注冊(cè)電氣公基礎(chǔ)電工電子技術(shù)二

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)電場外電場變薄PN+_內(nèi)電場被削弱，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)電場外電場變厚NP+_內(nèi)電場被被加強(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uo=8V

ui<8V，二極管截止，可看作開路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)二極管陰極電位為8VD8VRuoui++––13UIUZIZIZmaxUZIZ穩(wěn)壓誤差曲線越陡，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)定電流Izmax、Izmian。3、最大允許功耗三、穩(wěn)壓二極管：14電源變壓器:調(diào)整電壓大小，將交流電網(wǎng)電壓u1 變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路:將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷? 電壓u4。穩(wěn)壓電路:減弱電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化對(duì)電壓的影 響,保持輸出電壓u0的穩(wěn)定。第八節(jié)直流電源15RLuiuouiuott㈠、半波整流電路輸出電壓平均值（U0）:二極管承受的最高電壓:二極管的平均電流：一、整流電路16u2>0時(shí)u2<0時(shí)輸出是脈動(dòng)的直流電壓！u2uou2D4D2D1D3RLuoABuo=u2uo=-u2㈡、單相橋式整流電路17負(fù)載電壓U0的平均值為:負(fù)載上的(平均)電流:uo整流電路中整流管的選擇：u2D4D2D1D3RLuoAB18二、濾波電路濾波原理：濾波電路利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電 壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性, 濾掉電路輸出電壓中的交流成份，保留其 直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。濾波方法：將電容與負(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)載 RL串聯(lián))。19

1.電路結(jié)構(gòu)2.工作原理

u>uC時(shí)，二極管導(dǎo)通，電源在給負(fù)載RL供電的同時(shí)也給電容充電，uC

增加，uo=uC

。

u<uC時(shí)，二極管截止，電容通過負(fù)載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，uo=uC

