电子技术基础三学习

1、1.1.1 电路和电路模型1.电路的组成什么是电路？电路是为了某种需要由若干电工设备或元件按一定方式组成的总体，是电流的通路。电路一般由电源、负载、中间环节组成。2.电路的作用（1）实现电能的输送和变换（2）实现信号的传递和处理3.电路模型一种电路元件往往兼有两种以上的电磁特性，为了便于对实际电路进行数学描述和分析，我们常需要将实际元件理想化或模型化，即在一定条件下突出其主要的电磁性质，忽略其次要的因素，把它近似的看作理想电路元件。1.1.2 直流电与交流电1.直流电一般来说我们把方向不随时间变的电压（电流）都称为直流电压（电流）。2.交流电交流电是指大小和方向都随时间变化的电压或电流。1.1

2、.3 模拟信号与数字信号1.模拟信号模拟信号是随时间连续变化的电压或电流信号。处理模拟信号的电路就叫作模拟电路。2.数字信号数字信号是指随时间断续变化的电压或电流信号。处理数字信号的电路就叫作数字电路。1.1.4 电路的基本物理量及其参考方向1.电流及其参考方向（1）电流正电荷移动的方向（或负电荷移动的反方向）规定为电流的实际方向。电流的大小（强弱）用电流强度来衡量，它定义为单位时间内通过导体某横截面电荷量，用字母i表示。i = dq/dt式中dq为在极短时间dt内通过导体某横截面的电荷量。（2）电流的参考方向在分析和计算较为复杂的电路时，往往事先难于判断某支路中电流的实际方向，我们可能任意选

3、定某一方向为电流的参考方向（也称正方向）。2.电压、电动势及其参考方向（1）电压和电动势电压表明了电场力对电荷做功的能力，用公式表示为u = dW/dq（2）电压和电动势的参考方向对于电压和电动势的实际方向，我们首先作如下的规定：电压的实际方向规定为由高电位端指向低电位端，即为电位降低的方向；而电动势的实际方向是指在电源内部低电位端指向高电位端，即为电位升高的方向。在电路图中我们常需要对某个元件作电压U和电流I的参考方向的设定，我们习惯于将电压U和电流I的参考方向取为一致，这称为关联参考方向，否则就称为非关联参考方向。3.功率与能量（1）功率功率定义为单位时间内能量的变化，也就是能量对时间的导

4、数，即P = dW/dt = udq/dt = ui当电压U和电流I采用关联参考方向时，有P = UI若算得P>0，这说明是电场力对电荷做功，表明元件此时在吸收或消耗功率，它在实际电路中起负载作用；如果P<0，这说明是外力对电荷做功，表明元件此时是在产生或者是在释放功率，它在实际电路中起电源作用。（2）电能如果用电设备的功率为P，使用的时间为t，则该设备消耗的电能为W = Pt = UIt（3）功率的平衡电路在实际工作时，各电源元件产生或发出的功率之和必定等于各负载元件吸收或消耗的功率之和，这就是功率的平衡。4.电路基本物理量的额定值（1）额定电流IN（2）额定电压UN（3）额定功

5、率PN1.2 电阻、电感和电容1.2.1 电阻元件电阻元件是实际电阻器的理想化模型。在u和i 关联参考方向下，欧姆定律可写为u = Ri 1.2.2 电感元件电感元件是实际电感器的理想化模型。= LiWL=1/2Li2(t)电感元件具有的一个十分重要的特性，即电感元件中电流的变化具有连续性，一般不能发生跃变。1.2.3 电容元件电容元件是实际电容器的理想化模型。C = q/uWC =1/2Cu2(t)电容元件具有的一个十分重要的特性，即电容元件两端电压变化具有连续性，一般不能发生跃变。1.3 电源元件1.3.1 电压源1.理想电压源理想电压源是实际电源的一种理想化模型。理想电压源一般具有以下特

6、性：（1）电压的函数是固定的，不会因为它所连接的外电路的不同而改变（负载不能短路）。如果电压源没有接外电路，这时电压源处于开路状态，I为零值，电压源两端的电压此时就称为开路电压。（2）电压源的电流随与之连接的外电路的不同而不同，也就是说电压源的电流随负载的大小而变化。（3）电压源的内阻为零，一个端电压为零的电压源仅相当于一条短路线。（4）在功率允许范围内，相同频率的电压源串联时可等效为一个同频率的电压源。（5）一般情况下，电压源是不允许并联的，尤其是当电压函数不同时更应该注意，因为这时可能会引起电压源之间的短路以致损坏电压源。2.实际电压源严格的说理想电压源并不存在，这是因为实际电压源的内部总

