具有相等的电位。（）§参考答案·填空1.→∞（趋于无穷大）。【解析】理想运放开环差模增益无穷大，是理想化第一指标。2.线性区；非线性区。【解析】传输特性曲线以u+−u−为横轴分两区。3.虚短；虚断。【解析】u+≈u−为虚短，i+≈i−≈0为虚断，二者是线性区分析的利器。4.深度负反馈。【解析】线性区必须引入深度负反馈（反相端与输出端有通路）。§参考答案·判断1.√。2.√。3.√。4.√。【解析】虚短即电位相等但并非真正接通。●请先独立作答；左两栏为题目，右两栏为参考答案与解析。中等职业学校·电子与信息大类《电工电子技术基础与技能》模块7集成运算放大电路｜单元3集成运算放大器的应用适用：理实一体课堂·职教高考复习03反相比例放大·同相比例放大·电压比较器·虚短虚断素养园地素养园地集成运算放大器与工程素养电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）·模块7集成运算放大电路02/12素养园地·从分立到集成，运算放大器的工程智慧集成运算放大器把差分输入级、中间放大级与输出级「集成」于方寸硅片之上，是模拟电路走向微型化、高可靠的里程碑。学习反相/同相比例放大器与电压比较器，既要夯实「虚短」「虚断」的理论根基，也要在识读电路、调试参数的实践中锤炼自主学习意识与抗挫能力。本单元素养目标：①培养自主学习意识；②培养意志力与抗挫能力。学习目标三维学习目标电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）知识目标1）掌握反相比例放大器输入、输出之间的关系2）掌握同相比例放大器输入、输出之间的关系3）掌握电压比较器输入、输出之间的关系技能目标1）能识读反相比例放大器电路图2）能识读同相比例放大器电路图3）能识读电压比较器电路图素养目标1）培养自主学习意识，主动探究电路规律2）培养意志力与抗挫能力，在调试中坚持求解新知精讲新知精讲·一应用概述与「虚短」「虚断」电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）一切应用电路，都建立在集成运算放大器的两大理想特性之上▶理想集成运算放大器开环差模电压增益趋于∞，使输入端只需极小压差即可驱动输出；差模输入电阻趋于∞、输出电阻趋于0，近乎「理想受控源」；引入负反馈后工作在线性区，由外部电阻决定放大倍数。▶虚短与虚断虚短：u₊≈u₋，同、反相输入端电位几乎相等（仅线性区成立）；虚断：i₊≈i₋≈0，输入端电流近似为零；「虚短」在非线性区不成立，「虚断」在非线性区仍成立。新知精讲新知精讲·二反相比例放大器电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图7-6输入从反相端加入，Rf构成深度电压并联负反馈▶电路特点输入信号uᵢ经R₁加到反相输入端，同相输入端经R₂接地；Rf为反馈电阻，构成电压并联负反馈；R₂为平衡电阻，取R₂=R₁//Rf。▶输入—输出关系电压放大倍数A=−Rf/R₁，即uₒ=−(Rf/R₁)·uᵢ；当Rf=R₁时A=−1，输出与输入等大反向，称「反相器」。图7-6反相比例放大器新知精讲新知精讲·三同相比例放大器电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图7-7输入从同相端加入，Rf构成电压串联负反馈▶电路特点输入信号uᵢ从同相输入端输入，Rf为反馈电阻；形成电压串联负反馈，输入电阻高、输出电阻低；由「虚短」「虚断」可直接推导输出关系。▶输入—输出关系uₒ=(1+Rf/R₁)·uᵢ，输出与输入同相且放大；当Rf=0、R₁=∞时，uₒ=uᵢ，称「电压跟随器」。图7-7同相比例放大器新知精讲新知精讲·四电压跟随器电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）同相比例放大器的特例：Rf=0、R₁=∞，电路退化为电压跟随器▶核心关系uₒ=uᵢ，电压增益为1，输出严格跟随输入；由「虚短」得u₊=u₋=uᵢ，且输出端直接引回反相端。▶工程价值输入电阻极高、输出电阻极低，是理想的阻抗变换环节；常用于隔离缓冲、驱动负载、电平平移，避免前后级相互牵制。新知精讲新知精讲·五电压比较器电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图7-8无反馈、开环，工作在非线性区，输出只有两种电平▶电路特点集成运放无反馈电路，处于开环状态，工作在非线性区；参考电压UREF接同相输入端，被比较电压uᵢ接反相输入端。