。+Cici–++–aDuoubRLio=uC

3.工作波形二極管承受的最高反向電壓為。uoutOtO2037、整流濾波留電路如圖渠所示，診已知，，，，穩(wěn)壓乓管的穩(wěn)定弱電流與8-3劃7.肆整流濾歇波電路計(jì)如圖所灰示已知晴，穩(wěn)壓管字的穩(wěn)定素電流饞通過負(fù)哭載和穩(wěn)橡壓管的離電流和梁通過二筍極管的煤平均電閉流是【】(a)增5m沃A,月2.5榮mA羊(b竹)8闖mA,辱8m忽A(c)錄6m浸A,形2.5范mA貨(拖d)妄6mA格,4浪.5m莫A21第九節(jié)績?nèi)龢O管㈠、三極管結(jié)熱構(gòu)NPN型IBICCEBIEPNP型IBICCEBIE22㈡、三模極管的慚特性曲所線iC=F(破uCE)IB=常數(shù)iB=F(宿uBE)UCE=常數(shù)iCiBuCEuBEVBBRw1RbRw2VCCmAVV輸入特深性輸出特性23iB=F哈(uBE)UCE=常數(shù)iB(A)uBE(V)204060800.40.8UCE1V1、輸眾入特性iC=F怖(uCE)IB=常數(shù)iC(mA分)1234uCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域滿挑足IC=IB稱為線性區(qū)夫（放大骨區(qū)）。當(dāng)UCE大于一定樓的數(shù)值時(shí)拳，IC只與IB有關(guān)，伴IC=IB。2、輸俯出特性CEB243、三獅極管工載作區(qū)及軍判定：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、圖示電亮路中的櫻晶體管殃，當(dāng)輸仗入信號(hào)哄為3v伐時(shí)，工作狀態(tài)樂是【努】（a）稈飽和毀（b辰）截止奔（c咬）放大泥（d泉）不確骨定26例3：（a）拐（臂b）易（c銜）27性能指標(biāo)杰：放大器RSuSRLuiuo一、放大值電路的組房誠成。電壓放大搶倍數(shù)高第十節(jié)臨基傅本放大建電路輸入電際阻大輸出電率阻小28放大電般路的分析方法①靜態(tài)分章析②動(dòng)態(tài)款分析估算法—利用靜融態(tài)等效電額路圖解法—利用無晶體管下特性曲麥線微變等效個(gè)電路法圖解法RBVBBRCuiuoTVCCRSuS+-iBiCiERL輸入回路輸出回路IBQ,UBEQ,ICQ,UCEQAu,聯(lián)Ri,Ro29二、放大電虛路的靜態(tài)疼分析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、放大電激路的動(dòng)態(tài)侵分析㈠、微妥變等效揀電路icbecibibubeucerbe32微變等效袋電路短路短路+VCCRbRCC1C2TRS+_+_+_+_RL+_RSrberceRbRCRL+_+_在中頻篇信號(hào)源撿的作用意下，電昌容元件酒相當(dāng)于對(duì)短路。33㈡、電布?jí)悍糯蠛姹稊?shù)秋的計(jì)算著：負(fù)載電板阻越小象，放大拍倍數(shù)越怪小。rberceRbRCRLRS+_+_34㈢、輸入足電阻和輸技出電阻的漏計(jì)算：rbeRbRCRLRS+_+_35四、穩(wěn)睜定工作毅點(diǎn)和靜弦態(tài)工作就點(diǎn)穩(wěn)定密的放大曠電路Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-分析:①.靜態(tài)：方法同創(chuàng)前述的累靜態(tài)偏霜置電路每。③。注意：Ce的影鬧響。②.動(dòng)態(tài)：利用微盜變等效存電路。36可以認(rèn)依為ICQ基本與桌溫度無抹關(guān)。Ib1Ib2IBQRb1+VCCRCRb2Re設(shè)計(jì)參數(shù)卻保證靜態(tài)工衫作點(diǎn)穩(wěn)宜定的原定理：37rbeRCRLRe性能指標(biāo)確計(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？如果再齊增加上虹Ce，放大倍暫數(shù)怎樣？Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-39Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-rbeRCRL40rbeRCRLRe對(duì)比含移有Ce余的性能枯分析：※※※不變41422005責(zé)、108.圖示電駐路,R1=50刺kΩ.積R2=10隸kΩ適RE=1kΩ籮,晶體管站的β=6狐0。,靜艦態(tài)UBE=0.俯7V，賭所示電耳路靜態(tài)毅基極電正流IB等于多少綱?(A)利0.懷015鮮2mA(B)惰.0.旺021牢3mA(C).犁0.0犧286m敘A(D).腎0.0普328m嗚A43放大倍數(shù)組與負(fù)載無藝關(guān)，當(dāng)有捕幾級(jí)運(yùn)放陰時(shí)可以分晌級(jí)分析。虛短路虛開路uiuo+-A0第十一節(jié)逃集成運(yùn)算趕放大器44(一)焦、反漿相比例瞎電路0=uu=-+i1i2i1=i2RfR1Rbuiuo_+A虛短路虛開路虛地一、比例塑電路45uo電路的輸石入電阻：Ri=ui/ii=R1輸出電難阻很小擔(dān)！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//懂RfRfR1Rbuiii_+ARo=046(二)、朗同相比來例電路RfR1Rbuiuou-=u+=ui_+A47RfR1Rbuiuo_+A當(dāng)Rf=0境時(shí):R1Rbuiuo_+Auiuo_+A*電壓跟鑄隨電路在電路禾中作用架與分離服元件的嬌射極輸濾出器相故同，但益是電壓仙跟隨性退能好。48（一）、循反相加法遵電路uoRfR2ui2i12R1ui1Rbi11iF_+A二、加陶減運(yùn)算捷電路49u+=ui1則電壓放得大倍數(shù)為羽：u+~隙ui1、ui2？R22ui2所以：注意:同相求補(bǔ)和電路制的兩個(gè)粥輸入信豪號(hào)的放釣大倍數(shù)英互相影斤響，不賭能單獨(dú)湯調(diào)整。R1RFu

i1+_uoR21_+A（二）、些同相加法霸電路505152（20鄉(xiāng)豐05、房誠109是）圖示電路冶,該電路藏輸出電壓叉U。與輸怎入電壓UI1、UI2的關(guān)系式柄為:(A)云.(B).(C)盾.(D).53一、門嚇電路㈠門電燒路的基識(shí)本概念“與”翻、“或秒”、“絮非”是植三種基梢本的邏棚輯關(guān)系痛，任何砍其它的潛邏輯關(guān)掃系都可族以以它叮們?yōu)榛恋A(chǔ)表示管。與非：條件A燈、B、腫C都具毫備，則捕F然不發(fā)生或。&ABCF第十二壩節(jié)脂門妙電路和檔觸發(fā)器54或非：條件A、枯B、C任專一具備，鬧則F大不發(fā)生。1ABCF異或：條件A、揮B有一個(gè)暖具備，另牙一個(gè)不具苗備則F漠發(fā)生。=1ABF55㈡、基本墨門電路二極管送與門:FD1D2AB+12V&ABCF56二極管或童門FD1D2AB-12V1ABCF57R1DR2AF+12V+3V三極管非吉門嵌位二趨極管ABCF58真值表相同為置“0”不同為構(gòu)“1”異或門=159例：分析儀下圖的邏兩輯功能。&2&3&4AMB1F=101被封鎖1160&2&3&4AMB1F=010被封鎖1選通電岸路612005術(shù)、110.圖示蕩電路,資二極管踢視為理拖想元件第，即正前向電壓啊降為零還，反向躲電阻為碎無窮大反,三極妄管的β結(jié)=10互0，輸形入信號(hào)遙VA、VB的高電朗平是3室.5V馬(邏撐輯1)合。低