常見的數(shù)電 模電器件

1、 常用器件運(yùn)用基礎(chǔ)常用器件運(yùn)用基礎(chǔ) 1 1、二極管和三極管的基本應(yīng)用、二極管和三極管的基本應(yīng)用 2 2、運(yùn)算放大器基礎(chǔ)、運(yùn)算放大器基礎(chǔ) 3 3、電壓比較器、電壓比較器 4 4、555555時(shí)基電路原理及應(yīng)用時(shí)基電路原理及應(yīng)用 5 5、數(shù)字電路基礎(chǔ)、數(shù)字電路基礎(chǔ) 三極管非門三極管非門（主要用于反相或驅(qū)動(dòng)，如驅(qū)動(dòng)（主要用于反相或驅(qū)動(dòng)，如驅(qū)動(dòng) 繼電器、發(fā)光二極管等）繼電器、發(fā)光二極管等） 一、一、二極管和三極管的基本應(yīng)用二極管和三極管的基本應(yīng)用 二極管開關(guān)電路二極管開關(guān)電路 二極管與門電路二極管與門電路 二極管或門電路二極管或門電路 例例1：用二極管構(gòu)成編碼電路，輸入為：用二極管構(gòu)成編碼電路，輸入為

2、19的十進(jìn)的十進(jìn) 制數(shù)字鍵，輸出為十進(jìn)制制數(shù)字鍵，輸出為十進(jìn)制BCD編碼。編碼。 按鍵按鍵DCBA 無無0000 S10001 S20010 S30011 S40100 S50101 S60110 S70111 S81000 S91001 編碼表達(dá)式編碼表達(dá)式: A=S1+S3+S5+S7 B=S2+S3+S6+S7 C=S4+S5+S6+S7 D=S8+S9 二極管構(gòu)成的編碼電路二極管構(gòu)成的編碼電路 例例2：要求用：要求用CD4017構(gòu)造一編碼電路，顯示順構(gòu)造一編碼電路，顯示順 序?yàn)樾驗(yàn)?-1-2-8-4-0-8-4-2-1) 脈沖脈沖計(jì)數(shù)輸出計(jì)數(shù)輸出顯示顯示DCBA 1Q000000 2Q

3、110001 3Q220010 4Q340100 5Q481000 6Q500000 7Q681000 8Q740100 9Q820010 10Q910001 A=Q1+Q9 B=Q2+Q8 C=Q3+Q7 D=Q4+Q6 計(jì)數(shù)輸出及編碼電路計(jì)數(shù)輸出及編碼電路 (此電路編碼接法顯示順序?yàn)榇穗娐肪幋a接法顯示順序?yàn)?-1-2-8-4-0-8-4-2-1) 例例3：要求用：要求用CD4017構(gòu)造一編碼電路，顯示順構(gòu)造一編碼電路，顯示順 序?yàn)樾驗(yàn)?-1-4-7-2-5-8-3-6-9) 脈沖脈沖計(jì)數(shù)輸出計(jì)數(shù)輸出顯示顯示DCBA 1Q000000 2Q110001 3Q240100 4Q370111 5

4、Q420010 6Q550101 7Q681000 8Q730011 9Q860110 10Q991001 二、運(yùn)算放大器基礎(chǔ)二、運(yùn)算放大器基礎(chǔ) 集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放 大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外 部接入不同的線性或非線性元器件組成部接入不同的線性或非線性元器件組成 負(fù)反饋電路時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)各種特定的函負(fù)反饋電路時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)各種特定的函 數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、 加法、減法、積分等模擬運(yùn)算電路加法、減法、積分等模擬運(yùn)算電路。 A + - ui+ ui- uo 理想運(yùn)

5、放線性區(qū)的兩個(gè)特性：理想運(yùn)放線性區(qū)的兩個(gè)特性： n理想運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端無電流。理想運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端無電流。 n理想運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端理想運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端“虛短虛短 路路”，即電壓差為，即電壓差為0。 1、反相比例運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路 i F O U R R U 1 為了減小輸入級(jí)偏置為了減小輸入級(jí)偏置 電流的運(yùn)算誤差，在電流的運(yùn)算誤差，在 同相輸入端應(yīng)接入平同相輸入端應(yīng)接入平 衡電阻衡電阻 F RRR 12 F RRR 12 2、同相比例運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路 F RRR 12 i F O U R R U)1 ( 1 1 R當(dāng)當(dāng) iO UU 為電壓跟隨器為電壓跟隨器