▶两态输出当uᵢ大于UREF时，uₒ=−Uom；当uᵢ小于UREF时，uₒ=+Uom；输出仅有高低两态，实现电压大小的比较与整形。图7-8电压比较器（a电路/b传输特性）新知精讲新知精讲·六电压传输特性电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图7-8b电压传输特性：翻转点由UREF决定▶传输特性纵轴为输出uₒ，横轴为输入uᵢ与UREF的差值；在uᵢ=UREF处输出发生翻转，呈滞回或高增益跳变。▶过零比较器当UREF=0时，uᵢ过零即翻转，称为「过零比较器」；常用于波形变换、整形与阈值检测，是接口电路常见单元。图7-8b电压传输特性曲线小结单元小结电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）1集成运放两大理想特性：线性区「虚短」（u₊≈u₋）与处处成立的「虚断」（i₊≈i₋≈0），是推导应用电路关系式的基石。2反相比例放大器uₒ=−(Rf/R₁)·uᵢ，输入从反相端加入，Rf=R₁时退化为反相器。3同相比例放大器uₒ=(1+Rf/R₁)·uᵢ，Rf=0、R₁=∞时退化为电压跟随器uₒ=uᵢ。4电压比较器开环工作于非线性区，输出仅两态：uᵢ大于UREF时uₒ=−Uom，uᵢ小于UREF时uₒ=+Uom；UREF=0时为过零比较器。应用应用与辨析·运放在身边电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）▶反相/同相放大信号调理、传感器小信号放大、音频前置放大，都用比例放大器把微弱电压按固定倍数精确放大。▶电压跟随器示波器探头、ADC前端隔离缓冲，用uₒ=uᵢ实现高阻输入、低阻输出，避免负载拉低信号。▶电压比较器过零检测、阈值报警、波形整形（正弦转方波），把连续电压变成高低两态数字式判断。⚠辨析与提醒反相与同相不可混淆：输入端口不同，输出相位相反（反相）或相同（同相），公式差一个负号。电压跟随器不是「没用」：增益为1，但完成了阻抗变换，绝不能省略Rf=0、R₁=∞的成立条件。比较器工作在非线性区：此时「虚短」不成立，不能用u₊=u₋推导，只能用两态输出规则判断。职教高考职教高考专项练习·集成运算放大器的应用电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）✎练习·一、填空1.反相比例放大器的输入、输出电压关系式为uₒ=______·uᵢ。2.同相比例放大器的输入、输出电压关系式为uₒ=______·uᵢ。3.电压比较器没有反馈电路，处于开环状态，工作在______区。4.当UREF=0时，电压比较器又称为______。5.同相比例放大器中，当Rf=0、R₁=∞时，电路称为______，且uₒ=______。✔练习·二、判断1.反相比例放大器的输入信号从反相输入端输入。（）2.同相比例放大器的输入信号从同相输入端输入。（）3.电压比较器的输出电压值只有两种。（）4.集成运放线性区工作时，同、反相输入端满足「虚短」。（）5.电压跟随器的电压放大倍数为1，即uₒ=uᵢ。（）§参考答案·填空1.−Rf/R₁。【解析】反相比例放大器，A=−Rf/R₁。2.1+Rf/R₁。【解析】同相比例放大器，A=1+Rf/R₁。3.非线性。【解析】无反馈开环，工作在非线性区。4.过零比较器。【解析】UREF=0时输入过零翻转。5.电压跟随器；uᵢ。【解析】同相特例，增益为1。§参考答案·判断1.√。2.√。3.√。4.√。5.√。●请先独立作答；左两栏为题目，右两栏为参考答案与解析。中等职业学校·电子与信息大类《电工电子技术基础与技能》模块8逻辑代数及门电路基础｜单元1逻辑代数适用：理实一体课堂·职教高考复习01逻辑变量·逻辑函数·五大表示法·三大运算规则·基本定律与化简素养园地素养园地华为麒麟芯片的成长历程电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）·模块8逻辑代数及门电路基础02/12华为麒麟芯片·从「海思起步」到「国产SoC引领」的十年长征1991年华为集成电路设计中心成立（海思前身），2004年海思半导体正式成立；2009年推出首款自有芯片K3V1，2015年麒麟950首发A72+Mali-T880，性能大幅跃升。