7、存在一定的内电阻。1.3.2 电流源1.理想电流源理想电流源是实际电源的另一种理想化模型。理想电流源一般具有以下特性：（1）输出电流始终保持定值或一定的时间函数，与负载的情无关（负载不能开路）。（2）电流源两端电压的大小由负载确定。（3）电流源的内阻为无穷大，因此，输出电流为零的电流源就相当于开路。（4）对于多个电流源的并联，我们可以用一个等效的电流源来代替；而对于多个电流源一般是不允许串联的。另外，我们需要注意的是电流源的外电路不允许开路，否则端电压就趋近于无穷大，这是不允许的。2.实际电流源实际电流源可以用一个电流源和一个内电阻的并联组合来代替。1.4 串联电路与并联电路1.4.1 电阻的

8、串联电路中两个或更多个电阻顺序相连，称为电阻的串联。R = R1+R2+Rn1.4.2 电阻的并联电路中有两个或更多个电阻连接在两个公共的节点之间，称为电阻的并联。R = 1/R1+1/R2+1/Rn1.5 直流电路分析与计算1.5.1 欧姆定律通常流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，这就是欧姆定律。U/I=R1.5.2 基尔霍夫定律1.基尔霍夫电流定律（KCL）对于电路中任一节点，在任一时刻，流入该节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和，或者说电路中任一节点上电流的代数和恒等于零。2.基尔霍夫电压定律（KVL）对于电路中任一回路，在任一时刻，沿某闭合回路的电压降之和等于电位升之和，或者说

9、沿某闭合回路所有元件上电压的代数和恒等于零。1.5.3 叠加原理任何线性网络中，若含有多个独立电源，则网络中任一支路中的响应电流（或电压）等于电路中各个独立电源单独作用时在该支路中所产生的电流（或电压）的代数和。1.6 正弦交流电路1.6.1 正弦交流电的基本概念1.正弦交流电概述如果在电路中含有一个或几个频率相同并按正弦规律变化的交流电源，我们就称这种电路为正弦交流电路。2.正弦交流电的方向3.正弦交流电的基本参数正弦交流电的三要素：幅值、频率、初相位。（1） 正弦量的瞬时值、幅值和有效值有效值与幅值之间的关系U=Um/ I=Im/其中U、I为用效值，Um、Im为幅值（2） 正弦量的频率与周

10、期f = 1/Tw=2p/T=2pf(3)正弦量的初相位和相位差1.6.2 正弦交流电的相量表示法1.有向线段与正弦函数2.正弦量的相量表示法（1）代数形式A = a + jb（2）三角形式A = rcosy+jrsiny（3）指数形式A= rejy（4） 极坐标形式A = rÐy3.相量图及相量运算（1）相量图（2）相量的四则运算（3）j的物理意义1.6.3 正弦交流电路的简单分析与计算1.基尔霍夫定律的相量形式（1）KCL的相量形式（2）KVL的相量形式2.R、L、C单一元件的正弦交流电路（1）电阻元件电压与电流的相量关系有功功率（平均功率）P（2）电感元件电压与电流的相量关系电

11、压超前电流90°感抗XL=/电感元件的瞬时功率及无功功率电感元件的有功功率或平均功率为0为了衡量能量交换的规模或程度，可用无功功率Q来表示Q=UI=I2XL=U2/XL单位为乏或千乏（3） 电容元件电压与电流的相量关系电流超前电压90°容抗Xc=1/wC=-jXc电容元件的瞬时功率及无功功率电容元件的平均功率或有功功率为0Qc表明电容元件与电源之间交换能量的规模或程度Qc=-UI=-I2Xc=-U2/Xc3RLC串联交流电路4. 复阻抗电路（1）阻抗的串联（2）阻抗的并联5正弦交流电的功率（1）瞬时功率和有功功率P=UIcosy（2）无功功率 Q=UIsiny（3）视在功率

12、和功率三角形S=UI6.电路中的串联谐振（1）串联谐振的条件当电路中容抗与感抗相等时，电路呈电阻性，称发生了串联谐振。（2）串联谐振的特性A谐振时，Xc=Xl，电阻为R。B 在电源电压不变的情况下，因阻抗值最小，故这时电流达到最大值。C 由于Xc=Xl，所以电感两端与电容两端的电压效值大小相等，相位相反。D 因谐振时电流与总电压同相，故阻抗角y为0°.E 发生串联谐振时，电感电压或电容电压的有效值与总电压的有效值之比等于电路的品质因数Q.7、正弦交流电路的稳态分析对于较为复杂的正弦交流电路，不管电路的结构怎样，电路中的有关电流相量和电压相量都应遵守相应的KVL和KCL的相量形式。第2