6、 電壓跟隨器電壓跟隨器 iO UU F RR 2 3 3、反相加法運(yùn)算電路、反相加法運(yùn)算電路 )( 2 1 1 1 i F i F O U R R U R R U 4、差動(dòng)放大電路（減法器）差動(dòng)放大電路（減法器） F RRR 12 當(dāng)當(dāng) 12 RR F RR 3 )( 12 1 ii F O UU R R U 5、積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路 F RRR 12 u RC u dt oi t 1 0 6、電壓比較器電壓比較器 F RRR 12 當(dāng)當(dāng)u ui iU UR R時(shí)，運(yùn)放輸出高電平，穩(wěn)壓管時(shí)，運(yùn)放輸出高電平，穩(wěn)壓管DzDz反向穩(wěn)反向穩(wěn) 壓工作。輸出端電位被其箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓壓工作。輸出

7、端電位被其箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓U UZ Z， 即即 u uO OU UZ Z 當(dāng)當(dāng)u ui iU UR R時(shí)，運(yùn)放輸出低電平，時(shí)，運(yùn)放輸出低電平，D DZ Z正向?qū)ǎ敵稣驅(qū)?，輸?電壓等于穩(wěn)壓管的正向壓降電壓等于穩(wěn)壓管的正向壓降U UD D， 即即 u uo oU UD D 三、電壓比較器三、電壓比較器 LM339 LM339LM339集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓 比較器。比較器。 LM339類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。每類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。每 個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸 入端一個(gè)稱為同相輸

8、入端，用入端一個(gè)稱為同相輸入端，用“+”表示，另一表示，另一 個(gè)稱為反相輸入端，用個(gè)稱為反相輸入端，用“-”表示。用作比較表示。用作比較 兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓 做參考電壓，另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。做參考電壓，另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。 當(dāng)當(dāng)“+”端電壓高于端電壓高于“-”端時(shí)，輸出管截止，端時(shí)，輸出管截止， 相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)“-”端電壓高于端電壓高于“+” 端時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。端時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。 兩個(gè)輸入端電壓差別大于兩個(gè)輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出

9、就能確保輸出 能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài). . 1、單限比較器電路單限比較器電路 輸入信號(hào)輸入信號(hào)Uin（即待比較電壓）加到同相輸入端，在反即待比較電壓）加到同相輸入端，在反 相輸入端接一個(gè)參考電壓（門限電平）相輸入端接一個(gè)參考電壓（門限電平）Ur。當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓 UinUr時(shí)，輸出為高電平時(shí)，輸出為高電平UOH。 例：過熱檢測保護(hù)電路例：過熱檢測保護(hù)電路 如果輸入信號(hào)如果輸入信號(hào)Uin在門限值附近有微小的干擾，則在門限值附近有微小的干擾，則 輸出電壓就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的抖動(dòng)（起伏）。在電路中輸出電壓就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的抖動(dòng)（起伏）。在電路中 引入正反饋可以

10、克服這一缺點(diǎn)。引入正反饋可以克服這一缺點(diǎn)。 2 2、遲滯比較器、遲滯比較器 遲滯比較器又可理解為加正反饋的單限比較器，當(dāng)輸出遲滯比較器又可理解為加正反饋的單限比較器，當(dāng)輸出 狀態(tài)一旦轉(zhuǎn)換后，只要在跳變電壓值附近的干擾不超過狀態(tài)一旦轉(zhuǎn)換后，只要在跳變電壓值附近的干擾不超過 UU之值，輸出電壓的值就將是穩(wěn)定的。之值，輸出電壓的值就將是穩(wěn)定的。 例：某電磁爐電路中電網(wǎng)過電壓檢測電路例：某電磁爐電路中電網(wǎng)過電壓檢測電路 電網(wǎng)電壓正常時(shí)，輸出開路，過電壓保護(hù)電路不工作，電網(wǎng)電壓正常時(shí)，輸出開路，過電壓保護(hù)電路不工作， BG1是導(dǎo)通的。當(dāng)電網(wǎng)電壓大于是導(dǎo)通的。當(dāng)電網(wǎng)電壓大于242V時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，時(shí)，比較

