注冊(cè)電氣公共基礎(chǔ)-電工電子技術(shù)4

電工電子技術(shù)

第二講2006年7月8日1

模擬電子技術(shù):

?二極管、穩(wěn)壓管原理及典型應(yīng)用電路；

?三極管結(jié)構(gòu)、原理及單管電壓放大電路；?集成運(yùn)算放大器原理及應(yīng)用。數(shù)字電子技術(shù):?數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識(shí)；?基本的邏輯門電路與組合邏輯電路；?觸發(fā)器與時(shí)序邏輯電路。22半導(dǎo)體二極管3穩(wěn)壓二極管1半導(dǎo)體的單向?qū)щ娞匦约癙N結(jié)第七節(jié)二極管、穩(wěn)壓管要求： 1.理解PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕?2.了解二極管、穩(wěn)壓管的基本結(jié)構(gòu)、工作原理 和特性曲線，理解主要參數(shù)的意義； 3.會(huì)分析含有二極管的電路。3PN結(jié)正向偏置：P區(qū)加正電壓、N區(qū)加負(fù)電壓－－－－++++內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄PN+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流。一、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?PN結(jié)反向偏置P區(qū)加負(fù)電壓、N區(qū)加正電壓－－－－++++內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)變厚NP+_內(nèi)電場(chǎng)被被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流。5①、結(jié)構(gòu)：在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型。例如：點(diǎn)接觸型二極管二半導(dǎo)體二極管二極管符號(hào)6開啟電壓Uon硅管0.5V,鍺管0.1V。工作電壓UD:硅管0.6~1V,鍺管0.2~0.5V。反向擊穿電壓U(BR)、伏安特性和主要參數(shù)⑷.最大反向工作電壓UR⑸.反向飽和電流ISuDiDISIF⑵.最大整流電流IF⑶.反向擊穿電壓UBR⑴.開啟電壓UonuD7二極管電路分析舉例正向管壓降硅0.6~0.7V鍺0.2~0.3V分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UD的正負(fù)。若V陽>V陰或UD為正(正向偏置)，二極管導(dǎo)通若V陽<V陰或UD為負(fù)(反向偏置)，二極管截止若二極管是理想的，導(dǎo)通時(shí)正向管壓降為零，截止時(shí)二極管相當(dāng)于斷開,電流為零。82005、107.半導(dǎo)體二極管的正向伏安(V-A)特性是一條：(A)過坐標(biāo)軸零點(diǎn)的直線(B).過坐標(biāo)軸零點(diǎn)I隨U按指數(shù)規(guī)律變化的曲錢(C).正向電壓超過某一數(shù)值后才有電流的直線(D).正向電壓超過某一數(shù)值后I隨U按指數(shù)規(guī)律變 化的曲錢9電路如圖，求：UABV陽=－6VV陰=－12VV陽>V陰二極管導(dǎo)通若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB=－6V例1：

取B點(diǎn)作參考點(diǎn)，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。在這里，二極管起鉗位作用。D6V12V3kBAUAB+–101112ui>8V，二極管導(dǎo)通，，可看作短路路uo=8Vui<8V，二極管截止，，可看作開路路uo=ui已知：二極管是理想的，試畫出uo