13、章 放大电路原理2.1 半导体器件2.1.1晶体二极管1.半导体基本知识2.半导体的特性（1）半导体的热敏特性（2）半导体的光敏特性（3）掺杂特性3.本征半导体纯净的半导体称为本征半导体。4.杂质半导体（1）P型半导体，又称为空穴型半导体（2）N型半导体，又称为电子型半导体5.PN结及其特性（1）PN结的形成（2）PN结的特性PN结的正向导通性能PN结的反向截止状态6.晶体二极管（1）结构及分类点接触型、面接触型硅管、锗管（2）二极管的伏安特性及主要参数1、二极管的伏安特性是指二极管两端电压和流过二极管电流之间的关系曲线。正向特性一般硅二极管的死区电压约为0.5V，锗二极管的死区电压约为0.2

14、V。二极管导通时，正向导通压降，一般硅管约为0.7V，锗管约为0.3V。反向特性在二极管两端加反向电压时，一般硅管的I为几微安以下，锗管的I为几十到几百微安。2、主要参数最大整流电流最高反向工作电压最大反向工作电流（3）二极管的应用举例整流电路箝位电路限幅电路7.特殊二极管（1）稳压二极管稳压二极管及其伏安特性稳压二极管的主要参数稳定电压稳定电流最大耗散功率动态电阻（2）光电二极管（3）发光二极管2.1.2 晶体三极管1.晶体三极管的结构和分类晶体三极管有三个区，两个PN结，从三个区分别引出三个电极而构成。晶体三极管内部的三个区，分别称为发射区，基区和集电区，从三个区分别引出的电极称为发射极E

15、，基极B，集电极C，基区与发射区之间的PN结称为发射结，基区与集电区之间的PN结称为集电结。按三个区的掺杂形式可分为PNP管和NPN管两种。晶体三极管按材料可分为硅三极管和锗三极管。根据工作频率特性可分为低频管和高频管。根据功率可分为大，中，小功率管等。2.晶体三极管电流分配和放大作用（1）发射区向基区发射电子形成发射极电流Ie（2）基区中电子和空穴的复合形成Ib（3）集电区收集电电子形成IcIe=Ib+IcIc=bIb b为直流电流放大系数Ie=（1+b）Ib3.晶体三极管的特性曲线晶体三极管的特性曲线是说明三极管各极电压和电流之间的关系曲线。（1） 输入特性曲线是指晶体三极管集-射之间电压

16、为一定值时，基极电流iB与基-射之间电压uBE的关系曲线。（2）输出特性曲线是指晶体三极管的基极电流为一定值时，集电极电流iC与集-射之间电压uCE的关系曲线。输出特性曲线分为三个工作区域截止区发射结，集电结均处于反向偏置放大区集电结反偏，发射结正偏饱和区集电极和发射结均处于正向偏置4.晶体三极管的主要参数（1）使用参数电流放大系数b和bb为直流放大系数，b为交流电流放大系数集电极-基极之间反向饱和电流ICBO（2） 集电极-发射极之间的反向饱和电流ICEO（3） 极限参数集电极最大允许电流ICM反向击穿电压UCEO集电极最大允许耗散功率PCM2.1.3 场效应三极管1.绝缘栅N沟道增强型场效

17、应管的结构工作原理（1）结构（2）原理和特性工作原理特性曲线2.场效应管的主要参数（1）开启电压和夹断电压（2）饱和漏极电流（3）低频跨导（4）最大漏极电流（5）漏源击穿电压（6）最大耗散功率3.场效应管与晶体三极管的性能比较（1）场效应管为电压控制电流器件，其输入阻抗高；晶体三极管为电流控制电流器件，其输入阻抗小，但都可获得较大的电压放大倍数。（2）场效应管工作电压范围宽，热稳定性较好；晶体三极管工作电压范围较小，热稳定性较差。（3）场效应管制造工艺简单，价钱便宜，广泛用于制造大规模集成电路。（4）场效应管不用时，各电极应短接在一起，防止外界静电感应产生高压使其损坏。2.2 基本放大器工作原

18、理放大器是构成各种电子线路的基本单元电路。所谓放大，就是将输入的微弱信号去控制直流电源提供的能量，并使输出按照输入的小信号变化规律而变化的过程。2.2.1 放大电路的基本要求和性能指标1.放大电路的基本要求（1）外接直流电源必须使晶体管的发射结正偏，集电结反偏，使其工作在放大区。（2）选择电路参数使三极管有一个合适的静态工作点Q。（3）输入电压信号作用在三极管的输入回路中，并能转换为输入信号电流，以控制集电极电流。（4）输出信号电流尽可能的转化为输出电压信号。2.放大电路的主要性能指标（1）放大倍数电压放大倍数，电流放大倍数，功率放大倍数。（2）输入电阻（3）输出电阻（4）通频带（5）最大输出