11、器翻轉(zhuǎn)， 輸出為輸出為0V，BG1截止，這就使翻轉(zhuǎn)后的狀態(tài)極為穩(wěn)定，截止，這就使翻轉(zhuǎn)后的狀態(tài)極為穩(wěn)定， 避免了過壓點(diǎn)附近由于電網(wǎng)電壓很小的波動(dòng)而引起的不穩(wěn)避免了過壓點(diǎn)附近由于電網(wǎng)電壓很小的波動(dòng)而引起的不穩(wěn) 定的現(xiàn)象。由于制造了一定的回差（遲滯），在過電壓保定的現(xiàn)象。由于制造了一定的回差（遲滯），在過電壓保 護(hù)后，電網(wǎng)電壓要降到護(hù)后，電網(wǎng)電壓要降到237V時(shí)，電磁爐才又開始工作。時(shí)，電磁爐才又開始工作。 3 3、雙限比較器（窗口比較器）、雙限比較器（窗口比較器） 當(dāng)被比較的信號(hào)電壓當(dāng)被比較的信號(hào)電壓UinUin位于門限電壓之間時(shí)位于門限電壓之間時(shí) （UR1UR1UinUinUR2UR2UR2或或

12、UinUinUR1UR1）輸出為輸出為 低電位（低電位（UO=UOLUO=UOL），），窗口電壓窗口電壓U=UR2-UR1U=UR2-UR1。它可用來它可用來 判斷輸入信號(hào)電位是否位于指定門限電位之間。判斷輸入信號(hào)電位是否位于指定門限電位之間。 四、四、555555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 555時(shí)基電路是一種將模擬功能時(shí)基電路是一種將模擬功能 與邏輯功能巧妙結(jié)合在同一硅片上的與邏輯功能巧妙結(jié)合在同一硅片上的 組合集成電路。它設(shè)計(jì)新穎，構(gòu)思奇組合集成電路。它設(shè)計(jì)新穎，構(gòu)思奇 巧，用途廣泛，備受電子專業(yè)設(shè)計(jì)人巧，用途廣泛，備受電子專業(yè)設(shè)計(jì)人 員和電子愛好者的青睞，人們將其戲員和電子愛好者的青

13、睞，人們將其戲 稱為偉大的小稱為偉大的小IC，其用途之廣幾乎遍其用途之廣幾乎遍 及電子應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，及電子應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域， 1腳腳GND,接地腳；接地腳；2腳腳TR,低電平觸發(fā)端低電平觸發(fā)端 3腳腳Vo,電路的輸出端；電路的輸出端；4腳腳MR,復(fù)位端，低有效復(fù)位端，低有效 5腳腳VC,電壓控制端；電壓控制端；6腳腳TH,閾值輸入端閾值輸入端 7腳腳DIS，放電端；放電端；8腳腳VCC,電源電壓端，其電壓范電源電壓端，其電壓范 圍為：圍為：318V 1.1.當(dāng)觸發(fā)輸入端當(dāng)觸發(fā)輸入端TLTL輸入電壓低于輸入電壓低于1/31/3V VCC CC而閾 而閾 值輸入端電壓小于值輸入端電壓小于2/32/

14、3V VCC CC時(shí) 時(shí), ,其下面比較器其下面比較器 輸出為高電平，觸發(fā)器輸出輸出為高電平，觸發(fā)器輸出高電平高電平； 2.2.當(dāng)觸發(fā)輸入端當(dāng)觸發(fā)輸入端TLTL輸入電壓高于輸入電壓高于1/31/3V VCC CC，而 而 閾值輸入端電壓小于閾值輸入端電壓小于2/32/3V VCC CC時(shí) 時(shí), ,其兩個(gè)比較其兩個(gè)比較 器輸出皆為低電平，觸發(fā)器輸出器輸出皆為低電平，觸發(fā)器輸出保持不變保持不變； 3.3.當(dāng)觸發(fā)輸入端當(dāng)觸發(fā)輸入端TLTL輸入電壓高于輸入電壓高于1/31/3V VCC CC而閾 而閾 值輸入端電壓大于值輸入端電壓大于2/32/3V VCC CC時(shí) 時(shí), ,其上面比較器其上面比較器 輸