波形。8V例2：ui18V參考點(diǎn)二極管陰極電電位為8VD8VRuoui++––13UIUZIZIZmaxUZIZ穩(wěn)壓誤差曲線越陡，電電壓越穩(wěn)定。。+-主要參數(shù)1、穩(wěn)定電壓UZ2、穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)穩(wěn)定電流Izmax、Izmian。3、最大允許功功耗三、穩(wěn)壓二極極管：14電源變壓器:調(diào)整電壓大小小，將交流電電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交交流電壓u2。整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo整流電路路濾波電路路穩(wěn)壓電路路整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直直流電壓u3。濾波電路:將脈動(dòng)直流電電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹敝绷麟婋妷簎4。穩(wěn)壓電路:減弱電網(wǎng)波動(dòng)動(dòng)及負(fù)載變化化對(duì)電壓的影影響響,保持輸出電壓壓u0的穩(wěn)定。第八節(jié)直直流電源15RLuiuouiuott㈠、半波整流電路路輸出電壓平均均值（U0）:二極管承受的的最高電壓:二極管的平均均電流：一、整流電路路16u2>0時(shí)u2<0時(shí)輸出是脈動(dòng)的的直流電壓！！u2uou2D4D2D1D3RLuoABuo=u2uo=-u2㈡、單相橋式整流電路路17負(fù)載電壓U0的平均值為:負(fù)載上的(平均)電流:uo整流電路中整整流管的選擇擇：u2D4D2D1D3RLuoAB18二、濾波電路濾波原理：濾波電路利用用儲(chǔ)能元件電電容兩端的電電 壓(或通過電感中中的電流)不能突變的特特性,濾掉電路輸出出電壓中的交交流成份，保保留其 直流流成份，達(dá)到到平滑輸出電電壓波形的目目的。濾波方法：將電容與負(fù)載載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)負(fù)載RL串聯(lián))。191.電路結(jié)構(gòu)2.工作原理u>uC時(shí)，二極管導(dǎo)通通，電源在給負(fù)載載RL供電的同時(shí)也也給電容充電電，uC增加，uo=uC。u<uC時(shí)，二極管截止止，電容通過過負(fù)載RL放電，uC按指數(shù)規(guī)律下下降，uo=uC。+Cici–++–aDuoubRLio=uC3.工作波形二極管承受的的最高反向電電壓為。。uoutOtO2037、整流濾波電路路如圖所示，，已知，，，，穩(wěn)壓管的的穩(wěn)定電流與8-37.整流濾波電路路如圖所示已已知，，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定定電流通通過負(fù)載載和穩(wěn)壓管的的電流和通過過二極管的平平均電流是【】(a)5mA,2.5mA(b)8mA,8mA(c)6mA,2.5mA(d)6mA,4.5mA21第九節(jié)三三極管㈠、三極管結(jié)構(gòu)NPN型IBICCEBIEPNP型IBICCEBIE22㈡、三極管的的特性曲線iC=F(uCE)IB=常數(shù)iB=F(uBE)UCE=常數(shù)iCiBuCEuBEVBBRw1RbRw2VCCmAVV輸入特性輸出特性23iB=F(uBE)UCE=常數(shù)iB(A)uBE(V)204060800.40.8UCE1V1、輸入特性iC=F(uCE)IB=常數(shù)iC(mA)1234uCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域滿足IC=IB稱為線性區(qū)（放大大區(qū)）。當(dāng)UCE大于一定的數(shù)數(shù)值時(shí)，IC只與IB有關(guān)，IC=IB。2、輸出特性CEB243、三極管工作作區(qū)及判定：：iC(mA)uCE(V)IB=0截止區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)：放大區(qū)：飽和區(qū)：IBICCEBJe反偏Je正偏Je正偏2538、圖示電路中的的晶體管，當(dāng)當(dāng)輸入信號(hào)為為3v時(shí)，工作狀態(tài)是【 】（a）飽和（（b）截止 （c）放大 （d）不確定26例3：（a）（（b）（（c）27性能指標(biāo)：放大器RSuSRLuiuo一、放大電路路的組成。電壓放大倍數(shù)數(shù)高第十節(jié)基基本放大電路路輸入電阻大大輸出電阻小28放大電路的分分析方法①靜態(tài)分析②動(dòng)態(tài)分析估算法—利用靜態(tài)等效效電路圖解法—利用晶體管特特性曲線微變等效電路路法圖解法RBVBBRCuiuoTVCCRSuS+-iBiCiERL輸入回路輸出回路IBQ,UBEQ,ICQ,UCEQAu,Ri,Ro29二、放大電路的的靜態(tài)分析Rb+VCCRCC1C2TRS+_+_+_+_RL+_Rb+VCCRCT圖8-79直流通道圖8-78基本的電壓放大電路