19、幅值（6）最大输出功率（7）效率（8）非线性失真系数2.2.2 共发射极放大电路1.固定偏置式共射放大电路（1）电路的组成（2）工作原理当ui=0时，放大电路所处的状态称为直流状态或静止工作状态，简称静态。此时三极管的输入特性与输出特性曲线上有一个确定的静态工作点，我们称之为Q点，它对应有一定的IBQ,UBEQ,ICQ和UCEQ。当放大电路加有输入交流信号时，如ui=Umsinwt时，此时电路为动态工作状态，此时uBE为ui与UBEQ之和，即uBE=ui+UBEQ，iB=IBQ+ibiC=ICQ+ic uCE=UCEQ-icRc=UCEQ-u0 （3）静态分析静态分析用于确定电路的静态工作点，

20、它是保证动态性能好坏的重要依据。 用工程估算法确定静态工作点静态工作点由放大电路的直流通路进行分析。直流通路如图示。IBQ=(VCC-UBEQ)/RBICQ=IBQUCEQ=VCC-ICQRC 用图解法确定静态工作点由于三极管放大电路为非线性电路，采用图解法也可确定静态工作点。基极回路电压方程：uBE=VCC-iBRB 该直线方程与三极管输入特性曲线的交点即为Q点。 输出回路电压方程： uCE=VCC-iCRC 由于ICQ=IBQ，在三极管输出回路中就有一条确定的输出特性。（4）动态分析交流通路和交流负载线外接输入信号后，电路处于动态工作方式，可由放大电路的交流通路进行分析。放大电路在工作时，

21、输出端通常加有外接负载电阻RL，此时输出回路的电压方程为：uCE=UCEQ-(iC-ICQ)R从上式可看出，动态时iC与uCE的关系仍为过Q点的一条直线，称为交流负载线。图解动态分析设放大电路的静态工作点设置适当，外加输入信号ui=Umsinwt为幅值较小的正弦信号。该信号叠加在静态UBEQ上使电路工作在输入特性曲线的线性段，引起基极电流变化量ib叠加在IBQ上随ui的变化规律变化。变化的基极电流ib又控制集电极电流ic使之也发生相应的变化并叠加在静态ICQ值上，且沿交流负载线移动，得到相同变化规律的uce，uce也叠加在直流压降UCEQ上。 （5）静态工作点对输出波形的影响截止失真如果静态工

22、作点设置偏低，当输入信号加入时，其负半周的部份波形会进入截止区而不被放大，造成输出波形相应的部份产生截止失真。饱和失真如果静态工作点设置偏高，当输入信号加入时，其正半周部份波形会进入饱和区，也会造成输出波形相应部份产生饱和失真。双向失真如果静态工作点适当，但输入信号电压的幅值较大，正，负半周的部分波形分别进入饱和区，截止区，可引起输出波形的严重失真。（6）微变等效电路分析法晶体三极管的微变等效电路晶体三极管输入特性虽然为非线性，但在小信号作用情况下，静态工作点附近的工作区域可近似的认为是直线，因此三极管B,E之间可用一个交流线性等效电阻rbe代替，如图示固定偏置式共射放大电路的微变等效电路微变

23、等效电路分析方法只能用于分析放大电路的动态情况，而不能用于静态分析。共射电路的特点：电压放大倍数较大，输入电压与输出电压反相位变化，输入电阻较小，输出电阻较大。2.分压偏置式共射放大电路（1）影响静态工作点稳定的因素温度的上升会使反向饱和电流ICBO增大温度的上升会使电流放大系数b增大温度的上升将造成发射结电压减小（2）分压偏置式电路(1)电路的结构及静态工作点的稳定它在固定偏置放大电路的基础上增加了一个下偏置电阻Rb2和发射极电阻Re。利用Rb1和Rb2的分压可稳定基极电位VB。Q点的稳定过程可动态表示如下：温度上升 -Ic -Ie -Ve -(Ube=Vb-Ve) Ube -Ie -Ic静

24、态分析静态工作点由直流通路进行近似计算VB=Rb2/(Rb1+Rb2)*VCCICQ=IEQ=(VB-UBEQ)/RE=VB/REIBQ=ICQ/UCEQ=VCC-ICQ(RC+RE)动态分析根据微变等效电路进行计算输入电压：Ui=Ibrbe+(1+)Re输出电压：U0=-IbRL1放大倍数：Au=U0/Ui=-RL1/rbe+(1+)Re输入电阻：Ri=Rb1/Rb2/rbe+(1+)Re输出电阻：R0=Rc2.2.3 共集电极电路电路的组成工作原理（1）静态分析直流通路IBQ=VCC/Rb+(1+)ReICQ=IBQ=IEQ UCEQ=VCC-ICQRe（2）动态分析共集电极放大路的微变等