15、出為高電平，觸發(fā)器輸出輸出為高電平，觸發(fā)器輸出低電平低電平。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 輸入輸入輸出輸出 THTR/RDQ 放電管狀態(tài)放電管狀態(tài) 00 導(dǎo)通導(dǎo)通 2/3VCC 1/3VCC 10 導(dǎo)通導(dǎo)通 2/3VCC 1/3VCC 1 保持不變保持不變保持不變保持不變 2/3VCC 1/3VCC 10 導(dǎo)通導(dǎo)通 2/3VCC 1/3VCC 11 截止截止 要點(diǎn)：要點(diǎn)： 1、TR 1/3VCC，Vo輸出為高，放電管截止輸出為高，放電管截止 2、 TH 2/3VCC ，Vo輸出為低，放電管導(dǎo)通輸出為低，放電管導(dǎo)通 NE555的應(yīng)用的應(yīng)用 1、單穩(wěn)工作方式單穩(wěn)工作方式 人工啟動(dòng)單穩(wěn)人工啟動(dòng)單穩(wěn) 人工啟動(dòng)單穩(wěn)人

16、工啟動(dòng)單穩(wěn) 脈沖啟動(dòng)型單穩(wěn)脈沖啟動(dòng)型單穩(wěn) 2 2、雙穩(wěn)工作方式、雙穩(wěn)工作方式 觸發(fā)電路觸發(fā)電路 施密特觸發(fā)電路施密特觸發(fā)電路 3 3、無穩(wěn)工作方式（多諧振蕩電路、無穩(wěn)工作方式（多諧振蕩電路 ） 直接反饋型直接反饋型 間接反饋型間接反饋型 4 4、555555各種應(yīng)用電路各種應(yīng)用電路 觸摸定時(shí)開關(guān)觸摸定時(shí)開關(guān) 相片曝光定時(shí)器相片曝光定時(shí)器 單電源變雙電源電路單電源變雙電源電路 時(shí)基電路時(shí)基電路555接成無穩(wěn)態(tài)電路，接成無穩(wěn)態(tài)電路，3腳輸出頻率為腳輸出頻率為 20KHz、占空比為占空比為1：1的方波。的方波。3腳為高電平時(shí)，腳為高電平時(shí)， C4被充電；低電平時(shí)，被充電；低電平時(shí)，C3被充電。由于被

17、充電。由于VD1、VD2 的存在，的存在，C3、C4在電路中只充電不放電，充電最大在電路中只充電不放電，充電最大 值為值為EC，將將B端接地，在端接地，在A、C兩端就得到兩端就得到+/-EC的的 雙電源。本電路輸出電流超過雙電源。本電路輸出電流超過50mA。 簡易催眠器簡易催眠器 時(shí)基電路時(shí)基電路555構(gòu)成一個(gè)極低頻振蕩器，輸出一構(gòu)成一個(gè)極低頻振蕩器，輸出一 個(gè)個(gè)短的脈沖，使揚(yáng)聲器發(fā)出類似雨滴的聲音。個(gè)個(gè)短的脈沖，使揚(yáng)聲器發(fā)出類似雨滴的聲音。 揚(yáng)聲器采用揚(yáng)聲器采用2英寸、英寸、8歐姆小型動(dòng)圈式。雨滴聲歐姆小型動(dòng)圈式。雨滴聲 的速度可以通過的速度可以通過100K電位器來調(diào)節(jié)到合適的程電位器來調(diào)節(jié)

18、到合適的程 度。度。 風(fēng)扇周波調(diào)速電路風(fēng)扇周波調(diào)速電路 NE555接成占空比可調(diào)的方波發(fā)生器，調(diào)節(jié)接成占空比可調(diào)的方波發(fā)生器，調(diào)節(jié)RW 可改變占空比。在可改變占空比。在NE555的的3腳輸出高電平期間，過腳輸出高電平期間，過 零通斷型光電耦合器零通斷型光電耦合器MOC3061初級(jí)得到約初級(jí)得到約10mA正正 向工作電流，使內(nèi)部硅化鎵紅外線發(fā)射二極管發(fā)射紅向工作電流，使內(nèi)部硅化鎵紅外線發(fā)射二極管發(fā)射紅 外光，將過零檢測器中光敏雙向開關(guān)于市電過零時(shí)導(dǎo)外光，將過零檢測器中光敏雙向開關(guān)于市電過零時(shí)導(dǎo) 通，接通電風(fēng)扇電機(jī)電源，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)送風(fēng)。在通，接通電風(fēng)扇電機(jī)電源，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)送風(fēng)。在NE555 的的3腳輸