2023年Mate60Pro搭载麒麟9000S，采用中芯国际N+2（等效7nm）工艺，国产化率超90%，宣告我国在先进逻辑芯片设计与制造端实现关键突破。2024—2026年麒麟9010/9020/9030持续迭代，性能反超骁龙8Gen2，从「追赶」走向「引领」——这背后正是千百亿颗晶体管按「逻辑代数」规则精密开关的结果。学习目标三维学习目标电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）知识目标1）了解逻辑变量与逻辑函数的概念2）了解逻辑运算的基本法则3）掌握逻辑函数的五种常用表示方法技能目标1）能用真值表、表达式、逻辑图、波形图、卡诺图表示逻辑函数2）能应用基本定律（摩根、吸收、还原等）化简逻辑函数3）能读懂教材表8-2逻辑代数基本定律素养目标1）培养自主学习意识2）培养意志力与抗挫能力3）建立「布尔代数」与「工程化简」的工程思维新知精讲新知精讲·一逻辑变量与逻辑函数电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）数字电路的输入输出关系属于逻辑关系→数字电路又称「逻辑电路」▶逻辑变量用来表示逻辑电路输入、输出状态的变量；取值只有0和1，分别代表「假/真」「低电平/高电平」「断开/闭合」等对立的逻辑状态；注意：此处的0、1不表示数值大小，只代表两种逻辑状态。▶逻辑函数数字电路输入逻辑变量与输出逻辑变量之间的一一对应关系；逻辑函数是数字电路设计的基础；一个确定的逻辑函数对应唯一的真值表，但可有多种等价表达式与逻辑图。新知精讲新知精讲·二逻辑函数的常用表示方法电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图8-3卡诺图：真值表的方格化→直观化简逻辑函数▶真值表·表达式·逻辑图真值表：列出所有输入取值与对应输出，具唯一性，最直观；表达式：用与/或/非运算符组合逻辑变量，可用布尔代数或卡诺图化简；逻辑图：用标准逻辑符号表达，是实际电路设计的功能性图样。▶波形图·卡诺图波形图（时序图）：直观反映输入/输出随时间变化的规律；卡诺图：由真值表变换而来的方格图，每格对应一个最小项，按格雷码排列，便于化简。图8-3卡诺图（2变量示例）新知精讲新知精讲·三基本逻辑运算规则电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）三种基本运算+八个运算规则=逻辑代数的「加减乘除」▶与逻辑（AND·）规则：0·0=0,0·1=0,1·0=0,1·1=1；口诀：「全1出1，有0出0」；实现：串联开关——全部闭合灯才亮。▶或逻辑（OR+）规则：0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=1；口诀：「有1出1，全0出0」；实现：并联开关——任一闭合灯即亮。▶非逻辑（NOT—）规则：0反=1,1反=0；口诀：「取反」——输入与输出始终相反；实现：反相器，是唯一的一目运算符。新知精讲新知精讲·四逻辑代数的基本定律电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）表8-2九类基本定律——化简逻辑函数「公式法」的弹药库▶变量与常量律0-1律：A·1=A,A·0=0,A+0=A,A+1=1；互补律：

重叠律：还原律：▶运算律交换律：A·B=B·A,A+B=B+A；结合律：A(BC)=(AB)C,A+(B+C)=(A+B)+C；分配律：A(B+C)=AB+AC,A+BC=(A+B)(A+C)；反演律（摩根）：吸收律：新知精讲新知精讲·五逻辑函数的化简·例8-1电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）例8-1化简Y=ABC+A+B+C▶化简的意义用最少的逻辑门实现相同功能→降低成本、提高可靠性；公式化简法：基于逻辑代数基本定律，对表达式进行代数变换；卡诺图化简法：图形法，直观但变量数>4时迅速复杂化。

新知精讲新知精讲·六化简实战·例8-2电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）例8-2化简Y=ABC+AB·C反+AB