25、效电路如图示电压放大倍数：Au=(1+)R1/rbe+(1+)R1R1=Re/RL输入电阻：Ri=Rb/rbe+(1+)R1输出电阻: R0=Re/(rbe+R2) R2=Rs/Rb共集电极放大电路具有电压放在倍数小于1、输出电压与输入电压同相位、电压跟随特性好、输入电阻高、输出电阻低、有电流放大和功率放大等特点。应用简介（1） 作为多级放大电路的输入级，利用其输入阻抗高的特点来提高放大电路接收信号的能力。（2） 作为多级放大电路的输出级，利用其输出阻抗低的特点来改善放大电路带负载的能力。（3）作为多级放大电路的中间缓冲级，利用U0=Ui的特点隔离前后级的相互影响，解决阻抗变换和信号传输等问题

26、。2.2.4 场效应管放大电路1.分压式偏置共源放大电路静态分析动态分析Ui=UgsU0=-Id*R=-gm*Ugs*R (R=RL/RD)Au=U0/Ui=-gm*R输入电阻：Ri=RG3+(RG1/RG2)输出电阻：R0=RD2.3 多级与差动放大器电容耦合方式多用于交流信号放大电路；变压器耦合方式一般用于功率放大电路；直接耦合方式常用于交、直流放大电路或中、大规模集成电路中。2.3.1 直接耦合多级放大电路的特点及存在的问题1.直接耦合多级放大电路的特点可以放大变化缓慢的电信号，既可放大直流信号，也可放大交流信号。2.直接耦合方式存在的问题（1）各级静态工作点相互影响（2）零点漂移现象2

27、.3.2 直接耦合多级放大电路的动态分析1.电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻2.3.3 差动放大器的基本结构和工作原理1.基本结构2.工作原理（1）零点漂移的抑制（2）信号的输入共模信号的输入差模信号的输入2.3.4 差动放大器的其他几种输入与输出方式1.双端输入-双端输出2.双端输入-单端输出3.单端输入-双端输出4.单端输入-单端输出2.3.5 差动放大器的电压放大倍数和共模抑制比1.双端输出电路2.单端输出电路3.共模抑制比用来衡量差动放大器能有效地放大差模信号和抑制共模信号的能力2.4 放大器中的负反馈2.4.1 负反馈的概念及类型1.反馈的定义将放大器输出信号（电压或电流）的一部

28、分（或全部），经过一定的电路（称为反馈网络）送回到输入回路，与原来的输入信号（电压或电流）共同控制放大器，这样的作用过程称为反馈。2.反馈的分类及判别（1）正反馈与负反馈根据反馈信号的不同，可将反馈分为正反馈与负反馈。（2）直流反馈和交流反馈如果信号中只含有直流成分，则为直流反馈；如果信号中只含有交流成分，则称为交流反馈；如果信号中既含有直流成分，又含有交流成分，则称为交直流反馈。（3）电压反馈和电流反馈按反馈在输出端的取样形式分类，可分为电压反馈和电流反馈。（4） 并联反馈和串联反馈按基本放大器输入端与反馈网络的输出端之间的连接方式，反馈可分为并联反馈和串联反馈。负反馈的电路框图（1） 信号

29、基本关系2.4.2放大电路中负反馈的判断2.4.3 负反馈对放大电路的性能影响1.提高电路及其增益的稳定性2.减少非线性失真3.扩展通频带4.改变输入电阻和输出电阻第3 章 集成运算放大器及其应用3.1 集成运算放大器概述3.1.1集成运算放大器概念1.集成运放大器的组成及基本特点集成电路按功能不同可分为模拟集成电路和数字集成电路。集成运放按其指标、特点和应用范围，可分为通用型和专用型两大类。通用型集成运算放大器的基本结构输入级中间电压放大级输出级偏置电路集成运算放大器的电路符号2.集成运算放大器的主要参数（1）开环差模电压放大倍数Aud（2）输入失调电压UIO（3）输入失调电流IIO（4）最

30、大差模输入电压UIDM（5）最大共模输入电压UICM（6）差模输入电阻Rid（7）输出电阻R0（8）最大输出电压幅度UOPP（9）共模抑制比KCMR3.1.2 理想集成运算放大器的特点1.理想集成运算放大器应具备的条件（1）开环电压放大倍数Aud-¥（2）差模输入电阻Rid-¥（3）输出电阻R00（4）共模抑制比Kcmr-¥（5）带宽BW-¥（6）失调及零漂均趋于零2.理想集成运算放大器的特点集成运算放大器工作在线性区时的特点（1） 集成运算放大器同相输入端和反相输入端的电位相等（2）集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输入电流等于0集成运算放大器工作