19、出低電平期間，雙向開關(guān)關(guān)斷，風(fēng)扇停轉(zhuǎn)。腳輸出低電平期間，雙向開關(guān)關(guān)斷，風(fēng)扇停轉(zhuǎn)。 五、數(shù)字電路基礎(chǔ)五、數(shù)字電路基礎(chǔ) 數(shù)字集成電路的特點(diǎn)：數(shù)字集成電路的特點(diǎn)： n使用的信號(hào)只有使用的信號(hào)只有“0”和和“1”兩種狀態(tài)。兩種狀態(tài)。 n內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路簡單，最基本的是內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路簡單，最基本的是 “與與”“”“或或”“”“非非”邏輯門。邏輯門。 n常用的有常用的有TTL（74LS系列）與系列）與CMOS（C000 系列或系列或CD4000系列）形式，前者對電源要求系列）形式，前者對電源要求 嚴(yán)格，高于嚴(yán)格，高于5.5V會(huì)損壞器件，低于會(huì)損壞器件，低于4.5V會(huì)功能會(huì)功能 失常。失常。CMOS則可在則可在5

20、15V之間正常工作，之間正常工作， 但電源、地不能接反，否則損壞器件。但電源、地不能接反，否則損壞器件。 CMOS IC應(yīng)用須知應(yīng)用須知 nCMOS IC工作電源工作電源+UDD為為+5-+15V，Uss(地地)接電源負(fù)接電源負(fù) 極，二者不能接反。極，二者不能接反。 n輸入信號(hào)電壓輸入信號(hào)電壓Ui應(yīng)為應(yīng)為Uss UiUDD,，超出會(huì)損壞器件。超出會(huì)損壞器件。 n多余的輸入端一律不許懸空，應(yīng)按它的邏輯要求接多余的輸入端一律不許懸空，應(yīng)按它的邏輯要求接UDD 或或Uss(地地)，工作速度不高時(shí)，允許輸入端并聯(lián)使用。，工作速度不高時(shí)，允許輸入端并聯(lián)使用。 n調(diào)試使用中要嚴(yán)格遵守以下步驟。開機(jī)時(shí)，先接

21、通電源，調(diào)試使用中要嚴(yán)格遵守以下步驟。開機(jī)時(shí)，先接通電源， 再加輸入信號(hào)。關(guān)機(jī)時(shí)，先撤去信號(hào)，再關(guān)電源。再加輸入信號(hào)。關(guān)機(jī)時(shí)，先撤去信號(hào)，再關(guān)電源。 nCMOSIC輸入阻抗極高，易受外界干擾，沖擊和靜態(tài)擊輸入阻抗極高，易受外界干擾，沖擊和靜態(tài)擊 穿。應(yīng)存放在等電位的金屬盒，切忌與易產(chǎn)生靜電的物穿。應(yīng)存放在等電位的金屬盒，切忌與易產(chǎn)生靜電的物 質(zhì)如尼龍、塑料等接觸。焊接時(shí)應(yīng)切質(zhì)如尼龍、塑料等接觸。焊接時(shí)應(yīng)切斷電源電壓，電斷電源電壓，電 烙鐵外殼必須良好接地，必要時(shí)可拔下烙鐵電插頭，利烙鐵外殼必須良好接地，必要時(shí)可拔下烙鐵電插頭，利 用余熱進(jìn)行焊接。用余熱進(jìn)行焊接。 n輸入端的電流不能超過輸入端的

22、電流不能超過1mA(極限值為極限值為10mA)，否則應(yīng)否則應(yīng) 接入適當(dāng)大小的限流電阻。接入適當(dāng)大小的限流電阻。 TTL IC應(yīng)用須知應(yīng)用須知 n在高速電路中，電源至在高速電路中，電源至IC之間存在引線電感及引線間之間存在引線電感及引線間 的分布電容，引起自激。為此，可采用退耦措施，在的分布電容，引起自激。為此，可采用退耦措施，在 靠近靠近IC的電源引出端和地線引端之間接人的電源引出端和地線引端之間接人001微法的微法的 旁路電容器，在頻率不太高的情況下，通常只在印刷旁路電容器，在頻率不太高的情況下，通常只在印刷 電路板插頭處，每個(gè)通道人口的電源端和地端之間，電路板插頭處，每個(gè)通道人口的電源端和地端之間， 并聯(lián)一個(gè)并聯(lián)一個(gè)10100微法和微法和00101微法電容器，前微法電容器，前 者作低頻濾波，后者作高頻濾波。者作低頻濾波，后者作高頻濾波。 n多余輸人端，如果是多余輸人端，如果是“與與”門門、“與非與非”門多余輸入端