分析原則：信號(hào)源的作用為零。電容元件在直流電源的作用下相當(dāng)于斷路。30圖8-79直流通道Rb+VCCRCTICQIBQ31晶體管微變等效模型ebcicibubeuce三、放大電路的的動(dòng)態(tài)分析㈠、微變等效電路路icbecibibubeucerbe32微變等效電路路短路短路+VCCRbRCC1C2TRS+_+_+_+_RL+_RSrberceRbRCRL+_+_在中頻信號(hào)源源的作用下，，電容元件相相當(dāng)于短路。。33㈡、電壓放大大倍數(shù)的的計(jì)算：：負(fù)載電電阻越越小，，放大大倍數(shù)數(shù)越小小。rberceRbRCRLRS+_+_34㈢、輸輸入電電阻和和輸出出電阻阻的計(jì)計(jì)算：：rbeRbRCRLRS+_+_35四、穩(wěn)穩(wěn)定工工作點(diǎn)點(diǎn)和靜靜態(tài)工工作點(diǎn)點(diǎn)穩(wěn)定定的放放大電電路Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-分析:①.靜態(tài)：：方法同同前述述的靜靜態(tài)偏偏置電電路。。③。注意：：Ce的影響響。②.動(dòng)態(tài)：：利用微微變等等效電電路。36可以認(rèn)認(rèn)為ICQ基本與與溫度度無關(guān)關(guān)。Ib1Ib2IBQRb1+VCCRCRb2Re設(shè)計(jì)參參數(shù)保保證靜態(tài)工工作點(diǎn)點(diǎn)穩(wěn)定定的原原理：：37rbeRCRLRe性能指指標(biāo)計(jì)計(jì)算：：※※※Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-38對(duì)于動(dòng)態(tài)信號(hào)來說，Ce將Re短路，Re對(duì)信號(hào)不起作用，電壓放大倍數(shù)如何變化？如果再再增加加上Ce，放大倍倍數(shù)怎怎樣？？Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-39Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-rbeRCRL40rbeRCRLRe對(duì)比含含有Ce的性能能分析析：※※※不變41422005、108.圖示電電路,R1=50kΩΩ.R2=10kΩΩRE=1kΩ,晶體管管的β=60。,靜態(tài)UBE=0.7V，所示示電路路靜態(tài)態(tài)基極極電流流IB等于多多少?(A)0.0152mA(B).0.0213mA(C).0.0286mA(D).0.0328mA43放大倍倍數(shù)與與負(fù)載載無關(guān)關(guān)，當(dāng)當(dāng)有幾幾級(jí)運(yùn)運(yùn)放時(shí)時(shí)可以以分級(jí)級(jí)分析析。虛短路路虛開路uiuo+-A0第十一一節(jié)集集成運(yùn)運(yùn)算放放大器器44(一)、反反相比比例電電路0=uu=-+i1i2i1=i2RfR1Rbuiuo_+A虛短路路虛開路路虛地一、比比例電電路45uo電路的的輸入入電阻阻：Ri=ui/ii=R1輸出電電阻很很?。?！平衡電阻，使輸入端對(duì)地的靜態(tài)電阻相等,以消除偏置電流的影響。R2=R1//RfRfR1Rbuiii_+ARo=046(二)、同同相比比例電電路RfR1Rbuiuou-=u+=ui_+A47RfR1Rbuiuo_+A當(dāng)Rf=0時(shí):R1Rbuiuo_+Auiuo_+A*電壓壓跟隨隨電路路在電路路中作作用與與分離離元件件的射射極輸輸出器器相同同，但但是電電壓跟跟隨性性能好好。48（一）、反反相加法電電路uoRfR2ui2i12R1ui1Rbi11iF_+A二、加減運(yùn)運(yùn)算電路49u+=ui1則電壓放大大倍數(shù)為：：u+~ui1、ui2？R22ui2所以：注意:同相求和電電路的兩個(gè)個(gè)輸入信號(hào)號(hào)的放大倍倍數(shù)互相影影響，不能能單獨(dú)調(diào)整整。R1RFu

i1+_uoR21_+A（二）、同同相加法電電路505152（2005、109）圖示電路,該電路輸出出電壓U。與輸入電電壓UI1、UI2的關(guān)系式為為:(A).(B).(C).(D).53一、門電路路㈠門電路的基基本概念“與”、“或”、“非”是三種基本本的邏輯關(guān)關(guān)系，任何何其它的邏邏輯關(guān)系都都可以以它它們?yōu)榛A(chǔ)礎(chǔ)表示。與非：條件A、B、C都具備，則F不發(fā)生。&ABCF第十二節(jié)門門電路和觸觸發(fā)器54或非：條件A、B、C任一具備，則F不發(fā)生。1ABCF異或：條件A、B有一個(gè)具備，，另一個(gè)不不具備則F發(fā)生。=1ABF55㈡、基本門電路路二極管與門門:FD1D2AB+12V&ABCF56二極管或門門FD1D2AB-12V1ABCF57R1DR2AF+12V+3V三極管非門門嵌位二極管管ABCF58真值表相同為“0”不同為“1”異或門=159例：分析下下圖的邏輯輯功能。&2&3&4AMB1F=101被封鎖1160&2&3&4AMB1F=010被封鎖1選通電路612005、110.圖示電路,二極管視為為理想元件件，即正向向電壓降為為零，反向向電阻為