31、在非线性区时的特点（1）u->u+时，u0=U0-u-<u+时，u0=U0+（2）i-=i+=03.2 集成运算放大器组成的基本运算电路3.2.1 反相比例运算u0=-(Rf/R1)*ui反相例运算放大器的特点（1）它是深度电压并联负反馈电路，它的输入电阻不高，输出是阻很低（2）输出电压与输入电压的幅值成正比，且方向相反（3）调节Rf，R1的值可调节放大倍数Auf，比值Auf与集成电路内部各参数无关，其值可大于1，也可小于1。若Rf=R1，则Auf=-1，此电路便构成反相器（4）u-=u+=0，即有虚地的特点3.2.2同相比例运算放大器u0=（1+ Rf/R1）ui同相比例运算放大

32、器的特点（1） 它是深度电压串联负反馈电路，输入电阻趋于无穷大，输出电阻很低，不存在虚地（2）调节Rf，R1的值可调节放大倍数Auf，比值Auf与集成电路内部各参数无关，其值恒大于或等于1（3）u-=u+=ui说明此时运放的共模信号不为零3.2.3 多路加减运算1.反相输入加法运算u0=-Rf（ui1/R1+ui2/R2）2同相输入加法运算u0=（1+Rf/R1）（R3/R4）/R2+（R3/R4）*ui1+（R2/R4）/R3+（R2/R4）*ui23减法运算u01=-（Rf/R1）*ui1u02=（1+Rf/R1）*R3/（R2+R3）*ui2u0=u01+u023.2.4微分运算与积分运

33、算1.微分运算2.积分运算3.3 集成运算放大器应用3.3.1 集成运算放大器的线性应用1.电压可调的恒压源U0=-(R2/R1)Uz2.比例积分调节器3.3.2 集成运算放大器的非线性应用1.电压比较器基本电压比较器过零比较器迟滞比较器2.三角波发生器3.集成运算放大器应用电路的扩展与保护（1）集成运算放大器性能的扩展（2）集成运算放大器的保护电源接反保护输入保护输出保护（3）集成运算放大器使用注意事项· 使用前应认真查阅有关手册，了解所用集成运放各引脚排列位置，外接电路特别要注意正，负电源端，输出端及同相，反相输入端位置· 集成运放接线要正确可靠· 输入信号不

34、能过大· 电源电压不能过高· 集成运放的调零3.3.3 常用集成运算放大器芯片选用与介绍1.常用集成运算放大器芯片选用（1）从物美价廉考虑（2）从结构紧凑考虑2.常用集成运算放大器芯片介绍（1）LM741与LM324（通用型集成运放）（2）OP07（低失调集成运放）（3）ICL7650（斩波稳零集成运放）（4）AD508（高精度集成运放）（5）uA348（通用型四运放）（6）LF347（JEFT输入高阻型四运放）（7）AD602（宽带增益可调）（8）INA118（精密仪表放大器）（9）INA2128（低电压双通道通用仪表放大器）第四章 直流稳压电源4.1 整流与滤波电路1.

35、单相半波整流电路单相半波整流电路的参数（1）输出电压平均值U0（AV）U0（AV）=0.45U2（2）输出电流平均值I0（AV）I0（AV）=ID（AV）=0.45U2/RL（3）二极管电流平均值ID（AV）ID（AV）=I0（AV）=0.45U2/RL（4）二极管承受的最高反压URMURM=2U22.单相桥式整流电路（1） 输出电压平均值U0(AV)U0(AV)=0.9U2（2）二极管电流平均值ID(AV)ID(AV)=1/2 *I0(AV)=0.45*U2/R（3）二极管承受的最高反压URMURM=2U24.1.2 滤波电路1.电容滤波当负载开路时，U0(AV)=2U2为了取得良好的滤波效

36、果，一般取RC>=(35)T/2此时输出电压平均值为U0(AV)=1.2U2流过二极管的电流仍是ID(AV)=1/2 *I0(AV)=0.45*U2/R2.其他形式滤波电路（1）RC型滤波器（2）LC型滤波器4.2线性直流稳压电源4.2.1 直流稳压电源的主要性能指标1.电压调整率SU2电流调整率SI3.温度系数ST4.2.2 硅稳压管稳压电路1.稳压原理只要通过稳压管的电流Iz在最小稳定电流Izmin和最大稳定电流Izmax之间，那么其两端电压基本上是恒定的，为稳压管的稳定电压Uz，因此输出电压也就恒定。2.电路参数选择（1）稳压管稳压值的选择（2）稳压管稳定电流的选择（3）输入电压的

37、选择（4）限流电阻的选择4.2.3 普通线性集成稳压器集成稳压器的种类很多，可分为多端式和三端式，正压输出和负压输出，固定输出和可调输出，普通型和低压差型，线性和开关型。1.内部电组成三端线性集成稳压器内部电路主要由取样电路，基准电压，比较放大，调整管组成，此外还有过流，过压，过热保护电路，启动电路等附属电路。2.基本应用图为CW7800的基本应用电路。其输入电压应小于40V，输入输出电压差35V，电容C1用来减少输入纹波，C2用于改善负载瞬态响应，消除高频噪声。4.2.4 低压差集成稳压器1.低压差集成稳压器的品种低压差集成稳压器也有三端和多端，固定输出和可调输出，正电压输出和负电压输出。2