▶化简技巧小结「先提取公因子」：把相同变量集中，便于用互补律；「善用摩根定律」：把长的或项变成与项，便于合并；「分配律展开/提取」双向运用；「吸收律」直接消项：A+AB=A。小结单元小结电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）1逻辑变量只取0、1两值，对应假/真、低/高、断开/闭合等对立状态；逻辑函数是输入与输出逻辑变量的一一对应关系。2逻辑函数常用表示方法：真值表（唯一）、表达式、逻辑图、波形图、卡诺图——五种方法可互相转换。3三种基本运算：与（·）、或（+）、非（取反）；由它们可组合出全部复合逻辑（与非、或非、与或非、异或等）。4九类基本定律（表8-2）构成公式化简的代数基础：0-1律、互补律、重叠律、交换/结合/分配律、摩根定律、吸收律、还原律。5化简目标是用最少的逻辑门实现同等功能；公式法基于基本定律逐步合并，卡诺图法是图形化辅助。应用应用与辨析·逻辑代数在身边电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）▶数字芯片设计CPU、GPU、SoC中数十亿个晶体管按「逻辑表达式」互联——芯片本质是超大规模逻辑函数的物理实现。▶组合逻辑分析分析已有数字电路的逻辑功能时，先写出表达式，再用定律化简——这是维修与改造的「逆向工程」步骤。▶卡诺图化简变量数≤4时，卡诺图化简比公式法更直观快速，是数字电路课程设计的常用工具。⚠辨析与提醒真值表唯一，但表达式不唯一——同一函数可写成不同形式（标准与或式、最简与或式等），互相等价。摩根定律方向易错：(A·B)反=A反+B反，(A+B)反=A反·B反；逐变量取反、运算符互换（与↔或）。化简前务必确认变量关系：例8-1中A+B+C与ABC仅在「同时取反」下才互补，不能凭直觉写。职教高考职教高考专项练习·逻辑代数电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）

✔二、判断1.一个确定的逻辑函数只有一个逻辑真值表。（）2.一个确定的逻辑函数只有一个逻辑表达式。（）3.逻辑图属于功能性设计图样，是实际电路设计的重要依据。（）4.或逻辑运算：1+1=2。（）5.在逻辑代数中，若A+AB=A+AC，则B=C。（）

●请先独立作答；前三栏为题目，第四栏为参考答案与简要解析。中等职业学校·电子与信息大类《电工电子技术基础与技能》模块8逻辑代数及门电路基础｜单元2数制与码适用：理实一体课堂·职教高考复习02二进制·八进制·十六进制·数制转换·8421BCD素养园地素养园地数字世界的基础语言电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）数字世界的基础语言——数制与编码日常生活中我们习惯使用十进制，但数字电路与计算机系统只能识别二进制。从手机拍照、扫码支付到工业PLC控制，所有信息最终都要转换为二进制代码才能被处理。掌握二进制、八进制、十六进制以及BCD码之间的转换规律，是理解数字系统、进行职教高考解题的必备基础，也是连接“人的十进制思维”与“机器的二进制世界”的桥梁。学习目标三维学习目标电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）知识目标1）了解二进制、八进制、十六进制的表示方法2）掌握不同数制之间的转换规则3）理解8421BCD码的编码思想技能目标1）能区分不同数制并说明其使用场景2）能完成二进制、八进制、十六进制与十进制之间的转换3）能进行二进制与八进制、十六进制、BCD码的相互转换素养目标1）培养自主学习意识2）培养理论联系实际的能力3）养成严谨、规范的数字表达习惯新知精讲新知精讲·一二进制电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）二进制只有0、1两个数码，遵循“逢二进一”的进位规律▶二进制数码与位权数码：仅使用0和1两个符号。进位规则：逢二进一，借一当二。位权：第i位的权值为2ⁱ，小数位为2⁻ⁱ。应用：数字电路与计算机内部唯一可直接识别的数制。▶二进制→十进制按权展开求和：(B)₂=Σkᵢ×2ⁱ例如：(1011.11)₂=1×2³+0×2²+1×2¹+1×2⁰+1×2⁻¹+1×2⁻²=8+0+2+1+0.5+0.25=11.75新知精讲新知精讲·二八进制电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）八进制数码0～7，遵循“逢八进一”，与二进制可按3位一组互换▶八进制数码与规律数