38、应用举例下图为三端固定输出低压差集成稳压器LM2937的典型应用电路4.3 开关型集成稳压器开关型集成稳压器是为提高效率，减小体积而设计的一个系列集成稳压器。开关型集成稳压器的调整管工作在开关状态：当调整管截止时，其管压降虽高，但电流为0；当调整管饱和时，其电流虽大，但管压降近于0，所以其管耗小，效率高，一般可达80%90%开关型集成稳压器的系列品种较多，有串联型和并联型，自激式和他激式。4.3.1 串联型脉宽调制式开关稳压电源工作原理下图是脉宽调制式开关稳压器的组成框图，它由取样电路，LC滤波电路，续流二极管，调整管，脉宽调制器组成。4.3.2 应用举例下图是一个将+1.5V升为+5V输出的

39、DC-DC升压型稳压电源L是储能电感，D是续流二极管，C是滤波电容第五章 数字电路基础5.1 数制与编码我们日常生活中经常使用的数的表示方法是十进制，也就是用09这10个数字符号去表示09的数，比9大的数采取逢十进位的方法。所谓数制就是以表示数值所用的数字符号个数来命名的。5.1.1 十进制数十进制计数法是用09这10个数字符号来表示09的数，对于比9大的数采取逢十进位的方法。（365）10=3*102+6*101+5*10010表示365是十进制数，102，101，100称为位权，10称为十进制的基数。5.1.2 二进制数1.与十进制数的定义方法相同，二进制数仅有0和1两个数字符号，可以直接

40、表示0和1两个数值，数值2就必须进位，表示成10，读作“壹零”或“幺零”。（10）2=1*21+0*20任意一个二进制整数bn-1bn-2.b0可以按权展开成如下的多项式：（bn-1bn-2.b0）2=bn-1*2n-1+bn-2*2n-2+b*20其中bi（i=n-1,n-20）=0,12.二进制中，数字通常称为“位”，又称比特（bit），是binary digit的缩写。在8位二进制数中，位权为20的位称为最低有效位，位权为27的位称为最高有效位。3.将下式右边的加法按十进制加法去运算求和，就能求得与二进制相对应的十进制数值。（1011）2=1*23+0*22+1*21+1*20=8+0+

41、2+1=（11）104.同十进制数一样，二进制数前面添加0，不会影响数值的大小，因此如果要求二进制数的位数是4，那么在整数前而添加0即可。5.常用的前16个（015）二进制整数十进制数二进制数十进制数二进制数000008100010001910012001010101030011111011401001211005010113110160110141110701111511115.1.3 十六进制数1.十六进的定义与十进制和二进制的定义完全一致2.十六进制的符号有16个，包括09十个数字符号和AF六个字母符号3.前16个十六进制正整数与十进制数，二进制数的对应关系十进制数二进制数十六进制数十进

42、制数二进制数十六进制数000000810008100011910019200102101010A300113111011B401004121100C501015131101D601106141110E701117151111F4.任意一个十六进制整数an-1an-2a0可以按权展开成如下的多项式:(an-1an-2a0)16=an-1*16n-1+an-2*16n-2+a0*160其中ai(i=n-1,n-2,0)=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10(A),11(B),12(C),13(D),14(E),15(F)。5.十六进制数的读法与二进制数的读法相同：即按照从高位到低位的顺序逐

43、位读出相应数字，例如（2A45）16读作十六进制数二A四五6. 将下式右边的加法按十进制加法去运算求和，就能求得与十六进制相对应的十进制数值。(1C3)16=1*162+C*161+3*160=1*256+12*16+3*1=(451)105.1.4 数制转换不同的数制只是以不同的的方式来表示数据。1.二进制数，十六进制数转化为十进制数01. 方法：将要转换数写成按权展开的多项式，计算该多项式的值就可以得到相应的十进制数值。02. (10100101)2=1*27+0*26+1*25+0*24+0*23+1*22+0*21+1*20=128+0+32+0+0+4+0+1=(165)1003.

44、在二进制数转换成十进制数的过程中，凡是“0”的位，不论它的位权值有多大，最终参与加法运算的都是0，不会影响转换结果，只有“1”的位及该位的位权值决定转换的结果，因此可以直接计算二进制数中“1”的位权值的和，就可以得到相应的十进制数。2.十进制数转换成二进制数，十六进制数01.十进数转换成二进制数A方法：将被转换的数除以2取余数，商继续除以2，再取余数，直到商为0为止，然后将余数按照先取的作为低位，后取的作为高位的顺序写出来，就得到转换后的二进制数。B.(105)10=(1101001)2C.十进制小数转换成二进制数方法：整数部份与上述相同，小数部份通常采用乘2取整法，将被转换的小数乘以2取整数

45、，余下的小数继续乘以2，再取整数，直到满足要求为止，然后按照将小数部分所求的整数按先取的作为高位，后取的作为低位的顺序写出来，就得到转换后的二进制数。D.(0.625)10=(0.101)20.625*2 取整数 1 高位0.250*2 取整数 00.50*2 取整数 1 低位02 十进制数转换成十六进制数A十进制数转换成十六进制数采用除16取余法，具体运算过程与除2取余法相同。B.(254)10=(FE)163.二进制与十六进制之间的转换A.方法：从二进制数的最低位开始，每4位分成一组，若最高位的一组不足4位，则在其左边添0补足4位，然后用每组4位二进制数所对应的十六进制数取代该组的4位二进

46、制数，就可以得到对应的十六进制数。B(1011101001)2=(2E9)16二进制数 0010， 1110， 1001十六进制数 2 E 9C.(5C7A)16=(101110001111010)2十六进制数 5 C 7 A二进制数 0101 1100 0111 1010D.转换结果中最高位的0可以省略，不影响数值大小。但中间的0绝对不可以省略。5.1.5 有符号数的表示方法1.数的符号表示方法01.为了表示一个有符号数，除了数值以外还应指定符号位，通常以这个数的最高位为符号位。02.8位有符号数的编码格式如下表示，D7为符号位，“0”为正数的符号“+”，“1”表示负数的符号“-“。D7D6

47、D5D4D3D2D1D0符号位 数值位 数值位 数值位 数值位 数值位 数值位 数值位03.数的符号也在机器中数字化了，符号位和数值位一起完整地表示有符号二进制数。我们把一个数在机器中的表示形式称为机器数，而把它们的实际数值称为机器数的真值。2.原码表示法01.如果正数的符号位用0表示，负数的符号位用1表示，数值位的编码规则与前面的无符号数编码规则相同，这种表示方法称为原码表示法。02.写出X1=(-20)10的原码解：X1=(-20)10= 1 0010100 符号位 数值位03.写出X2=(+32)10的原码解：X2=(+32)10= 0 0100000 符号位 数值位04.数0的原码有两

48、种表现形式+0原=00000000 -0原=10000000另外，8位二进制原码所能表示的数值范围为-127+12705.有符号数的原码表示既简单又易于理解，与真值转换方便，也解决了有符号数的正负符号在计算机中的表示问题，这是它的优点。缺点是原码在进行加减运算时非常麻烦，为仅要考虑数的符号，还要考虑数值的大小，使运算器设计非常复杂。3.补码表示法01.正数的补码与原码相同，对于正数X而言，下面式子成立X原=X补02.负数的补码可以从原码求得，方法：将负数原码除符号位之外的数按位取反，即1变0，0变1，再在最低位上加1，就可以得到该数的补码03.写出十进制数-105的补码解：-105原=1110

49、1001原码： 11101001将原码除符号位外各位取反 10010110在最低位加1，得到补码 10010111-105补=1001011104.0的补码只有唯一的形式，符号位和数值们均为0。8位二进制补码所能表示的数值范围为-128+127。05 8位二进制数对应的无符号数，有符号二进制数原码及补码的值如下表示二进制数码无符号二进制数有符号数原码有符号数补码000000000+00000000011+1+1000000102+2+210000000128-0-12811111111255-127-15.1.6 十进制的二进制编码（BCD）1.用于表示不同的数字符号或特定事件的一组n位二进制

50、数码，称为一种编码（code）。用于表示十进数的二进制编码称为BCD（binary coded decimal）码。2.在BCD编码方式中，十进制数字0-9的编码是用4位二进制数0000-0001来表示的，如下表所示。十进制数字符号BCD（8421）码十进制数字符号BCD（8421）码000008100010001910012001030011401005010160110701113.BCD码采用的是前10个二进制正整数来表示十进制的10个数字符号，这种编码有时也称为8421BCD码。BCD码与十进制数的转换方法是：每个十进字数位用相应的4位二进制数码直接代替即可。注意：BCD码只是一种表现

51、示形式，与该十进制数的值没有关系。4.将十进制45转换成BCD码。解：十进制数： 4 5BCD码： 0100 0101(45)10=(01000101)BCD5.1.7 格雷码1.格雷码（Gray code），又称为反射码，循环码。4位格雷码与自然二进制编码的对应关系如下表所示。十进制自然二进制编码格雷码十进制自然二进制编码格雷码0000000008100011001000100019100111012001000111010101111300110010111011111040100011012110010105010101111311011011601100101141110100170111010015111110002.格雷码的编码规律是：（1）相邻两个编